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KR101670802B1 - 이차전지용 다공성 분리막 - Google Patents

이차전지용 다공성 분리막 Download PDF

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KR101670802B1
KR101670802B1 KR1020140170038A KR20140170038A KR101670802B1 KR 101670802 B1 KR101670802 B1 KR 101670802B1 KR 1020140170038 A KR1020140170038 A KR 1020140170038A KR 20140170038 A KR20140170038 A KR 20140170038A KR 101670802 B1 KR101670802 B1 KR 101670802B1
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Abstract

본 발명은 이차전지용 다공성 분리막에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다공성 기재필름 표면에 무기물입자와 폴리에틸렌 입자의 혼합물을 적용하여 안전성을 향상시킴으로써, 이차전지의 품질을 개선시킬 수 있는 이차전지용 다공성 분리막에 관한 것이다.

Description

이차전지용 다공성 분리막{Porous membrane for secondary battery}
본 발명은 이차전지용 다공성 분리막에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다공성 기재필름 표면에 무기물입자와 폴리에틸렌 입자의 혼합물을 적용하여 안전성을 향상시킴으로써, 이차전지의 품질을 개선시킬 수 있는 이차전지용 다공성 분리막에 관한 것이다.
최근 리튬 이차전지의 고용량화 및 고출력화에 대응하여, 전지의 안전성은 매우 중요한 문제가 되고 있다. 그런데 이러한 전지의 안전성은 전지의 성능과도 관련성이 있다.
기존에 안전성 향상을 위해, 분리막 위에 무기물을 코팅하는 방법이 사용되고 있으나, 그에 따른 분리막의 수분 함량 문제를 초래하고 있다. 분리막에 존재하는 수분은 전지의 성능 저하 및 안전성 문제를 초래하게 된다.
이에 관한 종래기술로 한국특허등록 제10-727247호에서는 기공부를 갖는 다공성 기재 및 상기 다공성 기재의 적어도 일면에 코팅되어 있으며, 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물을 함유한 다공성 활성층을 포함하는 유기/무기 복합 분리막에 관하여 제안하고 있으며, 여기서 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등이 사용될 수 있고, 무기 입자로는 다양한 무기산화물 입자가 사용되고, 바인더 고분자로 카르복시기, 말레익 안하드라이드기 및 하이드록시기로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 관능기와, 시아노기 또는 아크릴레이트기 중 적어도 어느 하나의 관능기를 동시에 함유하는 고분자를 등을 사용하는 기술이 제안되어 있다.
또한, 한국특허등록 제10-1147602호에서는 기재 표면 및 기재에 존재하는 기공부 일부로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 영역이 무기물 입자 및 바인더 고분자의 혼합물로 코팅된 활성층을 포함하는 유/무기 복합 다공성 분리막이 제안되어 있다.
또한 한국특허공개 제2013-99543호에서는 중량 평균 분자량이 1,000,000 g/mol 이상인 폴리비닐리덴 플루오라이드 호모폴리머, 중량 평균 분자량이 800,000 g/mol 이하인 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머 및 무기입자를 함유하는 유기 및 무기 혼합물로 코팅된 분리막이 제안되어 있다.
또한, 한국등록특허 제10-1341196호에서는 물에 무기물 입자, 및 수불용성 고분자 화합물이 물에 분산되어 이루어진 에멀젼 또는 현탁액인 제1 유기물 바인더와 수용성 고분자 화합물인 제2 유기물 바인더를 포함하는 고분자 화합물 바인더가 분산되어 이루어진 코팅액이 다공성 기재의 한면, 양면 및 기공부의 적어도 일부로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 영역에 코팅되어 이루어지고, 상기 물:무기물 입자의 중량비는 95:5~20:80이고, 무기물 입자:제1 유기물 바인더의 중량비는 4:1~140:1이며, 무기물 입자:제2 유기물 바인더의 중량비는 10:1~200:1인 것을 특징으로 하는 유/무기 복합 코팅 다공성 분리막에 관하여 제안하고 있다.
그러나 이러한 종래의 분리막들은 그 표면에 무기물 입자와 바인더 고분자가 코팅되어 있지만, 모두가 낮은 열수축률, 셧다운 특성, 낮은 수분률 등을 동시에 우수하게 구현하지 못함으로 인하여 충분한 안전성이 확보되지 못하고 전지 성능 및 관통 등의 불량이 발생하는 문제를 해결하지 못하고 있다.
