KR20220138714A - 세퍼레이터 코팅용 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터의 제조 방법, 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지 - Google Patents
세퍼레이터 코팅용 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터의 제조 방법, 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220138714A KR20220138714A KR1020210044743A KR20210044743A KR20220138714A KR 20220138714 A KR20220138714 A KR 20220138714A KR 1020210044743 A KR1020210044743 A KR 1020210044743A KR 20210044743 A KR20210044743 A KR 20210044743A KR 20220138714 A KR20220138714 A KR 20220138714A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- separator
- acrylic
- monomer
- coating
- composition
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 90
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 83
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 60
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 150
- 229920006243 acrylic copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 89
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 84
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 75
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 54
- -1 (N -Substituted) amide Chemical class 0.000 claims description 45
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 claims description 15
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 claims description 10
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 8
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 7
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical compound C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- KZNICNPSHKQLFF-UHFFFAOYSA-N succinimide Chemical compound O=C1CCC(=O)N1 KZNICNPSHKQLFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FKAWETHEYBZGSR-UHFFFAOYSA-N 3-methylidenepyrrolidine-2,5-dione Chemical compound C=C1CC(=O)NC1=O FKAWETHEYBZGSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 claims description 5
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 5
- XLPJNCYCZORXHG-UHFFFAOYSA-N 1-morpholin-4-ylprop-2-en-1-one Chemical compound C=CC(=O)N1CCOCC1 XLPJNCYCZORXHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 4
- PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N Maleimide Chemical compound O=C1NC(=O)C=C1 PEEHTFAAVSWFBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000004018 acid anhydride group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000005396 acrylic acid ester group Chemical group 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000002029 aromatic hydrocarbon group Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000005462 imide group Chemical group 0.000 claims description 3
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003951 lactams Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 3
- ZQXSMRAEXCEDJD-UHFFFAOYSA-N n-ethenylformamide Chemical class C=CNC=O ZQXSMRAEXCEDJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229960002317 succinimide Drugs 0.000 claims description 3
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 claims description 3
- YKCSYIYQRSVLAK-UHFFFAOYSA-N 3,5-dimethyl-2-phenylmorpholine Chemical compound CC1NC(C)COC1C1=CC=CC=C1 YKCSYIYQRSVLAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910002706 AlOOH Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N alumanylidynemethyl(alumanylidynemethylalumanylidenemethylidene)alumane Chemical compound [Al]#C[Al]=C=[Al]C#[Al] CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229940048053 acrylate Drugs 0.000 description 53
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 33
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 32
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 25
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 20
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 20
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 20
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 20
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 18
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 17
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 17
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 15
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 15
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 15
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 14
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 10
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 10
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 229940114077 acrylic acid Drugs 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 8
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 8
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 8
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 7
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 7
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 7
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 6
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 5
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 description 4
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 4
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 3
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- MYWOJODOMFBVCB-UHFFFAOYSA-N 1,2,6-trimethylphenanthrene Chemical compound CC1=CC=C2C3=CC(C)=CC=C3C=CC2=C1C MYWOJODOMFBVCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZDQNWDNMNKSMHI-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2-prop-2-enoyloxypropoxy)propoxy]propan-2-yl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OC(C)COC(C)COCC(C)OC(=O)C=C ZDQNWDNMNKSMHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PBGPBHYPCGDFEZ-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylpiperidin-2-one Chemical compound C=CN1CCCCC1=O PBGPBHYPCGDFEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SDJHPPZKZZWAKF-UHFFFAOYSA-N 2,3-dimethylbuta-1,3-diene Chemical compound CC(=C)C(C)=C SDJHPPZKZZWAKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004373 Pullulan Substances 0.000 description 2
- 229920001218 Pullulan Polymers 0.000 description 2
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane triacrylate Chemical compound C=CC(=O)OCC(CC)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011954 Ziegler–Natta catalyst Substances 0.000 description 2
- MPIAGWXWVAHQBB-UHFFFAOYSA-N [3-prop-2-enoyloxy-2-[[3-prop-2-enoyloxy-2,2-bis(prop-2-enoyloxymethyl)propoxy]methyl]-2-(prop-2-enoyloxymethyl)propyl] prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC(COC(=O)C=C)(COC(=O)C=C)COCC(COC(=O)C=C)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C MPIAGWXWVAHQBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N chloroprene Chemical compound ClC(=C)C=C YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- FJKIXWOMBXYWOQ-UHFFFAOYSA-N ethenoxyethane Chemical compound CCOC=C FJKIXWOMBXYWOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIWXSTHGICQLQT-UHFFFAOYSA-N ethenyl propanoate Chemical compound CCC(=O)OC=C UIWXSTHGICQLQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910021436 group 13–16 element Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000012968 metallocene catalyst Substances 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000001421 myristyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000913 palmityl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 239000002685 polymerization catalyst Substances 0.000 description 2
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 2
- 235000019423 pullulan Nutrition 0.000 description 2
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N trans-crotonic acid Natural products CC=CC(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- DTGKSKDOIYIVQL-WEDXCCLWSA-N (+)-borneol Chemical group C1C[C@@]2(C)[C@@H](O)C[C@@H]1C2(C)C DTGKSKDOIYIVQL-WEDXCCLWSA-N 0.000 description 1
- PRBHEGAFLDMLAL-GQCTYLIASA-N (4e)-hexa-1,4-diene Chemical compound C\C=C\CC=C PRBHEGAFLDMLAL-GQCTYLIASA-N 0.000 description 1
- PMJHHCWVYXUKFD-SNAWJCMRSA-N (E)-1,3-pentadiene Chemical compound C\C=C\C=C PMJHHCWVYXUKFD-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAUGBVWVWDTCJV-UHFFFAOYSA-N 1-(prop-2-enoylamino)propane-1-sulfonic acid Chemical compound CCC(S(O)(=O)=O)NC(=O)C=C IAUGBVWVWDTCJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXJGSNRAQWDDJT-UHFFFAOYSA-N 1-acetyl-5-bromo-2h-indol-3-one Chemical compound BrC1=CC=C2N(C(=O)C)CC(=O)C2=C1 KXJGSNRAQWDDJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQTPKSBXMONSJI-UHFFFAOYSA-N 1-cyclohexylpyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C1CCCCC1 BQTPKSBXMONSJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJLLJZNSZJHXQN-UHFFFAOYSA-N 1-dodecylpyrrole-2,5-dione Chemical compound CCCCCCCCCCCCN1C(=O)C=CC1=O SJLLJZNSZJHXQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OZFIGURLAJSLIR-UHFFFAOYSA-N 1-ethenyl-2h-pyridine Chemical compound C=CN1CC=CC=C1 OZFIGURLAJSLIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LNKDTZRRFHHCCV-UHFFFAOYSA-N 1-ethenyl-2h-pyrimidine Chemical compound C=CN1CN=CC=C1 LNKDTZRRFHHCCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWYVGKFDLWWQJX-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylazepan-2-one Chemical compound C=CN1CCCCCC1=O JWYVGKFDLWWQJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylimidazole Chemical compound C=CN1C=CN=C1 OSSNTDFYBPYIEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DCRYNQTXGUTACA-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylpiperazine Chemical compound C=CN1CCNCC1 DCRYNQTXGUTACA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NWHSSMRWECHZEP-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylpyrazole Chemical compound C=CN1C=CC=N1 NWHSSMRWECHZEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTXUTPWZJZHRJC-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylpyrrole Chemical compound C=CN1C=CC=C1 CTXUTPWZJZHRJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSWFISOPXPJUCT-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-3-methylidenepyrrolidine-2,5-dione Chemical compound CN1C(=O)CC(=C)C1=O QSWFISOPXPJUCT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIDBROSJWZYGSZ-UHFFFAOYSA-N 1-phenylpyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C1=CC=CC=C1 HIDBROSJWZYGSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFYSJBXFEVRVII-UHFFFAOYSA-N 1-prop-1-enylpyrrolidin-2-one Chemical compound CC=CN1CCCC1=O BFYSJBXFEVRVII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NQDOCLXQTQYUDH-UHFFFAOYSA-N 1-propan-2-ylpyrrole-2,5-dione Chemical compound CC(C)N1C(=O)C=CC1=O NQDOCLXQTQYUDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 1755-01-7 Chemical compound C1[C@H]2[C@@H]3CC=C[C@@H]3[C@@H]1C=C2 HECLRDQVFMWTQS-RGOKHQFPSA-N 0.000 description 1
- UHOPWFKONJYLCF-UHFFFAOYSA-N 2-(2-sulfanylethyl)isoindole-1,3-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)N(CCS)C(=O)C2=C1 UHOPWFKONJYLCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001731 2-cyanoethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C([H])([H])C#N 0.000 description 1
- CQJLZFWJGKQGRU-UHFFFAOYSA-N 2-ethenyl-1h-pyridazine Chemical compound C=CN1NC=CC=C1 CQJLZFWJGKQGRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NFHVQKQXNHFCKH-UHFFFAOYSA-N 2-ethenyl-3h-1,2-oxazole Chemical compound C=CN1CC=CO1 NFHVQKQXNHFCKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QERTUMILBWNEJM-UHFFFAOYSA-N 2-ethenyl-3h-1,2-thiazole Chemical compound C=CN1CC=CS1 QERTUMILBWNEJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QENRKQYUEGJNNZ-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1-(prop-2-enoylamino)propane-1-sulfonic acid Chemical compound CC(C)C(S(O)(=O)=O)NC(=O)C=C QENRKQYUEGJNNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 2-phenylethenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=CC1=CC=CC=C1 AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KUDUQBURMYMBIJ-UHFFFAOYSA-N 2-prop-2-enoyloxyethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCOC(=O)C=C KUDUQBURMYMBIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCKPLVGWGCWOMD-YYEYMFTQSA-N 3-[[(2r,3r,4s,5r,6r)-6-[(2s,3s,4r,5r)-3,4-bis(2-cyanoethoxy)-2,5-bis(2-cyanoethoxymethyl)oxolan-2-yl]oxy-3,4,5-tris(2-cyanoethoxy)oxan-2-yl]methoxy]propanenitrile Chemical compound N#CCCO[C@H]1[C@H](OCCC#N)[C@@H](COCCC#N)O[C@@]1(COCCC#N)O[C@@H]1[C@H](OCCC#N)[C@@H](OCCC#N)[C@H](OCCC#N)[C@@H](COCCC#N)O1 XCKPLVGWGCWOMD-YYEYMFTQSA-N 0.000 description 1
- GAVHQOUUSHBDAA-UHFFFAOYSA-N 3-butyl-1-ethenylaziridin-2-one Chemical compound CCCCC1N(C=C)C1=O GAVHQOUUSHBDAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UJTRCPVECIHPBG-UHFFFAOYSA-N 3-cyclohexylpyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1NC(=O)C(C2CCCCC2)=C1 UJTRCPVECIHPBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIAXWFTYAJQENP-UHFFFAOYSA-N 3-ethenyl-2h-1,3-oxazole Chemical compound C=CN1COC=C1 NIAXWFTYAJQENP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RKFCJJGVLBBOQC-UHFFFAOYSA-N 3-ethenyl-2h-1,3-thiazole Chemical compound C=CN1CSC=C1 RKFCJJGVLBBOQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFSGINVHIGHPES-UHFFFAOYSA-N 3-ethenyl-4h-1,3-oxazin-2-one Chemical compound C=CN1CC=COC1=O DFSGINVHIGHPES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFNISBHGPNMTMS-UHFFFAOYSA-N 3-methylideneoxolane-2,5-dione Chemical compound C=C1CC(=O)OC1=O OFNISBHGPNMTMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IGLWCQMNTGCUBB-UHFFFAOYSA-N 3-methylidenepent-1-ene Chemical compound CCC(=C)C=C IGLWCQMNTGCUBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYUZOYPRAQASLN-UHFFFAOYSA-N 3-prop-2-enoyloxypropanoic acid Chemical compound OC(=O)CCOC(=O)C=C CYUZOYPRAQASLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SSMDYRHBKZVGNR-UHFFFAOYSA-N 3-propan-2-ylpyrrole-2,5-dione Chemical compound CC(C)C1=CC(=O)NC1=O SSMDYRHBKZVGNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMALNMQOXQXZRO-UHFFFAOYSA-N 4-ethenylmorpholin-3-one Chemical compound C=CN1CCOCC1=O ZMALNMQOXQXZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CFZDMXAOSDDDRT-UHFFFAOYSA-N 4-ethenylmorpholine Chemical compound C=CN1CCOCC1 CFZDMXAOSDDDRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HDYTUPZMASQMOH-UHFFFAOYSA-N 4-ethenylmorpholine-3,5-dione Chemical compound C=CN1C(=O)COCC1=O HDYTUPZMASQMOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LBKMJZAKWQTTHC-UHFFFAOYSA-N 4-methyldioxolane Chemical compound CC1COOC1 LBKMJZAKWQTTHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 5'-adenylyl sulfate Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](COP(O)(=O)OS(O)(=O)=O)[C@@H](O)[C@H]1O IRLPACMLTUPBCL-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 1
