KR20240057370A - 고분자 접착층을 구비하는 분리막의 제조방법, 이로부터 형성된 고분자 접착층 구비 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자 - Google Patents

고분자 접착층을 구비하는 분리막의 제조방법, 이로부터 형성된 고분자 접착층 구비 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (S1) Tg가 20 °C 이상이며 입도 D50이 300 내지 800 nm인 입자상의 바인더 고분자, 습윤제 및 Tg가 -10 °C 이하이며 입도 D50이 100 내지 200 nm인 입자상의 아크릴계 바인더 고분자를 포함하는 수계 고분자 슬러리를 준비하는 단계; 및 (S2) 상기 수계 고분자 슬러리를 다공성의 폴리올레핀계 다공막의 적어도 일측면에 코팅 및 건조시키는 단계를 포함하는, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법을 개시한다.

Description

고분자 접착층을 구비하는 분리막의 제조방법, 이로부터 형성된 고분자 접착층 구비 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자 {Preparation method of Separator having a polymer adhesive layer, a Separator formed therefrom and an electrochemical device comprising the same}
본 발명은 고분자 접착층을 구비하는 분리막의 제조방법, 이로부터 형성된 고분자 접착층 구비 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자에 대한 것이다.
리튬 이차전지와 같은 전기화학소자는 통상적으로 양극/분리막/음극/전해액을 기본으로 구성되어 화학에너지와 전기에너지가 가역적으로 변환되면서 충방전이 가능한 에너지 밀도가 높은 에너지 저장체로, 휴대폰, 노트북 등의 소형 전자 장비에 폭넓게 사용된다. 최근에는 환경문제, 고유가, 에너지 효율 및 저장을 위한 대응으로 복합 전기 자동차(전기 자동차(hybrid electric vehicles, HEV), 플러그 전기 자동차(Plug-in EV), 전기자전거(e-bike) 및 에너지 저장 시스템(Energy storage system, ESS)으로의 응용이 급속히 확대되고 있다.
이러한 전기화학소자에는 분리막으로서 폴리올레핀계 다공막이 통상적으로 사용된다.
이러한 폴리올레핀계 다공막의 전극에 대한 접착력을 개선하기 위하여 다공막의 표면에 바인더 고분자 입자의 접착층을 형성한 고분자 접착층 구비 분리막이 개발되었다. 입자상의 바인더 고분자 접착층은 분리막의 저항 상승을 최소화하며 폴리올레핀계 다공막의 통기도 저하를 최소화하는데 유용하다.
바인더 고분자 입자의 코팅층은 바인더 고분자 입자를 에탄올이나 물과 같은 수계 용매에 분산시키고 계면활성제와 같은 습윤제를 첨가한 수계 슬러리를 폴리올레핀계 다공막의 일측면 또는 양면에 코팅 및 건조하여 형성한다. 여기서 습윤제는 수계 슬러리가 소수성인 폴리올레핀계 다공막에 잘 코팅되도록 하는 기능을 수행한다.
그러나, 습윤제는 코팅층 형성을 위한 수계 슬러리의 코팅 및 건조 과정에서 폴리올레핀계 다공막의 기공 내부로 침투하여 저항을 상승시키고 통기도를 저하시키는 문제가 있다.
본 발명은 폴리올레핀 다공막 위에 고분자 입자의 접착층을 형성시 코팅성 향상을 위해 습윤제를 사용하는 경우에도 저항과 통기도가 양호한 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전술한 특성을 갖는 고분자 접착층 구비 분리막을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전술한 특성을 갖는 고분자 접착층 구비 분리막을 포함하는 전기화학소자를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기 설명에 의해서 이해될 수 있을 것이다. 한편, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에서 기재되는 수단 또는 방법, 및 이의 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 측면은 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법에 대한 것으로서,
(S1) Tg가 20 °C 이상이며 입도 D50이 300 내지 800 nm 인 입자상의 바인더 고분자, 습윤제 및 Tg가 -10 °C 이하이며 입도 D50이 100 내지 200 nm인 입자상의 아크릴계 바인더 고분자를 포함하는 수계 고분자 슬러리를 준비하는 단계; 및
(S2) 상기 수계 고분자 슬러리를 다공성의 폴리올레핀계 다공막의 적어도 일측면에 코팅 및 건조시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 측면은, 상기 제1 측면에 있어서, 상기 입자상의 바인더 고분자의 입도 D50: 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 입도 D50은 2:1 내지 6:1이다.
