KR20220128244A - Polyolefin Microporous Membrane - Google Patents

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KR20220128244A
KR20220128244A KR1020210084764A KR20210084764A KR20220128244A KR 20220128244 A KR20220128244 A KR 20220128244A KR 1020210084764 A KR1020210084764 A KR 1020210084764A KR 20210084764 A KR20210084764 A KR 20210084764A KR 20220128244 A KR20220128244 A KR 20220128244A
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polyolefin microporous
polyolefin
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KR1020210084764A
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김선영
이동원
박정환
준지 미치조에
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도레이배터리세퍼레이터필름 한국유한회사
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Abstract

The present invention relates to a polyolefin microporous membrane, and more specifically, to a polyolefin microporous membrane having excellent heat resistance. The polyolefin microporous membrane of the present invention has an average pore size of 30 to 65 nm on at least one surface of both surfaces. A coating layer is formed on one side or both sides of the polyolefin microporous membrane.

Description

폴리올레핀 미세 다공막{Polyolefin Microporous Membrane}Polyolefin Microporous Membrane

본 발명은 폴리올레핀 미세 다공막에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 내열성을 갖는 수계 코팅 폴리올레핀 미세 다공막에 관한 것이다.The present invention relates to a polyolefin microporous membrane, and more particularly, to a water-based coating polyolefin microporous membrane having excellent heat resistance.

리튬이온 2차 전지의 분리막으로 사용되는 폴리올레핀계 미세 다공막은 전지의 수명 및 출력, 안전성과 깊은 관련이 있다. 따라서 폴리올레핀 미세 다공막에는 적절한 투과성 및 기계적 특성, 내열성 등이 요구된다.Polyolefin-based microporous membranes used as separators for lithium ion secondary batteries are closely related to battery life, output, and safety. Therefore, suitable permeability, mechanical properties, heat resistance, etc. are required for the polyolefin microporous membrane.

최근 리튬이온 2차 전지의 안전성을 개선하기 위해 기재 표면에 유기 또는 유기/무기 코팅을 통해 미세 다공막의 내열성을 향상시키는 기술이 적용되고 있다. 특히 환경 및 비용을 고려한 수계 코팅에 대한 수요가 증가하면서 바인더 및 수계 코팅층의 조성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 수계 코팅에 적합한 기재 표면에 관한 연구는 미비한 상태이다.Recently, in order to improve the safety of a lithium ion secondary battery, a technique for improving the heat resistance of a microporous membrane through organic or organic/inorganic coating on the surface of a substrate has been applied. In particular, as the demand for water-based coatings in consideration of the environment and cost increases, studies on the composition of binders and water-based coating layers are being actively conducted, but studies on the substrate surface suitable for water-based coatings are incomplete.

본 발명은 우수한 내열성을 갖는 전지 분리막용 폴리올레핀 미세 다공막을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.An object of the present invention is to provide a polyolefin microporous membrane for battery separators having excellent heat resistance.

본 발명은 양쪽 표면 중 하나 이상의 표면의 평균 기공 크기가 65 nm 이하인 폴리올레핀 미세 다공막을 제공한다.The present invention provides a polyolefin microporous membrane having an average pore size of 65 nm or less on at least one of both surfaces.

또한, 본 발명은 전술한 폴리올레핀 미세 다공막 위에 수계 코팅층이 형성된 코팅 다공막을 제공한다.In addition, the present invention provides a coated porous film in which a water-based coating layer is formed on the above-described polyolefin microporous film.

본 발명에 따른 전지 분리막용 폴리올레핀 미세 다공막은 코팅층과 접하는 면의 표면의 평균 기공 크기를 65 mm 이하로 조절함으로써, 우수한 내열 특성을 발휘한다. 그 결과, 본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막을 사용하여 제조된 전지용 코팅 분리막을 포함하는 리튬이온 이차 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 폴리올레핀 미세 다공막은 우수한 내열 특성을 발휘하는 바, 코팅층의 박막화가 가능하고, 그 결과 고출력 특성을 지닌 고용량의 이차 전지를 제조할 수 있고, 또한 이차 전지 제조 비용을 감소시킬 수 있다.The polyolefin microporous membrane for battery separator according to the present invention exhibits excellent heat resistance by adjusting the average pore size of the surface of the surface in contact with the coating layer to 65 mm or less. As a result, it is possible to improve the safety of a lithium ion secondary battery including a coating separator for a battery manufactured using the polyolefin microporous membrane according to the present invention. In addition, since the polyolefin microporous film of the present invention exhibits excellent heat resistance properties, it is possible to thin the coating layer, and as a result, a high-capacity secondary battery having high output characteristics can be manufactured, and also the secondary battery manufacturing cost can be reduced. have.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 그러나, 하기 내용에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 각 구성요소가 다양하게 변형되거나 또는 선택적으로 혼용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, it is not limited only by the following content, and each component may be variously modified or selectively mixed as needed. Accordingly, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

<폴리올레핀 미세 다공막><Polyolefin microporous membrane>

폴리올레핀 미세 다공막polyolefin microporous membrane

본 발명의 폴리올레핀 미세 다공막은 양쪽 표면 중 하나 이상의 표면의 평균 기공 크기가 65 nm 이하인 것을 특징으로 한다. 일례로, 폴리올레핀 미세 다공막 표면의 평균 기공 크기는 30 내지 65 nm, 예를 들어 40 내지 65 nm일 수 있다. 폴리올레핀 미세 다공막 표면의 평균 기공 크기가 전술한 범위를 만족하는 경우, 코팅 시 폴리올레핀 미세 다공막과 코팅층의 접하는 면의 접착강도가 증가하여 코팅된 미세 다공막의 박리강도가 향상되고 열수축이 개선된다. 반면, 폴리올레핀 미세 다공막 표면의 평균 기공 크기가 전술한 범위를 초과하는 경우, 전술한 범위를 만족하는 경우에 비해 접착강도가 약해지고 기재 대비 코팅된 미세 다공막의 열수축 감소율이 적어지는 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 폴리올레핀 미세 다공막 표면의 평균 기공 크기가 전술한 범위 미만인 경우, 전해액 함침량이 적어져 이온 저항이 증가할 수 있고, 그 결과 전지의 출력 특성 및 수명 특성이 저하될 수 있다.The polyolefin microporous membrane of the present invention is characterized in that the average pore size of at least one of both surfaces is 65 nm or less. For example, the average pore size of the surface of the polyolefin microporous membrane may be 30 to 65 nm, for example, 40 to 65 nm. When the average pore size of the surface of the polyolefin microporous membrane satisfies the above-mentioned range, the adhesive strength of the contact surface between the polyolefin microporous membrane and the coating layer increases during coating, so that the peel strength of the coated microporous membrane is improved and heat shrinkage is improved. . On the other hand, when the average pore size of the surface of the polyolefin microporous membrane exceeds the above-mentioned range, the adhesive strength is weak compared to the case where the above-mentioned range is satisfied, and the heat shrinkage reduction rate of the coated microporous membrane compared to the substrate decreases. can occur In addition, when the average pore size of the surface of the polyolefin microporous membrane is less than the above-mentioned range, the amount of electrolyte impregnation may decrease and ionic resistance may increase, and as a result, the output characteristics and lifespan characteristics of the battery may be reduced.

