KR100615157B1 - Separator for lithium ion polymer battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다공성 폴리에틸렌, 다공성 폴리프로필렌 또는 다공성 폴리에틸렌/폴리프로필렌으로 이루어진 중간막의 양 면에, 고분자 수지, 무기충진제, 아세톤 및 에탄올을 포함하는 조성물을 코팅 및 건조하여 된 다공성 고분자막을 적층하여 된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지용 세퍼레이타를 제공한다. 본 발명에 따른 세퍼레이타를 이용하면, 가소제 추출공정을 생략할 수 있으므로 제조공정이 감소화되고 원가절감 효과가 있다. 그리고 전해액 함침량이 증가되어 전도도가 향상되어 전지 성능이 개선됨과 동시에 침입 강도가 향상되어 전지 관통 성능 시험시 안정성이 증대된다.The present invention is characterized by laminating a porous polymer membrane obtained by coating and drying a composition containing a polymer resin, an inorganic filler, acetone and ethanol on both sides of an interlayer film made of porous polyethylene, porous polypropylene or porous polyethylene / polypropylene. A separator for lithium ion polymer batteries is provided. When the separator according to the present invention is used, the plasticizer extraction step can be omitted, thereby reducing the manufacturing process and reducing the cost. In addition, the electrolyte impregnation amount is increased, the conductivity is improved, the battery performance is improved, and the penetration strength is improved, thereby increasing the stability in the battery penetration performance test.

Description

리튬 이온 폴리머 전지용 세퍼레이타{Separator for lithium ion polymer battery}Separator for lithium ion polymer battery

도 1은 통상적인 리튬 이온 폴리머 전지의 일예를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an example of a conventional lithium ion polymer battery.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

11... 전극조립체 12... 케이스11 ... electrode assembly 12 ... case

13... 전극탭 13'... 연결탭13 ... electrode tab 13 '... connection tab

본 발명은 리튬 이온 폴리머 전지용 세퍼레이타에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 기공 형성을 위한 가소제 추출공정을 생략할 수 있어 제조공정이 단순화되고 제조비용이 절감되어 양산화가 용이한 리튬 이온 폴리머 전지의 세퍼레이타에 관한 것이다.The present invention relates to a separator for a lithium ion polymer battery, and more specifically, a plasticizer extraction process for forming pores can be omitted, thereby simplifying the manufacturing process and reducing the manufacturing cost, thereby making it easier to mass-produce a lithium ion polymer battery. It's about the peretta.

리튬 이온 폴리머 전지는 고체형 전해질을 사용하므로 전해액이 누출될 염려가 적고, 가공성이 우수하여 배터리팩으로 만들 수 있다. 그리고 무게가 가볍고 부피가 적으며 자체 방전율도 아주 작다. 이와 같은 특성으로 말미암아 리튬 이온 폴리머 전지는 리튬 이온 전지에 비하여 안전할 뿐만 아니라 각형 및 대형 전지로 제 작하기가 용이하다. Since the lithium ion polymer battery uses a solid electrolyte, there is little risk of leakage of the electrolyte solution, and excellent workability can be made into a battery pack. It is light in weight, low in volume, and has a very small self-discharge rate. Due to these characteristics, lithium ion polymer batteries are not only safer than lithium ion batteries, but also easy to fabricate in square and large cells.

도 1은 통상적인 리튬 이온 폴리머 전지의 일예를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an example of a conventional lithium ion polymer battery.

이를 참조하면, 이 리튬 이차전지는 캐소드, 애노드 및 세퍼레이터(separator)가 적층되어 이루어진 전극조립체 (11)와, 이 전극조립체 (11)를 감싸서 밀봉하는 케이스 (12)를 구비하여 이루어진다. 그리고 상기 전극조립체 (11)와 외부의 전기적 통로 역할을 하는 전극탭 (13)은 캐소드 및 애노드에 마련된 연결탭(13')에 연결되며, 상기 전극탭 (13)은 케이스 (12) 밖으로 소정 길이 노출된다. Referring to this, the lithium secondary battery includes an electrode assembly 11 formed by stacking a cathode, an anode, and a separator, and a case 12 enclosing and sealing the electrode assembly 11. The electrode tab 13, which serves as an external electrical passage with the electrode assembly 11, is connected to a connection tab 13 ′ provided at the cathode and the anode, and the electrode tab 13 has a predetermined length out of the case 12. Exposed.

