KR102140689B1 - Lithium secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양극, 분리막 및 음극을 포함하는 전극 조립체; 리튬염 및 선형 카보네이트와 환형 카보네이트를 60:40 내지 75:25의 부피비로 포함하는 용매를 포함하는 전해질; 상기 전극 조립체와 상기 전해질이 내장되는 전지 케이스; 및 상기 전극 조립체와 전지 케이스 사이에 점착층과 폴리우레탄을 포함하는 스웰링층을 포함하는 스웰링 테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지에 관한 것이다.The present invention is an electrode assembly comprising an anode, a separator and a cathode; An electrolyte containing a lithium salt and a solvent containing a linear carbonate and a cyclic carbonate in a volume ratio of 60:40 to 75:25; A battery case in which the electrode assembly and the electrolyte are embedded; And it relates to a lithium secondary battery comprising a swelling tape comprising a swelling layer comprising an adhesive layer and a polyurethane between the electrode assembly and the battery case.

Description

리튬이차전지{LITHIUM SECONDARY BATTERY}Lithium secondary battery {LITHIUM SECONDARY BATTERY}

본 발명은 리튬이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to a lithium secondary battery.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다. 대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬이온전지, 리튬이온폴리머전지 등과 같은 리튬이차전지에 대한 수요가 높다.As technology development and demand for mobile devices have increased, the demand for batteries as an energy source has rapidly increased, and accordingly, many studies have been conducted on batteries that can meet various demands. Typically, in the shape of the battery, the demand for a square secondary battery and a pouch-type secondary battery that can be applied to products such as a mobile phone with a thin thickness is high, and in terms of material, a lithium ion battery having high energy density, discharge voltage, and output stability, There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion polymer batteries.

또한, 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극 조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형)형 전극 조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극 조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bicell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극 조립체 등을 들 수 있다. 이들 중 젤리-롤형 전극 조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.In addition, the secondary battery is classified according to the structure of the electrode assembly of the anode/separator/cathode structure, and representatively, a jelly having a structure in which the anodes and cathodes of a long sheet type are wound with a separator interposed therebetween. -Roll (winding type) electrode assembly, a stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of positive and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, and a positive electrode and a negative electrode in a predetermined unit are separated. And stacked/folded electrode assemblies having a structure in which bicells or full cells stacked in an interposed state are wound. Among them, the jelly-roll electrode assembly has advantages of easy manufacturing and high energy density per weight.

특히, 원형전지의 경우, 예를 들면, 전극 조립체를 캔에 수납하고, 전해질을 주입하여 제조할 수 있다. 통상적으로 상기 전극 조립체는 상기 캔에 비하여 작은 사이즈를 가지기 때문에 전극 조립체와 캔의 내벽 사이에는 간극(gap)이 형성된다. 이러한 경우, 캔에 수납되어 있는 전극 조립체는 외부의 진동이나 충격에 의해 캔 내부에서 유동하거나 일정 정도 회전할 수 있는데, 이러한 경우, 예를 들면, 탭의 용접 부위 등이 파손되어 내부 회로가 단선되는 등의 현상에 의하여 전원 무감 현상 등이 발생할 수 있다.Particularly, in the case of a circular battery, for example, an electrode assembly may be stored in a can, and an electrolyte may be injected to manufacture. Typically, the electrode assembly has a smaller size than the can, so a gap is formed between the electrode assembly and the inner wall of the can. In this case, the electrode assembly accommodated in the can may flow inside the can or rotate to a certain degree due to external vibration or impact. In this case, for example, the welding portion of the tab is damaged and the internal circuit is disconnected. Power insensitivity may occur due to a phenomenon such as.

따라서, 이격되어 있는 두 개의 대상의 사이에 존재하는 간극(gap)은 충진될 필요가 있고, 간극을 형성한 상태에서 이격되어 있는 두 대상은 상기 간극의 충진에 의해 고정될 필요가 있다.Therefore, a gap existing between two spaced objects needs to be filled, and two objects spaced apart in the state of forming a gap need to be fixed by filling the gap.

예를 들어, 전극 조립체를 원형의 캔에 수납하여 전지를 제조할 때에는 통상적으로 상기 전극 조립체가 원형의 캔에 비하여 작은 사이즈를 가지기 때문에 전극 조립체와 캔의 내벽 사이에는 간극이 형성된다. 이러한 경우, 캔에 수납되어 있는 전극 조립체는 외부의 진동이나 충격에 의해 캔 내부에서 유동하게 되는데, 이러한 전극 조립체의 유동은 전지의 내부 저항의 증가나 전극 탭의 손상 등을 유발하여 전지의 성능을 크게 저하시킬 수 있어서 상기 간극의 충진 및 전극 조립체의 고정이 필요하다.For example, when the battery is manufactured by storing the electrode assembly in a circular can, a gap is formed between the electrode assembly and the inner wall of the can because the electrode assembly has a smaller size than the circular can. In this case, the electrode assembly accommodated in the can flows inside the can due to external vibration or impact. The flow of the electrode assembly causes an increase in the internal resistance of the battery or damage to the electrode tab, thereby improving the performance of the battery. Since it can be greatly reduced, it is necessary to fill the gap and fix the electrode assembly.

KRKR 2015-01022262015-0102226 AA

본 발명의 목적은 전극 조립체와 전지 케이스 사이에 위치하는 스웰링 테이프가 특정 전해질에서 팽창률이 우수하여, 외부의 강한 충격 및 진동에서도 안전성이 확보되는 리튬이차전지를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a lithium secondary battery in which the swelling tape located between the electrode assembly and the battery case has a high expansion rate in a specific electrolyte, so that safety is secured even from external strong shock and vibration.

본 발명의 목적은 리튬이차전지의 무게 및 크기에 영향을 적게 주면서 안전성은 확보되는 리튬이차전지를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a lithium secondary battery in which safety is secured while having less influence on the weight and size of the lithium secondary battery.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 양극, 분리막 및 음극을 포함하는 전극 조립체; 리튬염 및 선형 카보네이트와 환형 카보네이트를 60:40 내지 75:25의 부피비로 포함하는 용매를 포함하는 전해질; 상기 전극 조립체와 상기 전해질이 내장되는 전지 케이스; 및 상기 전극 조립체와 전지 케이스 사이에 점착층과 폴리우레탄을 포함하는 스웰링층을 포함하는 스웰링 테이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is an electrode assembly comprising an anode, a separator and a cathode; An electrolyte containing a lithium salt and a solvent containing a linear carbonate and a cyclic carbonate in a volume ratio of 60:40 to 75:25; A battery case in which the electrode assembly and the electrolyte are embedded; And it provides a lithium secondary battery comprising a swelling tape comprising a swelling layer comprising an adhesive layer and a polyurethane between the electrode assembly and the battery case.

본 발명의 리튬이차전지는 전극 조립체와 전지 케이스 사이에 위치하는 스웰링 테이프가 특정 전해질과 접촉할 때 팽창률이 우수해져, 내부의 전극 조립체를 효과적으로 보호할 수 있고, 이로 인해 외부의 충격이나 진동이 가해지더라도 최종 생산품인 리튬이차전지의 안전성이 확보되는 이점이 있다.The lithium secondary battery of the present invention has an excellent expansion rate when the swelling tape located between the electrode assembly and the battery case contacts a specific electrolyte, thereby effectively protecting the internal electrode assembly, thereby preventing external shock or vibration. Even if applied, there is an advantage in that the safety of the lithium secondary battery as a final product is secured.

또한 본 발명의 리튬이차전지는 스웰링층 뿐만 아니라 전해질과 접촉할 때 팽창되는 점착층을 포함하는 스웰링 테이프를 전극 조립체와 전지 케이스 사이에 위치시키므로, 전해질과 접촉 전에 스웰링 테이프의 두께가 기존과 같더라도 전해질과 접촉 후의 스웰링 테이프의 팽창률이 월등히 우수하고, 이로 인해 내부의 전극 조립체를 보다 효과적으로 보호할 수 있다. In addition, since the lithium secondary battery of the present invention places a swelling tape including an adhesive layer that expands upon contact with an electrolyte, as well as a swelling layer, between the electrode assembly and the battery case, the thickness of the swelling tape prior to contact with the electrolyte is Even if it is the same, the expansion rate of the swelling tape after contact with the electrolyte is excellent, and thereby the internal electrode assembly can be more effectively protected.

또한 본 발명의 리튬이차전지는 스웰링 테이프의 형상이 하나의 공극을 가지는 틀 형상 또는 다수의 공극을 가지는 그물 형상일 수 있으므로, 같은 무게 및 두께로도 보호할 수 있는 면적이 넓어진다. 이로 인해 리튬이차전지의 무게 및 크기에 영향을 적게 주면서 안전성은 확보되는 이점이 있다.In addition, the lithium secondary battery of the present invention, the shape of the swelling tape may be a frame shape having a single pore or a net shape having a plurality of pores, thereby increasing the area that can be protected with the same weight and thickness. Accordingly, there is an advantage in that safety is secured while having less influence on the weight and size of the lithium secondary battery.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지에 포함되는 스웰링 테이프를 도시한 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지에 스웰링 테이프의 부착 위치를 도시한 것이다.
1 shows a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a swelling tape included in a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 show the attachment position of the swelling tape to the lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid understanding of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 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.The terms or words used in the specification and claims should not be interpreted as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor can appropriately define the concept of terms in order to best describe his or her invention. Based on the principle of being present, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지를 도시한 도면이다.1 is a view showing a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 리튬이차전지는 전극 조립체(100), 전지 케이스(200), 전해질(미도시) 및 스웰링 테이프(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention includes an electrode assembly 100, a battery case 200, an electrolyte (not shown), and a swelling tape 300.

상기 전극 조립체(100)는 양극, 음극 및 분리막을 포함한다. The electrode assembly 100 includes an anode, a cathode, and a separator.