한국특허등록 제10-727247호 한국특허등록 제10-1147602호 한국특허공개 제2013-99543호 한국등록특허 제10-1341196호
본 발명은 상기와 같은 기존의 분리막에 유기/무기 화합물을 코팅하되 특정 성분을 선택적으로 사용함으로써 안전성 문제를 크게 향상시키는 것을 해결 과제로 한다.
따라서 본 발명의 목적은 다공성 기재 필름 표면에 특정 선택된 무기물 입자와 고분자 입자를 코팅하여 분리막의 안전성을 강화시킨 이차전지용 다공성 분리막을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 폴리프로필렌 다공성 기재필름의 표면에 무기물 입자와 폴리에틸렌 입자의 혼합물을 코팅하여 이차전지용 다공성 분리막을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 과제 해결을 위해, 본 발명은 폴리프로필렌 다공성 기재필름과 그 기재필름의 양면에 무기물 입자와 폴리에틸렌 입자가 혼합된 코팅층을 포함하고, 셧다운 온도가 90℃ 내지 125℃이고, 150℃ 및 1시간 조건의 열수축률이 20% 이하이며, 수분함량이 800ppm 이하인 것을 특징으로 하는 이차전지용 다공성 분리막을 제공한다.
또한, 본 발명은 폴리프로필렌 다공성 기재필름을 제조하는 단계; 무기물 입자를 고분자 바인더와 물에 분산시켜서 무기물 슬러리를 제조하는 단계; 폴리에틸렌 입자가 함유된 용액을 이용하여 폴리에틸렌 슬러리를 제조하는 단계; 상기 무기물 슬러리와 폴리에틸렌 슬러리를 혼합하여 복합슬러리를 제조하는 단계; 상기 복합슬러리를 상기 폴리프로필렌 기재필름에 코팅하여 무기물 입자와 폴리에틸렌 입자가 혼합된 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 다공성 분리막의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따라 제조된 다공성 분리막은 폴리프로필렌 다공성 기재필름에 코팅되는 무기물 입자 및 고분자 입자를 혼합함에 있어서 특정 고분자 성분인 폴리에틸렌 입자를 포함하는 구성으로 이루어져서 폴리프로필렌 기재 필름 자체의 내열특성과 더불어, 무기물 입자 도입에 의한 내열특성 및 낮은 열수축률 구현이 가능해 지고, 표면층의 폴리에틸렌 입자에 의한 빠른 셧다운 특성 및 낮은 수분률 등의 동시 구현으로 인해 분리막의 안정성이 크게 향상된다.
특히, 무기물 입자와 고분자 입자의 입자 사이즈를 조절함으로써 수분률을 최소화 할 수 있어서 분리막의 수분 함량으로 인한 안전성 저해 문제를 크게 개선할 수 있다.
또한, 이러한 분리막 안전성이 향상 강화됨으로 인해 이를 이용한 이차전지의 성능 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은본 발명에 따른 이차전지용 다공성 분리막의 단면 구조를 개념적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명은 하나의 구현예로서 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 폴리프로필렌 기재필름의 표면에 무기물 입자와 폴리에틸렌 입자의 혼합물을 코팅하여 분리막을 구성함으로써 분리막의 안전성을 향상시킨 다공성 분리막에 관한 것이다.
본 발명에 다른 바람직한 구현예에 따르면 폴리프로필렌 다공성 기재필름은 MI:2~8g/10min 인 폴리프로필렌 수지로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 또한 폴리프로필렌 다공성 기재필름은 5~10㎛의 두께인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에 다른 바람직한 구현예에 따르면, 무기물 입자는 Al2O3인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한 Al2O3인 무기물 입자는 최장 직경이 0.9~1.3㎛ 크기인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면 상기 무기물 입자는 다른 무기물 입자와는 달리 전지 조립 후 성능 구현 측면에서 안정적인 특성을 발휘하므로 본 발명에서 무기물 입자로 적용하는 경우 내열특성 및 낮은 열수축률 구현이 가능해짐으로 인해 바람직한 물성을 나타내게 된다.