- INYHZQLKOKTDAI-UHFFFAOYSA-N 5-ethenylbicyclo[2.2.1]hept-2-ene Chemical compound C1C2C(C=C)CC1C=C2 INYHZQLKOKTDAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JSZCJJRQCFZXCI-UHFFFAOYSA-N 6-prop-2-enoyloxyhexanoic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCOC(=O)C=C JSZCJJRQCFZXCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FIHBHSQYSYVZQE-UHFFFAOYSA-N 6-prop-2-enoyloxyhexyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCCCCCOC(=O)C=C FIHBHSQYSYVZQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910020203 CeO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920008347 Cellulose acetate propionate Polymers 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004641 Diallyl-phthalate Substances 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- PYVHTIWHNXTVPF-UHFFFAOYSA-N F.F.F.F.C=C Chemical compound F.F.F.F.C=C PYVHTIWHNXTVPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018136 Li 2 Ti 3 O 7 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010238 LiAlCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010093 LiAlO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013372 LiC 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010586 LiFeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015645 LiMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013705 LiNi 1-x Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012513 LiSbF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012672 LiTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000572 Lithium Nickel Cobalt Manganese Oxide (NCM) Inorganic materials 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010027146 Melanoderma Diseases 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019440 Mg(OH) Inorganic materials 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017796 Sb Si—Y Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020997 Sn-Y Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006852 SnOy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008859 Sn—Y Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002367 SrTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- RLTFLELMPUMVEH-UHFFFAOYSA-N [Li+].[O--].[O--].[O--].[V+5] Chemical compound [Li+].[O--].[O--].[O--].[V+5] RLTFLELMPUMVEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBDMTTNVIIVBKI-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Mn+2].[Co+2].[Ni+2].[Li+] Chemical compound [O-2].[Mn+2].[Co+2].[Ni+2].[Li+] FBDMTTNVIIVBKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FDLZQPXZHIFURF-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Ti+4].[Li+] Chemical compound [O-2].[Ti+4].[Li+] FDLZQPXZHIFURF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229920005822 acrylic binder Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- NDPGDHBNXZOBJS-UHFFFAOYSA-N aluminum lithium cobalt(2+) nickel(2+) oxygen(2-) Chemical compound [Li+].[O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Co++].[Ni++] NDPGDHBNXZOBJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000012874 anionic emulsifier Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- QUDWYFHPNIMBFC-UHFFFAOYSA-N bis(prop-2-enyl) benzene-1,2-dicarboxylate Chemical compound C=CCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC=C QUDWYFHPNIMBFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910021475 bohrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BRXCDHOLJPJLLT-UHFFFAOYSA-N butane-2-sulfonic acid Chemical compound CCC(C)S(O)(=O)=O BRXCDHOLJPJLLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006226 butoxyethyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011329 calcined coke Substances 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JUNWLZAGQLJVLR-UHFFFAOYSA-J calcium diphosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O JUNWLZAGQLJVLR-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- NKCVNYJQLIWBHK-UHFFFAOYSA-N carbonodiperoxoic acid Chemical compound OOC(=O)OO NKCVNYJQLIWBHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000006255 coating slurry Substances 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 1
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N crotonic acid Chemical compound C\C=C\C(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000002180 crystalline carbon material Substances 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QLVWOKQMDLQXNN-UHFFFAOYSA-N dibutyl carbonate Chemical compound CCCCOC(=O)OCCCC QLVWOKQMDLQXNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007607 die coating method Methods 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 125000005670 ethenylalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006232 ethoxy propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])OC([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000005448 ethoxyethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])OC([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- CYEDOLFRAIXARV-UHFFFAOYSA-N ethyl propyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCC CYEDOLFRAIXARV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021473 hassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical compound FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000001566 impedance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-IHWYPQMZSA-N isocrotonic acid Chemical compound C\C=C/C(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-IHWYPQMZSA-N 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007561 laser diffraction method Methods 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910002102 lithium manganese oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000686 lithium vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido-oxo-(oxomanganiooxy)manganese Chemical compound [Li+].[O-][Mn](=O)O[Mn]=O VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 125000002960 margaryl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229920001179 medium density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004701 medium-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000006051 mesophase pitch carbide Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RCIJMMSZBQEWKW-UHFFFAOYSA-N methyl propan-2-yl carbonate Chemical compound COC(=O)OC(C)C RCIJMMSZBQEWKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 1
- KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N methyl propyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OC KKQAVHGECIBFRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XJRBAMWJDBPFIM-UHFFFAOYSA-N methyl vinyl ether Chemical compound COC=C XJRBAMWJDBPFIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001196 nonadecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052762 osmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002958 pentadecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000011990 phillips catalyst Substances 0.000 description 1
- XAZOFACZEXVEPG-UHFFFAOYSA-N phosphono 4-hydroxy-2-methylidenebutanoate Chemical compound OCCC(=C)C(=O)OP(O)(O)=O XAZOFACZEXVEPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMJHHCWVYXUKFD-UHFFFAOYSA-N piperylene Natural products CC=CC=C PMJHHCWVYXUKFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052699 polonium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920005569 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- UIIIBRHUICCMAI-UHFFFAOYSA-N prop-2-ene-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC=C UIIIBRHUICCMAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HJWLCRVIBGQPNF-UHFFFAOYSA-N prop-2-enylbenzene Chemical compound C=CCC1=CC=CC=C1 HJWLCRVIBGQPNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006225 propoxyethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])OC([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000007763 reverse roll coating Methods 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021481 rutherfordium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021477 seaborgium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- BWYYYTVSBPRQCN-UHFFFAOYSA-M sodium;ethenesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C=C BWYYYTVSBPRQCN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N tetrahydropyridine hydrochloride Natural products C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 125000002889 tridecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002948 undecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005609 vinylidenefluoride/hexafluoropropylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
- H01M50/451—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising layers of only organic material and layers containing inorganic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/42—Acrylic resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
세퍼레이터 코팅용 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터의 제조 방법, 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지이 제시된다. 상기 세퍼레이터 코팅용 조성물은 제1 아크릴계 공중합체; 제2 아크릴계 공중합체; 무기입자; 유기용매; 및 물;을 포함하며, 상기 제1 아크릴계 공중합체는 2종 이상의 아크릴계 단량체를 포함하며, 상기 제2 아크릴계 공중합체는 1종 이상의 아크릴계 단량체 및 및 1종 이상의 비아크릴계 단량체를 포함하여, 코팅성 및 건조 특성이 우수하며, 세퍼레이터의 고속 코팅이 가능하다. 이를 이용하여 제조된 세퍼레이터는 리튬 전지의 수명 특성을 개선시킬 수 있다.
Description
세퍼레이터 코팅용 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터의 제조 방법, 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지에 관한 것이다.
각종 기기의 소형화, 고성능화에 부합하기 위하여 리튬전지의 소형화, 경량화가 중요해지고 있다. 또한, 전기차량(Electric Vehicle) 등의 분야에 적용되기 위하여 리튬전지의 방전용량, 에너지밀도 및 사이클특성이 중요해지고 있다. 상기 용도에 부합하기 위하여 단위부피당 방전 용량이 크고 에너지밀도가 높으며 수명특성이 우수한 리튬전지가 요구된다.
리튬전지에서 양극과 음극 사이에 단락을 방지하기 위하여 세퍼레이터가 배치된다. 양극, 음극 및 상기 양극 및 음극 사이에 배치된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체가 권취되어 젤리롤 형태를 가지게 된다.
젤리롤 형태의 리튬전지의 세퍼레이터로서 다공성 올레핀계 중합체 기재 상의 일면 상에 세라믹 등의 무기입자 및 바인더를 포함하는 코팅슬러리를 코팅한 세퍼레이터가 사용된다. 친환경 코팅 세퍼레이터를 제조하기 위하여 최근 수계 바인더를 도입한 조성을 많이 활용하고 있으나, 수계 조성은 물을 건조시켜야 하므로 건조존의 길이가 길어지거나, 생산 속도를 낮추어야 하는 제약 조건이 발생하게 된다.
따라서, 생산성 저하없이 양산성 확보를 하기 위한 세퍼레이터 코팅용 조성물의 개발이 요구된다.
한 측면은 코팅성 및 건조 특성이 우수하여 생산성 저하없이 양산성을 확보할 수 있는 세퍼레이터 코팅용 조성물을 제공하는 것이다.
다른 한 측면은 상기 조성물을 이용한 세퍼레이터의 제조방법을 제공하는 것이다.
또 다른 한 측면은 상기 제조방법에 의하여 제조된 세퍼레이터를 제공하는 것이다.
또 다른 한 측면은 상기 세퍼레이터를 포함하는 리튬 전지를 제공하는 것이다.
한 측면에 따라,
제1 아크릴계 공중합체; 제2 아크릴계 공중합체; 무기입자; 유기용매; 및 물;을 포함하며,
상기 제1 아크릴계 공중합체는 2종 이상의 아크릴계 단량체를 포함하며,
상기 제2 아크릴계 공중합체는 1종 이상의 아크릴계 단량체 및 및 1종 이상의 비아크릴계 단량체를 포함하는, 세퍼레이터 코팅용 조성물이 제공된다:
다른 한 측면에 따라,
다공성 기재의 일면 또는 양면 상에 상기 세퍼레이터 코팅용 조성물을 코팅하는 단계; 및
상기 조성물이 코팅된 다공성 기재를 열풍 건조시켜 다공성 기재 상에 코팅층이 배치된 세퍼레이터를 얻는 단계;
를 포함하는 세퍼레이터의 제조방법이 제공된다.
또 다른 한 측면에 따라,
다공성 기재; 및
상기 다공성 기재 상의 일면 또는 양면 상에 배치된, 상기 세퍼레이터 코팅용 조성물의 건조 결과물을 포함하는 코팅층;
을 포함하는 세퍼레이터가 제공된다.
또 다른 한 측면에 따라,
양극; 음극; 및 상기 양극 및 음극 사이에 배치된 상기 세퍼레이터;를 포함하는 리튬전지가 제공된다.
한 측면에 따르면 세퍼레이터 코팅용 조성물은 코팅성 및 건조 특성이 우수하여, 세퍼레이터의 고속 코팅이 가능하다. 또한, 이를 이용하여 제조된 세퍼레이터는 리튬 전지의 수명 특성을 개선시킬 수 있다.
도 1은 예시적인 구현예에 따른 세퍼레이터의 단면 모식도이다.
도 2는 예시적인 구현예에 따른 평판형(flat) 젤리롤 형태로 권취된 전극 조립체를 포함하는 리튬전지의 모식도이다.
도 3은 예시적인 구현예에 따른 실린더형(cylinder) 젤리롤 형태로 권취된 전극 조립체를 포함하는 리튬전지의 모식도이다.
도 2는 예시적인 구현예에 따른 평판형(flat) 젤리롤 형태로 권취된 전극 조립체를 포함하는 리튬전지의 모식도이다.
도 3은 예시적인 구현예에 따른 실린더형(cylinder) 젤리롤 형태로 권취된 전극 조립체를 포함하는 리튬전지의 모식도이다.
이하에서 설명되는 본 창의적 사상(present inventive concept)은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 창의적 사상을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 창의적 사상의 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 창의적 사상을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이하에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품, 성분, 재료 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 나타내려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품, 성분, 재료 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하에서 사용되는 "/"는 상황에 따라 "및"으로 해석될 수도 있고 "또는"으로 해석될 수도 있다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하거나 축소하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 또는 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, 임의의 단량체(들)에 관한 기재는 일반적으로, 또 다른 중합가능한 성분, 예컨대 또 다른 단량체 또는 중합체와 중합될 수 있는 단량체를 지칭한다. 달리 지시되지 않는 한, 단량체 성분이 일단 또 다른 성분과 반응하여 화합물을 형성하면, 상기 화합물은 이런 성분의 잔기를 포함할 것임을 이해해야 한다.
본 명세서에서 사용되는 "(메트)아크릴계"는 아크릴계, 메타크릴계, 및 이들 중 임의의 것의 유도체를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "(메트)아크릴레이트"는, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체 둘다를 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "중합체"는, 예비중합체, 올리고머, 단독중합체, 공중합체 및 이들의 블렌드 또는 혼합물을 지칭하는 것으로 의도된다.
본 명세서에서 "이들의 조합"이란, 구성물의 혼합물, 공중합체, 블렌드, 합금, 복합체, 반응 생성물 등을 의미할 수 있다.
이하에서 예시적인 구현예들에 따른 세퍼레이터 코팅용 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터의 제조 방법, 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지에 관하여 더욱 상세히 설명한다.
일 구현예에 따른 세퍼레이터 코팅용 조성물은,
제1 아크릴계 공중합체; 제2 아크릴계 공중합체; 무기입자; 유기용매; 및 물;을 포함하며,
상기 제1 아크릴계 공중합체는 2종 이상의 아크릴계 단량체를 포함하며,
상기 제2 아크릴계 공중합체는 1종 이상의 아크릴계 단량체 및 및 1종 이상의 비아크릴계 단량체를 포함한다.
상기 세퍼레이터 코팅용 조성물은 다공성 기재의 일면 또는 양면 상에 코팅되어 코팅층이 형성된 세퍼레이터를 제공한다. 상기 세퍼레이터 코팅용 조성물은 종래의 코팅조성물에 비하여 코팅성 및 건조 특성이 우수하여, 세퍼레이터의 고속 코팅이 가능함으로써, 생산성 저하없이 양산성을 확보할 수 있다. 또한, 이를 이용하여 제조된 세퍼레이터는 리튬 전지의 수명 특성을 개선시킬 수 있다.