상기 전극 조립체에서, 캐소드와 애노드는 각각의 전극 집전체 상부에 각각의 전극 활물질 조성물로 된 활물질층을 라미네이션(lamination)하여 형성하는 것이 통상적이다. 이 때 상기 전극 활물질 조성물은 전극 활물질, 결합제, 도전제, 가소제 및 용매를 함유하고 있고, 용매로는 주로 아세톤을 사용한다. 그리고 캐소드 상부에 세퍼레이타를 라미네이션하고, 애노드 상부에 세퍼레이타를 라미네이션하여 바이셀(bicell) 구조를 형성하는 것이 통상적이다. 여기에서 상기 캐소드, 애노드 및 세퍼레이터는 가소제가 제거, 추출된 공간에 전해액이 함침 된다. In the electrode assembly, the cathode and the anode are typically formed by laminating an active material layer of each electrode active material composition on top of each electrode current collector. At this time, the electrode active material composition contains an electrode active material, a binder, a conductive agent, a plasticizer and a solvent, and acetone is mainly used as the solvent. In addition, the separator is laminated on the cathode and the separator is laminated on the anode to form a bicell structure. Herein, the cathode, the anode, and the separator are impregnated with an electrolyte solution in a space in which the plasticizer is removed and extracted.

세퍼레이타로부터 가소제를 추출하는 과정은 통상적으로 에테르 등의 유기용매에 함침시킴으로써 이루어진다. 그런데, 이와 같이 유기용매를 이용한 가소제 추출공정을 거치는 경우, 추출에 사용되는 용매가 휘발성을 가지고 있어서 취급상의 어려움이 있을 뿐만 아니라 제조공정이 복잡해지고 양산화시키는 경우 추출용매에 사용된 용매를 재활용하는 화학플랜트설비가 요구되는 문제점이 있다. Extraction of the plasticizer from the separator is usually accomplished by impregnation with an organic solvent such as ether. However, when the plasticizer extraction process using the organic solvent is carried out in this way, the solvent used for extraction has a volatility, and there is a difficulty in handling, and when the manufacturing process is complicated and mass-produced, the chemical used to recycle the solvent used in the extraction solvent is used. There is a problem that plant equipment is required.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 강기 문제점을 해결하여 기공 형성을 위한 가소제 추출공정을 생략할 수 있어서 제조공정이 간소화되면서 제조비용이 절감되어 양산화가 용이한 리튬 이온 폴리머 전지의 세퍼레이타를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a separator of a lithium ion polymer battery that can be easily mass-produced by simplifying the manufacturing process by eliminating the plasticizer extraction process for forming pores by solving the steel problem. will be.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 다공성 폴리에틸렌, 다공성 폴리프로필렌 또는 다공성 폴리에틸렌/폴리프로필렌으로 이루어진 중간막의 양 면에, 고분자 수지, 무기충진제, 아세톤 및 에탄올을 포함하는 조성물을 코팅 및 건조하여 된 다공성 고분자막을 적층하여 된 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지용 세퍼레이타를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, in the present invention, the porous film obtained by coating and drying a composition containing a polymer resin, an inorganic filler, acetone and ethanol on both sides of an interlayer film made of porous polyethylene, porous polypropylene or porous polyethylene / polypropylene A separator for a lithium ion polymer battery, characterized by laminating a polymer film.

상기 고분자 수지는 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐리덴-헥사프로필렌 코폴리머,폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile: PAN), 폴리비닐클로라이드, 폴리메틸메타크릴레이트 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다. 그 사용함량은 고형분 총중량을 기준으로 하여 10 내지 95중량%이다.The polymer resin is at least one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride, polyvinylidene-hexapropylene copolymer, polyacrylonitrile (PAN), polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate and derivatives thereof desirable. The use content is 10 to 95% by weight based on the total weight of solids.

