KR20240046419A - 바인더 조성물 및 이를 포함하는 분리막 - Google Patents

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Abstract

바인더 조성물로서, 폴리머 및 세라믹 입자를 포함하며, 상기 폴리머는 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체에서 유도되는 구조 유닛을 포함하고, 상기 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체의 몰비는 50 내지 58:40 내지 44:2 내지 6이며, 여기서 상기 제1종 단량체는 하나 또는 다수의 화학식 I의 화합물에서 선택되고, 상기 제2종 단량체는 하나 또는 다수의 화학식 II의 화합물에서 선택되며, 상기 제3종 단량체는 하나 또는 다수의 화학식 III의 화합물에서 선택된다. 상기 바인더는 분리막의 공극률을 향상하고 이온 전도율을 개선하며 내부 저항을 감소하고 이차전지의 사이클 성능을 개선한다.

Description

바인더 조성물 및 이를 포함하는 분리막
본 출원은 리튬배터리 기술 분야에 관한 것으로, 특히 바인더 조성물 및 이를 포함하는 분리막에 관한 것이다. 본 출원은 또한 이차전지, 배터리모듈, 배터리팩 및 전기기기에 관한 것이다.
최근 몇 년 동안, 이차전지의 응용 범위가 갈수록 넓어짐에 따라 이차전지는 수력, 화력, 풍력과 태양광 발전소 등 에너지 저장 전원 시스템, 그리고 전동공구, 전기자전거, 전기오토바이, 전기자동차, 군사장비, 항공우주 등 다양한 분야에 널리 적용된다. 이차전지의 엄청난 발전에 따라 에너지 밀도, 사이클 성능 및 안전 성능 등에 대한 요구도 더 높아진다. 바인더는 이차전지용 분리막에 많이 사용되지만 기존 바인더는 접착 성능이 좋지 않고 기재가 쉽게 구멍을 막는 문제가 있어 분리막의 공극률이 낮아지고 분리막 내 이온의 유동성이 나빠지며 분리막의 저항이 높아지고, 이차전지의 사이클 성능에 영향을 미친다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 출원은 바인더 조성물 및 이 조성물을 포함하는 분리막, 이차전지, 배터리팩 및 전기기기를 제공한다.
본 출원의 제1 양상에서, 바인더 조성물을 제공함에 있어서, 폴리머 및 세라믹 입자를 포함하며, 상기 폴리머는 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체에서 유도되는 구조 유닛을 포함하며, 상기 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체의 몰비는 50 내지 58:40 내지 44:2 내지 6이고,
상기 제1종 단량체는 하나 또는 다수의 화학식 I의 화합물에서 선택되고,
I
여기서, R1은 수소원자와 직쇄 또는 분쇄의 C1-6 알킬기에서 선택되고 R2는 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 C1-15 알킬기, C3-6 사이클로알킬기 및 이소보르닐에서 선택되고, 치환된 경우 치환기는 히드록시기와 C1-6 사슬 알킬기에서 선택된다.
상기 제2종 단량체는 하나 또는 다수의 화학식 II의 화합물에서 선택되고,
II
여기서, R3은 수소원자와 직쇄 또는 분쇄의 C1-6 알킬기에서 선택되고,
상기 제3종 단량체는 하나 또는 다수의 화학식 III의 화합물에서 선택되고,
III
여기서, R4는 수소원자와 직쇄 또는 분쇄의 C1-6 알킬기에서 선택되고, R5는 수소원자, 히드록시기 C1-6 알킬기 및 C1-6 알콕시기에서 선택된다. 본 출원의 바인더 조성물은 접착 효과가 좋고, 또한 분리막의 공극률을 향상할 수 있으므로 이온 전도율을 개선하고 분리막의 내부 저항을 감소하고 이차전지의 사이클 성능을 향상할 수 있다.
임의의 실시방식에서, R1은 수소원자와 메틸기에서 선택되고 R2는 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 C1-6 알킬기에서 선택되고, 치환된 경우 치환기는 히드록시기이며 및/또는 R3은 수소원자와 메틸기에서 선택되고 및/또는 R4는 수소원자와 메틸기에서 선택되며, R5는 수소원자, 히드록시기 C1-4 알킬기, C1-4 알콕시기에서 선택된다.
임의의 실시방식에서, 상기 제1종 단량체는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 아이소뷰틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, 터트부틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 사이클로헥실아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, N-뷰틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트 중 하나 또는 다수에서 선택되고 및/또는 상기 제2종 단량체는 아크릴로나이트릴 또는 메타크릴로나이트릴이며 및/또는 상기 제3종 단량체는 아크릴아마이드, N-히드록시메틸아크릴아마이드 및 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 중 하나 또는 다수에서 선택된다.
상기 제1종, 제2종 및/또는 제3종 단량체를 각각 추가로 선택하여 분리막의 이온 전도율을 개선하고 배터리의 사이클 용량 유지율을 향상하는 데 도움이 된다.
임의의 실시방식에서, 상기 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체의 몰비는 50 내지 57:41 내지 44:2 내지 6이다. 상기 범위의 몰비를 사용하면 바인더 조성물은 분리막의 이온 전도율을 더욱 개선하고 배터리의 사이클 용량 유지율을 향상하는 데 도움이 된다.
임의의 실시방식에서, 상기 폴리머와 상기 세라믹 입자의 중량비는 40 내지 90:10 내지 60이며, 선택적으로, 50 내지 80:20 내지 50이다. 상기 폴리머와 세라믹 입자의 중량비는 상기 범위 내에 있어, 바인더와 분리막, 극판의 접착 효과를 보장할 수 있을 뿐만 아니라 분리막이 적절한 공극률 및 양호한 이온 전도율을 가지게 할 수 있다.
임의의 실시방식에서, 상기 폴리머의 중량평균분자량은 60000 내지 120000이며, 선택적으로, 63300 내지 118800이다. 폴리머의 중량평균분자량이 상기 범위 내에 있어, 본 출원의 바인더 조성물이 접착할 때 폴리머가 적절한 유동성을 가질 수 있으므로 양호한 접착 효과를 구현할 수 있으며, 나아가 이차전지의 사이클 성능을 개선한다.
임의의 실시방식에서, 상기 세라믹 입자의 평균 입자 사이즈 Dv50은 40nm 내지 110nm이고, 선택적으로 45nm 내지 106nm이며, 더 선택적으로, 50nm 내지 100nm이고, 더 선택적으로 56nm 내지 89nm이다. 세라믹 입자의 평균 입자 사이즈를 더욱 제어하면 이온 전도율과 용량 유지율을 더욱 개선할 수 있다.
임의의 실시방식에서, 상기 세라믹 입자는 다공성 입자이고, 상기 다공성 입자의 평균 기공 사이즈는 0.3nm 내지 6.0nm이고, 선택적으로, 0.5nm 내지 5.7nm이며, 더 선택적으로, 1.0nm 내지 5.0nm이고, 더 선택적으로, 1.3nm 내지 3.8nm이다. 다공성 입자 재료를 선택하고 평균 기공 사이즈를 제어하는 것은 분리막의 열 안정성을 보장함과 동시에 분리막의 공극률 및 이온 전도율, 그리고 이차전지의 사이클 용량 유지율을 더욱 개선하는 데 도움이 된다.
임의의 실시방식에서, 상기 세라믹 입자는 다공성 실리카 입자이다. 다공성 실리카 입자를 이용하여 분리막의 공극률 및 이온 전도율을 더욱 향상하고 분리막의 내부 저항을 감소하며 이차전지의 사이클 성능을 향상할 수 있다.
임의의 실시방식에서, 상기 폴리머는 상기 세라믹 입자에 코팅된다. 이로써, 바인더 조성물이 이상적인 비율로 기재에 균일하게 코팅될 수 있도록 보장하여, 내열성 및 공극률을 개선하고 양호한 접착 효과를 구현하는 데 도움이 된다.
본 출원의 제2 양상에서, 분리막을 제공함에 있어서, 상기 분리막은 기재층과 상기 기재층의 적어도 하나의 표면에 설치된 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층은 본 출원의 제1 양상에 의한 바인더 조성물을 포함한다. 본 출원의 분리막은 극판과 안정적으로 접착할 수 있고, 또 향상된 공극률을 가지므로 이온 전도율을 개선하고 분리막의 내부 저항을 감소하며 이차전지의 사이클 성능을 향상한다.
본 출원의 제3 양상에서 이차전지를 제공함에 있어서, 본 출원의 제1 양상에 의한 바인더 및/또는 본 출원의 제2 양상에 의한 분리막을 포함한다.
본 출원의 제4 양상에서 배터리모듈을 제공함에 있어서, 본 출원의 제3 양상에 의한 이차전지를 포함한다.
본 출원의 제5 양상에서 배터리팩을 제공함에 있어서, 본 출원의 제4 양상에 의한 배터리모듈을 포함한다.
본 출원의 제6 양상에서 전기기기를 제공함에 있어서, 본 출원의 제3 양상에 의한 이차전지, 본 출원의 제4 양상에 의한 배터리모듈 또는 본 출원의 제5 양상에 의한 배터리팩 중 적어도 하나를 포함한다.
본 출원의 바인더는 접착 성능이 양호하고, 또한 분리막의 공극률을 향상할 수 있으므로 분리막의 내부 저항을 감소하며 이차전지의 사이클 성능을 향상할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시방식에 따른 이차전지의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 출원의 일 실시방식에 따른 이차전지의 분해도이다.
