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KR101470332B1 - Functional Separator and Secondary Battery Comprising the Same - Google Patents

Functional Separator and Secondary Battery Comprising the Same Download PDF

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KR101470332B1
KR101470332B1 KR1020120099691A KR20120099691A KR101470332B1 KR 101470332 B1 KR101470332 B1 KR 101470332B1 KR 1020120099691 A KR1020120099691 A KR 1020120099691A KR 20120099691 A KR20120099691 A KR 20120099691A KR 101470332 B1 KR101470332 B1 KR 101470332B1
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Abstract

본 발명은 이차전지용 분리막으로서, 상기 분리막은 전지 내부의 엔지니어링 파라미터(engineering parameter)를 조절하기 위한 기능성 물질을 담지한 파우치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막을 제공한다. 상기 분리막은 전지 내부의 엔지니어링 파라미터를 조절함으로써, 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.The present invention provides a separation membrane for a secondary battery, wherein the separation membrane includes a pouch carrying a functional material for controlling an engineering parameter in a battery. The separation membrane can improve the safety of the secondary battery by controlling the engineering parameters inside the battery.

Description

기능성 분리막 및 이를 이용한 이차전지 {Functional Separator and Secondary Battery Comprising the Same}{Functional Separator and Secondary Battery Comprising the Same}

본 발명은 기능성 분리막 및 이를 이용한 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전지 내부의 엔지니어링 파라미터(engineering parameter)를 조절하기 위한 기능성 물질을 담지한 파우치를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 분리막에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a functional separator and a secondary battery using the functional separator. More particularly, the present invention relates to a separator for a secondary battery, which comprises a pouch carrying a functional material for controlling an engineering parameter .

화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격이 상승하고, 환경 오염의 관심이 증폭되면서 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다. 이러한 전력 저장 장치로는 이차전지가 주로 사용되고 있고, 이차전지 중에서도 특히 리튬 이차전지의 경우, 휴대용 기기에 주로 사용되기 시작하여 경량, 높은 전압 및 용량으로 인한 수요가 증가하여 현재는 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차용, 그리드(grid)화를 통한 전력 보조전원 등으로 그 사용 영역이 크게 확대되고 있다. As the price of energy sources increases due to exhaustion of fossil fuels and the interest of environmental pollution is amplified, demand for environmentally friendly alternative energy sources is an indispensable factor for future life. Various researches on power generation technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power have been continuing, and electric power storage devices for more efficient use of such generated energy have also been attracting much attention. As such power storage devices, secondary batteries are mainly used. Especially, in the case of lithium secondary batteries, lithium secondary batteries have been mainly used for portable devices, and the demand for light weight, high voltage and capacity has increased, and electric vehicles or hybrid electric The use area for automobiles, power assisted power supply through gridization, etc. has been greatly expanded.

그러나, 대용량 전원으로 리튬 이차전지를 사용하기 위해 해결해야 할 많은 과제들이 남아 있으며, 그 중 가장 중요한 과제는 에너지 밀도 향상과 안전성의 증대라 할 수 있다. 또한, 대면적화로 인한 ?팅(wetting)의 균일화 및 공정시간의 단축 또한 해결해야 할 가장 중요한 과제이다. 이에 많은 연구자들이 에너지 밀도를 향상시키면서 저비용을 충족시킬 수 있는 재료의 연구에 박차를 가하고 있으며, 또한 안전성을 향상시키기 위한 재료의 연구에도 노력을 기하고 있다.However, there are still many problems to be solved for using a lithium secondary battery with a large capacity power source, and the most important task is improvement of energy density and safety. In addition, homogenization of wetting due to large surface area and shortening of process time are also the most important problems to be solved. Therefore, many researchers are spurring research on materials that can meet low cost while improving energy density, and are also making efforts to study materials to improve safety.

에너지 밀도 향상을 위한 재료로는 기존에 사용하던 LiCoO2보다 높은 용량을 가지는 Ni계 물질 또는 Mn계 물질 등이 대표적으로 연구되고 있으며, 음극으로는 기존의 흑연계에서 벗어나 Si, Sn 등을 이용한 기존의 intercalation 반응이 아닌 Li alloy 반응에 의한 재료가 대표적으로 연구되고 있다.As a material for improving the energy density, a Ni-based material or a Mn-based material having a capacity higher than that of LiCoO 2 that has been used previously is being studied. As a cathode, The material by Li alloy reaction is being studied.

