KR102414357B1 - 이중 코팅층이 형성된 분리막 및 이를 포함하는 이차전지 - Google Patents

이중 코팅층이 형성된 분리막 및 이를 포함하는 이차전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리올레핀 기재의 적어도 일면에 무기물 입자를 포함한 제1코팅층 및 그 위에 무기물 입자를 포함하는 제2코팅층이 형성되어 있는 전지용 분리막에 있어서, 상기 제1코팅층 무기물의 평균 입자 크기는 상기 제2코팅층 무기물의 평균 입자 크기보다 크며, 상기 제1코팅층 무기물 입자는 D50 기준으로 900 nm 이상이며, 상기 제2코팅층 무기물 입자는 D50 기준으로 10 nm 이상 500 nm 이하인 전지용 분리막에 관한 것이다.

Description

이중 코팅층이 형성된 분리막 및 이를 포함하는 이차전지{Separator comprising dual coating layers and secondary battery comprising the same}
본 발명은 이중 코팅층이 형성된 분리막 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것으로서, 구체적으로 폴리올레핀 기재의 적어도 일면에 제1무기물을 포함하는 제1코팅층 및 상기 제1코팅층 위에 제2무기물을 포함하는 제2코팅층이 형성된 분리막 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
스마트폰, 패드, 노트북 등 휴대용 전자기기에 대한 수요가 증가함에 따라 이들의 에너지원인 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있다. 그 중 높은 에너지 밀도와 전지 수명이 긴 리튬 이차전지가 가장 널리 사용된다.
리튬 이차전지는 양극 및 음극 사이에 분리막을 개재한 후 상기 양극 및 음극을 교대로 적층한 전극조립체를 제조한 후, 일정 크기 및 모양의 캔(can) 또는 파우치(pouch)로 이루어진 전지 케이스에 상기 전극조립체를 삽입하고, 최종적으로 전해액을 주입하는 방식으로 조립된다. 전해액은 모세관 힘(capillary force)에 의해 양극, 음극 및 분리막 사이로 스며든다.
리튬 이차전지가 고용량 및 고에너지 밀도를 갖으면서 긴 수명을 유지하기 위해서는 전지 내부에 개재된 전극조립체가 전해액에 완전히 함침되어야 한다. 전극조립체가 전해액에 불완전하게 함침되면, 전극간의 반응이 원활하지 못하며 저항이 높아지고 출력특성 및 전지의 용량이 급격히 떨어진다. 결국 전지 성능이 저하되고 수명이 단축되는 것은 물론, 높은 내부 저항으로 전지가 과열되거나 폭발할 수 있다.
양극, 음극 및 분리막 모두 소수성인 경우가 많지만, 전해액은 친수성인 경우가 많다. 이러한 차이점 때문에 전해액의 전극 및 분리막에 대한 함침성을 높이기 위해 상당한 시간이 필요하고 까다로운 공정 조건이 요구된다.
이러한 전해액의 함침성 향상을 위해 높은 온도에서 전해액을 주입하거나, 가압 또는 감압 상태에서 전해액을 주입하는 등의 방법이 이용되고 있다. 이와 같은 방법을 사용하는 경우, 전극조립체 및 전해액이 열에 의해 변형되어 내부 단락 등을 일으키는 등의 또 다른 문제가 발생한다.
젤리-롤 형태 전극조립체의 경우, 권회 중심부와 외측부 간에 전해액이 불균일하게 함침될 수 있어 결과적으로, 전지의 수명 특성이 저하되는 문제점이 있다.
특허문헌 1은 전해액의 함침성을 향상시킬 수 있는 전극조립체에 관한 것으로서, 전극 및 분리막이 교대로 결합된 기본 단위체, 기본 단위체가 복수 개 나열되어 부착된 상태로 폴딩되는 메인 분리막을 포함하고, 폴딩되지 않은 상태의 메인 분리막에는 기본 단위체들 사이에 전해액이 통과해 들어갈 수 있는 쓰루홀을 형성하는 것이다.
특허문헌 2는 반대 극성을 갖는 전극 사이에 분리막이 개재되어 적층된 전극조립체에 관한 것으로서, 전극과 분리막의 계면 중 일부분이 밀착된 밀착 영역을 포함하며, 상기 밀착 영역을 제외한 나머지 부분은 전해액 유동로로 제공하는 것이다.
