KR20230123830A - 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자 - Google Patents

이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자 Download PDF

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KR20230123830A
KR20230123830A KR1020220021098A KR20220021098A KR20230123830A KR 20230123830 A KR20230123830 A KR 20230123830A KR 1020220021098 A KR1020220021098 A KR 1020220021098A KR 20220021098 A KR20220021098 A KR 20220021098A KR 20230123830 A KR20230123830 A KR 20230123830A
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조현주
이금형
한정섭
김윤정
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공한다. 상기 고분자 입자는 코어부, 제1 쉘부, 및 제2 쉘부를 포함하며, 상기 구조를 통해 전해액 함침 후에도 입자 형상이 잘 유지되며 접착력이 우수한 특징을 나타낸다.

Description

이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자{Polymer particle having a core-shell structure for a secondary battery water-based binder}
본 발명은 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자에 관한 것이다.
화석 연료의 고갈 문제로 인해 에너지 저장 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히, 이차 전지는 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC 뿐만 아니라 하이브리드 또는 전기자동차의 핵심부품으로 높은 가치를 가지고 있다.
이때, 리튬 이차 전지에 사용되는 바인더는 전극 활물질과 전극 집전체 간의 접착력 또는 결착력의 확보를 위하여 사용될 뿐만 아니라 리튬 이온의 삽입, 탈리에 따른 활물질의 팽창, 수축에 대해 완충작용을 제공하기 위하여 사용된다.
종래에는 이러한 이차 전지 분리막용 바인더로 아세톤을 용매로 한 PVDF 고분자가 사용되었는데, 이는 전극과의 접착력은 우수하나 분리막 층의 박막화가 어렵고, 아세톤을 용매로 사용하여 환경 이슈가 발생한다는 단점이 존재하였다. 또한, PVDF 고분자 바인더는 무기물 층 위에 코팅되는 형태이기 때문에, 코팅 전 무기물과 바인더를 혼합하여 일액형 코팅을 할 수 없는 단점이 존재하였다.
한편, 수계 아크릴 바인더를 사용하는 경우, 유계 용매 사용으로 인한 환경 이슈를 해결할 수 있고, 코팅 전 무기물과 바인더를 혼합하여 일액형 코팅을 할 수 있다는 장점을 가질 수 있다. 다만, 수계 아크릴 바인더의 경우 전해액 함침 전은 물론이고 함침 후에도 전극-분리막 사이의 접착력이 발현되어야 하며, 무기물 슬러리와 혼합하여 코팅할 시에도 접착력이 유지되어야 한다.
이에 따라, 상기 접착력 문제를 해결하여, 전지의 급속 충전과 에너지 밀도 개선을 위한 박막화 및 친환경 수계 공정에 적용할 수 있는 분리막용 수계 바인더 개발이 필요하다.
이와 관련하여, 특허 공개 공보 제10-2018-0048778호는 리튬 이온 전지용 수성 바인더를 개시하고 있고, 상기 바인더는 코어-쉘 구조를 가지는 무기-유기 복합 에멀젼인 것을 특징으로 한다.
1. 대한민국 특허 공개 공보 제10-2018-0048778호
본 발명은 전해액 주입 후에도 입자형태를 유지하여 접착력이 잘 발현되는 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 코어부 및 쉘부를 포함하는, 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공한다.