안전성을 향상시키기 위해서는 LiFePO4와 같은 안정한 올리빈계 양극 활물질 또는 Li4Ti5O12와 같은 음극 활물질 등이 연구되고 있다. 그러나, 안전성을 향상시키기 위한 이러한 재료는 근본적으로 낮은 에너지 밀도를 가지게 되고, 또한 리튬 이차전지의 구조상 나타나는 안전성의 문제를 근본적으로 해소해 주지는 못하는 실정이다.In order to improve safety, a stable olivine-based cathode active material such as LiFePO 4 or an anode active material such as Li 4 Ti 5 O 12 and the like are being studied. However, such a material for improving safety has a fundamentally low energy density and can not fundamentally solve the problem of safety in the structure of a lithium secondary battery.

이차전지의 안전성은 internal safety와 external safety로 크게 나눌 수 있고, 세분화하면 electrical safety, impact safety, thermal safety 등으로 나뉠 수 있다. 이러한 다양한 안전성 문제들은 공통적으로 이벤트 발생시 온도 상승을 수반하게 되고, 이 경우 일반적으로 사용하는 연신 분리막의 수축이 필연적으로 일어나게 된다.The safety of the secondary battery can be divided into internal safety and external safety, and subdivided into electrical safety, impact safety and thermal safety. These various safety problems commonly involve an increase in temperature at the time of event occurrence, and in this case, contraction of the drawn membrane generally inevitably occurs.

이에 많은 연구자들이 안전성의 문제를 개선하기 위해서, 분리막에 무기물 등을 코팅하는 방법 등을 고안하였으나, 셀 내부 온도 상승에 의한 분리막 수축, 그로 인한 short circuit 형성을 원활하게 방지하지 못하고 있는 실정이다.In order to solve the safety problem, many researchers have devised a method of coating an inorganic material or the like on the membrane, but they have not been able to smoothly prevent the membrane shrinkage due to the rise of the internal temperature of the cell and thereby the formation of a short circuit.

따라서, 분리막 수축에 의한 단락을 방지하고 전기적 성능이 우수한 전지의 구조에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a structure of a battery which prevents a short circuit due to separation membrane shrinkage and has excellent electrical performance.

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-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 분리막이 기능성 물질을 담지한 파우치를 포함하고 있는 경우, 전지 내부의 엔지니어링 파라미터(engineering parameter)를 조절할 수 있어, 안전성이 우수한 이차전지를 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have found that when the separator includes a pouch containing a functional material, it is possible to control the engineering parameters in the battery, And the present invention has been completed.

따라서, 본 발명은, 이차전지용 분리막으로서 전지 내부의 엔지니어링 파라미터(engineering parameter)를 조절하기 위한 기능성 물질을 담지한 파우치를 포함하고 있는 이차전지용 분리막을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a separation membrane for a secondary battery, which comprises a pouch carrying a functional material for controlling an engineering parameter of the inside of the battery as a separation membrane for a secondary battery.

일반적으로, 기능성 물질은 전지 내부 전해질과 반응하기 때문에 분리막에 적용하기가 어려웠다. 그러나, 분리막 자체의 수축 등으로 인하여 안전 문제가 발생하는 상황에서 분리막에 적절한 기능성 물질을 적용할 수 있다면, 안전성을 보다 향상시킬 수 있게 될 것이다.Generally, since the functional material reacts with the electrolyte inside the battery, it is difficult to apply the functional material to the separator. However, if a suitable functional material can be applied to the separator in a situation where a safety problem occurs due to shrinkage of the separator itself, the safety can be further improved.

상기 엔지니어링 파라미터는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직한 예로는 온도일 수 있다.The engineering parameter is not particularly limited, but a preferable example may be temperature.

전지 내부에서 과충전 등의 이상 작동 시 필수적으로 온도 상승을 수반하게 되고, 이러한 고온에서 연신 분리막이 열수축하여 양극 및 음극 사이에 short가 발생하며, 이로 인하여 전지의 안전성이 문제가 된다. 따라서, 온도를 조절하기 위한 기능성 물질을 분리막이 담지하는 구조라면, 분리막과 가까운 위치에서 온도를 조절할 수 있으므로, 분리막의 열수축을 최대한 방지할 수 있다.The temperature of the battery is necessarily increased when the battery is abnormally operated such as overcharging, and short-circuiting occurs between the positive electrode and the negative electrode due to heat shrinkage of the drawn separator at such a high temperature. Therefore, if the separator has a functional material for controlling the temperature, the temperature can be controlled at a position close to the separator, so that heat shrinkage of the separator can be minimized.