상기 세퍼레이터 코팅용 조성물은, 바인더로서 제1 아크릴계 공중합체 및 제2 아크릴계 공중합체를 포함하며, 상기 제1 아크릴계 공중합체는 2종 이상의 아크릴계 단량체를 포함하고, 상기 제2 아크릴계 공중합체는 1종 이상의 아크릴계 단량체 및 및 1종 이상의 비아크릴계 단량체를 포함한다. 상기 세퍼레이터 코팅용 조성물은 바인더로서 제1 아크릴계 공중합체 및 제2 아크릴계 공중합체를 포함하는 조합을 통해 코팅성을 향상시킬 뿐만 아니라 내열성 및 기재결착력이 우수한 세퍼레이터 코팅층을 형성할 수 있다. 제1 아크릴계 공중합체는 고내열성을 부여하는 바인더로서 무기입자를 바인딩하여 고온에서도 다공성 기재에 안정적으로 코팅층을 유지할수 있도록 해주며, 제2 아크릴계 공중합체는 무기입자를 포함하는 코팅층이 다공성 기재와의 결착력을 강화하는 목적으로 사용되어 최종 코팅된 세퍼레이터가 고온에서 노출시 수축률이 낮아지는 효과를 구현할 수 있다.
제1 아크릴계 공중합체는 2종 이상의 아크릴계 단량체를 포함하며, 아크릴계 단량체는 예를 들어 카르복실기 함유 단량체, (메트)아크릴산알킬계 단량체, 히드록실기 함유 단량체, 다관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체, 산무수물기 함유 단량체, 술폰산기 함유 단량체, 인산기 함유 단량체, (N-치환)아미드계 단량체, 숙신이미드계 단량체, 말레이미드계 단량체, 이타콘이미드계 단량체, 시아노 함유 단량체, (메트)아크릴산아미노알킬계 단량체, (메트)아크릴산알콕시알킬계 단량체, 에폭시기 함유 아크릴계 단량체, 복소환, 할로겐 원자, 규소 원자 등을 갖는 아크릴산에스테르계 단량체, 아크릴로일모르폴린, 지환식 탄화수소기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르, 방향족 탄화수소기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르, 테르펜 화합물 유도체 알코올로부터 얻어지는 (메트)아크릴산에스테르 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 2종 이상 포함할 수 있다.
아크릴계 단량체의 구체적인 예로는,
아크릴산, (메타)크릴산, 카르복시에틸아크릴레이트, 카르복시펜틸아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산, 크로톤산, 이소크로톤산 등의 카르복실기 함유 단량체;
에스테르 부분에 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산알킬계 단량체, 구체적으로 예를 들면, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-프로필(메트)아크릴레이트, 이소프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 이소펜틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 헵틸(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 노닐(메트)아크릴레이트, 이소노닐(메트)아크릴레이트, 데실(메트)아크릴레이트, 이소데실(메트)아크릴레이트, 운데실(메트)아크릴레이트, 도데실(메트)아크릴레이트, 트리데실(메트)아크릴레이트, 테트라데실(메트)아크릴레이트, 펜타데실(메트)아크릴레이트, 헥사데실(메트)아크릴레이트, 헵타데실(메트)아크릴레이트, 옥타데실(메트)아크릴레이트, 이소옥타데실(메트)아크릴레이트, 노나데실(메트)아크릴레이트, 미리스틸(메트)아크릴레이트, 팔미틸(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, n-테트라데실(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산알킬계 단량체;
(메트)아크릴산2-히드록시에틸, (메트)아크릴산2-히드록시프로필, (메트)아크릴산2-히드록시부틸, (메트)아크릴산3-히드록시프로필, (메트)아크릴산4-히드록시부틸, (메트)아크릴산6-히드록시헥실, (메트)아크릴산8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산10-히드록시데실, (메트)아크릴산12-히드록시라우릴, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸(메타)크릴레이트 등의 (메트)아크릴산히드록시알킬 등의 히드록실기 함유 단량체;
헥산디올디아크릴레이트(HDDA), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(TPGDA), 에틸렌글리콜 디아크릴레이트(EGDA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA), 트리메틸올프로판에톡시 트리아크릴레이트(TMPEOTA), 글리세린 프로폭실화 트리아크릴레이트(GPTA), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 등의 다관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체;
무수 말레산, 무수 이타콘산 등의 산무수물기 함유 단량체;
2-(메트)아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, (메트)아크릴아미도프로판술폰산, 술포프로필(메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로일옥시나프탈렌술폰산 등의 술폰산기 함유 단량체;
[2-(2-히드록시에틸)아크릴로일] 포스페이트 등의 인산기 함유 단량체;
(메트)아크릴아미드, N,N-디메틸(메트)아크릴아미드, N,N-디에틸(메트)아크릴아미드, N,N-디프로필(메트)아크릴아미드, N,N-디이소프로필(메트)아크릴아미드, N,N-디(n-부틸)(메트)아크릴아미드, N,N-디(t-부틸)(메트)아크릴아미드 등의 N,N-디알킬(메트)아크릴아미드, N-에틸(메트)아크릴아미드, N-이소프로필(메트)아크릴아미드, N-부틸(메트)아크릴아미드, N-n-부틸(메트)아크릴아미드, N-메틸올(메트)아크릴아미드, N-에틸올(메트)아크릴아미드, N-메틸올프로판(메트)아크릴아미드, N-메톡시메틸(메트)아크릴아미드, N-메톡시에틸(메트)아크릴아미드, N-부톡시메틸(메트)아크릴아미드, N-아크릴로일모르폴린 등의 (N-치환)아미드계 단량체;
N-(메트)아크릴로일옥시메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로일-6-옥시헥사메틸렌숙신이미드, N-(메트)아크릴로 일-8-옥시헥사메틸렌숙신이미드 등의 숙신이미드계 단량체;
N-시클로헥실말레이미드, N-이소프로필말레이미드, N-라우릴말레이미드, N-페닐말레이미드 등의 말레이미드계 단량체;
N-메틸이타콘이미드, N-에틸이타콘이미드, N-부틸이타콘이미드, N-옥틸이타콘이미드, N-2-에틸헥실이타콘이미드, N-시클로헥실이타콘이미드, N-라우릴이타콘이미드 등의 이타콘이미드계 단량체;
아크릴로니트릴, (메타)크릴로니트릴 등의 시아노 함유 단량체;
(메트)아크릴산아미노에틸, (메트)아크릴산N,N-디메틸아미노에틸, (메트)아크릴산N,N-디메틸아미노에틸, (메트)아크릴산t-부틸아미노에틸 등의 (메트)아크릴산아미노알킬계 단량체;
(메트)아크릴산메톡시에틸, (메트)아크릴산에톡시에틸, (메트)아크릴산프로폭시에틸, (메트)아크릴산부톡시에틸, (메트)아크릴산에톡시프로필 등의 (메트)아크릴산알콕시알킬계 단량체;
(메트)아크릴산글리시딜 등의 에폭시기 함유 아크릴계 단량체;
(메트)아크릴산테트라히드로푸르푸릴, 불소 원자 함유 (메트)아크릴레이트, 실리콘(메트)아크릴레이트 등의 복소환, 할로겐 원자, 규소 원자 등을 갖는 아크릴산에스테르계 단량체;
아크릴로일모르폴린;
시클로펜틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 (메트)아크릴레이트 등의 지환식 탄화수소기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르;
페닐(메트)아크릴레이트, 페녹시에틸(메트)아크릴레이트 등의 방향족 탄화수소기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르;
테르펜 화합물 유도체 알코올로부터 얻어지는 (메트)아크릴산에스테르;
등을 들 수 있다. 제1 아크릴계 공중합체는 상술한 아크릴계 단량체에서 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 아크릴계 공중합체는 카르복실기 함유 단량체 및 시아노 함유 단량체에서 선택되는 2종 이상의 아크릴계 단량체를 포함할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 아크릴산 및 아크릴로니트릴를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 아크릴계 공중합체는 카르복실기 함유 단량체, 시아노 함유 단량체 및 술폰산기 함유 단량체에서 선택되는 3종 이상의 아크릴계 단량체를 포함할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 아크릴산, 아크릴로니트릴 및 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산을 포함할 수 있다.
제1 아크릴계 공중합체에서 2종 이상의 아크릴계 단량체의 함량은, 제1 아크릴계 공중합체를 제조하기 위한 단량체 성분의 총몰 기준으로 50 내지 100 몰% 범위일 수 있으며, 예를 들어 60 내지 100 몰%, 예를 들어 70 내지 100 몰%, 예를 들어 80 내지 100 몰%, 예를 들어 90 내지 100 몰%, 예를 들어 95 내지 100 몰%, 예를 들어 100 몰% 범위일 수 있다. 상기 범위에서 내열성을 확보한 제1 아크릴계 공중합체를 제공할 수 있다.
제1 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 20만 내지 80만 g/mol일 수 있다. 예를 들어, 제1 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 20만 내지 70만 g/mol일 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 30만 내지 80만 g/mol, 보다 구체적으로 예를 들면 30만 내지 70만 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서, 중량평균분자량이 20만 미만이면, 바인더의 내열성을 확보할수 없으며, 80만 초과하면 점도 상승으로 코팅 균일성 확보가 어려워 질수 있다.
제1 아크릴계 공중합체는 유리전이온도가 200℃ 이상일 수 있다. 예를 들어, 제1 아크릴계 공중합체의 유리전이온도는 200℃ 내지 300℃일 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 220℃ 내지 300℃, 보다 구체적으로 예를 들면 240℃ 내지 300℃ 일 수 있다. 상기 범위에서 내열성이 높은 제1 아크릴계 공중합체를 제공할 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체의 유리 전이 온도가 상기 범위를 만족할 경우 상기 아크릴계 공중합체 및 이를 포함하는 코팅분리막은 우수한 내열성, 통기도를 발휘할 수 있다.
제2 아크릴계 공중합체는 1종 이상의 아크릴계 단량체 및 및 1종 이상의 비(非)아크릴계 단량체를 포함한다. 제2 아크릴계 공중합체에 포함되는 아크릴계 단량체는, 상술한 아크릴계 단량체 예시들 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 아크릴계 단량체는 예를 들어 카르복실기 함유 단량체를 포함할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 아크릴산을 포함할 수 있다.
제2 아크릴계 공중합체에 포함되는 비아크릴계 단량체는 상술한 아크릴계 단량체가 아닌 공중합성 단량체라면 특별히 제한없이 사용될 수 있다. 공중합성의 비아크릴계 단량체로는 예를 들어, 비닐에스테르류, 질소 함유 복소환계 단량체, N-비닐카르복실산아미드류, 락탐계 단량체, 올레핀계 단량체, 비닐에테르계 단량체, 방향족 비닐 화합물, 올레핀 또는 디엔류, 비닐에테르류, 염화비닐, 술폰산기 함유 단량체, 이미드기 함유 단량체, 이소시아네이트기 함유 단량체 등일 수 있으며, 이들로부터 1종 이상 선택될 수 있다.
공중합성의 비아크릴계 단량체의 구체적인 예로는,
비닐아세테이트, 비닐프로피오네이트 등의 비닐에스테르류;
N-비닐-2-피롤리돈, N-메틸비닐피롤리돈, N-비닐피리딘, N-비닐피페리돈, N-비닐피리미딘, N-비닐피페라진, N비닐피라진, N-비닐피롤, N-비닐이미다졸, N-비닐옥사졸, N-(메트)아크릴로일-2-피롤리돈, N-(메트)아크릴로일 피페리딘, N-(메트)아크릴로일피롤리딘, N-비닐모르폴린, N-비닐-2-피페리돈, N-비닐-3-모르폴리논, N-비닐2-카프로락탐, N-비닐-1,3-옥사진-2-온, N-비닐-3,5-모르폴린디온, N-비닐피라졸, N-비닐이소옥사졸, N-비닐티 아졸, N-비닐이소티아졸, N-비닐피리다진 등의 질소 함유 복소환계 단량체;
N-비닐카르복실산아미드류;
N-비닐카프로락탐 등의 락탐계 단량체;
이소프렌, 부타디엔, 이소부틸렌 등의 올레핀계 단량체;
메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르 등의 비닐에테르계 단량체;
비닐톨루엔, 스티렌 등의 방향족 비닐 화합물;
에틸렌, 부타디엔, 이소프렌, 이소부틸렌 등의 올레핀 또는 디엔류;
비닐알킬에테르 등의 비닐에테르류;
염화비닐;
스티렌술폰산, 알릴술폰산, 비닐술폰산나트륨 등의 술폰산기 함유 단량체;
시클로헥실말레이미드, 이소프로필말레이미드 등의 이미드기 함유 단량체;
2-이소시아네이트에틸(메트)아크릴레이트 등의 이소시아네이트기 함유 단량체;
등을 들 수 있다. 이들 비아크릴계 단량체는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 비아크릴계 단량체는 비닐아세테이트, 비닐프로피오네이트 등의 비닐에스테르류를 포함할 수 있으며, 예를 들어 비닐아세테이트를 포함할 수 있다.
제2 아크릴계 공중합체는 1종 이상의 아크릴계 단량체 및 및 1종 이상의 비(非)아크릴계 단량체를 포함함으로써, 세퍼레이터의 다공성 기재에 대한 결착력을 개선시킬 수 있다. 제2 아크릴계 공중합체는 무기입자를 포함하는 코팅층이 다공성 기재와의 결착력을 강화하는 목적으로 사용되어 최종 코팅된 세퍼레이터가 고온에서 노출시 수축률이 낮아지는 효과를 구현할 수 있습니다.