상기 양극은 양극 집전체 및 양극 활물질을 포함할 수 있다. 상기 양극 집전체의 구체적인 예로는 알루미늄, 니켈 또는 이들의 합금 등을 들 수 있다. 상기 양극 활물질은 리튬의 가역적인 인터칼레이션 및 디인터칼레이션이 가능한 화합물로서, 이의 형태는 구형, 다면체, 섬유상, 판상 또는 인편상 등을 들 수 있다. 상기 양극 활물질의 구체적인 예로는 LixCoO2(0.5<x<1.3) 등의 리튬코발트산화물; LixNiO2(0.5<x<1.3) 등의 리튬니켈산화물; Li1 + xMn2 - xO4(0≤x≤0.33), LiMnO3, LiMn2O3, 또는 LixMnO2(0.5<x<1.3) 등의 리튬망간산화물; Li2CuO2 등의 리튬구리산화물; LiFe3O4 등의 리튬철산화물; Li[NixCoyMnz]O2(x+y+z=1, 0<x<1, 0<y<1, 0<z<1) 등의 리튬니켈코발트망간산화물; Li[NixCoyAlz]O2(x+y+z=1, 0<x<1, 0<y<1, 0<z<1) 등의 리튬니켈코발트알루미늄산화물; LiV3O8 등의 리튬바나듐화합물; LiNi1 - xMxO2(M=Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga, 0.01≤x≤0.3) 등의 니켈 사이트형 리튬니켈산화물; LiMn2-xMxO2(M=Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta, 0.01≤x≤0.1) 또는 Li2Mn3MO8(M=Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn) 등의 리튬망간복합산화물; 리튬의 일부가 알칼리토금속이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; V2O5 또는 Cu2V2O7 등의 바나듐산화물; 또는 Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있다.The positive electrode may include a positive electrode current collector and a positive electrode active material. Specific examples of the positive electrode current collector include aluminum, nickel, or alloys thereof. The positive electrode active material is a compound capable of reversible intercalation and deintercalation of lithium, and its form may be spherical, polyhedral, fibrous, plate-like, or scale-like. Specific examples of the positive electrode active material include lithium cobalt oxide such as Li x CoO 2 (0.5<x<1.3); Lithium nickel oxide such as Li x NiO 2 (0.5<x<1.3); Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 - x O 4 (0≤x≤0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , or Li x MnO 2 (0.5<x<1.3); Lithium copper oxide such as Li 2 CuO 2 ; Lithium iron oxide such as LiFe 3 O 4 ; Lithium nickel cobalt manganese oxide such as Li[Ni x Co y Mn z ]O 2 (x+y+z=1, 0<x<1, 0<y<1, 0<z<1)); Lithium nickel cobalt aluminum oxide such as Li[Ni x Co y Al z ]O 2 (x+y+z=1, 0<x<1, 0<y<1, 0<z<1)); Lithium vanadium compounds such as LiV 3 O 8 ; Nickel-site type lithium nickel oxide such as LiNi 1 - x M x O 2 (M=Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, 0.01≤x≤0.3); LiMn 2-x M x O 2 (M=Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta, 0.01≤x≤0.1) or Li 2 Mn 3 MO 8 (M=Fe, Co, Ni, Cu or Zn), etc. Lithium manganese composite oxide; LiMn 2 O 4 in which a part of lithium is substituted with alkaline earth metal ions; Disulfide compounds; Vanadium oxide such as V 2 O 5 or Cu 2 V 2 O 7 ; Or Fe 2 (MoO 4 ) 3 .

상기 음극은 음극 집전체와 음극 활물질을 포함할 수 있다. 상기 음극 집전체의 구체적인 예로는 구리, 금, 니켈 또는 이들의 합금 등을 들 수 있다. 상기 음극 활물질의 구체적인 예로는 경화 탄소(hard carbon) 또는 연화 탄소(soft carbon) 등의 저결정성 탄소; 천연 흑연, 키시흑연(kish graphite), 열분해 탄소(pyrolytic carbon), 액정피치(mesophase pitches), 액정피치계 탄소섬유(mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체(meso-carbon microbeads), 석유 유래의 코크스(petroleum derived cokes) 또는 콜타르 유래의 코크스(coal tar pitch derived cokes) 등의 고결정성 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1 - xMe'yOz(Me= Mn, Fe, Pb 또는 Ge; Me'= Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소 또는 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소 합금; 규소 산화물; 주석 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, GeO, GeO2, Bi2O3, 또는 Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni계 재료; 티타늄 산화물; 또는 리튬 티타늄 산화물 등을 들 수 있고, 이들 중 하나 또는 두 이상의 화합물이 포함될 수 있다.The negative electrode may include a negative electrode current collector and a negative electrode active material. Specific examples of the negative electrode current collector include copper, gold, nickel, or alloys thereof. Specific examples of the negative electrode active material include low crystalline carbon such as hard carbon or soft carbon; Natural graphite, kish graphite, pyrolytic carbon, mesophase pitches, mesophase pitch based carbon fibers, meso-carbon microbeads, derived from petroleum Highly crystalline carbon such as petroleum derived cokes or coal tar pitch derived cokes; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1 - x Me' y O z (Me= Mn, Fe, Pb or Ge; Me' = Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements or halogens in the periodic table, metal composite oxides such as 0<x≤1;1≤y≤3;1≤z≤8); Lithium metal; Lithium alloys; Silicon alloys; Silicon oxide; Tin alloy; Metal oxides such as SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , or Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials; Titanium oxide; Or lithium titanium oxide, and one or more of these compounds may be included.

상기 분리막은 상기 양극과 음극 사이의 단락을 방지하고, 리튬 이온의 이동통로를 제공한다. 상기 분리막은 높은 이온 투과도, 기계적 강도를 가지는 절연성 박막이 이용될 수 있다. 상기 분리막의 구체적인 예로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀계 고분자막 또는 이들의 다중막, 미세다공성 필름, 직포, 또는 부직포 등을 들 수 있다.The separator prevents a short circuit between the positive electrode and the negative electrode, and provides a passage for lithium ions. An insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength may be used as the separator. Specific examples of the separation membrane include polyolefin-based polymer membranes such as polypropylene and polyethylene, or multiple membranes thereof, microporous films, woven fabrics, or nonwoven fabrics.

상기 전극 조립체(100)의 형태는 특별히 한정하지 않으나, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형)형 전극 조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극 조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bicell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극 조립체 등을 들 수 있다. 구체적으로는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 젤리-롤형 전극 조립체일 수 있다.The shape of the electrode assembly 100 is not particularly limited, but the structure is a jelly-roll (winding type) electrode assembly in which a long sheet-shaped positive electrode and a negative electrode are wound in a state in which a separator is interposed, cut in units of a predetermined size. A stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of anodes and cathodes are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, or a bicell or a full cell in which a certain number of anodes and cathodes are stacked with a separator interposed. And a stacked/folded electrode assembly having a structure in which these are wound. Specifically, it may be a jelly-roll electrode assembly that is easy to manufacture and has a high energy density per weight.

상기 전해질(미도시)은 리튬염과 선형 카보네이트와 환형 카보네이트를 포함하는 용매를 포함한다. The electrolyte (not shown) includes a lithium salt and a solvent containing linear carbonate and cyclic carbonate.

상기 리튬염의 음이온의 구체적인 예로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, SCN- 또는 (CF3CF2SO2)2N- 등을 들 수 있다. 이들은 전해질 내에 1종 또는 2종 이상이 포함될 수 있다.Examples of the lithium salt of the anion is F -, Cl -, Br - , I -, NO 3 -, N (CN) 2 -, BF 4 -, ClO 4 -, PF 6 -, (CF 3) 2 PF 4 -, (CF 3) 3 PF 3 -, (CF 3) 4 PF 2 -, (CF 3) 5 PF -, (CF 3) 6 P -, CF 3 SO 3 -, CF 3 CF 2 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (FSO 2) 2 N -, CF 3 CF 2 (CF 3) 2 CO -, (CF 3 SO 2) 2 CH -, (SF 5) 3 C -, (CF 3 SO 2) 3 C -, CF 3 (CF 2) 7 SO 3 - , and the like -, CF 3 CO 2 -, SCN - or (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N. These may include one or two or more types in the electrolyte.

상기 용매의 선형 카보네이트와 환형 카보네이트의 부피비는 60:40 내지 75:25일 수 있고, 구체적으로는 65:35 내지 70:30일 수 있다. 상술한 부피비를 만족하면, 상기 스웰링 테이프(300)의 스웰링층(320)에 포함되는 폴리우레탄이 전해질과 접촉시에 상기 스웰링층(320)의 팽창률이 우수해진다. 또한, 상기 스웰링 테이프(300)의 점착층(310)이 전해질과 접촉시 팽창하는 점착제를 포함한다면, 상술한 부피비를 갖는 용매를 포함하는 전해질과 접촉시 상기 점착층(310)과 상기 스웰링층(320)의 팽창율이 비슷해져 상기 점착층과 상기 스웰링층(320)의 분리를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 팽창율을 구현할 수 있다. 우수한 팽창율로 인해 외부의 충격 및 진동에서도 최종 생산품인 리튬이차전지의 안전성이 확보되어 저항 특성의 변화가 적고 발화의 위험성이 적어진다. 만약, 상기 전해질의 용매에 환형 카보네이트만 포함된다면, 상기 스웰링 테이프의 스웰링층에 포함되는 폴리우레탄뿐만 아니라 점착층도 제대로 팽창되지 않아 상기 전극 조립체를 효과적으로 보호할 수 없다.The volume ratio of the linear carbonate and the cyclic carbonate of the solvent may be 60:40 to 75:25, specifically 65:35 to 70:30. If the above-described volume ratio is satisfied, the expansion rate of the swelling layer 320 becomes excellent when the polyurethane contained in the swelling layer 320 of the swelling tape 300 contacts the electrolyte. In addition, if the adhesive layer 310 of the swelling tape 300 includes an adhesive that expands upon contact with an electrolyte, the adhesive layer 310 and the swelling layer upon contact with an electrolyte containing a solvent having the volume ratio described above The expansion rate of 320 is similar, so that separation of the adhesive layer and the swelling layer 320 can be prevented, and an excellent expansion rate can be realized. Due to the excellent expansion rate, the safety of the lithium secondary battery, which is the final product, is secured even in external shocks and vibrations, so there is little change in resistance characteristics and less risk of ignition. If only the cyclic carbonate is included in the solvent of the electrolyte, not only the polyurethane included in the swelling layer of the swelling tape, but also the adhesive layer is not properly expanded, so that the electrode assembly cannot be effectively protected.

상기 선형 카보네이트는 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트, 메틸이소프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다. 구체적으로는 디메틸 카보네이트일 수 있다.The linear carbonate may be one or two or more selected from the group consisting of dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, methylpropyl carbonate, methylisopropyl carbonate, ethylmethyl carbonate and ethylpropyl carbonate. Specifically, it may be dimethyl carbonate.

상기 환형 카보네이트는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트 및 비닐에틸렌 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다. 구체적으로는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 또는 이들의 조합일 수 있다.The cyclic carbonate may be one or two or more selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, and vinylethylene carbonate. Specifically, it may be ethylene carbonate, propylene carbonate, or a combination thereof.