도 3은 본 출원의 일 실시방식에 따른 배터리모듈의 개략도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시방식에 따른 배터리팩의 개략도이다.
도 5는 도 4에 도시된 본 출원의 일 실시방식에 따른 배터리팩의 분해도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시방식에 따른 이차전지를 전원으로 사용하는 전기기기의 개략도이다.
이하, 본 출원의 바인더 조성물, 분리막, 이차전지, 배터리모듈, 배터리팩 및 전기학 기기의 실시방식을 첨부된 도면을 적절히 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 불필요한 상세한 설명을 생략하는 경우가 있을 수 있다. 예컨대, 공지된 사항에 대한 상세한 설명이나 실제 동일한 구조에 대한 반복 설명은 생략될 수 있다. 이는 이하의 설명이 불필요하게 길어지는 것을 피하고, 본 분야의 기술자들의 이해를 돕기 위해서이다. 또한, 도면 및 이하의 설명은 본 분야의 기술자가 본 출원을 충분히 이해할 수 있도록 제공되는 것으로, 특허청구범위에 기재된 요지를 한정하려는 의도가 아니다.
본 출원에 개시된 ‘범위’는 하한 및 상한의 형태로 한정되며, 주어진 범위는 하나의 하한 및 하나의 상한의 선택에 의해 한정되고, 선택된 하한 및 상한은 특정 범위의 경계를 한정한다. 이러한 방식으로 한정된 범위는 경계값을 포함하거나 경계값을 포함하지 않을 수 있고, 또 임의로 조합될 수 있다. 즉, 임의의 하한이 임의의 상한과 조합되어 하나의 범위를 형성할 수 있다. 예를 들어, 특정 파라미터에 대해 60~120과 80~110의 범위가 나열되면, 60~110과 80~120의 범위도 예상되는 것으로 이해할 수 있다. 또한, 최소 범위값 1과 2, 그리고 최대 범위값 3, 4 및 5가 나열되면 모든 범위는 1~3, 1~4, 1~5, 2~3, 2~4 및 2~5로 예상될 수 있다. 본 출원에서, 별도의 설명이 없는 한, 수치 범위 ‘a~b’는 a에서 b까지의 임의의 실수 조합의 축약된 표현을 나타내며, 여기서 a 및 b는 실수이다. 예컨대, 수치 범위 ‘0~5’는 ‘0~5’ 사이의 모든 실수가 여기에 나열되었음을 나타내며, ‘0~5’는 이러한 수치 조합의 축약된 표현이다. 또한, 특정 파라미터가 ≥2의 정수로 표현되는 경우, 이 파라미터가 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 등과 같은 정수임을 공개하는 것과 같다.
특별한 설명이 없는 한, 본 출원의 모든 실시방식 및 선택적인 실시방식은 서로 조합되어 새로운 기술적 솔루션을 형성할 수 있다.
특별한 설명이 없는 한, 본 출원의 모든 기술적 특징 및 선택적인 기술적 특징은 서로 조합되어 새로운 기술적 솔루션을 형성할 수 있다.
특별한 설명이 없는 한, 본 출원의 모든 단계는 순차적으로 수행되거나 무작위로 수행될 수 있으나, 순차적으로 수행되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 방법이 단계 (a) 및 (b)를 포함한다고 하면, 상기 방법이 순차적으로 수행되는 단계 (a) 및 (b)를 포함하거나, 순차적으로 수행되는 단계 (b) 및 (a)를 포함함을 나타낸다. 예를 들어, 상기 방법이 단계 (c)를 더 포함한다고 하면, 단계 (c)는 임의의 순서로 상기 방법에 추가될 수 있음을 나타낸다. 예를 들어, 상기 방법은 단계 (a), (b) 및 (c)를 포함하거나, 단계 (a), (c) 및 (b)를 포함하거나, 단계 (c), (a) 및 (b) 등을 포함할 수 있다.
특별한 설명이 없는 한, 본 출원에서 언급된 ‘포함하다’는 개방형 또는 밀폐형을 나타낸다. 예를 들어, 상기 ‘포함하다’는 나열되지 않은 기타 성분도 포함하거나, 나열된 성분만 포함함을 나타낼 수 있다.
특별한 설명이 없는 한, 본 출원에서, 용어 ‘또는’은 포함적이다. 예컨대, ‘A 또는 B’라는 문구는 ‘A, B 또는 A 및 B’를 나타낸다. 더 구체적으로, A가 참(또는 존재)이고 B가 거짓(또는 부재)인 것; A가 거짓(또는 부재)이고 B가 참(또는 존재)인 것; A 및 B가 모두 참(또는 존재)인 것 중 임의의 조건은 모두 조건 ‘A 또는 B’를 만족한다.
최근 몇 년 동안, 이차전지의 응용 범위가 갈수록 넓어짐에 따라 이차전지는 수력, 화력, 풍력과 태양광 발전소 등 에너지 저장 전원 시스템, 그리고 전동공구, 전기자전거, 전기오토바이, 전기자동차, 군사장비, 항공우주 등 다양한 분야에 널리 적용된다. 이차전지의 엄청난 발전에 따라 에너지 밀도, 사이클 성능 및 안전 성능 등에 대한 요구도 더 높아진다. 이차전지의 중요한 부분인 분리막은 자연히 기술자들이 주목하는 중점 중 하나가 되었다. 기존 기술에서는 항상 분리막 기재에 세라믹 입자(예: 실리카, 알루미나, 베마이트와 같은 산화물 무기 입자)를 코팅하는 방식으로 분리막의 내열성, 내파괴성 등을 개선하고, 그 다음 세라믹 입자가 코팅된 분리막에 바인더를 코팅하여 이를 극판에 접착하고, 이로써 이차전지를 제조한다. 그러나 이러한 방식은 단점이 있는데, 첫째, 세라믹 입자가 기재의 공극에 쉽게 떨어져 분리막의 공극률을 감소시키므로 이온운동에 불리하고, 둘째, 기존 바인더의 접착 효과가 좋지 않다.
전술한 문제를 해결하기 위하여 본 출원에서는 접착 역할을 하는 폴리머와 안전 성능을 개선하는 세라믹 입자를 포함하는 바인더 조성물을 개시하며, 기공 막힘 현상을 감소 내지 방지하고 양호한 접착 효과를 실현한다. 또한, 본 출원의 바인더 조성물의 폴리머는 그 단량체의 선택 및 비율 조절로 인해 이온 전도율을 개선하는 데 도움이 된다. 전술한 바를 종합하면, 본 출원의 바인더 조성물은 분리막의 공극률을 향상하고 이온 전도율을 향상하며 이차전지의 사이클 성능을 개선할 수 있다.
바인더
본 출원의 일 실시방식에서, 본 출원은 폴리머 및 세라믹 입자를 포함하는 바인더 조성물을 개시하며, 상기 폴리머는 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체에서 유도되는 구조 유닛을 포함하고, 또한 상기 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체의 몰비는 50 내지 58:40 내지 44:2 내지 6이고,
상기 제1종 단량체는 하나 또는 다수의 화학식 I의 화합물에서 선택되고,
I
여기서, R1은 수소원자와 직쇄 또는 분쇄의 C1-6 알킬기에서 선택되고 R2는 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 C1-15 알킬기, C3-6 사이클로알킬기 및 이소보르닐에서 선택되고, 치환된 경우 치환기는 히드록시기와 C1-6 사슬 알킬기에서 선택된다.
상기 제2종 단량체는 하나 또는 다수의 화학식 II의 화합물에서 선택되고,
II
여기서, R3은 수소원자와 직쇄 또는 분쇄의 C1-6 알킬기에서 선택되고,
상기 제3종 단량체는 하나 또는 다수의 화학식 III의 화합물에서 선택되고,
III
여기서, R4는 수소원자와 직쇄 또는 분쇄의 C1-6 알킬기에서 선택되고, R5는 수소원자, 히드록시기 C1-6 알킬기 및 C1-6 알콕시기에서 선택된다.
본 출원의 바인더 조성물은 접착 효과가 좋고, 또한 분리막의 공극률을 향상할 수 있으므로 이온 전도율을 개선하고 분리막의 내부 저항을 감소하고 이차전지의 사이클 성능을 향상할 수 있다.
본 출원의 폴리머에서 제1종 단량체는 아크릴산에스테르류 단량체로 바인더의 팽윤 방지 능력을 개선할 수 있고, 또 분자 사슬 세그먼트의 유연한 단량체 사슬 세그먼트로서 폴리머의 유리화 전이 온도를 조절할 수 있어 바인더 조성물이 양호한 접착 역할을 발휘하는 데 도움이 된다. 제2종 단량체는 아크릴로나이트릴류 단량체로, 극성이 강한 시아노기를 가지고 있어 이온 전도율을 향상하는 데 도움이 된다. 제3종 단량체는 아크릴아마이드류 단량체이며, 여기서 아마이드기의 주요 역할은 가교 역할을 하는 것으로 폴리머의 분자량을 조절하는 데 도움이 된다. 전술한 세 가지 단량체의 몰비는 특정 범위 내에서 제어되어야 하고, 이로써 폴리머가 이상적인 분자량과 유리화 전이 온도를 가지게 하여 바인더의 접착 성능을 보장함과 동시에 이온 전도율을 개선하는 데 도움이 된다.