특허문헌 3은 젤리-롤형 전극적층체가 셀 케이스에 전해액과 함께 내장되어 있는 전지셀을 제조하는 방법으로서, 전극적층체를 챔버의 내부에 수납하고 전해액을 함침하는 과정에서 전극적층체 또는 챔버에 진동을 인가하는 것이다.
특허문헌 1은 전해액이 통과할 수 있는 쓰루홀을 형성하고, 특허문헌 2는 전해액이 침투하여 이동할 수 있는 전해액 유동로를 형성하며, 특허문헌 3은 진동을 인가하여 전해액의 확산속도 및 함침성을 향상시키고자 했으나, 분리막의 물리적 특성에 대해 개시하지 못하고 있다. 즉, 전해액 함침성을 향상시키면서 분리막의 열수축률 및 전극과 분리막의 마찰력을 향상시켜 이차전지의 성능을 개선하는 구성에 대해 개시하지 못하고 있다.
대한민국 등록특허공보 제1736543호 (2017.05.10.) 대한민국 공개특허공보 제2016-0139639호 (2016.12.07.) 대한민국 공개특허공보 제2018-0106370호 (2018.10.01)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전해액의 함침성을 향상시키면서 분리막의 열수축률을 감소시킬 수 있는 분리막 및 이를 포함하는 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폴리올레핀 기재의 적어도 일면에 제1무기물을 포함한 제1코팅층 및 상기 제1코팅층 위에 제2무기물을 포함하는 제2코팅층이 형성된 분리막을 제공한다.
상기 제1무기물의 평균 입자 크기는 상기 제2무기물의 평균 입자 크기보다 크다. 구체적으로, 상기 제1무기물의 평균 입자 크기는 D50 기준으로 900 nm 이상이고, 상기 제2무기물의 평균 입자 크기는 D50 기준으로 10 nm 내지 500 nm일 수 있다.
전극과 접하는 제2코팅층은 높은 마찰력을 가지며, 구체적으로 제2코팅층의 운동마찰계수는 0.01 이상 0.2 이하일 수 있다.
제2코팅층의 무기물은 전체 무기물 비율의 20중량% 이하일 수 있다.
제1코팅층과 제2코팅층의 총 두께는 1 ㎛ 이상일 수 있다.
제1코팅층 및 제2코팅층은 각각 DIP 코팅, Slot-die 코팅 또는 DM 코팅방법에 의해 형성될 수 있다.
상기 제1코팅층 및 제2코팅층은 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물을 사용하며, 제1코팅층과 제2코팅층의 무기물 입자의 종류는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
무기물 입자는 유전율 상수가 1 이상인 고유전율 무기물 입자, 압전성(piezoelectricity)을 가진 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 가진 무기물 입자 또는 이들의 둘 이상의 혼합물 일 수 있다.
상기 무기물 입자는 Al2O3, SiO2, MgO, TiO2, ZrO2, AlOOH, Al(OH)3 및 BaTiO2로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 바인더는 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF), 폴리비닐리덴플로라이드-헥사플루오로프로필렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴플로라이드-트리클로로에틸렌, 폴리비닐리덴플로라이드-클로로트리플로로에틸렌(PVdF-CTFE), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌-코-비닐아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸폴리비닐알콜, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸수크로오스, 풀루란, 카르복실 메틸 셀룰로오스, 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체, 폴리이미드, 폴리아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 젤라틴, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부티렌 고무(SBR), 테트라플루오루에틸렌(TFE), 불소 고무 및 폴리이미드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 바인더는 바이칼린, 루테올린, 탁시폴린, 미리세틴, 케르세틴, 루틴, 카테킨, 에피갈로카테킨 갈레이트, 뷰테인(butein), 피세아테놀, 탄닌산을 포함하는 페놀계 화합물, 파이로갈릭산, 아밀로즈, 아밀로펙틴, 잔탄검, 지방산계 로 이루어진 수계 또는 비수계 고분자 중 적어도 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막은 고온에서의 안정성을 유지하면서도 전극조립체의 정렬성과 전해액의 함침성을 동시에 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 분리막은 제2코팅층의 운동마찰계수가 높아 전극을 분리막 상에 위치시키거나 권취하는 과정에서 유발되는 미끄러짐 현상을 방지할 수 있으며, 분리막 상에 전극을 정위치로 실장하기 용이하여 제조공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 종래의 분리막은 운동마찰계수까지 고려하여 분리막을 설계하지 않았기 때문에 본 발명에 따른 각별한 효과를 나타낼 수 없다.
