KR20210053759A - Separator of secondary battery and method of manufacturing the same - Google Patents

Separator of secondary battery and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
KR20210053759A
KR20210053759A KR1020190139798A KR20190139798A KR20210053759A KR 20210053759 A KR20210053759 A KR 20210053759A KR 1020190139798 A KR1020190139798 A KR 1020190139798A KR 20190139798 A KR20190139798 A KR 20190139798A KR 20210053759 A KR20210053759 A KR 20210053759A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
separator
secondary battery
coating
coating layer
specific pattern
Prior art date
Application number
KR1020190139798A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김동준
여열매
오승민
김남형
이지은
박상목
이윤성
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020190139798A priority Critical patent/KR20210053759A/en
Publication of KR20210053759A publication Critical patent/KR20210053759A/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/443—Particulate material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

A separator for a secondary battery according to the present invention includes a separator including a region in which a coating layer of a specific pattern is formed on a surface and a region in which a coating layer is not formed. The coating layer of a specific pattern can be formed by being sprayed through a nozzle device. The present invention improves thermal and mechanical safety.

Description

이차전지용 분리막 및 이를 제조하는 방법{SEPARATOR OF SECONDARY BATTERY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}Separator for secondary battery and method of manufacturing the same {SEPARATOR OF SECONDARY BATTERY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 이차전지용 분리막 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분리막 표면에 노즐장치를 이용한 분사방식으로 특정 패턴의 코팅층을 형성함으로써, 분리막을 경량화하는 동시에 열 및 기계적 안전성이 향상된 이차전지용 분리막 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a separator for a secondary battery and a method of manufacturing the same, and more particularly, by forming a coating layer of a specific pattern on the surface of the separator by a spraying method using a nozzle device, the separator is lightened and thermal and mechanical safety is improved. It relates to a separator and a method of manufacturing the same.

이차전지가 소형전자기기에서 전동공구, 전기자동차 등의 대용량 고출력 분야로 응용이 확대되고 있다. 또한, 이차전지의 용도가 다양해지고, 부피도 대형화되면서 폭발, 발화와 같은 전지 안전성에 대한 중요성이 대두되고 있다.The application of secondary batteries is expanding from small electronic devices to large-capacity, high-power fields such as power tools and electric vehicles. In addition, as the uses of secondary batteries become diversified and the volume is increased, the importance of battery safety such as explosion and ignition is rising.

이차전지의 안전성에 대한 종래 연구개발은 주로 전해액의 난연성 확보 및 구조적으로 안정한 전극 활물질의 합성 및 개선에 관해 진행되어 왔다. 하지만 물리적으로 애노드와 캐소드를 격리시키는 분리막도 전지 안전성 확보 관점에서 가장 중요한 소재이다. 특히, 고전압 및 고출력이 요구되는 중대형 전지분야에서 열폭주 또는 외부충격으로 인한 분리막 파손시 폭발 사고가 발생할 수 있다. 따라서, 이차전지용 분리막 내 내열성 세라믹 코팅층의 도입은 내열성 확보를 위해 필수적 요건이다. Conventional research and development on the safety of secondary batteries has been mainly on securing flame retardancy of electrolytes and synthesis and improvement of structurally stable electrode active materials. However, a separator that physically isolates the anode and the cathode is also the most important material from the viewpoint of securing battery safety. In particular, in the field of medium and large-sized batteries that require high voltage and high output, explosion accidents may occur when the separator is damaged due to thermal runaway or external shock. Therefore, the introduction of a heat-resistant ceramic coating layer in a separator for a secondary battery is an essential requirement for securing heat resistance.