제2 아크릴계 공중합체에서 1종 이상의 아크릴계 단량체와 1종 이상의 비아크릴계 단량체의 몰비는 1:99 내지 99:1 범위일 수 있다. 예를 들어 제2 아크릴계 공중합체에서 1종 이상의 아크릴계 단량체와 1종 이상의 비아크릴계 단량체의 몰비는 3 : 97 내지 97 : 3 범위, 예를 들어 10 : 90 내지 90 : 10 범위, 예를 들어 15 : 85 내지 85 : 15 범위, 예를 들어 30 : 70 내지 70 : 30 범위일 수 있다. 상기 범위에서 기재결착력이 우수한 제2 아크릴계 공중합체를 제공할 수 있다.
제2 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 10만 내지 100만 g/mol일 수 있다. 예를 들어, 제2 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 15만 내지 80만 g/mol일 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 20만 내지 60만 g/mol, 보다 구체적으로 예를 들면 30만 내지 50만 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서, 제2 아크릴계 공중합체의 중량평균 분자량이 10만g/mol보다 작게 되면 기재 결착력이 낮아지고, 100만g/mol 초과하게 되면 점도 상승으로 코팅 공정 불량이 증가할 할 수 있다.
제2 아크릴계 공중합체는 유리전이온도가 40℃ 이상일 수 있다. 예를 들어, 제2 아크릴계 공중합체의 유리전이온도는 40℃ 내지 100℃일 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 50℃ 내지 90℃, 보다 구체적으로 예를 들면 55℃ 내지 85℃ 일 수 있다. 상기 범위에서 접착력이 높은 제2 아크릴계 공중합체를 제공할 수 있다.
상기 세퍼레이터 코팅용 조성물에서, 제1 아크릴계 공중합체 및 제2 아크릴계 공중합체의 혼합중량비는 9:1 내지 6:4 범위일 수 있다. 예를 들어, 제1 아크릴계 공중합체 및 제2 아크릴계 공중합체의 혼합중량비는 8.5 : 1.5 내지 6.5 : 3.5 범위, 예를 들어 8 : 2 내지 7 : 3 범위일 수 있다. 상기 범위에서 최종 코팅분리막이 고온에서 노출시 수축률이 낮아지는 효과를 구현할 수 있는 세퍼레이터 코팅용 조성물을 제공할 수 있다. 제1 아크릴계 공중합체의 혼합 중량비가 9를 초과하게 되면 기재결착력이 감소하여 수축률이 증가하고, 제2 아크릴계 공중합체의 혼합 중량비가 5 이상이게 되면 내열도가 감소하여 또한 수축률이 증가하는 경향이 발생한다.
상기 세퍼레이터 코팅용 조성물이 포함하는 바인더는 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 일반 바인더를 더 포함할 수 있다. 통상적인 일반 바인더로는, 예를 들어 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐리덴플로라이드-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 폴리비닐리덴플로라이드-트리클로로에틸렌 공중합체, 폴리비닐리덴플로라이드-클로로트리플로로에틸렌 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸폴리비닐알콜, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸수크로오스, 풀루란, 카르복실 메틸 셀룰로오스, 아크리로니트릴스티렌부타디엔 공중합체, 및 폴리이미드 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 세퍼레이터 코팅용 조성물은 불소계 바인더를 더 포함할 수 있다. 불소계 바인더는 탄소에 연결되는 수소의 일부 또는 전부가 불소로 치환된 바인더일 수 있다. 예를 들어, 불소계 바인더는 불화비닐리딘 단량체, 사불화에틸렌 단량체, 육불화프로필렌 중에서 선택된 하나 이상의 단랑체에서 유래하는 반복 단위를 포함하는 중합체일 수 있다. 불소계 바인더는 예를 들어, 불소계 호모중합체 또는 불소계 공중합체일 수 있다.
세퍼레이터 코팅용 조성물이 포함하는 무기입자는, 상기 조성물로부터 형성되는 세퍼레이터의 코팅층에 무기입자를 포함하게 함으로써 양극과 음극 사이의 단락 발생 가능성이 낮아지므로, 전지의 안정성이 향상될 수 있다. 세퍼레이터 코팅용 조성물이 포함하는 무기 입자는 금속 산화물, 준금속 산화물, 또는 이들의 조합일 수 있다. 구체적으로, 무기 입자는, 알루미나, 티타니아, 보에마이트, 황산바륨, 탄산칼슘, 인산칼슘, 비정질 실리카, 결정성 유리 입자, 카올린, 탈크, 실리카-알루미나 복합 산화물 입자, 불화칼슘, 불화리튬, 제올라이트, 황화몰리브덴, 마이카, 산화마그네슘 등일 수 있다. 무기입자는 예를 들어 Al2O3, SiO2, TiO2, SnO2, CeO2, NiO, CaO, ZnO, MgO, ZrO2, Y2O3, SrTiO3, BaTiO3, MgF2, Mg(OH)2 또는 이들의 조합일 수 있다. 불화비닐리덴-헥사플루오로프로필렌 공중합체의 결정성장성, 경제성 등을 고려하면, 무기 입자는 알루미나, 티타니아, 보에마이트, 황산바륨, 또는 이들의 조합일 수 있다. 무기입자는 구상(sphere), 판상(plate), 섬유상(fiber) 등일 수 있으나 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 사용가능 한 형태라면 모두 가능하다. 판상의 무기입자는 예를 들어 알루미나, 베마이트 등이 있다. 이 경우, 고온에서의 세퍼레이터 면적의 축소가 더욱 억제되고, 상대적으로 많은 기공도를 확보할 수 있으며, 리튬 전지의 관통 평가시에 특성이 향상될 수 있다. 무기입자가 판상 또는 섬유상일 경우, 상기 무기 입자의 종횡비(aspect ratio)는 약 1:5 내지 1:100일 수 있다. 예를 들어, 상기 종횡비는 약 1:10 내지 1:100일 수 있다. 예를 들어, 상기 종횡비는 약 1:5 내지 1:50일 수 있다. 예를 들어, 상기 종횡비는 약 1:10 내지 1:50일 수 있다. 판상 무기입자의 평탄면에서 단축에 대한 장축의 길이 비율은 1 내지 3일 수 있다. 예를 들어, 상기 평탄면에서 단축에 대한 장축의 길이 비율은 1 내지 2일 수 있다. 예를 들어, 상기 평탄면에서 단축에 대한 장축의 길이 비율은 약 1일 수 있다. 상기 종횡비와 단축에 대한 장축의 길이 비율은 주사전자현미경(SEM)을 통해 측정할 수 있다. 상기 종횡비 및 장축에 대한 단축의 길이 범위에서 세퍼레이터 수축이 억제될 수 있으고, 상대적으로 향상된 기공도가 확보되며, 리튬 전지의 관통 특성이 향상될 수 있다. 무기입자가 판상 형태일 경우, 다공성 기재의 일면에 대한 무기입자 평판면의 평균 각도는 0도 내지 30 도일 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재의 일면에 대한 무기입자 평판면의 각도가 0도에 수렴할 수 있다. 즉, 다공성 기재의 일면과 무기입자의 평판면이 평행일 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재의 일면에 대한 무기 화합물의 평판면의 평균 각도가 상기 범위일 경우 다공성 기재의 열수축을 효과적으로 막을 수 있어, 수축률이 감소된 세퍼레이터를 제공할 수 있다. 유기입자는 가교된 고분자(cross-linked polymer)일 수 있다. 유기 입자는 유리전이온도(Glass Transition Temperature; Tg)가 나타나지 않는 고도로 가교된 고분자일 수 있다. 고도로 가교된 고분자를 사용할 경우, 내열성이 개선되어 고온에서 다공성 기재의 수축을 효과적으로 억제할 수 있다.
세퍼레이터 코팅용 조성물에서, 상기 제1 아크릴계 공중합체 및 제2 아크릴계 공중합체의 총함량과 상기 무기 입자의 중량비가 1:99 내지 20:80일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 아크릴계 공중합체 및 제2 아크릴계 공중합체의 총함량과 상기 무기 입자의 중량비가 2:98 내지 10:90, 또는 2.5:97.5 내지 7:93일 수 있다. 상기 범위에서 높은 함량의 바인더를 포함하면서도 장기저장 안정성이 높은 세퍼레이터 코팅용 조성물을 제공할 수 있다.
세퍼레이터 코팅용 조성물은 유기입자를 더 포함할 수 있다. 유기 입자는 예를 들어, 스티렌계 화합물 및 이의 유도체, 메타크릴산메틸계 화합물 및 이의 유도체, 아크릴레이트계 화합물 및 이의 유도체, 디알릴 프탈레이트계 화합물 및 이의 유도체, 폴리이미드계 화합물 및 이의 유도체, 폴리우레탄계 화합물 및 이의 유도체, 이들의 공중합체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 유기 입자로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하다. 예를 들어, 유기 입자는 가교된 폴리스티렌 입자, 가교된 폴리메틸메타크릴레이트 입자일 수 있다. 입자는 일차입자가 응집하여 형성된 이차 입자일 수 있다. 이차 입자를 포함하는 세퍼레이터에서는 코팅층의 기공율이 증가되어, 고출력 특성이 우수한 리튬 전지를 제공할 수 있다.
세퍼레이터 코팅용 조성물은 상술한 성분들을 분산시킬 수 있는 용매로서 유기용매와 물 둘 모두를 포함함으로써 슬러리 형태로 제공될 수 있다. 용매는 세퍼레이터 코팅용 조성물의 코팅 후 건조를 통해 휘발되어, 최종적으로 얻어지는 세퍼레이터의 코팅층에는 존재하지 않게 된다.
유기용매는 알코올계 유기용매일 수 있다. 예를 들어 유기용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 알코올계 유기용매를 사용함으로써, 신체에 무해하고 건조 특성이 우수하여 생산성 저하 없이 양산성을 확보할 수 있는 세퍼레이터 코팅용 조성물을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유기용매 및 물은 5:95 내지 40:60의 부피비로 포함될 수 있다. 예를 들어, 유기용매 및 물은 10:90 내지 30:70의 부피비로 포함될 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 10:90 내지 20:80의 부피비로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 건조 특성이 향상된 세퍼레이터 코팅용 조성물을 제공할 수 있다.
일 구현예에 따른 세퍼레이터 제조방법은, 다공성 기재의 일면 또는 양면 상에 상술한 세퍼레이터 코팅용 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 세퍼레이터 코팅용 조성물이 코팅된 다공성 기재를 열풍 건조시켜 다공성 기재 상에 코팅층이 배치된 세퍼레이터를 얻는 단계;를 포함한다.
먼저, 다공성 기재를 이동시키면서 다공성 기재의 일면 또는 양면 상에 세퍼레이터 코팅용 조성물이 코팅된다.
이동하는 다공성 기재의 일면 또는 양면 상에 세퍼레이터 코팅용 조성물을 코팅하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 전회전 롤(forward roll) 코팅 방법, 리버스 롤(reverse roll) 코팅 방법, 마이크로그라비아(microgravure) 코팅 방법, 및 다이렉트 미터링(direct metering) 코팅 방법 중에서 선택된 하나 이상을 선택할 수 있으나, 반드시 이러한 방법으로 한정되지 않는다. 코팅 방법은 예를 들어 다이렉트 미터링(direct metering) 코팅 방법일 수 있다. 이동하는 다공성 기재의 양면 상에 세퍼레이터 코팅용 조성물을 코팅하는 속도는 예를 들어 3 m/min 내지 50 m/ min, 5 m/ min 내지 40 m/ min, 또는 10 m/ min 내지 30 m/ min 일 수 있다. 이러한 범위의 세퍼레이터 코팅용 조성물 코팅 속도를 가짐에 의하여 기재결착력이 향상된 세퍼레이터가 제조될 수 있다.
이어서, 세퍼레이터 코팅용 조성물이 코팅된 다공성 기재가 건조기 내로 이동한다.
건조기 내에서 세퍼레이터 코팅용 조성물이 코팅된 다공성 기재가 열풍에 의하여 건조됨에 의하여, 다공성 기재 상에 코팅층이 배치된 세퍼레이터가 준비된다. 세퍼레이터 코팅용 조성물이 코팅된 다공성 기재가 건조기의 일 측면으로 공급되어, 건조기 내에서 열풍에 의하여 건조되고, 건조기의 타 측면으로 배출된다. 건조기 내에서 세퍼레이터 코팅용 조성물이 코팅된 다공성 기재의 상부 및 하부에 교대로 또는 대칭적으로 배치된 상부 노즐 및 하부 노즐로부터 열풍이 공급된다.
건조기 내에서 다공성 기재의 이동 속도는 예를 들어, 3 m/min 내지 50 m/ min, 5 m/ min 내지 40 m/ min, 또는 10 m/ min 내지 30 m/ min 이다. 다공성 기재의 이동 속도가 지나치게 빠르면, 코팅층 내에서 용제의 미건조에 의하여 외관 불량이 발생할 수 있다.
건조기 내에서 열풍 공급 속도는 예를 들어 10 내지 50 m/s, 10 내지 40 m/s, 10 내지 30 m/s, 또는 10 내지 20 m/s이고, 건조 완료 속도는 5 mpm 미만일 수 있다. 이러한 범위의 열풍 공급 속도 및 건조 완료 속도를 가짐에 의하여 생산 속도를 향상시키면서, 기재결착력이 향상된 세퍼레이터가 제조될 수 있다. 열풍 공급 속도가 지나치게 느리면 코팅층 내에서 용제의 미건조에 의하여 외관 불량이 발생할 수 있다.