또한, 제1무기물을 포함한 제1코팅층 및 제1코팅층 위에 제1무기물보다 상대적으로 입자 크기가 작은 제2무기물을 포함하는 제2코팅층이 형성되는 구조에 의해 고온에서의 안정성을 유지하면서도 전해액 함침성을 향상시킬 수 있다.
전해액의 함침성이 좋은 경우, 전지의 충방전 특성, 고율 특성(high rate capability) 등이 우수해져서 전체적인 전지의 성능이 향상된다. 종래의 분리막은 고온에서의 안정성만을 고려하여 분리막에 무기물층을 부가하였으나, 본 발명은 2가지 특성을 모두 만족할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 전해액 함침성 테스트 결과이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분리막의 열 수축률 테스트 결과이다.
도 3은 본 발명의 제2무기물 입자 크기에 따른 분리막의 운동마찰계수 및 열 수축률 그래프이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 제시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 일 실시예에 다른 분리막은 기공을 갖는 다공성 기재, 제1코팅층, 및 제2코팅층을 포함할 수 있다.
1) 폴리올레핀 기재
상기 다공성 기재는 폴리올레핀계 기재일 수 있다.
상기 폴리올레핀으로는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센 1-옥텐 등의 올레핀의 단독 중합체, 공중합체 및 이들의 혼합물 등이 포함될 수 있으며, 구체적으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐, 폴리헥센, 폴리옥텐 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 고분자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성된 고분자막 또는 이들의 다중막, 직포 및 부직포 등을 사용할 수 있다.
상기 폴리에틸렌으로는 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 등이 있다.
상기 다공성 기재로 인하여 음극 및 양극에 대한 절연성이 유지된다. 다공성 기재는 용융 온도, 제조의 편의성, 기공도, 이온의 이동, 절연성 등을 고려하여 기재의 종류와 두께, 기공의 크기와 개수, 특히 부직포의 경우 극세사의 굵기 등을 조정할 수 있다.
2) 제1코팅층
제1코팅층은 분리막 기재의 적어도 일면 또는 분리막 기재의 기공 내에 코팅될 수 있다. 제1코팅층은 분리막의 물리적 특성을 확보하기 위한 제1무기물 및 제1바인더를 포함할 수 있다.
제1바인더는 제1무기물 입자 간, 제1코팅층과 분리막 기재, 및 제1코팅층과 제2코팅층과의 접착력을 확보하는 기능을 한다.
제1무기물의 평균 입자 크기는 D50 기준으로 900 nm 이상일 수 있다.
제1무기물은 (a)유전율 상수가 5 이상인 무기물, (b)압전성(piezoelectricity)을 갖는 무기물 및 (c)리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
유전율 상수가 5 이상인 무기물(a)은 SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2 또는 SiC일 수 있다.
압전성을 갖는 무기물(b)은 일정 압력 인가시 입자의 양쪽면 간에 발생되는 양 전하 및 음전하로 인해 전위차가 형성되는 것으로, BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), hafnia (HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC 또는 이들의 혼합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물(c)은 리튬 원소를 함유하되, 리튬을 저장하지 않고 리튬 이온을 이동시키는 것으로, 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0<x<2, 0<y<3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트 (LixAlyTiz(PO4)3, 0<x<2, 0<y<1, 0<z<3), 14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5와 같은 (LiAlTiP)xOy 계열 glass(0<x<4, 0<y<13), 리튬란탄티타네이트 (LixLayTiO3, 0<x<2, 0<y<3), Li3.25Ge0.25P0.75S4와 같은 리튬게르마니움티오포스페이트 (LixGeyPzSw, 0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), Li3N와 같은 리튬나이트라이드 (LixNy, 0<x<4, 0<y<2), Li3PO4-Li2S-SiS2와 같은 SiS2 계열 glass(LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4), LiI-Li2S-P2S5와 같은 P2S5 계열 glass(LixPySz, 0<x<3, 0<y< 3, 0<z<7) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
제1바인더는, 제1코팅층에 필요한 접착 특성을 얻기 위하여 하나 이상의 바인더를 사용할 수 있다. 예를 들어, 바인더는 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF), 폴리비닐리덴플로라이드-헥사플루오로프로필렌, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴플로라이드-트리클로로에틸렌, 폴리비닐리덴플로라이드-클로로트리플로로에틸렌(PVdF-CTFE), 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌-코-비닐아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸폴리비닐알콜, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸수크로오스, 풀루란, 카르복실 메틸 셀룰로오스, 아크릴로니트릴스티렌부타디엔 공중합체, 폴리이미드, 폴리아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 젤라틴, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부티렌 고무(SBR), 테트라플루오루에틸렌(TFE), 불소 고무 및 폴리이미드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
제1바인더는 바이칼린, 루테올린, 탁시폴린, 미리세틴, 케르세틴, 루틴, 카테킨, 에피갈로카테킨 갈레이트, 뷰테인(butein), 피세아테놀, 탄닌산을 포함하는 페놀계 화합물, 파이로갈릭산, 아밀로즈, 아밀로펙틴, 잔탄검, 지방산계 로 이루어진 수계 또는 비수계 고분자 중 적어도 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 제1바인더는 상분리가 가능한 PVdF계 바인더를 포함할 수 있고, PVdF계 바인더의 함량은 바인더의 전체 중량을 기준으로 80 중량% 이상일 수 있다. PVdF계 바인더의 함량이 80 중량% 미만인 경우에는 무기물 코팅층의 다공성을 소망하는 수준으로 증가시키기 어렵기 때문에 바람직하지 않다.