본 발명은 다공성 폴리에틸렌, 다공성 폴리프로필렌 또는 다공성 폴리에틸렌/폴리프로필렌 필름으로 된 중간막의 상, 하부에, 다공성 고분자막을 적층하여 제조된 세퍼레이타를 이용한다. 이러한 층구성을 갖는 세퍼레이타는 그 내부에 기공을 형성하기 위한 가소제를 사용하지 않아도 되므로 가소제 추출로 비롯 된 여러 가지 문제점을 미연에 방지할 수 있게 된다. 또한, 세퍼레이타의 전해액 함침능력이 개선되어 이온전도도 특성이 우수하고 침입강도 등의 기계적 특성이 향상되어 전지의 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.The present invention uses a separator produced by laminating a porous polymer film on and under an intermediate film made of porous polyethylene, porous polypropylene, or porous polyethylene / polypropylene film. Separator having such a layer structure does not need to use a plasticizer for forming pores therein, it is possible to prevent various problems caused by plasticizer extraction in advance. In addition, the electrolyte impregnating ability of the separator is improved, and thus the ion conductivity is excellent, and mechanical properties such as penetration strength are improved, thereby improving battery stability.

본 발명에 따른 리튬 이온 폴리머 전지의 세퍼레이타를 제조하는 방법을 살펴보면, 다음과 같다.Looking at the method of manufacturing a separator of a lithium ion polymer battery according to the present invention.

먼저, 다공성 폴리에틸렌 필름, 다공성 폴리프로필렌 필름 또는 다공성 폴리에틸렌/폴리프로필렌 필름의 양 면에 고분자 수지, 무기충진제, 아세톤, 에탄올을 포함하는 다공성 고분자막 형성용 조성물을 코팅 및 건조한다. 이 때 건조과정의 온도는 18 내지 60℃이다. 여기에서 건조과정의 온도가 60℃를 초과하는 경우에는 세퍼레이타 급속건조에 따른 표면요철발생 하며, 18℃ 미만인 경우에는 기공형성을 위한 건조시간이 오래 소요되므로 바람직하지 못하다.First, the porous polyethylene film, the porous polypropylene film or the porous polyethylene / polypropylene film on both sides of the coating and drying the composition for forming a porous polymer film containing a polymer resin, an inorganic filler, acetone, ethanol. At this time, the temperature of the drying process is 18 to 60 ℃. Here, if the temperature of the drying process exceeds 60 ℃ surface irregularities caused by rapid drying of the separator, less than 18 ℃ is not preferable because it takes a long time to dry the pores.

상기 다공성 폴리에틸렌 필름, 다공성 폴리프로필렌 필름 또는 다공성 폴리에틸렌/폴리프로필렌 필름의 두께는 5 내지 40㎛인 것이 바람직하다. 만약 필름의 두께가 40㎛보다 두꺼운 경우에는 내부저항이 증가되고 필름의 두께가 5㎛ 미만인 경우에는 다공성 고분자막 형성용 조성물을 코팅하기가 어렵다는 문제점이 있다. It is preferable that the thickness of the said porous polyethylene film, a porous polypropylene film, or a porous polyethylene / polypropylene film is 5-40 micrometers. If the thickness of the film is thicker than 40㎛ there is a problem that it is difficult to coat the composition for forming a porous polymer film when the internal resistance is increased and the thickness of the film is less than 5㎛.

상기 다공성 폴리에틸렌 필름, 다공성 폴리프로필렌 필름 또는 다공성 폴리에틸렌/폴리프로필렌 필름의 공극율은 30 내지 70%인 것이 바람직하다. 여기에서 다공성 필름의 공극율이 30% 미만인 경우에는 내부저항이 증가되고 70%를 초과하는 경우에는 조성물을 코팅하기가 곤란하므로 바람직하지 못하다. The porosity of the porous polyethylene film, porous polypropylene film or porous polyethylene / polypropylene film is preferably 30 to 70%. In the case where the porosity of the porous film is less than 30%, the internal resistance is increased, and when the porosity is greater than 70%, it is not preferable because it is difficult to coat the composition.