건조기 내에서 열풍 건조 온도는 예를 들어 30 내지 90℃, 35 내지 75℃, 40 내지 70℃인, 또는 45 내지 65℃이다. 이러한 범위의 열풍 온도를 가짐에 의하여 굽힘 강도 및 박리 강도가 동시에 향상된 세퍼레이터가 제조될 수 있다. 열풍 건조 온도가 지나치게 낮으면 건조가 불완전하게 진행될 수 있다. 열풍 건조 온도가 지나치게 높으면 다공성 기재의 수축 및 막전체의 기공이 수축되어 통기도가 증가 할수 있다.
건조기 내에서 다공성 기재의 체류 시간은 예를 들어 10 내지 50초, 10 내지 45 초 또는 10 내지 40초, 10 내지 35초, 또는 10 내지 30초이다. 이러한 범위의 건조기 내 체류 시간을 가짐에 의하여 기재 결착력이 향상된 세퍼레이터가 제조될 수 있다. 건조기 내에서 다공성 기재의 체류 시간이 지나치게 짧으면 코팅층 내에서 용제의 미건조에 의하여 외관 불량이 발생할 수 있다. 건조기 내에서 다공성 기재의 체류 시간이 지나치게 길어지면 베이스 필름의 수축 및 막전체의 기공이 수축될 수 있다.
다른 일구현예에 따른 세퍼레이터는 다공성 기재; 및 상기 다공성 기재 상의 일면 또는 양면 상에 배치된 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층이 상술한 세퍼레이터 코팅용 조성물의 건조 결과물을 포함한다.
상술한 세퍼레이터 코팅용 조성물로부터 형성된 코팅층을 포함하는 세퍼레이터는 단위면적(1m2)당 흑점 개수가 0.04개 미만으로 매우 양호한 물리적 특성을 가질 수 있다. 상기 세퍼레이터는 단위면적(1m2)당 흑점 개수가 0.003 이하, 0.002 이하, 또는 0.001 이하일 수 있다.
세퍼레이터가 포함하는 다공성 기재는 폴리올레핀을 포함하는 다공성 막일 수 있다. 폴리올레핀은 우수한 단락 방지 효과를 가지며 또한 셧다운(shut down) 효과에 의하여 전지 안정성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리염화비닐 등의 폴리올레핀, 및 이들의 혼합물 혹은 공중합체 등의 수지로 이루어지는 막일 수 있으나, 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 사용될 수 있는 다공성막이라면 모두 가능하다. 예를 들어, 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 다공성막; 폴리올레핀계의 섬유를 직조한 다공성막; 폴리올레핀을 포함하는 부직포; 절연성 물질 입자의 집합체 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀을 포함하는 다공성막은 다공성 기재 상에 형성되는 코팅층을 제조하기 위한 바인더 용액의 도포성이 우수하고, 세퍼레이터의 막 두께를 얇게 하여 전지 내의 활물질 비율을 높여 단위 부피당 용량을 높일 수 있다.
다공성 기재의 재료로서 사용하는 폴리올레핀은, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 호모중합체, 공중합체, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 폴리에틸렌은, 저밀도, 중밀도, 고밀도의 폴리에틸렌일 수 있고, 기계적 강도의 관점에서, 고밀도의 폴리에틸렌이 사용될 수 있다. 또한, 폴리에틸렌은 유연성을 부여할 목적에서 2 종 이상을 혼합할 수 있다. 폴리에틸렌의 조제에 사용하는 중합 촉매는 특별히 제한되지 않으며, 지글러-나타계 촉매나 필립스계 촉매나 메탈로센계 촉매 등을 사용할 수 있다. 기계적 강도와 고투과성을 양립시키는 관점에서, 폴리에틸렌의 중량평균분자량은 10만 내지 500만일 수 있으며, 예를 들어, 20만 내지 300만일 수 있다. 폴리프로필렌은, 호모중합체, 랜덤공중합체, 블록공중합체일 수 있으며, 이를 단독 또는 2 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 중합 촉매는 특별히 제한되지 않으며, 지글러-나타계 촉매나 메탈로센계 촉매 등을 사용할 수 있다. 또 입체 규칙성도 특별히 제한되지 않으며, 이소택틱, 신디오택틱 또는 어택틱을 사용할 수 있으나, 저렴한 아이소택틱 폴리프로필렌을 사용할 수 있다. 또한 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서, 폴리올레핀에는 폴리에틸렌 혹은 폴리프로필렌 이외의 폴리올레핀 및 산화방지제 등의 첨가제를 첨가할 수 있다.
세퍼레이터가 포함하는 다공성 기재는 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀을 포함하고, 2층 이상의 다층막이 사용될 수 있으며, 폴리에틸렌/폴리프로필렌 2층 세퍼레이터, 폴리에틸렌/폴리프로필렌/폴리에틸렌 3층 세퍼레이터, 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등과 같은 혼합 다층막이 사용될 수도 있으나 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 다공성 기재로 사용될 수 있는 재료 및 구성이라면 모두 가능하다. 세퍼레이터가 포함하는 다공성 기재는 예를 들어 디엔계 단량체를 포함하는 단량체 조성물을 중합하여 제조되는 디엔계 중합체를 포함할 수 있다. 상기 디엔계 단량체는 공역 디엔계 단량체, 비공역 디엔계 단량체일 수 있다. 예를 들어, 상기 디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2-클로로-1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-에틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 클로로프렌, 비닐피리딘, 비닐노보넨, 디시클로펜타디엔 및 1,4-헥사디엔으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 디엔계 단량체로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하다.
세퍼레이터가 포함하는 다공성 기재의 두께는 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재의 두께는 1㎛ 내지 30㎛일 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재의 두께는 5㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재의 두께는 5㎛ 내지 15㎛일 수 있다. 예를 들어, 다공성 기재의 두께는 5㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 다공성 기재의 두께가 1㎛ 미만이면 세퍼레이터의 기계적 물성을 유지하기 어려울 수 있으며, 다공성 기재의 두께가 100㎛ 초과이면 리튬 전지의 내부 저항이 증가할 수 있다. 세퍼레이터가 포함하는 다공성 기재의 기공도는 5% 내지 95%일 수 있다. 기공도가 5% 미만이면 리튬 전지의 내부 저항 증가할 수 있으며, 기공도가 95% 초과이면 다공성 기재의 기계적 물성을 유지하기 어려울 수 있다. 세퍼레이터에서 다공성 기재의 기공 크기는 0.01㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 예를 들어, 세퍼레이터에서 다공성 기재의 기공 크기는 0.01㎛ 내지 80㎛일 수 있다. 예를 들어, 세퍼레이터에서 다공성 기재의 기공 크기는 0.01㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 다공성 기재의 기공 크기가 0.01㎛ 미만이면 리튬 전지의 내부 저항이 증가할 수 있으며, 다공성 기재의 기공 크기가 100㎛ 초과이면 다공성 기재의 기계적 물성을 유지하기 어려울 수 있다.
코팅층은 다공성 기재의 일면 또는 양면에 배치될 수 있다. 코팅층은 상술한 세퍼레이터 코팅용 조성물로부터 형성된다. 코팅층은 예를 들어 단층 구조 또는 다층 구조일 수 있다. 코팅층이 예를 들어, 다공성 기재의 일면에만 배치되고, 타면에는 배치되지 않을 수 있다. 또한, 코팅층은 다층 구조일 수 있다. 다층구조 코팅층에서 유기층, 무기층 및 유무기층에서 선택된 층들이 임의로 배치될 수 있다. 다층 구조는 2층 구조, 3층 구조, 4층 구조일 수 있으나 반드시 이러한 구조로 한정되지 않으며 요구되는 복합 세퍼레이터 특성에 따라 선택될 수 있다. 코팅층은 예를 들어, 다공성 기재의 양면에 각각 배치될 수 있다. 다공성 기재의 양면에 각각 배치되는 코팅층은 서로 독립적으로 유기층, 무기층 또는 유무기층일 수 있으며, 이들 중 적어도 하나가 상술한 세퍼레이터 코팅용 조성물을 포함한다. 또한, 다공성 기재의 양면에 각각 배치되는 코팅층 중에서 하나 이상이 다층구조일 수 있다. 다층구조 코팅층에서 유기층, 무기층 및 유무기층에서 선택된 층들이 임의로 배치될 수 있다. 다층 구조는 2층 구조, 3층 구조, 4층 구조일 수 있으나 반드시 이러한 구조로 한정되지 않으며 요구되는 복합 세퍼레이터 특성에 따라 선택될 수 있다.
세퍼레이터가 포함하는 코팅층은, 예를 들어 1um2 당 직경 500nm 내지 1000nm의 기공 0.3 내지 0.4개를 포함하며, 1um2 당 직경 500nm 미만의 기공 0.5 내지 1.5개를 포함한다. 1um2 당 직경 500nm 내지 1000nm의 기공은 예를 들어 대구경 기공이고, 1um2 당 직경 500nm 미만의 기공은 예를 들어 소구경 기공이다. 세퍼레이터가 이러한 범위의 대구경 기공 갯수 및 소구경 기공 갯수를 가짐에 의하여 복합 세퍼레이터가 균형 잡힌 투기도를 제공할 수 있다.
세퍼레이터가 포함하는 대구경 기공의 갯수가 0.3 미만이고, 소구경 기공의 갯수가 0.15 초과이면, 세퍼레이터의 투기도가 지나치게 증가한다. 따라서, 전해액에 함침된 세퍼레이터의 내부 저항이 증가하므로, 세퍼레이터를 포함하는 리튬전지의 사이클 특성이 저하될 수 있다. 세퍼레이터가 포함하는 대구경 기공의 갯수가 0.4 초과이고, 소구경 기공의 갯수가 0.5 미만이면, 세퍼레이터의 투기도가 지나치게 낮아진다. 따라서, 세퍼레이터가 충방전과정에서 발생하는 리튬 덴드라이트 등의 성장을 억제하기 어려워, 세퍼레이터를 포함하는 리튬전지의 단락 등이 발생할 가능성이 높아진다. 투기도는 예를 들어 JIS P-8117에 따라 100cc의 공기가 세퍼레이터를 통과하는데 걸리는 시간을 측정한 걸리(Gurley) 투기도이다.
세퍼레이터가 포함하는 코팅층의 표면은 예를 들어 고분자막 상에 불연속적으로 배치된 해도(island) 형태의 복수의 기공을 포함하는 몰폴로지(morphology)를 가질 수 있다. 세퍼레이터가 포함하는 코팅층 표면은 고분자막 상에 복수의 기공이 불연속적으로 배치된 몰폴로지를 보여줄 수 있다. 코팅층 표면이 기본적으로 고분자막으로 이루어지며, 고분자막 상에 기공이 불규칙적으로 해도(island) 형태로 배치되는 몰폴로지를 가질 수 있다. 세퍼레이터가 포함하는 코팅층이 이러한 몰폴로지를 가짐에 의하여 세퍼레이터의 굽힘 강도 및 박리 강도가 향상될 수 있다. 결과적으로 세퍼레이터를 포함하는 리튬전지의 에너지 밀도가 향상되고, 사이클 특성이 향상될 수 있다. 이에 반해, 종래의 세퍼레이터가 포함하는 코팅층 표면은 고분자막이 보여지지 않으며, 복수의 미립자가 서로 연결되어 다공성 표면을 형성하는 몰폴로지를 보여준다.
코팅층이 포함하는 무기입자의 함량은 코팅층 총 중량에 대하여, 99중량% 이하, 90중량% 이하, 또는 80중량% 이하일 수 있다. 세퍼레이터 코팅용 조성물로부터 형성되는 코팅층이 포함하는 입자의 함량은 코팅층 총 중량에 대하여, 80중량% 이상, 90중량% 이상, 또는 99중량% 이상일 수 있다. 세퍼레이터 코팅용 조성물로부터 형성되는 코팅층이 포함하는 입자의 함량은 코팅층 총 중량에 대하여, 80중량% 내지 99중량%, 90중량% 내지 99중량%, 또는 95 중량% 내지 99 중량%일 수 있다. 세퍼레이터 코팅용 조성물로부터 형성되는 코팅층이 이러한 범위의 입자를 포함함에 의하여 세퍼레이터의 내열도가 향상될 수 있다.
코팅층이 포함하는 무기입자의 평균 입경은 100nm 내지 2㎛, 200nm 내지 1.5 ㎛, 300nm 내지 1.0 ㎛이다. 무기입자의 평균 입경은 예를 들어 레이저 회절 방식이나 동적 광산란 방식의 측정 장치를 사용하여 측정한다. 무기입자의 평균 입경은 예를 들어 레이저 산란 입도 분포계(예를 들어, 호리바사 LA-920)를 이용하여 측정하고, 부피 환산에서의 소입자 측에서부터 50% 누적되었을 때의 메디안 입자경(D50)의 값이다. 이러한 범위의 평균 입경을 가지는 무기입자를 사용함에 의하여 코팅층과 다공성 기재의 결착력 및 코팅층과 전극의 결착력이 모두 향상될 수 있다. 또한, 이러한 범위의 평균 입경을 가지는 무기입자를 사용함에 의하여, 무기입자를 포함하는 코팅층을 포함하는 세퍼레이터가 적절한 기공률을 가질 수 있다. 무기입자의 평균입경이 100nm 미만이면 세퍼레이터의 기계적 특성이 저하될 수 있다.
