KR20170087136A - Method of Manufacturing Separator for Electrochemical Devices - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기화학소자용 분리막을 제조하는 방법으로서,
(i) 다공성 분리막 기재의 일면 또는 양면에 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하는 과정;
(ii) 분리막 기재의 폭 방향에서, 양측 단부 부위의 코팅층 두께가 중심 부위의 코팅층 두께보다 상대적으로 작도록, 코팅층의 양측 단부 부위를 절삭하는 과정; 및
(iii) 코팅층의 양측 단부 부위가 절삭된 분리막 기재를 건조기 내로 이동시켜 건조하여 코팅부를 형성하는 과정;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method for producing a separator for an electrochemical device,
(i) forming a coating layer by applying a coating agent to one or both surfaces of a porous membrane substrate;
(ii) cutting both side end portions of the coating layer so that the thickness of the coating layer at both side end portions is relatively smaller than the thickness of the coating layer at the center portion in the width direction of the separator base material; And
(iii) a step of moving the separator base material having both side end portions of the coating layer cut into a dryer and drying to form a coated portion;
The present invention also provides a method for producing a separation membrane.

Description

전기화학소자용 분리막의 제조 방법 {Method of Manufacturing Separator for Electrochemical Devices}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a separator for electrochemical devices,

본 발명은 전기화학소자용 분리막의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing a separator for electrochemical devices.

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.As technology development and demand for mobile devices are increasing, the demand for batteries as energy sources is rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries capable of meeting various demands have been conducted.

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 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다. Typically, in terms of the shape of a battery, there is a high demand for a prismatic secondary battery and a pouch-type secondary battery which can be applied to products such as mobile phones with a small thickness, and has advantages such as high energy density, discharge voltage, There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries.

또한, 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 분리막 시트로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.Also, the secondary battery is classified according to how the electrode assembly having the anode / separator / cathode structure is formed. Typically, the long battery-shaped anodes and cathodes are jelly- A stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, a stacked (stacked) electrode assembly in which a predetermined unit of positive and negative electrodes are stacked, A stack / folding type electrode assembly having a structure in which a bi-cell or a full cell stacked in a single state is wound around a separator sheet.

리튬 이차전지는 양극 활물질로 LiCoO2 등의 금속 산화물과 음극 활물질로 탄소 재료를 사용하며, 음극과 양극 사이에 폴리올레핀계 다공성 분리막을 개재하고, LiPF6 등의 리튬염을 포함하는 비수성 전해액을 넣어서 제조하게 된다. 충전 시에는 양극 활물질의 리튬 이온이 방출되어 음극의 탄소층으로 삽입되고, 방전시에는 반대로 음극 탄소층의 리튬 이온이 방출되어 양극 활물질로 삽입되며, 이때 비수성 전해액은 음극과 양극 사이에서 리튬 이온을 이동시키는 매질 역할을 한다. 이러한 리튬 이차전지는 양극의 리튬 이온이 음극으로 삽입(intercalation)되고 탈리(deintercalation)되는 과정을 반복하면서 충방전이 진행된다.The lithium secondary battery uses a metal oxide such as LiCoO 2 as a positive electrode active material and a carbon material as a negative electrode active material and a nonaqueous electrolytic solution containing a lithium salt such as LiPF 6 is inserted between the negative electrode and the positive electrode through a polyolefin- . During charging, lithium ions of the positive electrode active material are released and inserted into the carbon layer of the negative electrode. In discharging, lithium ions of the negative electrode carbon layer are discharged and inserted into the positive electrode active material. In this case, As a medium for transporting the liquid. In such a lithium secondary battery, charging and discharging proceed while repeating the process of intercalating and deintercalating lithium ions in the anode.

기본적으로 양극/분리막/음극으로 이루어져 있는 전극조립체는, 단순히 적층된 구조로 이루어질 수도 있지만, 다수의 전극(양극 및 음극)들을 분리막이 개재된 상태에서 적층한 후 가열/가압에 의해 상호 결합시킨 구조로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 전극과 분리막의 결합은 분리막 상에 형성된 접착층과 전극을 상호 대면한 상태에서 가열/가압함으로써 달성된다.Basically, an electrode assembly composed of a positive electrode / separator / negative electrode may have a laminated structure, but a structure in which a plurality of electrodes (positive electrode and negative electrode) are laminated in a state in which a separator is interposed and then bonded to each other by heating / ≪ / RTI > In this case, the bonding of the electrode and the separator is achieved by heating / pressing the electrode and the adhesive layer formed on the separator in a face-to-face relationship.

최근에는 이러한 분리막의 제조 시 열적, 기계적 안전성 문제를 해결하기 위하여, 분리막 기재에 무기물 입자들과 바인더 고분자를 포함하는 슬러리를 코팅한 유무기 복합 분리막이 제안되기도 하였다.In recent years, in order to solve the thermal and mechanical safety problems in the production of such a separator, an organic / inorganic composite separator in which a slurry containing inorganic particles and a binder polymer is coated on a separator substrate has been proposed.

상기 코팅층을 분리막의 표면에 코팅은, 일반적으로, 분리막 시트를 바인더 및 무기 성분이 분산되어 있는 혼합 용액에 침지하여 코팅층을 형성하는 딥 코팅법(dip coating) 이외에 롤러(roller)를 사용하는 롤(roll) 코팅 방식 등에 의해 수행될 수 있다.The coating of the coating layer on the surface of the separator is generally performed by using a roller using a roller in addition to dip coating in which a separator sheet is immersed in a mixed solution in which a binder and an inorganic component are dispersed to form a coating layer roll coating method or the like.

그러나, 상기 코팅법에 의해서 코팅된 분리막 기재를 건조할 때, 분리막 기재의 폭방향으로 양측 단부에서 상대적으로 빠른 건조가 이루어지므로, 양측 단부에서 코팅층의 두께가 상대적으로 증가하는 현상이 발생한다(이하, 이를 하이 엣지(high edge) 현상으로 칭함). 코팅된 분리막 기재의 폭방향 단면을 도시한 도 1를 참조하여 하이 엣지 현상을 이하에서 더욱 상세하게 설명한다. However, when the separator substrate coated by the coating method is dried, relatively fast drying is performed at both side ends in the width direction of the separator substrate, so that the thickness of the coating layer at both ends is relatively increased , Which is referred to as a high edge phenomenon). The high edge phenomenon will be described in more detail below with reference to Fig. 1 which shows a cross-section of the coated membrane base in the width direction.

