KR20230019726A - Separator for lithium ion battery containing aluminium oxide and tris(2,4,6-trimethylphenyl)phosphine, manufacturing method thereof and lithium ion battery including the same - Google Patents

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Abstract

In the present invention, a radical-scavenging Al_2O_3-TMPP functional PE separator is modified by preparing an Al_2O_3-TMPP composite and embedding the same into a PE separator through a dip coating process. According to SEM, EDS, XRD, and FT-IR analysis, it can be seen that Al_2O_3-TMPP is well coated on the PE separator. The Al_2O_3-TMPP-embedded PE separator has a lower contact angle and a higher electrolyte impregnation rate than a bare PE separator, which indicates that a more hydrophilic surface was developed in the Al_2O_3-TMPP-embedded PE separator. While a cycling cell using an Al_2O_3-TMPP embedded separator shows stable cycling behavior after 150 cycles (59.8 %) at high temperature, the cycling cells using bare PE separators show that the cycling retention rate continues to decrease (47.1 %). Therefore, because the use of the Al_2O_3-TMPP-embedded PE separator can effectively reduce the radical concentration through a chemical scavenging process, it is an effective way to improve cell cycling.

Description

알루미늄 산화물과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀을 포함하는 리튬 이차전지용 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지{SEPARATOR FOR LITHIUM ION BATTERY CONTAINING ALUMINIUM OXIDE AND TRIS(2,4,6-TRIMETHYLPHENYL)PHOSPHINE, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND LITHIUM ION BATTERY INCLUDING THE SAME}Separator for lithium secondary battery containing aluminum oxide and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, manufacturing method thereof, and lithium secondary battery including the same 6-TRIMETHYLPHENYL)PHOSPHINE, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND LITHIUM ION BATTERY INCLUDING THE SAME}

본 발명은 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀 (Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 포함하는 리튬 이차전지용 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 발명이다.The present invention is a separator for a lithium secondary battery comprising a composite of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (TMPP), the It is an invention related to a manufacturing method and a lithium secondary battery including the same.

리튬 이온 배터리(LIB)의 적용은 소규모에서 대규모로 빠르게 성장했지만, 셀의 에너지 밀도 증가는 배터리 업계에서 중요한 이슈로 대두되고 있다. 이러한 이유로, 셀의 에너지 밀도를 크게 개선할 수 있는 많은 첨단 전극 재료가 개발되어 셀의 높은 비용량과 전압을 제공한다. 적층 Ni-Co-Mn 산화물 재료는 현재 높은 비용량을 바탕으로 개량된 양극재 대체 후보 물질로 여겨지고 있다. 개선된 음극 재료에는 기존 흑연 음극보다 최소 5배 높은 비용량에 기초한 Li 금속 또는 합금 재료(즉, Si, SiO, Sn)가 포함된다. 그러나 셀에서 개량된 전극 재료의 사용이 증가하면서 이러한 개량된 재료의 높은 반응성 때문에 안정적인 사이클링 거동을 달성하는 데 어려움이 발생하고 있다. Although the application of lithium ion batteries (LIBs) has grown rapidly from small scale to large scale, increasing the energy density of cells is emerging as an important issue in the battery industry. For this reason, many advanced electrode materials have been developed that can greatly improve the cell's energy density, providing the cell's higher specific capacity and voltage. Layered Ni-Co-Mn oxide materials are currently considered as alternative candidates for improved anode materials based on their high specific capacity. Advanced cathode materials include Li metal or alloy materials (i.e. Si, SiO, Sn) based on specific capacities at least five times higher than conventional graphite cathodes. However, with the increasing use of advanced electrode materials in cells, difficulties arise in achieving stable cycling behavior due to the high reactivity of these advanced materials.

고에너지 밀도 기반 셀은 셀에 있는 더 많은 양의 전기화학적 활성 종으로 구성되어 있으며, 이는 기존의 LIB와 비교할 때 전기화학적 충전/방전 과정에서 원치않는 반응을 가속화한다. 전극과 전해질 경계면에서 발생하는 표면 반응의 관점에서 볼 때, 훨씬 더 많은 양의 불안정한 전하 활성종이 셀에서 전해질 분해를 유발하여 사이클링 성능을 빠르게 감소시킬 수 있다. 특히, 셀에서 전해질이 분해될 때, 분해된 첨가물 중 하나는 고리가 열린 탄산염에서 유래한 불안정한 라디칼 종으로, 화학반응을 통해 전해질이 더 화학적으로 분해된다. High energy density based cells consist of a higher amount of electrochemically active species in the cell, which accelerates unwanted reactions during the electrochemical charge/discharge process compared to conventional LIBs. From the point of view of the surface reaction occurring at the electrode-electrolyte interface, a much larger amount of unstable charged active species can cause electrolyte decomposition in the cell, rapidly reducing the cycling performance. In particular, when the electrolyte decomposes in the cell, one of the decomposed additives is an unstable radical species derived from an open-ring carbonate, which further chemically decomposes the electrolyte through a chemical reaction.

이는 높은 에너지 밀도를 제공하도록 지정된 LIB에 대해 셀 내 화학 반응 라디칼 종의 양을 제어하는 것이 매우 중요하다는 것을 의미한다.This means that for LIBs designated to provide high energy densities, controlling the amount of chemically reactive radical species in the cell is very important.