본 발명의 폴리올레핀 미세 다공막 표면의 기공 중, 기공 크기가 100 nm 이상인 기공의 비율(개수 비율)은 15% 이하, 예를 들어 3 내지 15%, 다른 예로 5 내지 13.5%일 수 있다. 기공 크기가 100 nm 이상인 기공의 비율(개수 비율)이 전술한 범위를 만족하는 경우, 코팅 시 폴리올레핀 미세 다공막과 코팅층의 접하는 면의 접착강도가 더욱 증가하여 코팅된 미세 다공막의 박리강도가 더욱 향상되고 열수축이 더욱 개선되어, 코팅층의 박막화가 가능해진다. 기공 크기가 100 nm 이상인 기공의 비율(개수 비율)이 전술한 범위를 초과하는 경우, 전술한 범위를 만족하는 경우에 비해 접착강도가 약해지고 기재 대비 코팅된 미세 다공막의 열수축 감소율이 적어지는 등의 문제가 발생할 수 있다. Among the pores on the surface of the polyolefin microporous membrane of the present invention, the ratio (number ratio) of pores having a pore size of 100 nm or more may be 15% or less, for example, 3 to 15%, and in another example 5 to 13.5%. When the ratio (number ratio) of pores having a pore size of 100 nm or more satisfies the above-mentioned range, the adhesive strength of the contact surface between the polyolefin microporous membrane and the coating layer during coating further increases, so that the peel strength of the coated microporous membrane is further increased. improved and heat shrinkage is further improved, enabling thinning of the coating layer. When the ratio (number ratio) of pores having a pore size of 100 nm or more exceeds the above-mentioned range, the adhesive strength is weak compared to the case where the above-mentioned range is satisfied, and the reduction rate of heat shrinkage of the coated microporous membrane compared to the substrate is decreased. Problems can arise.

상기 폴리올레핀 미세 다공막의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 2 내지 50 um, 다른 예로 3 내지 30 um일 수 있다. The thickness of the polyolefin microporous film is not particularly limited, and may be, for example, 2 to 50 um, and in another example 3 to 30 um.

본 발명의 폴리올레핀 미세 다공막을 구성하는 폴리올레핀 수지로는 당 분야에 알려진 통상적인 폴리올레핀 수지를 제한 없이 사용할 수 있다. 일례로 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.As the polyolefin resin constituting the polyolefin microporous membrane of the present invention, conventional polyolefin resins known in the art may be used without limitation. For example, it may include a polyethylene resin, a polypropylene resin, or a mixture thereof.

폴리에틸렌 수지의 함유량은 폴리올레핀 수지의 전체 질량에 대하여 예를 들어 50 질량% 이상, 다른 예로 60 질량% 이상일 수 있다. 폴리에틸렌 수지는 점도평균분자량(Mv)이 예를 들어 2.0×105 내지 4.0×106 g/mol일 수 있으며, 다른 예로 2.5×105 내지 3.5×106 g/mol일 수 있다. 상기 폴리에틸렌으로는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 등을 제한 없이 사용할 수 있다. 또는, 점도평균분자량(Mv) 또는 밀도가 상이한 폴리에틸렌을 2종 이상 혼용할 수도 있다. The content of the polyethylene resin may be, for example, 50 mass% or more, for example, 60 mass% or more, based on the total mass of the polyolefin resin. The polyethylene resin may have a viscosity average molecular weight (Mv) of, for example, 2.0×10 5 to 4.0×10 6 g/mol, and in another example, 2.5×10 5 to 3.5×10 6 g/mol. As the polyethylene, high-density polyethylene (HDPE), medium-density polyethylene (MDPE), or low-density polyethylene (LDPE) may be used without limitation. Alternatively, two or more types of polyethylene having different viscosity average molecular weights (Mv) or densities may be mixed.

폴리프로필렌 수지의 함유량은 폴리올레핀 수지의 전체 질량에 대하여 예를 들어 50 질량% 이하, 다른 예로 40 질량% 이하일 수 있다. 폴리프로필렌 수지는 점도평균분자량(Mv)이 예를 들어 7.0×104 내지 3.2×106 g/mol일 수 있으며, 다른 예로 9.5×104 내지 3.0×106 g/mol일 수 있다. 상기 폴리프로필렌으로는 아탁틱 폴리프로필렌(Atactic PP), 신디오탁틱 폴리프로필렌(Syndiotactic PP), 아이소탁틱 폴리프로필렌(isotactic PP) 등을 제한 없이 사용할 수 있다. 또는, 점도평균분자량(Mv) 또는 밀도가 상이한 폴리프로필렌을 2종 이상 혼용할 수도 있다.The content of the polypropylene resin may be, for example, 50 mass% or less, for example, 40 mass% or less, based on the total mass of the polyolefin resin. The polypropylene resin may have a viscosity average molecular weight (Mv) of, for example, 7.0×10 4 to 3.2×10 6 g/mol, and in another example, 9.5×10 4 to 3.0×10 6 g/mol. As the polypropylene, atactic polypropylene (Atactic PP), syndiotactic polypropylene (Syndiotactic PP), isotactic polypropylene (isotactic PP), etc. may be used without limitation. Alternatively, two or more polypropylenes having different viscosity average molecular weights (Mv) or densities may be mixed.

전지 분리막으로서의 특성을 향상시키기 위해, 폴리올레핀 수지는 셧다운 기능을 부여하는 폴리올레핀을 더 포함할 수도 있다. 셧다운 기능을 부여하는 폴리올레핀의 예로는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이나 폴리에틸렌 왁스 등이 있다. 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로는 분지상 LDPE, 선상 LDPE 및 싱글 사이트 촉매(single site catalyst)에 의해 제조된 에틸렌/α-올레핀 공중합체로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 이의 첨가량은 당 분야에 공지된 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다.In order to improve the properties as a battery separator, the polyolefin resin may further include a polyolefin that imparts a shutdown function. Examples of polyolefins that impart a shutdown function include low-density polyethylene (LDPE) or polyethylene wax. As the low-density polyethylene (LDPE), at least one selected from the group consisting of branched LDPE, linear LDPE, and ethylene/α-olefin copolymer prepared by a single site catalyst may be used, and the amount of added sugar It may be appropriately adjusted within a range known in the art.

필요에 따라, 당 분야에 알려진 통상적인 첨가제, 일례로 산화방지제, 기공 형성제 등을 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 포함할 수 있다.If necessary, conventional additives known in the art, for example, antioxidants, pore formers, etc. may be included in a range that does not impair the effects of the present invention.

본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막은 상기 미세 다공막이 여러 층 적층된 다층 구조일 수 있다. The polyolefin microporous membrane according to the present invention may have a multilayer structure in which several layers of the microporous membrane are stacked.

폴리올레핀 미세 다공막의 제조방법Manufacturing method of polyolefin microporous membrane

본 발명의 폴리올레핀 미세 다공막을 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 (1) 폴리올레핀과 가소제를 용융 혼련하여 폴리올레핀 용액을 조제하는 단계, (2) 상기 폴리올레핀 용액을 압출한 후 냉각시켜 시트 형상물을 형성하는 단계, (3) 상기 시트 형상물을 연신하여 필름을 형성하는 제1 연신 단계, (4) 상기 필름으로부터 가소제를 제거하는 단계, (5) 상기 가소제가 제거된 필름을 건조하는 단계, (6) 상기 건조된 필름을 재연신하는 제2 연신 단계 및 (7) 열처리 단계를 포함할 수 있다. 이하, 각 제조공정 별로 상세히 설명한다.The method for producing the polyolefin microporous membrane of the present invention is not particularly limited, and for example, (1) melt-kneading polyolefin and a plasticizer to prepare a polyolefin solution, (2) extruding the polyolefin solution and cooling it to form a sheet (3) a first stretching step of stretching the sheet-like material to form a film, (4) removing the plasticizer from the film, (5) drying the film from which the plasticizer is removed, ( 6) a second stretching step of re-stretching the dried film and (7) a heat treatment step. Hereinafter, each manufacturing process will be described in detail.