나아가 중대형 이차전지는 가격 경쟁력 확보를 목적으로 이차전지용 분리막 내 저가형 내열 코팅층 도입기술이 접목되어 개발되고 있다. 구체적으로 저가형 내열 코팅층 도입기술은 고분자 바인더와 세라믹을 혼합한 슬러리를 이차전지용 분리막에 코팅하는 방식으로 진행되고 있다. 보다 구체적으로, 종래에 세라믹을 혼합한 이차전지용 분리막을 제작할 시, 바인더와 세라믹 입자를 섞어서 슬러리를 제작한 뒤 모재 분리막 위에 전체적으로 코팅을 진행하였는데, 이로 인해 열 및 기계적 안전성이 커지는 장점이 있는 반면 전체적인 분리막의 무게가 늘어나고 저항이 증가한다는 단점이 있었다. 이에 따라, 분리막을 경량화하는 동시에 열 및 기계적 안전성을 증가시킬 수 있는 코팅방법에 대한 기술개발이 필요한 실정이다.Furthermore, medium and large-sized secondary batteries are being developed by grafting low-cost heat-resistant coating layer introduction technology into separators for secondary batteries for the purpose of securing price competitiveness. Specifically, the technology for introducing a low-cost heat-resistant coating layer is being carried out by coating a slurry obtained by mixing a polymer binder and a ceramic on a separator for a secondary battery. More specifically, when manufacturing a separator for a secondary battery in which ceramic is mixed in the prior art, a slurry was prepared by mixing a binder and ceramic particles, and then the entire coating was performed on the base material separator. This has the advantage of increasing thermal and mechanical safety, while overall There was a disadvantage of increasing the weight of the separator and increasing the resistance. Accordingly, there is a need for technology development for a coating method capable of increasing thermal and mechanical safety while reducing the weight of the separator.

KR 10-1536560호KR 10-1536560

상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은 분리막 표면에 노즐장치를 이용한 분사방식으로 특정 패턴의 코팅층을 형성함으로써, 분리막을 경량화하는 동시에 열 및 기계적 안전성이 향상된 이차전지용 분리막 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention proposed in order to solve the above problems is to provide a separator for a secondary battery with improved thermal and mechanical safety while reducing the weight of the separator by forming a coating layer of a specific pattern on the surface of the separator by a spraying method using a nozzle device, and a method of manufacturing the same. It has its purpose to provide.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지용 분리막은, 표면에 특정 패턴의 코팅층이 형성된 영역 및 코팅층이 형성되지 않은 영역을 포함하는 분리막을 포함하며, 상기 특정 패턴의 코팅층은 노즐장치를 통해 분사되어 형성될 수 있다.The separator for a secondary battery according to the present invention for achieving the above object includes a separator including a region in which a coating layer of a specific pattern is formed and a region where a coating layer is not formed on the surface, and the coating layer of the specific pattern is formed through a nozzle device. It can be formed by spraying.

상기 특정 패턴은 복수의 가로코팅 라인과 복수의 세로코팅 라인이 서로 교차하고 상기 복수의 가로코팅 라인은 각각 일정거리 이격되어 형성되며 복수의 세로코팅 라인은 각각 일정거리 이격되어 형성될 수 있다.In the specific pattern, a plurality of horizontal coating lines and a plurality of vertical coating lines cross each other, the plurality of horizontal coating lines are formed by a predetermined distance, and the plurality of vertical coating lines may be formed by a predetermined distance.

상기 특정 패턴은 복수의 우상향코팅 라인과 복수의 우하향코팅 라인이 서로 교차하고 상기 복수의 우상향코팅 라인은 각각 일정거리 이격되어 형성되며 복수의 우하향코팅 라인은 각각 일정거리 이격되어 형성될 수 있다.In the specific pattern, a plurality of upward-right coating lines and a plurality of downward-right coating lines cross each other, and the plurality of upward-right coating lines are each formed by a predetermined distance, and the plurality of downward-right coating lines may be formed by being spaced apart from each other by a predetermined distance.

상기 특정 패턴은 정현파 형상의 코팅 라인을 포함할 수 있다.The specific pattern may include a sinusoidal coating line.

상기 특정 패턴은 복수의 정현파 형상의 코팅 라인을 포함하며, 복수의 정현파 형상의 코팅라인은 서로 일정거리 이격되어 형성될 수 있다.The specific pattern includes a plurality of sine wave-shaped coating lines, and the plurality of sine wave-shaped coating lines may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance.

상기 정현파 형상의 코팅라인의 파장의 길이는 5cm 이상 15cm이고, 진폭은 1cm 이상 5cm 이하이며 각 정현파 형상의 코팅라인은 1cm 이상 이격되어 형성될 수 있다.The length of the wavelength of the sine wave-shaped coating line is 5 cm or more and 15 cm, the amplitude is 1 cm or more and 5 cm or less, and each sine wave-shaped coating line may be formed to be spaced apart from 1 cm or more.

상기 코팅층은 세라믹 입자 또는 내열성 고분자 입자를 포함할 수 있다.The coating layer may include ceramic particles or heat-resistant polymer particles.

상기 코팅층은 상기 분리막 표면의 단면 또는 양면에 코팅될 수 있다.The coating layer may be coated on one side or both sides of the surface of the separator.