대한민국 공개특허 제10-2020-0112749호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2020-0112749

본 발명에서는 라디칼 반응성 기능화 분리막을 병합하여 고에너지 밀도 기반 셀의 사이클링 성능을 개선할 것을 제안한다. 본 발명에서는 인(P) 원소의 낮은 산화 상태가 라디칼 종과의 화학적 결합을 쉽게 허용하기 때문에 트리스(2,4,6-트리메틸페닐) 포스핀(TMPP)을 라디칼 소거제로의 사용을 제안한다. 그러나, 화학적 개질을 통해 PE 분리막에 방사성 소거제를 직접 내장할 가능성은 희박하다. PE 분리막은 극히 안정적인 화학적 모멘티인 탄화수소 성분으로만 구성되기 때문이다. In the present invention, it is proposed to improve the cycling performance of a high energy density based cell by incorporating a radical reactive functionalized separator. In the present invention, we propose the use of tris(2,4,6-trimethylphenyl)phosphine (TMPP) as a radical scavenger because the low oxidation state of elemental phosphorus (P) readily allows chemical bonding with radical species. However, the possibility of directly embedding the radioactive scavenger into the PE membrane through chemical modification is slim. This is because the PE membrane is composed only of hydrocarbon components with extremely stable chemical moments.

따라서 Al2O3 표면에 있는 하이드록실 작용기(-OH)가 TMPP와의 응축반응을 위한 화학반응 사이트 역할을 할 수 있기 때문에, TMPP를 PE 분리막에 부착하기 위해 Al2O3를 사용하는 경우도 많다. 또한 셀 안전 성능을 자발적으로 개선할 수 있는 기계적 특성을 강화한다. 이는 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막의 개발이 전기화학적 개선과 셀의 성능 향상을 위한 효과적인 방법일 수 있음을 의미한다. Therefore, since the hydroxyl functional group (-OH) on the surface of Al 2 O 3 can serve as a chemical reaction site for the condensation reaction with TMPP, Al 2 O 3 is often used to attach TMPP to the PE membrane. . It also strengthens mechanical properties that can spontaneously improve cell safety performance. This means that the development of an Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator can be an effective method for improving electrochemical properties and cell performance.

여기서는 간단한 딥 코팅 공정을 통해 1단계 응축에 의한 Al2O3-TMPP 복합재 제조에 편리한 방법을 제시한다. PE-Al2O3-TMPP 기능화 분리막 준비 후 체계적인 분석으로 기본 특성을 확인하고 셀 내 높은 에너지 밀도를 제공할 수 있는 니켈 풍부 NCM 양극재를 사용하여 전기화학적 호환성을 설명한다. Here, we present a convenient method for fabricating Al 2 O 3 -TMPP composites by one-step condensation through a simple dip coating process. After preparing the PE-Al 2 O 3 -TMPP functionalized separator, the basic properties are confirmed through systematic analysis and the electrochemical compatibility is explained using a nickel-rich NCM cathode material that can provide high energy density in the cell.

상기 기술적 과제를 해결하고자, 본 발명은 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 포함하는 리튬 이차전지용 분리막을 제공한다.In order to solve the above technical problem, the present invention includes aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (Tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) composite It provides a separator for a lithium secondary battery that does.

본 발명에서 라디칼-소거 Al2O3-TMPP 기능성 PE 분리막은 Al2O3-TMPP 합성물을 준비하고 딥 코팅 공정을 통해 PE 분리막에 내장함으로써 개질된다. In the present invention, the radical-scavenging Al 2 O 3 -TMPP functional PE separator is modified by preparing an Al 2 O 3 -TMPP composite and embedding it in the PE separator through a dip coating process.

상기 리튬 이차전지용 분리막은 상기 분리막에 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물이 코팅된 것을 특징으로 한다.The separator for a lithium secondary battery is coated with a composite of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (TMPP) on the separator. characterized by

상기 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물은 상기 분리막에 내장되어 있는 것을 특징으로 한다.The aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (Tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) composite is characterized by being embedded in the separator .

상기 리튬 이차전지용 분리막의 표면에는 5 μm의 평균 두께를 갖는 알루미늄 산화물(Al2O3)-트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 층이 배치된 것을 특징으로 한다.On the surface of the lithium secondary battery separator, aluminum oxide (Al 2 O 3 )-tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine having an average thickness of 5 μm, TMPP) layer is disposed.

상기 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 포함하는 리튬 이차전지용 분리막은 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 포함하지 않는 리튬 이차전지용 분리막에 비하여 접촉각이 감소된 것을 특징으로 한다.A separator for a lithium secondary battery comprising a composite of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (TMPP) is aluminum oxide ( The contact angle is reduced compared to a separator for a lithium secondary battery that does not contain a complex of Al 2 O 3 and Tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (TMPP). to be characterized

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 응축 반응을 통해 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 마련하는 단계; 및 상기 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 리튬 이차전지용 분리막 표면에 코팅하는 단계;를 포함하는 리튬 이차전지용 분리막 제조방법을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (Tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) through a condensation reaction preparing a composite; And coating the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (Tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) composite on the surface of a separator for a lithium secondary battery. Provides a method for manufacturing a separator for a lithium secondary battery comprising;

상기 리튬 이차전지용 분리막의 표면에는 5 μm의 평균 두께를 갖는 알루미늄 산화물(Al2O3)-트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 층이 배치된 것을 특징으로 한다.On the surface of the lithium secondary battery separator, aluminum oxide (Al 2 O 3 )-tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine having an average thickness of 5 μm, TMPP) layer is disposed.