(1) 폴리올레핀 용액의 조제 공정(1) Preparation step of polyolefin solution

폴리올레핀 수지 및 가소제를 용융 혼련하여 폴리올레핀 용액을 조제한다. 폴리올레핀계 수지 및 가소제를 포함하는 조성물을 용융 혼련하는 방법으로는 해당 기술분야에 알려진 통상적인 방법을 제한없이 사용할 수 있다. 일례로, 100 내지 250 ℃의 온도에서 폴리올레핀계 수지와 가소제를 용융 혼련하고, 이축 압출기를 이용하는 방법을 사용할 수 있다.A polyolefin solution is prepared by melt-kneading a polyolefin resin and a plasticizer. As a method of melt-kneading a composition comprising a polyolefin-based resin and a plasticizer, a conventional method known in the art may be used without limitation. For example, a method of melt-kneading a polyolefin-based resin and a plasticizer at a temperature of 100 to 250° C. and using a twin-screw extruder may be used.

폴리올레핀계 수지의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 폴리올레핀계 수지 및 가소제를 포함하는 조성물 총 중량에 대하여 20 내지 50 중량%로 포함될 수 있으며, 다른 예로 20 내지 40 중량%로 포함될 수 있다.The content of the polyolefin-based resin is not particularly limited, and may be included, for example, in an amount of 20 to 50% by weight based on the total weight of the composition including the polyolefin-based resin and a plasticizer, and in another example, it may be included in an amount of 20 to 40% by weight.

본 발명에서, 가소제로는 당 분야에 알려진 통상적인 성분을 제한 없이 사용할 수 있으며, 일례로 압출 온도에서 상기 폴리올레핀계 수지와 단일상을 이루는 임의의 유기 화합물일 수 있다.In the present invention, as the plasticizer, conventional components known in the art may be used without limitation, and for example, any organic compound forming a single phase with the polyolefin-based resin at an extrusion temperature may be used.

사용 가능한 가소제의 비제한적인 예로는 노난(nonan), 데칸(decane), 데칼린(decalin), 액체 파라핀(Liquid paraffin, LP) 등의 유동 파라핀(또는 파라핀 오일), 파라핀 왁스 등의 지방족 또는 사이클릭 탄화수소; 디부틸 프탈레이트(dibutyl phthalate), 디옥틸 프탈레이트(dioctyl phthalate) 등의 프탈산 에스테르; 팔미트산(palmitic acid), 스테아린산(stearic acid), 올레산(oleic acid), 리놀레산(linoleic acid), 리놀렌산(linolenic acid) 등의 탄소수 10 내지 20 개의 지방산류; 팔미트산 알코올, 스테아린산 알코올, 올레산 알코올 등의 탄소수 10 내지 20 개의 지방산 알코올류 등이 있다. 상기 가소제를 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Non-limiting examples of plasticizers that can be used include liquid paraffin (or paraffin oil) such as nonan, decane, decalin, liquid paraffin (LP), aliphatic or cyclic paraffin wax such as hydrocarbon; phthalic acid esters such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate; fatty acids having 10 to 20 carbon atoms, such as palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, and linolenic acid; and fatty acid alcohols having 10 to 20 carbon atoms, such as palmitic alcohol, stearic alcohol, and oleic alcohol. The above plasticizers may be used alone or in combination of two or more.

상기 가소제 중 유동 파라핀은 인체에 무해하며 끓는점이 높고 휘발성 성분이 적어 습식법에서 가소제로 사용되기에 적절하다.Among the plasticizers, liquid paraffin is harmless to the human body and has a high boiling point and low volatile components, so it is suitable for use as a plasticizer in a wet method.

상기 가소제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 일례로 당해 폴리올레핀계 수지 및 가소제를 포함하는 조성물 총 중량에 대하여 예를 들어 50 내지 90 중량%로 포함될 수 있으며, 다른 예로 60 내지 80 중량%로 포함될 수 있다.The content of the plasticizer is not particularly limited, and may be included, for example, in an amount of 50 to 90% by weight, for example, in an amount of 60 to 80% by weight, based on the total weight of the composition including the polyolefin-based resin and the plasticizer. .

전술한 폴리올레핀계 수지 이외에, 당 분야의 통상적인 다른 수지나 무기물 입자, 첨가제 등을 포함할 수 있다.In addition to the above-described polyolefin-based resin, other resins, inorganic particles, additives, and the like conventional in the art may be included.

(2) 시트 형상물의 형성 공정(2) Formation process of sheet-like article

상기 단계 (1)에서 제조된 폴리올레핀 용액을 압출기를 구비하는 다이에서 압출하고 냉각시켜 시트 형상물을 형성한다.The polyolefin solution prepared in step (1) is extruded in a die having an extruder and cooled to form a sheet-like article.

폴리올레핀 용액을 다이에서 압출하고 냉각하여 겔상의 시트를 형성할 때, 예를 들어, 냉각속도를 조절함으로써 표면 기공을 조절할 수 있다. 일례로, 40 ℃/분 이상, 예를 들어 100 ℃/분 이상, 다른 예로 100 내지 650 ℃/분, 또 다른 예로 300 내지 650 ℃/분의 속도로 냉각시킬 수 있다. 냉각속도가 전술한 범위 미만일 경우, 수지와 가소제 간의 상분리 또한 수지내의 폴리에틸렌과 폴리프로필렌 간의 상분리가 과도하게 진행되어 초기 미세 기공 형성이 불균일해질 수 있고, 그 결과 표면 기공 크기를 일정 범위 내로 조절하고 균일한 기공 크기를 확보하기 어려워질 수 있다. When the polyolefin solution is extruded from a die and cooled to form a gel-like sheet, for example, the surface pores can be controlled by controlling the cooling rate. In one example, the cooling may be performed at a rate of 40 °C/min or more, for example 100 °C/min or more, 100 to 650 °C/min in another example, and 300 to 650 °C/min in another example. When the cooling rate is less than the above range, the phase separation between the resin and the plasticizer and the phase separation between the polyethylene and the polypropylene in the resin proceed excessively, and the initial micropore formation may become non-uniform. It may be difficult to secure one pore size.

냉각법은 특별히 한정되지 않으며, 당 업계에 알려진 방법, 예컨대 냉각롤(Chill)에 접촉하여 냉각하거나, 냉풍으로 냉각하거나, 또는 냉수에 함침하여 냉각하는 등의 방법을 사용할 수 있다.The cooling method is not particularly limited, and methods known in the art, for example, cooling in contact with a chill roll, cooling with cold air, or cooling by immersion in cold water may be used.

(3) 제1 연신 공정(3) 1st extending process

상기 단계 (2)에서 얻은 시트 형상물을 1회 이상 이축연신하여 필름을 형성한다. 제1 연신 공정의 연신 및 가열을 통해 다공막의 표면 및 내부 기공의 크기를 1차적으로 조절한다.The sheet-like material obtained in step (2) is biaxially stretched one or more times to form a film. The size of the surface and internal pores of the porous membrane is primarily controlled through stretching and heating in the first stretching process.

본 발명에서, 제1 연신 공정은 해당 기술분야의 통상적인 방법, 예컨대 텐터법, 롤법, 인플레이션법, 압연법 또는 이들 방법의 조합에 의해 소정 배율로 수행할 수 있다. 이축 연신의 경우 동시에 이축 연신을 실시하거나 또는 축차 연신 중 어느 것을 실시해도 무방하다.In the present invention, the first stretching step may be performed at a predetermined magnification by a conventional method in the art, for example, a tenter method, a roll method, an inflation method, a rolling method, or a combination of these methods. In the case of biaxial stretching, either biaxial stretching may be performed simultaneously or sequential stretching may be performed.