구체적으로, PVdF계 바인더는 PVdF 및 PVdF 공중합체들로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상일수 있다.
더욱 상세하게는, PVdF 공중합체들은 공중합체를 구성하는 단량체들의 전체 몰(mole)을 기준으로 PVdF 단량체의 함량이 92 몰% 이상일 수 있고, PVdF 단량체의 함량이 92 몰% 미만인 경우에는 상분리의 발생이 감소하여 무기물 코팅층의 다공성을 소망하는 수준으로 증가시키기 어렵다.
3) 제2코팅층
제2코팅층은 제1코팅층 상에 형성될 수 있으며, 제2무기물 및 제2바인더를 포함한다.
제2무기물은 분리막의 물리적 특성을 확보하기 위한 제2무기물 및 제2무기물을 고정하고 제1코팅층과 제2코팅층의 결합 및 제2코팅층과 전극과의 접착력을 확보하기 위한 제2바인더를 포함한다.
제2무기물의 평균 입자 크기는 D50 기준으로 10 nm 내지 500 nm일 수 있으며, 제2무기물은 제1무기물과 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
제2무기물은 전체 무기물 비율의 20중량%, 바람직하게는 15중량% 이하일 수 있다.
제2바인더는 제2무기물 입자 간, 제1코팅층과 제2코팅층, 및 제2코팅층과 전극 간의 접착력을 확보하는 기능을 한다.
제2바인더는 제1바인더와 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
제1코팅층 및 제2코팅층의 코팅 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를들어, 상기 물질의 도포 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 DIP 코팅, Slot-die 코팅 또는 DM 코팅방법에 의해 형성될 수 있다.
4) 전기화학소자
본 발명의 일 실시예에 따른 분리막은, 분리막을 포함하는 전지에 적용될 수 있다. 구체적으로, 양극과 음극, 양극과 음극 사이에 개재된 분리막, 및 전해질을 포함하는 전기화학소자를 제공하고, 여기서 전기화학소자는 리튬 이차전지일 수 있다.
양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 충진제를 더 첨가하기도 한다.
양극 집전체는 일반적으로 3 마이크로미터 이상 내지 500 마이크로미터 이하의 두께로 만들어진다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
음극은 음극 집전체 상에 음극 재료를 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.
음극 집전체는 일반적으로 3 마이크로미터 이상 내지 500 마이크로미터 이하의 두께로 만든다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 실시예를 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
제1바인더로서 PVdF계 바인더 5 중량부를 아세톤 95 중량부에 첨가하여 제1 바인더 용액을 준비하였다.
상기 제1바인더 용액에 평균 입자 크기 900 nm의 제1무기물을 제1바인더:제1무기물의 비율이 10:90이 되도록 혼합하고 분산시켜 제1슬러리를 제조하였다.
제2바인더로서 PVdF계 바인더 5 중량부를 아세톤 95 중량부에 첨가하여 제2바인더 용액을 준비하였다.
상기 제2바인더 용액에 평균 입자 크기 500 nm 제2무기물을 제2바인더:제2무기물의 비율이 10:90이 되도록 혼합하고 분산시켜 제2슬러리를 제조하였다.