본 발명에 다른 바람직한 구현예에 따르면, 폴리에틸렌 입자는 최장 직경이 0.9~1.3㎛ 크기인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면 무기물 입자와 함께 혼합되는 고분자 입자로서의 폴리에틸렌 입자는 다른 고분자 성분과는 달리 90℃ 내지 125℃에서 용융온도를 가지고, 소수성을 갖는 폴리에틸렌 입자가 무기입자 사이에 분산됨으로 인해 수분률을 낮출 수 있어서, 무기물 입자와 혼합하여 폴리프로필렌 다공성 기재필름에 적용되는 경우 해당 온도에서 고분자 용융현상이 발생하여, 무기물 입자 사이의 공극을 차단하여, 전지 내 이상 발생으로 인한 고온현상 발생 시, 분리막 표면에서 빠른 셧다운 기능이 구현되어 안전성 확보가 가능하게 되고, 낮은 수분률로 인한 전지 내 부반응을 최소화하여 성능 저해를 막을 수 있게 된다.
본 발명에 다른 바람직한 구현예에 따르면, 코팅층에 함유되는 상기 무기물 입자와 폴리에틸렌 입자는 70 : 30 ~ 90 : 10 중량비로 함유된 것이 바람직하다.
본 발명에 다른 바람직한 구현예에 따르면, 상기 무기물 입자와 폴리에틸렌 입자가 혼합된 코팅층은 그 두께가 1~5㎛, 더욱 바람직하게는 2~4㎛ 인 것이 좋다. 만일 그 두께가 너무 두꺼우면 높은 열수축률 및 내열성 저하 경향을 나타낼 수 있고, 너무 얇으면 높은 열수축률 및 셧다운 기능 구현에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지용 다공성 분리막을 제조하는 방법을 하나의 구현예로서 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따르면 다공성 분리막은 폴리프로필렌 다공성 기재필름의 제조, 무기물 슬러리의 제조, 폴리프로필렌 슬러리의 제조 및 복합슬러리의 제조의 단계를 거쳐 이를 폴리프로필렌 다공성 기재필름에 코팅하는 방법으로 이루어질 수 있다. 이에 대해 단계별로 하나의 예로서 설명하면 다음과 같다.
(1) PP 다공성 기재 필름 제조 방법
폴리프로필렌 수지(MI:2~8g/10min) 100 중량부에 대하여 베타결정 핵제 0.1~2 중량부를 혼합한 후, 2축 압출기를 사용하여 220~230 ℃에서 용융 혼합하고, 냉각 컷팅하여 베타결정 핵제 배합 수지 펠릿을 제조한다. 제조된 수지 펠릿을 예컨대 T 다이 압출기를 사용하여 220~240 ℃의 수지 온도에서 시트상으로 압출시키고, 표면온도 120~130 ℃로 유지된 직경 800~1200mm의 냉각 롤 상에서 20~60초간에 걸쳐 냉각 고화시켜 베타결정화된 폴리프로필렌 미연신 시트를 제조한다.
제조된 베타결정화된 폴리프로필렌 미연신 시트를 롤 표면온도 100~120 ℃의 종 연신장치로 길이 방향으로 4~6배 연신시킨 후 120~140 ℃의 횡 연신 장치로 폭 방향으로 4~7배 연신을 행한 후 150~160 ℃에서 열고정한 후 5~15% 이완시켜 다공성 폴리프로필렌 필름을 기재필름으로 제조할 수 있다.
(2) 무기물 슬러리의 제조 방법
무기물 슬러리는 무기물 입자를 고분자 바인더와 함께 물에 분산시켜 슬러리를 제조한다. 사용되는 무기물의 종류는 바람직하게는 Al2O3이고, 그 입자크기는 0.9~1.3㎛ 가 적절하다. 사용되는 바인더로는 PVA 또는 아크릴계 고분자가 바람직하게 사용될 수 있고, 그 함량은 예컨대 무기물 입자 92~98중량부 : 바인더 2~8 중량부로 구성하는 것이 바람직하고, 이때 총 고형분 함량은 30~50중량% 가 되도록 제조하는 것이 바람직하다.
(3) 폴리에틸렌 슬러리의 제조 방법
폴리에틸렌 입자가 함유된 용액을 이용하여 폴리에틸렌 슬러리를 제조한다. 이때 폴리에틸렌 슬러리 중의 고형분 함량은 30~50중량% 함유하는 용액으로 제조하는 것이 바람직하다. 여기서 사용되는 용액은 예컨대 폴리에틸렌 입자 성분의 용액과 PVA 를 이용하여 슬러리로 제조할 수 있다. 이 경우 폴리에틸렌 입자와 PVA 함량비는 92~98 :2~8 중량비로 제조하는 것이 바람직하다.