본 발명의 제3 측면은, 상기 제1 측면 또는 제2 측면에 있어서, 상기 입자상의 바인더 고분자의 입도 D50은 300 내지 600 nm이고, 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 입도 D50은 100 내지 150 nm이다.
본 발명의 제4 측면은, 상기 제1 내지 제3 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 Tg는 -20 °C 이하이다.
본 발명의 제5 측면은, 상기 제1 내지 제4 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 입자상의 바인더 고분자와 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 중량비는 95: 5 내지 97:3이다.
본 발명의 제6 측면은, 상기 제1 내지 제5 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 습윤제의 함량은 상기 입자상의 바인더 고분자와 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%이다.
본 발명의 제7 측면은, 상기 제1 내지 제6 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 입자상의 바인더 고분자는 아크릴계 바인더 고분자, 폴리비닐리덴플루오라이드계 바인더 고분자 또는 이들의 혼합물이다.
본 발명의 제8 측면은, 상기 제7 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리비닐리덴플루오라이드계 바인더 고분자는 비닐리덴플루오라이드의 단독 중합체, 비닐리덴플루오라이드와 다른 중합 가능한 단량체와의 공중합체 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물이다.
본 발명의 제9 측면은, 상기 제1 내지 제8 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자는 탄소수가 1 내지 18인 알킬 그룹을 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트 반복단위를 포함하는 아크릴계 고분자로 이루어진다.
본 발명의 제10 측면은, 상기 제1 내지 제9 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 입자상의 바인더 고분자는 폴리비닐리덴플루오라이드계 바인더 고분자이고, 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자는 탄소수가 1 내지 18인 알킬 그룹을 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트 반복단위를 포함하는 아크릴계 고분자로 이루어진다.
본 발명의 제11 측면은, 상기 제1 내지 제10 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 습윤제는 플루오린계 계면활성제, 실록산계 계면활성제 및 하이드로카본계 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이다.
본 발명의 제12 측면은, 상기 제1 내지 제11 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 수계 고분자 슬러리의 분산매는 물이다.
본 발명의 제13 측면은, 고분자 접착층 구비 분리막에 대한 것으로서,
다공성의 고분자 기재 및 상기 고분자 기재의 적어도 일측면에 형성된 고분자 접착층을 포함하고,
상기 고분자 접착층은 입자상의 바인더 고분자, 비입자상의 바인더 고분자 및 습윤제를 포함하며,
상기 입자상의 바인더 고분자들은 Tg가 20 °C 이상이고, 평균 입경은 300 내지 800 nm이고,
상기 비입자상의 바인더 고분자는 Tg가 -10 °C 이하인 아크릴계 바인더 고분자이다.
본 발명의 제14 측면은, 음극, 양극 및 상기 음극과 양극 사이에 개재된 분리막을 구비하는 전기화학소자에 대한 것으로서,
상기 분리막은 제13측면에 따른 고분자 접착층 구비 분리막이다.
본 발명의 제15 측면은, 상기 제14 측면에 있어서, 상기 전기화학소자는 리튬 이차전지이다.
본 발명의 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법에 따르면, 낮은 Tg를 갖는 입자상의 아크릴계 바인더 고분자가 슬러리 내에서 입자상을 잃고 필름과 같은 형태로 변형되며, 슬러리의 건조과정에서 마이그레이션에 의해 폴리올레핀계 다공막 쪽으로 이동하여 습윤제가 다공막의 기공에 침투하는 현상을 개선한다. 이에 따라, 폴리올레핀 다공막 위에 입자상 바인더 입자의 접착층을 형성시 코팅성 향상을 위해 습윤제를 사용하는 경우에도, 낮은 저항과 양호한 통기도를 갖는 분리막을 제조할 수 있다.
한편 고분자 접착층 내의 입자상 바인더 고분자는 전극에 대한 폴리올레핀계 다공막의 접착력을 개선한다.
첨부된 도면은 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 것으로, 발명의 범위가 이에 국한되는 것은 아니다. 한편, 본 명세서에 수록된 도면에서의 요소의 형상, 크기, 축척 또는 비율 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장될 수 있다.