상기 다공성 폴리에틸렌 필름, 다공성 폴리프로필렌 필름 또는 다공성 폴리 에틸렌/폴리프로필렌 필름은 통기성이 우수한데, 소정압력 및 측정면적하에서 규정된 공기량의 측정시간(Gurley라고 함, 측정방법: JIS (P8117))은 10 내지 750초인 것이 적절하다. 그리고 전지의 안정성과 직결되는 인자중의 하나인 침입강도는 300 내지 480g인 것이 바람직하다.The porous polyethylene film, the porous polypropylene film, or the porous polyethylene / polypropylene film has excellent air permeability, and the measurement time of the amount of air defined under a predetermined pressure and measurement area (called Gurley, measuring method: JIS (P8117)) is 10 It is appropriate that it is from 750 seconds. In addition, the penetration strength, which is one of factors directly related to the stability of the battery, is preferably 300 to 480 g.

상기 다공성 고분자막 형성용 조성물에서, 무기충진제는 리튬 이온 폴리머 전지에서 통상적으로 사용되는 것이라면 모두 다 사용가능하다. 구체적인 예로는 실리카, 알루미나, 카올린 등이 있고, 그 사용함량도 통상적인 수준이다. 구체적으로 조성물의 고형분 총중량을 기준으로 하여 5 내지 90중량%이다. 만약 무기 충진제의 함량이 90중량%를 초과하는 경우에는 성형불량으로 인한 평탄한 필름을 얻기 어려우며 5중량% 미만인 경우에는 형성된 홀의 가공시 막힘으로 인해 내부저항이 증가하는 단점으로 바람직하지 못하다.In the composition for forming a porous polymer membrane, any inorganic filler may be used as long as it is commonly used in lithium ion polymer batteries. Specific examples include silica, alumina, kaolin, and the like, and their content is also at a normal level. Specifically, it is 5 to 90% by weight based on the total weight of solids of the composition. If the content of the inorganic filler is more than 90% by weight it is difficult to obtain a flat film due to poor molding, and less than 5% by weight is not preferable because of the disadvantage that the internal resistance increases due to clogging during processing of the formed hole.

그리고 상기 아세톤은 고분자 수지막 형성용 조성물내에서 고분자 수지 등의 성분들을 용해하는 역할을 하고, 에탄올은 고분자 수지막 형성용 조성물을 코팅한 다음 건조하는 과정에서 제거되어 세퍼레이타내에 기공을 형성하는 역할을 한다. 이와 같이 아세톤과 에탄올을 병용함으로써 별도의 가소제를 사용하지 않고서도 세퍼레이타내에 기공을 형성할 수 있게 되는 잇점이 있다. 여기에서 아세톤의 함량은 조성물의 총중량을 기준으로 하여 30 내지 80중량%이다. 그리고 에탄올의 함량은 조성물의 총중량을 기준으로 하여 2 내지 60중량%이다. The acetone serves to dissolve components such as polymer resin in the polymer resin film-forming composition, and ethanol is removed during drying after coating the polymer resin film-forming composition to form pores in the separator. Play a role. By using acetone and ethanol in this way, there is an advantage that pores can be formed in the separator without using a separate plasticizer. Wherein the content of acetone is 30 to 80% by weight, based on the total weight of the composition. And the content of ethanol is 2 to 60% by weight based on the total weight of the composition.

본 발명의 다공성 고분자막 형성용 조성물에서, 고분자 수지의 함량은 아세톤과 에탄올을 제외한 고형분의 총중량을 기준으로 하여 10 내지 95중량%인 것이 바람직하다. 여기에서 고분자 수지의 함량이 95중량%를 초과하는 경우에는 기계적 강도의 저하로 인해 기공이 줄어들게 되고 10중량% 미만인 경우에는 슬러리 점도의 증가와 고분자 수지의 감소로 캐스팅하기가 어려워지므로 바람직하지 못하다.In the composition for forming a porous polymer membrane of the present invention, the content of the polymer resin is preferably 10 to 95% by weight based on the total weight of solids except acetone and ethanol. In the case where the content of the polymer resin is more than 95% by weight, the pore is reduced due to the decrease in mechanical strength, and when the content of the polymer resin is less than 10% by weight, it is not preferable because it is difficult to cast due to the increase of the slurry viscosity and the decrease of the polymer resin.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1><Example 1>