도 1을 참조하면, 코팅층(120)이 분리막 기재(110)의 양면에 도포되어 있는 분리막(100)을 건조할 때, 분리막 기재(110)의 양측 단부(A)에서 상대적으로 빠른 건조가 일어나면서, 분리막 기재(110)의 중심 부위의 용매가 양측 단부(A)로 이동하게 된다. 이때, 중심 부위의 슬러리도 용매의 이동에 의해 양측 단부(A)로 함께 이동하게 되어, 건조된 이후에 양측 단부(A)의 두께가 중심 부위에 비해 상대적으로 증가하게 된다. 이러한 현상은 상기 분리막을 포함하는 전극조립체의 제조 시, 제품의 품질을 저하시키고, 단락의 위험성을 초래하는 등 심각한 문제로 대두되고 있다Referring to FIG. 1, when the separation layer 100 coated on both sides of the separation membrane substrate 110 is dried, relatively fast drying occurs at the both ends A of the separation membrane substrate 110 , The solvent at the central portion of the separator base 110 moves to both side ends A. At this time, the slurry in the central portion is also moved to the both side ends A by the movement of the solvent, and the thickness of the both side ends A is relatively increased compared to the central portion after drying. Such a phenomenon is a serious problem in manufacturing an electrode assembly including the separator, such as lowering the quality of the product and causing a risk of short circuit

따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 분리막의 제조 방법에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a method for producing a separation membrane that can solve such a problem.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.

구체적으로, 본 발명의 목적은, 분리막 기재의 폭 방향에서, 양측 단부 부위의 코팅층 두께가 중심 부위의 코팅층 두께보다 상대적으로 작도록, 코팅층의 양측 단부 부위를 절삭하는 과정을 수행함으로써, 건조 이후 분리막에서 코팅부의 두께가 단부 부위와 중앙 부위에서 동일하게 하여 소망하는 효과를 달성할 수 있는 분리막의 제조 방법을 제공하는 것이다.Specifically, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a membrane-electrode assembly, which comprises the steps of cutting both side end portions of a coating layer so that the thickness of a coating layer at both side end portions is relatively smaller than a thickness of a coating layer at a center portion, In which the thickness of the coated portion is the same at the end portion and the central portion, thereby achieving a desired effect.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기화학소자용 분리막의 제조 방법은,According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a separation membrane for an electrochemical device,

(i) 다공성 분리막 기재의 일면 또는 양면에 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하는 과정; (i) forming a coating layer by applying a coating agent to one or both surfaces of a porous membrane substrate;

(ii) 분리막 기재의 폭 방향에서, 양측 단부 부위의 코팅층 두께가 중심 부위의 코팅층 두께보다 상대적으로 작도록, 코팅층의 양측 단부 부위를 절삭하는 과정; 및(ii) cutting both side end portions of the coating layer so that the thickness of the coating layer at both side end portions is relatively smaller than the thickness of the coating layer at the center portion in the width direction of the separator base material; And

(iii) 코팅층의 양측 단부 부위가 절삭된 분리막 기재를 건조기 내로 이동시켜 건조하여 코팅부를 형성하는 과정;(iii) a step of moving the separator base material having both side end portions of the coating layer cut into the dryer and drying to form a coated portion;

를 포함하는 것으로 구성되어 있다.As shown in FIG.

이와 같이, 본 발명의 제조 방법에 따르면, 코팅된 분리막 기재를 건조기 내로 이동시키기 전에, 코팅층의 양측 단부 부위를 미리 절삭함으로써, 건조 과정에서 하이 엣지 현상에 의해 코팅층의 양측 단부의 두께가 증가하더라도, 건조 이후의 분리막에서 코팅부의 두께는 양측 단부 부위와 중앙 부위에서 서로 동일하게 형성될 수 있다.As described above, according to the manufacturing method of the present invention, even if the thickness of both end portions of the coating layer is increased due to the high edge phenomenon in the drying process by cutting both side end portions of the coating layer before moving the coated separator substrate into the dryer, The thickness of the coating portion in the separation membrane after drying may be the same at the both end portions and the center portion.

상기 과정(i)에서 코팅층을 형성하는 방식을 특별히 한정되지 않으나, 구체적인 예들로서, 딥(dip) 코팅 방식, 전회전 롤(forward roll) 코팅 방식, 리버스 롤(reverse roll) 코팅 방식, 마이크로그라비아(microgravure) 코팅 방식, 및 다이렉트 미터링(direct metering) 코팅 방식으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 방식이거나 또는 둘 이상의 방식들의 조합에 의해 형성될 수 있다.The method of forming the coating layer in the step (i) is not particularly limited, but specific examples thereof include a dip coating method, a forward roll coating method, a reverse roll coating method, a microgravure a microgravure coating method, and a direct metering coating method, or may be formed by a combination of two or more methods.

상기 과정(i)의 코팅층은, 예를 들어, 분리막 기재의 폭 방향에서 양측 단부 부위의 코팅층의 두께가 중심 부위의 코팅층의 두께와 동일하게 형성될 수 있지만, 경우에 따라서는, 양측 단부 부위를 다소 얇은 두께로 형성할 수도 있다.The coating layer of the process (i) may be formed, for example, such that the thickness of the coating layer at both side end portions in the width direction of the separator base material is the same as the thickness of the coating layer at the center portion, It may be formed to have a somewhat thin thickness.

상기 과정(i)에서 코팅층이 형성된 분리막 기재는 코팅층 절삭을 위해 과정(ii)로 이동하고, 과정(ii)에서 절삭된 양측 단부 부위의 크기는, 하이 엣지 현상에 영향을 미치는 코팅제의 조성, 건조 온도, 및 건조 시간 등을 고려하여 결정될 수 있으나, 상세하게는, 평면상에서 분리막 기재의 폭을 기준으로 2% 내지 20% 범위로 형성될 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 절삭된 양측 단부 부위의 크기가 2% 미만인 경우, 하이 엣지 현상에 의한 양측 단부의 높이 증가를 상쇄할 수 없고, 20% 이상인 경우, 코팅된 분리막 기재의 건조 후 절삭된 양측 단부의 높이가 중심 부위의 높이에 못 미치게 될 수 있는 바 바람직하지 않다.The separation membrane substrate formed with the coating layer in the process (i) moves to the process (ii) for cutting the coating layer, and the size of both end portions cut in the process (ii) depends on the composition of the coating material affecting the high edge phenomenon, Temperature, and drying time. In detail, it may be formed in a range of 2% to 20% on the basis of the width of the separator base material in a plan view. If the size of the cut end portions is less than 2%, it is impossible to cancel out the height increase of both end portions due to the high edge phenomenon, and if it is 20% or more, The height of the center portion can be less than the height of the center portion.