도 1은 본원 발명의 구체적인 일 실시양태에 따른 고분자 접착층 구비 분리막의 표면을 촬영한 SEM 사진이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 제1 측면에 따른 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법은,
(S1) Tg가 20 °C 이상이며 입도 D50이 300 내지 800 nm인 입자상의 바인더 고분자, 습윤제 및 Tg가 -10 °C 이하이며 입도 D50이 100 내지 200 nm인 입자상의 아크릴계 바인더 고분자를 포함하는 수계 고분자 슬러리를 준비하는 단계; 및
(S2) 상기 수계 고분자 슬러리를 다공성의 폴리올레핀계 다공막의 적어도 일측면에 코팅 및 건조시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 있어서, 입자상의 바인더 고분자 및 입자상의 아크릴계 바인더 고분자는 수계 고분자 슬러리를 제조시 수계 분산매에 입자 형상으로 첨가되는 것을 의미하며, 용매에 용해되거나 또는 용매에 용해되지 않더라도 고분자 접착층 형성시 건조 과정에서 입자상을 잃고 필름과 같은 형태로 변형된 상태에 대하여 정의되는 "비입자상"과는 구별된다. 즉, 본 발명에 있어서, "입자상"은 첨가되는 입자 형상을 실질적으로 동일하게 유지하는 것으로 정의되며, 그 형상은 통상적으로 원형 입자이나 이에 한정되지 않는다.
먼저, Tg가 20 °C 이상이며 입도 D50이 300 내지 800 nm인 입자상의 바인더 고분자, 습윤제 및 Tg가 -10 °C 이하이며 입도 D50이 100 내지 200 nm인 입자상의 아크릴계 바인더 고분자를 포함하는 수계 고분자 슬러리를 준비한다(S1).
입자상의 바인더 고분자는 전극과의 접착력을 향상시키는 역할을 수행하며, 형성되는 고분자 접착층 내에서 입자상을 유지한다. 입자상의 바인더 고분자는 Tg가 20 °C 이상이며, 더욱 구체적으로는 Tg가 30 °C 이상이다. Tg가 20 °C 미만이면 슬러리를 코팅 및 건조시 입자상을 잃을 우려가 있다. 또한, 입자상의 바인더 고분자는 300 내지 800 nm인 입도 D50를 갖는다. 입도 D50이 300 nm 미만이면 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 입도 D50과의 차이가 크지 않아 상호 분리가 원활히 이루어지지 않아 전극에 대한 접착력 저하 및 통기도 저하가 발생할 수 있다. 또한, 입도 D50이 800 nm를 초과하면 불균일한 코팅층을 형성할 수 있으며 그로 인해 전극-분리막 접착력이 구현되지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 측면에서, 입자상의 바인더 고분자의 입도 D50은 구체적으로 300 내지 600 nm일 수 있고, 더욱 구체적으로는 400 내지 600 nm일 수 있다.
입자상의 바인더 고분자는 아크릴계 바인더 고분자, 폴리비닐리덴플루오라이드계 바인더 고분자 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
폴리비닐리덴플루오라이드계 바인더 고분자로는 비닐리덴플루오라이드의 단독 중합체, 비닐리덴플루오라이드와 다른 중합 가능한 단량체와의 공중합체 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
불화비닐리덴과 다른 중합 가능한 단량체로는 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 트리플루오로에틸렌, 클로로 플루오로에틸렌, 1, 2 디플루오로에틸렌, 퍼플루오로(메틸비닐)에테르, 퍼플루오로 (에틸비닐)에테르, 퍼플루오로(프로필비닐)에테르, 더플루오로(1,3 디옥솔), 퍼플루오로(2,2-디메틸-1,3-디옥솔), 트리클로로에틸렌 및 불화비닐로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 특히, 상기 불소계 고분자는 불화비닐리덴과 헥사플루오로프로필렌의 공중합체일 수 있다. 불화비닐리덴과 다른 중합 가능한 단량체의 함량은 공중합체의 1 내지 20 중량%일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
입자상의 바인더 고분자로서 아크릴계 바인더 고분자를 이용할 경우, 탄소수가 1 내지 18인 알킬 그룹을 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트 반복단위를 포함하는 아크릴계 고분자로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 아크릴계 바인더 고분자로는 보다 구체적으로 카르복실산 에스테르를 반복단위로 포함하는 중합체로서 바람직하게는 (메타)아크릴산에스테르일 수 있다. 이러한 (메트)아크릴산에스테르의 구체예로서는, 예를 들면 (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산 n-프로필, (메트)아크릴산 i-프로필, (메트)아크릴산 n-부틸, (메트)아크릴산 i-부틸, (메트)아크릴산 n-아밀, (메트)아크릴산 i-아밀, (메트)아크릴산헥실, (메트)아크릴산시클로헥실, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산 n-옥틸, (메트)아크릴산노닐, (메트)아크릴산데실, (메트)아크릴산히드록시메틸, (메트)아크릴산히드록시에틸, (메트)아크릴산에틸렌글리콜, 디(메트)아크릴산에틸렌글리콜, 디(메트)아크릴산프로필렌글리콜, 트리(메트)아크릴산트리메틸올프로판, 테트라(메트)아크릴산펜타에리트리톨, 헥사(메트)아크릴산디펜타에리트리톨, (메트)아크릴산알릴, 디(메트)아크릴산에틸렌 등을 들 수 있고, 이들 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 이들 중에서, (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸 및 (메트)아크릴산2-에틸헥실로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하고, (메트)아크릴산메틸인 것이 특히 바람직하다.