상기 기능성 물질은 전지 내부의 상기 엔지니어링 파라미터를 조절할 수 있는 물질이면 어느 것이나 사용이 가능하지만, 온도를 조절하기 위해서는, 흡열제, 흡수제 및 전해액으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다. 상기 흡열제는 일반적으로 화학적 반응을 통해 열을 흡수하는데, 수분을 생성할 수 있다. 반면에, 이차전지는, 일반적으로 수분이 존재하는 경우, 안전상에 큰 문제가 발생하게 된다. 따라서, 상기 흡열제는 흡수제와 함께 사용되는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 기능성 물질이 담지되어 있는 파우치를 통해서는 이온 전도성이 떨어져서 전지의 성능이 저하될 수 있으므로, 전해액을 추가로 포함할 수 있다. 상기와 같은 이유로, 상기 흡열제, 흡수제 및 전해액을 모두 포함하는 것이 특히 바람직하다. 상기 전해액은 바람직하게는 이차전지에 사용하는 전해액과 동일한 전해액을 사용할 수 있다.The functional material may be any material that can control the engineering parameters inside the battery. However, in order to control the temperature, it is preferable that the functional material is at least one selected from the group consisting of an endothermic agent, an absorbent, and an electrolytic solution. The absorbent generally absorbs heat through a chemical reaction, and can generate moisture. On the other hand, when moisture is present in a secondary battery, a serious problem arises in terms of safety. Therefore, it is more preferable that the endothermic agent is used together with an absorbent. In addition, since the ion conductivity may be lowered through the pouch in which the functional material is carried, the performance of the battery may deteriorate, and thus an electrolyte may be further included. For the reasons described above, it is particularly preferable to include both of the endothermic agent, the absorbent, and the electrolytic solution. The electrolytic solution is preferably the same electrolytic solution as the electrolytic solution used in the secondary battery.

상기 흡열제는 열을 흡수하는 성질을 가지는 물질이면 어느 것이나 사용이 가능하며, 그 종류에 특별히 제한은 없지만, 하나의 바람직한 예로, 알루미늄 퍼옥사이드, 마그네슘 퍼옥사이드, 실라카겔 및 지르코늄 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The heat absorbing agent may be any material having a property of absorbing heat, and there is no particular limitation on the kind thereof, but one preferred example is a group consisting of aluminum peroxide, magnesium peroxide, silacogel and zirconium oxide It can be one or more selected.

상기 흡수제는 수분을 흡수하는 성질을 가지는 물질이면 어느 것이나 사용이 가능하지만, 바람직한 예로, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 실리카, 펄프, 셀룰로오스, 코르크, 목질분 등의 다공성의 고분자 입자 및 기타 상용화된 흡수제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 들 수 있다.The absorbent may be any material having a property of absorbing water, but preferred examples thereof include porous polymer particles such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, silica, pulp, cellulose, cork and wood powder, and other commercially available absorbent And at least one selected from the group consisting of

상기 기능성 물질이 담지되어 있는 파우치는, 예를 들어, 분리막의 말단에 위치하고 있을 수 있다. 그러나, 상기 파우치는 분리막의 말단이 아닌 부위, 즉, 비말단 부위에 위치하는 구조일 수도 있다. 이 경우, 전극조립체의 최심부는 아니지만, 전극과 전극 사이에 위치하여 적절한 안전성 향상을 도모할 수 있다.The pouch carrying the functional material may be located at the distal end of the separation membrane, for example. However, the pouch may be a structure that is located at a non-terminal portion of the separation membrane, that is, a non-terminal portion. In this case, although not the deepest part of the electrode assembly, it is located between the electrode and the electrode, and appropriate safety improvement can be achieved.

바람직하게는, 상기 파우치가 전극조립체 제조 시 심부에 위치하는 구조일 수 있다. 전지의 내부 구조에서 열이 발생할 경우, 외부는 케이스를 통해 일부 방열이 이루어질 수 있지만, 심부는 열이 축적되어 온도 상승이 더욱 심할 수 있다. 따라서, 전극조립체의 심부에 위치하는 분리막 상에 흡열제 등의 기능성 물질이 담지되어 있는 파우치가 위치하는 것이 안전성 향상 측면에서 더욱 바람직할 수 있다.Preferably, the pouch may be a structure in which the pouch is located at the center of the electrode assembly. When heat is generated in the internal structure of the battery, the outside may be partially discharged through the case, but the core may accumulate heat, and the temperature rise may be further increased. Therefore, it is more preferable that the pouch in which the functional material such as the endothermic material is carried on the separation membrane located at the core of the electrode assembly is improved in safety.