이때, 상기 쉘부는 제1 쉘부와 제2 쉘부를 포함하고,
상기 제1 쉘부는 상기 코어부의 전부 또는 일부를 덮고,
상기 제2 쉘부는 상기 제1 쉘부의 전부 또는 일부를 덮는, 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 상기 코어부, 제1 쉘부 및 제2 쉘부가 각각 하나 이상의 단량체로부터 형성된 중합체를 포함하고,
상기 코어부의 전체 단량체 100 중량부 기준으로 상기 제1 쉘부 단량체의 함량이 3 중량부 내지 20 중량부인, 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 상기 코어부의 겔 함량이 65% 내지 99%이고,
상기 코어부의 유리 전이 온도가 0 내지 70℃인, 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 상기 제2 쉘부의 겔 함량이 0 내지 40%이고,
상기 제2 쉘부의 유리 전이 온도가 0 내지 50℃인, 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 상기 제1 쉘부가 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 이소프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 이소부틸, 아크릴산 n-아밀, 아크릴산 이소아밀, 아크릴산 n헥실, 아크릴산 2-에틸 헥실, 아크릴산 히드록시 프로필, 아크릴산 라우릴, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 메타크릴산 n-아밀, 메타크릴산 이소아밀, 메타크릴산 n-헥실, 메타크릴산 n-에틸헥실, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 히드록시에틸 및 메타크릴산 히드록시프로필로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체의 중합체를 포함하는, 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 상기 코어부 및 제2 쉘부가 메타크릴산 에스테르계 단량체, 아크릴레이크계 단량체, 및 비닐계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단량체의 중합체를 포함하는, 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 상기 메타크릴산 에스테르계 단량체가, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 이소프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 이소부틸, 아크릴산 n-아밀, 아크릴산 이소아밀, 아크릴산 n헥실, 아크릴산 2-에틸 헥실, 아크릴산 히드록시 프로필, 아크릴산 라우릴, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 메타크릴산 n-아밀, 메타크릴산 이소아밀, 메타크릴산 n-헥실, 메타크릴산 n-에틸헥실, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 히드록시에틸 및 메타크릴산 히드록시프로필로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체인, 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 상기 아크릴레이트계 단량체가 메타아크릴록시 에틸에틸렌우레아, β-카르복시 에틸아크릴레이트, 알리파틱 모노아크릴레이트, 디프로필렌 디아크릴레이트, 디트리메틸로프로판 테트라아크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 디펜타에리트리올 헥사아크릴레이트, 펜타에리트리올 트리아크릴레이트, 펜타에리트리올 테트라아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 세릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 라우릴 메타 아크릴레이트, 세릴 메타 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 글리시딜 메타 아크릴레이트, 알릴 메타 아크릴레이트 및 스테아릴 메타 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체인, 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 상기 비닐계 단량체가 스티렌, o- 메틸스티렌, m- 메틸스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, o- 에틸스티렌, m- 에틸스티렌, p-에틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 디비닐벤젠 및 비닐나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체인, 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 코어-쉘 구조의 고분자 입자를 포함하는, 이차 전지 수계 바인더 조성물을 제공한다.
본 발명에서 제공하는 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자는 전해액 주액 후에도 입자형태를 유지하여 접착력이 우수한 특징을 가진다.
또한, 본 발명에서 제공하는 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자는 코팅 전 무기물과 혼합한 상태로 코팅을 할 수 있어, 코팅 공정을 단순화할 수 있는 효과를 가진다.
본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
Ⅰ. 바인더용 고분자 입자
본 발명에서는 바인더용 고분자 입자를 제공한다. 일 실시예로, 상기 바인더용 고분자 입자는 이차 전지 수계 바인더용 고분자이다.
본 발명의 이차 전지 바인더용 고분자 입자는 코어-쉘 구조를 가지고, 보다 구체적으로 코어부, 제1 쉘부, 제2 쉘부를 가진다.
1. 코어-쉘 구조
본 발명의 이차 전지 바인더용 고분자 입자는 코어부 및 상기 코어부의 전부 또는 일부를 덮는 쉘부를 포함하는 코어-쉘 구조를 가진다. 이때, 상기 쉘부는 제1 쉘부와 제2 쉘부를 포함할 수 있고, 상기 제1 쉘부는 상기 코어부의 전부 또는 일부를 덮을 수 있고, 상기 제2 쉘부는 상기 제1 쉘부의 전부 또는 일부를 덮을 수 있다.
1) 코어부
본 발명의 코어-쉘 구조의 코어부는 반응형 실리콘 수지로 이루어진 시드(seed)를 포함할 수 있다. 상기 반응형 실리콘 수지는 일 실시예로, 종래의 열경화성 실리콘 수지 등에서 선택될 수 있으며, 구체적인 일 실시예로, 1 분자 중에 관능기로 적어도 2 개의 알케닐 그룹을 갖는 폴리오가노실록산 중에서 선택될 수 있다. 이때, 알케닐 그룹은 비닐 그룹(에테닐 그룹), 알릴 그룹(2-프로페닐 그룹), 부테닐 그룹, 펜테닐 그룹, 헥세닐 그룹, 헵테닐 그룹, 옥테닐 그룹, 데세닐 그룹 등을 포함하고, 알케닐 그룹은 주쇄의 구성 단위로서 포함될 수도, 또는 측쇄의 구성 단위로서 포함될 수도 있다.