상기 제1 연신 공정에서 연신 배율은 시트 형상물의 두께에 따라 상이하나, 일례로 이축 연신에서는 어느 방향이든 적어도 2배 x 2배 이상을 실시하는 것이 적절하며, 예를 들어 3 내지 10배 범위로 실시할 수 있다.In the first stretching step, the draw ratio is different depending on the thickness of the sheet-like material, but for example, in biaxial stretching, it is appropriate to perform at least 2 times x 2 times or more in any direction, for example, in the range of 3 to 10 times. can do.

제1 연신 공정 시, 연신 온도와 풍량을 조절하여 피브릴(fibril)의 구조 및 기공 크기를 조절할 수 있다.In the first stretching process, the structure and pore size of the fibril may be adjusted by controlling the stretching temperature and the air volume.

본 발명의 제1 연신 공정에서, 연신 온도는 예를 들어 100 내지 130 ℃ 범위일 수 있으며, 또 다른 예로는 105 내지 125 ℃ 범위일 수 있다. 상기 범위에서 연신하는 경우 시트 내의 기공(포어)을 막지 않으면서 적절한 통기도 및 기계적 강도를 갖도록 연신할 수 있다. 제1 연신 온도가 전술한 온도 범위를 초과할 경우, 시트내의 수지가 용융되어 연신에 의하여 분자사슬이 배향되지 않고 기공 크기가 불균일해질 수 있다. 반면, 제1 연신 온도가 전술한 온도 범위 미만일 경우, 시트의 연화가 불충분해져 연신에 의해 파손될 수 있고 고배율의 연신을 달성하지 못할 수 있다.In the first stretching process of the present invention, the stretching temperature may be, for example, in the range of 100 to 130 ℃, as another example, it may be in the range of 105 to 125 ℃. When stretching within the above range, the stretching may be performed to have adequate air permeability and mechanical strength without blocking pores (pores) in the sheet. When the first stretching temperature exceeds the above-mentioned temperature range, the resin in the sheet is melted so that the molecular chains are not oriented by stretching and the pore size may become non-uniform. On the other hand, when the first stretching temperature is less than the above-mentioned temperature range, softening of the sheet may become insufficient, which may cause breakage by stretching, and stretching of a high magnification may not be achieved.

(4) 가소제 제거 공정(4) plasticizer removal process

세정 용매를 이용하여, 상기 연신된 필름으로부터 가소제를 추출한다. 폴리올레핀 상은 가소제와 상분리되어 있으므로, 가소제를 제거하면 다수의 기공 구조가 형성된 다공막이 얻어진다. 가소제의 제거 방법으로는 해당 기술분야에 알려진 통상적인 방법을 제한 없이 이용할 수 있다.Using a washing solvent, a plasticizer is extracted from the stretched film. Since the polyolefin phase is phase-separated from the plasticizer, a porous membrane in which a plurality of pore structures are formed is obtained when the plasticizer is removed. As a method for removing the plasticizer, a conventional method known in the art may be used without limitation.

본 발명에서 세정 용매로는 가소제를 추출해낼 수 있는 유기 용매라면 특별히 제한되지 않고 사용 가능하다. 일례로, 추출 효율이 높고 건조가 용이한 메틸렌 클로라이드, 1,1,1-트리클로로에탄, 플루오로카본계 등의 할로겐화 탄화수소류; n-헥산, 사이클로헥산 등의 탄화수소류; 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올류; 아세톤, 2-부탄온 등의 케톤류 등을 사용할 수 있다. 예를 들어, 가소제로 유동 파라핀을 사용하는 경우에는 메틸렌 클로라이드를 유기 용매로 사용할 수 있다.In the present invention, the washing solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent capable of extracting the plasticizer and can be used. For example, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,1,1-trichloroethane, and fluorocarbons with high extraction efficiency and easy drying; hydrocarbons such as n-hexane and cyclohexane; alcohols such as ethanol and isopropanol; Ketones, such as acetone and 2-butanone, etc. can be used. For example, when liquid paraffin is used as a plasticizer, methylene chloride can be used as an organic solvent.

가소제를 추출하는 공정에서 사용되는 유기 용매는 휘발성이 높고 유독한 것이 대부분이므로, 필요하다면 유기 용매의 휘발을 억제하기 위해 물을 사용할 수 있다.Since most organic solvents used in the process of extracting the plasticizer are highly volatile and toxic, water may be used to suppress volatilization of the organic solvent if necessary.

(5) 건조 공정(5) drying process

가소제 제거에 의해 얻어진 폴리올레핀 미세 다공막은 해당 기술분야에 알려진 통상적인 건조법을 이용하여 건조될 수 있다. 일례로 가열 건조법, 풍건법 등을 이용할 수 있다.The polyolefin microporous membrane obtained by removing the plasticizer may be dried using a conventional drying method known in the art. As an example, a heat-drying method, an air-drying method, etc. may be used.

(6) 제2 연신 공정(6) 2nd drawing process

이어서, 건조된 필름을 다시 적어도 일축 방향 이상으로 재연신한다. 제2 연신 공정의 연신 및 가열을 통해 다공막의 표면 기공의 크기를 2차적으로 조절하여, 최종 형태의 미세 다공막을 제조한다.Then, the dried film is re-stretched again at least in the uniaxial direction. The size of the surface pores of the porous membrane is secondarily adjusted through stretching and heating in the second stretching process, thereby preparing a final microporous membrane.

본 발명에서, 제2 연신 공정은 막을 가열하면서 제1 연신 공정과 동일하게 텐터법 등으로 수행할 수 있다. 상기 연신은 일축 연신 또는 이축 연신일 수 있다.In the present invention, the second stretching process may be performed by a tenter method or the like in the same manner as the first stretching process while heating the film. The stretching may be uniaxial stretching or biaxial stretching.

제2 연신 공정의 온도는 예를 들어, 미세 다공막을 구성하는 폴리올레핀 수지의 결정 분산 온도 이상, 결정 분산 온도 + 40 ℃ 이하의 범위일 수 있으며, 또 다른 예로, 결정 분산 온도 + 10 ℃ 이상, 결정 분산 온도 + 40 ℃ 이하의 범위일 수 있다. 결정 분산 온도는 ASTM D4065를 바탕으로 동적 점탄성의 온도 특성 측정에 의해 구해지는 값을 말한다. 폴리올레핀 수지가 폴리에틸렌인 경우, 그 결정 분산 온도는 일반적으로 90 내지 100 ℃이다.The temperature of the second stretching process may be, for example, the crystal dispersion temperature of the polyolefin resin constituting the microporous film or more, the crystal dispersion temperature + 40 ° C. or less, and as another example, the crystal dispersion temperature + 10 ° C. or more, the crystal The dispersion temperature may be in the range of up to +40 °C. The crystal dispersion temperature refers to a value obtained by measuring the temperature characteristics of dynamic viscoelasticity based on ASTM D4065. When the polyolefin resin is polyethylene, the crystal dispersion temperature thereof is generally 90 to 100°C.

제2 연신 온도를 전술한 범위로 조절함에 따라, 투기성의 저하와, 횡방향(폭방향: TD 방향)으로 연신한 경우 시트 폭 방향의 물성 편차의 발생을 방지할 수 있다. 제2 연신 온도를 상기 범위 내로 함으로써, 투기 저항도의 연신 시트 폭 방향의 편차 발생을 억제하는 동시에 막 표면의 기공 크기를 본 발명의 범위 내로 조절할 수 있다. 전술한 범위를 초과하는 온도에서는 폴리올레핀 수지의 과도한 용융으로 인해 기공 크기를 본 발명의 범위 내로 조절하기 어려워질 수 있고, 전술한 범위 미만의 온도에서는 필름의 연화가 불충분해짐으로 인해 연신에 의해 파손되기 쉽고, 균일한 연신을 달성할 수 없어 균일한 표면 기공 크기를 확보하기 어려워질 수 있다.By adjusting the second stretching temperature to the above-mentioned range, it is possible to prevent a decrease in air permeability and a deviation in physical properties in the width direction of the sheet when stretching in the transverse direction (width direction: TD direction). By setting the second stretching temperature within the above range, it is possible to suppress the occurrence of variations in air permeation resistance in the stretched sheet width direction and to control the pore size of the membrane surface within the scope of the present invention. At a temperature exceeding the above range, it may become difficult to control the pore size within the range of the present invention due to excessive melting of the polyolefin resin, and at a temperature below the above range, the film may be damaged by stretching due to insufficient softening of the film. It may be difficult to obtain a uniform surface pore size because easy, uniform stretching cannot be achieved.