또한, 둘 이상의 파우치가 하나의 전극조립체에 포함되어 있을 수 있다. 이를 통해, 전극조립체의 적절한 위치에 다수의 기능성 물질을 담지한 파우치를 위치시켜, 보다 효율적으로 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.Further, two or more pouches may be included in one electrode assembly. Accordingly, it is possible to position the pouch carrying a plurality of functional materials at appropriate positions of the electrode assembly, thereby improving the safety of the battery more efficiently.

상기 파우치의 소재는 밀봉성을 제공하면서 기능성 물질이 적절한 효과를 발휘할 수 있는 것이면 어느 것이나 사용이 가능하지만, 바람직하게는 분리막과 동일한 소재로 이루어질 수 있다. 다만, 이러한 파우치는 내부에 기능성 물질을 담지한 상태에서 밀봉되어 있는 것이 필요하므로 비다공성 소재로 이루어져 있다. 밀봉되지 않으면, 기능성 물질이 파우치에서 이탈하여 소망하는 효과를 발휘할 수 없게 된다.The material of the pouch may be any material capable of exhibiting appropriate effects of the functional material while providing a sealing property, but may be made of the same material as that of the separation membrane. However, such a pouch is made of a non-porous material because it is necessary that the pouch is sealed in a state in which a functional material is carried therein. If it is not sealed, the functional substance can be separated from the pouch and the desired effect can not be exhibited.

본 발명은 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 상기 분리막을 포함하는 전극조립체를 제공한다.The present invention provides an electrode assembly including a cathode, a cathode, and the separator between the anode and the cathode.

상기 전극조립체는 스택형, 젤리-롤형, 스택-폴딩형 등으로 제조가 가능하다. 특히, 젤리-롤형 및 스택-폴딩형 전극조립체는 하나의 분리막 또는 분리필름으로 감거나 폴딩하여 전극조립체를 제조하므로 바람직할 수 있다.The electrode assembly may be a stack, a jelly-roll, a stack-folding, or the like. Particularly, the jelly-roll type and stack-folding type electrode assemblies may be preferable because they are rolled or folded into one separator or separator to manufacture an electrode assembly.

본 발명의 전극조립체에 있어서, 상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질을 포함하는 양극 합제를 NMP 등의 용매에 첨가하여 제조한 슬러리를 도포 및 건조하여 제작되며, 상기 양극 합제에는 선택적으로 바인더, 도전재, 충진제, 점도 조절제, 및 접착 촉진제를 더 포함할 수 있다.In the electrode assembly of the present invention, the positive electrode is prepared, for example, by applying and drying a slurry prepared by adding a positive electrode mixture containing a positive electrode active material to a solvent such as NMP on a positive electrode collector, May further include a binder, a conductive material, a filler, a viscosity adjusting agent, and an adhesion promoter.

상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 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. 또한, 양극 집전체는, 상기 음극 집전체에서와 마찬가지로, 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector generally has a thickness of 3 to 500 mu m. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery, and may be formed of a material such as stainless steel, aluminum, nickel, titanium, sintered carbon, or a surface of aluminum or stainless steel Treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like may be used. The positive electrode current collector may have fine unevenness formed on the surface thereof to increase the adhesive force of the positive electrode active material as in the case of the negative electrode current collector. Alternatively, the positive electrode current collector may have various properties such as a film, sheet, foil, net, porous body, Form is possible.

상기 양극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM’yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M’ = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material is a material capable of causing an electrochemical reaction. Examples of the lithium transition metal oxide include lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) containing two or more transition metals and substituted with one or more transition metals, lithium Layered compounds such as nickel oxide (LiNiO 2 ); Lithium manganese oxide substituted with one or more transition metals; Formula LiNi 1-y M y O 2 ( where, M = Co, Mn, Al , Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn or Ga and Lim, 0.01≤y≤0.7 include one or more elements of the element) A lithium nickel-based oxide represented by the following formula: Li 1 + z Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2, Li 1 + z Ni 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 O 2 , such as Li 1 + z Ni b Mn c Co 1- (b + c + d ) M d O (2-e ) A e ( where, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2 , 0≤e≤0.2, b + c + d <1, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si or Y, and A = F, P or Cl; lithium nickel cobalt manganese composite oxide; And the formula Li 1 + x M 1-y M 'y PO 4-z X z ( wherein, M = a transition metal, preferably Fe, Mn, Co or Ni, M' = Al, Mg or Ti, X = F, S or N, and -0.5? X? +0.5, 0? Y? 0.5, and 0? Z? 0.1), but the present invention is not limited thereto.

상기 바인더의 예로는, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 셀룰로오즈, 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, 고분자 고검화 폴리비닐알콜 등을 들 수 있다.Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), cellulose, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber, fluororubber, various copolymers, high molecular weight polyolefins such as polyolefin, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, Vinyl alcohol, and the like.