코팅층의 두께는, 예를 들어 일 면당 0.3 내지 3 ㎛, 0.5 내지 2.5 ㎛, 0.5 내지 2 ㎛이다. 일 면당 코팅층의 두께가 지나치게 두꺼우면 권취된 전극 조립체의 부피가 증가할 수 있다. 일 면당 코팅층의 두께가 지나치게 얇으면 수축률이 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면 세퍼레이터에서 다공성 기재(11)의 양면에 코팅층(12, 13)이 각각 배치될 수 있다.
코팅층의 기공률은, 30% 내지 90%, 35% 내지 80%, 또는 40% 내지 70%이다. 코팅층이 이러한 범위의 기공율을 가짐에 의하여 세퍼레이터의 내부 저항의 증가를 방지할 수 있으며, 우수한 고율 특성을 가지면서도 우수한 막 강도를 제공할 수 있다. 코팅층의 기공율은 코팅층의 전체 부피에서 기공이 차지하는 부피이다.
코팅층의 도포량은, 예를 들어 1.0g/m2 내지 4.5 g/m2, 1.5g/m2 내지 4.0 g/m2, 2.0 g/m2 내지 3.5 g/m2, 또는 2.2 g/m2 내지 3.3 g/m2 이다. 코팅층의 도포량이 이러한 범위를 가짐에 의하여, 코팅층을 포함하는 세퍼레이터가 향상된 내열도를 제공할 수 있다. 코팅층의 도포량이 지나치게 낮으면 내열도가 감소할 수 있다.
코팅층이 포함하는 바인더는, 다공성질층의 다공성 기재와 접하는 계면으로부터 전극에 대향하는 표면 방향으로, 바인더의 농도가 증가하는 농도 구배를 가지지 않을 수 있다. 예를 들어, 다공성질층의 다공성 기재와 접하는 계면으로부터 전극에 대향하는 표면 방향으로, 바인더의 농도가 감소하는 농도 구배를 가지거나, 농도의 변화의 경향성이 없는 농도 구배를 가질 수 있다.
다른 구현예에 따른 리튬 전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 배치되는 상술한 세퍼레이터를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 상기 리튬 전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 배치되는 상술한 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체를 포함하며, 상기 전극조립체가 젤리롤 형태로 권취된 형태를 가질 수 있다. 리튬 전지가 상술한 세퍼레이터를 포함함에 의하여 흑점불량이 감소되어 품질을 향상시킬 수 있으며, 외부 고온 노출에 의한 오작동 및 이벤트 발생을 감소 시킬 수 있다.
리튬 전지는 예를 들어 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다.
먼저, 음극활물질, 도전재, 바인더 및 용매가 혼합된 음극활물질 조성물이 준비된다. 상기 음극활물질 조성물이 금속 집전체 위에 직접 코팅되어 음극판이 제조된다. 다르게는, 상기 음극활물질 조성물이 별도의 지지체 상에 캐스팅된 다음, 상기 지지체로부터 박리된 필름이 금속 집전체상에 라미네이션되어 음극판이 제조될 수 있다. 상기 음극은 상기에서 열거한 형태에 한정되는 것은 아니고 상기 형태 이외의 형태일 수 있다.
음극활물질은 탄소계 재료일 수 있다. 예를 들어, 탄소계 재료로는 결정질 탄소, 비정질 탄소 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 결정질 탄소는 무정형(non-shaped), 판상, 린편상(flake), 구형 또는 섬유형의 천연 흑연 또는 인조 흑연과 같은 흑연일 수 있으며, 상기 비정질 탄소는 소프트 카본(soft carbon: 저온 소성 탄소) 또는 하드 카본(hard carbon), 메조페이스 피치(mesophase pitch) 탄화물, 소성된 코크스 등일 수 있다.
또한, 상기 탄소계 음극활물질과 비탄소계 재료의 복합체도 사용될 수 있으며 상기 탄소계 재료 외에 비탄소계 음극활물질을 추가적으로 포함할 수 있다.
예를 들어, 비탄소계 재료는 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속, 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속의 합금 및 리튬과 합금을 형성할 수 있는 금속의 산화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 리튬과 합금가능한 금속은 Si, Sn, Al, Ge, Pb, Bi, Sb Si-Y 합금(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13~16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합 원소이며, Si는 아님), Sn-Y 합금(상기 Y는 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 13~16족 원소, 전이금속, 희토류 원소 또는 이들의 조합 원소이며, Sn은 아님) 등일 수 있다. 상기 원소 Y로는 Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Sc, Y, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Tc, Re, Bh, Fe, Pb, Ru, Os, Hs, Rh, Ir, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, B, Al, Ga, Sn, In, Ge, P, As, Sb, Bi, S, Se, Te, Po, 또는 이들의 조합일 수 있다.
예를 들어, 상기 전이금속 산화물은 리튬 티탄 산화물, 바나듐 산화물, 리튬 바나듐 산화물 등일 수 있다.
예를 들어, 상기 비전이금속 산화물은 SnO2, SiOx(0<x<2) 등일 수 있다.
구체적으로, 상기 음극활물질은 Si, Sn, Pb, Ge, Al, SiOx(0<x≤2), SnOy(0<y≤2), Li4Ti5O12, TiO2, LiTiO3, Li2Ti3O7로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 반드시 이들로 한정되지 않으며 비탄소계 음극활물질로서 당해 기술분야에서 사용되는 것이라면 모두 가능하다.
도전재로는 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말, 금속 섬유, 등을 사용할 수 있고, 또한 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 재료를 1종 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며, 당해 기술분야에서 도전재로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다. 또한, 상술한 결정성 탄소계 재료가 도전재로 추가될 수 있다.
바인더로는 비닐리덴 플루오라이드/헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 그 혼합물 또는 스티렌 부타디엔 고무계 폴리머 등이 사용될 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 결합제로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다.
용매로는 N-메틸피롤리돈, 아세톤 또는 물 등이 사용될 수 있으나, 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다.
음극활물질, 도전재, 바인더 및 용매의 함량은 리튬 전지에서 통상적으로 사용되는 수준이다. 리튬전지의 용도 및 구성에 따라 상기 도전재, 바인더 및 용매 중 하나 이상이 생략될 수 있다.
한편, 상기 음극제조에 사용되는 바인더가 상기 세퍼레이터의 코팅층에 포함되는 세퍼레이터 코팅용 조성물과 동일할 수 있다.
다음으로, 양극활물질, 도전재, 바인더 및 용매가 혼합된 양극활물질 조성물이 준비된다. 상기 양극활물질 조성물이 금속 집전체상에 직접 코팅 및 건조되어 양극판이 제조된다. 다르게는, 상기 양극활물질 조성물이 별도의 지지체상에 캐스팅된 다음, 상기 지지체로부터 박리된 필름이 금속 집전체상에 라미네이션되어 양극판이 제조될 수 있다.
양극활물질로서 리튬코발트산화물, 리튬니켈코발트망간산화물, 리튬니켈코발트알루미늄산화물, 리튬철인산화물, 및 리튬망간산화물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 이용 가능한 모든 양극활물질이 사용될 수 있다.
예를 들어, LiaA1-bBbD2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 및 0 ≤ b ≤ 0.5이다); LiaE1-bBbO2-cDc(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiE2-bBbO4-cDc(상기 식에서, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05이다); LiaNi1-b-cCobBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cCobBcO2-αFα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cCobBcO2-αF2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcDα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α ≤ 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcO2-αFα(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNi1-b-cMnbBcO2-αF2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.5, 0 ≤ c ≤ 0.05, 0 < α < 2이다); LiaNibEcGdO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0.001 ≤ d ≤ 0.1이다.); LiaNibCocMndGeO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0 ≤ b ≤ 0.9, 0 ≤ c ≤ 0.5, 0 ≤ d ≤0.5, 0.001 ≤ e ≤ 0.1이다.); LiaNiGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaCoGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMnGbO2(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); LiaMn2GbO4(상기 식에서, 0.90 ≤ a ≤ 1.8, 0.001 ≤ b ≤ 0.1이다.); QO2; QS2; LiQS2; V2O5; LiV2O5; LiIO2; LiNiVO4; Li(3-f)J2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); Li(3-f)Fe2(PO4)3(0 ≤ f ≤ 2); LiFePO4의 화학식 중 어느 하나로 표현되는 화합물을 사용할 수 있다:
이러한 화학식에 있어서, A는 Ni, Co, Mn, 또는 이들의 조합이고; B는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조합이고; D는 O, F, S, P, 또는 이들의 조합이고; E는 Co, Mn, 또는 이들의 조합이고; F는 F, S, P, 또는 이들의 조합이고; G는 Al, Cr, Mn, Fe, Mg, La, Ce, Sr, V, 또는 이들의 조합이고; Q는 Ti, Mo, Mn, 또는 이들의 조합이고; I는 Cr, V, Fe, Sc, Y, 또는 이들의 조합이며; J는 V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, 또는 이들의 조합이다.
물론 이 화합물 표면에 코팅층을 갖는 것도 사용할 수 있고, 또는 상기 화합물과 코팅층을 갖는 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다. 이 코팅층은 코팅 원소의 옥사이드, 하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시하이드록사이드, 코팅 원소의 옥시카보네이트, 또는 코팅 원소의 하이드록시카보네이트의 코팅 원소 화합물을 포함할 수 있다. 이들 코팅층을 이루는 화합물은 비정질 또는 결정질일 수 있다. 상기 코팅층에 포함되는 코팅 원소로는 Mg, Al, Co, K, Na, Ca, Si, Ti, V, Sn, Ge, Ga, B, As, Zr 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 코팅층 형성 공정은 상기 화합물에 이러한 원소들을 사용하여 양극 활물질의 물성에 악영향을 주지 않는 방법(예를 들어 스프레이 코팅, 침지법 등)으로 코팅할 수 있으면 어떠한 코팅 방법을 사용하여도 무방하며, 이에 대하여는 당해 분야에 종사하는 사람들에게 잘 이해될 수 있는 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
예를 들어, LiNiO2, LiCoO2, LiMnxO2x(x=1, 2), LiNi1-xMnxO2(0<x<1), LiNi1-x-yCoxMnyO2 (0≤x≤0.5, 0≤y≤0.5), LiFeO2, V2O5, TiS, MoS 등이 사용될 수 있다.
양극활물질 조성물에서 도전재, 바인더 및 용매는 상기 음극활물질 조성물의 경우와 동일한 것을 사용할 수 있다. 한편, 상기 양극활물질 조성물 및/또는 음극활물질 조성물에 가소제를 더 부가하여 전극판 내부에 기공을 형성하는 것도 가능하다.
양극활물질, 도전재, 일반적인 바인더 및 용매의 함량은 리튬 전지에서 통상적으로 사용하는 수준이다. 리튬전지의 용도 및 구성에 따라 상기 도전재, 일반적인 바인더 및 용매 중 하나 이상이 생략될 수 있다.
한편, 양극 제조에 사용되는 바인더가 상기 세퍼레이터의 코팅층에 포함되는 세퍼레이터 코팅용 조성물과 동일할 수 있다.
다음으로, 양극과 음극 사이에 상술한 복합 세퍼레이터가 배치된다.
양극/세퍼레이터/음극을 포함하는 전극조립체에서 양극과 음극 사이에 배치된 세퍼레이터는 상술한 바와 같이 전 다공성 기재; 및 상기 다공성 기재 상의 양면 상에 배치된 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층이 상술한 세퍼레이터 코팅용 조성물을 포함한다.
세퍼레이터는 별도로 준비되어 양극과 음극 사이에 배치될 수 있다. 다르게는, 세퍼레이터는 양극/세퍼레이터/음극을 포함하는 전극조립체를 젤리롤 형태로 권취한 후, 젤리롤을 전지케이스 또는 파우치에 수용하고, 전지케이스 또는 파우지체 수용된 상태에서 젤리롤을 가압하에서 열적 연화시켜며 초기 충전(pre-charging)하고, 충전된 젤리롤을 열간 압연하고, 충전된 젤리롤을 냉간 압연하고, 충전된 젤리롤을 가압하에서 충방전시키는 화성 단계를 거침에 의하여 준비될 수 있다.
다음으로 전해질이 준비된다.
전해질은 액체 또는 겔(gel) 상태일 수 있다.
예를 들어, 상기 전해질은 유기전해액일 수 있다. 또한, 상기 전해질은 고체일 수 있다. 예를 들어, 보론산화물, 리튬옥시나이트라이드 등일 수 있으나 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 고체전해질로 사용될 수 있은 것이라면 모두 사용가능하다. 상기 고체 전해질은 스퍼터링 등의 방법으로 상기 음극상에 형성될 수 있다.
예를 들어, 유기전해액이 준비될 수 있다. 유기전해액은 유기용매에 리튬염이 용해되어 제조될 수 있다.
유기용매는 당해 기술분야에서 유기 용매로 사용될 수 있는 것이라면 모두 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로필렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, 플루오로에틸렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 메틸프로필카보네이트, 에틸프로필카보네이트, 메틸이소프로필카보네이트, 디프로필카보네이트, 디부틸카보네이트, 메틸프로피오네이트, 에틸프로피오네이트, 프로필프로피오네이트, 벤조니트릴, 아세토니트릴, 테트라히드로퓨란, 2-메틸테트라히드로퓨란, γ-부티로락톤, 디옥소란, 4-메틸디옥소란, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸설폭사이드, 디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 설포란, 디클로로에탄, 클로로벤젠, 니트로벤젠, 디에틸렌글리콜, 디메틸에테르 또는 이들의 혼합물 등이다.