상기 전지 케이스(200)는 상기 전극 조립체(100)와 전해질(미도시)을 내장한다. 상기 전지 케이스(200)는 특별히 한정하지 않으나, 원형, 각형, 파우치(pouch)형 또는 코인(coin)형 등을 들 수 있고, 구체적으로는 젤리-롤형 전극 조립체를 내장할 수 있는 원형일 수 있다.The battery case 200 houses the electrode assembly 100 and an electrolyte (not shown). The battery case 200 is not particularly limited, and may include a circular shape, a square shape, a pouch shape, a coin shape, and the like, and may specifically be a circular shape in which a jelly-roll electrode assembly can be embedded. .

상기 스웰링 테이프(300)는 상기 전극 조립체(100)와 전지 케이스(200) 사이에 위치하고, 점착층(310)과 폴리우레탄을 포함하는 스웰링층(320)을 포함한다. 상기 스웰링 테이프(300)의 스웰링층(320)인 폴리우레탄이 상술한 바와 같이 선형 카보네이트와 환형 카보네이트가 60:40 내지 75:25의 부피비로 포함된 전해질과 접촉하면 비교적 단시간 내에 우수한 팽창률으로 팽창될 수 있다. 이로 인해 상기 전극 조립체(100)를 효과적으로 보호하여 최종 생산품인 리튬이차전지의 안전성을 확보할 수 있게 한다. 이에 따라, 최종 생산품인 리튬이차전지에 외부의 충격이나 진동이 가해지더라도 저항 특성의 변화가 적고 발화의 위험성이 적어진다.The swelling tape 300 is located between the electrode assembly 100 and the battery case 200, and includes a swelling layer 320 including an adhesive layer 310 and polyurethane. When the polyurethane, which is the swelling layer 320 of the swelling tape 300, is in contact with the electrolyte containing the linear carbonate and the cyclic carbonate in a volume ratio of 60:40 to 75:25 as described above, it expands with excellent expansion rate within a relatively short time. Can be. This effectively protects the electrode assembly 100 to ensure the safety of the final product, a lithium secondary battery. Accordingly, even if external shock or vibration is applied to the final product lithium secondary battery, the change in resistance characteristics is small and the risk of ignition is reduced.

후술할 예정이지만, 상기 점착층(310)에 포함된 점착제의 종류에 따라서, 상기 스웰링층(320)뿐만 아니라 상기 점착층(310)도 상술한 전해질에 접촉하면 팽창될 수 있다. 이에 따라 상기 스웰링 테이프(300)는 기존의 스웰링 테이프과 비교하여 월등히 우수한 팽창률을 구현할 수 있고, 보다 효과적으로 상기 전극 조립체(100)를 보호할 수 있다.Although it will be described later, depending on the type of adhesive included in the adhesive layer 310, the swelling layer 320 as well as the adhesive layer 310 may expand when contacting the electrolyte described above. Accordingly, the swelling tape 300 can realize a superior expansion coefficient compared to the conventional swelling tape, and can more effectively protect the electrode assembly 100.

상기 점착층(310)은 아크릴계 점착제, 우레탄계 점착제, 에폭시계 점착제, 실리콘계 점착제 및 고무계 점착제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다. The adhesive layer 310 may include one or two or more selected from the group consisting of an acrylic adhesive, a urethane adhesive, an epoxy adhesive, a silicone adhesive, and a rubber adhesive.

구체적으로는 상기 점착층(310)은 상기 전해질과의 접촉 전에는 상기 전극 조립체(100) 또는 상기 전지 케이스(200)에 점착되고, 상기 전해질과 접촉하였을 때 상기 스웰링층과 함께 팽창될 수 있는 아크릴계 점착제를 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 점착제는 상기 스웰링층(320)과 함께 팽창되면서 상기 스웰링층(320)과 상기 점착층(310)의 분리를 방지할 수 있으면서 상기 전극 조립체(100)를 효과적으로 보호할 수 있다. 또한, 충·방전 과정에서 발생할 수 있는 상기 전극 조립체(100)의 부피 변화에 영향을 주지 않기 위하여, 상기 아크릴 점착제는 상기 전해질과 접촉시 점착력이 저하되어 상기 스웰링 테이프(300)가 상기 전극 조립체(100)로부터 용이하게 탈리되는 성질을 가질 수도 있다.Specifically, the adhesive layer 310 is an acrylic adhesive that is adhered to the electrode assembly 100 or the battery case 200 before contact with the electrolyte and can be expanded together with the swelling layer when contacted with the electrolyte. It may include. The acrylic pressure-sensitive adhesive can effectively prevent the separation of the swelling layer 320 and the adhesive layer 310 while expanding together with the swelling layer 320 while effectively protecting the electrode assembly 100. In addition, in order not to affect the volume change of the electrode assembly 100 that may occur in the charging and discharging process, the adhesive is lowered when the acrylic adhesive is in contact with the electrolyte so that the swelling tape 300 is the electrode assembly It may have a property that is easily detached from (100).

상기 아크릴계 점착제의 예로는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체, 하기 화학식 1로 표시되는 단량체, 및 가교성 관능기를 포함하는 가교성 단량체로부터 유도된 중합 단위를 가지는 중합체를 들 수 있다.Examples of the acrylic pressure-sensitive adhesive include a polymer having a polymerization unit derived from a (meth)acrylic acid ester monomer, a monomer represented by the following Chemical Formula 1, and a crosslinkable monomer containing a crosslinkable functional group.

<화학식 1><Formula 1>

Figure 112016054792301-pat00001
Figure 112016054792301-pat00001

상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,

R1은 수소 또는 C1 내지 C12의 알킬기이고,R 1 is hydrogen or a C1 to C12 alkyl group,

R2는 C1 내지 C6의 알킬렌기이고,R 2 is a C1 to C6 alkylene group,

R3는 수소, C1 내지 C12의 알킬기, C6 내지 C24의 아릴기 또는 C6 내지 C48의 아릴알킬기이고,R 3 is hydrogen, a C1 to C12 alkyl group, a C6 to C24 aryl group, or a C6 to C48 arylalkyl group,

n은 0이상이다.n is 0 or more.

상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체는 알킬 (메타)아크릴레이트일 수 있고, 구체적으로는 점착제의 응집력이나, 유리전이온도 또는 점착성 등을 고려하여 C1 내지 C14의 알킬 (메타)아크릴레이트일 수 있다. 상기 C1 내지 C14의 알킬 (메타)아크릴레이트의 구체적인 예로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 또는 테트라데실 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.The (meth)acrylic acid ester monomer may be an alkyl (meth)acrylate, and specifically, it may be an alkyl (meth)acrylate of C1 to C14 in consideration of the cohesive force of the pressure-sensitive adhesive, glass transition temperature, or adhesion. Specific examples of the alkyl (meth)acrylate of C1 to C14 are methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl ( Meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, sec-butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, 2-ethylbutyl (meth)acrylate, and n-octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, isononyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate or tetradecyl (meth)acrylate.

한편, 「(메타)아크릴레이트」는 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트를 의미하며, 「(메타)」가 사용된 다른 용어 또한 마찬가지이다.On the other hand, "(meth)acrylate" means acrylate or methacrylate, and the other terms in which "(meth)" is used are also the same.

상기 화학식 1로 표시되는 단량체는 전해질과 친화력이 우수한 단량체이다. 그 이유는 상기 화학식 1로 표시되는 단량체에 포함되는 산소 원자가 높은 전기 음성도를 가지므로, 상기 화학식 1로 표시되는 단량체는 높은 극성을 나타내게 된다. 이에 따라, 상기 화학식 1로 표시되는 단량체를 포함하는 점착층은 극성의 전해질과 높은 친화도를 가지며, 이로 인해 전해질과 접촉시 팽창될 수 있다. The monomer represented by Formula 1 is a monomer having excellent affinity with the electrolyte. The reason is that since the oxygen atom contained in the monomer represented by Formula 1 has a high electronegativity, the monomer represented by Formula 1 exhibits high polarity. Accordingly, the adhesive layer including the monomer represented by Chemical Formula 1 has a high affinity with the polar electrolyte, and thus may expand when contacted with the electrolyte.

상기 화학식 1로 표시되는 단량체는 하기 화학식 2로 표시되는 단량체일 수 있다.The monomer represented by Chemical Formula 1 may be a monomer represented by Chemical Formula 2 below.

<화학식 2><Formula 2>

Figure 112016054792301-pat00002
Figure 112016054792301-pat00002

상기 화학식 2에서In Chemical Formula 2

R1 및 R3의 정의는 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같고,R 1 and R 3 are the same as defined in Formula 1 above,

p + q는 1이상이고,p + q is 1 or more,

p는 0 내지 100이고, q는 0 내지 100이다.p is 0 to 100, and q is 0 to 100.

상기 화학식 1 또는 화학식 2 표시되는 단량체의 구체적인 예로는 메톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 메톡시에톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 에톡시에톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 에톡시트리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜메틸에테르 (메타)아크릴레이트, 에톡시레이티드노닐페놀 (메타)아크릴레이트, 프로폭시레이티드노닐페놀 (메타)아크릴레이트, 에톡시레이티드페놀 (메타)아크릴레이트, 및 폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트을 사용할 수 있으며, 바람직하게는, 메톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 메톡시에톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 에톡시에톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 에톡시트리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 또는 폴리에틸렌글리콜메틸에테르 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.Specific examples of the monomer represented by Formula 1 or Formula 2 include methoxyethyl (meth)acrylate, methoxyethoxyethyl (meth)acrylate, ethoxyethoxyethyl (meth)acrylate, and ethoxytriethylene glycol ( Meta)acrylate, polyethylene glycol (meth)acrylate, polyethylene glycol methyl ether (meth)acrylate, ethoxylated nonylphenol (meth)acrylate, propoxylated nonylphenol (meth)acrylate, ethoxylay Tidphenol (meth)acrylate, and polypropylene glycol (meth)acrylate can be used, preferably methoxyethyl (meth)acrylate, methoxyethoxyethyl (meth)acrylate, ethoxyethoxyethyl (Meth)acrylate, ethoxytriethylene glycol (meth)acrylate, polyethylene glycol (meth)acrylate, or polyethylene glycol methyl ether (meth)acrylate.