상기 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 그라파이트; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 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. 시판되고 있는 도전재의 구체적인 예로는 아세틸렌 블랙 계열인 쉐브론 케미칼 컴퍼니(Chevron Chemical Company)나 덴카 블랙(Denka Singapore Private Limited), 걸프 오일 컴퍼니(Gulf Oil Company) 제품 등), 케트젠블랙(Ketjenblack), EC 계열(아르막 컴퍼니(Armak Company) 제품), 불칸(Vulcan) XC-72(캐보트 컴퍼니(Cabot Company) 제품) 및 수퍼(Super) P(Timcal 사 제품) 등이 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used. Concrete examples of commercially available conductive materials include acetylene black series such as Chevron Chemical Company, Denka Singapore Private Limited, Gulf Oil Company, etc.), Ketjenblack, EC (Armak Company), Vulcan XC-72 (Cabot Company), and Super P (Timcal).

상기 충진제는 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.The filler is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery, and examples thereof include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.

상기 점도 조절제는 전극 합제의 혼합 공정과 그것의 집전체 상의 도포 공정이 용이할 수 있도록 전극 합제의 점도를 조절하는 성분으로서, 음극 합제 전체 중량을 기준으로 30 중량%까지 첨가될 수 있다. 이러한 점도 조절제의 예로는, 카르복시메틸셀룰로우즈, 폴리비닐리덴 플로라이드 등이 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는, 앞서 설명한 용매가 점도 조절제로서의 역할을 병행할 수 있다.The viscosity modifier may be added up to 30% by weight based on the total weight of the negative electrode mixture as a component for adjusting the viscosity of the electrode mixture so that the mixing process of the electrode mixture and the coating process on the current collector may be easy. Examples of such viscosity modifiers include carboxymethylcellulose, polyvinylidene fluoride and the like, but are not limited thereto. In some cases, the above-described solvent may play a role as a viscosity adjusting agent.

상기 접착 촉진제는 집전체에 대한 활물질의 접착력을 향상시키기 위해 첨가되는 보조성분으로서, 바인더 대비 10 중량% 이하로 첨가될 수 있으며, 예를 들어 옥살산 (oxalic acid), 아디프산(adipic acid), 포름산(formic acid), 아크릴산(acrylic acid) 유도체, 이타콘산(itaconic acid) 유도체 등을 들 수 있다.The adhesion promoter may be added in an amount of 10% by weight or less based on the binder, for example, oxalic acid, adipic acid, Formic acid, acrylic acid derivatives, itaconic acid derivatives, and the like.

상기 음극은, 예를 들어, 음극 집전체 상에 음극 활물질을 포함하는 음극 합제를 NMP 등의 용매에 첨가하여 제조한 슬러리를 도포 및 건조하여 제작되며, 상기 음극 합제에는 선택적으로 바인더, 도전재, 충진제, 점도 조절제, 및 접착 촉진제 등과 같이 양극의 구성과 관련하여 설명한 기타 성분들을 더 포함할 수 있다.The negative electrode may be formed by applying a slurry prepared by adding a negative electrode active material containing a negative active material on a negative electrode current collector to a solvent such as NMP and drying the negative electrode active material. Fillers, viscosity modifiers, and adhesion promoters, and the like.

상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 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. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The negative electrode collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 mu m. Such an anode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and may be formed of a material such as copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, surface of copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like can be used. The current collector may have fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the negative electrode active material, and various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric are possible.

상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성 탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 플러렌, 활성탄 등의 탄소 및 흑연 재료; 리튬과 합금이 가능한 Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pt, Ti 등의 금속 및 이러한 원소를 포함하는 화합물; 금속 및 그 화합물과 탄소 및 흑연 재료의 복합물; 리튬 함유 질화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 탄소계 활물질, 주석계 활물질, 규소계 활물질, 또는 규소-탄소계 활물질이 더욱 바람직하며, 이들은 단독 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수도 있다.Examples of the negative electrode active material include carbon and graphite materials such as natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, carbon fiber, non-graphitizable carbon, carbon black, carbon nanotube, fullerene and activated carbon; Metals such as Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pt, and Ti that can be alloyed with lithium and compounds containing these elements; Complexes of metals and their compounds and carbon and graphite materials; Lithium-containing nitrides, and the like. Among them, a carbon-based active material, a tin-based active material, a silicon-based active material, or a silicon-carbon based active material is more preferable, and these may be used singly or in combination of two or more.

상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used.