일부 실시방식에서, R1은 수소원자와 메틸기에서 선택되고 R2는 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 C1-6 알킬기에서 선택되고, 치환된 경우 치환기는 히드록시기이다. 일부 실시방식에서, R3은 수소원자와 메틸기에서 선택된다. 일부 실시방식에서, R4는 수소원자와 메틸기에서 선택되고, R5는 수소원자, 히드록시기 C1-4 알킬기, C1-4 알콕시기에서 선택된다.
일부 실시방식에서, 상기 제1종 단량체는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 아이소뷰틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, 터트부틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 사이클로헥실아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, N-뷰틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트 중 하나 또는 다수에서 선택된다. 일부 실시방식에서, 상기 제2종 단량체는 아크릴로나이트릴 또는 메타크릴로나이트릴이다. 일부 실시방식에서, 상기 제3종 단량체는 아크릴아마이드, N-히드록시메틸아크릴아마이드 및 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 중 하나 또는 다수에서 선택된다.
상기 제1종, 제2종 및/또는 제3종 단량체를 각각 추가로 선택하여 분리막의 이온 전도율을 개선하고 배터리의 사이클 용량 유지율을 향상하는 데 도움이 된다.
일부 실시방식에서, 상기 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체의 몰비는 50 내지 57:41 내지 44:2 내지 6이다. 상기 범위의 몰비를 사용하면 바인더 조성물은 분리막의 이온 전도율을 더욱 개선하고 배터리의 사이클 용량 유지율을 향상하는 데 더 도움이 된다.
일부 실시방식에서, 상기 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체의 총 몰량에 기초하여 계산하면, 상기 제1종 단량체의 몰 백분율은 50-58mol%이고, 선택적으로, 50-57mol%이며, 선택적으로, 상기 제1종 단량체의 몰 백분율은 50mol%, 51mol%, 52mol%, 53mol%, 54mol%, 55mol%, 56mol%, 57mol% 또는 58mol%이거나, 상기 수치 중 임의의 둘로 구성된 범위 내에 있다. 일부 실시방식에서, 상기 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체의 총 몰량에 기초하여 계산하면, 상기 제2종 단량체의 몰 백분율은 40-44mol%이고, 선택적으로, 41-44mol%이며, 선택적으로, 상기 제2종 단량체의 몰 백분율은 40mol%, 41mol%, 42mol%, 43mol% 또는 44mol%이거나, 상기 수치 중 임의의 둘로 구성된 범위 내에 있다. 일부 실시방식에서, 상기 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체의 총 몰량에 기초하여 계산하면, 상기 제3종 단량체의 몰 백분율은 2-6mol%이고, 선택적으로, 상기 제3종 단량체의 몰 백분율은 2mol%, 3mol%, 4mol%, 5mol% 또는 6mol%이거나, 상기 수치 중 임의의 둘로 구성된 범위 내에 있다.
일부 실시방식에서, 상기 폴리머와 상기 세라믹 입자의 중량비는 40 내지 90:10 내지 60이고, 선택적으로, 50 내지 80:20 내지 50이다. 폴리머와 세라믹 입자의 중량비는 상기 범위 내에 있어, 바인더와 분리막, 극판의 접착 효과를 더 보장할 수 있을 뿐만 아니라 분리막이 적절한 공극률 및 양호한 이온 전도율을 가지게 할 수 있다.
일부 실시방식에서, 상기 폴리머의 중량평균분자량은 60000 내지 120000이고, 선택적으로, 63300 내지 118800이다. 폴리머의 중량평균분자량이 상기 범위 내에 있어, 본 출원의 바인더 조성물이 접착할 때 폴리머가 적절한 유동성을 가질 수 있으므로 양호한 접착 효과를 구현할 수 있으며, 나아가 이차전지의 사이클 성능을 개선한다.
일부 실시방식에서, 상기 세라믹 입자의 평균 입자 사이즈 Dv50은 40nm 내지 110nm이고, 선택적으로, 45nm 내지 106nm이며, 선택적으로, 상기 세라믹 입자의 평균 입자 사이즈 Dv50은 40nm, 45nm, 50nm, 56nm, 70nm, 89nm, 100nm, 106nm 또는 110nm이거나, 이러한 수치 중 임의의 둘로 구성된 범위 내에 있다. 선택적으로, 상기 세라믹 입자의 평균 입자 사이즈 Dv50은 50nm 내지 100nm이고, 더 선택적으로, 56nm 내지 89nm이다. 세라믹 입자의 평균 입자 사이즈를 더욱 제어하면 이온 전도율과 용량 유지율을 더욱 개선할 수 있다.
본 출원에서 세라믹 입자의 재료는 적합한 본 분야의 모든 일반 재료일 수 있다. 일부 실시방식에서, 상기 세라믹 입자는 알루미나, 베마이트, 티타니아 및 실리카에서 선택된다.
일부 실시방식에서, 상기 세라믹 입자는 다공성 입자 또는 솔리드 입자(즉, 무공 입자)일 수 있다. 일부 실시방식에서, 상기 세라믹 입자는 다공성 입자이다. 상기 다공성 입자의 평균 기공 사이즈는 0.3nm 내지 6.0nm이고, 선택적으로, 상기 평균 기공 사이즈는 0.5nm, 1nm, 1.3nm, 3nm, 3.8nm, 5nm 또는 5.7nm이거나, 이러한 수치 중 임의의 둘로 구성된 범위 내에 있다. 선택적으로, 상기 평균 기공 사이즈는 0.5nm 내지 5.7nm이고, 더 선택적으로, 1.0nm 내지 5.0nm이며, 더 선택적으로, 1.3nm 내지 3.8nm이다. 다공성 입자 재료를 추가로 선택하고 평균 기공 사이즈를 바람직하게 제어하는 것은 분리막의 열 안정성을 보장함과 동시에 분리막의 공극률 및 이온 전도율, 그리고 이차전지의 사이클 용량 유지율을 더욱 개선하는 데 도움이 된다.
일부 실시방식에서, 상기 세라믹 입자는 다공성 실리카 입자이다. 이 다공성 실리카 입자를 이용하여 분리막의 공극률 및 이온 전도율을 더욱 향상하고 분리막의 내부 저항을 감소하며 이차전지의 사이클 성능을 향상할 수 있다.
일부 실시방식에서, 상기 폴리머는 상기 세라믹 입자에 코팅된다. 사용하기 전에, 폴리머를 세라믹 입자에 코팅하여, 입자가 분리막의 공극에 떨어져 기공을 막는 것을 감소하거나 방지함과 동시에, 폴리머 및 세라믹 입자가 이상적인 비율로 기재에 균일하게 코팅될 수 있도록 보장하고, 이로써 내열성, 공극률을 개선하고 양호한 접착 효과를 구현한다. 일부 실시방식에서, 상기 폴리머는 상기 다공성 실리카 입자에 코팅된다.
분리막
본 출원의 다른 양상에서, 분리막을 제공하며, 상기 분리막은 기재층과 상기 기재층의 적어도 하나의 표면에 설치된 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층은 본 출원에 따른 바인더를 포함한다.
본 출원에서는 분리막 기재층의 재료 종류에 대해 특별히 제한하지 않으며, 화학적 안정성 및 기계적 안정성이 양호한 공지된 다공성 구조의 기재층을 선택할 수 있다.
일부 실시방식에서, 분리막의 기재층의 재질로는 유리 섬유, 부직포, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리비닐리덴디플루오리드 중 적어도 하나가 선택될 수 있다. 분리막은 단층 박막 또는 다층 복합 박막일 수 있으며, 여기서는 이에 대해 특별히 제한하지 않는다. 분리막이 다층 복합 박막일 때, 각 층의 재료는 동일하거나 상이할 수 있으며, 여기서는 이에 대해 특별히 제한하지 않는다.
이차전지, 배터리모듈, 배터리팩 및 전기기기
본 출원의 제3 양상에서 이차전지를 제공하며, 본 출원에 따른 바인더 및/또는 본 출원에 따른 분리막을 포함한다.
본 출원의 제4 양상에서 배터리모듈을 제공하며, 전술한 제3 양상에 의한 이차전지를 포함한다.
본 출원의 제5 양상에서 배터리팩을 제공하며, 전술한 제4 양상에 의한 배터리모듈을 포함한다.
본 출원의 제6 양상에서 전기기기를 제공하며, 전술한 제3 양상에 의한 이차전지, 제4 양상에 의한 배터리모듈 및 제5 양상에 의한 배터리팩 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 아래에서는 도면을 적당히 참조하여 본 출원의 이차전지, 배터리모듈, 배터리팩 및 전기기기에 대해 설명한다.
본 출원의 일 실시방식에서는 이차전지를 제공한다. 일부 실시방식에서, 상기 이차전지는 리튬이온 이차전지다.
일반 상황에서, 이차전지는 양극판, 음극판, 전해질 및 분리막을 포함한다. 배터리 충방전 과정에서, 활성이온은 양극판과 음극판 사이에서 왕복하면서 삽입 및 탈리된다. 전해질은 양극판과 음극판 사이에서 이온을 전도하는 작용을 한다. 분리막은 양극판과 음극판 사이에 설치되어 양극과 음극의 단락을 방지하는 작용을 하는 동시에 이온을 통과시킬 수 있다.
[양극판]
양극판은 양극 집전체 및 양극 집전체의 적어도 하나의 표면에 설치된 양극 막층을 포함하고, 상기 양극 막층은 본 출원의 제1 양상의 양극 활성재료를 포함한다.
일례로서, 양극 집전체는 자체의 두께 방향에서 대향하는 2개의 표면을 갖고, 양극 막층은 양극 집전체의 대향하는 2개의 표면 중 임의의 하나 또는 둘에 설치된다.