상기 가교성 관능기를 포함하는 가교성 단량체는 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 또는 중합체에 포함되는 다른 단량체와 공중합될 수 있고, 공중합된 후에 중합체의 주쇄에 다관능성 가교제와 반응할 수 있는 가교점을 제공할 수 있는 단량체이다. The crosslinkable monomer containing the crosslinkable functional group can be copolymerized with the (meth)acrylic acid ester monomer or other monomers included in the polymer, and after copolymerization, provides a crosslinking point capable of reacting with a polyfunctional crosslinking agent in the main chain of the polymer It is a monomer that can be made.

상기 가교성 관능기는 히드록시기, 카르복실기, 이소시아네이트기, 글리시딜기 또는 아미드기 등일 수 있으며, 경우에 따라서는 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기 등과 같은 광가교성 관능기일 수 있다. 광가교성 관능기의 경우, 상기 공중합성 단량체에 의해 제공된 가교성 관능기에 광가교성 관능기를 가지는 화합물을 반응시켜 도입할 수 있다. The crosslinkable functional group may be a hydroxy group, a carboxyl group, an isocyanate group, a glycidyl group or an amide group, and in some cases, a photocrosslinkable functional group such as an acryloyl group or a methacryloyl group. In the case of a photocrosslinkable functional group, it can be introduced by reacting a compound having a photocrosslinkable functional group with a crosslinkable functional group provided by the copolymerizable monomer.

상기 히드록시기를 포함하는 가교성 단량체의 구체적인 예로는 히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 글리세롤 (메타)아크릴레이트 또는 히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.Specific examples of the crosslinkable monomer containing the hydroxy group are hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, hydroxybutyl (meth)acrylate, hydroxyhexyl (meth)acrylate, hydroxy And octyl (meth)acrylate, hydroxyethylene glycol (meth)acrylate, glycerol (meth)acrylate or hydroxypropylene glycol (meth)acrylate.

상기 카르복실기 포함하는 단량체의 구체적인 예로는 (메타)아크릴산, 카르복시에틸 (메타)아크릴레이트, 카르복시펜틸 (메타)아크릴레이트, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 또는 크로톤산 등을 들 수 있다.Specific examples of the monomer containing the carboxyl group include (meth)acrylic acid, carboxyethyl (meth)acrylate, carboxypentyl (meth)acrylate, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid or crotonic acid.

상기 이소시아네이트기를 포함하는 가교성 단량체의 구체적인 예로는 2-이소시아네이토에틸 (메타)아크릴레이트, 1,1-비스(아크릴로일옥시메틸)에틸 이소시아네이트, (메타)아크릴로일옥시 에틸 이소시아네이트, 메타-이소프로페닐-?,?-디메틸벤질이소시아네이트, 메타크릴로일이소시아네이트 또는 알릴 이소시아네이트; 디이소시아네이트 화합물 또는 폴리이소시아네이트 화합물을 (메타)아크릴산 2-히드록시에틸과 반응시켜 얻어지는 아크릴로일 모노이소시아네이트 화합물; 디이소시아네이트 화합물 또는 폴리이소시아네이트 화합물, 폴리올화합물 및 (메타)아크릴산 2-히드록시에틸을 반응시켜 얻어지는 아크릴로일 모노이소시아네이트 화합물 등을 들 수 있다.Specific examples of the crosslinkable monomer containing the isocyanate group include 2-isocyanatoethyl (meth)acrylate, 1,1-bis(acryloyloxymethyl)ethyl isocyanate, (meth)acryloyloxy ethyl isocyanate, Meta-isopropenyl-?,?-dimethylbenzyl isocyanate, methacryloyl isocyanate or allyl isocyanate; An acryloyl monoisocyanate compound obtained by reacting a diisocyanate compound or a polyisocyanate compound with 2-hydroxyethyl (meth)acrylate; And an acryloyl monoisocyanate compound obtained by reacting a diisocyanate compound or a polyisocyanate compound, a polyol compound and 2-hydroxyethyl (meth)acrylate.

상기 글리시딜기를 포함하는 가교성 단량체의 구체적인 예로는 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 에폭시알킬 (메타)아크릴레이트 또는 에폭시시클로헥실메틸 (메타)아크릴레이트와 같은 에폭시시클로알킬알킬 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.Specific examples of the crosslinkable monomer containing the glycidyl group include epoxycycloalkylalkyl (meth)acrylic such as glycidyl (meth)acrylate, epoxyalkyl (meth)acrylate or epoxycyclohexylmethyl (meth)acrylate Rate etc. are mentioned.

상기 아미드기 함유 단량체의 구체적인 예로는 (메타)아크릴아미드, 디에틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, N,N-디메틸(메타)아크릴아미드, N,N-디에틸(메타)아크릴아미드, N,N'-메틸렌비스아크릴아미드, N,N-디메틸아미노프로필아크릴아미드, N,N-디메틸아미노프로필메타크릴아미드, 디아세톤(메타)아크릴아미드, 아미노에틸(메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 또는 N,N-디메틸아미노프로필(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.Specific examples of the amide group-containing monomer include (meth)acrylamide, diethylacrylamide, N-vinylpyrrolidone, N,N-dimethyl(meth)acrylamide, N,N-diethyl(meth)acrylamide, N,N'-methylenebisacrylamide, N,N-dimethylaminopropylacrylamide, N,N-dimethylaminopropylmethacrylamide, diacetone (meth)acrylamide, aminoethyl (meth)acrylate, N,N -Dimethylaminoethyl (meth)acrylate or N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylate.

상기 중합체는 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 100중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 단량체 30중량부 내지 300중량부, 상기 가교성 단량체 0.1중량부 내지 10중량부로 중합된 것일 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 상기 중합체를 포함하는 점착층(310)이 전해질과 접촉할 때에 상기 전극 조립체(100)로부터 탈리되기 충분할 만큼 팽창될 수 있다. 그리고 상기 중합체를 포함하는 점착층(310)이 전해질과 접촉하기 전에는 상기 전극 조립체(100) 또는 상기 전지 케이스(200)와 충분한 점착력을 구현할 수 있다.The polymer may be polymerized with 30 parts by weight to 300 parts by weight of the monomer represented by Formula 1 and 0.1 parts by weight to 10 parts by weight of the crosslinkable monomer with respect to 100 parts by weight of the (meth)acrylic acid ester monomer. If the above-described range is satisfied, the adhesive layer 310 containing the polymer may expand sufficiently to be detached from the electrode assembly 100 when it contacts the electrolyte. In addition, before the adhesive layer 310 including the polymer contacts the electrolyte, sufficient adhesion may be achieved with the electrode assembly 100 or the battery case 200.

상기 중합체는 필요에 따라 다른 기능성 공단량체를 중합된 형태일 수 있다. 상기 다른 기능성 공단량체의 구체적인 예로는 (메타)아크릴아미드, N-부톡시 메틸 (메타)아크릴아미드, N-메틸 (메타)아크릴아미드, (메타)아크릴로니트릴, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐카프로락탐 등의 질소 함유 단량체, 스티렌 또는 메틸 스티렌과 같은 스티렌계 단량체; 글리시딜 (메타)아크릴레이트; 카프로락톤, 또는 비닐 아세테이트와 같은 카르복실산의 비닐 에스테르 등을 들 수 있다.The polymer may be in the form of polymerizing other functional comonomers as required. Specific examples of the other functional comonomer are (meth)acrylamide, N-butoxy methyl (meth)acrylamide, N-methyl (meth)acrylamide, (meth)acrylonitrile, N-vinyl pyrrolidone or N -Nitrogen-containing monomers such as vinyl caprolactam, styrene-based monomers such as styrene or methyl styrene; Glycidyl (meth)acrylate; And vinyl esters of carboxylic acids such as caprolactone or vinyl acetate.

상기 중합체는 다관능성 가교제에 의해 가교된 형태로 상기 점착층(310)에 포함될 수 있다. 상기 다관능성 가교제의 구체적인 예로는 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제, 금속 킬레이트 가교제 또는 광가교제 등을 들 수 있고, 상기 중합체에 존재하는 가교성 관능기의 종류에 따라 적절한 가교제가 선택될 수 있다.The polymer may be included in the adhesive layer 310 in a form crosslinked by a multifunctional crosslinking agent. Specific examples of the multifunctional crosslinking agent include an isocyanate crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, an aziridine crosslinking agent, a metal chelate crosslinking agent, or a photocrosslinking agent, and an appropriate crosslinking agent may be selected according to the type of the crosslinkable functional group present in the polymer.

상기 중합체는 상기 단량체의 혼합물을 용액 중합, 광중합, 괴상 중합, 현탁 중합 또는 유화 중합 등과 같은 중합 공정에 적용하여 제조할 수 있다.The polymer may be prepared by applying a mixture of the monomers to a polymerization process such as solution polymerization, photo polymerization, bulk polymerization, suspension polymerization or emulsion polymerization.

상기 중합체는 중량평균분자량이 300,000g/㏖ 내지 2,500,000g/㏖일 수 있다.The polymer may have a weight average molecular weight of 300,000 g/mol to 2,500,000 g/mol.

상기 스웰링층(320)에 포함되는 폴리우레탄은 중량평균분자량이 90,000g/㏖ 내지 110,000g/㏖일 수 있다. 상술한 범위를 만족하면, 상기 전해질과 접촉시 단시간에 우수한 팽창률로 팽창될 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 점착층(310), 구체적으로는 상기 전해질과 접촉하였을 때 팽창될 수 있는 아크릴계 점착제를 포함하는 점착층(310)과 비슷한 팽창률을 가질 수 있고, 이로 인해 상기 스웰링층(320)과 상기 점착층(310)이 팽창되었을 때에 상기 스웰링층(320)과 상기 점착층(310)의 분리를 방지할 수 있다.The polyurethane included in the swelling layer 320 may have a weight average molecular weight of 90,000 g/mol to 110,000 g/mol. If the above-described range is satisfied, it can be expanded with an excellent expansion rate in a short time upon contact with the electrolyte. In addition, the adhesive layer 310, specifically, may have an expansion rate similar to that of the adhesive layer 310 including an acrylic adhesive that can be expanded when contacted with the electrolyte, and thereby the swelling layer 320 When the adhesive layer 310 is expanded, separation of the swelling layer 320 and the adhesive layer 310 may be prevented.

상기 스웰링층(320)은 전해질과 접촉 전 대비 접촉 후의 넓이 및 두께가 130% 내지 150%로 팽창될 수 있다. 상기 점착층(310)이 전해질과 접촉할 때 팽창되는 점착제를 포함한다면, 상기 점착층(310)이 전해질과 접촉 후에 상기 스웰링층(320)과 동일한 비율로 팽창될 수 있다.The swelling layer 320 may be expanded to a width and thickness of 130% to 150% after contact with the electrolyte before contact. If the adhesive layer 310 includes an adhesive that expands when it contacts the electrolyte, the adhesive layer 310 may expand at the same rate as the swelling layer 320 after contact with the electrolyte.