상기 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 포함하는 리튬 이차전지용 분리막은 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 포함하지 않는 리튬 이차전지용 분리막에 비하여 접촉각이 감소된 것을 특징으로 한다.A separator for a lithium secondary battery comprising a composite of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (TMPP) is aluminum oxide ( Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (Tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP), the contact angle is reduced compared to the separator for lithium secondary batteries that does not contain the complex to be characterized

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 양극; 음극; 및 상기 양극과 음극 사이에 배치되는 전해질층 및 분리막을 포함하며, 상기 분리막은 상기 본 발명의 일 실시형태에 따른 분리막인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지를 제공한다. According to another embodiment of the present invention, the anode; cathode; and an electrolyte layer and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, wherein the separator is a separator according to an embodiment of the present invention.

상기 양극은 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811)을 포함하는 것을 특징으로 한다.The positive electrode is characterized by including LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 (NCM811).

본 발명에서 SEM, EDS, XRD 및 FT-IR 분석에 따르면 Al2O3-TMPP가 PE 분리막에 잘 코팅되어 있음을 알 수 있다. According to SEM, EDS, XRD and FT-IR analysis in the present invention, it can be seen that Al 2 O 3 -TMPP is well coated on the PE separator.

Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막은 베어(bare) PE 분리막보다 접촉 각도가 낮고 전해질 함침율이 높으며, 이는 Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막에서 더 친수성 표면이 개발되었음을 나타낸다. The Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator has a lower contact angle and a higher electrolyte impregnation rate than the bare PE separator, indicating that a more hydrophilic surface has been developed in the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator.

Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막을 사용한 사이클링 셀은 고온에서 150 사이클(59.8%) 후 안정적인 사이클링 동작을 보이는 반면, 베어(bare) PE 분리막을 사용한 사이클링 셀은 사이클링 유지율이 지속적으로 감소(47.1%)한다. The cycling cell using the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator showed stable cycling behavior after 150 cycles (59.8%) at high temperature, whereas the cycling cell using the bare PE separator showed a continuous decrease in cycling retention (47.1%). )do.

따라서 Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막을 사용하면 화학적 스캐빈징 프로세스를 통해 라디칼 농도를 효과적으로 낮출 수 있기 때문에 셀 사이클링을 개선할 수 있는 효과적인 방법이다.Therefore, using the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator is an effective method to improve cell cycling because the radical concentration can be effectively lowered through a chemical scavenging process.

도 1은 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막의 라디칼 소거 성능을 위한 개략도이다.
도 2는 TMPP를 사용한 DPPH 및 DPPH의 UV-Vis 흡수 스펙트럼(삽입: TMPP와 화학반응 전후의 색상 변화)이다.
도 3은 (a) 베어 PE 분리막의 SEM 이미지 및 (b) Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막의 SEM/EDS 이미지. (c) 베어 PE 분리막과 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막의 XRD 스펙트럼, (d) 베어 PE 분리막과 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막의 FT-IR 스펙트럼이다.
도 4는 베어 PE 분리막과 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막의 물리화학적 특성: (a) 접촉각, (b) 전해질 수용, (c) 이온 전도도, (d) Gurley 수를 나타내는 도면이다.
도 5는 고온에서 베어 PE 분리막 및 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막의 전기화학적 성능: (a) 잠재적 프로파일 및 (b) 주기 보존을 나타내는 도면이다.
1 is a schematic diagram for the radical scavenging performance of an Al 2 O 3 -TMPP embedded PE separator.
Figure 2 is the UV-Vis absorption spectrum of DPPH and DPPH using TMPP (inset: color change before and after chemical reaction with TMPP).
3 shows (a) a SEM image of a bare PE separator and (b) an SEM/EDS image of an Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator. (c) XRD spectrum of bare PE separator and Al 2 O 3 -TMPP embedded PE separator, (d) FT-IR spectrum of bare PE separator and Al 2 O 3 -TMPP embedded PE separator.
4 is a diagram showing physicochemical properties of a bare PE separator and an Al 2 O 3 -TMPP embedded PE separator: (a) contact angle, (b) electrolyte acceptance, (c) ionic conductivity, and (d) Gurley number.
FIG. 5 is a diagram showing the electrochemical performances of a bare PE separator and an Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator at high temperature: (a) potential profile and (b) cycle retention.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, these examples are only for helping the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples in any sense.

실험예Experimental Example

TMPP의 화학반응은 다음과 같이 수행되었다: 10 mL 에탄올에 0.1 g TMPP(Aldrich)를 첨가한 후 0.02 g 2,2-디페닐-1-피크릴하이드라질(DPPH, TCI)을 첨가하였다. 혼합물은 상온에서 1시간 동안 기계적으로 교반한 후 UV-Vis 분광광도측정(KLAB, OPTZEN POP-V)으로 분석하여 TMPP의 화학적 구조 변화를 확인했다. Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막은 다음과 같이 Al2O3-TMPP 합성물을 먼저 제작하여 준비하였다: 0.1 g TMPP를 비커에 넣고 Al2O3 0.5 g을 첨가하였다. 결과 혼합물은 응축 반응이 진행될 수 있도록 25℃에서 12시간 동안 유지되었다. 응축 반응이 완료되면, 여과에 의해 Al2O3-TMPP 합성물이 회수되었다. Al2O3-TMPP 복합물은 PE 분리막에 다음과 같이 통합되었다: 0.5 g 폴리(불화비닐리덴-코-헥사플루오르프로필렌)(PVDF-HFP)를 60 mL 아세톤과 혼합하고 0.5 g Al2O3-TMPP 복합물은 PVDF-HFP에 첨가되었다.The chemical reaction of TMPP was performed as follows: 0.1 g TMPP (Aldrich) was added to 10 mL ethanol followed by 0.02 g 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH, TCI). The mixture was mechanically stirred at room temperature for 1 hour and then analyzed by UV-Vis spectrophotometry (KLAB, OPTZEN POP-V) to confirm the change in the chemical structure of TMPP. The Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator was prepared by first fabricating the Al 2 O 3 -TMPP composite as follows: 0.1 g TMPP was placed in a beaker and 0.5 g Al 2 O 3 was added. The resulting mixture was kept at 25° C. for 12 hours to allow the condensation reaction to proceed. Upon completion of the condensation reaction, the Al 2 O 3 -TMPP compound was recovered by filtration. The Al 2 O 3 -TMPP composite was incorporated into the PE separator as follows: 0.5 g poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (PVDF-HFP) was mixed with 60 mL acetone and 0.5 g Al 2 O 3 - TMPP composite was added to PVDF-HFP.