폴리비닐리덴플루오라이드 6g, 실리카 5g, 아세톤 60g 및 에탄올 20g을 혼합하였다. 이어서, 이 혼합물을 두께 10㎛, 공극율 50%의 다공성 폴리에틸렌 필름의 양 면에 코팅한 다음, 25℃에서 건조하여 편면의 두께가 15㎛인 다공성 고분자막을 형성함으로써 세퍼레이타를 제조하였다.6 g polyvinylidene fluoride, 5 g silica, 60 g acetone and 20 g ethanol were mixed. Subsequently, the mixture was coated on both sides of a porous polyethylene film having a thickness of 10 μm and a porosity of 50%, and then dried at 25 ° C. to form a porous polymer membrane having a thickness of 15 μm on one side.

MCMB 200g과 카이나 플렉스 2801(Kynar Flex 2801) 24.6g을 9:1 중량비의 아세톤과 NMP의 혼합용매 221.39g 및 디부틸 프탈레이트 46.2g과 혼합하였다. 이 혼합물에 슈퍼피 10g과 그래파이트 10g 부가하고 나서 이를 충분히 혼합하여 제조하였다.200 g of MCMB and 24.6 g of Kynar Flex 2801 were mixed with 221.39 g of a mixed solvent of acetone and NMP in a 9: 1 weight ratio and 46.2 g of dibutyl phthalate. 10 g of superpies and 10 g of graphite were added to the mixture, followed by sufficient mixing.

상기 조성물을 구리 익스팬디드 메탈의 양면에 스프레이 코팅 및 60℃에서 건조하여 애노드 집전체를 제조하였다.The composition was spray coated on both sides of the copper expanded metal and dried at 60 ° C. to produce an anode current collector.

카이나 플렉스 2801(Kynar Flex 2801) 24.6g을 9:1 중량비의 아세톤과 NMP의 혼합용매 221.39g 및 디부틸 프탈레이트 46.2g과 혼합하였다. 이 혼합물에 슈퍼피 10g과 그래파이트 10과 LiCoO2 200g를 부가하고 나서 이를 충분히 혼합하여 제조하였다.24.6 g of Kynar Flex 2801 was mixed with 221.39 g of a mixed solvent of acetone and NMP in a 9: 1 weight ratio and 46.2 g of dibutyl phthalate. 10 g of SuperP, graphite 10, and 200 g of LiCoO 2 were added to the mixture, followed by sufficient mixing.

상기 조성물을 알루미늄 익스팬디드 메탈의 양면에 스프레이 코팅 및 60℃에서 건조하여 캐소드 집전체를 제조하였다. Spraying the composition on both sides of the aluminum expanded metal and dried at 60 ℃ to prepare a cathode current collector Prepared.

그 후, 상기 세퍼레이타의 양 면에 캐소드와 애노드를 배치시켜 밀착시킨 다음, 이를 소정 크기로 절단하여 바이셀(bicell)을 제조하였다.Thereafter, cathodes and anodes were placed on both sides of the separator to closely contact each other, and then cut into a predetermined size to produce a bicell.

그 후, 얻어진 셀을 진공조건, 50℃의 온도에서 1시간동안 건조하고 나서, 이를 열에 의하여 실링될 수 있는 플라스틱 백에 넣었다. 이후, 아르곤 가스 분위기하에서 상기 결과물에 전해액(Merck사, 1M LiPF6 in EC:DMC:DEC=1:1:1)을 주입함으로써 리튬 이온 폴리머 전지를 완성하였다.Thereafter, the obtained cell was dried for 1 hour at a temperature of 50 ° C. under vacuum, and then placed in a plastic bag that can be sealed by heat. Thereafter, an electrolyte solution (Merck, 1M LiPF 6 in EC: DMC: DEC = 1: 1: 1) was injected into the resultant under argon gas atmosphere to complete a lithium ion polymer battery.