상기 코팅층은 옥사이드계 또는 하이드록사이드계의 무기입자 및 카르복실기를 포함하는 유기분자를 포함하며,The coating layer includes oxide-based or hydroxide-based inorganic particles and organic molecules including carboxyl groups,

상기 유기분자는 상기 무기입자의 표면에 에스터 결합으로 그래프팅될 수 있다.The organic molecule may be grafted onto the surface of the inorganic particle by means of an ester bond.

상기 유기분자는 카르복실기 및 에폭사이드기를 포함할 수 있다.The organic molecule may include a carboxyl group and an epoxide group.

상기 유기분자는 카르복실기 및 1차 아민기를 포함할 수 있다.The organic molecule may include a carboxyl group and a primary amine group.

상술한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지용 분리막 제조방법은 서로 다른 종류의 유기분자를 각각의 무기입자에 그래프팅하여 2종의 무기입자를 마련하는 단계; 2종의 무기입자를 용매에 분산시켜 슬러리를 제조하는 단계; 및 노즐장치를 이용하여 제조된 슬러리를 분리막의 단면 또는 양면에 분사하여 특정 패턴의 코팅층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a separator for a secondary battery according to the present invention for achieving the above-described other object includes the steps of grafting different types of organic molecules onto each of the inorganic particles to prepare two types of inorganic particles; Dispersing two kinds of inorganic particles in a solvent to prepare a slurry; And forming a coating layer having a specific pattern by spraying the slurry prepared using a nozzle device onto one side or both sides of the separation membrane.

상기 서로 다른 종류의 유기분자는, 카르복실기 및 에폭사이드기를 포함하는 유기분자와 카르복실기 및 1차 아민기를 포함하는 유기분자를 포함할 수 있다.The different types of organic molecules may include organic molecules including carboxyl groups and epoxide groups, and organic molecules including carboxyl groups and primary amine groups.

본 발명에 따르면 분리막 표면에 노즐장치를 이용한 분사방식으로 특정 패턴의 코팅층을 형성함으로써, 분리막을 경량화하는 동시에 열 및 기계적 안전성이 향상시킬 수 있다.According to the present invention, by forming a coating layer having a specific pattern on the surface of the separator by a spraying method using a nozzle device, it is possible to reduce the weight of the separator and improve thermal and mechanical safety.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차전지용 분리막에서, 분리막에 특정패턴의 코팅층이 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 이차전지용 분리막에서, 분리막에 특정패턴의 코팅층이 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 이차전지용 분리막에서, 분리막에 특정패턴의 코팅층이 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 이차전지용 분리막에서, 분리막에 특정패턴의 코팅층이 형성된 것을 나타내는 도면이다.1 is a view showing that in a separator for a secondary battery according to a first embodiment of the present invention, a coating layer having a specific pattern is formed on the separator.
2 is a view showing that in the separator for a secondary battery according to a second embodiment of the present invention, a coating layer having a specific pattern is formed on the separator.
3 is a view showing that in the separator for a secondary battery according to a third embodiment of the present invention, a coating layer having a specific pattern is formed on the separator.
4 is a view showing that in the separator for a secondary battery according to a fourth embodiment of the present invention, a coating layer having a specific pattern is formed on the separator.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 기재된 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 균등물 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations described in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical spirit of the present invention, and thus various It should be understood that there may be equivalent variations.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 이차전지용 분리막에서, 분리막에 특정패턴의 코팅층이 형성된 것을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 이차전지용 분리막에서, 분리막에 특정패턴의 코팅층이 형성된 것을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 이차전지용 분리막에서, 분리막에 특정패턴의 코팅층이 형성된 것을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 이차전지용 분리막에서, 분리막에 특정패턴의 코팅층이 형성된 것을 나타내는 도면이다.1 is a view showing that in the separator for a secondary battery according to the first embodiment of the present invention, a coating layer of a specific pattern is formed on the separator, and FIG. 2 is a separator for a secondary battery according to a second embodiment of the present invention. 3 is a view showing that a coating layer of a specific pattern is formed on the separator in the separator for a secondary battery according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a fourth embodiment of the present invention. In the separator for a secondary battery according to, a diagram showing that a coating layer having a specific pattern is formed on the separator.