이 혼합물은 최소 3시간 동안 기계적으로 교반한 다음 베어 PE 분리막(6cm Х 3cm)을 바인더 용액에 담가 Al2O3-TMPP 합성물로 코팅했다. 딥 코팅 PE 분리막은 실온에서 1시간 동안 건조되었다. Al2O3-TMPP 복합 코팅 PE 분리막의 두께는 20 μm이고, Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막의 하중은 0.29 ± 0.05 mg cm-2이다.The mixture was mechanically agitated for at least 3 h, then bare PE separators (6 cm Х 3 cm) were immersed in a binder solution and coated with the Al 2 O 3 -TMPP composite. The dip-coated PE separator was dried at room temperature for 1 hour. The thickness of the Al 2 O 3 -TMPP composite coated PE separator was 20 μm, and the load of the Al 2 O 3 -TMPP embedded PE separator was 0.29 ± 0.05 mg cm -2 .

분리막의 표면형태는 에너지 분산 X선 분광기(EDS)로 전자현미경(SEM, JSM-7800F, JEOL)을 스캔해 분석했다. 분리막의 구조 및 화학적 조성도 X선 회절(Cu Kα)(XRD, SmartLab, Rigaku)과 푸리에 변환 적외선 분광(FT-IR, VUCTUS 80V, Bruker)으로 분석했다. 각 분리막의 접촉각과 두께는 각각 접촉각계(SEO 300A, SEO Co.)와 마이크로미터(Mitutoyo, 543-390)로 측정했다. 분리막의 전해질 함침율은 전해질에 담그기 전후의 무게 변화를 측정하여 계산되었다.The surface morphology of the separator was analyzed by scanning an electron microscope (SEM, JSM-7800F, JEOL) with energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The structure and chemical composition of the membrane were also analyzed by X-ray diffraction (Cu Kα) (XRD, SmartLab, Rigaku) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR, VUCTUS 80V, Bruker). The contact angle and thickness of each separator were measured with a contact angle meter (SEO 300A, SEO Co.) and a micrometer (Mitutoyo, 543-390), respectively. The electrolyte impregnation rate of the separator was calculated by measuring the weight change before and after immersion in the electrolyte.

각 분리막의 이온 전도도는 Li 금속, 전해질(EC:EMC=1:2 + 1 M LiPF6, 동화 전해질) 및 각 분리막으로 조립된 대칭 셀을 사용하여 전기화학 임피던스 분광기 (electrochemical impedance spectroscopy)로 측정되었다. AC 임피던스는 진폭 10 mV에서 1 MHz ~ 10-1 Hz 범위의 포텐시오스탯(potentiostat)(Wonatech, ZiveMP1)을 사용하여 측정되었다. 이온 전도도는 다음과 같은 방정식에 의해 계산되었다: σ = d / (R·A) (여기서 σ = 이온 전도도, d = 분리막의 두께, R = 전해질 저항, A = 분리막의 면적). The ionic conductivity of each separator was measured by electrochemical impedance spectroscopy using Li metal, an electrolyte (EC:EMC=1:2 + 1 M LiPF6, assimilation electrolyte) and a symmetrical cell assembled with each separator. AC impedance was measured using a potentiostat (Wonatech, ZiveMP1) ranging from 1 MHz to 10 -1 Hz at an amplitude of 10 mV. The ionic conductivity was calculated by the following equation: σ = d / (R A), where σ = ionic conductivity, d = thickness of the separator, R = electrolyte resistance, and A = area of the separator.

각 분리막의 걸리 수(Gurley number)는 Gurley 식 밀도계(Toyoseiki)로 측정했다.The Gurley number of each membrane was measured with a Gurley formula densitometer (Toyoseiki).