하나의 구체적이 예에서, 상기 과정(ii)에서 절삭된 양측 단부 부위는 수직 단면상에서 분리막 기재의 중심으로부터 단부쪽으로 코팅층 두께가 감소하는 테이퍼 구조를 가질 수 있다. 이와 같이 코팅층의 두께가 감소하는 형태는, 테이퍼 구조에만 한정되지 않고, 건조 온도, 건조 시간, 및 코팅제의 조성 등을 고려하여 다양하게 결정될 수 있으며, 구체적인 예로서, 직선, 외측으로 볼록한 곡선, 내측으로 볼록한 곡선, 및 이러한 형태들의 조합 등일 수 있다.In one specific example, the both side end portions cut in the process (ii) may have a tapered structure in which the thickness of the coating layer decreases from the center to the end of the membrane base material on the vertical cross section. The shape in which the thickness of the coating layer is reduced is not limited to the tapered structure but may be variously determined in consideration of the drying temperature, the drying time, and the composition of the coating agent. Specific examples thereof include a straight line, an outwardly convex curve, Convex curves, and combinations of these shapes.

상기 절삭된 양측 단부 부위에서 분리막 기재 단부의 최소 코팅층 두께는, 상세하게는, 분리막 기재의 중심 부위의 코팅층 두께의 10% 내지 60% 범위로 형성될 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 분리막 기재 단부의 최소 코팅층 두께가 분리막 기재의 중심 부위의 코팅층 두께의 10% 미만인 경우, 하이 엣지 현상에 의한 양측 단부의 높이 증가를 상쇄할 수 없고, 60% 이상인 경우, 코팅된 분리막의 건조 후 양측 단부의 높이가 중심 부위의 높이에 못 미치게 될 수 있는 바 바람직하지 않다.In particular, the minimum coating layer thickness at the cut end portions of the separator film at the both end portions may be in a range of 10% to 60% of the thickness of the coating layer at the center portion of the separator base. If the minimum coating layer thickness at the end of the membrane substrate is less than 10% of the thickness of the coating layer at the central portion of the separator substrate, it is not possible to offset the height increase at both ends due to the high edge phenomenon, The height of both ends of the separator after drying may be less than the height of the central portion, which is not preferable.

또한, 상기 과정(ii)에서 양측 단부 부위는, 상세하게는, 코팅층의 평균 두께가 중심 부위의 코팅층의 두께에 대해 30% 내지 80%가 되도록 절삭될 수 있다. 상기 범위를 벗어나, 양측 단부 부위의 코팅층의 평균 두께가 중심 부위의 코팅층의 두께에 대해 30% 미만인 경우, 하이엣지 현상에 의한 양측 단부의 높이 증가를 상쇄할 수 없고, 80% 이상인 경우, 코팅된 분리막의 건조 후 양측 단부의 높이가 중심 부위의 높이에 못 미치게 될 수 있는 바 바람직하지 않다. 특히, 양측 단부 부위의 코팅층의 평균 두께가 중심 부위의 코팅층의 두께에 대해 40% 내지 70%가 되도록 절삭하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, in the step (ii), both side end portions may be cut so that the average thickness of the coating layer is 30% to 80% of the thickness of the coating layer in the central portion. When the average thickness of the coating layer at both side end portions is less than 30% with respect to the thickness of the coating layer at the center portion outside the above range, the height increase of the both side ends due to the high edge phenomenon can not be canceled, The height of both ends of the separator after drying may be less than the height of the central portion, which is not preferable. More preferably, the average thickness of the coating layer at both end portions is 40% to 70% of the thickness of the coating layer at the central portion.

상기 과정(ii)에서, 코팅층을 절삭하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 하나의 구체적인 예로서, 마이어 바(meyer bar)가 코팅층의 절삭을 위해 사용될 수 있다. 이때, 상기 코팅층의 절삭에 의해 마이어 바로 전사된 절삭 잔여물은, 하나의 구체적인 예로서, 닥터 블레이드(doctor blade)에 의해 제거될 수 있다. 즉, 닥터 블레이드가 회전하는 마이어 바의 표면에 접촉하여, 절삭 잔여물을 마이머 바로부터 탈리시킨다. In the step (ii), the method of cutting the coating layer is not particularly limited, but as one concrete example, a meyer bar can be used for cutting the coating layer. At this time, the cutting residue transferred directly to the Meyer by the cutting of the coating layer may be removed by a doctor blade as one specific example. That is, the doctor blade comes into contact with the surface of the rotating Meyer bar, thereby removing the cutting residue from the bar.

또 다른 예로서, 상기 절삭 잔여물은, 마이어 바에 밀착된 상태로 반대 방향으로 회전하는 클리닝 롤러(cleaning roller)에 의해 제거될 수 있다. 이때, 상기 클리닝 롤러가 마이어 바에 대향하는 부위가 용제(solvent)가 담겨있는 클리닝 배쓰(bath)에 침지되어 있도록 구성하여, 절삭 잔여물을 클리닝 롤러로부터 연속적으로 제거할 수 있다. 상기 절삭 잔여물이 클리닝 롤러에서 부착되지 않도록 할 수 있다면, 용제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 전극 슬러리에 사용되는 NMP가 사용될 수 있다. As another example, the cutting remainder may be removed by a cleaning roller rotating in the opposite direction in close contact with the Meyer bar. At this time, the cleaning roller is immersed in a cleaning bath containing a solvent so that the cutting residue can be continuously removed from the cleaning roller. If the cutting residue can be prevented from adhering to the cleaning roller, the kind of the solvent is not particularly limited, and for example, NMP used in the electrode slurry may be used.

앞서 설명한 방법에 의해서 제거된 코팅제는 클리닝 배쓰에 수용될 수 있다. The coating removed by the method described above can be accommodated in a cleaning bath.

상기 다공성 분리막 기재는 기공을 갖는 구조라면 한정되지 아니하나, 상세하게는, 폴리올레핀계 고분자로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 기재의 시판중인 대표적인 예로는, 습식 폴리에틸렌 계열(Asahi-Kasei E-Materials, Toray, SK Innovation, Entek), 건식 폴리프로필렌 계열(Shenzhen Senior), 건식 폴리프로필렌/폴리에틸렌 다층 구조 계열(Polypore, Ube) 등이 사용될 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The porous separator base material is not limited as long as it has a structure having pores. Specifically, the porous separator base material may be made of a polyolefin-based polymer, and examples thereof include high density polyethylene, linear low density polyethylene, low density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, And derivatives thereof. Typical commercially available examples of the substrate include a wet polyethylene type (Asahi-Kasei E-Materials, Toray, SK Innovation, Entek), a dry polypropylene type (Shenzhen Senior), a dry polypropylene / polyethylene multilayered structure (Polypore, Ube) May be used, but is not limited thereto.