또한, 상기 코어부는 하나 이상의 단량체로부터 형성된 중합체를 포함할 수 있다. 상기 단량체는 일 실시예로, 메타크릴산 에스테르계 단량체, 아크릴레이크계 단량체, 및 비닐계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단량체일 수 있다.
이때, 상기 메타크릴산 에스테르계 단량체는 구체적인 일 실시예로, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 이소프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 이소부틸, 아크릴산 n-아밀, 아크릴산 이소아밀, 아크릴산 n 헥실, 아크릴산 2-에틸 헥실, 아크릴산 히드록시 프로필, 아크릴산 라우릴, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 메타크릴산 n-아밀, 메타크릴산 이소아밀, 메타크릴산 n-헥실, 메타크릴산 n-에틸헥실, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 히드록시에틸 및 메타크릴산 히드록시프로필로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체일 수 있고, 보다 더 구체적으로 아크릴산 2-에틸 헥실일 수 있다.
상기 아크릴레이트계 단량체는 구체적인 일 실시예로, 메타아크릴록시 에틸에틸렌우레아, β-카르복시 에틸아크릴레이트, 알리파틱 모노아크릴레이트, 디프로필렌 디아크릴레이트, 디트리메틸로프로판 테트라아크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 디펜타에리트리올 헥사아크릴레이트, 펜타에리트리올 트리아크릴레이트, 펜타에리트리올 테트라아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 세릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 라우릴 메타 아크릴레이트, 세릴 메타 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 글리시딜 메타 아크릴레이트, 알릴 메타 아크릴레이트 및 스테아릴 메타 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체일 수 있고, 보다 더 구체적으로 알릴 메타 아크릴레이트일 수 있다.
상기 비닐계 단량체는 스티렌, o- 메틸스티렌, m- 메틸스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, o- 에틸스티렌, m- 에틸스티렌, p-에틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 디비닐벤젠 및 비닐나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체일 수 있고, 보다 더 구체적으로 스티렌일 수 있다.
이때, 상기 하나 이상의 단량체로부터 형성된 중합체를 포함하는 코어부는 일정 범위의 겔 함량과 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 일 실시예로, 상기 코어부는 65 내지 99 %의 겔 함량을 가질 수 있다. 구체적인 일 실시예로, 상기 코어부는 70 내지 95 %의 겔 함량을 가질 수 있다. 또한, 상기 코어부는 일 실시예로, 0 내지 70℃의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 구체적인 일 실시예로, 상기 코어부는 10 내지 65℃, 20 내지 60℃, 또는 30 내지 55℃의 유리 전이 온도를 가질 수 있다.
2) 제1 쉘부
본 발명의 코어-쉘 구조의 쉘부는 제1 쉘부 및 제2 쉘부를 포함한다. 이때, 상기 제1 쉘부는 본 발명의 바인더용 고분자 입자가 전해액 함침 후에 입자 형상을 유지하기 위해 필수적이다. 실시예를 참고하면, 상기 제1 쉘부는 본 발명의 고분자 입자의 전해액 함침 후 팽윤(swelling)되는 것을 방지하여, 상기 고분자 입자가 입자 형태를 유지할 수 있도록 지지체 역할을 함을 확인할 수 있다. 즉, 상기 제1 쉘부를 포함하는 본 발명의 바인더용 고분자 입자는 전해액 함침 후에도 입자 형상을 유지하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 제1 쉘부는 본 발명의 바인더용 고분자 입자가 전해액 함침 후에도 입자 형상을 유지하기 위해 일정한 범위의 중량을 가지는 것이 바람직할 수 있다. 일 실시예로, 상기 입자 형상 유지를 위해 코어부의 전체 단량체 100 중량부 기준으로 제1 쉘부 단량체의 함량이 적어도 3 중량부, 4 중량부, 또는 5 중량부 이상일 수 있다. 또한, 바람직한 일 실시예로, 우수한 전극 접착력을 위해 코어부의 전체 단량체 100 중량부 기준으로 제1 쉘부 단량체의 함량이 20 중량부, 18 중량부, 16 중량부, 14 중량부, 또는 12 중량부 이하일 수 있다. 상기 중량 범위를 만족하는 경우 본 발명의 바인더용 고분자 입자는 전해액 함침 후에도 입자 형상을 유지함과 동시에 우수한 전극 접착력을 구현할 수 있다.