본 발명은 상기 전극조립체를 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. 바람직하게는 상기 이차전지는 리튬 이차전지일 수 있다. 상기 리튬 이차전지는 상기 전극조립체 및 리튬 함유 비수계 전해액으로 구성되어 있다.The present invention provides a lithium secondary battery including the electrode assembly. Preferably, the secondary battery is a lithium secondary battery. The lithium secondary battery is composed of the electrode assembly and a lithium-containing non-aqueous electrolyte.

상기 리튬염 함유 비수계 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.The lithium salt-containing nonaqueous electrolyte solution is composed of an electrolyte solution and a lithium salt. As the electrolyte solution, a nonaqueous organic solvent, an organic solid electrolyte, and an inorganic solid electrolyte may be used.

상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.

상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, A polymer containing an ionic dissociation group and the like may be used.

상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.

상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide.

또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.For the purpose of improving the charge / discharge characteristics and the flame retardancy, the electrolytic solution is preferably mixed with an organic solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, Benzene derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazolidinones, N, N-substituted imidazolidines, ethylene glycol dialkyl ethers, ammonium salts, pyrrole, 2-methoxyethanol, . In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (Fluoro-Ethylene Carbonate, PRS (Propene sultone), and the like.

상기와 같은 이차전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 고온 안정성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스의 전원으로 사용되는 다수의 전지셀들을 포함하는 전지모듈 및 상기 전지모듈을 포함하는 전지팩에 단위전지로도 바람직하게 사용될 수 있다.Such a secondary battery can be used for a battery cell used as a power source of a small device, and a battery including a plurality of battery cells used as a power source of a device requiring high temperature stability, long cycle characteristics, Module and a battery pack including the battery module.

상기 디바이스의 바람직한 예로는 모바일 전자기기, 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력 저장장치 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferred examples of the device include a mobile electronic device, a power tool powered by an electric motor, An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart; Power storage devices, and the like, but the present invention is not limited thereto.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 분리막은 기능성 물질을 담지하여 전지 내부의 엔지니어링 파라미터를 조절할 수 있으므로, 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the secondary battery separator according to the present invention has an advantage that the safety of the battery can be improved since the functional parameter can be controlled by supporting the functional material.

도 1은 기존 분리막을 사용하여 스택-폴딩형 전극조립체를 제조하기 위한 유닛셀들의 배열 형태를 나타내는 모식도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분리막을 사용하여 스택-폴딩형 전극조립체를 제조하기 위한 유닛셀들의 배열 형태를 나타내는 모식도이다.
1 is a schematic view showing an arrangement of unit cells for manufacturing a stack-folding type electrode assembly using a conventional separator;
2 is a schematic view showing an arrangement of unit cells for manufacturing a stack-folding type electrode assembly using a separator according to an embodiment of the present invention.

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

도 1에는 기존 분리막을 사용하여 스택-폴딩형 전극조립체를 제조하기 위한 유닛셀들의 배열 모습이 모식적으로 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 분리막을 사용하여 스택-폴딩형 전극조립체를 제조하기 위한 유닛셀들의 배열 모습이 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 schematically illustrates an arrangement of unit cells for fabricating a stack-folding type electrode assembly using a conventional separator, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a stack-folding type electrode assembly using a separator according to an embodiment of the present invention. An arrangement of unit cells for manufacturing the electrode assembly is schematically shown.

이들 도면들을 참조하면, 유닛셀로서 순차적으로 음극/분리막/양극/분리막/음극으로 구성된 바이셀들(110, 210)과 양극/분리막/음극/분리막/양극으로 구성된 바이셀들(120, 220)이 분리필름(130, 230) 상에 배치되어 있고, 최우측 바이셀에서 시작하여 순차적으로 권취함으로써 스택-폴딩형 전극조립체를 제조할 수 있다.Referring to these drawings, bi-cells 110 and 210 composed of a cathode / separator / anode / separator / cathode and sequentially bi-cells 120 and 220 composed of a cathode / separator / cathode / separator / Is arranged on the separating films 130 and 230, and the stack-folding type electrode assembly can be manufactured by sequentially winding up starting from the rightmost bi-cell.

이때, 유닛셀인 바이셀들의 배열 조합을 살펴보면, 첫 번째 바이셀과 두 번째 바이셀은 적어도 하나의 바이셀에 대응하는 폭 간격으로 이격된 거리에 위치되어 있어서, 권취 과정에서 첫 번째 바이셀의 외면이 분리필름(130, 230)으로 완전히 도포된 후, 첫 번째 바이셀의 하단면 전극(음극)이 두 번째 바이셀의 상단면 전극(양극)에 접하게 된다.The first bi-cell and the second bi-cell are located at a distance separated by a width interval corresponding to at least one bi-cell, so that in the winding process, the first bi- After the outer surface is completely coated with the separation films 130 and 230, the lower surface electrode (cathode) of the first biocell is brought into contact with the upper surface electrode (anode) of the second biocell.