일부 실시방식에서, 상기 양극 집전체는 금속 포일 또는 복합 집전체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 금속 포일로는 알루미늄 포일을 사용할 수 있다. 복합 집전체는 고분자재료 기재층과 고분자재료 기재층의 적어도 하나의 표면에 형성된 금속층을 포함할 수 있다. 복합 집전체는 고분자재료 기재(예: 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE) 등 기재) 상에 금속 재료(알루미늄, 알루미늄합금, 니켈, 니켈합금, 티타늄, 티타늄합금, 은 및 은합금 등)를 형성하는 것을 통해 형성될 수 있다.
일부 실시방식에서, 양극 활성재료로는 본 분야에서 공지된 배터리용 양극 활성재료를 사용할 수 있다. 일례로서, 양극 활성재료는 감람석형 구조의 리튬 함유 인산염, 리튬 전이 금속 산화물 및 이들 각자의 개질 화합물, 나트륨 전이 금속 산화물, 폴리음이온형 화합물 및 프러시안블루류 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 출원은 이러한 재료들에 한정되지 않고, 배터리용 양극 활성재료로서 사용될 수 있는 기타 종래의 재료를 사용할 수도 있다. 이러한 양극 활성재료는 단독으로 한 가지만 사용되거나, 두 가지 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 여기서, 리튬 전이 금속 산화물의 예로는 리튬 코발트 산화물(예: LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(예: LiNiO2), 리튬 망간 산화물(예: LiMnO2, LiMn2O4), 리튬 니켈 코발트 산화물, 리튬 망간 코발트 산화물, 리튬 니켈 망간 산화물, 리튬 니켈 코발트 망간 산화물(예: LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM333로 약칭될 수 있음), LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(NCM523로 약칭될 수 있음), LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2(NCM211로 약칭될 수 있음), LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(NCM622로 약칭될 수 있음), LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811로 약칭될 수 있음)), 리튬 니켈 코발트 알루미늄 산화물(예: LiNi0.85Co0.15Al0.05O2) 및 그 개질 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 감람석형 구조의 리튬 함유 인산염의 예로는 인산 철 리튬(예: LiFePO4(LFP로 약칭될 수 있음)), 인산 철 리튬과 탄소의 복합 재료, 인산 망간 리튬(예: LiMnPO4), 인산 망간 리튬과 탄소의 복합 재료, 인산 망간 철 리튬, 인산 망간 철 리튬과 탄소의 복합 재료 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
일부 실시방식에서, 나트륨 전이 금속 산화물에서, 전이 금속은 Mn, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Ti, Zn, V, Zr 및 Ce 중 적어도 하나일 수 있다. 나트륨 전이 금속 산화물은, 예를 들어, NaxMyO2이고, 여기서, M은 Ti, V, Mn, Co, Ni, Fe, Cr 및 Cu 중 하나 또는 다수이며, 0＜x≤1이고 0.5＜y≤1.5이다. 일부 실시방식에서, 양극 활성재료는 Na0.88Cu0.24Fe0.29Mn0.47O2를 사용할 수 있다.
일부 실시방식에서, 폴리음이온형 화합물은 나트륨 이온, 전이 금속 이온 및 사면체형(YO4)n-음이온 유닛을 갖는 화합물일 수 있다. 전이 금속은 Mn, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Ti, Zn, V, Zr 및 Ce 중 적어도 하나일 수 있고, Y는 P, S 및 Si 중 적어도 하나일 수 있으며, n은 (YO4)n-의 원자가 상태를 나타낸다.
일부 실시방식에서, 폴리음이온형 화합물은 나트륨 이온, 전이 금속 이온 및 사면체형(YO4)n-음이온 유닛 및 할로겐 음이온을 갖는 화합물일 수 있다. 전이 금속은 Mn, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Ti, Zn, V, Zr 및 Ce 중 적어도 하나일 수 있고, Y는 P, S 및 Si 중 적어도 하나일 수 있으며, n은 (YO4)n-의 원자가 상태를 나타내고, 할로겐은 F, Cl 및 Br 중 적어도 하나일 수 있다.
일부 실시방식에서, 폴리음이온형 화합물은 나트륨 이온, 사면체형(YO4)n-음이온 유닛, 다면체 유닛(ZOy)m+ 및 선택 가능한 할로겐 음이온을 갖는 화합물일 수 있다. Y는 P, S 및 Si 중 적어도 하나일 수 있고, n은 (YO4)n-의 원자가 상태를 나타내고, Z는 전이 금속을 나타내며, Mn, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Ti, Zn, V, Zr 및 Ce 중 적어도 하나일 수 있고, m은 (ZOy)m+의 원자가 상태를 나타내고, 할로겐은 F, Cl 및 Br 중 적어도 하나일 수 있다.
일부 실시방식에서, 폴리음이온형 화합물은, 예를 들어, NaFePO4, Na3V2(PO4)3, NaM'PO4F(M'은 V, Fe, Mn 및 Ni 중 하나 또는 다수임) 및 Na3(VOy)2(PO4)2F3-2y(0≤y≤1) 중 적어도 하나이다.
일부 실시방식에서, 프러시안블루류 화합물은 나트륨 이온, 전이 금속 이온 및 자유시안이온(CN-)을 갖는 화합물일 수 있다. 전이 금속은 Mn, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Ti, Zn, V, Zr 및 Ce 중 적어도 하나일 수 있다. 프러시안블루류 화합물은 예를 들어 NaaMebMe’c(CN)6이고, 여기서 Me 및 Me’는 각각 독립적으로 Ni, Cu, Fe, Mn, Co 및 Zn 중 적어도 하나이며, 0＜a≤2이고 0＜b＜1이며 0＜c＜1이다.
일부 실시방식에서, 양극 막층은 또한 선택적으로 바인더를 포함할 수 있다. 일례로서, 상기 바인더는 폴리비닐리덴 디플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 비닐리덴 플루오라이드-테트라플루오로에틸렌-프로필렌 삼원공중합체, 비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌-테트라플루오로에틸렌 삼원공중합체, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체 및 플루오르화된 아크릴레이트 레진 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시방식에서, 양극 막층은 또한 선택적으로 도전제를 포함할 수 있다. 일례로서, 상기 도전제는 초전도성 카본, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 케첸 블랙, 카본 양자점, 카본 나노튜브, 그래핀, 카본 나노섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일부 실시방식에서, 양극판은 다음 방식으로 제조할 수 있다. 양극 활성재료, 도전제, 바인더 및 임의의 기타 성분과 같은 전술한 양극판을 제조하기 위한 성분을 용매(예: N-메틸피롤리돈)에 분산시켜 양극 슬러리를 형성하고, 양극 슬러리를 양극 집전체에 코팅한 후 건조, 냉압 등 공정을 거쳐 양극판을 얻을 수 있다.
[음극판]
음극판은 음극 집전체 및 음극 집전체의 적어도 하나의 표면에 설치된 음극 막층을 포함하며, 상기 음극 막층은 음극 활성재료를 포함한다.
일례로서, 음극 집전체는 자체의 두께 방향에서 대향하는 두 개의 표면을 갖고, 음극 막층은 음극 집전체의 두 개의 대향하는 표면 중 임의의 하나 또는 둘에 설치된다.
일부 실시방식에서, 상기 음극 집전체는 금속 포일 또는 복합 집전체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 금속 포일로는 구리 포일을 사용할 수 있다. 복합 집전체는 고분자재료 기재층과 고분자재료 기재의 적어도 하나의 표면에 형성된 금속층을 포함할 수 있다. 복합 집전체는 고분자재료 기재(예: 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE) 등 기재) 상에 금속 재료(구리, 구리합금, 니켈, 니켈합금, 티타늄, 티타늄합금, 은 및 은합금 등)를 형성하는 것을 통해 형성될 수 있다.
일부 실시방식에서, 음극 활성재료로는 본 분야에서 공지된 배터리용 음극 활성재료를 사용할 수 있다. 일례로서, 음극 활성재료는 인조 흑연, 천연 흑연, 소프트카본, 하드카본, 규소계 재료, 주석계 재료, 리튬 티타네이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 규소계 재료로는 순수 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘-탄소 복합물, 실리콘-질소 복합물 및 실리콘합금 중 적어도 하나가 선택될 수 있다. 상기 주석계 재료로는 순수 주석, 주석 산화물 및 주석합금 중 적어도 하나가 선택될 수 있다. 본 출원은 이러한 재료들에 한정되지 않고, 배터리용 음극 활성재료로 사용될 수 있는 기타 종래의 재료를 사용할 수 있다. 이러한 음극 활성재료는 단독으로 하나만 사용되거나, 둘 이상이 조합으로 사용될 수 있다.
일부 실시방식에서, 음극 막층은 또한 선택적으로 바인더를 포함할 수 있다. 상기 바인더로는 스타이렌-뷰타다이엔 고무(SBR), 폴리아크릴산(PAA), 폴리아크릴산나트륨(PAAS), 폴리아크릴아마이드(PAM), 폴리비닐 알코올(PVA), 알긴산나트륨(SA), 폴리메타크릴산(PMAA) 및 카르복시메틸키토산(CMCS) 중 적어도 하나가 선택될 수 있다.
일부 실시방식에서, 음극 막층은 또한 선택적으로 도전제를 포함할 수 있다. 도전제로는 초전도성 카본, 아세틸렌 블랙, 카본 블랙, 케첸 블랙, 카본 양자점, 카본 나노튜브, 그래핀 및 카본 나노섬유 중 적어도 하나가 선택될 수 있다.