습윤제는 전술한 조성의 수계 슬러리가 소수성인 폴리올레핀계 다공막에 잘 젖게 되어 코팅성이 개선될 수 있도록 첨가된다. 이러한 습윤제로는 공지의 습윤제를 사용할 수 있는데, 예를 들어 플루오린계 계면활성제, 실록산계 계면활성제, 하이드로카본계 계면활성제를 사용할 수 있으며 플루오린계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
입자상의 아크릴계 바인더 고분자는 Tg가 -10 °C 이하이다. 입자상의 아크릴계 바인더 고분자는 낮은 Tg를 갖으며, 슬러리 내에서 또는 슬러리를 건조시키는 과정에서 입자상을 잃고 첨가된 입자상이 붕괴되어 필름과 같은 형태로 변형되고 슬러리의 건조과정에서 마이그레이션에 의해 폴리올레핀계 다공막 쪽으로 이동하여 습윤제가 다공막의 기공에 침투하는 현상을 개선한다. 이에 따라, 폴리올레핀 다공막 위에 입자상 바인더 입자의 접착층을 형성시 코팅성 향상을 위해 습윤제를 사용하는 경우에도, 낮은 저항과 양호한 통기도를 갖는 분리막을 제조할 수 있다. 구체적으로, 아크릴계인 바인더 고분자의 알킬기가 폴리올레핀계 다공막의 수소기와 상호작용하여 슬러리의 건조과정에서 폴리올레핀계 다공막 쪽으로 이동하고, 습윤제는 아크릴계 바인더 고분자를 둘러싸는 등, 아크릴계인 바인더 고분자의 알킬기와 상호작용하여 습윤제가 폴리올레핀계 다공막의 기공으로 침투하는 양이 저감되는 것으로 추정된다.
입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 Tg가 -10 °C를 초과하면 입자상이 유지될 수 있어 전술한 기능을 수행하지 못할 수 있다. 이러한 측면에서 Tg는 -20 °C 이하인 것이 더욱 바람직하다. 입도 D50은 100 내지 200 nm으로서, 100 nm 미만이면 코팅층 형성시 아크릴계 바인더 고분자가 폴리올레핀 다공막의 기공으로 침투 할 우려가 있으며, 이로 인해 습윤제가 원단 내로 침투하는 현상을 막지 못하는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 입도 D50이 200 nm를 초과하면 입자상의 바인더 고분자의 입도 D50과의 차이가 크지 않아 상호 분리가 원활히 이루어지지 않을 우려가 있어 전극에 대한 접착력 저하 및 통기도 저하가 발생할 수 있다. 이러한 측면에서, 구체적으로 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 입도 D50은 100 내지 180 nm일 수 있고, 더욱 구체적으로는 100 내지 150 nm일 수 있으며, 입자상의 바인더 고분자의 입도 D50: 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 입도 D50은 구체적으로 2:1 내지 6:1일 수 있고, 더욱 구체적으로는 2.5:1 내지 5:1일 수 있다.