또한, 제2 연신 공정의 온도를 전술한 범위로 조절함으로써, 폴리올레핀 수지가 충분히 연화될 수 있으며, 파막을 방지하여 균일하게 연신할 수 있다. 일례로, 제2 연신 온도는 90 내지 140 ℃의 범위일 수 있고, 다른 예로는 120 내지 140 ℃ 범위일 수 있다.In addition, by adjusting the temperature of the second stretching process to the above-mentioned range, the polyolefin resin can be sufficiently softened, and the polyolefin resin can be stretched uniformly by preventing film breakage. As an example, the second stretching temperature may be in the range of 90 to 140 °C, as another example, it may be in the range of 120 to 140 °C.

제2 연신의 일축 방향으로의 배율은 예를 들어 1.0 내지 1.8배일 수 있으며, 또 다른 예로는 1.2 내지 1.6배일 수 있다. 일례로, 일축 연신의 경우, 길이 방향(기계 방향: MD 방향) 또는 TD 방향으로 1.0 내지 1.8배로 한다. 이축 연신의 경우, MD 방향 및 TD 방향으로 각각 1.0 내지 1.8배로 조절한다. 이축 연신의 경우, MD 방향 및 TD 방향의 각 연신 배율은 동일 또는 상이할 수 있다. 연신 배율을 전술한 범위로 조절함으로써, 투과성, 전해액 흡수성 및 내압축성의 저하를 방지할 수 있으며, 피브릴이 지나치게 가늘어지는 것과 내열수축성의 저하를 방지할 수 있다.The magnification in the uniaxial direction of the second stretching may be, for example, 1.0 to 1.8 times, and in another example, 1.2 to 1.6 times. For example, in the case of uniaxial stretching, the length is 1.0 to 1.8 times in the longitudinal direction (machine direction: MD direction) or in the TD direction. In the case of biaxial stretching, it is adjusted by 1.0 to 1.8 times in the MD and TD directions, respectively. In the case of biaxial stretching, the respective draw ratios in the MD direction and the TD direction may be the same or different. By adjusting the draw ratio in the above range, it is possible to prevent deterioration of permeability, electrolyte solution absorption and compression resistance, and excessively thin fibrils and deterioration of heat shrinkage resistance can be prevented.

(7) 열처리 공정(7) heat treatment process

이어서, 상기 재연신된 필름을 고정시키고 열처리한다. 상기 열처리 방법으로는 당 분야에 알려진 통상의 방법을 제한 없이 실시할 수 있으며, 일례로 열고정 처리 및/또는 열완화 처리를 이용할 수 있다.Then, the re-stretched film is fixed and heat-treated. As the heat treatment method, a conventional method known in the art may be performed without limitation, and as an example, a heat setting treatment and/or a heat relaxation treatment may be used.

특히, 열고정 처리를 수행함으로써, 제2 연신 공정에 의해 형성된 피브릴의 결정구조가 안정화되어 본 발명의 표면 기공 크기를 갖고, 기공 크기 분포가 균일한 미세 다공막을 제작할 수 있다.In particular, by performing the heat setting treatment, the crystal structure of the fibrils formed by the second stretching process is stabilized to have the surface pore size of the present invention, and a microporous membrane having a uniform pore size distribution can be manufactured.

본 발명에서, 열고정 처리는 미세 다공막을 구성하는 폴리올레핀 수지의 결정 분산 온도 이상, 융점 이하의 온도 범위 내에서 수행한다. 이때, 열고정 처리는 텐터 방식, 롤 방식 또는 압연 방식으로 수행할 수 있다.In the present invention, the heat setting treatment is performed within a temperature range above the crystal dispersion temperature and below the melting point of the polyolefin resin constituting the microporous film. In this case, the heat setting treatment may be performed by a tenter method, a roll method, or a rolling method.

열완화 처리는 텐터 방식, 롤 방식 또는 압축 방식으로 수행하거나 벨트 컨베이어 혹은 플로팅 롤을 이용하여 수행할 수도 있다. 열완화 처리는 예를 들어 적어도 한 방향으로 완화율 20% 이하의 범위에서 수행할 수 있으며, 다른 예로는 완화율 10% 이하의 범위에서 수행할 수 있다.The thermal relaxation treatment may be performed by a tenter method, a roll method, a compression method, or may be performed using a belt conveyor or a floating roll. The thermal relaxation treatment may, for example, be performed in at least one direction in a range of 20% or less of a relaxation rate, and in another example, may be performed in a range of 10% or less of a relaxation rate.

본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막은 코팅층의 박리 강도가 45gf/15mm 이상이고, 최대용융열수축(%)이 MD 방향 및 TD 방향으로 10% 이내이고, 코팅 시 수축율 감소율이 65% 이상, 예를 들어 75 내지 95%일 수 있다. The polyolefin microporous membrane according to the present invention has a peel strength of 45 gf/15 mm or more of the coating layer, a maximum heat of fusion shrinkage (%) within 10% in the MD and TD directions, and a reduction in shrinkage during coating of 65% or more, for example 75 to 95%.

코팅층coating layer

본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막은 일면 또는 양면에 코팅층이 형성될 수 있다. 코팅층은 폴리올레핀 미세 다공막의 양쪽 표면 중 평균 기공 크기가 65 nm 이하인 표면에 형성될 수 있다. A coating layer may be formed on one or both surfaces of the polyolefin microporous membrane according to the present invention. The coating layer may be formed on a surface having an average pore size of 65 nm or less among both surfaces of the polyolefin microporous membrane.

상기 코팅층을 형성하는 코팅액은 무기 입자 및 고분자 바인더를 포함한다. 상기 코팅액은 필요에 따라 용매를 더 포함할 수 있다.The coating solution forming the coating layer includes inorganic particles and a polymer binder. The coating solution may further include a solvent if necessary.

사용 가능한 무기 입자의 비제한적인 예로는, 알루미나(Alumina), 황산 바륨(Barium sulfate), 수산화 알루미늄(Aluminum Hydroxide), 티탄산 바륨(Barium Titanium Oxide), 산화 마그네슘(Magnesium Oxide), 수산화 마그네슘(Magnesium Hydroxide), 클레이(Clay), 산화 티탄(Titanium Oxide), 글라스 파우더(Glass powder), 보에마이트(Boehmite) 등이 있다. 상기 무기 입자를 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. Non-limiting examples of the inorganic particles that can be used include alumina, barium sulfate, aluminum hydroxide, barium titanate (Barium Titanium Oxide), magnesium oxide (Magnesium Oxide), magnesium hydroxide (Magnesium Hydroxide) ), clay, titanium oxide, glass powder, and boehmite. The inorganic particles may be used alone or in combination of two or more.

상기 무기 입자의 크기는 제한이 없으나, 0.001 내지 10 ㎛ 범위일 수 있다. 무기 입자의 크기가 전술한 범위를 만족하는 경우 균일한 두께의 필름을 형성하고, 적절한 공극률을 확보할 수 있다.The size of the inorganic particles is not limited, but may be in the range of 0.001 to 10 μm. When the size of the inorganic particles satisfies the above-mentioned range, a film having a uniform thickness may be formed and an appropriate porosity may be secured.