(4) 복합슬러리의 제조 방법
상기 제조된 무기물 슬러리와 폴리에틸렌 슬러리는 무기물 입자와 폴리에틸렌 인자의 구성이 70:30 ~ 90 :10 중량비의 조성이 되도록 혼합한다.
본 발명에 따르면 만일, 무기물 슬러리가 너무 적게 혼합되면 열수축률 저하의 문제를 초래하고, 너무 과량 함유되면 셧다운 기능 저하의 문제를 초래하게 된다.
또한, 본 발명에 따르면 무기물 임자 또는 폴리에틸렌 입자의 크기가 너무 작으면 고형분의 표면적 증가로 인해 수분률 함량이 높아지는 문제를 초래하고, 너무 크게 되면 입자 간 공극이 커짐으로 인해 열수축률 저하 문제를 초래하게 된다.
(5) 복합슬러리의 코팅 방법
본 발명에 따르면 상기 제조된 복합슬러리는 상기제조된 폴리프로필렌 다공성 기재필름의 표면에 코팅되는데 양쪽면에 모두 동일한 방법으로 코팅하여 적용할 수 있다.
복합슬러리의 코팅은 예컨대 바코더 또는 그라비아 코팅 등을 이용하여 코팅할 수 있으며, 코팅된 후에는 60~80℃에서 3~10분 정도 건조시키면 폴리프로필렌 다공성 기재필름의 양쪽 표면에 무기물 입자와 폴리에틸렌 입자가 혼합된 코팅층을 가지는 다공성 분리막을 제조할 수 있다.
도 1은 이렇게 제조된 다공성 분리막 시료의 단면구조를 전형적으로 나타낸 도면이다. 여기서 는 폴레프로필렌 다공성 기재필름(10)의 양면에 무기물 입자(20)와 폴리에틸렌 입자(30)이 혼합된 상태로 코팅층(40a, 40b)이 형성되어 있는 구조를 보여준다.
이렇게 본 발명에 따라 제조된 다공성 분리막은 셧다운 온도가 90℃ 내지 125℃, 바람직하게는 95~110℃이고, 150℃ 및 1시간 조건의 열수축률이 20% 이하, 바람직하게는 5~18%이며, 수분함량이 800ppm 이하, 바람직하게는 200~700ppm인 특성을 가진 다공성 분리막으로 제조될 수 있다.
본 발명에 따르면 내열성 강화를 위한 세라믹 입자 및 낮은 셧다운 구현을 위한 고분자 입자를 도입하는 데 있어서, 입자 사이즈를 조절함으로써 수분률을 최소화 할 수 있다. 따라서 본 발명의 분리막은 각종 전기 제품, 에너지저장시스템 및 전기자동차나 하이브리드 자동차 등의 이차전지에 적용하는 경우 안전성을 향상시킬 수 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 다공성 분리막을 포함하는 이차전지를 포함한다. 이러한 이차전지로는 리튬이차전지에 바람직하게 적용될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
폴리프로필렌 수지(Mitsui사, F144H, MI:4g/10min)를 100 중량부에 대하여 베타결정 핵제(N,N’-디시클로헥실-2,6-나프탈렌디카르복사미드) 0.2 중량부를 혼합한 후, 2축 압출기를 사용하여 230 ℃에서 용융 혼합하고, 냉각 컷팅하여 베타결정 핵제 배합 수지 펠릿을 제조하였다. 제조된 수지 펠릿을 T 다이 압출기를 사용하여 230 ℃의 수지 온도에서 시트상으로 압출시키고, 표면온도 125 ℃로 유지된 직경 1000mm의 냉각 롤 상에서 40초간에 걸쳐 냉각 고화시켜 폭 400 mm, 두께 140 ㎛의 베타결정화된 폴리프로필렌 미연신 시트를 얻었다.
제조된 베타결정화된 폴리프로필렌 미연신 시트를 롤 표면온도 110 ℃의 종 연신장치로 길이 방향으로 4배 연신시킨 후 135 ℃의 횡 연신 장치로 폭 방향으로 7배 연신을 행한 후 155 ℃에서 열고정한 후 10% 이완시켜 두께 6㎛의 다공성 폴리프로필렌 필름을 제조하였다.