입자상의 아크릴계 바인더 고분자로는 탄소수가 1 내지 18인 알킬 그룹을 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트 반복단위를 포함하는 아크릴계 고분자로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 아크릴계 바인더 고분자로는 보다 구체적으로 카르복실산 에스테르를 반복단위로 포함하는 중합체로서 바람직하게는 (메타)아크릴산에스테르일 수 있다. 이러한 (메트)아크릴산에스테르의 구체예로서는, 예를 들면 (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산 n-프로필, (메트)아크릴산 i-프로필, (메트)아크릴산 n-부틸, (메트)아크릴산 i-부틸, (메트)아크릴산 n-아밀, (메트)아크릴산 i-아밀, (메트)아크릴산헥실, (메트)아크릴산시클로헥실, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산 n-옥틸, (메트)아크릴산노닐, (메트)아크릴산데실, (메트)아크릴산히드록시메틸, (메트)아크릴산히드록시에틸, (메트)아크릴산에틸렌글리콜, 디(메트)아크릴산에틸렌글리콜, 디(메트)아크릴산프로필렌글리콜, 트리(메트)아크릴산트리메틸올프로판, 테트라(메트)아크릴산펜타에리트리톨, 헥사(메트)아크릴산디펜타에리트리톨, (메트)아크릴산알릴, 디(메트)아크릴산에틸렌 등을 들 수 있고, 이들 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 이들 중에서, (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸 및 (메트)아크릴산2-에틸헥실로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하고, (메트)아크릴산메틸인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 일 실시양태에 있어서, 입자상의 바인더 고분자는 폴리비닐리덴플루오라이드계 바인더 고분자이고, 입자상의 아크릴계 바인더 고분자는 탄소수가 1 내지 18인 알킬 그룹을 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트 반복단위를 포함하는 아크릴계 고분자로 이루어질 수 있다.
전극과의 접착력과 분리막의 저항 및 통기도를 고려할 때, 상기 입자상의 바인더 고분자와 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 중량비는 예를 들어 95:5 내지 97: 3일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한, 습윤제의 함량은 상기 입자상의 바인더 고분자와 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%일 수 있다.
전술한 성분들 외에 수계 고분자 슬러리에는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한도 내에서 증점제 등을 더 포함할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일 실시양태에 있어서, 상기 수계 고분자 슬러리의 수계 분산매로는 물 및 탄소수 1 내지 5 인 알코올 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어 수계 분산매는 물과 이소프로필 알코올의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 제조 방법에 있어서 수계 분산매를 사용함으로써 바인더 입자들이 분산매에 용해되지 않고 수계 분산매 내에 분산되며, 폴리올레핀계 다공막의 기공 내부로 유입되지 않는다. 특히 수계 분산매로서 물을 이용하면, 방폭설비를 설치할 필요가 없어 경제적이다.
한편, 본 발명의 일 실시양태에 있어서, 상기 수계 고분자 슬러리는 분산매를 제외한 고형분의 농도가 3 wt% 내지 50wt%의 범위를 갖도록 제어되는 것이 바람직하다. 고형분의 농도, 투입하는 바인더 입자들의 평균 입경과 함량비 등을 전술한 범위 내로 조절하는 것이 본 발명의 고분자 접착층을 갖는 분리막을 얻는데 유리하다.
이어서, 준비된 수계 고분자 슬러리를 다공성의 폴리올레핀계 다공막의 적어도 일측면에 코팅 및 건조시킨다(S2).
본 발명의 일 실시양태에 있어서, 코팅 방법으로는 딥(Dip) 코팅, 다이(Die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 콤마(comma) 코팅 또는 이들의 혼합 방식 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따르면 폴리올레핀계 다공막은 음극 및 양극을 전기적으로 절연시켜 단락을 방지하면서 리튬 이온의 이동 경로를 제공할 수 있는 것으로서 통상적으로 전기화학소자의 분리막 기재로 사용 가능한 폴리올레핀 다공막이라면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 이러한 다공막 기재로는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 이들의 혼합물이나 적층체를 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 폴리올레핀계 다공막의 두께는 3㎛ 내지 50 ㎛일 수 있다. 상기 폴리올레핀계 다공막의 범위가 특별히 전술한 범위로 한정되는 것은 아니지만, 두께가 전술한 하한보다 지나치게 얇은 경우에는 기계적 물성이 저하되어 전지 사용 중 분리막이 쉽게 손상될 수 있다. 한편, 폴리올레핀계 다공막에 존재하는 기공 크기 및 기공도 역시 특별히 제한되지 않으나 각각 0.01㎛ 내지 50 ㎛ 및 10 vol% 내지 95 vol%일 수 있다.