상기 제1무기물 및 제2무기물은 Al2O3를 사용하였다.
상기 제조된 제1슬러리 및 제2슬러리를 슬라이드 슬롯(slide-slot) 이층 코팅법에 의해 폴리에틸렌 다공성 기재(Celgard, PP1615)에 코팅함으로써, 제1코팅층과 제1코팅층 상에 제2코팅층을 형성하였다. 제1코팅층의 두께는 약 3 ㎛ 내지 4 ㎛, 제2코팅층의 두께는 약 1 ㎛ 내지 2 ㎛로 조절하였다.
<실시예 2>
제2무기물로서 평균 입자 크기가 350 nm인 무기물을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.
<실시예 3>
제2무기물로서 평균 입자 크기가 200 nm인 무기물을 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.
<비교예 1>
제1무기물로서 평균 입자 크기가 700 nm인 무기물을 사용한 점을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.
<비교예 2>
제1무기물로서 평균 입자 크기가 500 nm인 무기물을 사용한 점을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 분리막을 제조하였다.
<실험예>
1) 분리막 전해액 함침성 테스트 (PC drop test)
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에 의해 제조된 분리막을 슬라이드글라스 위에 올려놓고 고정시킨 후, 10㎕ 주사기에 전해액을 2㎕ 정량만큼 채워 액적을 만들고 분리막에 떨어트린다. 5분 후 액적 바깥쪽으로 확산한 거리를 MD/TD방향으로 측정한다.
2) 분리막 표면 마찰력 측청
분리막 표면 마찰력은 동적 마찰계수로서, 움직임이 진행되는 경우의 마찰 계수를 의미한다.
분리막 표면 마찰력은 ASTM D1894-06에 의거하여 측정하였다.
① Plane에 250 x 130 mm (10~5 in.)의 분리막을 250 mm 방향으로 붙인다.
② 상기 분리막을 sled 배면에 장착하고, 단단하게 당겨서 늘어남 없이 주름을 제거한다.
③ 나일론 줄과 시편을 sled에 붙은 eye screw를 이용하여 연결한다.
④ 150±30 mm/min의 속도로 설정한 driving system을 가동한다.
⑤ 표면이 다른 표면에 대하여 균일하게 미끄러지는 동안 대략 130 mm(5in.) 정도 이동하는 동안의 평균을 기록한다.
여기서, plane은 연마된 플라스틱, 나무, 또는 금속판을 사용하며 크기는 150 x 300 x 1 mm 정도이며 평탄한 유리판을 plane 위에 얹어 사용하기도 한다. 이는 시편(분리막)에 평평한 지지대를 제공한다.
Sled는 금속 블록으로서 63.5 mm 사각형에 6mm 두께의 형태로써 한쪽 끝에 eye screw가 고정되어 있다.
3) 분리막 열 수축률 측정
가로 (MD) 50mm x 세로 (TD) 50 mm로 서로 다른 5 개의 지점에서 재단한 5 개의 분리막 시편을 제작하여 MD/TD방향을 표기하고, 표기된 시편을 150℃의 convection 오븐에서 30분 동안 방치한 다음, 각 시편의 가로 및 세로 방향의 수축 정도를 측정하여 평균 열 수축률을 계산한다.
4) 분리막 통기도 측정
Gurley type 측정기를 사용하여 측정 위치별(OS, CN, DS)로 통기량 100cc가 완전히 통과되는 시간을 측정하였다.
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에서 각각 제조된 분리막의 특성을 하기 표 1에 나타냈다.
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
제1코팅층 무기물
평균 입자 size (nm)		 900 900 900 700 500
제2코팅층 무기물
평균 입자 size (nm)		 500 350 200 350 350
제1코팅층 두께(㎛) 3~4 3~4 3~4 3~4 3~4
제2코팅층 두께(㎛) 1~2 1~2 1~2 1~2 1~2
운동마찰계수 0.04 0.14 0.20 0.15 0.14
전해액 함침 거리 (mm) 3.84 3.65 3.13 2.75 2.13
열 수축률 (%) 49 30 4 23 15
통기도 (sec/100cc) 155 170 190 176 185
저항 (Ω) 0.53 0.61 0.70 0.67 0.69
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 분리막의 전해액 함침성 테스트(PC drop test) 결과이다.