상기 스웰링 테이프(300)가 전해질과 접촉 전에는, 상기 점착층(310)과 상기 스웰링층(320)의 두께비는 1:1.6 내지 1:2.5일 수 있다. 상기 점착층(310)이 전해질과 접촉 후에도 팽창되지 않는다면, 전해질과 접촉 후의 상기 점착층(310)과 상기 스웰링층(320)의 두께비는 1:2.08 내지 1:3.75일 수 있다. 상기 점착층(310)이 전해질과 접촉 후에 팽창된다면, 상기 점착층(310)과 상기 스웰링층(320)의 두께비는 전해질과 접촉 전과 접촉 후가 동일할 수 있다.Before the swelling tape 300 contacts the electrolyte, the thickness ratio of the adhesive layer 310 and the swelling layer 320 may be 1:1.6 to 1:2.5. If the adhesive layer 310 does not expand even after contact with the electrolyte, the thickness ratio of the adhesive layer 310 and the swelling layer 320 after contact with the electrolyte may be 1:2.08 to 1:3.75. If the adhesive layer 310 expands after contact with the electrolyte, the thickness ratio of the adhesive layer 310 and the swelling layer 320 may be the same before and after contact with the electrolyte.

상술한 범위로 상기 스웰링층(320)과 상기 점착층(310)의 넓이 및 두께가 팽창되어야만, 상기 전극 조립체를 효과적으로 보호할 수 있어, 최종 생산품인 리튬이차전지의 안전성을 확보할 수 있다. 또한, 상기 스웰링 테이프(300)의 팽창과정에서 상기 스웰링층(320)과 상기 점착층(310)의 분리를 방지할 수 있다.When the width and thickness of the swelling layer 320 and the adhesive layer 310 are expanded within the above-described range, the electrode assembly can be effectively protected, thereby ensuring the safety of the final product, a lithium secondary battery. In addition, separation of the swelling layer 320 and the adhesive layer 310 may be prevented during the expansion of the swelling tape 300.

상기 스웰링 테이프(300)는 공극이 없는 판 형상, 하나의 공극을 가지는 틀 형상, 다수의 공극을 가지는 그물 형상일 수 있다.The swelling tape 300 may have a plate shape without voids, a frame shape having one void, and a net shape having a plurality of voids.

상기 틀 형상인 스웰링 테이프(300)는 동일한 크기, 즉 동일한 가로, 세로, 두께를 가지면서 공극이 없는 판 형상의 스웰링 테이프와 비교하여 20부피% 내지 30부피%의 공극률을 가질 수 있다. 상기 스웰링 테이프(300)는 틀 형상 및 공극률로 인해 공극이 없는 스웰링 테이프와 동등 수준으로 외부의 충격이나 진동으로부터 전극 조립체를 보호할 수 있고, 최종 생산품인 리튬이차전지의 무게 및 크기에 영향을 적게 줄 수 있다. 그리고, 상기 스웰링 테이프(300)가 전해질과 접촉 후 팽창되었을 때 상기 스웰링 테이프(300)끼리 겹치게 되어 일부 영역의 두께만 두꺼워지는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 스웰링 테이프(300)가 전해질과 접촉 후 팽창됨으로써 상기 스웰링 테이프(300) 내 공극의 부피가 작아지거나 공극 자체가 사라질 수도 있다.The frame-shaped swelling tape 300 may have a porosity of 20% to 30% by volume compared to a plate-shaped swelling tape having the same size, that is, the same width, length, and thickness, and having no voids. The swelling tape 300 can protect the electrode assembly from external shock or vibration at the same level as the swelling tape without voids due to the mold shape and porosity, and affects the weight and size of the final product lithium secondary battery Can give less. In addition, when the swelling tape 300 is expanded after contact with the electrolyte, the swelling tape 300 overlaps with each other, so that it is possible to prevent a phenomenon in which only the thickness of some regions is thickened. In addition, the volume of the pores in the swelling tape 300 may be reduced or the pores may disappear because the swelling tape 300 expands after contact with the electrolyte.

도 2는 다수의 공극을 가지는 그물 형상의 스웰링 테이프(300)를 도시한 것이다. 2 shows a net-shaped swelling tape 300 having multiple voids.

상기 그물 형상인 스웰링 테이프(300)는 동일한 크기, 즉 동일한 가로, 세로, 두께를 가지면서 공극이 없는 판 형상의 스웰링 테이프와 비교하여 30부피% 내지 50부피%의 공극률을 가질 수 있다. 상기 스웰링 테이프(300)는 그물 형상 및 공극률으로 인해, 같은 무게 및 두께를 가진 기존의 스웰링 테이프보다 넓은 면적을 가질 수 있다. 이로 인해 공극이 없는 스웰링 테이프와 동등 수준으로 외부의 충격이나 진동으로부터 전극 조립체를 보호할 수 있고, 최종 생산품인 리튬이차전지의 무게 및 크기에 영향을 적게 줄 수 있다. 그리고, 상기 스웰링 테이프(300)가 전해질과 접촉 후 팽창되었을 때 상기 스웰링 테이프(300)끼리 겹치게 되어 일부 영역의 두께만 두꺼워지는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 스웰링 테이프(300)가 전해질과 접촉 후 팽창됨으로써 상기 스웰링 테이프(300) 내 공극의 부피가 작아지거나 공극 자체가 사라질 수도 있다.The net-shaped swelling tape 300 may have a porosity of 30% to 50% by volume compared to a plate-shaped swelling tape having the same size, that is, the same width, length, and thickness and no voids. The swelling tape 300 may have a larger area than a conventional swelling tape having the same weight and thickness due to the net shape and porosity. Due to this, the electrode assembly can be protected from external shock or vibration at the same level as the swelling tape without voids, and the weight and size of the lithium secondary battery, which is the final product, can be reduced. In addition, when the swelling tape 300 is expanded after contact with the electrolyte, the swelling tape 300 overlaps with each other, so that it is possible to prevent a phenomenon in which only the thickness of some regions is thickened. In addition, the volume of the pores in the swelling tape 300 may be reduced or the pores may disappear because the swelling tape 300 expands after contact with the electrolyte.

상기 스웰링 테이프(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 전극 조립체(100)의 외주면의 전체에 위치할 수 있다. The swelling tape 300 may be located on the entire outer circumferential surface of the electrode assembly 100 as shown in FIG. 1.

그리고, 상기 스웰링 테이프(300)는 도 3에 도시한 바와 같이 상기 전극 조립체(100)의 외주면의 일부에 위치할 수도 있다. 상기 스웰링 테이프(300) 하나가 상기 전극 조립체(100)의 외주면의 일부에 위치할 경우, 상기 스웰링 테이프(300)의 전해질 접촉시 팽창율을 고려하여, 상기 스웰링 테이프(300)가 상기 전극 조립체(100)의 상·하부 끝단으로부터 이격되게 위치하면서 상기 스웰링 테이프(300)의 좌·우측 끝단이 이격되게 위치할 수 있다. 구체적으로는 상기 스웰링 테이프(300)는 상기 전극 조립체(100)의 상·하부 끝단으로부터 상기 스웰링 테이프(300)의 세로의 15% 내지 25% 길이만큼 이격되게 위치하면서, 상기 스웰링 테이프(300)의 좌·우측 끝단이 상기 스웰링 테이프(300)의 가로의 15% 내지 25% 길이만큼 이격되게 위치할 수 있다. 상기 스웰링 테이프(300) 다수개가 상기 전극 조립체(100)의 외주면의 일부에 위치할 경우, 상기 스웰링 테이프(300)의 전해질 접촉시 팽창율을 고려하여, 상기 스웰링 테이프(300) 다수개 모두가 상기 전극 조립체(100)의 상·하부 끝단으로부터 이격되게 위치하면서, 다수의 상기 스웰링 테이프(300)의 사이가 이격되게 위치할 수 있다. 구체적으로는 상기 스웰링 테이프(300)는 상기 전극 조립체(100)의 상·하부 끝단으로부터 상기 스웰링 테이프(300)의 세로의 15% 내지 25% 길이만큼 이격되게 위치할 수 있다. 다수의 상기 스웰링 테이프(300)가 횡렬로 위치할 경우, 상기 스웰링 테이프(300) 사이의 간격은 상기 스웰링 테이프(300)의 가로의 15% 내지 25%의 길이가 되도록 위치할 수 있다. 다수의 상기 스웰링 테이프(300)가 종렬로 위치할 경우, 상기 스웰링 테이프(300) 사이의 간격은 상기 스웰링 테이프(300)의 세로의 15% 내지 25%의 길이가 되도록 위치할 수 있다.In addition, the swelling tape 300 may be located on a part of the outer circumferential surface of the electrode assembly 100 as shown in FIG. 3. When one of the swelling tapes 300 is located on a part of the outer circumferential surface of the electrode assembly 100, considering the expansion rate when the swelling tapes 300 are in contact with the electrolyte, the swelling tapes 300 are the electrodes The left and right ends of the swelling tape 300 may be positioned to be spaced apart from the upper and lower ends of the assembly 100. Specifically, the swelling tape 300 is spaced apart by 15% to 25% of the length of the swelling tape 300 from the upper and lower ends of the electrode assembly 100, the swelling tape ( The left and right ends of 300) may be positioned to be spaced apart by a length of 15% to 25% of the width of the swelling tape 300. When a plurality of the swelling tape 300 is located on a part of the outer circumferential surface of the electrode assembly 100, considering the expansion rate when the electrolyte contacts the swelling tape 300, all of the plurality of swelling tape 300 While being spaced apart from the upper and lower ends of the electrode assembly 100, a plurality of the swelling tape 300 may be spaced apart. Specifically, the swelling tape 300 may be positioned to be spaced apart by 15% to 25% of the length of the swelling tape 300 from the upper and lower ends of the electrode assembly 100. When a plurality of the swelling tapes 300 are positioned in a row, the distance between the swelling tapes 300 may be positioned to be 15% to 25% of the width of the swelling tapes 300. . When a plurality of the swelling tapes 300 are arranged in a row, the spacing between the swelling tapes 300 may be positioned to be 15% to 25% of the length of the swelling tapes 300. .

상기 스웰링 테이프(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 전지 케이스(200)의 외주면의 전체에 위치할 수 있다. The swelling tape 300 may be located on the entire outer circumferential surface of the battery case 200 as shown in FIG. 4.