코팅된 수계 고분자 슬러리를 건조시키는 과정에서 입자상의 아크릴계 바인더 고분자는 입자상을 잃고 필름과 같은 형태로 변형되고 마이그레이션에 의해 폴리올레핀계 다공막 쪽으로 이동한다. 이에 따라 습윤제가 다공막의 기공에 침투하는 현상을 개선한다. 한편, 입자상의 바인더 고분자는 건조 후에도 입자상을 그대로 유지하며, 접착층의 표층부에 주로 위치하여 전극에 대한 접착력을 개선하는 기능을 수행한다.
이러한 방법으로 제조된 고분자 접착층 구비 분리막은,
다공성의 고분자 기재 및 상기 고분자 기재의 적어도 일측면에 형성된 고분자 접착층을 포함하고,
상기 고분자 접착층은 입자상의 바인더 고분자, 비입자상의 바인더 고분자 및 습윤제를 포함하며,
상기 입자상의 바인더 고분자들은 Tg가 20 °C 이상이고, 평균 입경은 300 내지 800 nm이고,
상기 비입자상의 바인더 고분자는 Tg가 -10 °C 이하인 폴리아크릴계 바인더 고분자이다.
본 발명의 일 측면에 있어서, 형성된 고분자 접착층의 두께는 폴리올레핀 다공막의 어느 한쪽 면에 형성된 것을 기준으로 0.5 내지 3 ㎛일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전술한 고분자 접착층 구비 분리막은 전기화학소자에 적용될 수 있다. 상기 전기화학소자는 음극 및 양극을 포함하며, 상기 음극과 양극 사이에 상기 고분자 접착층 구비 분리막이 개재될 수 있다. 상기 전기화학소자는 전기 화학 반응을 하는 모든 소자를 포함하며, 구체적인 예를 들면, 모든 종류의 1차 전지, 2차 전지, 연료 전지, 태양 전지 또는 캐퍼시터(capacitor) 등이 있다. 특히, 상기 2차 전지 중 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등을 포함하는 리튬 이온 이차 전지가 바람직하다.
본 발명에 따른 구체적인 일 실시양태에 있어서, 상기 전기화학소자는 당 기술 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 본원 발명에 따른 일 실시양태에 따르면 양극과 음극 사이에 전술한 고분자 접착층 구비 분리막을 개재(介在)시키는 방법으로 구성될 수 있다.
즉, 전술한 방법으로 제조된 고분자 접착층 구비 분리막은 음극과 양극 사이에 개재되고 열 및/또는 압력을 가하여 결착시키는 라미네이션 공정에 의해 전극 조립체로 제조된다. 본 발명의 일 실시양태에 있어서, 상기 라미네이션 공정은 한 쌍의 가압 롤러를 포함하는 롤 프레스 장치에 의해서 수행될 수 있다. 즉, 음극, 분리막 및 양극을 순차적으로 적층하고 이를 상기 가압 롤러의 사이에 투입하여 층간 결착을 달성할 수 있다. 이때 상기 라미네이션 공정은 열간 가압의 방법으로 수행될 수 있다.