도면에 상세히 도시하지는 않았으나 본 발명에 따른 이차전지용 분리막은 분리막을 이동시키는 분리막 이동장치 위에 분리막을 로딩시킨 후 하나 이상의 노즐장치를 통해 분리막에 코팅층을 분사하여 분리막 표면의 단면 또는 양면에 특정 패턴의 코팅층이 형성되도록 제조될 수 있다. 이하에서는 도면을 참조하여 이러한 방식에 따라 제조된 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 분리막에 대해 설명하기로 한다.Although not shown in detail in the drawings, the separator for a secondary battery according to the present invention has a coating layer of a specific pattern on one or both sides of the surface of the separator by spraying a coating layer on the separator through one or more nozzle devices after loading the separator on the separator moving device that moves the separator. It can be manufactured so that it is formed. Hereinafter, a separator for a secondary battery according to an embodiment of the present invention manufactured according to this method will be described with reference to the drawings.

본 발명에 따른 분리막(100)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 표면에 특정 패턴의 코팅층(110)이 형성된 영역 및 코팅층(110)이 형성되지 않은 영역을 포함하며, 이때 특정 패턴의 코팅층은 노즐장치를 통해 분사되어 형성될 수 있다. 아울러, 코팅층(110)은 분리막(100) 표면의 단면 또는 양면에 코팅되어 형성될 수 있다.The separator 100 according to the present invention includes a region in which the coating layer 110 of a specific pattern is formed and a region in which the coating layer 110 is not formed, as shown in FIGS. 1 to 4, wherein the coating layer of a specific pattern May be formed by spraying through a nozzle device. In addition, the coating layer 110 may be formed by coating on one side or both sides of the surface of the separator 100.

여기서, 분리막(100)은 다공성 기재이며, 이때 기공도와 두께는 특별히 제한되지는 않는다. 다만 다공성 기재는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로 10um 내지 500um의 두께로 제조된 다공성 필름일 수 있고, 15um 내지 200um 두께의 다공성 기재가 더 바람직할 수 있다. 또한, 다공성 기재의 기공도는 30% 내지 80%의 범위일 수 있으며, 40% 내지 70%dml 범위가 더 바람직할 수 있다.Here, the separator 100 is a porous substrate, and at this time, the porosity and thickness are not particularly limited. However, the porous substrate is commonly used in the art, and may be a porous film manufactured to a thickness of 10 μm to 500 μm, and a porous substrate having a thickness of 15 μm to 200 μm may be more preferable. In addition, the porosity of the porous substrate may be in the range of 30% to 80%, and the range of 40% to 70% dml may be more preferable.

한편, 실시예에 따라 다공성기재는 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리아이소뷰틸렌(polyisobutylene), 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride), 폴리비닐리덴 클로라이드(polyvinylidene chloride), 폴리비닐리덴 플로오라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate), 나일론(nylon), 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile), 폴리비닐알콜(polyvinylalcohol), 폴리에틸렌-비닐알콜(polyethylene-co-vinylalcohol), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트( polybuthylen eterephthalate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 고분자 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로부터 이루어진 다공성 필름일 수 있다.Meanwhile, according to an embodiment, the porous substrate is polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, polyvinylchloride, polyvinylidene chloride, and polyvinylidene fluoride. (polyvinylidene fluoride), polymethylmethacrylate, nylon, polyacrylonitrile, polyvinylalcohol, polyethylene-co-vinylalcohol, polyethylene terephthalate (polyethyleneterephthalate), polybutylene terephthalate (polybuthylen eterephthalate) may be any one polymer selected from the group consisting of, or a porous film made of a mixture of two or more of them.

도 1을 참조하면 본 발명의 제1 일실시예에 따른 이차전지용 분리막에서, 분리막(100)에 형성된 코팅층(110)의 특정 패턴은 복수의 가로코팅 라인과 복수의 세로코팅 라인이 서로 교차하고 상기 복수의 가로코팅 라인은 각각 일정거리 이격되어 형성되며 복수의 세로코팅 라인은 각각 일정거리 이격되어 형성될 수 있다. 여기서, 복수의 가로코팅 라인이 각각 일정거리 이격되어 형성되고 복수의 세로코팅 라인이 각각 일정거리 이격되어 형성된 이유는 코팅층(110)으로 인한 분리막(100)의 무게 증가와 저항 증가를 최소화하는 동시에 코팅층(110)으로 인한 열안전성 효과를 유지하기 위함이다. 아울러, 복수의 가로코팅 라인과 복수의 세로코팅 라인의 이격거리는 노즐장치를 제어함으로써 해당 이격거리는 조절할 수 있다. Referring to FIG. 1, in the separator for a secondary battery according to the first embodiment of the present invention, a specific pattern of the coating layer 110 formed on the separator 100 includes a plurality of horizontal coating lines and a plurality of vertical coating lines crossing each other. Each of the plurality of horizontal coating lines may be formed to be spaced apart by a predetermined distance, and the plurality of vertical coating lines may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance. Here, the reason why the plurality of horizontal coating lines are formed at a certain distance apart from each other and the plurality of vertical coating lines are formed at a certain distance apart from each other is that the increase in weight and resistance of the separator 100 due to the coating layer 110 is minimized, while at the same time, the coating layer It is to maintain the thermal safety effect due to (110). In addition, the separation distance between the plurality of horizontal coating lines and the plurality of vertical coating lines can be adjusted by controlling the nozzle device.