도 1을 참조하면, 제1무기물은 평균 입자 크기가 클수록, 분리막의 전해액 함침성이 향상된다. 제1무기물의 평균 입자 크기가 900 nm 일 때 전해액 함침 거리는 제2무기물의 평균입자에 따라 3.13 mm 내지 3.84 mm 로 나타났다.
제2무기물의 평균입자가 동일한 경우, 제1무기물의 평균 입자 크기가각각 500 nm, 700 nm, 900 nm 일 때 전해액 함침성 테스트에 따른 전해액 함침 거리는 각각 2.13 mm, 2.75 mm, 3.84 mm 로 나타났다. 제1무기물의 평균 입자 크기가 500 nm에서 900 nm 로 증가할 때 전해액 함침 거리가 약 1.8 배 증가한 것으로 나타났다.
즉, 최근 사용되는 전지에서 요구하는 함침 거리 3.00 mm를 만족하기 위해서는 제1무기물의 입자는 900 nm 이상이 필요한 것으로 나타났다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분리막의 열 수축률 테스트 결과이다.
도 2를 참조하면, 제2무기물은 평균 입자 크기가 작을수록, 분리막의 열 수축률이 감소하였다. 제1무기물 평균 입자가 동일한 경우, 제2무기물의 평균 입자 크기가 각각 200 nm, 500 nm 일 때 열 수축률은 각각 4%, 49%로 나타났다. 즉, 제2무기물의 평균 입자 크기가 2.5배 감소했을 때, 분리막의 열 수축률은 약 12 배 이상 감소한 것으로 나타났다. 최근에 사용되는 전지에서 요구하는 수축율인 50% 이하를 만족하기 위해서는 제2무기물의 입자는 500 nm 이하가 필요한 것으로 나타났다.
도 3은 본 발명의 제2무기물 입자 크기에 따른 분리막의 운동마찰계수 및 열 수축률 그래프이다.
도 3을 참조하면, 제2무기물의 평균 입자 크기가 작을수록, 운동마찰계수가 증가하였다. 제1무기물 평균 입자가 동일한 경우, 제2무기물의 평균 입자 크기가 각각 200 nm, 500 nm 일 때 운동마찰계수는 각각 각각 0.2, 0.04 로 나타났다. 즉, 제2무기물의 평균 입자 크기가 2.5배 감소했을 때, 분리막의 운동마찰계수는 약 5배 이상 증가한 것으로 나타났다. 제2무기물의 평균 입자 크기가 500 nm 초과될 경우에는 운동마찰계수가 0에 수렴할 것으로 예측되는 바, 이 경우에는 실제 적용이 매우 곤란할 것으로 예상된다.
분리막 표면의 운동마찰계수가 증가할수록 전극을 분리막 상에 위치시키거나 권취하는 과정에서 유발되는 미끄러짐 현상을 방지할 수 있다. 즉, 분리막 상에 전극을 정위치로 실장하기 용이하여 제조공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 평균 입자 크기가 900 nm 이상인 제1무기물을 이용하여 제1코팅층을 형성하고, 상기 제1코팅층의 상면에 평균입자 크기가 500 nm 이하인 제2무기물을 이용하여 제2코팅층을 형성하였을 때, 분리막의 열 수축률, 전해액 함침성, 및 분리막 표면 운동마찰계수 등의 특성을 실제 공정상에서 요구하는 조건에 부합함을 알 수 있다.
이상 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (10)

  1. 폴리올레핀 기재의 적어도 일면에 제1무기물을 포함한 제1코팅층 및
    상기 제1코팅층 위에 제2무기물을 포함하는 제2코팅층이 형성되어 있는 전지용 분리막에 있어서,
    상기 제1무기물의 평균 입자 크기는 상기 제2무기물의 평균 입자 크기보다 크며,
    상기 제1무기물의 평균 입자 크기는 D50 기준으로 900 ㎚ 이상이고,
    상기 제2무기물의 평균 입자 크기는 D50 기준으로 10 ㎚ 이상 500 ㎚ 이하이며,
    전해액 함침거리가 3.0㎜ 이상인 전지용 분리막으로서,
    여기서 상기 전해액 함침거리는 분리막 전해액 함침성 테스트(PC drop test)에 의한 것으로서, 해당 분리막을 슬라이드 글라스 위에 올려놓고 고정시킨 후, 10㎕주사기에 전해액을 2㎕ 정량만큼 채워 액적을 만들고 분리막에 떨어트린후, 5분 후 액적 바깥쪽으로 확산한 거리를 MD/TD방향으로 측정한 거리인 전지용 분리막.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2코팅층의 운동마찰계수는 0.01 이상 0.2 이하인 전지용 분리막.