일부 실시방식에서, 음극 막층은 또한 선택적으로 증점제(예: 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨(CMC-Na))와 같은 다른 보조제를 포함한다.
일부 실시방식에서, 음극판은 다음 방식으로 제조할 수 있다. 음극 활성재료, 도전제, 바인더 및 임의의 다른 성분과 같은 전술한 음극판을 제조하기 위한 성분을 용매(예: 탈이온수)에 분산시켜 음극 슬러리를 형성하고, 음극 슬러리를 음극 집전체에 코팅하고, 건조, 냉압 등 공정을 거쳐 음극판을 얻을 수 있다.
[전해질]
전해질은 양극판과 음극판 사이에서 이온을 전도하는 작용을 한다. 본 출원에서는 전해질의 종류에 대해 특별히 제한하지 않으며, 실제 수요에 따라 선택할 수 있다. 예컨대, 전해질은 액체, 겔 또는 완전 고체일 수 있다.
일부 실시방식에서, 상기 전해질로는 전해액을 사용한다. 상기 전해액은 전해질염 및 용매를 포함한다.
일부 실시방식에서, 전해질염은 리튬 헥사플루오로포스페이트, 리튬 테트라플루오로보레이트, 과염소산리튬, 리튬 헥사플루오르세네이트, 리튬비스플루오로설포닐이미드, 리튬비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드, 리튬 트리플레이트, 리튬 디플루오로포스페이트, 리튬 디플루오로(옥살라토)보레이트, 리튬비스(옥살레이트)보레이트, 리튬 디플루오로비스-(옥살라토)포스페이트 및 리튬 테트라플루오로옥살라토포스페이트, 헥사플루오로인산나트륨(NaPF6), 테트라플루오로붕산나트륨(NaBF4), NaN(SO2F)2（NaFSI로 약칭함), NaClO4, NaAsF6, NaB(C2O4)2(NaBOB로 약칭함), NaBF2(C2O4)(NaDFOB로 약칭함), NaN(SO2RF)2 및 NaN(SO2F)(SO2RF) 중 하나 또는 다수에서 선택될 수 있고, 여기서, RF는 CbF2b+1을 나타내며, b는 1-10 범위 내의 정수이고, 선택적으로, 1-3 범위 내의 정수일 수 있으며, 더 선택적으로, RF는 -CF3, -C2F5 또는 -CF2CF2CF3이다.
일부 실시방식에서, 용매는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 에틸 메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 다이메틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 메틸 프로필 카보네이트, 에틸 프로필 카보네이트, 1,2-부틸렌 카보네이트, 플루오로에틸렌 카보네이트, 메틸 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 메틸 프로피온에이트, 에틸 프로피온에이트, n-프로필 프로피온에이트, 메틸 부티레이트, 에틸 부티레이트, 감마-부티롤락톤, 테트라메틸렌 설폰, 메틸 설폰, 메틸 에틸 케톤 및 에틸 설폰 중 적어도 하나에서 선택될 수 있다.
일부 실시방식에서, 상기 전해액은 또한 선택적으로 첨가제를 포함한다. 예를 들어 첨가제는 음극 성막 첨가제, 양극 성막 첨가제를 포함할 수 있고, 또한 배터리 과충전 성능을 개선하는 첨가제, 배터리 고온 또는 저온 성능을 개선하는 첨가제 등과 같이 배터리의 일부 성능을 개선할 수 있는 첨가제를 포함할 수도 있다.
일부 실시방식에서, 양극판, 음극판 및 분리막은 권취 공정 또는 적층 공정을 거쳐 전극 조립체로 제조될 수 있다.
[외부 패키지]
일부 실시방식에서, 이차전지는 외부 패키지를 포함할 수 있고 양극판, 음극판 및 전해질을 패키징하는 데 사용된다. 일례로서, 양극판, 음극판 및 분리막은 적층 또는 권취되어 적층 구조 셀 또는 권취 구조 셀을 형성할 수 있으며, 셀은 외부 패키지에 패키징되고, 전해질은 본 출원의 제1 양상에 의한 전해액을 사용하며, 전해액은 셀에 함침된다. 이차전지에 포함되는 셀의 개수는 하나 또는 다수일 수 있으며, 수요에 따라 조정될 수 있다.
일 실시방식에서, 본 출원은 전극 조립체를 제공한다. 일부 실시방식에서, 양극판, 음극판 및 분리막은 권취 공정 또는 적층 공정을 거쳐 전극 조립체로 제조될 수 있다. 외부 패키지는 전술한 전극 조립체 및 전해질을 패키징하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시방식에서, 이차전지의 외부 패키지는 파우치형 소프트 패키지와 같은 소프트 패키지일 수 있다. 소프트 패키지의 재질은 플라스틱일 수 있으며, 예를 들어, 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS) 등 중 하나 또는 다수를 포함할 수 있다. 일부 실시방식에서, 이차전지의 외부 패키지는 하드 플라스틱 쉘, 알루미늄 쉘, 스틸 쉘 등과 같은 하드 쉘일 수 있다.
본 출원에서는 이차전지의 형상에 대해 특별히 제한하지 않으며, 이는 원통형, 각형 또는 다른 임의의 형상일 수 있다. 예를 들어, 도 1은 일례로서의 각형 구조의 이차전지(5)를 나타낸다.
일부 실시방식에서, 도 2를 참조하면, 외부 패키지는 하우징 본체(51) 및 커버 플레이트(53)를 포함할 수 있다. 여기서, 하우징 본체(51)는 바닥판 및 바닥판과 연결되는 측판을 포함할 수 있으며, 바닥판과 측판으로 에워싸서 수용 캐비티를 형성할 수 있다. 하우징 본체(51)에는 수용 캐비티와 연통하는 개구부가 구비되고, 커버 플레이트(53)는 상기 수용 캐비티를 밀폐하기 위해 상기 개구부를 덮는 데 사용된다. 양극판, 음극판과 분리막은 권취 공정 또는 적층 공정을 거쳐 전극 조립체(52)를 형성할 수 있다. 전극 조립체(52)는 상기 수용 캐비티 내에 패키징된다. 전해액은 전극 조립체(52) 속에 함침되어 있다. 이차전지(5)에 포함된 전극 조립체(52)의 수는 하나 또는 다수일 수 있으며, 본 분야의 기술자라면 구체적인 실제 수요에 따라 선택할 수 있다.
일부 실시방식에서, 이차전지는 배터리모듈로 조립될 수 있으며, 배터리모듈에 포함되는 이차전지의 개수는 하나 또는 다수일 수 있으며, 본 분야의 기술자는 배터리모듈의 응용 및 용량에 따라 구체적인 개수를 선택할 수 있다.
도 3은 일례로서의 배터리모듈(4)을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 배터리모듈(4)에서, 다수의 이차전지(5)는 배터리모듈(4)의 길이 방향을 따라 순차적으로 배열될 수 있다. 물론, 기타 임의의 방식으로 배열될 수도 있다. 또한, 다수의 이차전지(5)는 고정부재로 고정될 수 있다.
선택적으로, 배터리모듈(4)은 수용 공간을 갖는 하우징을 더 포함할 수 있고, 다수의 이차전지(5)는 이 수용 공간에 수용된다.
일부 실시방식에서, 전술한 배터리모듈은 또한 배터리팩으로 조립될 수 있으며, 배터리팩에 포함되는 배터리모듈의 개수는 하나 또는 다수일 수 있으며, 본 분야의 기술자는 배터리팩의 응용 및 용량에 따라 구체적인 개수를 선택할 수 있다.
도 4 및 도 5는 일례로서 배터리팩(1)을 나타낸다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 배터리팩(1)은 배터리 케이스 및 배터리 케이스 내에 설치되는 다수의 배터리모듈(4)을 포함할 수 있다. 배터리 케이스는 상부 케이스(2)와 하부 케이스(3)를 포함하며, 상부 케이스(2)는 하부 케이스(3)를 덮어 배터리모듈(4)을 수용하기 위한 밀폐 공간을 형성할 수 있다. 다수의 배터리모듈(4)은 임의의 방식에 따라 배터리 케이스 내에 배열될 수 있다.
또한, 본 출원은 또한 전기기기를 제공하며, 상기 전기기기는 본 출원에 따른 이차전지, 배터리모듈 또는 배터리팩 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 이차전지, 배터리모듈 또는 배터리팩은 상기 전기기기의 전원으로 사용되거나, 상기 전기기기의 에너지 저장 유닛으로 사용될 수 있다. 상기 전기기기는 모바일 기기(예: 휴대폰, 노트북 등), 전기자동차(예: 순수 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그인 하이브리드 전기자동차, 전기자전거, 전기스쿠터, 전기골프차, 전기트럭 등), 전기열차, 선박 및 위성, 에너지 저장 시스템 등을 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다.
상기 전기기기는 사용 수요에 따라 이차전지, 배터리모듈 또는 배터리팩을 선택할 수 있다.
도 6은 일례로서의 전기기기이다. 이 전기기기는 순수 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 또는 플러그인 하이브리드 전기자동차 등이다. 이차전지의 고성능 및 높은 에너지 밀도에 대한 전기기기의 요구를 충족하기 위해 배터리팩 또는 배터리모듈을 사용할 수 있다.