음극, 분리막 및 양극이 적층되어 조립된 전극 조립체는 전지 케이스에 장입한 후 전해액을 주입함으로써 상기 전기화학소자를 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시양태에 있어서, 상기 전극으로는 특별히 제한되지 않으며, 당업계에 알려진 통상 적인 방법에 따라 전극 활물질을 전극 전류집전체에 접착된 형태로 제조할 수 있다. 상기 전극 활물질 중 양극 활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기 화학 소자의 양극에 사용될 수 있는 통상적인 양극 활물질이 사용가능하며, 특히 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬철산화물 또는 이들의 조합에 의하여 형성되는 복합산화물 등과 같은 리튬흡착물질(lithium intercalation material) 등이 바람직하다. 음극 활물질의 비제한적인 예로는 종래 전기 화학 소자의 음극에 사용될 수 있는 통상적인 음극 활물질이 사용 가능하며, 특히 리튬 금속 또는 리튬 합금, 탄소, 석유코크(petroleum coke), 활성화 탄소(activated carbon), 그래파이트(graphite) 또는 기타 탄소류 등과 같은 리튬 흡착물질 등이 바람직하다. 양극 전류집전체의 비제한적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있으며, 음극 전류집전체의 비제한적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 전해액은 A+B-와 같은 구조의 염으로서, A+는 Li+, Na+, K+와 같은 알칼리 금속 양이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하고 B-는 PF6 -, BF4 -, Cl-, Br-, I-, ClO4 -, AsF6 -, CH3CO2 -, CF3SO3 -, NCF3SO2)2 -, CCF2SO2)3 -와 같은 음이온 또는 이들의 조합으로 이루어진 이온을 포함하는 염이 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC), 디메틸설폭사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 테트라하이드로퓨란, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 에틸메틸카보네이트(EMC), 감마 부티로락톤 (γ-부티로락톤) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 유기 용매에 용해 또는 해리된 것이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전해액 주입은 최종 제품의 제조 공정 및 요구 물성에 따라, 전지 제조 공정 중 적절한 단계에서 행해질 수 있다. 즉, 전지 조립 전 또는 전지 조립 최종 단계 등에서 적용될 수 있다. 본 발명의 전극 조립체를 전지로 적용하는 공정으로는 일반적인 공정인 권취(winding) 이외에도 분리막과 전극의 적층(lamination, stack) 및 접음(folding) 공정이 가능하다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예 1
입자상의 바인더 고분자 [D50: 400 nm, VDF와 HFP가 95:5의 몰비로 중합된 공중합체, Tg: 40 °C)], 입자상의 아크릴계 바인더 고분자[ D50: 150 nm, 에틸 아크릴레이트와 메틸 메타크릴레이트의 공중합체, Tg: -20 °C)] 및 습윤제(플루오린계 계면활성제)를 하기 표 1에 기재된 중량으로 물에 투입하고 분산시켜 수계 고분자 슬러리를 준비하였다.
다음으로 폴리에틸렌 소재의 다공막(통기도 80 sec/100ml, 저항 0.4Ω, 두께 10 μm)를 준비하고 상기 다공막의 표면에 닥터 블레이드를 이용하여 바 코팅의 방법으로 상기 슬러리를 양면 도포하고 heat gun을 이용하여 60 ℃의 열풍으로 건조하여 일면 두께를 기준으로 1 μm인 고분자 접착층을 구비한 분리막을 제조하였다.
실시예 2
하기 표 1에 기재된 조성으로 변화시킨 수계 고분자 슬러리를 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 분리막을 제조하였다.
비교예 1
습윤제를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 분리막을 제조하였다.
비교예 2
입자상의 아크릴계 바인더 고분자를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 분리막을 제조하였다.
비교예 3
입자상의 바인더 고분자의 입도 D50을 200 nm로 변경시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 분리막을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3
함량(wt%) 입자상의 바인더 고분자 8.5
(Tg 40℃, D50 400nm)		 8.5
(Tg 40℃,
D50 600nm)		 8.5
(Tg 40℃,
D50 400nm)		 8.5
(Tg 40℃,
D50 400nm)		 8.5
(Tg 40℃,
D50 200nm)
입자상의 아크릴계 바인더 고분자 3
(Tg -20℃, D50 150nm)		 3
(Tg -20℃,
D50 150nm)		 3
(Tg -20℃,
D50 150nm)		 0 3
(Tg -20℃,
D50 150nm)
습윤제 0.2 0.2 0 0.2 0.2
물성 Wetting 성 ○ ○ X △ △
Peel(gf/15mm) 32 40 X X 5
통기도(sec/100ml) 140 145 100 1200 500
저항(Ω) 0.85 0.8 0.9 3.1 2.8
표 1에서, 웨팅성과 PEEL은 다음과 같이 평가하였다.웨팅성 ○: 다공막에 슬러리를 코팅시 방울이 생기지 않고 다공막 표면에 고루 발림웨팅성 Δ: 다공막에 슬러리를 코팅시 코팅층 중간에 미코팅부가 생기며 액 몰림 현상이 발생함
웨팅성 X: 다공막에 슬러리를 코팅시 슬러리가 다공막 표면에 전혀 발리지 않으며 액 몰림 현상이 발생함
PEEL X: 다공막과 고분자 접착층이 결합되지 못하고 작은 힘에도 벗겨짐
평균 입경 D50의 측정
D50은 입자크기 분포의 50% 기준에서의 입자크기로 정의될 수 있으며, 레이저 회절법(laser diffraction method)을 이용하여 측정하였다.
Tg의 측정
DSC를 이용하여, 25 mg의 시료를 질소 분위기, 상온 내지 300 ℃의 범위에서 승온속도 10 °C/min의 조건하에서 Tg를 측정하였다.
PEEL 측정
각 실시예 및 비교예에서 수득된 분리막을 양면테이프 위에 붙여 시편을 제작하였다. 이때 롤러로 균일하게 부착되게 하였다. 시편의 크기는 1.5cm x 6cm 였다.
상기에서 제조된 각 시편을 상온에서 1시간 동안 방치한 후 접착력을 측정하였다. 접착력은 인장 시험기(UTM 장비)를 이용하여 180°의 각도로 박리하여 측정하였다.

Claims (15)

  1. (S1) Tg가 20 °C 이상이며 입도 D50이 300 내지 800 nm인 입자상의 바인더 고분자, 습윤제 및 Tg가 -10 °C 이하이며 입도 D50이 100 내지 200 nm인 입자상의 아크릴계 바인더 고분자를 포함하는 수계 고분자 슬러리를 준비하는 단계; 및
    (S2) 상기 수계 고분자 슬러리를 다공성의 폴리올레핀계 다공막의 적어도 일측면에 코팅 및 건조시키는 단계를 포함하는, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입자상의 바인더 고분자의 입도 D50: 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 입도 D50은 2:1 내지 6:1인 것인, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 입자상의 바인더 고분자의 입도 D50은 300 내지 600 nm이고, 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 입도 D50은 100 내지 150 nm인, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 Tg는 -20 °C 이하인, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 입자상의 바인더 고분자와 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 중량비는 95:5 내지 97:3인, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 습윤제의 함량은 상기 입자상의 바인더 고분자와 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자의 총 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%인, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 입자상의 바인더 고분자는 아크릴계 바인더 고분자, 폴리비닐리덴플루오라이드계 바인더 고분자 또는 이들의 혼합물인, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 폴리비닐리덴플루오라이드계 바인더 고분자는 비닐리덴플루오라이드의 단독 중합체, 비닐리덴플루오라이드와 다른 중합 가능한 단량체와의 공중합체 또는 이들 중 둘 이상의 혼합물인, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자는 탄소수가 1 내지 18인 알킬 그룹을 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트 반복단위를 포함하는 아크릴계 고분자로 이루어진, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 입자상의 바인더 고분자는 폴리비닐리덴플루오라이드계 바인더 고분자이고, 상기 입자상의 아크릴계 바인더 고분자는 탄소수가 1 내지 18인 알킬 그룹을 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트 반복단위를 포함하는 아크릴계 고분자로 이루어진, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 습윤제는 플루오린계 계면활성제, 실록산계 계면활성제 및 하이드로카본계 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 수계 고분자 슬러리의 분산매는 물인, 고분자 접착층 구비 분리막의 제조방법.
  13. 다공성의 고분자 기재 및 상기 고분자 기재의 적어도 일측면에 형성된 고분자 접착층을 포함하고,
    상기 고분자 접착층은 입자상의 바인더 고분자, 비입자상의 바인더 고분자 및 습윤제를 포함하며,
    상기 입자상의 바인더 고분자들은 Tg가 20 °C 이상이고, 평균 입경은 300 내지 800 nm이고,
    상기 비입자상의 바인더 고분자는 Tg가 -10 °C 이하인 아크릴계 바인더 고분자인,
    고분자 접착층 구비 분리막.
  14. 음극, 양극 및 상기 음극과 양극 사이에 개재된 분리막을 구비하는 전기화학소자에 있어서,
    상기 분리막은 제13항에 따른 고분자 접착층 구비 분리막인, 전기화학소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전기화학소자는 리튬 이차전지인, 전기화학소자.
KR1020230142435A 2022-10-24 2023-10-23 고분자 접착층을 구비하는 분리막의 제조방법, 이로부터 형성된 고분자 접착층 구비 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자 KR20240057370A (ko)

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KR102233770B1 (ko) * 2018-02-01 2021-03-30 삼성에스디아이 주식회사 분리막, 이를 채용한 리튬전지 및 분리막의 제조 방법
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KR102279515B1 (ko) * 2018-09-03 2021-07-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 분리막 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
US20230086309A1 (en) * 2020-02-27 2023-03-23 Lg Energy Solution, Ltd. Separator for lithium secondary battery and method for manufacturing the same
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