도 2를 참조하면 본 발명의 제2 일실시예에 따른 이차전지용 분리막에서, 분리막(100)에 형성된 코팅층(110)의 특정 패턴은 복수의 우상향코팅 라인과 복수의 우하향코팅 라인이 서로 교차하고 복수의 우상향코팅 라인은 각각 일정거리 이격되어 형성되며 복수의 우하향코팅 라인은 각각 일정거리 이격되어 형성될 수 있다. 여기서, 복수의 우상향코팅 라인이 각각 일정거리 이격되어 형성되고 복수의 우하향코팅 라인이 각각 일정거리 이격되어 형성된 이유는 코팅층(110)으로 인한 분리막(100)의 무게 증가와 저항 증가를 최소화하는 동시에 코팅층(110)으로 인한 열안전성 효과를 유지하기 위함이다. 아울러, 복수의 우상향코팅 라인과 복수의 우하향코팅 라인의 이격거리는 노즐장치를 제어함으로써 해당 이격거리는 조절할 수 있다.Referring to FIG. 2, in the separator for a secondary battery according to the second embodiment of the present invention, a specific pattern of the coating layer 110 formed on the separator 100 includes a plurality of upper right coating lines and a plurality of lower right coating lines crossing each other, and a plurality of Each of the upward-right coating lines of may be formed to be spaced apart by a predetermined distance, and the plurality of downward-right coating lines may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance. Here, the reason why the plurality of upper right-facing coating lines are formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance and the plurality of downward-right coating lines are formed by a predetermined distance from each other is that the increase in weight and resistance of the separator 100 due to the coating layer 110 are minimized, while the coating layer It is to maintain the thermal safety effect due to (110). In addition, the separation distance between the plurality of upward-right coating lines and the plurality of downward-right coating lines may be adjusted by controlling the nozzle device.

도 3을 참조하면 본 발명의 제3 일실시예에 따른 이차전지용 분리막에서, 분리막(100)에 형성된 코팅층(110)의 특정 패턴은 정현파 형상의 코팅 라인을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, in the separator for a secondary battery according to the third embodiment of the present invention, a specific pattern of the coating layer 110 formed on the separator 100 may include a sinusoidal coating line.

도 4를 참조하면 본 발명의 제4 일실시예에 따른 이차전지용 분리막에서, 분리막(100)에 형성된 코팅층(110)의 특정 패턴은 복수의 정현파 형상의 코팅 라인을 포함할 수 있다. 이때, 복수의 정현파 형상의 코팅라인은 서로 일정거리 이격되어 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 정현파 형상의 코팅라인의 파장의 길이는 5cm 이상 15cm이고, 진폭은 1cm 이상 5cm 이하일 수 있다. 아울러, 각 정현파 형상의 코팅라인은 각각 1cm 이상 이격되어 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 각 정현파 형상의 코팅라인을 각각 1cm 이상 이격되어 형성하는 것은 코팅간격이 줄어들면 분리막 전체의 무게가 증가함과 동시에 저항이 증가할 수 있는 문제가 발생할 수 있기 때문에 코팅층(110)으로 인한 분리막(100)의 무게 증가와 저항 증가를 최소화하는 동시에 코팅층(110)으로 인한 열안전성 효과를 유지하기 위해 각 정현파 형상의 코팅라인을 각각 1cm 이상 이격되어 형성하는 것이다.Referring to FIG. 4, in the separator for a secondary battery according to the fourth embodiment of the present invention, a specific pattern of the coating layer 110 formed on the separator 100 may include a plurality of sine wave-shaped coating lines. In this case, a plurality of sinusoidal coating lines may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance. According to an embodiment, the length of the wavelength of the sinusoidal coating line may be 5cm or more and 15cm, and the amplitude may be 1cm or more and 5cm or less. In addition, each sine wave-shaped coating line is preferably formed to be spaced apart from each other by 1 cm or more. Here, the formation of each sine wave-shaped coating line separated by more than 1 cm may cause a problem in that the resistance may increase as well as the weight of the entire separator increases when the coating interval decreases, so the separation membrane due to the coating layer 110 In order to minimize the increase in weight and increase in resistance of the 100 and at the same time maintain the thermal safety effect due to the coating layer 110, each sine wave-shaped coating line is formed to be spaced apart from each other by 1 cm or more.