두 번째 바이셀 이후의 바이셀들은 권취에 의한 순차적인 적층 과정에서 분리필름(130, 230)의 도포 길이가 증가하게 되므로, 권취 방향으로 그들 사이의 간격이 순차적으로 늘어나도록 배치되어 있다.The bi-cells after the second bi-cell are arranged so that the intervals between them in the winding direction are sequentially increased since the coating length of the separation films 130 and 230 increases in the sequential lamination process by winding.

또한, 이러한 바이셀들은 권취시 적층된 계면에서 양극과 음극이 대면하도록 구성되어야 하는 바, 첫 번째 바이셀을 제외하고, 외부 전극이 양극인 바이셀들과 외부 전극이 음극인 바이셀들이 2개 단위로 교번되는 순차적인 배열로 이루어져 있다.These bi-cells must be configured so that the positive electrode and the negative electrode face each other at the stacked interface at the time of winding. In this case, except for the first bi-cell, there are two bi- And a plurality of sequential arrangements alternating with each other.

도 2에서는 첫 번째 바이셀이 위치하는 분리필름의 말단 부위에 파우치(240)이 형성되어 있고, 이러한 파우치(240) 내부에 기능성 물질(250)이 담지되어 있다.2, a pouch 240 is formed at a distal end portion of the separation film where the first bi-cell is located, and the functional material 250 is supported in the pouch 240.

상기와 같은 방법으로 스택-폴딩형 전극조립체를 만드는 경우, 상기 파우치(240)는 전극조립체의 중심부에 위치하게 되어, 심부의 엔지니어링 파라미터, 예를 들어, 온도를 조절하여 이차전지의 안전성을 도모할 수 있다.
When the stack-folding type electrode assembly is manufactured in the above-described manner, the pouch 240 is positioned at the center of the electrode assembly, and the safety of the secondary battery is improved by adjusting engineering parameters of the core, for example, .

이하 실시예를 통해 본 발명의 내용을 상세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

분리막의 일측 말단 부위에 분리막과 동일한 소재로 파우치를 형성하고, 상기 파우치 내부에 흡열제로 알루미늄 퍼옥사이드, 흡수제로 폴리에틸렌 글리콜, 및 전해액을 주입하고 밀봉하였다.A pouch was formed of the same material as that of the separation membrane at one end of the separation membrane, and aluminum peroxide was used as an endothermic agent, polyethylene glycol and an electrolyte were injected as an absorbent into the pouch and sealed.

상기 파우치가 있는 말단을 권취 시작점으로 하여 전극조립체에서 상기 파우치가 중심부에 위치하도록 스택-폴딩형 전극조립체를 제조하였다.A stack-folding type electrode assembly was fabricated such that the pouch was located at the center of the electrode assembly with the end having the pouch as a winding starting point.

라미네이트 시트 케이스에 상기 전극조립체와 전해액을 주입한 후 밀봉하여 전지셀을 제조하였다.
The electrode assembly and the electrolyte solution were injected into the laminate sheet case and then sealed to manufacture a battery cell.

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

상기 파우치 내부에 흡열제로 마그네슘 퍼옥사이드, 흡수제로 셀룰로우스 섬유를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전극조립체 및 전지셀을 제조하였다.
An electrode assembly and a battery cell were prepared in the same manner as in Example 1, except that magnesium peroxide was used as an endothermic agent in the pouch and cellulose fibers were used as an absorbent.

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

상기 흡열제, 흡수제 및 전해액을 담지하는 파우치를 분리막의 중간 부위에 위치하도록 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전극조립체 및 전지셀을 제조하였다.
An electrode assembly and a battery cell were prepared in the same manner as in Example 1, except that the pouch for supporting the endothermic agent, the absorbent and the electrolyte was formed so as to be located at an intermediate portion of the separator.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

상기 흡열제, 흡수제 및 전해액을 담지한 파우치를 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전극조립체 및 전지셀을 제조하였다.
An electrode assembly and a battery cell were prepared in the same manner as in Example 1, except that the endothermic agent, the absorbent and the pouch carrying the electrolyte were not formed.

<실험예 1><Experimental Example 1>

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1에서 각각 제조된 10개의 전지셀들을 150℃ 이상의 고온 환경에서 보관하여 단락 여부를 확인하였다. 그 결과가 하기 표 1에 개시되어 있다.The ten battery cells prepared in each of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were stored in a high-temperature environment of 150 ° C or higher to confirm short-circuiting. The results are shown in Table 1 below.