상기 제1 쉘부는 하나 이상의 단량체로부터 형성된 중합체를 포함할 수 있다. 상기 단량체는 일 실시예로, 메타크릴산 에스테르계 단량체를 포함할 수 있다. 구체적인 일 실시예로, 상기 메타크릴산 에스테르계 단량체는 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 이소프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 이소부틸, 아크릴산 n-아밀, 아크릴산 이소아밀, 아크릴산 n 헥실, 아크릴산 2-에틸 헥실, 아크릴산 히드록시 프로필, 아크릴산 라우릴, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 메타크릴산 n-아밀, 메타크릴산 이소아밀, 메타크릴산 n-헥실, 메타크릴산 n-에틸헥실, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 히드록시에틸 및 메타크릴산 히드록시프로필로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체일 수 있다. 보다 더 구체적인 일 실시예로, 상기 메타크릴산 에스테르계 단량체는 메타크릴산 메틸일 수 있다.
3) 제2 쉘부
본 발명의 코어-쉘 구조의 쉘부는 제1 쉘부 및 제2 쉘부를 포함한다. 이때, 상기 제2 쉘부는 본 발명의 바인더용 고분자 입자가 접착력을 발현하는데 중요한 역할을 한다. 즉, 상기 제2 쉘부는 전극과의 접착 발현이 가능한 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단량체의 중합체를 포함한다. 상기 단량체는 일 실시예로, 메타크릴산 에스테르계 단량체, 아크릴레이크계 단량체, 및 비닐계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단량체일 수 있다.
이때, 상기 메타크릴산 에스테르계 단량체는 구체적인 일 실시예로, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 이소프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 이소부틸, 아크릴산 n-아밀, 아크릴산 이소아밀, 아크릴산 n 헥실, 아크릴산 2-에틸 헥실, 아크릴산 히드록시 프로필, 아크릴산 라우릴, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 메타크릴산 n-아밀, 메타크릴산 이소아밀, 메타크릴산 n-헥실, 메타크릴산 n-에틸헥실, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 히드록시에틸 및 메타크릴산 히드록시프로필로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체일 수 있고, 보다 더 구체적으로 아크릴산 2-에틸 헥실일 수 있다.
상기 아크릴레이트계 단량체는 구체적인 일 실시예로, 메타아크릴록시 에틸에틸렌우레아, β-카르복시 에틸아크릴레이트, 알리파틱 모노아크릴레이트, 디프로필렌 디아크릴레이트, 디트리메틸로프로판 테트라아크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 디펜타에리트리올 헥사아크릴레이트, 펜타에리트리올 트리아크릴레이트, 펜타에리트리올 테트라아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 세릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 라우릴 메타 아크릴레이트, 세릴 메타 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 글리시딜 메타 아크릴레이트, 알릴 메타 아크릴레이트 및 스테아릴 메타 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체일 수 있고, 보다 더 구체적으로 알릴 메타 아크릴레이트일 수 있다.
상기 비닐계 단량체는 스티렌, o- 메틸스티렌, m- 메틸스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, o- 에틸스티렌, m- 에틸스티렌, p-에틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 디비닐벤젠 및 비닐나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체일 수 있고, 보다 더 구체적으로 스티렌일 수 있다. 이때, 상기 하나 이상의 단량체로부터 형성된 중합체를 포함하는 제2 쉘부는 일정 범위의 겔 함량과 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 일 실시예로, 상기 제2 쉘부는 0 내지 40 %의 겔 함량을 가질 수 있다. 구체적인 일 실시예로, 상기 제2 쉘부는 1 내지 39 %, 2 내지 38 %, 3 내지 37 %, 또는 4 내지 36 %의 겔 함량을 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 쉘부는 일 실시예로, 0 내지 50℃의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 구체적인 일 실시예로, 상기 제2 쉘부는 10 내지 49℃, 20 내지 48℃, 30 내지 47℃, 또는 35 내지 47 %의 유리 전이 온도를 가질 수 있다.
또한, 본 발명에서 제공하는 코어-쉘 구조의 고분자 입자는 상기 코어부 또는 쉘부의 입자 표면에 결합력을 제공하는 관능기를 포함하여 코어부와 쉘부의 결착력을 증가시킬 수 있다.
상기 관능기는 히드록시기, 카르복시기, 아미드기, 아미노기, 술폰산기 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 상기 관능기는 위에 기재된 단량체들과 일부 물질의 반응을 통해 도입될 수 있다. 상기 일부 물질은 일 실시예로, 옥살산, 아디프산, 포름산, 아크릴산, 아크릴산 유도체, 이타콘산 유도체, 이타콘산 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 구체적인 일 실시예로, 아크릴산일 수 있다.