전기화학적 성능은 NCM811 양극을 다음과 같이 준비하여 평가하였다: 1.8g NCM811(LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2, L&F), 0.1g 탄소 전도제(Super P), 0.1g 폴리(불화 비닐리딘)을 1.6mL N-메틸피롤리돈(Aldrich)에 분산시켜 3시간 동안 교반하였다. 그런 다음 NCM811 양극 페이스트를 Al 전류 컬렉터에 코팅했다. 이 코팅된 NCM811 양극은 120 ℃에서 3시간 건조하고 120 ℃에서 12시간 동안 진공 오븐에서 추가로 건조하였으며, 양극의 로딩은 9.0 ± 0.3 mg cm-2이다. NCM811 양극(1.1304 cm2), Li 음극(1.5386 cm2), 전해질(150 μL) 및 각 분리막(2.5434 cm2)으로 구성된 2032 하프셀이 조립되었다. 셀은 두 사이클 동안 0.1 C(1.0 C = 180 mA g-1) 전류 속도로 사전에 충전/방전되고 100 사이클 동안 1.0 C 전류 속도로 사이클링되었다. 셀은 충전을 위한 정전류-정전압(CCCV) 모드와 방전을 위한 정전류(CC) 모드에서 3.0~4.3V(vs. Li/Li+) 범위에서 충전/방전되었다.The electrochemical performance was evaluated by preparing an NCM811 positive electrode as follows: 1.8 g NCM811 (LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 , L&F), 0.1 g carbon conductive agent (Super P), and 0.1 g poly(vinylidine fluoride). Dispersed in 1.6mL N-methylpyrrolidone (Aldrich) and stirred for 3 hours. NCM811 anode paste was then coated on the Al current collector. The coated NCM811 anode was dried at 120 °C for 3 hours and further dried in a vacuum oven at 120 °C for 12 hours, and the loading of the anode was 9.0 ± 0.3 mg cm -2 . A 2032 half-cell composed of NCM811 anode (1.1304 cm 2 ), Li cathode (1.5386 cm 2 ), electrolyte (150 μL) and each separator (2.5434 cm 2 ) was assembled. The cell was pre-charged/discharged at 0.1 C (1.0 C = 180 mA g -1 ) current rate for two cycles and cycled at 1.0 C current rate for 100 cycles. Cells were charged/discharged in the range of 3.0 to 4.3V (vs. Li/Li + ) in constant current-constant voltage (CCCV) mode for charging and constant current (CC) mode for discharging.

결과 및 토의Results and discussion

도 1은 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막의 라디칼 소거 성능을 위한 개략도를 보여준다. PE 분리막의 표면 기능화의 어려움은 (PE의 극히 안정적인 특성에 기인하는) 본연의 특성 때문이다. 따라서 먼저 간단한 1단계 응축공정에 의해 TMPP 내장 Al2O3를 준비한 후 PVdF-HFP를 바인더로 사용한 딥코팅 방식으로 PE 분리막에 TMPP 내장 Al2O3를 코팅하였다. 본 발명에서는 Al2O3-TMPP가 PE 분리막에 결합되면, 전기화학적 충전/방전 과정에서 발생하는 원치 않는 반응으로 발생하는 라디칼 종을 쉽게 소거하여 셀의 전반적인 전기화학적 성능을 높일 수 있을 것이라고 가정했다.Figure 1 shows a schematic diagram for the radical scavenging performance of the Al 2 O 3 -TMPP embedded PE separator. The difficulty in surface functionalization of PE separators is due to their inherent properties (due to the extremely stable properties of PE). Therefore, first, TMPP-embedded Al 2 O 3 was prepared by a simple one-step condensation process, and then TMPP-embedded Al 2 O 3 was coated on the PE separator by dip coating using PVdF-HFP as a binder. In the present invention, it is assumed that when Al 2 O 3 -TMPP is bonded to the PE separator, radical species generated by unwanted reactions occurring during the electrochemical charge/discharge process can be easily scavenged to increase the overall electrochemical performance of the cell. .

본 발명에서는 DPPH(2,2-디페닐-1-피크릴하이드라질, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)를 지표로 사용하여 TMPP가 셀 내 화학 반응에 의해 라디칼 종을 효과적으로 소거할 수 있는지 여부를 명확히 했다. DPPH는 중심 N 원자에 반응성 라디칼 종을 가지고 있는데, 화학반응에 의해 이것이 제거되면 DPPH의 결합 상태는 빠르게 변화한다. 따라서 DPPH는 단순히 DPPH 기반 용액의 색상을 모니터링함으로써 라디칼이 제거되었는지 여부를 추정하는 효과적인 지표 역할을 할 수 있다. In the present invention, DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) is used as an indicator to determine whether TMPP can effectively scavenge radical species by chemical reactions within cells. it was clarified whether DPPH has a reactive radical species on the central N atom, and when it is removed by a chemical reaction, the binding state of DPPH changes rapidly. Therefore, DPPH can serve as an effective indicator to estimate whether radicals have been removed by simply monitoring the color of a DPPH-based solution.

본 발명의 경우, DPPH는 초기에는 용액 내에서 보통 보라색이지만 TMPP(도 2)를 추가한 후 노란색으로 변한다. UV-Vis 스펙트럼은 517 nm에서 DPPH 용액의 최대 파장을 나타내지만, 459 nm로 적색-쉬프트 된다. 이는 TMPP가 화학반응을 통해 DPPH와 반응하고 제안된 메커니즘에 따라 해당 DPPH의 결합상태를 변화시킨다는 것을 의미한다.In the case of the present invention, DPPH is initially usually purple in solution, but turns yellow after adding TMPP (FIG. 2). The UV-Vis spectrum shows the maximum wavelength of the DPPH solution at 517 nm, but red-shifted to 459 nm. This means that TMPP reacts with DPPH through a chemical reaction and changes the binding state of the corresponding DPPH according to the proposed mechanism.

이러한 결과를 바탕으로 PE 분리막에 Al2O3-TMPP 합성물을 코팅했다. 베어(bare) PE 분리막의 두께는 15 μm이며, Al2O3-TMPP 복합재로 코팅한 후 20 μm로 증가하였다. Al2O3-TMPP와의 성공적인 코팅은 SEM 및 EDS 분석에서도 확인되었다.즉, 상기 리튬 이차전지용 분리막의 표면에는 5 μm의 평균 두께를 갖는 알루미늄 산화물(Al2O3)-트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 층이 배치된 것을 알 수 있다.Based on these results, the Al 2 O 3 -TMPP composite was coated on the PE separator. The thickness of the bare PE separator was 15 μm and increased to 20 μm after coating with the Al 2 O 3 -TMPP composite. Successful coating with Al 2 O 3 -TMPP was also confirmed by SEM and EDS analysis. That is, on the surface of the lithium secondary battery separator, aluminum oxide (Al 2 O 3 )-tris(2,4, It can be seen that a 6-trimethylphenyl) phosphine (Tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) layer is disposed.