이러한 폴리올레핀 계열 분리막 기재의 두께는 크게 제한이 없으나, 1 내지 100 ㎛ 범위가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5 내지 50 ㎛ 범위이다. 1 ㎛ 미만인 경우 기계적 물성을 유지하기가 어렵고, 100 ㎛를 초과하는 경우 저항층으로 작용할 수 있다.The thickness of such a polyolefin-based membrane base material is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 100 mu m, more preferably in the range of 5 to 50 mu m. If it is less than 1 탆, it is difficult to maintain the mechanical properties, and when it exceeds 100 탆, it can act as a resistive layer.

폴리올레핀 계열 분리막 기재 중 기공 크기 및 기공도는 특별한 제한이 없으나, 기공도는 10 내지 95% 범위, 기공 크기(직경)는 0.1 내지 50 ㎛가 바람직하다. 기공 크기 및 기공도가 각각 0.1 ㎛ 및 10% 미만인 경우 저항층으로 작용하게 되며, 기공 크기 및 기공도가 50 ㎛ 및 95%를 초과할 경우에는 기계적 물성을 유지하기가 어렵게 된다. 또한, 상기 폴리올레핀 계열 분리막 기재는 섬유 또는 막(membrane) 형태일 수 있다.The pore size and porosity in the polyolefin-based membrane substrate are not particularly limited, but the pore size is preferably in the range of 10 to 95% and the pore size (diameter) is preferably in the range of 0.1 to 50 μm. When the pore size and the porosity are less than 0.1 μm and less than 10%, respectively, they act as resistance layers. If the pore size and porosity are more than 50 μm and 95%, it becomes difficult to maintain the mechanical properties. In addition, the polyolefin-based membrane substrate may be in the form of fibers or membranes.

상기 분리막 기재에 도포되는 코팅제는 무기물 입자 및 바인더 고분자를 포함하는 것으로 구성되어 있다. The coating agent applied to the separator substrate comprises inorganic particles and a binder polymer.

상기 무기물 입자는, 무기물 입자들간 빈 공간의 형성을 가능하게 하여 미세 기공을 형성하는 역할과 물리적 형태를 유지할 수 있는 일종의 스페이서(spacer) 역할을 겸하게 되고, 일반적으로 200℃ 이상의 고온이 되어도 물리적 특성이 변하지 않는 특성을 갖기 때문에, 분리막에 탁월한 내열성을 제공한다.The inorganic particles serve as a kind of spacer which can form voids between inorganic particles to form micropores and maintain a physical shape. In general, even when the temperature is 200 ° C or higher, physical properties Since it has unchanged characteristics, it provides excellent heat resistance to the separator.

이러한 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 한정되지 않고, 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전기화학소자의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 특히, 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 사용하는 경우, 전기화학소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있으므로, 가능한 이온 전도도가 높은 것이 바람직하다. 또한, 상기 무기물 입자가 높은 밀도를 갖는 경우, 코팅시 분산시키는데 어려움이 있을 뿐만 아니라 전기화학소자의 제조시 무게 증가의 문제점도 있으므로, 가능한 밀도가 작은 것이 바람직하다. 또한, 유전율이 높은 무기물인 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.The inorganic particles usable in the present invention can be oxidized in an operating voltage range of the applied electrochemical device (for example, 0 to 5 V based on Li / Li +), And / or a reduction reaction does not occur. Particularly, when inorganic particles having an ion-transporting ability are used, the ion conductivity in the electrochemical device can be increased and the performance can be improved. Therefore, it is preferable that the ionic conductivity is as high as possible. In addition, when the inorganic particles have a high density, it is difficult to disperse the particles at the time of coating, and there is a problem of an increase in weight in the production of an electrochemical device. In the case of an inorganic substance having a high dielectric constant, dissociation of an electrolyte salt, for example, a lithium salt, in the liquid electrolyte also contributes to increase ionic conductivity of the electrolyte.

전술한 이유들로 인해, 상기 무기물 입자는 유전율 상수가 5 이상, 바람직하게는 10 이상인 고유전율 무기물 입자, 압전성(piezoelectricity)을 갖는 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. For the reasons stated above, the inorganic particles may be selected from the group consisting of high-permittivity inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more, preferably 10 or more, inorganic particles having piezoelectricity, inorganic particles having lithium ion transferring ability, .

상기 유전율 상수 5 이상인 무기물 입자의 예로는 SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC 또는 이들의 혼합물 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more include SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiC, However, the present invention is not limited thereto.

상기 압전성(piezoelectricity) 무기물 입자는 상압에서는 부도체이나, 일정 압력이 인가되었을 경우 내부 구조 변화에 의해 전기가 통하는 물성을 갖는 물질을 의미하는 것으로서, 유전율 상수가 100 이상인 고유전율 특성을나타낼 뿐만 아니라 일정 압력을 인가하여 인장 또는 압축되는 경우 전하가 발생하여 한 면은 양으로, 반대편은 음으로 각각 대전됨으로써, 양쪽 면 간에 전위차가 발생하는 기능을 갖는 물질이다.The piezoelectricity inorganic particle means a non-conductive material at normal pressure or a material having electrical conductivity due to a change in internal structure when a certain pressure is applied, and exhibits a high permittivity with a dielectric constant of 100 or more, The charge is generated in the case of applying tensile or compressive force, so that one side is charged positively and the other side is negatively charged, thereby generating a potential difference between both sides.

상기와 같은 특징을 갖는 무기물 입자를 사용하는 경우, Local crush, Nail 등의 외부 충격에 의해 양(兩) 전극의 내부 단락이 발생하는 경우 분리막에 코팅된 무기물 입자로 인해 양극과 음극이 직접 접촉하지 않을 뿐만 아니라, 무기물 입자의 압전성으로 인해 입자 내 전위차가 발생하게 되고 이로 인해 양(兩) 전극 간의 전자 이동, 즉 미세한 전류의 흐름이 이루어짐으로써, 완만한 전기화학소자의 전압 감소 및 이로 인한 안전성 향상을 도모할 수 있다.In the case of using inorganic particles having the above characteristics, when an internal short-circuit of both electrodes occurs due to an external impact such as local crush or nail, the anode and the cathode are in direct contact with each other due to the inorganic particles coated on the separator In addition, due to the piezoelectricity of the inorganic particles, a potential difference is generated in the particle. As a result, the electron transfer between the two electrodes, that is, the flow of a minute current, is performed, thereby reducing the voltage of the electrochemical device and improving safety .