그리고, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 스웰링 테이프(300)는 상기 전지 케이스(200)의 내주면의 일부에 위치할 수도 있다. 상기 스웰링 테이프(300) 하나가 상기 전지 케이스(200)의 내주면의 일부에 위치할 경우, 상기 스웰링 테이프(300)의 전해질 접촉시 팽창율을 고려하여, 상기 스웰링 테이프(300)가 상기 전지 케이스(200)의 상·하부 끝단으로부터 이격되게 위치하면서 상기 스웰링 테이프(300)가 좌·우측 끝단이 이격되게 위치할 수 있다. 구체적으로는 상기 스웰링 테이프(300)는 상기 전지 케이스(200)의 상·하부 끝단으로부터 상기 스웰링 테이프(300)의 세로의 15% 내지 25% 길이만큼 이격되게 위치하면서, 상기 스웰링 테이프(300)의 좌·우측 끝단이 상기 스웰링 테이프(300)의 가로의 15% 내지 25% 길이만큼 이격되게 위치할 수 있다. 상기 스웰링 테이프(300) 다수개가 상기 전지 케이스(200)의 내주면의 일부에 위치할 경우, 상기 스웰링 테이프(300)의 전해질 접촉시 팽창율을 고려하여, 상기 스웰링 테이프(300) 다수개 모두가 상기 전지 케이스(200)의 상·하부 끝단으로부터 이격되게 위치하면서, 다수의 상기 스웰링 테이프(300)의 사이가 이격되게 위치할 수 있다. 구체적으로는 상기 스웰링 테이프(300)는 상기 전극 조립체(100)의 상·하부 끝단으로부터 상기 스웰링 테이프(300)의 세로의 15% 내지 25% 길이만큼 이격되게 위치할 수 있다. 다수의 상기 스웰링 테이프(300)가 횡렬로 위치할 경우, 상기 스웰링 테이프(300) 사이의 간격은 상기 스웰링 테이프(300)의 가로의 15% 내지 25%의 길이가 되도록 위치할 수 있다. 다수의 상기 스웰링 테이프(300)가 종렬로 위치할 경우, 상기 스웰링 테이프(300) 사이의 간격은 상기 스웰링 테이프(300)의 세로의 15% 내지 25%의 길이가 되도록 위치할 수 있다.And, as shown in Figure 5, the swelling tape 300 may be located on a portion of the inner peripheral surface of the battery case 200. When one of the swelling tapes 300 is located on a part of the inner circumferential surface of the battery case 200, considering the expansion rate when the swelling tapes 300 are in contact with the electrolyte, the swelling tapes 300 are the batteries The swelling tape 300 may be positioned to be spaced apart from the upper and lower ends of the case 200 while the swelling tape 300 is spaced apart from the left and right ends. Specifically, the swelling tape 300 is spaced apart by 15% to 25% of the length of the swelling tape 300 from the upper and lower ends of the battery case 200, the swelling tape ( The left and right ends of 300) may be positioned to be spaced apart by a length of 15% to 25% of the width of the swelling tape 300. When a plurality of the swelling tape 300 is located on a portion of the inner circumferential surface of the battery case 200, considering the expansion rate when the swelling tape 300 contacts the electrolyte, all of the plurality of swelling tapes 300 While being spaced apart from the upper and lower ends of the battery case 200, a plurality of the swelling tape 300 may be spaced apart. Specifically, the swelling tape 300 may be positioned to be spaced apart by 15% to 25% of the length of the swelling tape 300 from the upper and lower ends of the electrode assembly 100. When a plurality of the swelling tapes 300 are positioned in a row, the distance between the swelling tapes 300 may be positioned to be 15% to 25% of the width of the swelling tapes 300. . When a plurality of the swelling tapes 300 are arranged in a row, the spacing between the swelling tapes 300 may be positioned to be 15% to 25% of the length of the swelling tapes 300. .

상기 상술한 위치 및 간격을 만족해야만, 상기 스웰링 테이프(300)가 팽창되었을 때 다수의 스웰링 테이프(300)가 서로 겹치지 않게 위치할 수 있다. When the above-mentioned position and spacing are satisfied, when the swelling tape 300 is expanded, a plurality of swelling tapes 300 may be positioned so as not to overlap each other.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 리튬이차전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 다수의 전지셀들을 포함하는 중대형 전지모듈에 단위전지로 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 중대형 다비이스의 구체적인 예로는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 또는 전력 저장용 시스템 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The lithium secondary battery according to another embodiment of the present invention can be used not only for a battery cell used as a power source for a small device, but also as a unit battery in a medium-to-large battery module including a plurality of battery cells. Specific examples of the medium and large-sized devices may include an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug-in hybrid electric vehicle or a power storage system, but are not limited thereto.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 상기 실시예는 본 기재를 예시하는 것일 뿐 본 기재의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것은 당연한 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment is provided to help understanding of the present invention, but the above embodiment is merely illustrative of the present description, and it is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope and technical thought scope of the present description, It is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

실시예Example 1 내지 1 to 실시예Example 5 및 5 and 비교예Comparative example 1: One: 리튬이차전지의Lithium secondary battery 제조 Produce

<점착층 형성용 조성물 1의 제조><Preparation of composition 1 for forming an adhesive layer>

중합체의 제조Preparation of polymer

질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1000 cc 반응기에 n-부틸 아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, n-BA) 98 중량부, 및 하이드록시부틸 아크릴레이트(HydroxyButyl Acrylate, HBA) 2중량부로 구성되는 단량체 혼합물과 연쇄 이동제인 n-도데칸티올(n-dodecanethiol) 0.02중량부를 투입하고, 용매로 에틸아세테이트(Ethyl Acetate, EAc) 150 중량부를 투입하였다. 그 다음, 산소를 제거하기 위하여 60℃에서, 질소가스를 60분간 퍼징한 후, 60℃로 유지하였다. 혼합물을 균일하게 한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트릴 (Azobisisobutyronitrile, AIBN) 0.04중량부를 투입하였다. 혼합물을 8시간 동안 반응시켜 중량평균분자량이 800,000g/㏖인 중합체(A1)를 제조하였다. 상기에서 중량부는 wt%를 의미한다.98 parts by weight of n-butyl acrylate (n-BA) in a 1000 cc reactor equipped with a cooling device so that nitrogen gas is refluxed and temperature control is easy, and hydroxybutyl acrylate (HBA) A monomer mixture composed of 2 parts by weight and 0.02 parts by weight of n-dodecanethiol, a chain transfer agent, were added, and 150 parts by weight of ethyl acetate (EAc) was added as a solvent. Then, nitrogen gas was purged at 60°C for 60 minutes to remove oxygen, and then maintained at 60°C. After homogenizing the mixture, 0.04 parts by weight of azobisisobutyronitrile (AIBN) was added as a reaction initiator. The mixture was reacted for 8 hours to prepare a polymer (A1) having a weight average molecular weight of 800,000 g/mol. In the above, parts by weight means wt%.

점착층Adhesive layer 형성용 조성물 1의 제조 Preparation of Forming Composition 1

상기 중합체 100중량부에 대하여 다관능성 이소시아네이트계 가교제로 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트 부가물 0.3중량부를 에틸아세테이트 용액에 투입한 후, 코팅성을 고려하여 적정의 농도로 희석하여 균일하게 혼합하였다.After adding 0.3 parts by weight of the tolylene diisocyanate adduct of trimethylolpropane as a polyfunctional isocyanate-based crosslinking agent to 100 parts by weight of the polymer, the mixture was diluted to an appropriate concentration in consideration of coating properties and uniformly mixed.

<점착층 형성용 조성물 2의 제조><Preparation of composition 2 for forming an adhesive layer>

중합체의 제조Preparation of polymer

질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1000 cc 반응기에 n-부틸 아크릴레이트(n-Butyl Acrylate, n-BA) 58 중량부, 메톡시 에틸 아크릴레이트(Methoxy Ethyl Acrylate, MEA) 40중량부 및 하이드록시부틸 아크릴레이트(HydroxyButyl Acrylate, HBA) 2중량부로 구성되는 단량체 혼합물과 연쇄 이동제인 n-도데칸티올(n-dodecanethiol) 0.02중량부를 투입하고, 용매로 에틸아세테이트(Ethyl Acetate, EAc) 150 중량부를 투입하였다. 그 다음, 산소를 제거하기 위하여 60℃에서, 질소가스를 60분간 퍼징한 후, 60℃로 유지하였다. 혼합물을 균일하게 한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트릴 (Azobisisobutyronitrile, AIBN) 0.04중량부를 투입하였다. 혼합물을 8시간 동안 반응시켜 중량평균 분자량이 800,000g/㏖인 중합체(A1)를 제조하였다. 상기에서 중량부는 wt%를 의미한다.Nitrogen gas is refluxed and a temperature control unit is installed in a 1000 cc reactor equipped with a cooling device to make 58 parts by weight of n-butyl acrylate (n-Butyl Acrylate, n-BA), methoxy ethyl acrylate (MEA) A monomer mixture consisting of 40 parts by weight and 2 parts by weight of hydroxybutyl acrylate (HBA) and 0.02 parts by weight of n-dodecanethiol, a chain transfer agent, are added, and ethyl acetate (Ethyl Acetate) is used as a solvent. EAc) 150 parts by weight was added. Then, nitrogen gas was purged at 60°C for 60 minutes to remove oxygen, and then maintained at 60°C. After the mixture was homogenized, 0.04 parts by weight of azobisisobutyronitrile (AIBN) was added as a reaction initiator. The mixture was reacted for 8 hours to prepare a polymer (A1) having a weight average molecular weight of 800,000 g/mol. In the above, parts by weight means wt%.

점착층Adhesive layer 형성용 조성물 2의 제조 Preparation of Forming Composition 2

상기 중합체 100중량부에 대하여 다관능성 이소시아네이트계 가교제로 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트 부가물 0.3중량부를 에틸아세테이트 용액에 투입한 후, 코팅성을 고려하여 적정의 농도로 희석하여 균일하게 혼합하였다.After adding 0.3 parts by weight of the tolylene diisocyanate adduct of trimethylolpropane as a polyfunctional isocyanate-based crosslinking agent to 100 parts by weight of the polymer, the mixture was diluted to an appropriate concentration in consideration of coating properties and uniformly mixed.