도 3a와 3b는 PVdF-HFP 네트워크를 따라 PE 분리막에 Al2O3-TMPP가 잘 분포되어 있음을 보여준다. 또한 XRD 패턴은 PE 분리막에 Al2O3-TMPP가 성공적으로 도입되었음을 확인할 수 있다(도 3c). 3a and 3b show that Al 2 O 3 -TMPP is well distributed in the PE membrane along the PVdF-HFP network. In addition, the XRD pattern confirmed that Al 2 O 3 -TMPP was successfully introduced into the PE separator (FIG. 3c).

Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막(빨간색으로 표시됨)은 베어 PE 분리막에서 일반적으로 관찰되는 21.6°와 24°에서 내재성 PE 피크를 보여준다(검은색으로 표시됨).The Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator (shown in red) shows intrinsic PE peaks at 21.6° and 24° (shown in black) commonly observed for bare PE separators.

또한 Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막은 각각 Al2O3와 TMPP에 할당될 수 있는 10.3°와 10.8°에서 새로운 피크를 보여준다. 1405 cm-1, 1185 cm-1, 1031 cm-1에서 발견된 C-F 피크(PVdF-HFP 바인더에서 발생함) 뿐만 아니라 1604 cm-1 및 879 cm-1에서 방향족 C=C 및 C-H 피크(TMPP로부터)에 해당하는 새로운 피크가 관측되기 때문에 FT-IR 스펙트럼(도 3d) 역시 PE 분리막에 Al2O3-TMPP가 성공적으로 도입되었음을 추가로 확인할 수 있는 스펙트럼을 제공한다. 이러한 결과는 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막이 간단한 딥 코팅 프로세스로 잘 준비되었음을 나타낸다.Also, the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE membrane shows new peaks at 10.3° and 10.8° that can be assigned to Al 2 O 3 and TMPP, respectively. CF peaks found at 1405 cm -1 , 1185 cm -1 , 1031 cm -1 (originating from the PVdF-HFP binder) as well as aromatic C=C and CH peaks at 1604 cm -1 and 879 cm -1 (from TMPP) Since a new peak corresponding to ) is observed, the FT-IR spectrum (FIG. 3d) also provides a spectrum that further confirms that Al 2 O 3 -TMPP was successfully introduced into the PE separator. These results indicate that the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator was well prepared by a simple dip coating process.

도 4는 Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막의 물리화학적 특성을 보여준다. PE 기반 분리막에 대한 접촉각 분석에서 Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막의 접촉각은 42°로 베어 PE 분리막에 대한 각도(46°)보다 낮다(도 4a). 기존의 친수성 탄산염 기반 전해질과 두 분리막(Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막 및 베어 PE 분리막)을 사용하여 접촉각을 측정하므로, Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막의 접촉각이 감소한다는 것은 Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막의 표면이 Al2O3의 도입으로 인해 베어 PE 분리막의 표면보다 친수성이 더 높다는 것을 의미한다. 4 shows the physicochemical properties of the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator. In the contact angle analysis of the PE-based separator, the contact angle of the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator was 42°, lower than that of the bare PE separator (46°) (FIG. 4a). Since the contact angle is measured using a conventional hydrophilic carbonate-based electrolyte and two separators (Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator and bare PE separator), the decrease in the contact angle of the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator means that the Al This means that the surface of the 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator has higher hydrophilicity than that of the bare PE separator due to the introduction of Al 2 O 3 .

환언하면, Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막은 친수성 Al2O3-TMPP 복합체를 도입하면 베어 PE 분리막의 소수성 표면 상태를 극복하기 때문에 기존 탄산염 기반 전해질의 함침율(uptake)에 더 유리한 특징을 갖는다. In other words, the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator overcomes the hydrophobic surface state of the bare PE separator by introducing the hydrophilic Al 2 O 3 -TMPP composite, which is more advantageous for the uptake of existing carbonate-based electrolytes. have

실제로, 전해질 함침율 성능은 1시간 후 베어 PE 분리막(353%)보다 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막(388%)이 더 높으며, 이는 단순히 Al2O3-TMPP 복합재(도 4b)를 사용한 표면 개질만으로 분리막과 전해질 사이의 습윤성이 현저하게 개선되었음을 의미한다. In fact, the electrolyte impregnation performance is higher for the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator (388%) than the bare PE separator (353%) after 1 hour, which is simply the result of using the Al 2 O 3 -TMPP composite (Fig. 4b). This means that the wettability between the separator and the electrolyte is significantly improved only by surface modification.

이온 전도성 측면에서 Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막은 0.59 mS cm-1을 나타내며, 이는 베어 PE 분리막(0.57 mS cm-1)에 비해 이온 전도율이 약간 증가하였다.In terms of ion conductivity, the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator exhibited 0.59 mS cm -1 , which slightly increased the ion conductivity compared to the bare PE separator (0.57 mS cm -1 ).