한편, 분리막(100)에 코팅되는 코팅층(110)은 세라믹 입자 또는 내열성 고분자 입자를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 세라믹 입자는 알루미나, 보헤마이트, 실리카 또는 하이드록사이드 등을 포함할 수 있으며, 내열성 고분자 입자는 아라미드 또는 폴리아디드 등을 포함할 수 있다.Meanwhile, the coating layer 110 coated on the separator 100 may include ceramic particles or heat-resistant polymer particles. According to an embodiment, the ceramic particles may include alumina, boehmite, silica or hydroxide, and the heat-resistant polymer particles may include aramid or polyadid.

한편, 코팅층(110)은 옥사이드계 또는 하이드록사이드계의 무기입자 및 카르복실기를 포함하는 유기분자를 포함할 수 있다. 이때, 유기분자는 무기입자의 표면에 에스터 결합으로 그래프팅될 수 있다.Meanwhile, the coating layer 110 may include oxide-based or hydroxide-based inorganic particles and organic molecules including carboxyl groups. At this time, the organic molecules may be grafted onto the surface of the inorganic particles by ester bonding.

구체적으로, 무기입자의 표면에 그래프팅되는 유기분자의 종류는 2가지로, 한가지 유기분자는 카르복실기 및 에폭사이드기를 포함할 수 있고, 다른 한가지 유기분자는 카르복실기 및 1차 아민기를 포함할 수 있다. 이러한 서로 다른 종류의 각각의 유기분자는 각각의 무기입자에 그래프팅될 수 있으며, 이렇게 제조된 2종류의 무기입자를 용매에 분산시킨 후 슬러리를 제조하며, 제조된 슬러리를 노즐장치를 통해 분리막 표면에 분사하여 코팅층을 형성함으로써 분리막에 특정패턴의 코팅층이 형성된 분리막을 제조할 수 있다.Specifically, there are two types of organic molecules grafted on the surface of the inorganic particles, one organic molecule may include a carboxyl group and an epoxide group, and the other organic molecule may include a carboxyl group and a primary amine group. Each of these different types of organic molecules can be grafted onto each inorganic particle, and after dispersing the prepared two types of inorganic particles in a solvent, a slurry is prepared, and the prepared slurry is applied to the surface of the separator through a nozzle device. By spraying on to form a coating layer, a separation membrane in which a coating layer of a specific pattern is formed on the separation membrane can be manufactured.

한편, 본 발명에 실시예에 따른 이차전이용 분리막 제조방법은, 서로 다른 종류의 유기분자를 각각의 무기입자에 그래프팅하여 2종의 무기입자를 마련하는 단계, 2종의 무기입자를 용매에 분산시켜 슬러리를 제조하는 단계, 및 노즐장치를 이용하여 제조된 슬러리를 분리막의 단면 또는 양면에 분사하여 특정 패턴의 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 서로 다른 종류의 유기분자는, 카르복실기 및 에폭사이드기를 포함하는 유기분자와 카르복실기 및 1차 아민기를 포함하는 유기분자를 포함할 수 있다.On the other hand, in the method of manufacturing a separator for secondary transfer according to an embodiment of the present invention, the step of preparing two types of inorganic particles by grafting different types of organic molecules to each inorganic particle, and adding two types of inorganic particles to a solvent. Dispersing to prepare a slurry, and spraying the slurry prepared using a nozzle device on one side or both sides of the separation membrane may include forming a coating layer having a specific pattern. Here, different types of organic molecules may include organic molecules including carboxyl groups and epoxide groups, and organic molecules including carboxyl groups and primary amine groups.

아울러, 노즐장치를 이용하여 제조된 슬러리를 분리막의 단면 또는 양면에 분사하여 특정 패턴의 코팅층을 형성하는 단계 이후에, 코팅층에 포함된 에폭사이드기와 아민기의 화학결합을 진행하기 위해 열을 가하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after the step of forming a coating layer of a specific pattern by spraying the prepared slurry on one side or both sides of the separator using a nozzle device, applying heat to proceed with chemical bonding between the epoxide group and the amine group contained in the coating layer. It may further include.