<스웰링 테이프의 제조><Production of swelling tape>

스웰링층의 일면에 하기 표 1에 기재된 점착층 형성용 조성물을 코팅 및 건조하여 두께가 12㎛인 균일한 점착층을 형성시켜 공극이 없는 판 형상의 스웰링 테이프를 제조하였다. 여기서, 상기 점착층 형성용 조성물 1은 전해질과 접촉하여도 팽창되지 않는 물질이었고, 상기 점착층 형성용 조성물 2는 전해질과 접촉하면 팽창되는 물질이었다.By coating and drying the composition for forming an adhesive layer shown in Table 1 below on one surface of the swelling layer, a uniform adhesive layer having a thickness of 12 μm was formed to prepare a plate-shaped swelling tape having no voids. Here, the composition 1 for forming an adhesive layer was a material that does not expand even when it comes into contact with an electrolyte, and the composition 2 for forming an adhesive layer was a material that expands upon contact with an electrolyte.

점착층Adhesive layer 스웰링층Swelling layer 구분division 구성Configuration 두께thickness 구성Configuration 중량평균분자량Weight average molecular weight 두께thickness 스웰링 테이프 1Swelling tape 1 점착층 형성용 조성물 1Composition for forming an adhesive layer 1 12㎛12㎛ 폴리우레탄Polyurethane 100,000g/㏖100,000g/mol 20㎛20㎛ 스웰링 테이프 2Swelling tape 2 12㎛12㎛ 30㎛30㎛ 스웰링 테이프 3Swelling Tape 3 12㎛12㎛ 40㎛40㎛ 스웰링 테이프 4Swelling tape 4 점착층 형성용 조성물 2Composition 2 for forming an adhesive layer 12㎛12㎛ 20㎛20㎛

<양극의 제조><Production of anode>

양극 활물질로 LiCoO2 92중량%, 도전재로 카본 블랙 4중량%, 바인더 고분자로 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF) 4중량%로 혼합물 200g을 제조한 후, 용매인 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 220㎖에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 양극 혼합물 슬러리를 두께가 20㎛인 양극 집전체의 알루미늄(Al) 박막에 도포, 건조 및 압연(roll press)하여 양극을 제조하였다.After preparing 200 g of a mixture of 92% by weight of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 4% by weight of carbon black as a conductive material, and 4% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder polymer, N-methyl-2-pyrrole as a solvent A positive electrode mixture slurry was prepared by adding it to 220 ml of don (NMP). The positive electrode mixture slurry was coated on an aluminum (Al) thin film of a positive electrode current collector having a thickness of 20 μm, dried and rolled to prepare a positive electrode.

<음극의 제조><Production of cathode>

인조 흑연 200g을 용매인 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 220㎖를 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조하였다. 상기 음극 혼합물 슬러리를 두께가 10㎛인 음극 집전체인 구리(Cu) 박막에 도포, 건조 및 압연(roll press)하여 음극을 제조하였다.200 g of artificial graphite was added with 220 ml of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent to prepare a negative electrode mixture slurry. The negative electrode mixture slurry was coated on a copper (Cu) thin film, which is a negative electrode current collector having a thickness of 10 µm, dried and rolled to prepare a negative electrode.

<리튬이차전지의 제조><Production of lithium secondary battery>

상기 양극과 상기 음극 사이에 폴리에틸렌 분리막을 개재한 후, 권취하여 젤리-롤 형상의 전극 조립체를 제조하였다. 상기 전극 조립체의 외주면의 전체에 하기 표 2에 기재된 스웰링 테이프를 부착하고, 상기 전극 조립체를 원형 캔인 전지 케이스에 삽입하였다. 상기 전지 케이스 내부에 하기 표 2에 기재된 전해질을 주입하고 밀봉하여 리튬이차전지를 완성하였다. A polyethylene separator was interposed between the positive electrode and the negative electrode, and then wound up to prepare a jelly-roll electrode assembly. The swelling tape shown in Table 2 below was attached to the entire outer circumferential surface of the electrode assembly, and the electrode assembly was inserted into a battery case that is a circular can. The electrolyte described in Table 2 below was injected into the battery case and sealed to complete a lithium secondary battery.

구분division 스웰링 테이프Swelling tape 전해질(1.4M)Electrolyte (1.4M) 리튬염Lithium salt 용매(부피비)Solvent (volume ratio) 실시예 1Example 1 스웰링 테이프 1Swelling tape 1 LiPF6 LiPF 6 디메틸카보네이트(DMC):에틸렌카보네이트(EC):프로필렌카보네이트(PC)= 65:30:5Dimethyl carbonate (DMC): Ethylene carbonate (EC): Propylene carbonate (PC) = 65:30:5 실시예 2Example 2 스웰링 테이프 2Swelling tape 2 LiPF6 LiPF 6 디메틸카보네이트(DMC):에틸렌카보네이트(EC):프로필렌카보네이트(PC)=65:30:5Dimethyl carbonate (DMC): Ethylene carbonate (EC): Propylene carbonate (PC) = 65:30: 5 실시예 3Example 3 스웰링 테이프 3Swelling Tape 3 LiPF6 LiPF 6 디메틸카보네이트(DMC):에틸렌카보네이트(EC):프로필렌카보네이트(PC)=65:30:5Dimethyl carbonate (DMC): Ethylene carbonate (EC): Propylene carbonate (PC) = 65:30: 5 실시예 4Example 4 스웰링 테이프 3Swelling Tape 3 LiPF6 LiPF 6 디메틸카보네이트(DMC):에틸렌카보네이트(EC) =70:30Dimethyl carbonate (DMC): Ethylene carbonate (EC) = 70:30 실시예 5Example 5 스웰링 테이프 4Swelling tape 4 LiPF6 LiPF 6 디메틸카보네이트(DMC):에틸렌카보네이트(EC) =70:30Dimethyl carbonate (DMC): Ethylene carbonate (EC) = 70:30 비교예 1Comparative Example 1 없음none LiPF6 LiPF 6 디메틸카보네이트(DMC):에틸렌카보네이트(EC):프로필렌카보네이트(PC)=65:30:5Dimethyl carbonate (DMC): Ethylene carbonate (EC): Propylene carbonate (PC) = 65:30: 5

시험예Test example 1: 드럼 안전성 평가 1: Drum safety evaluation

실시예 1 및 비교예 1의 리튬이차전지를 드럼(drum)에 넣고 진동(66rpm)을 100분 동안 가하여 드럼 안전성 평가를 실시하였고, 이를 1회라 하였다. 이러한 평가를 7회까지 반복하였고, 1회, 2회, 7회 평가 후의 전압 및 저항 값을 표 3에 나타내었다.The lithium secondary batteries of Example 1 and Comparative Example 1 were put in a drum, and vibration (66 rpm) was applied for 100 minutes to perform drum safety evaluation, which was referred to as one time. This evaluation was repeated up to 7 times, and the voltage and resistance values after 1, 2, and 7 evaluations are shown in Table 3.

구분division 평가 전Before evaluation 1회1 time 2회Episode 2 7회Episode 7 전압Voltage 저항resistance 전압Voltage 저항resistance 전압Voltage 저항resistance 전압Voltage 저항resistance 실시예 1Example 1 3.6713.671 24.024.0 3.6723.672 24.424.4 3.6693.669 24.024.0 3.6693.669 24.124.1 비교예 1Comparative Example 1 3.6703.670 23.223.2 1.6841.684 측정불가Measurement impossible 평가 중단Stop evaluation

표 3을 참조하면, 실시예 1의 리튬이차전지는 드럼 평가를 7회 수행하여도, 전압과 저항의 변화가 적어, 스웰링층으로 인해 안전성이 확보된 것을 알 수 있었다. 반면에 비교예 1의 리튬이차전지는 드럼 평가를 1회 수행하였을 때, 전압이 실험 전에 비하여 약 64%가 떨어지고, 저항은 너무 높아서 측정이 불가하였다. 이러한 1회 평가 결과로 보아 비교예 1은 전지로서의 기능을 상실하였다고 판단되어 평가를 더 이상 진행하지 않았다.Referring to Table 3, it can be seen that the lithium secondary battery of Example 1 had little change in voltage and resistance even when the drum evaluation was performed seven times, thereby ensuring safety due to the swelling layer. On the other hand, in the lithium secondary battery of Comparative Example 1, when the drum evaluation was performed once, the voltage dropped about 64% compared to before the experiment, and the resistance was too high to measure. Based on the results of this one-time evaluation, Comparative Example 1 was judged to have lost its function as a battery, and evaluation was not further performed.

시험예Test example 2: 진동 안전성 평가 2: Vibration safety evaluation

실시예 1 및 비교예 1의 리튬이차전지를 진동수 10㎐ 내지 200㎐, 진폭 3.0㎜, 속도 300m/s2로 x축으로 10회, y축으로 10회 이동시켜 진동 안정성 평가를 수행하였고 이를 1회라 하였다. 이러한 평가를 30회까지 반복하였고, 10회, 30회 평가 후의 전압 및 저항 값을 표 4에 나타내었다.The lithium secondary batteries of Example 1 and Comparative Example 1 were moved 10 times on the x-axis and 10 times on the y-axis at a frequency of 10 ㎐ to 200 ㎐, an amplitude of 3.0 mm, and a speed of 300 m/s 2 to perform vibration stability evaluation. It was called Hoe. This evaluation was repeated up to 30 times, and the voltage and resistance values after 10 and 30 evaluations are shown in Table 4.

실험 전Before the experiment 10회Episode 10 30회Episode 30 전압Voltage 저항resistance 전압Voltage 저항resistance 전압Voltage 저항resistance 실시예 1Example 1 3.1123.112 33.733.7 3.1193.119 44.33244.332 3.1193.119 44.35844.358 비교예 1Comparative Example 1 3.0973.097 32.732.7 3.1123.112 44.41944.419 미측정Unmeasured 측정불가Measurement impossible

표 4를 참조하면, 실시예 1 및 비교예 1의 리튬이차전지는 진동 평가를 10회 실시한 후에는 유사한 전압 및 저항 값을 나타내었지만, 진동 평가를 30회 실시한 후에는 확연히 차이가 났다. 실시예 4의 리튬이차전지는 진동 평가 30회 후의 결과 값이 진동 평가 10회 후의 결과 값과 크게 차이가 나지 않았다. 하지만 비교예 1의 리튬이차전지는 진동 평가 30회 후 저항이 너무 높아 측정이 불가능하여 전지로서의 기능을 상실하였음을 알 수 있었다. 비교예 1의 리튬이차전지의 전압은 전지로서의 기능을 상실하였다고 판단되어 측정하지 않았다.Referring to Table 4, the lithium secondary batteries of Example 1 and Comparative Example 1 exhibited similar voltage and resistance values after 10 vibration evaluations, but were significantly different after 30 vibration evaluations. In the lithium secondary battery of Example 4, the result value after 30 vibration evaluations was not significantly different from the result value after 10 vibration evaluations. However, it was found that the lithium secondary battery of Comparative Example 1 lost its function as a battery because the resistance was too high and measurement was impossible after 30 times of vibration evaluation. The voltage of the lithium secondary battery of Comparative Example 1 was judged to have lost its function as a battery and was not measured.