상기 무기 입자는 수계 코팅 조성물의 고형분 총 중량에 대하여, 80 내지 99 중량%의 양으로 사용될 수 있다. 무기 입자의 함량이 전술한 범위에 해당될 경우, 무기 입자 사용에 따른 내열성 효과를 도모할 수 있다.The inorganic particles may be used in an amount of 80 to 99% by weight based on the total weight of the solid content of the aqueous coating composition. When the content of the inorganic particles falls within the above-described range, the heat resistance effect according to the use of the inorganic particles may be achieved.

사용 가능한 고분자 바인더의 비제한적인 예로는, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 부타디엔-아크릴산 공중합체, 부타디엔-메타크릴산 공중합체, 폴리비닐설포네이트, 클로로술폰화 폴리에틸렌, 과불화술폰화 이오노모(ionomer), 술폰화된 폴리스티렌, 스티렌-아크릴산 공중합체, 술폰화된 부틸 고무, 폴리비닐리덴 플로라이드(PVdF), 폴리비닐리덴 플로라이드-헥사플루오로프로필렌(PVdF-HFP), 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 플로라이드-트리클로로에틸렌, 폴리비닐리덴 플로라이드-클로로트리플로로에틸렌(PVdF-TFE), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌-코-비닐아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸폴리비닐알콜, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸수크로오스, 풀루란, 카르복실메틸셀룰로오스, 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체, 폴리이미드 등이 있다. 상기 고분자 바인더를 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Non-limiting examples of polymeric binders that can be used include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, butadiene-acrylic acid copolymer, butadiene-methacrylic acid copolymer, polyvinylsulfo. Nate, chlorosulfonated polyethylene, perfluorosulfonated ionomer, sulfonated polystyrene, styrene-acrylic acid copolymer, sulfonated butyl rubber, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinylidene fluoride-hexafluoro Lopropylene (PVdF-HFP), polyvinylpyrrolidone, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride-trichloroethylene, polyvinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene (PVdF-TFE), polymethylmethacrylic Late, polyvinyl acetate, ethylene-co-vinyl acetate copolymer, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethyl pullulan, cyanoethyl polyvinyl alcohol, cyanoethyl cellulose, cyanoethyl sucrose, pullulan, carboxymethyl cellulose, acrylonitrile-styrene-butadiene copolymer, polyimide, and the like. The polymer binder may be used alone or in combination of two or more.

본 발명의 코팅 조성물은 용매에 분산된 무기 입자 슬러리와 용매에 용해된 바인더를 혼합하여 제조된다. 본 발명의 코팅 조성물은 수계 코팅 조성물일 수 있고, 이 경우 용매로서 물이 사용되며, 유기용매는 사용되지 않는다. 따라서, 유기용매를 사용함에 따른 환경 문제 등이 발생되지 않는다.The coating composition of the present invention is prepared by mixing an inorganic particle slurry dispersed in a solvent and a binder dissolved in a solvent. The coating composition of the present invention may be a water-based coating composition, in which case water is used as a solvent, and an organic solvent is not used. Accordingly, there is no environmental problem caused by using the organic solvent.

<리튬이온 이차전지><Lithium-ion secondary battery>

본 발명은 전술한 폴리올레핀 미세 다공막을 포함하는 이차전지, 예를 들어 리튬이온 이차전지를 제공한다.The present invention provides a secondary battery, for example, a lithium ion secondary battery including the polyolefin microporous membrane described above.

본 발명의 리튬이온 이차전지는 본 발명에 따른 폴리올레핀 미세 다공막을 분리막으로 사용하는 것을 제외하고는, 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 예컨대, 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)시키고 비수 전해질을 투입하여 제조할 수 있다.The lithium ion secondary battery of the present invention may be manufactured according to a conventional method known in the art, except for using the polyolefin microporous membrane according to the present invention as a separator. For example, it can be manufactured by interposing a separator between the positive electrode and the negative electrode and introducing a non-aqueous electrolyte.

본 발명의 리튬이온 이차전지는 음극, 양극, 분리막, 전해질을 전지 구성요소로 포함하는데, 여기서 전술한 분리막을 제외한 양극, 음극, 전해질과 필요한 경우 기타 첨가제의 구성요소에 관해서는 당 업계에 알려진 통상적인 리튬이온 이차전지의 요소에 준한다.The lithium ion secondary battery of the present invention includes a negative electrode, a positive electrode, a separator, and an electrolyte as battery components. It conforms to the elements of phosphorus lithium ion secondary batteries.

일례로, 상기 양극은 당 업계에 알려진 통상적인 리튬이온 이차전지용 양극활물질을 사용하여 제조할 수 있으며, 이의 비제한적인 예로는 LiMxOy(M = Co, Ni, Mn, CoaNibMnc)와 같은 리튬 전이금속 복합 산화물(예를 들면, LiMn2O4 등의 리튬 망간 복합 산화물, LiNiO2 등의 리튬 니켈 산화물, LiCoO2 등의 리튬 코발트 산화물 및 이들 산화물의 망간, 니켈, 코발트의 일부를 다른 통상적인 전이금속 또는 알루미늄 등으로 치환한 것 또는 리튬을 함유한 산화바나듐 등) 또는 칼코겐 화합물(예를 들면, 이산화망간, 이황화티탄, 이황화몰리브덴 등) 등이 있다.For example, the positive electrode may be manufactured using a typical positive electrode active material for a lithium ion secondary battery known in the art, and a non-limiting example thereof is a lithium transition metal composite such as LiMxOy (M = Co, Ni, Mn, CoaNibMnc). Oxides (for example, lithium manganese composite oxides such as LiMn 2 O 4 , lithium nickel oxides such as LiNiO 2 , lithium cobalt oxides such as LiCoO 2 , and manganese, nickel, and a part of cobalt of these oxides with other conventional transition metals or vanadium oxide containing lithium or the like) or a chalcogen compound (eg, manganese dioxide, titanium disulfide, molybdenum disulfide, etc.).

일례로, 상기 음극은 당 업계에 알려진 통상적인 리튬이온 이차전지용 음극활물질을 사용하여 제조할 수 있으며, 이의 비제한적인 예로는 리튬이온을 인터칼레이션/디인터칼레이션할 수 있는 재료가 사용되고, 예컨대, 리튬 금속이나 리튬 합금, 코크스, 인조 흑연, 천연 흑연, 유기 고분자 화합물 연소체, 탄소 섬유, 실리콘계, 주석계 등이 있다. As an example, the negative electrode may be manufactured using a conventional negative electrode active material for a lithium ion secondary battery known in the art, and a non-limiting example thereof is a material capable of intercalating/deintercalating lithium ions is used, For example, lithium metal, lithium alloy, coke, artificial graphite, natural graphite, organic high molecular compound combustor, carbon fiber, silicon type, tin type, etc. exist.

비수계 전해질은 당 업계에 통상적으로 알려진 전해질 성분, 예컨대 전해질염과 전해액 용매를 포함한다.The non-aqueous electrolyte includes electrolyte components commonly known in the art, such as an electrolyte salt and an electrolyte solvent.