다른 일례로서의 기기는 휴대폰, 태블릿, 노트북 등일 수 있다. 이 기기는 일반적으로 경박화가 요구되므로 이차전지를 전원으로 사용할 수 있다.
실시예
아래에서는 본 출원의 실시예에 대해 설명한다. 아래에서 설명되는 실시예는 예시적이며, 본 출원에 대한 해석 용도로만 사용되며, 본 출원에 대한 제한으로 이해되어서는 안된다. 실시예에서 명시되지 않은 구체적인 기술 또는 조건은 본 분야에서의 문헌에 기재된 기술 또는 조건 또는 제품설명서를 따른다. 제조사 표시 없이 사용하는 시제나 기구는 시중에서 구할 수 있는 재래품이다.
1. 폴리머의 제조
제조예 1
실온에서 몰비 50:44:6에 따라 메틸아크릴레이트 60.92g, 아크릴로나이트릴 33.04g 및 아크릴아마이드 6.04g을 칭량하여 기계교반기, 온도계, 응결관이 장착된 500mL의 4구 플라스크에 넣고, 그 다음 도데실 황산나트륨 유화제 3g, 과황산암모늄 개시제 1g, 탈이온수 120g을 넣고 1600rpm의 회전 속도로 30min 교반 유화한 후 질소 보호 하에 75℃로 가열하고 4시간 동안 반응하여 pH를 6~8로 조정하고, 즉시 40℃ 이하로 냉각하여 재료를 꺼내 폴리머 1을 얻는다.
제조예 2~5
제조예 2~5의 제조 단계는 세 가지 단량체의 몰비가 각각 51:43:6, 52:42:6, 53:41:6 및 54:40:6이고 세 가지 단량체의 질량이 총 100g이며, 폴리머 2~5를 얻는다는 점을 제외하고는 제조예 1과 동일하다.
제조예 6~10
제조예 6에서, 실온에서 몰비 51:44:5에 따라 부틸아크릴레이트 69.71g, 아크릴로나이트릴 24.90g 및 N-히드록시메틸아크릴아마이드 5.39g을 칭량하며, 나머지 단계는 제조예 1과 동일하게 폴리머 6을 얻는다.
제조예 7~10에서, 전술한 세 가지 단량체의 몰비가 각각 52:43:5, 53:42:5, 54:41:5, 55:40:5이고 세 가지 단량체의 질량은 총 100g이며, 나머지 단계는 제조예 1과 동일하게 폴리머 7~10을 얻는다.
제조예 11~15
제조예 11에서, 실온에서 몰비 52:44:4에 따라 에틸메타크릴레이트 68.42g, 아크릴로나이트릴 26.91g 및 N-히드록시메틸아크릴아마이드 4.66g을 칭량하며, 나머지 단계는 제조예 1과 동일하게 폴리머 11을 얻는다.
제조예 12~15에서, 전술한 세 가지 단량체의 몰비가 각각 53:43:4, 54:42:4, 55:41:4, 56:40:4이고 세 가지 단량체의 질량은 총 100g이며, 나머지 단계는 제조예 1과 동일하게 폴리머 12~15를 얻는다.
제조예 16~20
제조예 16에서, 실온에서 몰비 53:44:3에 따라 2-히드록시에틸메타크릴레이트 67.94g, 메타크릴로나이트릴 29.08g 및 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 2.99g을 칭량하며, 나머지 단계는 제조예 1과 동일하게 폴리머 16을 얻는다.
제조예 17~20에서, 전술한 세 가지 단량체의 몰비가 각각 54:43:3, 55:42:3, 56:41:3, 57:40:3이고 세 가지 단량체의 질량은 총 100g이며, 나머지 제조 단계는 제조예 1과 동일하게 폴리머 17~20을 얻는다.
제조예 21~25
제조예 21에서, 실온에서 몰비 54:44:2에 따라 2-히드록시프로필메타크릴레이트 70.44g, 메타크릴로나이트릴 26.71g 및 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 2.85g을 칭량하며, 나머지 제조 단계는 제조예 1과 동일하게 폴리머 21을 얻는다.
제조예 22~25에서, 전술한 세 가지 단량체의 몰비가 각각 55:43:2, 56:42:2, 57:41:2, 58:40:2이고 세 가지 단량체의 질량은 총 100g이며, 나머지 제조 단계는 제조예 1과 동일하게 폴리머 22~25를 얻는다.
제조예 26
제조예 26에서, 실온에서 몰비 52:42:6에 따라 사이클로헥실아크릴레이트 75.13g, 아크릴로나이트릴 20.88g 및 아크릴아마이드 4.00g을 칭량하며, 나머지 제조 단계는 제조예 1과 동일하게 폴리머 26을 얻는다.
제조예 27
제조예 27에서, 실온에서 몰비 57:40:3에 따라 이소보르닐메타크릴레이트 80.07g, 메타크릴로나이트릴 16.95g, N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 2.98g을 칭량하며, 나머지 제조 단계는 제조예 1과 동일하게 폴리머 27을 얻는다.
비교 제조예 1
실온에서 몰비 60:32:8에 따라 메틸아크릴레이트 69.50g, 아크릴로나이트릴 22.85g 및 아크릴아마이드 7.65g을 칭량하며, 나머지 단계는 제조예 1과 동일하게 폴리머 C1을 얻는다.
비교 제조예 2
실온에서 몰비 60:40에 따라 2-히드록시에틸메타크릴레이트 74.42g 및 메타크릴로나이트릴 25.58g을 칭량하며, 나머지 단계는 제조예 1과 동일하게 폴리머 C2를 얻는다.
Waters 1515 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 전술한 제조예 및 비교 제조예에서 얻은 폴리머 1~27 및 비교 폴리머 1~2의 중량평균분자량을 측정하고, 여기서 이동상은 N, N-디메틸포름아마이드이고, 표준 심볼은 분자량 분포가 좁은 선형 메틸메타크릴레이트 폴리머이며, 용매 유속은 1.0 ml/min이다.
표 1은 전술한 제조예 1~27 및 비교 제조예 1~2 중의 단량체 및 그 몰비, 그리고 최종 얻은 폴리머의 중량평균분자량을 나타낸다.
순번 제1종 단량체 제2종 단량체 제3종 단량체 몰비 중량평균분자량
제조예 1 메틸아크릴레이트 아크릴로나이트릴 아크릴아마이드 50:44:6 63300
제조예 2 메틸아크릴레이트 아크릴로나이트릴 아크릴아마이드 51:43:6 64100
제조예 3 메틸아크릴레이트 아크릴로나이트릴 아크릴아마이드 52:42:6 74500
제조예 4 메틸아크릴레이트 아크릴로나이트릴 아크릴아마이드 53:41:6 79300
제조예 5 메틸아크릴레이트 아크릴로나이트릴 아크릴아마이드 54:40:6 87100
제조예 6 부틸아크릴레이트 아크릴로나이트릴 N-히드록시메틸아크릴아마이드 51:44:5 76200
제조예 7 부틸아크릴레이트 아크릴로나이트릴 N-히드록시메틸아크릴아마이드 52:43:5 80200
제조예 8 부틸아크릴레이트 아크릴로나이트릴 N-히드록시메틸아크릴아마이드 53:42:5 87800
제조예 9 부틸아크릴레이트 아크릴로나이트릴 N-히드록시메틸아크릴아마이드 54:41:5 90100
제조예 10 부틸아크릴레이트 아크릴로나이트릴 N-히드록시메틸아크릴아마이드 55:40:5 91600
제조예 11 에틸메타크릴레이트 아크릴로나이트릴 N-히드록시메틸아크릴아마이드 52:44:4 90500
제조예 12 에틸메타크릴레이트 아크릴로나이트릴 N-히드록시메틸아크릴아마이드 53:43:4 101200
제조예 13 에틸메타크릴레이트 아크릴로나이트릴 N-히드록시메틸아크릴아마이드 54:42:4 102900
제조예 14 에틸메타크릴레이트 아크릴로나이트릴 N-히드록시메틸아크릴아마이드 55:41:4 110500
제조예 15 에틸메타크릴레이트 아크릴로나이트릴 N-히드록시메틸아크릴아마이드 56:40:4 115000
제조예 16 2-히드록시에틸메타크릴레이트 메타크릴로나이트릴 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 53:44:3 90600
제조예 17 2-히드록시에틸메타크릴레이트 메타크릴로나이트릴 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 54:43:3 100500
제조예 18 2-히드록시에틸메타크릴레이트 메타크릴로나이트릴 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 55:42:3 103900
제조예 19 2-히드록시에틸메타크릴레이트 메타크릴로나이트릴 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 56:41:3 110300
제조예 20 2-히드록시에틸메타크릴레이트 메타크릴로나이트릴 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 57:40:3 115000
제조예 21 2-히드록시프로필메타크릴레이트 메타크릴로나이트릴 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 54:44:2 85600
제조예 22 2-히드록시프로필메타크릴레이트 메타크릴로나이트릴 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 55:43:2 93700
제조예 23 2-히드록시프로필메타크릴레이트 메타크릴로나이트릴 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 56:42:2 100300
제조예 24 2-히드록시프로필메타크릴레이트 메타크릴로나이트릴 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 57:41:2 110300
제조예 25 2-히드록시프로필메타크릴레이트 메타크릴로나이트릴 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 58:40:2 118800
제조예 26 사이클로헥실아크릴레이트 아크릴로나이트릴 아크릴아마이드 52:42:6 84300
제조예 27 이소보르닐메타크릴레이트 메타크릴로나이트릴 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 57:40:3 116500
비교 제조예 1 메틸아크릴레이트 아크릴로나이트릴 아크릴아마이드 60:32:8 125500
비교 제조예 2 2-히드록시에틸메타크릴레이트 메타크릴로나이트릴 - 60:40:0 58400
본 출원에서 이하 실시예의 세라믹 입자는 모두 시중에서 구매할 수 있다. 레이저 입도 분석기(탈이온수를 분산제로 함)로 세라믹 입자의 평균 입자 사이즈 Dv50을 측정하고, 기체 흡착-탈착 등온선법으로 세라믹 입자의 평균 기공 사이즈를 측정한다. 평균 입자 사이즈 및 평균 기공 사이즈는 이하 표 2에 나타낸다.