비록 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막의 걸리 수(Gurley number)(한 쪽에서 다른 쪽으로 100 cc의 공기를 통과시키는 시간)가 308초 100 cc-1(베어 PE 분리막: 272초 100 cc-1)로 증가하지만, 추가적으로 Al2O3-TMPP를 PE 분리막에 형성한 경우에도 전기화학적 공정 중에 발생하는 Li-이온의 이동에 큰 영향을 미치지는 않는다.Although the Gurley number (time to pass 100 cc of air from one side to the other) of the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator is 308 seconds 100 cc -1 (bare PE separator: 272 seconds 100 cc -1 ) However, even when Al 2 O 3 -TMPP is additionally formed on the PE separator, it does not significantly affect the movement of Li-ions generated during the electrochemical process.

도 5는 베어 PE와 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막의 전기화학적 성능을 보여준다. 초기 전위 프로파일은 셀의 전하 및 방전 곡선이 거의 동일하여 전기화학적 공정에서 원하지 않는 반응이 발생하지 않음을 나타낸다.5 shows the electrochemical performances of bare PE and Al 2 O 3 -TMPP embedded PE separators. The initial potential profile shows that the charge and discharge curves of the cells are nearly identical, indicating that no unwanted reactions occur in the electrochemical process.

사이클링 성능은 베어 PE 분리막으로 사이클링한 셀이 사이클링 유지율이 지속적으로 감소하여 150 사이클 후 47.1%에 도달함을 보여준다. 충전 상태에서 Ni4+ 종의 불안정성 때문에 NCM811 양극 표면에서도 전해질 분해가 지속적으로 발생한다는 점에 유의하여야 한다. The cycling performance shows that the cycling retention rate of the cells cycled with the bare PE separator continued to decrease, reaching 47.1% after 150 cycles. It should be noted that electrolyte decomposition continuously occurs even on the NCM811 anode surface due to the instability of the Ni 4+ species in the charged state.

일단 전해질이 분해되면, 이것은 셀에서 라디칼 중간체를 제공하며, 이것들은 전기화학적 충전/방전 과정 동안 추가적인 분해 반응을 유발한다. 이것은 베어(bare) PE 분리막으로 사이클링하는 셀에서 라디칼 종의 농도가 효과적으로 제어되지 않음을 나타낸다. Once the electrolyte is decomposed, it provides radical intermediates in the cell, which trigger additional decomposition reactions during the electrochemical charge/discharge process. This indicates that the concentration of radical species is not effectively controlled in a cell cycling with a bare PE separator.

반대로 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막을 사용한 셀은 고온에서 150 사이클 이후에도 안정적인 사이클 동작을 보이며 사이클 종료 시 59.8%의 사이클 유지율을 보인다. 이러한 결과는 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막을 사용하는 것이 화학적 스캐빈징 프로세스를 통해 라디칼 종의 활성 농도를 효과적으로 낮출 수 있기 때문에 셀의 주기 보존을 개선하는 효과적인 방법임을 나타낸다.Conversely, the cell using the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator showed stable cycle operation even after 150 cycles at high temperature, and showed a cycle retention rate of 59.8% at the end of the cycle. These results indicate that the use of the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator is an effective method for improving cell cycle conservation because it can effectively lower the active concentration of radical species through a chemical scavenging process.

결론conclusion

셀 내 라디칼 종을 줄이기 위해 Al2O3-TMPP 기능화된 PE 분리막이 제안되었다. Al2O3 표면에 형성되는 하이드록실 기능군(-OH)이 라디칼 소거제와의 응축 반응을 위한 화학 반응 사이트 역할을 할 수 있기 때문에 Al2O3는 PE 분리막의 화학적 개질에 효과적인 물질로 간주된다. 여기서 TMPP는 P 원소의 낮은 산화 상태가 라디칼 종과의 화학적 결합을 쉽게 허용하고 TMPP도 응축 반응을 통해 Al2O3와 쉽게 결합하기 때문에 소거제로 사용된다. Al2O3-TMPP 복합재는 한 단계 공정으로 간편하게 준비되며 딥코팅 공정을 통해 PE 분리막에 코팅된다.In order to reduce radical species in the cell, an Al 2 O 3 -TMPP functionalized PE separator was proposed. Al 2 O 3 is considered an effective material for chemical modification of PE membranes because the hydroxyl functional group (-OH) formed on the surface of Al 2 O 3 can serve as a chemical reaction site for the condensation reaction with the radical scavenger. do. Here, TMPP is used as a scavenger because the low oxidation state of P element easily allows chemical bonding with radical species and TMPP also easily combines with Al 2 O 3 through condensation reaction. The Al 2 O 3 -TMPP composite is easily prepared in a one-step process and coated on the PE separator through a dip coating process.

Al2O3-TMPP 코팅 성공 여부는 SEM, EDS, XRD, FT-IR, 두께 분석으로 확인된다. Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막은 베어 PE 분리막보다 상대적으로 낮은 접촉각을 나타내며, 이는 Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막의 표면이 베어 PE 분리막의 표면보다 더 친수성이 강해진다는 것을 나타낸다. The success of the Al 2 O 3 -TMPP coating was confirmed by SEM, EDS, XRD, FT-IR, and thickness analysis. The Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator exhibited a relatively lower contact angle than the bare PE separator, indicating that the surface of the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator became more hydrophilic than that of the bare PE separator.

실제로, Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막은 1시간 후 베어 PE 분리막(353%)보다 더 높은 전해질 함침율 성능(388%)을 보이며, 이는 단순히 Al2O3-TMPP 합성물로 표면을 개질하는 것만으로 분리막과 전해질 사이의 습윤성이 개선됨을 의미한다. In fact, the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator exhibits higher electrolyte impregnation performance (388%) than the bare PE separator (353%) after 1 hour, which is simply surface modification with the Al 2 O 3 -TMPP composite. This means that the wettability between the separator and the electrolyte is improved.