100: 분리막 110: 코팅층100: separator 110: coating layer

Claims (13)

표면에 특정 패턴의 코팅층이 형성된 영역 및 코팅층이 형성되지 않은 영역을 포함하는 분리막을 포함하며,
상기 특정 패턴의 코팅층은 노즐장치를 통해 분사되어 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막. It includes a separator including a region in which a coating layer of a specific pattern is formed and a region in which the coating layer is not formed on the surface,
A separator for a secondary battery, characterized in that the coating layer of the specific pattern is formed by spraying through a nozzle device. 청구항 1에 있어서,
상기 특정 패턴은 복수의 가로코팅 라인과 복수의 세로코팅 라인이 서로 교차하고 상기 복수의 가로코팅 라인은 각각 일정거리 이격되어 형성되며 복수의 세로코팅 라인은 각각 일정거리 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.The method according to claim 1,
In the specific pattern, a plurality of horizontal coating lines and a plurality of vertical coating lines cross each other, the plurality of horizontal coating lines are formed by a predetermined distance, and the plurality of vertical coating lines are formed by a predetermined distance from each other. Separator for batteries. 청구항 1에 있어서,
상기 특정 패턴은 복수의 우상향코팅 라인과 복수의 우하향코팅 라인이 서로 교차하고 상기 복수의 우상향코팅 라인은 각각 일정거리 이격되어 형성되며 복수의 우하향코팅 라인은 각각 일정거리 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.The method according to claim 1,
In the specific pattern, a plurality of upward-right coating lines and a plurality of downward-right coating lines cross each other, and the plurality of upward-right coating lines are each formed by a predetermined distance, and the plurality of downward-right coating lines are formed by a predetermined distance from each other. Separator for batteries. 청구항 1에 있어서,
상기 특정 패턴은 정현파 형상의 코팅 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.The method according to claim 1,
The specific pattern is a separator for a secondary battery, characterized in that it comprises a sine wave-shaped coating line. 청구항 1에 있어서,
상기 특정 패턴은 복수의 정현파 형상의 코팅 라인을 포함하며, 복수의 정현파 형상의 코팅라인은 서로 일정거리 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.The method according to claim 1,
The specific pattern includes a plurality of sine wave-shaped coating lines, and the plurality of sine wave-shaped coating lines are formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance. 청구항 5에 있어서,
상기 정현파 형상의 코팅라인의 파장의 길이는 5cm 이상 15cm이고, 진폭은 1cm 이상 5cm 이하이며 각 정현파 형상의 코팅라인은 1cm 이상 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.The method of claim 5,
A separation membrane for a secondary battery, characterized in that the wavelength of the sine wave-shaped coating line is 5cm or more and 15cm, the amplitude is 1cm or more and 5cm or less, and each sine wave-shaped coating line is formed by 1cm or more spaced apart. 청구항 1에 있어서,
상기 코팅층은 세라믹 입자 또는 내열성 고분자 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.The method according to claim 1,
The coating layer is a separator for a secondary battery, characterized in that containing ceramic particles or heat-resistant polymer particles. 청구항 1에 있어서,
상기 코팅층은 상기 분리막 표면의 단면 또는 양면에 코팅된 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.The method according to claim 1,
The coating layer is a separator for a secondary battery, characterized in that coated on one side or both sides of the surface of the separator. 청구항 1에 있어서,
상기 코팅층은 옥사이드계 또는 하이드록사이드계의 무기입자 및 카르복실기를 포함하는 유기분자를 포함하며,
상기 유기분자는 상기 무기입자의 표면에 에스터 결합으로 그래프팅된 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.The method according to claim 1,
The coating layer includes an oxide-based or hydroxide-based inorganic particle and an organic molecule containing a carboxyl group,
The separation membrane for a secondary battery, characterized in that the organic molecules are grafted onto the surface of the inorganic particles by ester bonding. 청구항 9에 있어서,
상기 유기분자는 카르복실기 및 에폭사이드기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막.The method of claim 9,
The organic molecule is a separator for a secondary battery, characterized in that it contains a carboxyl group and an epoxide group. 청구항 9에 있어서,
상기 유기분자는 카르복실기 및 1차 아민기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막. The method of claim 9,
The organic molecule is a separator for a secondary battery, characterized in that it contains a carboxyl group and a primary amine group. 서로 다른 종류의 유기분자를 각각의 무기입자에 그래프팅하여 2종의 무기입자를 마련하는 단계;
2종의 무기입자를 용매에 분산시켜 슬러리를 제조하는 단계; 및
노즐장치를 이용하여 제조된 슬러리를 분리막의 단면 또는 양면에 분사하여 특정 패턴의 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 이차전지용 분리막 제조방법.Grafting different types of organic molecules onto each of the inorganic particles to prepare two types of inorganic particles;
Dispersing two kinds of inorganic particles in a solvent to prepare a slurry; And
Forming a coating layer of a specific pattern by spraying the slurry prepared using a nozzle device on one side or both sides of the separation membrane; a method for manufacturing a separator for a secondary battery comprising a. 청구항 12에 있어서,
상기 서로 다른 종류의 유기분자는, 카르복실기 및 에폭사이드기를 포함하는 유기분자와 카르복실기 및 1차 아민기를 포함하는 유기분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막 제조방법.The method of claim 12,
The different types of organic molecules, comprising an organic molecule containing a carboxyl group and an epoxide group and an organic molecule containing a carboxyl group and a primary amine group, characterized in that the method for producing a separator for a secondary battery.
KR1020190139798A 2019-11-04 2019-11-04 Separator of secondary battery and method of manufacturing the same KR20210053759A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190139798A KR20210053759A (en) 2019-11-04 2019-11-04 Separator of secondary battery and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190139798A KR20210053759A (en) 2019-11-04 2019-11-04 Separator of secondary battery and method of manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210053759A true KR20210053759A (en) 2021-05-12