<실시예 2><Example 2>

폴리비닐리덴플루오라이드 대신 폴리비닐클로라이드를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 이온 폴리머 전지를 완성하였다.A lithium ion polymer battery was completed in the same manner as in Example 1, except that polyvinyl chloride was used instead of polyvinylidene fluoride.

<실시예 3><Example 3>

폴리비닐리덴플루오라이드 대신 폴리메틸메타크릴레이트를 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 이온 폴리머 전지를 완성하였다.A lithium ion polymer battery was completed in the same manner as in Example 1, except that polymethylmethacrylate was used instead of polyvinylidene fluoride.

<실시예 4><Example 4>

폴리비닐리덴플루오라이드 대신 PAN을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 이온 폴리머 전지를 완성하였다.A lithium ion polymer battery was completed in the same manner as in Example 1, except that PAN was used instead of polyvinylidene fluoride.

<실시예 5>Example 5

다공성 폴리에틸렌필름 대신 다공성 폴리프로필렌을 사용한 것을 제외하고는,실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 이온 폴리머 전지를 완성하였다.A lithium ion polymer battery was completed in the same manner as in Example 1, except that porous polypropylene was used instead of the porous polyethylene film.

<실시예 6><Example 6>

실리카 대신 알루미나를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 이온 폴리머 전지를 완성하였다.A lithium ion polymer battery was completed in the same manner as in Example 1, except that alumina was used instead of silica.

<비교예 1>Comparative Example 1

MCMB 200g과 카이나 플렉스 2801(Kynar Flex 2801) 24.6g을 9:1 중량비의 아세톤과 NMP의 혼합용매 221.39g 및 디부틸 프탈레이트 46.2g과 혼합하였다. 이 혼합물에 슈퍼피 10g과 그래파이트 10g 부가하고 나서 이를 충분히 혼합하여 제조하였다.200 g of MCMB and 24.6 g of Kynar Flex 2801 were mixed with 221.39 g of a mixed solvent of acetone and NMP in a 9: 1 weight ratio and 46.2 g of dibutyl phthalate. 10 g of superpies and 10 g of graphite were added to the mixture, followed by sufficient mixing.

상기 조성물을 구리 익스팬디드 메탈의 양면에 스프레이 코팅 및 60℃에서 건조하여 애노드 집전체를 제조하였다.The composition was spray coated on both sides of the copper expanded metal and dried at 60 ° C. to produce an anode current collector.

카이나 플렉스 2801(Kynar Flex 2801) 24.6g을 9:1 중량비의 아세톤과 NMP의 혼합용매 221.39g 및 디부틸 프탈레이트 46.2g과 혼합하였다. 이 혼합물에 슈퍼피 10g과 그래파이트 10과 LiCoO2 200g를 부가하고 나서 이를 충분히 혼합하여 제조하였다.24.6 g of Kynar Flex 2801 was mixed with 221.39 g of a mixed solvent of acetone and NMP in a 9: 1 weight ratio and 46.2 g of dibutyl phthalate. 10 g of SuperP, graphite 10, and 200 g of LiCoO 2 were added to the mixture, followed by sufficient mixing.

상기 조성물을 알루미늄 익스팬디드 메탈의 양면에 스프레이 코팅 및 60℃에서 건조하여 캐소드 집전체를 제조하였다. The composition was spray coated on both sides of aluminum expanded metal and dried at 60 ° C. to prepare a cathode current collector.

이와 별도로, 88:12 비닐리덴플루오라이드-헥사프로필렌 코폴리머(Solvay 21216) 6g을 9:1 중량비의 아세톤과 NMP의 혼합용매 80g 및 무기충진제 5g 디부틸 프탈레이트 5g과 혼합하여 세퍼레이타 조성물을 제조하였다.Separately, 6 g of 88:12 vinylidene fluoride-hexapropylene copolymer (Solvay 21216) was mixed with 80 g of a 9: 1 weight ratio of acetone and NMP mixed solvent and 5 g of inorganic filler 5 g dibutyl phthalate to prepare a separator composition. It was.

상기 세퍼레이타 조성물을 상기 PET FILM 편면에 코팅 및 건조하였다. The separator composition was coated and dried on one side of the PET FILM.