  4. 제1항에 있어서,
    제2무기물은 전체 무기물 비율의 20중량% 이하인 전지용 분리막.
  5. 제1항에 있어서,
    제1코팅층의 두께는 3 ㎛ 이상 4 ㎛ 이하이고,
    제2코팅층의 두께는 1 ㎛ 이상 2 ㎛ 이하인 전지용 분리막.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1코팅층 및 제2코팅층은 각각 DIP 코팅, Slot-die 코팅 또는 DM 코팅방법에 의해서 코팅된 전지용 분리막.
  7. 제1항에 있어서,
    제1무기물과 제2무기물은 동일하거나 또는 상이한 전지용 분리막.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1무기물 및 제2무기물은 각각 독립적으로 유전율 상수가 1 이상인 고유전율 무기물 입자, 압전성(piezoelectricity)을 가진 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 가진 무기물 입자 또는 이들의 둘 이상의 혼합물인 전지용 분리막.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1무기물 및 제2무기물은 Al2O3, SiO2, MgO, TiO2, ZrO2, AlOOH, Al(OH)3 및 BaTiO2로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 전지용 분리막.
  10. 제1항, 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 전지용 분리막을 포함하는 이차전지.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102383075B1 (ko) * 2019-03-07 2022-04-04 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 분리막 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP7280914B2 (ja) * 2021-04-26 2023-05-24 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 非水電解質二次電池

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100824851B1 (ko) * 2006-10-27 2008-04-23 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지
KR101351700B1 (ko) * 2007-03-08 2014-01-16 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 구비하는 이차 전지
KR20130123568A (ko) * 2012-05-03 2013-11-13 주식회사 엘지화학 전기화학소자용 분리막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전기화학소자
HUE048838T2 (hu) * 2012-11-30 2020-08-28 Lg Chemical Ltd Elkülönítõ szekunder telephez, amely tartalmazza különbözõ felületi jellemzõkkel bíró szervetlen részecskék kettõs porózus rétegét, az ezt tartalmazó szekunder telep, és eljárás az elkülönítõ elkészítéséhez
KR101745631B1 (ko) * 2012-12-07 2017-06-09 주식회사 엘지화학 평균입경이 다른 무기물 입자의 이중 다공성 코팅층을 포함하는 이차전지용 분리막, 이를 포함하는 이차전지, 및 상기 분리막의 제조방법
KR101724009B1 (ko) * 2013-08-14 2017-04-06 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
CN104425788B (zh) * 2013-08-28 2017-05-03 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法和含有该隔膜的锂离子电池
CN104051696B (zh) * 2014-06-27 2017-02-15 佛山市金辉高科光电材料有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
KR101736543B1 (ko) 2014-06-30 2017-05-16 주식회사 엘지화학 전극 조립체
KR20160007147A (ko) * 2014-07-11 2016-01-20 주식회사 엘지화학 이차전지용 분리막 및 그 제조방법
KR101838350B1 (ko) 2015-05-28 2018-03-13 주식회사 엘지화학 젖음성이 개선된 전기화학소자용 전극 조립체 및 이의 제조 방법
JP6630811B2 (ja) * 2015-07-10 2020-01-15 エルジー・ケム・リミテッド セパレータ及びこれを含む電気化学素子
KR101874159B1 (ko) * 2015-09-21 2018-07-03 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 전극의 제조방법 및 이로부터 제조된 리튬 이차전지용 전극
CN105529433B (zh) * 2016-02-26 2018-10-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 具有涂层的电极以及包括该具有涂层的电极的锂离子电池
EP3392931B1 (en) * 2016-08-26 2020-06-17 LG Chem, Ltd. Separator for electrochemical device and electrochemical device including the same
CN107040568B (zh) 2016-09-28 2018-07-13 平安科技（深圳）有限公司 标识信息生成方法和装置
KR102265221B1 (ko) 2017-03-20 2021-06-16 (주)엘지에너지솔루션 전해액 함침성을 향상시키기 위한 전지셀의 제조방법
JP6841706B2 (ja) * 2017-03-30 2021-03-10 三菱製紙株式会社 リチウムイオン電池セパレータ
KR102385925B1 (ko) * 2018-11-05 2022-04-11 주식회사 엘지에너지솔루션 전기화학소자용 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자

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