상기 전해질염은 (i) Li+, Na+, K+로 이루어진 군에서 선택된 양이온과 (ii) PF6-, BF4-, Cl-, Br-, I-, ClO4-, AsF6-, CH3CO2-, CF3SO3-, N(CF3SO2)2-, C(CF2SO2)3-로 이루어진 군에서 선택된 음이온의 조합으로 이루어질 수 있으며, 이 중 리튬염이 바람직하다. 리튬염의 구체적인 예로는 LiClO4, LiCF3SO3, LiPF6, LiBF4, LiAsF6, 및 LiN(CF3SO2)2 등이 있다. 이들 전해질 염은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. The electrolyte salt includes (i) a cation selected from the group consisting of Li+, Na+, K+ and (ii) PF 6 -, BF 4 -, Cl-, Br-, I-, ClO 4 -, AsF 6 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 SO 3 -, N(CF 3 SO 2 ) 2 -, C(CF 2 SO 2 ) 3 - may be composed of a combination of anions selected from the group consisting of, of which lithium salt is preferable. Specific examples of the lithium salt include LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , and LiN(CF 3 SO 2 ) 2 . These electrolyte salts can be used individually or in mixture of 2 or more types.

상기 전해질 용매는 환형 카보네이트, 선형 카보네이트, 락톤, 에테르, 에스테르, 아세토니트릴, 락탐, 케톤을 사용할 수 있다.The electrolyte solvent may be cyclic carbonate, linear carbonate, lactone, ether, ester, acetonitrile, lactam, or ketone.

상기 환형 카보네이트의 예로는 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC), 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC) 등이 있고, 상기 선형 카보네이트의 예로는 디에틸 카보네이트(DEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 디프로필 카보네이트(DPC), 에틸 메틸 카보네이트(EMC), 및 메틸 프로필 카보네이트(MPC) 등이 있다. 상기 락톤의 예로는 감마부티로락톤(GBL)이 있으며, 상기 에테르의 예로는 디부틸에테르, 테트라히드로푸란, 2-메틸테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄 등이 있다. 상기 에스테르의 예로는 메틸 포메이트, 에틸 포메이트, 프로필 포메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 부틸 프로피오네이트, 메틸 피발레이트 등이 있다. 또한, 상기 락탐으로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등이 있으며, 상기 케톤으로는 폴리메틸비닐 케톤이 있다. 또한, 상기 유기 용매의 할로겐 유도체도 사용 가능하나, 이에 한정되지는 않는다. 아울러, 상기 유기 용매는 글림(glyme), 디글림, 트리글림, 테트라글림도 사용 가능하다. 이들 유기 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), fluoroethylene carbonate (FEC), and the like, and examples of the linear carbonate include diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl methyl carbonate (EMC), and methyl propyl carbonate (MPC). Examples of the lactone include gamma butyrolactone (GBL), and examples of the ether include dibutyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane and the like. Examples of the ester include methyl formate, ethyl formate, propyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyl propionate, methyl pivalate and the like. In addition, the lactam includes N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and the like, and the ketone includes polymethylvinyl ketone. In addition, a halogen derivative of the organic solvent may also be used, but is not limited thereto. In addition, the organic solvent may be glyme, diglyme, triglyme, or tetraglyme. These organic solvents can be used individually or in mixture of 2 or more types.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are provided to help the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the examples in any sense.

[실시예 1] [Example 1]

일 표면의 평균 기공 크기가 57.3 nm이고, 해당 표면의 기공 중 기공 크기가 100 nm 이상인 기공의 비율(개수 비율)이 9%인 12 um 두께의 폴리올레핀 미세 다공막의 해당 면 위에, 수계 슬러리(Al2O3 : 분산제(3M社, FC4430) : 바인더(Toyochem社, CSB-130) = 100 : 0.3 : 3의 중량비)를 4 um 두께로 그라비아 코팅한 후, 열풍 건조하여 실시예 1의 수계 코팅 다공막을 제조하였다.On the corresponding side of a 12 um thick polyolefin microporous membrane having an average pore size of 57.3 nm on one surface and a ratio (number ratio) of pores having a pore size of 100 nm or more among the pores on the surface of 9%, an aqueous slurry (Al 2 O 3 : Dispersant (3M, FC4430): Binder (Toyochem, CSB-130) = 100: 0.3: 3 by weight ratio of 3) was gravure-coated to a thickness of 4 μm, dried with hot air, and the water-based coating porosity of Example 1 The membrane was prepared.

[실시예 2-6] [Example 2-6]

하기 표 1에 따라 미세 다공막의 평균 표면 공경, 기공 크기가 100 nm 이상인 기공의 비율(개수 비율), 미세 다공막의 두께 또는 코팅층의 두께를 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 각 실시예의 수계 코팅 다공막을 제조하였다.The same method as in Example 1, except that the average surface pore diameter of the microporous membrane, the ratio (number ratio) of pores having a pore size of 100 nm or more, the thickness of the microporous membrane or the thickness of the coating layer were changed according to Table 1 below to prepare a water-based coating porous membrane of each example.

[비교예 1-2][Comparative Example 1-2]

하기 표 1에 따라 미세 다공막의 평균 표면 공경, 기공 크기가 100 nm 이상인 기공의 비율(개수 비율), 미세 다공막의 두께 또는 코팅층의 두께를 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 각 비교예의 수계 코팅 다공막을 제조하였다.The same method as in Example 1, except that the average surface pore diameter of the microporous membrane, the ratio (number ratio) of pores having a pore size of 100 nm or more, the thickness of the microporous membrane or the thickness of the coating layer were changed according to Table 1 below to prepare a water-based coating porous membrane of each comparative example.

Figure pat00001
Figure pat00001

미세 다공막 표면의 기공 크기는 하기의 방법으로 산출하였다. 각 실시예 및 비교예에서 제조된 미세 다공막을 이온 스퍼터(Ion Sputter, Hitachi MC1000)로 15 mA, 180 sec. 조건으로 전처리 한 후, 주사전자현미경(SEM, Hitachi SU-70)을 사용하여, 크기 1,280 X 960, 배율 10K, 가속전압 5 kv, 이미션전류 31 uA, Brightness 5, Contrast 1, ABC 조건으로 측정하여 SEM 화상을 얻었다. The pore size of the surface of the microporous membrane was calculated by the following method. The microporous membranes prepared in Examples and Comparative Examples were subjected to ion sputtering (Ion Sputter, Hitachi MC1000) at 15 mA, 180 sec. After pretreatment with the condition, using a scanning electron microscope (SEM, Hitachi SU-70), size 1,280 X 960, magnification 10K, acceleration voltage 5 kv, emission current 31 uA, Brightness 5, Contrast 1, ABC conditions were measured. Thus, an SEM image was obtained.

화상처리 소프트웨어 Halcon(ver.13.0 MVtec)을 사용하여 SEM 화상의 1,280 X 870 부분의 노이즈를 제거(평균화에 의한 평활화, mean_image, 로패스마스크(LowPass mask)의 폭: 3, 높이: 3)한 화상에 2값화 처리를 실시했다. 2값화에 대해 상기 노이즈 제거 처리를 한 화상에 2값화 처리(dyn_threshold, 입력화상: 상기 노이즈를 제거한 화상/역치 화상: 화상처리(mean_image, 로패스마스크(LowPass mask)의 폭: 21, 높이: 21)에서 취득한 역치화상/오프셋:30/추출영역:dark)에서 화상 영역의 픽셀이 입력화상으로부터 선택되어, 상기 2값화의 역치 조건을 만족하는 픽셀이 모여 연결된 값을 모두 출력했다.Image processing software Halcon (ver.13.0 MVtec) was used to remove noise from the 1,280 X 870 part of the SEM image (smoothed by averaging, mean_image, LowPass mask width: 3, height: 3) was subjected to binarization processing. Binarization processing (dyn_threshold, input image: image from which the noise has been removed/threshold image: image processing (mean_image, LowPass mask) width: 21, height: 21 In the threshold image/offset:30/extraction region:dark) obtained in ), pixels in the image region were selected from the input image, and pixels satisfying the threshold condition for binarization were gathered and all connected values were output.