이 결과물을 음/양극에 라미네이션 한후 얻어진 전극판을 소정 크기로 절단하여 바이셀(bicell)을 제조하였다.A bicell was manufactured by cutting the resultant electrode plate into a predetermined size after laminating the resultant to the negative / anode.

가소제 추출용매로서 에테르를 이용하여 상기 바이셀로부터 디부틸 프탈레이트를 완전히 제거한 다음, 건조하였다.Dibutyl phthalate was completely removed from the bicell using ether as a plasticizer extraction solvent and then dried.

그 후, 얻어진 셀을 진공조건, 50℃의 온도에서 1시간동안 건조하고 나서, 이를 열에 의하여 실링될 수 있는 플라스틱 백에 넣었다. 이후, 아르곤 가스 분위기하에서 상기 결과물에 전해액(Merck사, 1M LiPF6 in EC:DMC:DEC=1:1:1)을 주입함으로써 리튬 이온 폴리머 전지를 완성하였다.Thereafter, the obtained cell was dried for 1 hour at a temperature of 50 ° C. under vacuum, and then placed in a plastic bag that can be sealed by heat. Thereafter, an electrolyte solution (Merck, 1M LiPF 6 in EC: DMC: DEC = 1: 1: 1) was injected into the resultant under argon gas atmosphere to complete a lithium ion polymer battery.

<비교예 2>Comparative Example 2

세퍼레이타로서 비닐리덴플루오라이드-헥사프로필렌 코폴리머(Solvay 51216) 필름을 이용하고, 디부틸 프탈레이트 추출공정이 없는 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 이온 폴리머 전지를 완성하였다.A lithium ion polymer battery was completed in the same manner as in Comparative Example 1, except that a vinylidene fluoride-hexapropylene copolymer (Solvay 51216) film was used as the separator and there was no dibutyl phthalate extraction step. It was.

<비교예 3>Comparative Example 3

세퍼레이타로서 폴리에틸렌 필름을 이용하고, 디부틸 프탈레이트 추출공정이 없는 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 리튬 이온 폴리머 전지를 완성하였다.A lithium ion polymer battery was completed in the same manner as in Comparative Example 1 except that a polyethylene film was used as the separator and there was no dibutyl phthalate extraction step.

상기 실시예 1-6 및 비교예 1-3에 따라 제조된 리튬 이온 폴리머 전지에 있어서, 세퍼레이타의 전해액 함침량을 비교 분석하였다.In the lithium ion polymer battery prepared according to Examples 1-6 and Comparative Examples 1-3, the electrolyte solution impregnation amount of the separator was analyzed.

그 결과, 상기 비교예 1의 세퍼레이타는 300중량%이고 비교예 2의 세퍼레이타는 110중량%이고, 비교예 3의 세퍼레이타는 120중량%인 데 반하여 실시예 1에 따른 세퍼레이타의 전해액 함침량은 600중량%으로서 전해액 함침량이 비교예 1-3의 경우와 비교하여 현저하게 증가하였다. 이와 같이 전해액 함침량이 증가되면 전기전도도가 향상되어 최종적으로 전지 성능이 향상된다.As a result, the separator of Comparative Example 1 is 300% by weight, the separator of Comparative Example 2 is 110% by weight, and the separator of Comparative Example 3 is 120% by weight, whereas the separator according to Example 1 The amount of electrolyte impregnation of eta was 600% by weight, and the amount of electrolyte impregnation increased remarkably compared with the case of Comparative Examples 1-3. In this way, when the electrolyte solution impregnation amount is increased, the electrical conductivity is improved, and finally the battery performance is improved.

한편, 상기 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 리튬 이온 폴리머 전지에 있어서, 세퍼레이타의 침입강도를 측정하였다. On the other hand, in the lithium ion polymer battery prepared according to Example 1 and Comparative Example 1, the penetration strength of the separator was measured.

측정 결과, 비교예 1의 세퍼레이타는 침입강도가 30∼60g인 데 반하여 실시예 1의 세퍼레이타는 300∼400g으로 전지의 안정성이 향상됨을 확인할 수 있었다.As a result of the measurement, the separator of Comparative Example 1 had a penetration strength of 30 to 60 g, whereas the separator of Example 1 was 300 to 400 g, indicating that the stability of the battery was improved.