Ⅱ. 바인더 조성물
본 발명은 상기 코어-쉘 고분자 입자를 포함하는 이차 전지 수계 바인더 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 유화 중합법, 현탁 중합법, 분산 중합법 등의 당업계에 공지된 중합법에 의해 제조될 수 있으며, 일 실시예로, 유화중합법에 의해 제조될 수 있고, 본 발명에서 제공하는 바인더 조성물은 일 실시예로, 상기 코어-쉘 구조의 고분자 입자 이외에 유화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
이때, 유화 중합에 사용되는 유화제는 일 실시예로, 소듐 라우릴 설페이트, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트, 소듐 알킬디페닐옥사이드 다이설포네이트, 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르설페이트, 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르설페이트, 및 소듐 디알킬 설포석시네이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유화제일 수 있고, 구체적인 일 실시예로, 소듐 알킬디페닐옥사이드 다이설포네이트 및 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르설페이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유화제일 수 있다. 또한, 유화 중합을 위한 중합 개시제로는 일 실시예로, 포타슘퍼설페이트, 소듐 퍼설페이트, 암모늄 퍼설페이트, 벤조일 퍼옥사이드 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 사용될 수 있고, 구체적인 일 실시예로, 포타슘설페이트가 사용될 수 있다.
중합 온도 및 중합 시간은 중합 방법이나 사용하는 중합 개시제의 종류 등에 따라 적절히 결정할 수 있으며, 일 실시예로, 중합 온도는 약 50℃ 내지 200℃ 일 수 있고, 중합 시간은 약 2 내지 40 시간일 수 있다.또한, 상기 바인더 조성물에는 가교제, 커플링제, 버퍼 등의 기타의 성분들이 선택적으로 더 포함될 수 있다. 상기 가교제는 바인더의 가교를 촉진시키는 물질로서 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸아미노 프로필아민, 자일렌 디아민, 이소포론디아민(isophorone diamine) 등이 사용될 수 있다. 상기 커플링제는 활물질과 바인더 사이의 접착력을 증가시키기 위한 물질로서, 두개 이상의 기능성기를 가지고 있는 것을 특징으로 한다. 하나의 기능성기는 실리콘, 주석, 또는 흑연계 활물질 표면의 히드록실기나 카르복시기와 반응하여 화학적인 결합을 형성하고, 다른 기능성기는 본 발명에 따른 나노 복합체와의 반응을 통하여 화학결합을 형성하는 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 트리에톡시실일프로필 테트라설파이드, 멀캡토프로필 트리에톡시실란, 아미노프로필 트리에톡시실란, 클로로프로필 트리에톡시실란, 비닐 트리에톡시실란, 메타아크릴옥시프로필 트리에톡시실란, 글리시독시프로필 트리에톡시실란, 이소시안아토프로필, 시안아토프로필 트리에톡시실란 등의 실란계 커플링제가 사용될 수 있다. 상기 버퍼는 일 실시예로, NaHCO3, NaOH, 및 NH4OH으로 이루어진 군에서 선택되는 하나이상 일 수 있다.
Ⅲ. 전극
본 발명은 또한, 상기 바인더 조성물에 의해 전극 활물질과 도전재가 집전체에 결합되어 있는 이차전지용 전극을 제공한다. 상기 이차전지용 전극은 양극일 수도 있고 음극일 수도 있다. 양극은 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재, 바인더 등의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질, 도전재, 바인더 등의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조된다.
상기 전극에서 전극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 전극의 종류에 따라 양극 활물질과 음극 활물질이 존재한다.
상기 양극 활물질은 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 하나 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 하나 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 리튬 니켈계 산화물; 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 등을 들 수 있지만, 이들만으로 제한되지 않는다.
음극 활물질로는, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성 탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 플러렌, 활성탄 등의 탄소 및 흑연재료; 리튬과 합금이 가능한 Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt, Ti 등의 금속 및 이러한 원소를 포함하는 화합물; 금속 및 그 화합물과 탄소 및 흑연재료의 복합물; 리튬 함유 질화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 탄소계 활물질, 규소계 활물질, 주석계 활물질, 또는 규소-탄소계 활물질이 더욱 바람직하며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수도 있다. 상기 도전재는 전극 활물질의 도전성을 더욱 향상시키기 위한 성분으로서, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 나노튜브나 플러렌 등의 탄소 유도체, 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성소재 등이 사용될 수 있다.