상기 출력된 각각의 값들이 표면 SEM의 화상에서 각각의 기공에 해당하는 영역이다. 각각의 기공을 원으로 가정하고, 기공의 면적(A)으로부터 기공 크기(B)를 계산하고, 이들 값으로부터 평균 기공 크기(Bave.)를 계산하였다.Each of the output values is a region corresponding to each pore in the surface SEM image. Each pore was assumed to be a circle, the pore size (B) was calculated from the area (A) of the pore, and the average pore size (B ave. ) was calculated from these values.

Figure pat00002
Figure pat00002

Bave.=(Ba+Bb+…+Bn)/nB ave. =(B a +B b +…+B n )/n

상기 방법으로 각 기공의 크기를 구한 후, 하기 식에 따라 전체 기공 중 평균 기공 크기가 100 nm 이상인 기공이 차지하는 비율을 계산하였다. After obtaining the size of each pore by the above method, the proportion of pores having an average pore size of 100 nm or more among all pores was calculated according to the following formula.

평균 기공 크기가 100 nm 이상인 기공의 비율(%) = m/n x 100Proportion of pores with average pore size greater than 100 nm (%) = m/n x 100

n: 전체 기공의 개수n: the total number of pores

m: Ba 내지 Bn 중 기공 크기가 100 nm 이상인 기공의 개수m: the number of pores having a pore size of 100 nm or more among B a to B n

[실험예 - 물성 평가][Experimental Example - Evaluation of Physical Properties]

각 실시예 및 비교예의 미세 다공막에 대하여 하기의 방법으로 물성 시험을 실시하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 기재하였다.The microporous membrane of each Example and Comparative Example was tested for physical properties by the following method, and the results are shown in Table 2 below.

박리강도peel strength

인장강도측정기(Instron사)를 사용하여 300 mm/min의 속도로 측정하였다. It was measured at a speed of 300 mm/min using a tensile strength meter (Instron).

열수축율(%)Heat shrinkage (%)

TMA(SII Nano Technology Inc., SS6100)를 사용하여, 각 실시예 및 비교예의 미세 다공막(폭 3 mm, 길이 10 mm)의 TMA 최대 열수축율을 측정하였다(측정 모드: 신장 모드, 측정 온도: 30-200 ℃, 승온 속도: 5 ℃/min, 하중: 2gf). TMA (SII Nano Technology Inc., SS6100) was used to measure the TMA maximum thermal contraction rate of the microporous membranes (width 3 mm, length 10 mm) of each Example and Comparative Example (measuring mode: stretching mode, measuring temperature: 30-200° C., temperature increase rate: 5° C./min, load: 2 gf).

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 평균 표면 공경을 갖는 실시예 1-6의 폴리올레핀 미세 다공막은 코팅 후 수축율이 낮고, 코팅에 따른 수축율 감소율이 우수함을 확인할 수 있다. 특히, 기공 크기가 100 nm 이상인 기공의 비율(개수 비율)이 낮은 실시예 4, 5의 경우, 코팅층의 두께를 얇게 제작하였음에도 코팅 후 우수한 열수축 감소 효과를 확인할 수 있다. 반면, 본 발명에 따른 평균 표면 공경보다 큰 평균 공경을 갖는 비교예 1, 2의 미세 다공막의 경우, 코팅에 의한 열수축 감소율이 크지 않음을 확인할 수 있다. As shown in Table 2, it can be seen that the polyolefin microporous membrane of Examples 1-6 having an average surface pore size according to the present invention has a low shrinkage after coating and an excellent shrinkage reduction ratio according to coating. In particular, in the case of Examples 4 and 5, in which the ratio (number ratio) of pores having a pore size of 100 nm or more is low, excellent heat shrinkage reduction effect after coating can be confirmed even though the thickness of the coating layer is made thin. On the other hand, in the case of the microporous membranes of Comparative Examples 1 and 2 having an average pore diameter larger than the average surface pore diameter according to the present invention, it can be confirmed that the reduction rate of heat shrinkage due to the coating is not large.

Claims (10)

양쪽 표면 중 하나 이상의 표면의 평균 기공 크기가 30 내지 65 nm인 폴리올레핀 미세 다공막.A polyolefin microporous membrane having an average pore size of 30 to 65 nm on at least one of both surfaces. 제1항에 있어서, 평균 기공 크기가 30 내지 65 nm인 표면의 기공 중, 기공 크기가 100 nm 이상인 기공의 비율(개수 비율)이 15% 이하인 폴리올레핀 미세 다공막.The polyolefin microporous membrane according to claim 1, wherein the ratio (number ratio) of pores having a pore size of 100 nm or more among the pores on the surface having an average pore size of 30 to 65 nm is 15% or less. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리올레핀 미세 다공막의 일면 또는 양면에 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층이 상기 폴리올레핀 미세 다공막의 표면의 평균 기공 크기가 30 내지 65 nm인 표면에 형성되는 폴리올레핀 미세 다공막.The polyolefin according to claim 1 or 2, wherein a coating layer is formed on one or both surfaces of the polyolefin microporous membrane, and the coating layer is formed on the surface of the polyolefin microporous membrane having an average pore size of 30 to 65 nm. microporous membrane. 제3항에 있어서, 상기 코팅층이 수계 코팅층인 폴리올레핀 미세 다공막.The polyolefin microporous membrane according to claim 3, wherein the coating layer is an aqueous coating layer. 제3항에 있어서, 상기 코팅층은 무기 입자 및 고분자 바인더를 포함하는 것인 폴리올레핀 미세 다공막.The polyolefin microporous membrane according to claim 3, wherein the coating layer includes inorganic particles and a polymer binder. 제5항에 있어서, 상기 무기 입자는 알루미나(Alumina), 황산 바륨(Barium sulfate), 수산화 알루미늄(Aluminum Hydroxide), 티탄산 바륨(Barium Titanium Oxide), 산화 마그네슘(Magnesium Oxide), 수산화 마그네슘(Magnesium Hydroxide), 클레이(Clay), 산화 티탄(Titanium Oxide), 글라스 파우더(Glass powder) 및 보에마이트(Boehmite)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 폴리올레핀 미세 다공막.According to claim 5, wherein the inorganic particles are alumina, barium sulfate, aluminum hydroxide (Aluminum Hydroxide), barium titanate (Barium Titanium Oxide), magnesium oxide (Magnesium Oxide), magnesium hydroxide (Magnesium Hydroxide) A polyolefin microporous film comprising at least one selected from the group consisting of , clay, titanium oxide, glass powder, and boehmite. 제3항에 있어서, 코팅층의 박리 강도(Instron사의 인장강도측정기로 측정(속도 300 mm/min))가 45gf/15mm 이상인 폴리올레핀 미세 다공막.The polyolefin microporous membrane according to claim 3, wherein the peel strength of the coating layer (measured with a tensile strength meter (speed 300 mm/min) of Instron Co., Ltd.) is 45 gf/15 mm or more. 제3항에 있어서, 최대용융열수축(SII사 TMA로 측정)이 MD 방향 및 TD 방향으로 10% 이내인 폴리올레핀 미세 다공막.The polyolefin microporous film according to claim 3, wherein the maximum heat of fusion shrinkage (measured by TMA manufactured by SII) is within 10% in the MD direction and the TD direction. 제3항에 있어서, 코팅 시 수축율 감소율이 65% 이상인 폴리올레핀 미세 다공막.The polyolefin microporous membrane according to claim 3, wherein the reduction in shrinkage during coating is 65% or more. 제1항 또는 제2항에 따른 폴리올레핀 미세 다공막을 포함하는 리튬이온 이차전지.A lithium ion secondary battery comprising the polyolefin microporous membrane according to claim 1 or 2.
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