Family

ID=75919031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190139798A KR20210053759A (en) 2019-11-04 2019-11-04 Separator of secondary battery and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210053759A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023191185A1 (en) * 2022-04-01 2023-10-05 삼성에스디아이 주식회사 Separator for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101536560B1 (en) 2014-12-30 2015-07-15 한밭대학교 산학협력단 Patterned Ceramic Coated Separator, Method for Manufacturing Same, and Secondary battery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101536560B1 (en) 2014-12-30 2015-07-15 한밭대학교 산학협력단 Patterned Ceramic Coated Separator, Method for Manufacturing Same, and Secondary battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023191185A1 (en) * 2022-04-01 2023-10-05 삼성에스디아이 주식회사 Separator for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101614885B1 (en) Protection layer for lithium electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
Huang Separator technologies for lithium-ion batteries
US20160359155A1 (en) Organic/inorganic composite coating porous separator and secondary battery element using same
KR101536560B1 (en) Patterned Ceramic Coated Separator, Method for Manufacturing Same, and Secondary battery
CN103066227B (en) There is the flexible compound ceramic membrane of low temperature closed pore performance and good dimensional stability
CN109314207A (en) Partition and electrochemical appliance including the partition
KR102475114B1 (en) Battery, battery separator and manufacturing method thereof
US20110311855A1 (en) Methods and systems for making separators and devices arising therefrom
US10847325B2 (en) Advanced dielectric energy storage device and method of fabrication
CN104838518A (en) Ceramic coating on battery separators
KR101943193B1 (en) Polymer-Ceramic Hybrid Coating Composition and Method of Making Secondary Battery Separator Employing the Same
KR20210053759A (en) Separator of secondary battery and method of manufacturing the same
JP6032826B2 (en) Separation membrane for electrochemical device and method for producing the same
WO2015065121A1 (en) Porous separation membrane for electrochemical device, containing porous substrate having inverse opal structure, and preparation method therefor
CN107706341A (en) A kind of preparation technology of composite diaphragm
JP2010218986A (en) Manufacturing method of electrode for secondary battery, electrode for secondary battery, and secondary battery
CN115362596A (en) Ceramic crosslinked coating on porous membrane
KR20160061164A (en) Seperator having high heat resistance, Manufacturing Method Thereof and Secondary Battery Therewith
TWI472084B (en) Secondary battery of excellent productability and safety
KR20160124725A (en) Platy Ceramic Stacking Organic-Inorganic Composite Coating Method using Sol-Gel Binder with Boehmite Sol and Electrophoretic Deposition
WO2017039148A1 (en) Device for manufacturing electrode for secondary battery comprising electrode mixture layer forming mold
CN113394513A (en) Preparation method of diaphragm with composite coating structure
EP3435391A2 (en) Advanced dielectric energy storage device and method of fabrication
KR20150012551A (en) Separator for secondary battery and method for manufacturing the same
KR102122206B1 (en) Apparatus for manufacturing coated separator of secondary battery