상기 압전성을 갖는 무기물 입자의 예로는 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT) hafnia (HfO2) 또는 이들의 혼합물 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the inorganic particles having piezoelectricity include BaTiO 3 , Pb (Zr, Ti) O 3 (PZT), Pb 1 -x La x Zr 1 -y Ti y O 3 (PLZT), PB (Mg 3 Nb 2/3 ) O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT) hafnia (HfO 2 ), or mixtures thereof.

상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 지칭하는 것으로서, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 입자 구조 내부에 존재하는 일종의 결함(defect)으로 인해 리튬 이온을 전달 및 이동시킬 수 있기 때문에, 전기화학소자 내 리튬 이온 전도도가 향상되고, 이로 인해 전기화학소자의 성능 향상을 도모할 수 있다.The inorganic particles having the lithium ion transferring ability refer to inorganic particles that contain a lithium element but do not store lithium but have a function of transferring lithium ions. The inorganic particles having lithium ion transferring ability exist in the particle structure Since lithium ions can be transferred and transferred due to a kind of defect, the lithium ion conductivity in the electrochemical device can be improved and the performance of the electrochemical device can be improved.

상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자의 예로는 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-9Al2O3-38TiO2-39P2O5 등과 같은 (LiAlTiP)xOy 계열 glass (0<x<4, 0<y<13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0<x<2, 0<y<3), Li3.25Ge0.25P0.75S4 등과 같은 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), Li3N 등과 같은 리튬나이트라이드(LixNy, 0<x<4, 0<y<2), Li3PO4-Li2S-SiS2 등과 같은 SiS2 계열 glass(LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4), LiI-Li2S-P2S5 등과 같은 P2S5 계열 glass (LixPySz, 0<x<3, 0<y<3, 0<z<7), 또는 이들의 혼합물 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the inorganic particles having lithium ion transferring ability include lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y < (Li x Al y Ti z (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <1, 0 <z <3), 14Li 2 O-9Al 2 O 3 -38TiO 2 -39P 2 O 5 (0 <x <4, 0 <y <13), lithium lanthanum titanate (Li x La y TiO 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), Li 3.25 Ge (Li x Ge y P z S w , 0 <x <4, 0 <y <1, 0 <z <1, 0 <w <5) such as 0.25 P 0.75S4 , Li 3 N lithium nitride such as (Li x N y, 0 < x <4, 0 <y <2), Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 SiS 2 family, such as glass (Li x Si y S z, 0 <x <3, 0 <y <2, 0 <z <4), LiI-Li 2 SP 2 S 5 P 2 S 5 based glass (Li x P y S z , 0 <x <3, such as 0 < y < 3, 0 < z < 7), or a mixture thereof.

전술한 고유전율 무기물 입자, 압전성을 갖는 무기물 입자와 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자들을 혼용할 경우, 이들의 상승 효과는 배가 될 수 있다.When the above-mentioned high-permittivity inorganic particles, piezoelectric particles, and inorganic particles having lithium ion-transporting ability are mixed, their synergistic effect can be doubled.

상기 무기물 입자의 크기는 제한이 없으나, 균일한 두께의 필름 형성 및 적절한 공극률을 위하여 가능한 한 0.001 내지 10 ㎛ 범위인 것이 바람직하다. 0.001 ㎛ 미만인 경우 분산성이 저하되어 분리막의 물성을 조절하기가 어려우며, 10 ㎛를 초과하는 경우 동일한 고형분 함량으로 제조되는 분리막의 두께가 증가하여 기계적 물성이 저하되며, 또한 지나치게 큰 기공 크기로 인해 전기화학소자의 충방전시 내부 단락이 일어날 확률이 높아진다.The size of the inorganic particles is not limited, but is preferably in the range of 0.001 to 10 mu m for the formation of a film of uniform thickness and a suitable porosity. When the thickness is less than 0.001 탆, the dispersibility of the separator is deteriorated and it is difficult to control the physical properties of the separator. When the thickness exceeds 10 탆, the thickness of the separator formed with the same solid content is increased to decrease the mechanical properties. The probability of an internal short circuit occurring during charging and discharging of the chemical device increases.

상기 무기물 입자의 함량은 특별한 제한이 없으나, 코팅층의 전체 중량을 기준으로 100 중량% 당 50 내지 99 중량% 범위가 바람직하며, 특히 60 내지 95 중량%가 더욱 바람직하다. 50 중량% 미만일 경우, 고분자의 함량이 지나치게 많게 되어 무기물 입자들 사이에 형성되는 빈 공간의 감소로 인한 기공 크기 및 기공도가 감소되어 최종 전기화학소자의 성능 저하가 야기될 수 있다. 반대로, 99 중량%를 초과할 경우, 고분자 함량이 너무 적기 때문에 무기물 사이의 접착력 약화로 인해 최종 분리막의 기계적 물성이 저하된다.The content of the inorganic particles is not particularly limited, but is preferably 50 to 99% by weight, more preferably 60 to 95% by weight based on 100% by weight based on the total weight of the coating layer. When the amount is less than 50% by weight, the content of the polymer is excessively increased, and the pore size and the porosity due to the reduction of the void space formed between the inorganic particles may be decreased, resulting in a deterioration of the performance of the final electrochemical device. On the other hand, if it exceeds 99% by weight, the mechanical properties of the final separator are deteriorated due to the weak adhesive force between the inorganic materials because the polymer content is too small.

코팅층들을 구성하는 또 다른 구성요소로서, 상기 바인더 고분자는 상세하게는, 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg)가 가능한 낮은 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 -200 내지 200℃ 범위이다.As another constituent of the coating layers, the binder polymer may be a material having a glass transition temperature (Tg) as low as possible, and preferably in the range of -200 to 200 ° C.