상기 전극에서 집전체는 활물질의 전기화학적 반응에서 전자의 이동이 일어나는 부위로서, 전극의 종류에 따라 양극 집전체와 음극 집전체가 존재한다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 이들 집전체들은 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 전극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
전극 활물질, 도전재, 바인더 등의 혼합물(전극 합제)에는 점도 조절제 및 충진제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물질이 더 포함될 수도 있다. 상기 점도 조절제는 전극 합제의 혼합 공정과 그것의 집전체 상의 도포 공정이 용이할 수 있도록 전극 합제의 점도를 조절하는 성분으로서, 전극 합제 전체 중량을 기준으로 30 중량%까지 첨가될 수 있다. 이러한 점도 조절제의 예로는, 카르복시메틸셀룰로우즈, 폴리비닐리덴 플로라이드 등이 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는, 앞서 설명한 용매가 점도 조절제로서의 역할을 병행할 수 있다. 상기 충진제는 전극의 팽창을 억제하는 보조성분으로서, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
Ⅳ. 이차전지
본 발명은 또한 상기 이차전지용 전극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. 상기 리튬 이차전지는 일반적으로 전극 외에도 분리막 및 리튬염 함유 전해질을 더 포함하는 것으로 구성되어 있다. 상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머, 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다. 상기 리튬 함유 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 상기 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 용매가 사용될 수 있다. 상기 리튬염은 상기 전해액에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다. 경우에 따라서는 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용될 수도 있다. 상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다. 상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다. 또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N, N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄, 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene carbonate), PRS(Propene sultone), FEC(Fluoro-Ethlene carbonate) 등을 더 포함시킬 수 있다. 본 발명에 따른 이차전지는 특히 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 전원으로 바람직하게 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
이때 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들의 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 자명하다.
실시예
　 　 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
코어부 2-EHA(g) 60 49 60 60 60 60 60 60
SM(g) 126 137 126 126 127 126 126 126
AA(g) 4 4 4 4 4 4 4 4
AMA(g) 2 2 2 2 1 2 2 2
Tg(℃) 40 50 40 40 40 40 40 40
Gel(%) 88 90 88 88 71 88 88 88
제1쉘부 MMA(g) 20 20 10 20 20 - 20 -
제2쉘부 2-EHA(g) 44 44 44 44 44 - - 44
SM(g) 95 95 95 94 95 - - 95
AA(g) 1 1 1 1 1 - - 1
AMA(g) - - - 1 - - - -
Tg(℃) 41 41 41 41 41 - - 41
Gel(%) 5 5 5 35 5 - - 5
분리막 바인더
조성물		 Tg(℃) 41 44 40 41 41 40 41 40
Gel(%) 83 80 79 89 65 88 97 81
실시예 1
실시예 1-1
코어부 제조
온도계, 교반기, 적하깔때기, 질소가스 도입관 및 환류 냉각기를 구비한 2L 용량의 유리 반응기에 물 120g과 seed(스티렌-아크릴레이트 중합물, 고형분 27%) 29g을 넣고 교반하면서 반응기 내부를 질소로 치환한 다음, 질소 분위기 하에서 80℃로 승온시키고 이를 60분 동안 유지하였다.
별도로, 500mL 비이커에 아크릴산 2-에틸 헥실(2-EHA) 60g, 스티렌(SM) 126g, 아크릴산(AA) 4g, 아릴메타아크릴레이트(AMA) 2g을 투입한 후 30분 동안 혼합한 단량체 혼합물에, 26 중량% 농도의 소듐 폴리옥시에틸린 알킬 에테르설페이트 7g, 소듐 카보네이트 1g, 및 물 90g으로 이루어진 용액을 투입하고 교반기로 섞어 백탁의 프리 에멀젼을 제조하였다.
상기 유리반응기에 3중량% 농도의 포타슘퍼설페이트 3g을 투입하고 10분 동안 교반시켰다. 상기 유리 반응기에 상기 프리에멀젼과 3중량% 농도의 포타슘퍼설페이트 20g을 6시간 동안 균등하게 연속 투입하여, 코어부를 제조하였다.