실시예 1
1. 바인더 조성물의 제조
폴리머와 다공성 실리카 입자의 질량비 75:25에 따라 제조예 1에서 얻은 750g의 폴리머 1에 다공성 실리카 입자 250g과 탈이온수 1kg을 넣고 실온에서 1시간 동안 교반한 후 분무 건조하여 폴리머를 다공성 실리카 입자 표면에 균일하게 코팅하고, 그 다음 볼밀링하여 본 출원의 바인더 조성물을 얻는다. 전술한 사용한 다공성 실리카 입자의 평균 입자 사이즈 Dv50은 70nm이고 평균 기공 사이즈는 2.5nm이며, 표 2에 나타낸 바와 같다.
2. 분리막의 제조
시중에 판매중인 두께 20μm이고 평균 기공 사이즈가 80nm인 PP-PE 공중합체 미세다공성 필름(쭤가오전자기술회사에서 제공함, 모델 20)을 기재로 사용한다. 위에서 제조된 바인더 조성물을 N-메틸피롤리돈(NMP)에서 균일하게 교반 및 혼합한 후 슬러리(고형분은 20%임)를 얻는다. 슬러리를 기재의 2개의 표면에 균일하게 코팅하고 유기용매를 건조하여 제거하며, 기재에 대한 바인더 조성물의 코팅밀도는 0.5g/m2이고 분리막을 얻는다.
3. 양극판의 제조
폴리비닐리덴풀루오리드(PVDF), 인산 철 리튬(LFP), 도전제 카본블랙, N-메틸피롤리돈(NMP)을 1.2:58.38:0.42:40의 질량비로 충분히 교반하고 균일하게 혼합한 후 양극 슬러리를 제조한다. 이 양극 슬러리를 양극 집전체 알루미늄 포일의 표면에 200g/m2의 부하로 균일하게 코팅한 후 건조, 냉압, 커팅을 거쳐 양극판을 얻는다.
4. 음극판의 제조
인조 흑연, 도전제 아세틸렌 블랙, 바인더 스타이렌-뷰타다이엔 고무(SBR), 증점제 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨(CMC-Na)를 96.2:1.0:1.6:1.2의 질량비로 탈이온수에 넣고 충분히 교반하고 균일하게 혼합한 후 음극 슬러리(고형분은 63%임)를 제조한다. 이 음극 슬러리를 음극 집전체 구리 포일의 표면에 98g/m2의 부하로 코팅한 후 건조, 냉압, 커팅을 거쳐 음극판을 얻는다.
5. 전해액의 제조
25℃에서, 에틸렌 카보네이트(EC), 에틸 메틸 카보네이트(EMC), 디에틸 카보네이트(DEC)를 1:1:1의 부피비로 혼합하여 혼합용매를 얻고, 그 다음 LiPF6을 전술한 혼합용매에 용해하여 전해액을 얻으며, 여기서, LiPF6의 농도는 1 mol/L이다.
6. 이차전지의 제조
전술한 양극판, 분리막, 음극판을 순서에 따라 적층 및 권취하고 선행 프레스 성형(이 과정에서 분리막과 극판이 접착됨)하여 전극 조립체를 얻고, 전극 조립체를 외부 패키지에 넣고, 전술한 제조된 전해액을 주입하고, 패키징, 스탠딩, 화성, 노화 등의 공정을 거쳐 이차전지를 얻는다.
실시예 2
이하 표 2에 나타낸 바와 같이, 폴리머과 실리카의 질량비 60:40에 따라, 제조예 11에서 얻은 600g의 폴리머 11에 다공성 실리카 입자 400g과 탈이온수 1kg을 넣고 실온에서 1시간 동안 교반한 후 분무 건조하고 볼밀링하여 폴리머를 다공성 실리카 입자 표면에 균일하게 코팅하고, 이로써 바인더 조성물을 얻으며, 상기 다공성 실리카 입자의 평균 입자 사이즈는 80nm이고, 평균 기공 사이즈는 3.0nm이다. 나머지 단계는 실시예 1과 동일하다.
실시예 3~5
폴리머가 각각 제조예 24에서 얻은 폴리머 24, 제조예 26에서 얻은 폴리머 26 및 제조예 27에서 얻은 폴리머 27인 것을 제외하고는 실시예 3~5의 나머지 단계는 실시예 1과 동일하다.
실시예 6~11
다공성 실리카 입자의 평균 입자 사이즈를 각각 45nm, 50nm, 56nm, 89nm, 100nm 및 106nm로 변경한 것을 제외하고는 실시예 6~11의 다른 단계는 실시예 1과 동일하다.
실시예 12~17
다공성 실리카 입자의 평균 기공 사이즈를 각각 0.5nm, 1nm, 1.3nm, 3.8nm, 5nm 및 5.7nm로 변경한 것을 제외하고는 실시예 12~17의 다른 단계는 실시예 2와 동일하다.
실시예 18~21
폴리머와 다공성 실리카 입자의 질량비를 각각 40:60, 50:50, 75:25, 80:20, 90:10으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 18~21의 다른 단계는 실시예 3과 동일하다.
실시예 22~27
다공성 실리카 입자를 입자 사이즈가 서로 다른 솔리드(무공) 실리카 입자로 변경한 것을 제외하고는 실시예 22~27의 나머지 단계는 실시예 1과 동일하다.
비교예 1~2
폴리머를 제조예 1에서 비교 제조예 1 및 비교 제조예 2로 변경한 것을 제외하고는, 비교예 1~2의 나머지 단계는 실시예 1과 동일하다.
비교예 3~4
폴리머를 제조예 11에서 비교 제조예 1 및 비교 제조예 2로 변경한 것을 제외하고는, 비교예 3~4의 나머지 단계는 실시예 2와 동일하다.
비교예 5
폴리머를 제조예 1에서 비교 제조예 C1로 변경하고, 입자를 다공성 입자에서 평균 입자 사이즈가 같은 솔리드(무공) 입자로 변경한 것을 제외하고는, 비교예 5의 나머지 단계는 실시예 1과 동일하다.
테스트 방법:
1. 분리막 이온 전도율 테스트
(1)테스트용 2025형 버튼형 배터리 제조: 진공글로브박스에 배터리 음극 케이스에 리튬 시트를 넣고 여기에 전술한 전해액 150μL를 넣은 후, 전술한 제조된 분리막(면적은 3.14cm2, 두께는 12μm임)을 넣어 리튬 시트에 밀착시키고, 그 다음 전술한 전해액 25μL를 넣고, 마지막으로 그 위에 상기 양극판을 설치하여 패키징한다. 조립된 버튼형 배터리를 진공글로브박스에서 꺼내 24시간 동안 방치하여 다음 테스트를 한다.
(2)테스트: 전기화학 워크스테이션에서 10-1~106Hz의 주파수 범위에서 테스트하여 분리막 저항 Rb를 얻고 이온 전도율 σ(단위: S·cm-1)를 다음 공식으로 계산한다.
여기서, Rb는 분리막의 본체 저항이고, L과 S는 각각 테스트할 분리막의 두께와 면적이다.
2. 배터리 사이클 성능/용량 유지율 테스트
실시예 1로 예를 들어, 배터리 용량 유지율 테스트 과정은 다음과 같다. 25℃에서 실시예 1에서 제조한 배터리를 1/3C 고정전류로 4.3V까지 충전한 후 4.3V 고정전압으로 전류가 0.05C인 것까지 충전하고 5min 방치하고, 그 다음 1/3C로 2.8V로 방전하여 얻은 방전 용량을 초기 용량 C0으로 기록한다. 전술한 동일한 배터리에 대해 위의 단계를 반복하고 동시에 n번째 사이클 후 배터리의 방전 용량 Cn을 기록하면, 각 사이클 후 배터리 용량 유지율 Pn=Cn/C0*100%이다. 즉, 특정 사이클 횟수에서의 배터리 용량 유지율로 사이클 성능의 차이를 구현할 수 있다.
표 2의 실시예 1에 해당하는 배터리 용량 유지율 데이터는 상기 테스트 조건에서 100회 사이클 후 측정한 것이다. 비교예 및 기타 실시예의 테스트 과정은 위와 동일하다.
위의 테스트 결과는 표 2를 참조한다.