또한, 상기 바인더 고분자들은 액체 전해액 함침시 겔화되어 높은 전해액 함침율(degree of swelling)을 나타낼 수 있는 특징을 가질 수 있다. 실제로, 상기 바인더 고분자들이 전해액 함침율이 우수한 고분자인 경우, 전기화학소자의 조립 후 주입되는 전해액은 상기 고분자로 스며들게 되고, 흡수된 전해액을 보유하는 고분자는 전해질 이온 전도 능력을 갖게 된다. 또한, 종래 소수성 폴리올레핀 계열 분리막에 비해 전기화학소자용 전해액에 대한 젖음성(wetting)이 개선될 뿐만 아니라 종래에 사용되기 어려웠던 전기화학소자용 극성 전해액의 적용도 가능하다는 장점이 있다. 따라서, 가능하면 용해도 지수가 15 내지 45 MPa1/2인 고분자가 바람직하며, 15 내지 25 MPa1/2 및 30 내지 45 MPa1/2 범위가 더욱 바람직하다. 용해도 지수가 15 MPa1/2 미만 및 45 MPa1/2를 초과하는 경우, 통상적인 전기화학소자용 액체 전해액에 의해 함침(swelling)되기 어렵게 된다.In addition, the binder polymer may have a characteristic of being capable of exhibiting a high degree of swelling of the electrolyte when being gelled upon impregnation with a liquid electrolyte. In fact, when the binder polymer is a polymer having an excellent electrolyte impregnation rate, the electrolyte injected after the electrochemical device is impregnated with the polymer, and the polymer having the absorbed electrolyte has electrolytic ion conduction capability. In addition, wetting of an electrolytic solution for an electrochemical device is improved as compared with the conventional hydrophobic polyolefin-based separator, and a polar electrolyte for an electrochemical device, which has been conventionally difficult to use, can be applied. Therefore, if possible, a polymer having a solubility index of 15 to 45 MPa &lt; 1/2 &gt; is preferable, and 15 to 25 MPa &lt; 1/2 &gt; and 30 to 45 MPa & When the solubility index is less than 15 MPa &lt; 1/2 &gt; and more than 45 MPa &lt; 1/2 &gt;, it is difficult to be swelled by a conventional liquid electrolyte for an electrochemical device.

구체적으로, 상기 바인더 고분자는 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐리덴 플로라이드-헥사플루오로프로필렌, 폴리비닐리덴플로라이드-트리클로로에틸렌, 폴리비닐리덴플로라이드-클로로트리플로로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸폴리비닐알콜, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸수크로오스, 풀루란, 카르복실 메틸 셀룰로오스, 아크리로니트릴스티렌부타디엔 공중합체, 및 폴리이미드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있다.Specifically, the binder polymer may be selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-trichlorethylene, polyvinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene, polymethyl methacrylate Polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl acetate, ethylene vinyl acetate copolymer, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolylane, And may be one or more selected from the group consisting of vinyl alcohol, cyanoethyl cellulose, cyanoethyl sucrose, pullulan, carboxymethyl cellulose, acrylonitrile styrene butadiene copolymer, and polyimide.

본 발명은 또한, 양극과 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 상기 방법으로 제조된 분리막, 및 전해질을 포함하는 전기화학소자를 제공한다. 여기서 분리막 코팅부의 두께는 단부 부위와 중앙 부위에서 동일하다. 또한, 상기 전기화학소자는 캐패시터 또는 리튬 이차전지일 수 있다. 상기 캐패시터와 리튬 이차전지의 구체적인 구성은 당업계에 공지되어 있는 바, 본 명세서에서는 이에 대한 설명을 생략한다. The present invention also provides an electrochemical device comprising an anode and a cathode, a separator interposed between the anode and the cathode, and an electrolyte. Here, the thickness of the membrane coating portion is the same at the end portion and the center portion. The electrochemical device may be a capacitor or a lithium secondary battery. The capacitor and the lithium secondary battery are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전기화학소자용 분리막 제조방법은 분리막 기재의 폭 방향에서, 양측 단부 부위의 코팅층 두께가 중심 부위의 코팅층 두께보다 상대적으로 작도록, 코팅층의 양측 단부 부위를 절삭하는 과정을 수행함으로써, 건조 과정에서 발생하는 하이 엣지 현상에 의한 양측 단부 부위의 높이 증가 하더라도, 건조 이후 분리막에서 코팅부의 두께는 단부 부위와 중앙 부위에서 동일하게 되어, 분리막을 포함하는 전기화학소자의 품질을 향상시키고, 단락 등의 위험성을 현저히 줄일 수 있다.As described above, in the method for manufacturing a separation membrane for an electrochemical device according to the present invention, both side end portions of the coating layer are cut so that the thickness of the coating layer at both side end portions is relatively smaller than the thickness of the coating layer at the center portion in the width direction of the separation membrane base material The thickness of the coating portion in the separation membrane after drying is the same at the end portion and the center portion even if the height of both end portions due to the high edge phenomenon occurs during the drying process, The quality can be improved, and the risk of short circuit and the like can be remarkably reduced.

도 1은 종래기술의 건조 과정에서 발생하는 하이 엣지 현상을 나타내는 분리막의 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분리막의 제조 과정을 나타내는 모식도이다;
도 3은 도 2의 과정(ii)에서 코팅층의 양측 단부 부위가 절삭된 분리막 기재를 나타내는 모식도이다;
도 4는 도 2의 과정(ii)에서 코팅층의 절삭을 위해 사용한 마이어 바(meyer bar)의 수직 단면을 확대하여 나타낸 모식도이다;
도 5는 도 4에서 마이어 바로 전사된 절삭 잔여물을, 닥터 블레이드 대신에, 클리닝 롤러(cleaning roller)를 사용하여 제거하는 것을 나타낸 모식도이다.1 is a schematic view of a separation membrane showing a high edge phenomenon occurring in the drying process of the prior art;
2 is a schematic view illustrating a process of manufacturing a separation membrane according to an embodiment of the present invention;
Fig. 3 is a schematic view showing a separator substrate in which both side end portions of the coating layer are cut in the process (ii) of Fig. 2;
FIG. 4 is an enlarged schematic view showing a vertical section of a meyer bar used for cutting a coating layer in the process (ii) of FIG. 2; FIG.
FIG. 5 is a schematic view showing that the cutting residue transferred directly to Meyer in FIG. 4 is removed using a cleaning roller instead of a doctor blade.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분리막의 제조 과정을 나타내는 모식도이다. 2 is a schematic view illustrating a process of manufacturing a separation membrane according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 분리막 제조방법은 (i) 다공성 분리막 기재(210)의 양면에 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하는 과정, (ii) 분리막 기재(210)의 폭 방향에서, 양측 단부 부위의 코팅층 두께가 중심 부위의 코팅층 두께보다 상대적으로 작도록, 코팅층의 양측 단부 부위를 절삭하는 과정, 및 (iii) 코팅층의 양측 단부 부위가 절삭된 분리막 기재(210)를 건조기(600) 내로 이동시켜 건조하여 코팅부를 형성하는 과정을 포함하고 있다.Referring to FIG. 2, the separator manufacturing method includes the steps of (i) applying a coating agent to both surfaces of the porous separator substrate 210 to form a coating layer, (ii) (Iii) cutting the separator base material 210 having both sides of the coating layer cut into the dryer 600 and drying the same at the both ends of the coating layer so that the thickness thereof is relatively smaller than the thickness of the coating layer at the center portion; And forming a coating portion.