리튬염도 당해 기술분야에서 리튬염으로 사용될 수 있는 것이라면 모두사용될 수 있다. 예를 들어, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiAlO2, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(단 x,y는 자연수), LiCl, LiI 또는 이들의 혼합물 등이다.
도 2에서 보여지는 바와 같이 리튬전지(1)는 양극(3), 음극(2) 및 복합 세퍼레이터(4)를 포함한다. 상술한 양극(3), 음극(2) 및 세퍼레이터(4)가 평판형(flat) 젤리롤 형태의 전극조립체로 권취된 후 파우치(7)에 수용된다. 이어서, 파우치(7)에 유기전해액이 주입되고 밀봉되어 리튬전지(1)가 완성된다.
도 3에서 보여지는 바와 같이 상기 리튬전지(1)는 양극(3), 음극(2) 및 세퍼레이터(4)를 포함한다. 상술한 양극(3), 음극(2) 및 세퍼레이터(4)가 실린더형(cylinder) 젤리롤 형태의 전극조립체로 권취된 후 전지케이스(5)에 수용된다. 이어서, 전지케이스(5)에 유기전해액이 주입되고 캡(cap) 어셈블리(6)로 밀봉되어 리튬전지(1)가 완성된다. 상기 전지케이스는 원통형, 각형, 박막형 등일 수 있다. 상기 리튬전지는 리튬이온전지일 수 있다. 상기 리튬전지는 리튬폴리머전지일 수 있다.
리튬전지는 고율특성 및 수명특성이 우수하므로 전기차량(electric vehicle, EV)에 적합하다. 예를 들어, 플러그인하이브리드차량(plug-in hybrid electric vehicle, PHEV) 등의 하이브리드차량에 적합하다.
이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 창의적 개념이 더욱 상세하게 설명된다. 단, 실시예는 본 창의적 개념을 예시하기 위한 것으로서 이들만으로 본 창의적 개념의 범위가 한정되는 것이 아니다.
(합성예)
합성예 1: 제1 아크릴계 공중합체의 제조
교반기, 온도계 및 냉각관을 갖춘 3 L의 4구 플라스크 내에, 증류수 (1000 g)와 아크릴산 (35 g, 0.49 mol), 과황산암모늄 (0.54 g, 2.39 mmol), 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산 (15 g, 0.07 mol) 및 5N 수산화나트륨 수용액 (아크릴산과 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산의 총량에 대하여 0.8 당량)을 더한 후, 다이어프램 펌프로 내압을 10 mmHg로 감압하고, 질소로 내압을 상압에 되돌리는 조작을 3회 반복한 후, 아크릴로 나이트릴 (50 g, 0.94 mol)을 첨가하였다.
반응액의 온도가 65 ℃ 내지 70 ℃ 사이에서 안정되도록 제어하면서 18 시간 동안 반응시키고, 과황산암모늄 (0.23 g, 1.00 mmol)을 2차 투입한 후, 온도를 80 ℃로 상승시키고 다시 4 시간 동안 반응시켰다. 실온으로 냉각한 후, 25 % 암모니아 수용액을 이용해서 반응액의 pH를 7 내지 8로 조정하였다.
이 같은 방법으로 폴리(아크릴산-co-아크릴로나이트릴-co-2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산)나트륨 염을 제조하였다. 아크릴산(acrylic acid, AA), 아크릴로나이트릴(acrylonitrile, AN), 및 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산(2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, AMPS)의 몰 비는 32:63:5이다. 반응액의 비휘발 성분은 9.0 % (이론치: 10 %)였다.
| 제1 아크릴계 공중합체 |
단량체 몰 비 | 중량 평균 분자량 (g/mol) |
유리 전이 온도 (℃) |
||
| AA | AN | AMPS | |||
| 합성예 1 | 32 | 63 | 5 | 304,000 | 275 |
합성예 2: 제2 아크릴계 공중합체의 제조
교반기, 온도계 및 냉각관을 갖춘 3 L의 4구 플라스크 내에, 증류수 (1000 g)와 아크릴산 (36.03 g, 0.50 mol), 과황산암모늄 (0.54 g, 2.49 mmol), 비닐아세테이트 (172.18 g, 2.00 mol) 및 음이온 유화제인 Dowfax2A1 (2g)을 더한 후, 반응기 내부에 질소를 채워주었다.
반응액의 온도가 65 ℃ 내지 70 ℃ 사이에서 안정되도록 제어하면서 12 시간 동안 반응시켰다. 반응액을 실온으로 냉각한 후, 응집제 (APS, Ammonium PerSulfate) 0.8wt%를 넣어 고체를 얻었다.
교반기, 온도계 및 냉각관을 갖춘 3 L의 4구 플라스크 내에, 얻어진 고체를 메탄올(2 L)에 용해시킨 후, 상기 용액에 수산화나트륨 (100 g, 2.5 mol)을 더한 후, 반응기 내부에 질소를 채워주었다.
반응액의 온도가 40 ℃ 내지 45 ℃ 사이에서 안정되도록 제어하면서 2 시간 동안 반응시켰다. 석출된 고체를 필터하고, 메탄올로 5회 세척하여 190 g의 고체를 수득하였다. 이를 통해 아크릴산(acrylic acid, AA) 및 비닐아세테이트(vinylacetate, VaC)의 몰 비는 20:80인 제2 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
| 제2 아크릴계 공중합체 | 단량체 몰 비 | 중량 평균 분자량 (g/mol) |
유리 전이 온도 (℃) |
|
| AA | VaC | |||
| 합성예 2 | 20 | 80 | 335,000 | > 40 |
(세퍼레이터의 제조)
실시예 1
바인더로서 합성예 1에서 제조한 제1 아크릴계 공중합체와 합성예 2에서 제조한 제2 아크릴계 공중합체를 9 : 1의 중량비로 혼합한 후, 평균입경 D50 600 nm인 베마이트(Nabaltec社 AOH60, 평균 입경 600nm)와 1:30의 중량비로 물 용매에 투입한 후 (여기서, 고형분 45%), 비즈밀을 이용해 25℃에서 30분 동안 밀링하고, 조액 전체 고형분이 20 중량%, DIW : EtOH 중량비가 9:1가 되도록 물과 에탄올을 첨가하여 코팅 조성물을 제조하였다.
이를 12.5㎛ 두께의 폴리에틸렌 다공성 기재(SK社 612HS, 두께: 12.5μm, 통기도: 113 sec/100cc, 찌름강도: 500gf)의 단면에 다이코팅 방식으로 3 ㎛의 두께로 코팅한 다음 온도 80℃, 풍속 15 m/min의 조건에서 건조 처리하여 코팅층을 제조하면서 건조가 완료되는 속도를 측정하였다. 위와 같은 과정을 통해 코팅층이 형성된 세퍼레이터를 제조하였다. 건조 후 코팅두께는 2.5㎛이다.
실시예 2
합성예 1에서 제조한 제1 아크릴계 공중합체와 합성예 2에서 제조한 제2 아크릴계 공중합체를 8 : 2의 중량비로 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하여 세퍼레이터를 제조하였다.
실시예 3
합성예 1에서 제조한 제1 아크릴계 공중합체와 합성예 2에서 제조한 제2 아크릴계 공중합체를 7 : 3의 중량비로 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하여 세퍼레이터를 제조하였다.
실시예 4
합성예 1에서 제조한 제1 아크릴계 공중합체와 합성예 2에서 제조한 제2 아크릴계 공중합체를 6 : 4의 중량비로 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하여 세퍼레이터를 제조하였다.
실시예 5
실시예 3에서 DIW : EtOH 중량비가 8:2가 되도록 물과 에탄올을 첨가한 것을 제외하고, 실시예 3과 동일하게 실시하여 세퍼레이터를 제조하였다.
실시예 6
실시예 3에서 DIW : EtOH 중량비가 7:3이 되도록 물과 에탄올을 첨가한 것을 제외하고, 실시예 3과 동일하게 실시하여 세퍼레이터를 제조하였다.
비교예 1
합성예 1에서 제조한 제1 아크릴계 공중합체와 합성예 2에서 제조한 제2 아크릴계 공중합체를 10 : 0의 중량비로 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하여 세퍼레이터를 제조하였다.
비교예 2
합성예 1에서 제조한 제1 아크릴계 공중합체와 합성예 2에서 제조한 제2 아크릴계 공중합체를 5 : 5의 중량비로 혼합한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하여 세퍼레이터를 제조하였다.
비교예 3
바인더로서 아크릴계 바인더 (Toyo Ink社, CSB130) 및 소듐카르복실메틸 셀룰로오스(GL Chem社, SG-L02)를 7:3의 중량비로 혼합하여 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 실시하여 세퍼레이터를 제조하였다.
비교예 4
실시예 3에서 DIW : EtOH 중량비가 9:1의 혼합물 대신 물만을 첨가한 것을 제외하고, 실시예 3과 동일하게 실시하여 세퍼레이터를 제조하였다.
비교예 5
실시예 3에서 DIW : EtOH 중량비가 5:5가 되도록 물과 에탄올을 첨가한 것을 제외하고, 실시예 3과 동일하게 실시하여 세퍼레이터를 제조하였다.
(리튬전지의 제조)
실시예 7
(음극의 제조)
평균 입경 25㎛의 흑연 입자98중량%, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF) 1중량% 및 도전재로서 카본 블랙 분말 1중량%를 혼합한 후 증류수에 투입하고 기계식 교반기를 사용하여 60분간 교반하여 음극활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 닥터 블레이드를 사용하여 10㎛ 두께의 구리 집전체 위에 도포하고 100℃의 열풍건조기에서 0.5시간 동안 건조한 후 진공, 120℃의 조건에서 4시간 동안 다시 한번 건조하고, 압연(roll press)하여 음극판을 제조하였다.
(양극의 제조)
LiCoO2 96중량%, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF) 2중량% 및 도전재로서 카본 블랙 분말 2중량%를 혼합하여 N-메틸-2-피롤리돈 용매에 투입한 후 기계식 교반기를 사용하여 30분간 교반하여 양극활물질 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 닥터 블레이드를 사용하여 20㎛ 두께의 알루미늄 집전체 위에 도포하고 100℃의 열풍건조기에서 0.5시간 동안 건조한 후 진공, 120℃의 조건에서 4시간 동안 다시 한번 건조하고, 압연(roll press)하여 양극판을 제조하였다.
(전극 조립체 젤리롤)
상기에서 제조한 양극판과 음극판 사이에 상기 실시예 1에서 제조된 세퍼레이터를 개재한 후 권취하여 전극조립체 젤리롤을 준비하였다. 젤리롤을 파우치에 삽입하고 전해액을 주입한 후, 파우치를 진공밀봉하였다.
전해액은 1.15M의 LiPF6가 에틸렌카보네이트(EC)/에틸메틸카보네이트 (EMC)/디에틸카보네이트(DEC)의 3/5/2(부피비) 혼합용매에 용해된 것을 사용하였다.
파우치에 삽입된 젤리롤에 250kgf/cm2의 압력을 가하면서 1시간 동안 70℃의 온도로 열적 연화(thermal softening)시켰다.
이어서, 상기 젤리롤에 200kgf/cm2의 압력을 가하면서 180초 동안 85℃의 온도로 열간 압연(heat pressing)시켰다.
이어서, 상기 젤리롤에 200kgf/cm2의 압력을 가하면서 90초 동안 22-23℃의 온도로 냉간 압연(coldt pressing)시켰다.
이어서, 상기 파우치에서 가스를 제거하고(degassing), 젤리롤 형태의 권취된 전극 조립체를 포함하는 리튬전지를 준비하였다.
실시예 8 내지 12
실시예 2 내지 6에서 제조된 세퍼레이터를 각각 사용한 것을 제외하고는, 실시예 7과 동일한 방법으로 리튬전지를 제조하였다.
비교예 6 내지 10
비교예 1 내지 5에서 제조된 세퍼레이터를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 7과 동일한 방법으로 리튬전지를 제조하였다.
평가예 1: 건조 완료 속도 평가
Gravure Coating Head 및 건조기 길이가 3m인 코팅 설비를 활용하여 실시예 1-6 및 비교예 1-5에서 제조된 코팅 조성에 대하여 12.5㎛ 원단을 기재로 하여 코팅층 건조가 완료되는 코팅 속도를 평가하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
평가예 2: 통기도 측정
실시예 3, 5 및 6, 비교예 4 및 5에 따른 세퍼레이터 각각의 단위두께 통기도는 통기도 측정기(Asahi Seiko OKEN Type Air Permeation Tester: EGO1-55-1MR)를 이용하여 하기 방법에 따라 측정하였다.
직경이 1 인치 (inch) 인 원이 들어갈 수 있는 크기로 서로 다른 10 개의 지점에서 재단한 10 개의 시편을 제작한 다음, 통기도 측정 장치인 ASAHI SEIKO OKEN TYPE Air Permeation Tester EG01-55-1MR (아사히 세이코 사)를 사용하여 상기 각 시편에서 공기 100 cc가 통과하는 시간을 측정하였다. 상기 시간을 각각 다섯 차례씩 측정한 다음 평균값을 계산하여 통기도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
[통기도 측정 장치 세팅 조건]
측정 압력: 0.05 mPa, 실린더 압력: 2.5 kg/㎠, 세팅 시간(set time): 10초
1m 시편에 대하여 10㎝ 간격으로 10회 이상 측정하여 DATA의 평균을 기재하였다.