순번 폴리머 실리카 나노 입자 폴리머와
입자의
질량비		 분리막 이온
전도율
mS·cm-1 		용량
유지율
%
평균 입자 사이즈/nm 평균 기공 사이즈/nm
실시예 1 1 70 2.5 75:25 5.86 98
실시예 2 11 80 3 60:40 5.71 97
실시예 3 24 70 2.5 75:25 5.27 97
실시예 4 26 70 2.5 75:25 5.01 97
실시예 5 27 70 2.5 75:25 4.82 96
실시예 6 1 45 2.5 75:25 3.52 94
실시예 7 1 50 2.5 75:25 4.39 95
실시예 8 1 56 2.5 75:25 4.87 96
실시예 9 1 89 2.5 75:25 4.64 97
실시예 10 1 100 2.5 75:25 3.98 94
실시예 11 1 106 2.5 75:25 3.76 90
실시예 12 11 80 0.5 60:40 3.98 90
실시예 13 11 80 1 60:40 4.18 92
실시예 14 11 80 1.3 60:40 4.56 94
실시예 15 11 80 3.8 60:40 4.56 95
실시예 16 11 80 5 60:40 4.16 92
실시예 17 11 80 5.7 60:40 4.05 92
실시예 18 24 70 2.5 40:60 3.92 92
실시예 19 24 70 2.5 50:50 4.56 93
실시예 20 24 70 2.5 80:20 4.37 95
실시예 21 24 70 2.5 90:10 4.03 91
실시예 22 1 45 - 75:25 3.13 90
실시예 23 1 50 - 75:25 3.97 92
실시예 24 1 56 - 75:25 4.15 93
실시예 25 1 89 - 75:25 4.13 93
실시예 26 1 100 - 75:25 3.77 92
실시예 27 1 106 - 75:25 3.31 91
비교예 1 C1 70 2.5 75:25 3.23 90
비교예 2 C2 70 2.5 75:25 3.66 92
비교예 3 C1 80 3 60:40 3.28 91
비교예 4 C2 80 3 60:40 3.56 92
비교예 5 C1 70 - 75:25 3.02 89
상기 표 2에 도시된 각 실시예에서 본 출원의 바인더 조성물은 이온 전도율을 개선하고 이차전지의 사이클 성능(예: 용량 유지율)을 향상함을 알 수 있다. 실시예 6~30과 비교예 1~5를 비교하면, 폴리머와 세라믹 입자의 함량 비율, 세라믹 입자의 입자 사이즈 및/또는 평균 기공 사이즈를 제어하여 얻은 분리막의 이온 전도율이 비교적 높고 배터리 용량 유지율이 비교적 좋음을 알 수 있다.
본 출원은 상기 실시방식에만 한정되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 전술한 실시형태는 예시일 뿐이며, 본 출원의 기술적 솔루션의 범위 내에서 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용 효과를 발휘하는 실시형태는 모두 본 출원의 기술적 범위 내에 포함된다. 또한, 본 출원의 요지를 이탈하지 않고, 본 분야의 기술자가 착상할 수 있는 다양한 변형이 실시방식에 적용되고, 실시방식의 구성요소 중 일부를 조합하여 구성되는 기타 방식도 본 출원의 범위 내에 포함된다.
1: 배터리팩 2: 상부 케이스
3: 하부 케이스 4: 배터리모듈
5: 이차전지 51:하우징 본체
52: 전극 조립체 53: 탑커버 조립체.

Claims (15)

  1. 바인더 조성물에 있어서,
    폴리머 및 세라믹 입자를 포함하며, 상기 폴리머는 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체에서 유도되는 구조 유닛을 포함하고, 상기 제1종 단량체, 제2종 단량체 및 제3종 단량체의 몰비는 50 내지 58:40 내지 44:2 내지 6이며,
    상기 제1종 단량체는 하나 또는 다수의 화학식 I의 화합물에서 선택되고,
    I
    여기서, R1은 수소원자와 직쇄 또는 분쇄의 C1-6 알킬기에서 선택되고 R2는 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 C1-15 알킬기, C3-6 사이클로알킬기 및 이소보르닐에서 선택되고, 치환된 경우 치환기는 히드록시기와 C1-6 사슬 알킬기에서 선택되며,
    상기 제2종 단량체는 하나 또는 다수의 화학식 II의 화합물에서 선택되고,
    II
    여기서, R3은 수소원자와 직쇄 또는 분쇄의 C1-6 알킬기에서 선택되고,
    상기 제3종 단량체는 하나 또는 다수의 화학식 III의 화합물에서 선택되고,
    III
    여기서, R4는 수소원자와 직쇄 또는 분쇄의 C1-6 알킬기에서 선택되고, R5는 수소원자, 히드록시기 C1-6 알킬기 및 C1-6 알콕시기에서 선택되는 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    R1은 수소원자와 메틸기에서 선택되고 R2는 치환되거나 치환되지 않은 직쇄 또는 분쇄의 C1-6 알킬기에서 선택되고, 치환된 경우 치환기는 히드록시기이며 및/또는 R3은 수소원자와 메틸기에서 선택되고 및/또는 R4는 수소원자와 메틸기에서 선택되며 R5는 수소원자, 히드록시기 C1-4 알킬기 및 C1-4 알콕시기에서 선택되는 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1종 단량체는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 아이소뷰틸아크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, 터트부틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 사이클로헥실아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, N-뷰틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 및 2-히드록시프로필메타크릴레이트 중 하나 또는 다수에서 선택되고 및/또는
    상기 제2종 단량체는 아크릴로나이트릴 또는 메타크릴로나이트릴이며 및/또는
    상기 제3종 단량체는 아크릴아마이드, N-히드록시메틸아크릴아마이드 및 N-(이소부톡시메틸)아크릴아마이드 중 하나 또는 다수에서 선택되는 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1종 단량체, 상기 제2종 단량체 및 상기 제3종 단량체의 몰비는 50 내지 57:41 내지 44:2 내지 6인 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머와 상기 세라믹 입자의 중량비는 40 내지 90:10 내지 60이며, 선택적으로, 50 내지 80:20 내지 50인 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머의 중량평균분자량은 60000 내지 120000이며, 선택적으로, 63300 내지 118800인 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 입자의 평균 입자 사이즈 Dv50은 40nm 내지 110nm이고, 선택적으로 45nm 내지 106nm이며, 더 선택적으로, 50nm 내지 100nm이고, 더 선택적으로 56nm 내지 89nm인 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 입자는 다공성 입자이고, 상기 다공성 입자의 평균 기공 사이즈는 0.3nm 내지 6.0nm이고, 선택적으로, 0.5nm 내지 5.7nm이며, 더 선택적으로, 1.0nm 내지 5.0nm이고, 더 선택적으로, 1.3nm 내지 3.8nm인 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세라믹 입자는 다공성 실리카 입자인 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머는 상기 세라믹 입자에 코팅되는 것을 특징으로 하는 바인더 조성물.
  11. 분리막에 있어서,
    상기 분리막은 기재층과 상기 기재층의 적어도 하나의 표면에 설치된 코팅층을 포함하며, 상기 코팅층은 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 의한 바인더 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막.
  12. 이차전지에 있어서,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 의한 바인더 조성물 및/또는 제11항에 의한 분리막을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 배터리모듈에 있어서,
    제12항에 의한 이차전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리모듈.
  14. 배터리팩에 있어서,
    제13항에 의한 배터리모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  15. 전기기기에 있어서,
    제12항에 의한 이차전지, 제13항에 의한 배터리모듈 및 제14항에 의한 배터리팩 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기기기.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06145413A (ja) * 1992-11-02 1994-05-24 Nippon Zeon Co Ltd ホットメルト樹脂浸透防止用組成物及び接着芯地
US20140242296A1 (en) * 2013-02-27 2014-08-28 Zeon Corporation Method for producing slurry for heat-resistant layer for lithium ion secondary battery and method for producing electrode for lithium ion secondary battery
KR20180085512A (ko) * 2017-01-19 2018-07-27 주식회사 엘지화학 바인더
JP2019526693A (ja) * 2016-08-17 2019-09-19 四川茵地▲樂▼科技有限公司 アクリロニトリル共重合体バインダー及びリチウムイオン電池におけるその応用
WO2020020856A1 (en) * 2018-07-24 2020-01-30 Fundación Cidetec Eco-friendly aqueous procedure to obtain high voltage cathode for li-ion batteries
KR102084099B1 (ko) * 2018-11-28 2020-03-04 삼성에스디아이 주식회사 내열층 조성물, 이로부터 형성된 내열층을 포함하는 리튬 이차 전지용 분리막 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
WO2021251092A1 (ja) * 2020-06-11 2021-12-16 Dic株式会社 リチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層バインダー用水性樹脂組成物

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06145413A (ja) * 1992-11-02 1994-05-24 Nippon Zeon Co Ltd ホットメルト樹脂浸透防止用組成物及び接着芯地
US20140242296A1 (en) * 2013-02-27 2014-08-28 Zeon Corporation Method for producing slurry for heat-resistant layer for lithium ion secondary battery and method for producing electrode for lithium ion secondary battery
JP2019526693A (ja) * 2016-08-17 2019-09-19 四川茵地▲樂▼科技有限公司 アクリロニトリル共重合体バインダー及びリチウムイオン電池におけるその応用
KR20180085512A (ko) * 2017-01-19 2018-07-27 주식회사 엘지화학 바인더
WO2020020856A1 (en) * 2018-07-24 2020-01-30 Fundación Cidetec Eco-friendly aqueous procedure to obtain high voltage cathode for li-ion batteries
KR102084099B1 (ko) * 2018-11-28 2020-03-04 삼성에스디아이 주식회사 내열층 조성물, 이로부터 형성된 내열층을 포함하는 리튬 이차 전지용 분리막 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
WO2021251092A1 (ja) * 2020-06-11 2021-12-16 Dic株式会社 リチウムイオン二次電池セパレータ耐熱層バインダー用水性樹脂組成物

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