전지battery 단락되는 전지의 개수Number of shorted cells 실시예 1Example 1 0/100/10 실시예 2Example 2 0/100/10 실시예 3Example 3 1/101/10 비교예 1Comparative Example 1 3/103/10

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 전지들 중에서 단락이 발생한 전지가 확인되지 않았으며, 실시예 3의 전지들 중에서 1개의 전지에서 단락이 발생한 것에 반하여, 비교예 1의 전지들은 3개의 전지들에서 단락이 발생하였음을 확인하였다.As shown in Table 1, the battery in which the short circuit occurred in the batteries of Examples 1 and 2 according to the present invention was not identified, and the short circuit occurred in one of the batteries of Example 3, 1 cells confirmed that shorting occurred in three cells.

이는 흡열제, 흡수제 및 전해액을 담지 하는 파우치가 분리막 일측 말단 부위에 형성한 경우가 비말단 부위에 형성한 경우보다 효과가 뛰어나다는 것을 확인할 수 있다.It can be confirmed that this is more effective than the case where a pouch for supporting an endothermic agent, an absorbent, and an electrolyte is formed at one end of the separation membrane in the non-end portion.

또한, 상기 파우치를 포함하고 있는 이차전지용 분리막을 사용한 실시예 1 내지 3의 전지들의 경우, 상기 파우치가 전지 내부의 온도 상승에 따른 분리막 자체의 수축 등으로 인하여 발생하는 단락을 억제함으로써 전지의 안전성을 현저하게 향상시키는 효과가 있음을 확인할 수 있다.
In addition, in the batteries of Examples 1 to 3 using the separator for a secondary battery including the pouch, the pouch suppressed the short circuit caused by the shrinkage of the separator itself due to the temperature rise inside the battery, It can be confirmed that there is an effect of remarkably improving.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

Claims (19)

이차전지용 분리막으로서, 상기 분리막은 전지 내부의 엔지니어링 파라미터(engineering parameter)를 조절하기 위한 기능성 물질을 담지한 파우치를 포함하며,
상기 기능성 물질은 흡열제 및 흡수제를 포함하고 있고,
상기 파우치는 분리막과 동일한 비다공성 소재로 이루어져 있고, 내부에 기능성 물질을 담지한 상태로 밀봉하고 있으며,
양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 상기 분리막을 포함하고 있는 스택-폴딩형 전극조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
A separation membrane for a secondary battery, wherein the separation membrane includes a pouch carrying a functional material for controlling an engineering parameter in a battery,
Wherein the functional material includes an endothermic agent and an absorbent,
The pouch is made of the same nonporous material as the separation membrane, and is sealed in a state that the functional material is supported therein.
A lithium secondary battery comprising: a positive electrode; a negative electrode; and a stack-folding type electrode assembly including the separator between the positive electrode and the negative electrode.
제 1 항에 있어서, 상기 엔지니어링 파라미터는 온도인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery of claim 1, wherein the engineering parameter is a temperature. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 흡열제는 알루미늄 퍼옥사이드, 마그네슘 퍼옥사이드, 실리카겔 및 지르코늄 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the endothermic agent is at least one selected from the group consisting of aluminum peroxide, magnesium peroxide, silica gel and zirconium oxide. 제 1 항에 있어서, 상기 흡수제는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 실리카, 펄프, 셀룰로오스, 코르크, 및 목질분으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the absorbent is selected from the group consisting of polyethylene glycol, polypropylene glycol, silica, pulp, cellulose, cork, and wood powder. 제 1 항에 있어서, 상기 파우치는 분리막의 말단에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the pouch is located at a distal end of the separator. 제 1 항에 있어서, 상기 파우치는 분리막의 비말단 부위에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the pouch is located at a non-end portion of the separator. 제 1 항에 있어서, 둘 이상의 파우치가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.The lithium secondary battery according to claim 1, further comprising two or more pouches. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 따른 리튬 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지모듈.A battery module comprising the lithium secondary battery according to claim 1 as a unit cell. 제 13 항에 따른 전지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.A battery pack comprising the battery module according to claim 13. 제 14 항에 따른 전지팩을 전원으로 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.The device according to claim 14, comprising the battery pack as a power source. 제 15 항에 있어서, 상기 디바이스는 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템인 것을 특징으로 하는 디바이스.16. The apparatus of claim 15, wherein the device comprises: a power tool powered by an electric motor; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart, or a system for power storage. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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