전해질 습윤성 개선을 바탕으로 Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막은 베어 PE 분리막(0.57 mS cm-1)에 비해 이온 전도도 (0.59 mS cm-1)가 향상되었으며, 이는 Al2O3-TMP-임베디드 PE 분리막을 기존 LIB에서 사용할 수 있음을 암시한다. Based on the improvement in electrolyte wettability, the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator has improved ion conductivity (0.59 mS cm -1 ) compared to the bare PE separator (0.57 mS cm -1 ), which indicates that the Al 2 O 3 -TMP- This implies that embedded PE separators can be used in existing LIBs.

베어 PE 분리막을 사용하여 사이클링한 셀은 고온에서 150회 사이클 후 47.1%까지 사이클 보존율이 지속적으로 감소한다. 반면 Al2O3-TMPP-임베디드 PE 분리막으로 사이클링한 셀은 고온에서 150 사이클 이후에도 안정적인 사이클 동작을 보이며 사이클 종료 시 59.8%의 사이클 보존율이 관찰된다. Cells cycled using bare PE separators show a continuous decrease in cycle retention to 47.1% after 150 cycles at high temperatures. On the other hand, the cell cycled with the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator showed stable cycle operation even after 150 cycles at high temperature, and a cycle retention rate of 59.8% was observed at the end of the cycle.

이러한 결과는 Al2O3-TMPP 내장 PE 분리막을 사용하는 것이 화학적 스캐빈징 프로세스를 통해 라디칼 농도를 효과적으로 낮출 수 있기 때문에 셀의 주기 보존을 개선하는 효과적인 방법임을 나타낸다.These results indicate that the use of the Al 2 O 3 -TMPP-embedded PE separator is an effective method for improving the cycle conservation of a cell because it can effectively lower the radical concentration through a chemical scavenging process.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments, since various substitutions and changes can be made to those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. .

Claims (10)

알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 포함하는 리튬 이차전지용 분리막.
A separator for a lithium secondary battery comprising a composite of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (TMPP).
제1항에 있어서,
상기 리튬 이차전지용 분리막은 상기 분리막에 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물이 코팅된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 분리막.
According to claim 1,
The separator for a lithium secondary battery is coated with a composite of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (TMPP) on the separator. A separator for a lithium secondary battery, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물은 상기 분리막에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 분리막.
According to claim 1,
The aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (Tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) composite is characterized in that embedded in the separator Separator for lithium secondary battery.
제1항에 있어서,
상기 리튬 이차전지용 분리막의 표면에는 5 μm의 평균 두께를 갖는 알루미늄 산화물(Al2O3)-트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 층이 배치된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 분리막.
According to claim 1,
On the surface of the lithium secondary battery separator, aluminum oxide (Al 2 O 3 )-tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine having an average thickness of 5 μm, A separator for a lithium secondary battery, characterized in that a TMPP) layer is disposed.
제1항에 있어서,
상기 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 포함하는 리튬 이차전지용 분리막은 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 포함하지 않는 리튬 이차전지용 분리막에 비하여 접촉각이 감소된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 분리막.
According to claim 1,
A separator for a lithium secondary battery comprising a composite of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (TMPP) is aluminum oxide ( The contact angle is reduced compared to a separator for a lithium secondary battery that does not contain a complex of Al 2 O 3 and Tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (TMPP). Characterized by a separator for a lithium secondary battery.
응축 반응을 통해 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 마련하는 단계; 및
상기 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 리튬 이차전지용 분리막 표면에 코팅하는 단계;를 포함하는
리튬 이차전지용 분리막 제조방법.
Preparing a composite of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (TMPP) through a condensation reaction; and
Coating the aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (TMPP) composite on the surface of a separator for a lithium secondary battery; containing
Method for manufacturing a separator for a lithium secondary battery.
제6항에 있어서,
상기 리튬 이차전지용 분리막의 표면에는 5 μm의 평균 두께를 갖는 알루미늄 산화물(Al2O3)-트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 층이 배치된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 분리막 제조방법.
According to claim 6,
On the surface of the lithium secondary battery separator, aluminum oxide (Al 2 O 3 )-tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine having an average thickness of 5 μm, TMPP) method for manufacturing a separator for a lithium secondary battery, characterized in that the layer is disposed.
제6항에 있어서, 
상기 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 포함하는 리튬 이차전지용 분리막은 알루미늄 산화물(Al2O3)과 트리스(2,4,6-트리메틸페닐)포스핀(Tris(2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP) 복합물을 포함하지 않는 리튬 이차전지용 분리막에 비하여 접촉각이 감소된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지용 양극재 제조방법.
According to claim 6,
A separator for a lithium secondary battery comprising a composite of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (TMPP) is aluminum oxide ( Al 2 O 3 ) and tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine (Tris (2,4,6-trimethylphenyl) phosphine, TMPP), the contact angle is reduced compared to the separator for lithium secondary batteries that does not contain the complex Method for manufacturing a cathode material for a lithium secondary battery, characterized in that
양극; 음극;
상기 양극과 음극 사이에 배치되는 전해질층 및 분리막을 포함하며,
상기 분리막은 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 분리막인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
anode; cathode;
Including an electrolyte layer and a separator disposed between the anode and the cathode,
The separator is a lithium secondary battery, characterized in that the separator according to any one of claims 1 to 5.
제9항에 있어서,
상기 양극은 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811)을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
According to claim 9,
The positive electrode is a lithium secondary battery, characterized in that it comprises LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 (NCM811).
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