Al2O3 슬러리 제조를 위해, 용기 내에 입경 1㎛의 Al2O3입자 96중량부, PVA 4중량부, 물 150 중량부를 투입하고, 4시간 교반하여 분산시켜서 Al2O3 슬러리를 제조하였다.
PE 슬러리 제조를 위해, 용기 내에 입경 1㎛의 PE 입자가 40중량%로 함유된 용액 (W401, Mitsui사)을 PE 입자만의 양이 96 중량부가 되도록 투입하고, 여기에 PVA 수지 4중량부 및 물 65중량부를 투입한 뒤, 1시간 동안 교반, 분산시켜 폴리에틸렌(PE) 슬러리를 제조하였다.
복합 슬러리 제조를 위해 상기에서 제조된 Al2O3 슬러리와 PE 슬러리를 각각 70중량부, 30중량부 혼합한다.
코팅 샘플 제조를 위해 A4 size 크기의 상기 제조된 PP 다공성 기재필름 일면에 상기 복합 슬러리를 바코터를 이용하여 도포 후 70℃에서 5분 건조시켜 일면에 코팅층이 형성된 샘플을 수득하였다. 이후 다른 일면 위에 상기 복합 슬러리를 동일한 방법으로 코팅하여 양면에 코팅층 구조를 갖는 다공성 분리막 샘플을 제조하였다.
실시예 2
복합슬러리 내 조성을 하기 표 1 조건으로 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다.
실시예 3
복합슬러리 내 조성을 하기 표 1 조건으로 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다.
실시예 4
Al2O3 입자 크기를 하기 표 1 조건으로 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다.
실시예 5
Al2O3 입자 크기와 복합슬러리 조성을 다음 표 1 조건으로 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 코팅막을 제조하였다.
실시예 6
Al2O3 슬러리 및 PE 슬러리 제조시, 아크릴 바인더롤 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다.
비교예 1
PP 다공성 기재필름에 적용하는 코팅 슬러리를 Al2O3 슬러리만 적용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다.
비교예 2
복합슬러리 내 조성을 하기 표 1 조건으로 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다.
비교예 3
복합슬러리 내 조성을 하기 표 1 조건으로 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다.
비교예 4
PP 다공성 기재필름의 두께를 20㎛ 로 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다.
비교예 5
입자 크기와 슬러리 조성을 하기 표 1 조건으로 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다.
비교예 6
입자 크기를 하기 표 1 조건으로 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다.
비교예 7
입자 크기를 표 1 조건으로 사용하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다.
비교예 8
Al2O3슬러리 및 PE 슬러 리제조시, 아크릴바인더를 사용하는 것 이외에는 비교예 2와 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다.
비교예 9
Al2O3슬러리 및 PE 슬러리 제조시, 아크릴바인더를 사용하는 것 이외에는 비교예 3과 동일한 방법으로 다공성 분리막을 제조하였다
실험예
상기 실시예와 비교예에서 제조된 다공성 분리막 시료에 대해 온도별로 5분간 처리 후 Gurley 측정하여, Gurley 값이 10분 경과 후에도 측정안되는 온도를 Shutdown 온도로 간주하는 방법으로 물성 실험을 실시하였다. 그 결과는 다음 표 1에 나타내었다. 여기서 열수축율은 150℃ 및 1시간 조건에서 10cm X 10cm 크기의 시편을 처리한 후, 수축된 정도를 계산하는 방법으로 측정한 것이다.
　 기재 슬러리 Al2O3 Size
(㎛)		 PEsize
(㎛)		 Al2O3:PE
(중량부)		 Shutdown온도
(℃)		 열수축률 (%)
MD TD
실시예1 PP 복합슬러리 1 1 70:30 100 8 15
실시예2 PP 복합슬러리 1 1 80:20 100 7 12
실시예3 PP 복합슬러리 1 1 90:10 100 6 11
실시예4 PP 복합슬러리 1.3 1 70:30 100 8 18
실시예5 PP 복합슬러리 1.3 1 90:10 100 7 13
실시예6 PP 복합슬러리 1 1 70:30 100 6 13
비교예1 PP Al2O3슬러리 1 - - 180 5 6
비교예2 PP 복합슬러리 1 1 60:40 100 15 25
비교예3 PP 복합슬러리 1 1 95:5 180 7 13
비교예4 PP 복합슬러리 0.5 0.5 70:30 100 8 14
비교예5 PP 복합슬러리 0.5 0.5 90:10 100 7 12
비교예6 PP 복합슬러리 1.5 1 70:30 100 21 28
비교예7 PP 복합슬러리 1.5 0.5 70:30 100 14 24
비교예8 PP 복합슬러리 1 1 60:40 100 14 24
비교예9 PP 복합슬러리 1 1 95:5 180 6 12
또한, 상기 실시예와 비교예에 대한 수분율 측정결과는 다음 표 2에 나타내었다.