본 발명에 따른 세퍼레이타를 이용하면, 가소제 추출공정을 생략할 수 있으므로 제조공정이 감소화되고 원가절감 효과가 있다. 그리고 전해액 함침량이 증가되어 전도도가 향상되어 전지 성능이 개선됨과 동시에 침입 강도가 향상되어 전지 의 안정성이 증대된다.When the separator according to the present invention is used, the plasticizer extraction step can be omitted, thereby reducing the manufacturing process and reducing the cost. In addition, the electrolyte impregnation amount is increased, conductivity is improved, battery performance is improved, and penetration strength is improved, and battery stability is increased.

Claims (6)

다공성 폴리에틸렌, 다공성 폴리프로필렌 또는 다공성 폴리에틸렌/폴리프로필렌으로 이루어진 중간막의 양 면에, 고분자 수지, 무기충진제, 아세톤 및 에탄올을 포함하는 조성물을 코팅 및 건조하여 된 다공성 고분자막을 적층하여 된 리튬 이온 폴리머 전지용 세퍼레이타로서, 상기 고분자 수지가 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐리덴-헥사프로필렌 코폴리머, 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐클로라이드, 폴리메틸메타크릴레이트 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지용 세퍼레이타.Lithium ion polymer battery comprising a porous polymer membrane formed by coating and drying a composition containing a polymer resin, an inorganic filler, acetone, and ethanol on both sides of an interlayer film made of porous polyethylene, porous polypropylene, or porous polyethylene / polypropylene. Wherein the polymer resin is one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride, polyvinylidene-hexapropylene copolymer, polyacrylonitrile, polyvinylchloride, polymethylmethacrylate and derivatives thereof The separator for lithium ion polymer batteries characterized by the above. 제1항에 있어서, 상기 고분자 수지의 사용함량이 조성물의 고형분 총중량을 기준으로 하여 10 내지 95중량%인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지용 세퍼레이타.The separator for lithium ion polymer battery according to claim 1, wherein the use amount of the polymer resin is 10 to 95% by weight based on the total weight of solids of the composition. 제1항에 있어서, 상기 다공성 폴리에틸렌, 다공성 폴리프로필렌 또는 다공성 폴리에틸렌/폴리프로필렌으로 이루어진 중간막의 두께가 5 내지 40㎛이고, 공극율이 30 내지 70%인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지용 세퍼레이타.The separator for lithium ion polymer batteries according to claim 1, wherein the thickness of the intermediate film made of porous polyethylene, porous polypropylene or porous polyethylene / polypropylene is 5 to 40 µm, and the porosity is 30 to 70%. 제1항에 있어서, 상기 중간막 상부 또는 하부에 형성된 다공성 고분자막의 두께가 5 내지 40㎛인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지용 세퍼레이타.The separator for a lithium ion polymer battery according to claim 1, wherein the thickness of the porous polymer film formed on the upper or lower portion of the intermediate film is 5 to 40 µm. 제1항에 있어서, 상기 무기 충진제가 실리카, 알루미나, 카올린으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, The method of claim 1, wherein the inorganic filler is at least one selected from the group consisting of silica, alumina, kaolin, 무기 충진제의 사용함량이 조성물의 고형분 총중량을 기준으로 하여 5 내지 90중량%인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지용 세퍼레이타.Separator for lithium ion polymer batteries, characterized in that the use amount of the inorganic filler is 5 to 90% by weight based on the total weight of solids of the composition. 제1항에 있어서, 상기 아세톤의 함량이 조성물 총중량을 기준으로 하여 30 내지 80중량%이고, 에탄올의 함량이 조성물 총중량을 기준으로 하여 2 내지 60중량%인 것을 특징으로 하는 리튬 이온 폴리머 전지용 세페레이타.According to claim 1, wherein the content of acetone is 30 to 80% by weight based on the total weight of the composition, the content of ethanol is 2 to 60% by weight based on the total weight of the composition, Cefer for lithium ion polymer battery Itha.
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