평가예 3: 막 저항 평가
실시예 3, 5 및 6, 비교예 4 및 5에 따른 세퍼레이터의 막 저항은 이에 대응되는 실시예 9, 11 및 12, 비교예 9 및 10에서 제조된 각각의 리튬전지를 상온에서 1일간 방치한 후 교류 임피던스를 측정하여 평가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
평가예 4: 이온전도도 평가
실시예 3, 5 및 6, 비교예 4 및 5에 따른 세퍼레이터의 이온전도도는 Bio-Logic SAS사의 VSP모델의 Electric Impedance Spectroscopy 측정기를 이용하여 측정하였다. 이 때 open circuit potential에서 1000mV의 amplitude, 10000M Hz에서 1Hz까지의 주파수를 스캔하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
평가예 5: 수명 특성 평가
실시예 3, 5 및 6, 비교예 4 및 5에 따른 세퍼레이터를 포함하는 실시예 9, 11 및 12, 비교예 9 및 10에서 제조된 각각의 리튬전지에 100kgf/cm2의 압력을 가하면서 1시간 동안 45℃의 온도에서 0.2C rate의 전류로 전압이 4.3V에 이를 때까지 정전류 충전하고, 4.3V를 유지하면서 전류가 0.05C가 될 때까지 정전압 충전하였다. 이어서, 방전시에 전압이 3.0V에 이를 때까지 0.2C의 정전류로 방전하는 사이클을 1회 수행하여 화성 단계를 수행하였다.
화성 단계가 완료된 리튬전지에 대하여 25℃에서 0.7C rate의 전류로 전압이 4.35V(vs. Li)에 이를 때까지 정전류 충전하고, 4.35V를 유지하면서 전류가 0.025C가 될 때까지 정전압 충전하였다. 이어서, 방전시에 전압이 2.75V(vs. Li)에 이를 때까지 1.0C의 정전류로 방전하는 사이클을 500회 반복하였다.
상기 충방전 실험 결과의 일부를 하기 표 3에 나타내었다. 300번째 사이클에서의 상온 용량 유지율은 하기 수학식 1로 표시된다.
<수학식 1>
상온 용량 유지율[%]=[300th 사이클에서의 방전용량/1st 사이클에서의 방전용량]×100
실시예 1~4 및 비교예 1~3에 따른 세퍼레이터의 건조 완료 속도 및 상기 과정에 따라 측정된 통기도, 막 저항 및 이온전도도를 하기 표 3에 나타내었으며, 상기 세퍼레이터를 채용한 실시예 7~10 및 비교예 6~8의 리튬 전지의 수명 특성을 하기 표 4에 나타내었다. 참고로 실시예 및 비교예에서 사용된 다공성 기재인 폴리에틸렌막의 통기도는 113sec/100cc이다.
| 물성 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 |
| 건조 완료 속도 (mpm) | 20 | 20 | 21 | 20 | 20 | 15 | 20 |
| 통기도(sec/100cc) | 122 | 122 | 124 | 128 | 120 | 150 | 123 |
| 막 저항 (Ω) | 0.60 | 0.63 | 0.64 | 0.66 | 0.80 | 0.90 | 0.75 |
| 이온전도도(mS/cm) | 0.62 | 0.58 | 0.57 | 0.54 | 0.45 | 0.41 | 0.49 |
| 물성 | 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | 실시예 10 | 비교예 6 | 비교예 7 | 비교예 8 |
| 용량 유지율 (%) | 85% | 83% | 82% | 80% | 30% | 20% | 50% |
상기 표 3 및 4에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 4에서 제조된 세퍼레이터는 비교예 1 내지 2의 세퍼레이터에 비하여, 건조 완료 속도가 빠르고, 이온전도도가 향상되고, 리튬 전지의 수명 특성을 향상시킨 것을 알 수 있다.
용매 비율을 변경시켜 제조한 실시예 3, 5 및 6, 및 비교예 4 및 5에 따른 세퍼레이터의 건조 완료 속도 및 상기 과정에 따라 측정된 통기도, 막 저항 및 이온전도도를 하기 표 5에 나타내었으며, 상기 세퍼레이터를 채용한 실시예 9, 11 및 12 및 비교예 9 및 10의 리튬 전지의 수명 특성을 하기 표 6에 나타내었다. 참고로 실시예 및 비교예에서 사용된 다공성 기재인 폴리에틸렌막의 통기도는 113sec/100cc이다.
| 물성 | 실시예 3 | 실시예 5 | 실시예 6 | 비교예 4 | 비교예 5 |
| 건조 완료 속도 (mpm) | 21 | 25 | 30 | 15 | 미건조 |
| 통기도(sec/100cc) | 124 | 124 | 122 | 130 | - |
| 막 저항 (Ω) | 0.64 | 0.63 | 0.61 | 0.68 | - |
| 이온전도도(mS/cm) | 0.57 | 0.59 | 0.60 | 0.54 | - |
| 물성 | 실시예 9 | 실시예 11 | 실시예 12 | 비교예 9 | 비교예 10 |
| 용량 유지율 (%) | 82% | 84% | 85% | 70% | - |
상기 표 5 및 6에서 보는 바와 같이, 실시예 3, 5 및 6에서 제조된 세퍼레이터는 비교예 4 및 5의 세퍼레이터에 비하여, 건조 완료 속도가 빠르고, 이온전도도가 향상되고, 리튬 전지의 수명 특성을 향상시킨 것을 알 수 있다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 일구현예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 구현예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
11: 다공성 기재
12, 13: 코팅층
1: 리튬전지 2: 음극
3: 양극 4: 세퍼레이터
5: 전지케이스 6: 캡 어셈블리
7: 파우치
1: 리튬전지 2: 음극
3: 양극 4: 세퍼레이터
5: 전지케이스 6: 캡 어셈블리
7: 파우치
Claims (18)
- 제1 아크릴계 공중합체; 제2 아크릴계 공중합체; 무기입자; 유기용매; 및 물;을 포함하며,
상기 제1 아크릴계 공중합체는 2종 이상의 아크릴계 단량체를 포함하며,
상기 제2 아크릴계 공중합체는 1종 이상의 아크릴계 단량체 및 및 1종 이상의 비아크릴계 단량체를 포함하는, 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 아크릴계 단량체는, 카르복실기 함유 단량체, (메트)아크릴산알킬계 단량체, 히드록실기 함유 단량체, 다관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체, 산무수물기 함유 단량체, 술폰산기 함유 단량체, 인산기 함유 단량체, (N-치환)아미드계 단량체, 숙신이미드계 단량체, 말레이미드계 단량체, 이타콘이미드계 단량체, 시아노 함유 단량체, (메트)아크릴산아미노알킬계 단량체, (메트)아크릴산알콕시알킬계 단량체, 에폭시기 함유 아크릴계 단량체, 복소환, 할로겐 원자, 규소 원자 등을 갖는 아크릴산에스테르계 단량체, 아크릴로일모르폴린, 지환식 탄화수소기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르, 방향족 탄화수소기를 갖는 (메트)아크릴산에스테르, 및 테르펜 화합물 유도체 알코올로부터 얻어지는 (메트)아크릴산에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 제1 아크릴계 공중합체에 포함되는 아크릴계 단량체는, 카르복실기 함유 단량체 및 시아노 함유 단량체에서 선택되는 2종 이상을 포함하는 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 제1 아크릴계 공중합체에 포함되는 아크릴계 단량체는, 카르복실기 함유 단량체, 시아노 함유 단량체 및 술폰산기 함유 단량체에서 선택되는 3종 이상을 포함하는 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 제1 아크릴계 공중합체에서 상기 2종 이상의 아크릴계 단량체의 함량은, 상기 제1 아크릴계 공중합체를 제조하기 위한 단량체 성분의 총몰 기준으로 50 내지 100 몰% 범위인 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 비아크릴계 단량체는 공중합성의 비아크릴계 단량체로서, 비닐에스테르류, 질소 함유 복소환계 단량체, N-비닐카르복실산아미드류, 락탐계 단량체, 올레핀계 단량체, 비닐에테르계 단량체, 방향족 비닐 화합물, 올레핀 또는 디엔류, 비닐에테르류, 염화비닐, 술폰산기 함유 단량체, 이미드기 함유 단량체, 및 이소시아네이트기 함유 단량체로부터 선택되는 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 비아크릴계 단량체는 비닐에스테르류를 포함하는 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 제2 아크릴계 공중합체에서 상기 1종 이상의 아크릴계 단량체와 상기 1종 이상의 비아크릴계 단량체의 몰비는 1:99 내지 99:1 범위인 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 제1 아크릴계 공중합체 및 상기 제의 아크릴계 공중합체 각각의 유리전이온도는 250℃ 이상이고, 중량평균분자량이 20만 내지 80만 g/mol 인 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 제1 아크릴계 공중합체 및 제2 아크릴계 공중합체의 혼합중량비는 9:1 내지 6:4인 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 무기 입자가 뵈마이트(boehmite), 알루미나, 알루미늄 옥시하이드로사이드(AlOOH), 지르코니아, 이트리아, 세리아, 마그네시아, 티타니아, 실리카, 탄화알루미늄, 탄화티탄, 탄화텅스텐, 질화 붕소, 질화 알루미늄. 탄산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 및 수산화마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 제1 아크릴계 공중합체 및 제2 아크릴계 공중합체의 총함량과 상기 무기 입자의 중량비가 1:99 내지 20:80인 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 유기용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 유기용매 및 물은 5:95 내지 4:6의 부피비로 포함되는 세퍼레이터 코팅용 조성물. - 다공성 기재의 일면 또는 양면 상에 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 세퍼레이터 코팅용 조성물을 코팅하는 단계; 및
상기 조성물이 코팅된 다공성 기재를 열풍 건조시켜 다공성 기재 상에 코팅층이 배치된 세퍼레이터를 얻는 단계;
를 포함하는 세퍼레이터의 제조방법. - 제15항에 있어서,
상기 열풍 건조 시 온도가 30 내지 90℃이고, 풍속 10 내지 50 m/s이고, 건조 완료 속도가 5 mpm 초과인 세퍼레이터의 제조방법. - 다공성 기재; 및
상기 다공성 기재 상의 일면 또는 양면 상에 배치된, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 세퍼레이터 코팅용 조성물의 건조 결과물을 포함하는 코팅층;
을 포함하는 세퍼레이터. - 제17항에 따른 세퍼레이터를 포함하는 리튬 전지.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210044743A KR20220138714A (ko) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | 세퍼레이터 코팅용 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터의 제조 방법, 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210044743A KR20220138714A (ko) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | 세퍼레이터 코팅용 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터의 제조 방법, 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220138714A true KR20220138714A (ko) | 2022-10-13 |
Family
ID=83599487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210044743A KR20220138714A (ko) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | 세퍼레이터 코팅용 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터의 제조 방법, 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20220138714A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024085710A1 (ko) * | 2022-10-21 | 2024-04-25 | 주식회사 한솔케미칼 | 분리막용 공중합체 및 이를 포함하는 이차전지 |
-
2021
- 2021-04-06 KR KR1020210044743A patent/KR20220138714A/ko active Search and Examination
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024085710A1 (ko) * | 2022-10-21 | 2024-04-25 | 주식회사 한솔케미칼 | 분리막용 공중합체 및 이를 포함하는 이차전지 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7381648B2 (ja) | 分離膜、その製造方法、及びそれを含むリチウム電池 | |
| KR102210884B1 (ko) | 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬전지 | |
| KR101785267B1 (ko) | 리튬전지 | |
| JP6772310B2 (ja) | 分離膜、それを採用したリチウム電池、及び該分離膜の製造方法 | |
| KR102426253B1 (ko) | 분리막, 이를 채용한 리튬전지 및 분리막의 제조 방법 | |
| KR20140017762A (ko) | 세퍼레이터, 이를 채용한 리튬전지 및 상기 세퍼레이터 제조방법 | |
| KR102331720B1 (ko) | 분리막 및 이를 채용한 리튬전지 | |
| KR102209823B1 (ko) | 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬전지 | |
| KR20220134170A (ko) | 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지 | |
| WO2022240225A1 (ko) | 세퍼레이터 코팅용 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터의 제조 방법, 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지 | |
| KR102210881B1 (ko) | 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬전지 | |
| EP3896782A2 (en) | Separator and lithium battery including the same | |
| KR20220138714A (ko) | 세퍼레이터 코팅용 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터의 제조 방법, 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지 | |
| KR20120104081A (ko) | ２ 차 전지용 정극 및 ２ 차 전지 | |
| KR20230126985A (ko) | 분리막, 그 제조방법 및 이를 포함한 리튬 전지 | |
| CN114128028A (zh) | 用于电化学装置的复合隔板和包括该复合隔板的电化学装置 | |
| WO2022240275A1 (ko) | 세퍼레이터 코팅용 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터의 제조 방법, 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지 | |
| KR20220125022A (ko) | 세퍼레이터 코팅용 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터의 제조 방법, 세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지 | |
| US20240145866A1 (en) | Separator, lithium secondary battery employing same, and method for manufacturing same | |
| KR102580239B1 (ko) | 복합 세퍼레이터 제조 방법, 복합세퍼레이터 및 이를 채용한 리튬 전지 | |
| KR102572651B1 (ko) | 복합 세퍼레이터, 이를 채용한 리튬 전지, 및 이의 제조방법 | |
| KR20230157182A (ko) | 이차전지용 분리막 및 이를 포함하는 이차전지 | |
| US20240014511A1 (en) | Separator and lithium battery employing same | |
| KR20190052588A (ko) | 세퍼레이터, 그 제조방법 및 이를 포함하는 비수전해질 이차전지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |