WO2022097833A1 - Polymer binder suitable for silicon-based and carbon-based negative electrode material for lithium secondary battery and method for manufacturing same - Google Patents

Polymer binder suitable for silicon-based and carbon-based negative electrode material for lithium secondary battery and method for manufacturing same Download PDF

Info

Publication number
WO2022097833A1
WO2022097833A1 PCT/KR2020/018454 KR2020018454W WO2022097833A1 WO 2022097833 A1 WO2022097833 A1 WO 2022097833A1 KR 2020018454 W KR2020018454 W KR 2020018454W WO 2022097833 A1 WO2022097833 A1 WO 2022097833A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polymer binder
polymer
weight
parts
secondary battery
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/018454
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김창준
지대훈
김일한
김지윤
Original Assignee
(주)뉴테크엘아이비
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020200170610A external-priority patent/KR102540488B1/en
Application filed by (주)뉴테크엘아이비 filed Critical (주)뉴테크엘아이비
Publication of WO2022097833A1 publication Critical patent/WO2022097833A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/133Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/134Electrodes based on metals, Si or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

The present invention is an invention that is carried out with support from a business provided by Gyeongbuk Technopark foundation (business name "Regulation Free Special Zone Innovation Project (Commercialization Support) Special Zone Business Support", project name "Regulation Free Special Zone Battery Recycling Commercialization Support"). Specifically, the present invention relates to a polymer binder, wherein two or more polymers are formed through crosslinkage, and the crosslinkage comprises an ester linkage. The polymer binder consists of two or more polymers which are formed through crosslinkage, and has conductivity and restorative elasticity. In addition, the polymer binder is manufactured to include copper, thereby having high conductivity.

Description

리튬 이차 전지용 실리콘계 및 탄소계 음극재에 적합한 고분자 바인더 및 이의 제조 방법Polymer binder suitable for silicon-based and carbon-based negative electrode materials for lithium secondary batteries and manufacturing method thereof
본 발명은 리튬 이차 전지용 고분자 바인더 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 두 종류 이상의 수계 고분자가 가교결합을 이루면서 탄성이 증가하여 리튬 이차전지에 적용했을 때 음극활물질의 수복 능력이 향상된다. 또한, 음극 활물질에 사용되는 실리콘 및 탄소와 강한 상호작용을 통해 접착력을 향상시키면서 실리콘의 수축 및 팽창을 억제하여 리튬 이차전지의 충방전 효율, 수명 특성 등을 개선할 수 있다.The present invention relates to a polymer binder for a lithium secondary battery and a method for manufacturing the same. When two or more kinds of water-based polymers are crosslinked to increase elasticity, when applied to a lithium secondary battery, the recovery ability of the negative electrode active material is improved. In addition, it is possible to improve the charging/discharging efficiency and lifespan characteristics of the lithium secondary battery by suppressing contraction and expansion of silicon while improving adhesion through strong interaction with silicon and carbon used in the negative electrode active material.
전자, 통신, 컴퓨터 산업의 급속한 발전에 따라 캠코더, 휴대폰, 노트북 PC 등이 눈부신 발전을 거듭하고 있으며, 휴대용 전자기기들을 구동할 동력원으로서 배터리의 높은 에너지 밀도와 안정적인 출력이 요구되고 있다. 동시에 생산적인 면에서 저렴하면서 간단한 공정도 요구되고 있다. 이러한 배터리 중에서 리튬 이온 배터리는 가장 활발하게 개발되고 있으며 휴대용 전자 장치에 광범위하게 적용되고 있다. With the rapid development of the electronics, communication and computer industries, camcorders, mobile phones, notebook PCs, etc. are making remarkable progress, and high energy density and stable output of batteries are required as power sources to drive portable electronic devices. At the same time, an inexpensive and simple process in terms of productivity is also required. Among these batteries, the lithium ion battery is most actively developed and is widely applied to portable electronic devices.
실리콘의 이론적 용량은 4,200 mAh/g로 리튬 이온 배터리의 음극에 적용할 수 있는 물질들 중 가장 높다. 실리콘은 높은 출력과 가격이 저렴하다는 장점이 있지만, 리튬 이온의 역삽입과 분리에 의해 상변화가 발생하고, 그로 인해 부피가 300% 이상 팽창하는 문제점이 있다. 이로 인해 실리콘 내부의 응력이 균열을 일으켜 구조가 붕괴되는 현상이 일어나게 된다. 실리콘의 이러한 구조 붕괴는 전극의 전자 전달을 막아 전극 내 사용할 수 없는 공간이 발생하고 그 결과 실리콘의 용량 감소 및 수명의 저하가 일어난다. The theoretical capacity of silicon is 4,200 mAh/g, which is the highest among materials applicable to the negative electrode of a lithium-ion battery. Silicon has advantages of high output and low price, but there is a problem in that a phase change occurs due to the reverse insertion and separation of lithium ions, and thus the volume expands by more than 300%. As a result, the stress inside the silicon causes cracks, which causes the structure to collapse. This structural collapse of the silicon blocks electron transfer in the electrode, resulting in an unusable space in the electrode, resulting in a decrease in the capacity and lifespan of the silicon.
한편, 리튬 이차전지에서 사용되는 전극을 제조할 때 사용되는 바인더는 전극 활물질 도전재와 집전체 간의 접착을 하는 역할에 한정되어 왔다. On the other hand, the binder used when manufacturing the electrode used in the lithium secondary battery has been limited to the role of bonding the electrode active material and the current collector.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0033123호에서 고분자 바인더의 제조 방법은 용매에 의해 가교 분해된다고 개시되어 있다. 용매에 의해 가교 분해될 경우, 용매를 처리하기 위해 대기 오염이 발생할 수 있고, 잔류되어있는 용매가 화학반응을 일으켜 이차전지의 성능을 저하시키는 원인이 될 수 있다. Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2017-0033123 discloses that a method for producing a polymer binder is cross-linked and decomposed by a solvent. When cross-linked and decomposed by a solvent, air pollution may occur to process the solvent, and the remaining solvent may cause a chemical reaction to deteriorate the performance of the secondary battery.
[선행기술문헌][Prior art literature]
[특허문헌][Patent Literature]
(특허문헌 0001) 공개특허공보 KR 제10-2017-0033123호(Patent Document 0001) Patent Publication No. KR 10-2017-0033123
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 두 종류 이상의 수계 고분자가 가교 결합으로 형성됨으로써 수복 탄성이 증가되어 이차전지 음극활물질에 적용했을 때, 실리콘 팽창 및 수축에 의한 입자의 탈리를 방지하고 이차전지의 수명을 향상시키는 효과를 달성할 수 있다.The present application is intended to solve the problems of the prior art described above, and when two or more types of water-based polymers are formed by cross-linking to increase recovery elasticity, when applied to a negative active material for a secondary battery, silicon expansion and contraction prevents particle detachment And it is possible to achieve the effect of improving the lifespan of the secondary battery.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 고분자 바인더는 2 종류 이상의 고분자가 가교 결합으로 이루어져 있으며, 상기 가교 결합은 에스테르 결합을 포함한다. In the polymer binder of the present invention for achieving the above technical problem, two or more types of polymers are crosslinked, and the crosslinked includes an ester bond.
상기 고분자는 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아프릴산, 폴리아마이드, 폴리비닐리텐, 폴리아미드이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 고분자를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The polymer may include a polymer selected from the group consisting of polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl acrylic acid, polyamide, polyvinylithene, polyamideimide, polyethylene, polypropylene, and combinations thereof, However, the present invention is not limited thereto.
상기 고분자 바인더는 폴리아크릴산 및 폴리비닐알콜이 가교결합으로 이루어져 있는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The polymer binder may be one in which polyacrylic acid and polyvinyl alcohol are crosslinked, but is not limited thereto.
상기 고분자 바인더는 하기 화학식 1 또는 화학식 2로서 표시되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The polymer binder may be one represented by the following Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2, but is not limited thereto.
[화학식 1][Formula 1]
Figure PCTKR2020018454-appb-img-000001
Figure PCTKR2020018454-appb-img-000001
[화학식 2][Formula 2]
Figure PCTKR2020018454-appb-img-000002
Figure PCTKR2020018454-appb-img-000002
상기 화학식 1 및 2에서, 상기 n 1, n 2 및 m은 각각 독립적으로 10 내지 10,000인 정수인 것이다.In Formulas 1 and 2, n 1 , n 2 and m are each independently an integer of 10 to 10,000.
구리 이온을 더 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. It may further include copper ions, but is not limited thereto.
본원의 고분자 바인더의 제조 방법은 2 종류 이상의 고분자, 시트르산 및 글리세롤을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물을 반응시켜 가교 결합을 형성하는 단계;를 포함한다. The manufacturing method of the polymer binder of the present application comprises the steps of preparing a mixture by mixing two or more types of polymers, citric acid and glycerol; and reacting the mixture to form a crosslink.
상기 혼합물은 구리 화합물을 더 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The mixture may further include a copper compound, but is not limited thereto.
상기 반응은 30℃내지 200℃의 온도 하에서 1시간 내지 6시간동안 이루어지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The reaction may be carried out at a temperature of 30°C to 200°C for 1 hour to 6 hours, but is not limited thereto.
상기 혼합물 100 중량부에 있어서, 상기 고분자 60 중량부 내지 95 중량부, 상기 시트르산 3 중량부 내지 20 중량부, 상기 글리세롤 3 중량부 내지 20 중량부를 혼합하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In 100 parts by weight of the mixture, 60 parts by weight to 95 parts by weight of the polymer, 3 parts by weight to 20 parts by weight of the citric acid, and 3 parts by weight to 20 parts by weight of the glycerol may be mixed, but is not limited thereto.
상기 고분자는 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아프릴산, 폴리아마이드, 폴리비닐리텐, 폴리아미드이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 고분자를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The polymer may include a polymer selected from the group consisting of polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl acrylic acid, polyamide, polyvinylithene, polyamideimide, polyethylene, polypropylene, and combinations thereof, However, the present invention is not limited thereto.
상기 구리 화합물은 Cu(CH 2COO) 2, CuCl 2, Cu(NO 3) 2, CuSO 4, CuSO 4·5H 2O 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The copper compound may include a material selected from the group consisting of Cu(CH 2 COO) 2 , CuCl 2 , Cu(NO 3 ) 2 , CuSO 4 , CuSO 4 ·5H 2 O, and combinations thereof, However, the present invention is not limited thereto.
상기 가교 결합은 에스테르 결합을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The cross-linking may include an ester bond, but is not limited thereto.
본원의 리튬 이차전지는 상기 고분자 바인더를 포함한다. The lithium secondary battery of the present application includes the polymer binder.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary, and should not be construed as limiting the present application. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technology may have the following effects. However, this does not mean that a specific embodiment should include all of the following effects or only the following effects, so the scope of the disclosed technology should not be understood as being limited thereby.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 본원에 따른 고분자 바인더는 두 개 이상의 고분자가 가교 결합으로 이루어져 있어 팽창 및 수축이 자유롭게 가능하여 "스마트 볼"역할을 할 수 있다. 상기 스마트 볼은 상기 리튬이차전지용 음극활물질을 리튬이차전지에 적용하고, 전압을 인가하였을 때, 실리콘이 팽창 후 원래의 모습으로 수축하는 데에 도움을 줄 수 있다. 상기 스마트 볼은 팽창뿐만 아니라 수축 또한 자유롭기 때문에 리튬이차전지의 특성이 가역적으로 나타나 쿨롱 효율 주기성, 충방전 속도, 수명 등이 향상될 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present application, the polymer binder according to the present application is made of two or more polymers cross-linked, so that expansion and contraction are freely possible, so that it can serve as a "smart ball". The smart ball can help in shrinking the silicon to its original shape after expansion when a voltage is applied by applying the negative active material for a lithium secondary battery to a lithium secondary battery. Since the smart ball is not only expandable but also contracted freely, the characteristics of the lithium secondary battery are reversible, so that the coulombic efficiency, periodicity, charge/discharge rate, lifespan, etc. can be improved.
또한, 고분자 바인더는 수계 고분자를 사용하기 때문에 용매로서 물을 사용할 수 있다. 종래의 고분자 바인더를 제조하는 데에는 화학 용매를 사용하기 때문에 상기 용매를 제거하기 위한 공정, 오염이 발생할 수 있고, 상기 용매가 완전히 제거되지 않아 리튬이차전지에 적용했을 때 계속적으로 화학 반응이 일어나 상기 리튬이차전지의 성능을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 하지만, 본원의 고분자 바인더는 물을 사용하기 때문에 별도의 용매를 제거하기 위한 추가 공정 등이 요구되지 않는다.In addition, since the polymer binder uses a water-based polymer, water may be used as a solvent. Since a chemical solvent is used to prepare a conventional polymer binder, a process for removing the solvent and contamination may occur, and the solvent is not completely removed, so that when applied to a lithium secondary battery, a chemical reaction occurs continuously and the lithium This may cause deterioration of the performance of the secondary battery. However, since the polymer binder of the present application uses water, an additional process for removing a separate solvent is not required.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 고분자 바인더의 제조 방법의 순서도이다.1 is a flowchart of a method for manufacturing a polymer binder according to an embodiment of the present application.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In describing each figure, like reference numerals are used for like elements. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. The term “and/or” includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. shouldn't
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is positioned “on”, “on”, “on”, “on”, “under”, “under”, or “under” another member, this means that a member is positioned on the other member. It includes not only the case where they are in contact, but also the case where another member exists between two members.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다. As used herein, the terms "about," "substantially," and the like are used in a sense at or close to the numerical value when the manufacturing and material tolerances inherent in the stated meaning are presented, and to aid in the understanding of the present application. It is used to prevent an unconscionable infringer from using the mentioned disclosure in an unreasonable way. Also, throughout this specification, "step to" or "step to" does not mean "step for".
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination of these" included in the expression of the Markush form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the components described in the expression of the Markush form, and the components It is meant to include one or more selected from the group consisting of.
이하에서는 본원의 리튬이차전지용 고분자 바인더 및 이의 제조방법에 대하여 구현 예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현 예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the polymer binder for a lithium secondary battery of the present application and a method for manufacturing the same will be described in detail with reference to embodiments, examples, and drawings. However, the present application is not limited to these embodiments and examples and drawings.
본원은, 두 개 이상의 고분자가 가교 결합으로 이루어져 있으며, 상기 가교 결합은 에스테르 결합을 포함하는 고분자 바인더에 관한 것이다. The present application relates to a polymer binder in which two or more polymers are cross-linked, and the cross-linkage includes an ester bond.
상기 고분자 바인더는 2 종류 이상의 고분자가 가교 결합으로 이루어져 있으며, 전도성 및 수복 탄성을 가지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The polymer binder may be one in which two or more types of polymers are crosslinked and have conductivity and restorative elasticity, but is not limited thereto.
상기 고분자 바인더는 카르복실기 및 하이드록시기를 갖는 고분자간의 가교 결합으로 생성된 에스테르 결합을 포함하는 것 일 수 있다. The polymer binder may include an ester bond generated by cross-linking between polymers having a carboxyl group and a hydroxyl group.
상기 고분자 바인더는 변형에 의한 높은 기계적 저항성 및 회복 가능한 변형성을 갖는다. The polymer binder has high mechanical resistance and recoverable deformability due to deformation.
상기 고분자 바인더는 두 개 이상의 고분자가 가교 결합으로 이루어져 있어 팽창 및 수축이 자유롭게 가능하여 "스마트 볼"역할을 할 수 있다. The polymer binder is composed of two or more polymers cross-linked so that expansion and contraction are freely possible, thereby serving as a “smart ball”.
상기 스마트 볼은 상기 리튬이차전지용 음극활물질을 리튬이차전지에 적용하고, 전압을 인가하였을 때, 실리콘이 팽창 후 원래의 모습으로 수축하는 데에 도움을 줄 수 있다. 종래에는 리튬이차전지에 사용되는 실리콘의 팽창을 억제하는 연구만을 진행해왔다. 다만, 이 경우에는 실리콘이 팽창되었을 때에 원래의 모습으로 수축하지 못하여 비가역적인 특성을 나타낼 수 있다. 본원은 이러한 문제점을 해결하기 위해 스마트 볼을 적용하였으며, 상기 스마트 볼은 팽창뿐만 아니라 수축 또한 자유롭기 때문에 리튬이차전지의 특성이 가역적으로 나타나 쿨롱 효율 주기성, 충방전 속도, 수명 등이 향상될 수 있다. 또한, 리튬이차전지용 음극활물질간의 전기적 접촉이 향상되어 과도한 팽창으로 인한 파괴, 탈리 등을 방지할 수 있다. The smart ball can help in shrinking the silicon to its original shape after expansion when a voltage is applied by applying the negative active material for a lithium secondary battery to a lithium secondary battery. Conventionally, only research has been conducted to suppress the expansion of silicon used in lithium secondary batteries. However, in this case, when the silicone is expanded, it cannot shrink to its original shape and thus may exhibit irreversible characteristics. The present application has applied a smart ball to solve this problem, and since the smart ball is not only expandable but also contracted freely, the characteristics of the lithium secondary battery are reversible, so that the coulombic efficiency, periodicity, charge/discharge rate, lifespan, etc. can be improved. In addition, the electrical contact between the anode active materials for a lithium secondary battery is improved, so that destruction and detachment due to excessive expansion can be prevented.
나아가, 상기 고분자 바인더는 전도성을 가지기 때문에 리튬이차전지의 효율을 향상시킬 수 있다. Furthermore, since the polymer binder has conductivity, it is possible to improve the efficiency of the lithium secondary battery.
또한, 상기 고분자 바인더는 상업적으로 저렴한 비용으로 제조가 가능하여 공정의 저가화에 용이하다. In addition, the polymer binder can be commercially manufactured at a low cost, so it is easy to reduce the cost of the process.
더욱이, 종래에 사용되는 고분자 바인더는 리튬이차전지에서 사용되는 전극을 제작할 때 사용되는 물질로서, 활물질, 도전재 및 집전체가 서로 잘 붙어 있을 수 있는 역할만을 했을 뿐이다. 반면에, 본원의 고분자 바인더는 접착 역할뿐만 아니라 음극활물질의 팽창을 억제하고 전도성을 향상시키는 역할을 동시에 수행할 수 있다. Moreover, the conventionally used polymer binder is a material used when manufacturing an electrode used in a lithium secondary battery, and only serves to allow the active material, the conductive material, and the current collector to adhere well to each other. On the other hand, the polymer binder of the present application may simultaneously perform a role of suppressing expansion of the anode active material and improving conductivity as well as an adhesion role.
상기 고분자 바인더는 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아프릴산, 폴리아마이드, 폴리비닐리텐, 폴리아미드이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 고분자를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The polymer binder may include a polymer selected from the group consisting of polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl acrylic acid, polyamide, polyvinylithene, polyamideimide, polyethylene, polypropylene, and combinations thereof. , but is not limited thereto.
상기 고분자 바인더는 수계 고분자를 사용하기 때문에 용매로서 물을 사용할 수 있다. 종래의 고분자 바인더를 제조하는 데에는 화학 용매를 사용하기 때문에 상기 용매를 제거하기 위한 공정, 오염이 발생할 수 있고, 상기 용매가 완전히 제거되지 않아 리튬이차전지에 적용했을 때 계속적으로 화학 반응이 일어나 상기 리튬이차전지의 성능을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 하지만, 본원의 고분자 바인더는 물을 사용하기 때문에 별도의 용매를 제거하기 위한 추가 공정 등이 요구되지 않는다. Since the polymer binder uses an aqueous polymer, water may be used as a solvent. Since a chemical solvent is used to prepare a conventional polymer binder, a process for removing the solvent and contamination may occur, and the solvent is not completely removed, so that when applied to a lithium secondary battery, a chemical reaction occurs continuously and the lithium This may cause deterioration of the performance of the secondary battery. However, since the polymer binder of the present application uses water, an additional process for removing a separate solvent is not required.
상기 고분자 바인더는 폴리아크릴산 및 폴리비닐알콜이 가교결합으로 이루어져 있는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The polymer binder may be one in which polyacrylic acid and polyvinyl alcohol are crosslinked, but is not limited thereto.
상기 고분자 바인더 100 중량부에 있어서, 상기 폴리아크릴산 60 내지 95 중량부, 상기 폴리비닐알콜 5 내지 40중량부로 포함되는 것 일 수 있다. In 100 parts by weight of the polymer binder, 60 to 95 parts by weight of the polyacrylic acid and 5 to 40 parts by weight of the polyvinyl alcohol may be included.
상기 고분자 바인더는 하기 화학식 1 또는 화학식 2로서 표시되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The polymer binder may be one represented by the following Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2, but is not limited thereto.
Figure PCTKR2020018454-appb-img-000003
Figure PCTKR2020018454-appb-img-000003
Figure PCTKR2020018454-appb-img-000004
Figure PCTKR2020018454-appb-img-000004
상기 화학식 1 및 2에서, 상기 n 1, n 2 및 m은 각각 독립적으로 10 내지 10,000인 정수인 것이다.In Formulas 1 and 2, n 1 , n 2 and m are each independently an integer of 10 to 10,000.
구리 이온을 더 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. It may further include copper ions, but is not limited thereto.
상기 고분자 바인더는 상기 구리 이온을 더 포함함으로써 전기전도성이 증가되는 것 일 수 있다. The polymer binder may have increased electrical conductivity by further including the copper ions.
상기 구리 이온이 포함됨으로써 전기 전도성이 향상되어, 상기 고분자 바인더를 리튬이차전지에 적용했을 때 용량이 증가할 수 있다. By including the copper ions, electrical conductivity is improved, and when the polymer binder is applied to a lithium secondary battery, the capacity may be increased.
본원은 2 종류 이상의 고분자, 시트르산 및 글리세롤을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물을 반응시켜 가교 결합을 형성하는 단계;를 포함하는 고분자 바인더의 제조 방법에 관한 것이다. The present application includes the steps of preparing a mixture by mixing two or more types of polymers, citric acid and glycerol; and reacting the mixture to form a cross-linkage.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 고분자 바인더의 제조 방법의 순서도이다. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a polymer binder according to an embodiment of the present application.
먼저, 두 개 이상의 고분자, 시트르산 및 글리세롤을 혼합하여 혼합물을 제조한다(S100). First, a mixture is prepared by mixing two or more polymers, citric acid and glycerol (S100).
상기 고분자는 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아프릴산, 폴리아마이드, 폴리비닐리텐, 폴리아미드이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 고분자를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The polymer may include a polymer selected from the group consisting of polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl acrylic acid, polyamide, polyvinylithene, polyamideimide, polyethylene, polypropylene, and combinations thereof, However, the present invention is not limited thereto.
상기 고분자는 물을 용매로 사용했을 때 2wt% 내지 50wt% 농도인 것 일 수 있다. The polymer may have a concentration of 2 wt% to 50 wt% when water is used as a solvent.
상기 고분자 바인더는 상기 실리콘과 강하게 결합할 수 있는 카르복시기 및 하이드록시기를 가지는 두 종류 이상의 수계 바인더를 화학적으로 가교시켜 수복 능력을 가지는 스마트 볼(겔)이 될 수 있다.The polymer binder may be a smart ball (gel) having a repair ability by chemically crosslinking two or more kinds of water-based binders having a carboxyl group and a hydroxyl group capable of strongly bonding with the silicone.
상기 가교 결합은 에스테르 결합을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The cross-linking may include an ester bond, but is not limited thereto.
상기 혼합물은 구리 화합물을 더 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The mixture may further include a copper compound, but is not limited thereto.
상기 구리 화합물은 Cu(CH 2COO) 2, CuCl 2, Cu(NO 3) 2, CuSO 4, CuSO 4·5H 2O 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The copper compound may include a material selected from the group consisting of Cu(CH 2 COO) 2 , CuCl 2 , Cu(NO 3 ) 2 , CuSO 4 , CuSO 4 ·5H 2 O, and combinations thereof, However, the present invention is not limited thereto.
상기 혼합물 100 중량부에 있어서, 상기 고분자 60 중량부 내지 95 중량부, 상기 시트르산 3 중량부 내지 20 중량부, 상기 글리세롤 3 중량부 내지 20 중량부를 혼합하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In 100 parts by weight of the mixture, 60 parts by weight to 95 parts by weight of the polymer, 3 parts by weight to 20 parts by weight of the citric acid, and 3 parts by weight to 20 parts by weight of the glycerol may be mixed, but is not limited thereto.
상기 혼합물 100 중량부에 있어서, 상기 구리 화합물 3 중량부 내지 10 중량부로 혼합하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. In 100 parts by weight of the mixture, 3 to 10 parts by weight of the copper compound may be mixed, but is not limited thereto.
이어서, 상기 혼합물을 반응시켜 가교 결합을 형성한다(S200).Then, the mixture is reacted to form a cross-link (S200).
상기 반응은 30℃내지 200℃의 온도 하에서 1시간 내지 6시간동안 이루어지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The reaction may be carried out at a temperature of 30°C to 200°C for 1 hour to 6 hours, but is not limited thereto.
상기 반응 온도가 30℃ 미만, 반응 시간이 1시간 미만일 경우 상기 가교 결합이 충분히 이루어지지 않을 수 있다. When the reaction temperature is less than 30° C. and the reaction time is less than 1 hour, the crosslinking may not be sufficiently achieved.
본원은 상기 고분자 바인더를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다. The present application relates to a lithium secondary battery including the polymer binder.
상기 리튬 이차전지는 상기 고분자 바인더를 포함함으로써, 쿨롱 효율 주기성, 충방전 속도, 수명 등이 향상될 수 있다.Since the lithium secondary battery includes the polymer binder, coulombic efficiency periodicity, charge/discharge rate, lifespan, etc. may be improved.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail through the following examples, but the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present application.
[실시예 1][Example 1]
먼저, 고형체 고분자 PVA를 탈 이온수에 2:8로 혼합하여 상온에서 RPM150으로 1시간 선행 교반하여 준비하였다. First, the solid polymer PVA was mixed with deionized water at a ratio of 2:8 and stirred at room temperature with RPM150 for 1 hour prior to preparation.
이어서, 고형체 고분자 PAA를 탈 이온수에 2:8로 혼합하여 상온에서 RPM150으로 1시간 선행 교반하여 준비하였다. Then, the solid polymer PAA was mixed with deionized water at a ratio of 2:8 and stirred at room temperature with RPM150 for 1 hour prior to preparation.
이어서, 시트르산:구리 화합물을 8:2로 혼합하여 준비하였다. Then, citric acid: copper compound was prepared by mixing 8:2.
상기 PVA, PAA, 시트르산 및 구리 화합물을 1:8:1로 혼합하고 150℃의 온도에서 2시간동안 반응시켜 고분자 바인더를 제조하였다. A polymer binder was prepared by mixing the PVA, PAA, citric acid and copper compound in a ratio of 1:8:1 and reacting at a temperature of 150° C. for 2 hours.
[평가][evaluation]
상기 실시예 1에서 제조한 고분자 바인더의 집전체와의 접착력을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1로서 나타내었다. The adhesive force of the polymer binder prepared in Example 1 with the current collector was measured, and the results are shown in Table 1 below.
상기 실시예 1의 고분자 바인더를 동박 필름 상에 도포 및 건조하여 고분자 바인더 필름을 수득하였다. 상기 고분자 바인더 필름을 5 mm 간격으로 재단한 뒤, 180° 필 테스트(peel test)를 실시하여 상기 고분자와 상기 동박 간의 접착력을 측정하였다. The polymer binder of Example 1 was applied and dried on a copper foil film to obtain a polymer binder film. After the polymer binder film was cut at intervals of 5 mm, a 180° peel test was performed to measure the adhesive force between the polymer and the copper foil.
고분자 바인더 polymer binder 접착력(gf/mm)Adhesion (gf/mm)
실시예 1Example 1 14.814.8
PVDFPVDF 0.90.9
PAAPAA 10.410.4
상기 표 1에 나타난 결과에 따르면, 산업용 바인더인 PVDF 및 PAA 와 비교했을 때, 접착력이 우수한 것을 확인할 수 있다. According to the results shown in Table 1, it can be confirmed that the adhesive strength is excellent when compared with the industrial binders PVDF and PAA.
상기 실시예 1에서 제조한 고분자 바인더의 음극활물질과의 결착력(cohesion force)을 실험하였다. 상기 실시예 1의 고분자 바인더와 음극활물질 Si-C 혼합 슬러리를 2:8 중량비로 탈이온수와 혼합하여 균일한 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 동박 필름 상에 코팅 건조 및 압연한 후 음극 전극을 수득하였다. 상기 수득된 음극 전극을 1 cm 간격으로 재단한 후 시중의 테이프를 이용하여 180° 필 테스트(peel test)를 실시하고 그 결과를 하기 표 2로서 나타내었다. Cohesion force of the polymer binder prepared in Example 1 with the negative electrode active material was tested. A uniform slurry was prepared by mixing the polymer binder of Example 1 and the Si-C mixed slurry of the negative electrode active material with deionized water at a weight ratio of 2:8. The slurry was coated on a copper foil film, dried and rolled to obtain a negative electrode. After cutting the obtained negative electrode at intervals of 1 cm, a 180° peel test was performed using a commercially available tape, and the results are shown in Table 2 below.
고분자 바인더 polymer binder 접착력(gf/mm)Adhesion (gf/mm)
실시예 1Example 1 1,2371,237
PVDFPVDF 207207
PAAPAA 916916
상기 표 2에 나타난 결과에 따르면, 산업용 바인더인 PVDF 및 PAA 와 비교했을 때, 실시예 1의 고분자 바인더가 음극활물질 과의 결착력이 더욱 우수한 것을 확인할 수 있다.According to the results shown in Table 2, it can be confirmed that the polymer binder of Example 1 has better binding force with the negative electrode active material, compared to PVDF and PAA, which are industrial binders.
상기 실시예 1에서 제조한 고분자 바인더의 전기전도도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 3으로서 나타내었다. 전도성 측정을 위해 상기 바인더를 이형지 상에 10 μm의 두께로 도포한 후 건조하여 바인더 필름을 수득하고 E.C(electro conductivity) 측정기를 사용하여 전도성을 측정하였다. The electrical conductivity of the polymer binder prepared in Example 1 was measured, and the results are shown in Table 3 below. To measure the conductivity, the binder was applied to a thickness of 10 μm on a release paper, dried to obtain a binder film, and conductivity was measured using an E.C (electro conductivity) measuring device.
고분자 바인더 polymer binder 전도성(Ω.M)Conductivity (Ω.M)
실시예 1Example 1 3.47 x 10 -2 3.47 x 10 -2
PVDFPVDF 1.62 x 10 -2 1.62 x 10 -2
PAAPAA 1.01 x 10 -6 1.01 x 10 -6
상기 표 3에 나타난 결과에 따르면, 산업용 바인더인 PVDF 및 PAA 와 비교했을 때, 실시예 1의 고분자 바인더의 전도성이 가장 높은 것을 확인할 수 있다. According to the results shown in Table 3, it can be confirmed that the polymer binder of Example 1 has the highest conductivity as compared to PVDF and PAA, which are industrial binders.
상기 실시예 1에서 제조한 고분자 바인더를 음극 전극에 적용했을 때의 전도성을 측정하였고 그 결과를 하기 표 4로서 나타내었다. 상기 실시예 1의 고분자 바인더와 음극활물질 Si-C 혼합 슬러리를 2:8 중량비로 탈이온수와 혼합하여 균일한 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 동박 필름 상에 코팅 건조 및 압연한 후 음극 전극을 수득하였다. E.C(electro conductivity) 측정기를 사용하여 상기 음극 전극의 전도성을 측정하였다. Conductivity was measured when the polymer binder prepared in Example 1 was applied to the negative electrode, and the results are shown in Table 4 below. A uniform slurry was prepared by mixing the polymer binder of Example 1 and the Si-C mixed slurry of the negative electrode active material with deionized water at a weight ratio of 2:8. The slurry was coated on a copper foil film, dried and rolled to obtain a negative electrode. The conductivity of the negative electrode was measured using an electro conductivity (EC) measuring instrument.
고분자 바인더 polymer binder 전도성(Ω.M)Conductivity (Ω.M)
실시예 1Example 1 4.79x 10 -2 4.79x 10 -2
PVDFPVDF 2.84 x 10 -2 2.84 x 10 -2
PAAPAA 1.61 x 10 -4 1.61 x 10 -4
상기 표 4에 나타난 결과에 따르면, 산업용 바인더인 PVDF 및 PAA 와 비교했을 때, 실시예 1의 고분자 바인더를 음극 전극에 적용했을 때의 전도성이 가장 높은 것을 확인할 수 있다.According to the results shown in Table 4, it can be confirmed that the conductivity is the highest when the polymer binder of Example 1 is applied to the negative electrode, compared to PVDF and PAA, which are industrial binders.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present application is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present application pertains will understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a dispersed form, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present application.

Claims (13)

  1. 2 종류 이상의 고분자가 가교 결합으로 이루어져 있으며, 상기 가교 결합은 에스테르 결합을 포함하는 것인, 고분자 바인더. Two or more types of polymers are cross-linked, and the cross-linked polymer binder includes an ester bond.
  2. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 고분자는 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아프릴산, 폴리아마이드, 폴리비닐리텐, 폴리아미드이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 고분자를 포함하는 것인, 고분자 바인더. .The polymer is a polymer binder that contains a polymer selected from the group consisting of polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl acrylic acid, polyamide, polyvinylithene, polyamideimide, polyethylene, polypropylene, and combinations thereof. . .
  3. 제 2 항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    상기 고분자 바인더는 폴리아크릴산 및 폴리비닐알콜이 가교결합으로 이루어져 있는 것인, 고분자 바인더. The polymer binder is a polymer binder that consists of polyacrylic acid and polyvinyl alcohol cross-linked.
  4. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 고분자 바인더는 하기 화학식 1 또는 화학식 2로서 표시되는 것인, 고분자 바인더: The polymer binder is a polymer binder represented by the following Chemical Formula 1 or Chemical Formula 2:
    [화학식 1][Formula 1]
    Figure PCTKR2020018454-appb-img-000005
    Figure PCTKR2020018454-appb-img-000005
    [화학식 2][Formula 2]
    Figure PCTKR2020018454-appb-img-000006
    Figure PCTKR2020018454-appb-img-000006
    상기 화학식 1 및 2에서, In Formulas 1 and 2,
    상기 n 1, n 2 및 m은 각각 독립적으로 10 내지 10,000인 정수인 것이다. The n 1 , n 2 and m are each independently an integer of 10 to 10,000.
  5. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1,
    구리 이온을 더 포함하는 것인, 고분자 바인더. A polymer binder that further comprises copper ions.
  6. 2 종류 이상의 고분자, 시트르산 및 글리세롤을 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 preparing a mixture by mixing two or more types of polymers, citric acid and glycerol; and
    상기 혼합물을 반응시켜 가교 결합을 형성하는 단계;를 포함하는, 고분자 바인더의 제조 방법. A method of producing a polymer binder, including; forming a crosslink by reacting the mixture.
  7. 제 6 항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 혼합물은 구리 화합물을 더 포함하는 것인, 고분자 바인더의 제조 방법. The mixture further comprises a copper compound, the method for producing a polymer binder.
  8. 제 6 항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 반응은 30℃ 내지 200℃의 온도 하에서 1시간 내지 6시간동안 이루어지는 것인, 고분자 바인더의 제조 방법. The reaction is carried out for 1 hour to 6 hours at a temperature of 30 ℃ to 200 ℃, the method for producing a polymer binder.
  9. 제 6 항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 혼합물 100 중량부에 있어서, 상기 고분자 60 중량부 내지 95 중량부, 상기 시트르산 3 중량부 내지 20 중량부, 상기 글리세롤 3 중량부 내지 20 중량부를 혼합하는 것인, 고분자 바인더의 제조 방법. In 100 parts by weight of the mixture, 60 parts by weight to 95 parts by weight of the polymer, 3 parts by weight to 20 parts by weight of the citric acid, and 3 parts by weight to 20 parts by weight of the glycerol are mixed.
  10. 제 6 항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 고분자는 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아프릴산, 폴리아마이드, 폴리비닐리텐, 폴리아미드이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 고분자를 포함하는 것인, 고분자 바인더의 제조 방법. The polymer is a polymer binder that contains a polymer selected from the group consisting of polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinyl acrylic acid, polyamide, polyvinylithene, polyamideimide, polyethylene, polypropylene, and combinations thereof. manufacturing method.
  11. 제 7 항에 있어서, 8. The method of claim 7,
    상기 구리 화합물은 Cu(CH 2COO) 2, CuCl 2, Cu(NO 3) 2, CuSO 4, CuSO 4·5H 2O 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것인, 고분자 바인더의 제조 방법. The copper compound is Cu(CH 2 COO) 2 , CuCl 2 , Cu(NO 3 ) 2 , CuSO 4 , CuSO 4 ·5H 2 O, and a polymer binder comprising a material selected from the group consisting of combinations thereof manufacturing method.
  12. 제 6 항에 있어서, 7. The method of claim 6,
    상기 가교 결합은 에스테르 결합을 포함하는 것인, 고분자 바인더의 제조 방법. The cross-linking is a method for producing a polymer binder comprising an ester bond.
  13. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 고분자 바인더를 포함하는, 리튬 이차전지.A lithium secondary battery comprising the polymer binder according to any one of claims 1 to 5.
PCT/KR2020/018454 2020-11-03 2020-12-16 Polymer binder suitable for silicon-based and carbon-based negative electrode material for lithium secondary battery and method for manufacturing same WO2022097833A1 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0145437 2020-11-03
KR20200145437 2020-11-03
KR1020200170610A KR102540488B1 (en) 2020-11-03 2020-12-08 Polymeric binders for lithium secondary battery and method for producing the same
KR10-2020-0170610 2020-12-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022097833A1 true WO2022097833A1 (en) 2022-05-12

Family

ID=81457992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/018454 WO2022097833A1 (en) 2020-11-03 2020-12-16 Polymer binder suitable for silicon-based and carbon-based negative electrode material for lithium secondary battery and method for manufacturing same

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2022097833A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090055307A (en) * 2007-11-28 2009-06-02 삼성에스디아이 주식회사 Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same
KR20160040227A (en) * 2013-07-29 2016-04-12 더 펜 스테이트 리서어치 파운데이션 Elastic gel polymer binder for silicon-based anode
US20200058921A1 (en) * 2017-09-18 2020-02-20 Jiangsu Daoying Technology Co., Ltd. Micro-capsule type silicon-carbon composite negative electrode material and preparing method and use thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090055307A (en) * 2007-11-28 2009-06-02 삼성에스디아이 주식회사 Negative electrode for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same
KR20160040227A (en) * 2013-07-29 2016-04-12 더 펜 스테이트 리서어치 파운데이션 Elastic gel polymer binder for silicon-based anode
US20200058921A1 (en) * 2017-09-18 2020-02-20 Jiangsu Daoying Technology Co., Ltd. Micro-capsule type silicon-carbon composite negative electrode material and preparing method and use thereof

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LU, Y. ; WANG, D. ; LI, T. ; ZHAO, X. ; CAO, Y. ; YANG, H. ; DUAN, Y.Y.: "Poly(vinyl alcohol)/poly(acrylic acid) hydrogel coatings for improving electrode-neural tissue interface", BIOMATERIALS, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 30, no. 25, 1 September 2009 (2009-09-01), AMSTERDAM, NL , pages 4143 - 4151, XP026338540, ISSN: 0142-9612, DOI: 10.1016/j.biomaterials.2009.04.030 *
MUHAMMAD FAHEEM AKHTAR;NAZAR MUHAMMAD RANJHA;MUHAMMAD HANIF: "Effect of ethylene glycol dimethacrylate on swelling and on metformin hydrochloride release behavior of chemically crosslinked pH?sensitive acrylic acid?polyvinyl alcohol hydrogel", DARU JOURNAL OF PHARMACEUTICAL SCIENCES, BIOMED CENTRAL LTD, LONDON, UK, vol. 23, no. 1, 19 August 2015 (2015-08-19), London, UK , pages 41, XP021230672, ISSN: 2008-2231, DOI: 10.1186/s40199-015-0123-8 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010016727A2 (en) Method of preparing gel polymer electrolyte secondary battery and gel polymer electrolyte secondary battery
WO2011145871A2 (en) Positive electrode active material, method for preparing same, and lithium secondary battery comprising same
WO2011159083A2 (en) Electrolyte for an electrochemical device, method for preparing same, and electrochemical device comprising same
WO2017146426A1 (en) Composition for gel polymer electrolyte and lithium secondary battery comprising same
WO2016053063A1 (en) Positive electrode active material slurry comprising rubber-based binder and positive electrode produced from same
WO2016053059A1 (en) Positive electrode active material slurry comprising heterogeneous binders and positive electrode produced from same
WO2018182216A9 (en) Multi-layer structured composite electrolyte and secondary battery using same
WO2018088735A1 (en) Anode and method for fabricating same
WO2020159081A1 (en) Press jig comprising magnet and battery module comprising same
WO2019103311A1 (en) Positive electrode for all-solid state lithium-polymer secondary battery, method for manufacturing same, and secondary battery comprising same
WO2022108132A1 (en) Non-carbon nanoparticles/polymer composite nanoparticles, anode comprising same for lithium secondary battery, and manufacturing method for non-carbon nanoparticles/polymer composite nanoparticles
WO2019112323A1 (en) Slurry composition for coating secondary battery separator and secondary battery separator using same
WO2018097455A1 (en) Electrode for secondary battery including electrode protection layer
WO2019135510A1 (en) Separator comprising binders having different glass transition temperatures, and manufacturing method therefor
WO2023022492A1 (en) Cathode for all-solid-state battery, and all-solid-state battery comprising same
WO2015147419A1 (en) Anode mixture for lithium ion secondary battery, method for preparing same, and lithium ion secondary battery having same
WO2019164202A1 (en) Secondary battery capacity recovery method and secondary battery capacity recovery apparatus
WO2021033795A1 (en) Two-dimensional material coating composition comprising graphene, secondary battery separator using same, and manufacturing method therefor
WO2020122459A1 (en) Anode active material for lithium secondary battery and secondary battery comprising same
WO2022097833A1 (en) Polymer binder suitable for silicon-based and carbon-based negative electrode material for lithium secondary battery and method for manufacturing same
WO2024019520A1 (en) Method for preparing conductive polymer urethane-based prepolymer, and conductive polymer urethane-based prepolymer prepared thereby
CN113851656A (en) Negative pole piece and lithium ion battery comprising same
WO2021118330A1 (en) Method for manufacturing secondary battery with improved resistance
WO2020149618A1 (en) Method for preparing negative electrode active material
WO2018124754A1 (en) Anode for lithium metal battery, method for manufacturing same, and lithium metal battery comprising same

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20960931

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20960931

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1