실시예 1-2
제1 쉘부 제조
온도계, 교반기, 적하깔때기, 질소가스 도입관 및 환류 냉각기를 구비한 2L 용량의 유리 반응기에 물 30g과 실시예 1-1에서 제조된 코어부 439g을 넣고 교반하면서 반응기 내부를 질소로 치환한 다음, 질소 분위기 하에서 80℃로 승온시키고 이를 60분 동안 유지하였다. 상기 유리 반응기에 3중량% 농도의 포타슘퍼설페이트 3g을 투입하고 10분 동안 교반시켰다. 상기 유리 반응기에, 메타크릴산 메틸 20g과 3중량% 농도의 포타슘퍼설페이트 6g을 각각 10분 간격으로 3번 분할 투입하고 1시간 반응하여, 코어부를 덮는 제1 쉘부를 제조하였다.
실시예 1-3
제2 쉘부 제조
온도계, 교반기, 적하깔때기, 질소가스 도입관 및 환류 냉각기를 구비한 2L 용량의 유리 반응기에 물 80g과 실시예 1-2에서 제조된 제1 쉘부 150g을 넣고 교반하면서 반응기 내부를 질소로 치환한 다음, 질소 분위기 하에서 80℃로 승온시키고 이를 60분 동안 유지하였다.
별도로, 500mL 비이커에 아크릴산 2-에틸 헥실(2-EHA) 44g, 스티렌(SM) 95g, 아크릴산(AA) 1g을 투입한 후 30분 동안 혼합한 단량체 혼합물에 26 중량% 농도의 소듐 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르설페이트 5g, 소듐 카보네이트 0.5g, 및 물 70g으로이루어진 용액을 투입하고 교반기로 섞어 백탁의 프리 에멀젼을 제조하였다.
상기 유리 반응기에 3중량% 농도의 포타슘퍼설페이트 3g을 투입하고 10분 동안 교반시켰다. 상기 유리 반응기에 상기 프리에멀전과, 3중량% 농도의 포타슘퍼설페이트 20g을 6시간 동안 균등하게 연속 투입하여, 제1 쉘부를 덮는 제2 쉘부를 제조함으로써, 아크릴계 분리막 바인더 조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 5
표 1에 기재된 중량의 단량체를 이용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 코어부, 제1 쉘부, 제2쉘부를 형성하여, 아크릴계 분리막 바인더 조성물을 제조하였다.
비교예 1
표 1에 기재된 중량의 단량체를 이용하여 코어부를 제조하고, 쉘부는 제조하지 않는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 아크릴계 분리막 바인더 조성물을 제조하였다.
비교예 2
표 1에 기재된 중량의 단량체를 이용하여 코어부 및 제1 쉘부를 제조하고, 제2 쉘부는 제조하지 않는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 코어부, 제1 쉘부를 형성하여, 아크릴계 분리막 바인더 조성물을 제조하였다.
비교예 3
표 1에 기재된 중량의 단량체를 이용하여 코어부, 및 제2 쉘부를 제조하고, 제1 쉘부는 제조하지 않는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 코어부, 제2 쉘부를 형성하여 아크릴계 분리막 바인더 조성물을 제조하였다.
점착물성
실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 아크릴계 분리막 바인더 조성물의 점착물성은 하기 표 2와 같다.
전해액 함침 전 전극 접착력(gf/25mm) 전해액 함침 후
입자 형상 유지		 전해액 함침 후 팽윤도(부피비%)
180° peel
실시예1 45.2 O 228
실시예2 44.6 O 227
실시예3 46.2 O 235
실시예4 32.6 O 227
실시예5 44.1 O 240
비교예1 30.1 X 267
비교예2 7.5 O 215
비교예3 43 X 275
상기 표 2를 참고하면, 실시예 1 내지 5에 따라 제조된, 코어부, 제1 및 제2 쉘부를 갖는 고분자 입자를 포함하는 아크릴계 분리막 바인더 조성물의 경우 전해액 함침 후 건조한 샘플의 표면을 주사전자현미경(SEM)으로 분석하였을 때, 입자 형상이 유지되는 것을 확인할 수 있다. 반면, 비교예 1 및 3에 따라 제조된, 코어부(비교예 1) 또는 코어부 및 제2 쉘부(비교예 3)만 갖는 고분자 입자를 포함하는 아크릴계 분리막 바인더 조성물은 전해액 함침 후 입자 형상이 유지되지 못하고, 필름화되는 것을 확인할 수 있다.