과정(i)에서 코팅층은 딥 코팅 방식에 의해서 형성되고, 도 1에서와 같이, 분리막 기재의 폭 방향에서 양측 단부 부위의 코팅층의 두께가 중심 부위의 코팅층의 두께와 동일하게 형성되어 있다.In step (i), the coating layer is formed by a dip coating method. As shown in Fig. 1, the thickness of the coating layer at both side end portions in the width direction of the separation membrane base material is formed to be equal to the thickness of the coating layer at the central portion.

도 3은 도 2의 과정(ii)에서 코팅층의 양측 단부 부위가 절삭된 분리막 기재를 나타내는 모식도이다.FIG. 3 is a schematic view showing a separation membrane substrate in which both end portions of the coating layer are cut in the process (ii) of FIG. 2;

도 3을 참조하면, 과정(ii)에서 절삭된 양측 단부 부위의 크기(L)는 평면상에서 분리막 기재(210)의 폭(W)을 기준으로 2% 내지 20% 이다. 또한, 절삭된 양측 단부 부위는 수직 단면상에서 분리막 기재(210)의 중심으로부터 단부쪽으로 코팅층(220) 두께가 감소하는 구조를 가지고 있다.Referring to FIG. 3, the size L of both end portions cut in the process (ii) is 2% to 20% on the basis of the width W of the separator base 210 on a plane. In addition, the cut end portions have a structure in which the thickness of the coating layer 220 decreases from the center to the end of the separator base 210 on the vertical cross section.

절삭된 양측 단부 부위에서 분리막 기재(210) 단부의 최소 코팅층(220) 두께(h)는 분리막 기재(210)의 중심 부위의 코팅층(220) 두께(H)의 10% 내지 60% 범위이고, 양측 단부 부위에서 코팅층(220)의 평균 두께는 중심 부위의 코팅층(220)의 두께(H)에 대해 40% 내지 70%가 되도록 절삭되어 있다.The thickness h of the minimum coating layer 220 at the cut end portions of the separator base 210 is in a range of 10% to 60% of the thickness H of the coating layer 220 at the center portion of the separator base 210, The average thickness of the coating layer 220 at the end portion is cut to be 40% to 70% with respect to the thickness H of the coating layer 220 at the center portion.

도 4는 도 2의 과정(ii)에서 코팅층의 절삭을 위해 사용하는 마이어 바(400)의 수직 단면을 확대하여 나타낸 모식도이다. FIG. 4 is an enlarged schematic view showing a vertical section of the Meyer bar 400 used for cutting the coating layer in the process (ii) of FIG.

도 4를 참조하면, 도 2의 과정(i)에서 형성된 코팅층은 도 2의 과정(ii)에서 마이어 바(400)에 의해 양측 단부 부위의 코팅층이 절삭된다. 이때, 코팅층의 절삭에 의해 마이어 바(400)로 전사된 절삭 잔여물은 닥터 블레이드(doctor blade, 410)에 의해 제거된다. 이렇게 제거된 코팅제는 클리닝 배쓰(cleaning bath, 420)에 수용된다.Referring to FIG. 4, the coating layer formed in the process (i) of FIG. 2 is cut by the Meyer bar 400 in the process (ii) of FIG. At this time, the cutting residue transferred to the Meyer bar 400 by cutting of the coating layer is removed by a doctor blade 410. The coating material thus removed is accommodated in a cleaning bath 420.

도 5는 도 4에서 마이어 바로 전사된 절삭 잔여물을, 닥터 블레이드(410) 대신에 클리닝 롤러를 사용하여 제거하는 과정을 나타낸 모식도이다.FIG. 5 is a schematic view showing a process of removing the cutting residue transferred to Meyer in FIG. 4 by using a cleaning roller instead of the doctor blade 410.

도 5를 참조하면, 도 4에서 코팅층의 절삭에 의해 마이머 바(400)로 전사된 절삭 잔여물은, 마이어 바(400)에 밀착된 상태로 반대 방향으로 회전하는 클리닝 롤러(430)에 의해 제거된다. 클리닝 롤러(430)는 마이어 바(400)에 대향하는 부위가 용제가 담겨있는 클리닝 배쓰(440)에 침지되어 있고, 제거된 코팅제는 클리닝 배쓰(440)에 수용된다.Referring to FIG. 5, the cutting remainder transferred to the mower bar 400 by the cutting of the coating layer in FIG. 4 is removed by the cleaning roller 430 rotating in the opposite direction in close contact with the Meyer bar 400 Removed. The cleaning roller 430 is immersed in a cleaning bath 440 containing a solvent in a portion facing the Meyer bar 400 and the removed coating agent is accommodated in the cleaning bath 440.

상기에서 설명한 과정(ii)에서 코팅층의 양측 단부 부위가 절삭된 분리막 기재를 건조기내로 이동시켜 건조하여 코팅부를 형성하면, 코팅부의 두께는 단부 부위와 중앙 부위에서 동일하게 형성된다(도시하지 않음).In the above-described process (ii), when the separation membrane base material having both side end portions of the coating layer cut into the dryer is dried to form the coating portion, the thickness of the coating portion is uniformly formed at the end portion and the center portion.

이상 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

Claims (20)