시험예Test example 3: 충격 안정성 평가 3: Impact stability evaluation

SOC50인 실시예 1 및 비교예 1의 리튬이차전지 상에 지름이 15.8㎜이고, 길이가 30㎝이고 무게가 9.1㎏인 쇠봉을 올렸다. 그리고 상기 쇠봉으로부터 61㎝ 위에서 9.1kg의 쇠뭉치를 5회 낙하시키고, 발화 여부를 표 3에 기재하였다. On the lithium secondary battery of Example 1 which is SOC50 and Comparative Example 1, a metal rod having a diameter of 15.8 mm, a length of 30 cm and a weight of 9.1 kg was raised. And 9.1 kg of iron bundles were dropped 5 times over 61 cm from the iron rod, and the ignition was described in Table 3.

SOC100인 실시예 1 및 비교예 1의 리튬이차전지 상에 지름이 15.8㎜이고, 길이가 30㎝이고 무게가 9.1㎏인 쇠봉을 올렸다. 그리고 상기 쇠봉으로부터 61㎝ 위에서 9.1kg의 쇠뭉치를 10회 낙하시키고, 발화 여부를 표 5에 기재하였다. On the lithium secondary battery of Example 1 and Comparative Example 1, SOC100, a metal rod having a diameter of 15.8 mm, a length of 30 cm and a weight of 9.1 kg was raised. And the iron bundle of 9.1 kg was dropped 10 times over 61 cm from the iron rod, and the ignition was described in Table 5.

SOC50의 발화 여부SOC50 ignition SOC100의 발화 여부SOC100 fires 실시예 1Example 1 0/50/5 1/101/10 비교예 1Comparative Example 1 1/51/5 4/104/10

표 5를 참조하면, SOC50인 실시예 1의 리튬이차전지는 낙하를 5회 반복하여도 발화가 전혀 일어나지 않았고, SOC100인 실시예 1의 리튬이차전지는 낙하를 10회 반복하였을 때 1회 발화가 일어났다. 하지만, SOC50인 비교예 1의 리튬이차전지는 낙하를 5회 반복하였을 때 1회 발화가 일어났고, SOC100인 비교예 1의 리튬이차전지는 낙하를 10회 반복하였을 때, 4회 발화가 일어났다. 이와 같은 결과로 보아 실시예 1의 리튬이차전지가 충격에 의한 안전성이 뛰어난 것을 알 수 있다.Referring to Table 5, the lithium secondary battery of Example 1, which is SOC50, did not ignite at all even if the drop was repeated 5 times, and the lithium secondary battery of Example 1, which is SOC100, was fired once when the drop was repeated 10 times. woke up. However, the lithium secondary battery of Comparative Example 1, SOC50, ignited once when the drop was repeated 5 times, and the lithium secondary battery of Comparative Example 1, SOC100, ignited 4 times when the drop was repeated 10 times. From these results, it can be seen that the lithium secondary battery of Example 1 is excellent in safety due to impact.

시험예Test example 4: 팽창률 평가 4: Evaluation of expansion rate

실시예 4의 리튬이차전지를 제조한 후 1시간 후 개봉하여, 리튬이차전지에 삽입된 스웰링 테이프의 넓이 팽창률을 하기 표 6에 나타내었다.After the lithium secondary battery of Example 4 was prepared and opened after 1 hour, the area expansion ratio of the swelling tape inserted in the lithium secondary battery is shown in Table 6 below.

구분division 스웰링층의 넓이 팽창률Area expansion rate of swelling layer 점착층의 넓이 팽창율Area of expansion of adhesive layer 실시예 4Example 4 130%130% 100%100%

표 6을 참조하면, 실시예 4의 리튬이차전지에 삽입된 스웰링 테이프의 넓이 팽창률이 130%이므로, 우수한 팽창률을 가지고, 이로 인해 효과적으로 리튬이차전지를 보호할 수 있음을 예측할 수 있었다.Referring to Table 6, since the area expansion rate of the swelling tape inserted into the lithium secondary battery of Example 4 is 130%, it has an excellent expansion rate, and thus it can be predicted that the lithium secondary battery can be effectively protected.

100: 전극 조립체 200: 전지케이스
300: 스웰링 테이프 310: 점착층
320: 스웰링층
100: electrode assembly 200: battery case
300: swelling tape 310: adhesive layer
320: swelling layer

Claims (17)

양극, 분리막 및 음극을 포함하는 전극 조립체;
리튬염 및 선형 카보네이트와 환형 카보네이트를 60:40 내지 75:25 의 부피비로 포함하는 용매를 포함하는 전해질;
상기 전극 조립체와 상기 전해질이 내장되는 전지 케이스; 및
상기 전극 조립체와 전지 케이스 사이에 점착층과 폴리우레탄을 포함하는 스웰링층을 포함하는 스웰링 테이프를 포함하고,
상기 점착층은 n-부틸 아크릴레이트, 메톡시 에틸 아크릴레이트 및 하이드록시부틸 아크릴레이트로부터 유도된 중합 단위를 가지는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
An electrode assembly including an anode, a separator, and a cathode;
An electrolyte containing a lithium salt and a solvent containing a linear carbonate and a cyclic carbonate in a volume ratio of 60:40 to 75:25;
A battery case in which the electrode assembly and the electrolyte are embedded; And
A swelling tape including an adhesive layer and a swelling layer comprising polyurethane between the electrode assembly and the battery case,
The adhesive layer is a lithium secondary battery, characterized in that it comprises a polymer having a polymerization unit derived from n-butyl acrylate, methoxy ethyl acrylate and hydroxybutyl acrylate.
청구항 1에 있어서,
상기 용매는 상기 선형 카보네이트와 상기 환형 카보네이트를 65:35 내지 70:30의 부피비로 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 1,
The solvent is a lithium secondary battery, characterized in that it comprises the linear carbonate and the cyclic carbonate in a volume ratio of 65:35 to 70:30.
청구항 1에 있어서,
상기 선형 카보네이트는 디메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트, 메틸이소프로필 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트 및 에틸프로필 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 1,
The linear carbonate is a lithium secondary battery, characterized in that one or two or more selected from the group consisting of dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, methylpropyl carbonate, methylisopropyl carbonate, ethylmethyl carbonate and ethylpropyl carbonate. .
청구항 1에 있어서,
상기 환형 카보네이트는 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트 및 비닐에틸렌 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 1,
The cyclic carbonate is a lithium secondary battery, characterized in that at least one or two or more selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 중합체는 상기 n-부틸 아크릴레이트 100중량부에 대하여,
상기 메톡시 에틸 아크릴레이트 30중량부 내지 300중량부; 및
상기 하이드록시부틸 아크릴레이트 0.1중량부 내지 10중량부로 중합된 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 1,
The polymer is based on 100 parts by weight of the n-butyl acrylate,
30 parts by weight to 300 parts by weight of the methoxy ethyl acrylate; And
Lithium secondary battery, characterized in that the polymerization of 0.1 parts by weight to 10 parts by weight of the hydroxybutyl acrylate.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리우레탄의 중량평균분자량은 90,000g/㏖ 내지 110,000g/㏖인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 1,
The lithium secondary battery, characterized in that the weight average molecular weight of the polyurethane is 90,000g / mol to 110,000g / mol.
청구항 1에 있어서,
상기 스웰링 테이프는 공극이 없는 판 형상, 하나의 공극을 가지는 틀 형상 및 다수의 공극을 가지는 그물 형상으로 이루어지는 것에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 1,
The swelling tape is a lithium secondary battery, characterized in that one or two or more selected from a plate shape without a void, a frame shape having one void and a net shape having a plurality of voids.
청구항 1에 있어서,
상기 스웰링 테이프는 전극 조립체의 외주면의 상·하부 끝단으로부터 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 1,
The swelling tape is a lithium secondary battery, characterized in that spaced apart from the upper and lower ends of the outer circumferential surface of the electrode assembly.
청구항 10에 있어서,
상기 전극 조립체의 외주면의 상·하부 끝단으로부터 상기 스웰링 테이프의 세로의 15% 내지 25% 길이로 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 10,
Lithium secondary battery, characterized in that located at a distance of 15% to 25% of the length of the swelling tape from the upper and lower ends of the outer circumferential surface of the electrode assembly.
청구항 1에 있어서,
상기 스웰링 테이프는 상기 전지 케이스의 내주면의 상·하부 끝단으로부터 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 1,
The swelling tape is a lithium secondary battery, characterized in that spaced apart from the upper and lower ends of the inner peripheral surface of the battery case.
청구항 1에 있어서,
상기 전지 케이스의 외주면의 상·하부 끝단으로부터 상기 스웰링 테이프의 세로의 15% 내지 25% 길이로 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 1,
Lithium secondary battery, characterized in that located at a distance of 15% to 25% of the length of the swelling tape from the upper and lower ends of the outer circumferential surface of the battery case.
청구항 1에 있어서,
상기 스웰링 테이프는 상기 리튬이차전지 내에 다수개 포함되는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 1,
The swelling tape is a lithium secondary battery, characterized in that a plurality of included in the lithium secondary battery.
청구항 14에 있어서,
상기 스웰링 테이프는 상기 스웰링 테이프의 가로의 15% 내지 25%의 길이로 이격되게 위치하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 14,
The swelling tape is a lithium secondary battery, characterized in that located at a distance of 15% to 25% of the width of the swelling tape.
청구항 1에 있어서,
상기 전해질과의 접촉전의 상기 점착층과 스웰링층의 두께비는 1:1.6 내지 1:2.5인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 1,
The lithium secondary battery, characterized in that the thickness ratio of the adhesive layer and the swelling layer before contact with the electrolyte is 1:1.6 to 1:2.5.
청구항 1에 있어서,
상기 전해질과의 접촉 후의 상기 점착층과 상기 스웰링층의 두께비는 1:2.08 내지 1:3.75인 것을 특징으로 하는 리튬이차전지.
The method according to claim 1,
The lithium secondary battery, characterized in that the thickness ratio of the adhesive layer and the swelling layer after contact with the electrolyte is 1:2.08 to 1:3.75.
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