이를 통해, 전해액 함침 후 입자 형상 유지를 위해 제1 쉘부가 필수적으로 포함되어야 함을 알 수 있다.
또한, 상기 표 2를 참고하면, 접착력을 위해 제2 쉘부가 필수적으로 포함되어야 함을 알 수 있다.
이때, 높은 접착력을 가지고, 입자 형상이 잘 유지되는 바인더 조성물의 특징은 구체적으로 하기와 같을 수 있다.
코어부의 경우, 겔함량이 65 내지 99% 일 수 있고, 유리 전이 온도가 0 내지 70℃일 수 있다. 제1 쉘부의 경우, 코어부의 전체 단량체 100 중량부 기준으로 제1 쉘부 단량체의 함량이 3 중량부 내지 20 중량부일 수 있다. 제2 쉘부의 경우, 겔 함량이 0 내지 40%이고, 유리 전이 온도가 0 내지 50℃일 수 있다.

Claims (10)

  1. 코어부 및 쉘부를 포함하는, 이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자로서,
    상기 쉘부는 제1 쉘부와 제2 쉘부를 포함하고,
    상기 제1 쉘부는 상기 코어부의 전부 또는 일부를 덮고,
    상기 제2 쉘부는 상기 제1 쉘부의 전부 또는 일부를 덮는,
    이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어부, 제1 쉘부 및 제2 쉘부는 각각 하나 이상의 단량체로부터 형성된 중합체를 포함하고,
    상기 코어부의 전체 단량체 100 중량부 기준으로 상기 제1 쉘부 단량체의 함량이 3 중량부 내지 20 중량부인,
    이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코어부의 겔 함량은 65% 내지 99%이고,
    상기 코어부의 유리 전이 온도는 0 내지 70℃인,
    이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 쉘부의 겔 함량은 0 내지 40%이고,
    상기 제2 쉘부의 유리 전이 온도는 0 내지 50℃인,
    이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 쉘부는 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 이소프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 이소부틸, 아크릴산 n-아밀, 아크릴산 이소아밀, 아크릴산 n헥실, 아크릴산 2-에틸 헥실, 아크릴산 히드록시 프로필, 아크릴산 라우릴, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 메타크릴산 n-아밀, 메타크릴산 이소아밀, 메타크릴산 n-헥실, 메타크릴산 n-에틸헥실, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 히드록시에틸 및 메타크릴산 히드록시프로필로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체의 중합체를 포함하는,
    이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코어부 및 제2 쉘부는 각각 메타크릴산 에스테르계 단량체, 아크릴레이크계 단량체, 및 비닐계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 단량체의 중합체를 포함하는,
    이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메타크릴산 에스테르계 단량체는, 아크릴산 메틸, 아크릴산 에틸, 아크릴산 프로필, 아크릴산 이소프로필, 아크릴산 n-부틸, 아크릴산 이소부틸, 아크릴산 n-아밀, 아크릴산 이소아밀, 아크릴산 n헥실, 아크릴산 2-에틸 헥실, 아크릴산 히드록시 프로필, 아크릴산 라우릴, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 이소프로필, 메타크릴산 n-부틸, 메타크릴산 이소부틸, 메타크릴산 n-아밀, 메타크릴산 이소아밀, 메타크릴산 n-헥실, 메타크릴산 n-에틸헥실, 메타크릴산 2-에틸헥실, 메타크릴산 히드록시에틸 및 메타크릴산 히드록시프로필로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체인,
    이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 단량체는 메타아크릴록시 에틸에틸렌우레아, β-카르복시 에틸아크릴레이트, 알리파틱 모노아크릴레이트, 디프로필렌 디아크릴레이트, 디트리메틸로프로판 테트라아크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 디펜타에리트리올 헥사아크릴레이트, 펜타에리트리올 트리아크릴레이트, 펜타에리트리올 테트라아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 세릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 라우릴 메타 아크릴레이트, 세릴 메타 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 글리시딜 메타 아크릴레이트, 알릴 메타 아크릴레이트 및 스테아릴 메타 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체인,
    이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 비닐계 단량체는 스티렌, o- 메틸스티렌, m- 메틸스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, o- 에틸스티렌, m- 에틸스티렌, p-에틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 디비닐벤젠 및 비닐나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 단량체인,
    이차 전지 수계 바인더용 코어-쉘 구조의 고분자 입자.
  10. 제1항의 고분자 입자를 포함하는, 이차 전지 수계 바인더 조성물.
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