전기화학소자용 분리막을 제조하는 방법으로서,
(i) 다공성 분리막 기재의 일면 또는 양면에 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하는 과정;
(ii) 분리막 기재의 폭 방향에서, 양측 단부 부위의 코팅층 두께가 중심 부위의 코팅층 두께보다 상대적으로 작도록, 코팅층의 양측 단부 부위를 절삭하는 과정; 및
(iii) 코팅층의 양측 단부 부위가 절삭된 분리막 기재를 건조기 내로 이동시켜 건조하여 코팅부를 형성하는 과정;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.A method of producing a separator for an electrochemical device,
(i) forming a coating layer by applying a coating agent to one or both surfaces of a porous membrane substrate;
(ii) cutting both side end portions of the coating layer so that the thickness of the coating layer at both side end portions is relatively smaller than the thickness of the coating layer at the center portion in the width direction of the separator base material; And
(iii) a step of moving the separator base material having both side end portions of the coating layer cut into a dryer and drying to form a coated portion;
&Lt; / RTI &gt; 제 1 항에 있어서, 상기 과정(i)에서 코팅층은, 딥(dip) 코팅 방식, 전회전 롤(forward roll) 코팅 방식, 리버스 롤(reverse roll) 코팅 방식, 마이크로그라비아(microgravure) 코팅 방식, 및 다이렉트 미터링(direct metering) 코팅 방식으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 방식이거나 또는 둘 이상의 방식들의 조합에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 분리막 제조방법.The method according to claim 1, wherein the coating layer in the step (i) is selected from the group consisting of a dip coating method, a forward roll coating method, a reverse roll coating method, a microgravure coating method, A direct metering coating method, or a combination of two or more methods. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(i)의 코팅층은, 분리막 기재의 폭 방향에서 양측 단부 부위의 코팅층의 두께가 중심 부위의 코팅층의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.The method for producing a separation membrane according to claim 1, wherein the coating layer of the process (i) has a thickness of a coating layer at both side end portions in a width direction of the separation membrane base material equal to a thickness of a coating layer at a central portion. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(ii)에서 절삭된 양측 단부 부위의 크기는 평면상에서 분리막 기재의 폭을 기준으로 2% 내지 20% 범위인 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.[2] The method of claim 1, wherein the size of the cut end portions in the step (ii) ranges from 2% to 20% based on the width of the separator base material in a plan view. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(ii)에서 절삭된 양측 단부 부위는 수직 단면상에서 분리막 기재의 중심으로부터 단부쪽으로 코팅층 두께가 감소하는 테이퍼 구조를 가진 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the both end portions cut in the step (ii) have a tapered structure in which the thickness of the coating layer decreases from the center to the end of the membrane base material on the vertical cross section. 제 5 항에 있어서, 상기 절삭된 양측 단부 부위에서 분리막 기재 단부의 최소 코팅층 두께는 분리막 기재의 중심 부위의 코팅층 두께의 10% 내지 60% 범위인 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.6. The method of claim 5, wherein the minimum coating layer thickness at the cut end portions of the separator substrate ranges from 10% to 60% of the thickness of the coating layer at the center portion of the separator substrate. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(ii)에서 양측 단부 부위는 코팅층의 평균 두께가 중심 부위의 코팅층의 두께에 대해 30% 내지 80%가 되도록 절삭되는 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.The method according to claim 1, wherein in the step (ii), both end portions are cut so that the average thickness of the coating layer is 30% to 80% of the thickness of the coating layer in the central portion. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(ii)에서 양측 단부 부위는 코팅층의 평균 두께가 중심 부위의 코팅층의 두께에 대해 40% 내지 70%가 되도록 절삭되는 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.The method according to claim 1, wherein in the step (ii), both end portions are cut so that the average thickness of the coating layer is 40% to 70% of the thickness of the coating layer in the central portion. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(ii)에서, 마이어 바(meyer bar)가 코팅층의 절삭을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.The method of claim 1, wherein in step (ii), a Meyer bar is used for cutting the coating layer. 제 9 항에 있어서, 상기 코팅층의 절삭에 의해 마이머 바로 전사된 절삭 잔여물은 닥터 블레이드(doctor blade)에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the cutting residue transferred directly to the mica by cutting of the coating layer is removed by a doctor blade. 제 9 항에 있어서, 상기 코팅층의 절삭에 의해 마이머 바로 전사된 절삭 잔여물은, 마이어 바에 밀착된 상태로 반대 방향으로 회전하는 클리닝 롤러(cleaning roller)에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.The manufacturing method of a separation membrane according to claim 9, wherein the cutting residue transferred directly to the mica by the cutting of the coating layer is removed by a cleaning roller rotating in the opposite direction in close contact with the mire bar Way. 제 11 항에 있어서, 상기 클리닝 롤러는 마이어 바에 대향하는 부위가 용제(solvent)가 담겨있는 클리닝 배쓰(bath)에 침지되어 있는 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.The separation membrane manufacturing method according to claim 11, wherein the cleaning roller is immersed in a cleaning bath in which a portion facing the Meyer bar is filled with a solvent. 제 1 항에 있어서, 상기 다공성 분리막 기재는 폴리올레핀계 고분자 수지로 이루어진 것인 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.The method of claim 1, wherein the porous separator substrate comprises a polyolefin-based polymer resin. 제 1항에 있어서, 상기 코팅제는 무기물 입자 및 바인더 고분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.The method of claim 1, wherein the coating agent comprises inorganic particles and a binder polymer. 제 14 항에 있어서, 상기 바인더 고분자는, 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐리덴 플로라이드-헥사플루오로프로필렌, 폴리비닐리덴플로라이드-트리클로로에틸렌, 폴리비닐리덴플로라이드-클로로트리플로로에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐아세테이트, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 시아노에틸풀루란, 시아노에틸폴리비닐알콜, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸수크로오스, 풀루란, 카르복실 메틸 셀룰로오스, 아크리로니트릴스티렌부타디엔 공중합체, 및 폴리이미드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.15. The method of claim 14, wherein the binder polymer is selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-trichlorethylene, polyvinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene, Polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl acetate, ethylene vinyl acetate copolymer, polyethylene oxide, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, polyvinyl pyrrolidone, Is one or two or more selected from the group consisting of cyanoethyl polyvinyl alcohol, cyanoethyl cellulose, cyanoethyl sucrose, pullulan, carboxymethyl cellulose, acrylonitrile styrene butadiene copolymer, and polyimide (2). 제 14 항에 있어서, 상기 무기물 입자는, 유전율 상수가 5 이상인 고유전율 무기물 입자, 압전성(piezoelectricity)을 갖는 무기물 입자, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 분리막의 제조방법.15. The method according to claim 14, wherein the inorganic particles are at least one selected from the group consisting of high-permittivity inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more, inorganic particles having piezoelectricity, inorganic particles having lithium ion transporting ability, By weight based on the total weight of the separator. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 하나에 따른 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막.A separator for an electrochemical device, which is produced by the method according to any one of claims 1 to 16. 제 17 항에 있어서, 분리막에서 코팅부의 두께는 단부 부위와 중앙 부위에서 동일한 특징으로 하는 전기화학소자용 분리막.The separator for an electrochemical device according to claim 17, wherein the thickness of the coating portion in the separator is the same at the end portion and the central portion. 양극과 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 제 18 항에 따른 분리막, 및 전해질을 포함하는 전기화학소자. An electrochemical device comprising an anode and a cathode, a separator according to claim 18 interposed between the anode and the cathode, and an electrolyte. 제 19 항에 있어서, 상기 전기화학소자는 리튬 이차전지인 전기화학 소자.The electrochemical device according to claim 19, wherein the electrochemical device is a lithium secondary battery.
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