　 기재 슬러리 Al2O3 Size
(㎛)		 PEsize
(㎛)		 Al2O3:PE
(중량부)		 수분률 (ppm)
실시예1 PP 복합슬러리 1 1 70:30 600
실시예2 PP 복합슬러리 1 1 80:20 610
실시예3 PP 복합슬러리 1 1 90:10 620
실시예4 PP 복합슬러리 1.3 1 70:30 580
실시예5 PP 복합슬러리 1.3 1 90:10 590
실시예6 PP 복합슬러리 1 1 70:30 570
비교예1 PP Al2O3슬러리 1 - - 1300
비교예2 PP 복합슬러리 1 1 60:40 605
비교예3 PP 복합슬러리 1 1 95:5 650
비교예4 PP 복합슬러리 0.5 0.5 70:30 1000
비교예5 PP 복합슬러리 0.5 0.5 90:10 1050
비교예6 PP 복합슬러리 1.5 1 70:30 600
비교예7 PP 복합슬러리 1.5 0.5 70:30 620
비교예8 PP 복합슬러리 1 1 60:40 590
비교예9 PP 복합슬러리 1 1 95:5 600
본 발명에 따른 다공성 분리막은 기존에 비해 안전성이 향상되어 각종 전기 제품, 에너지 저장시스템 및 전기자동차나 하이브리드 자동차 등의 이차전지에 바람직하게 적용될 수 있다.
10 - 폴리프로필렌 다공성 기재필름
20 - 무기물 입자
30 - 폴리프로필렌 입자
40a, 40b - 코팅층

Claims (16)

  1. 폴리프로필렌 다공성 기재필름과 그 기재필름의 양면에 무기물 입자와 폴리에틸렌 입자가 70 : 30 ~ 90 : 10 중량비로 혼합된 코팅층을 포함하고, 셧다운 온도가 90℃ 내지 125℃이고, 150℃ 및 1시간 조건의 열수축률이 20% 이하이며, 수분함량이 800ppm 이하인 것이고,
    상기 무기물 입자 및 상기 폴리에틸렌 입자는 최장 직경이 각각 0.9~1.3㎛ 크기인 것을 특징으로 하는 이차전지용 다공성 분리막.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리프로필렌 다공성 기재필름은 MI:2~8g/10min 인 폴리프로필렌 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 다공성 분리막.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리프로필렌 다공성 기재필름은 5~10㎛의 두께인 것을 특징으로 하는 다공성 분리막.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 무기물 입자는 Al2O3인 것을 특징으로 하는 다공성 분리막.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 코팅층은 그 두께가 1~5㎛ 것을 특징으로 하는 다공성 분리막.
  9. 폴리프로필렌 다공성 기재필름을 제조하는 단계;
    최장 직경이 0.9~1.3㎛ 크기인 무기물 입자를 고분자 바인더와 물에 분산시켜서 무기물 슬러리를 제조하는 단계;
    최장 직경이 0.9~1.3㎛ 크기인 폴리에틸렌 입자가 함유된 용액을 이용하여 폴리에틸렌 슬러리를 제조하는 단계;
    상기 무기물 슬러리와 폴리에틸렌 슬러리를 혼합하여 복합슬러리를 제조하는 단계; 및
    상기 복합슬러리를 상기 폴리프로필렌 기재필름에 코팅하여 무기물 입자와 폴리에틸렌 입자가 70 : 30 ~ 90 : 10 중량비로 혼합된 코팅층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 다공성 분리막의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 폴리프로필렌 다공성 기재필름은 MI:2~8g/10min 인 폴리프로필렌 수지를 이용하여 5~10㎛의 두께로 제조하는 것을 특징으로 하는 다공성 분리막의 제조방법.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 무기물 슬러리는 Al2O3 입자를 사용하여 슬러리 상태로 제조하는 것을 특징으로 하는 다공성 분리막의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 청구항 9에 있어서, 상기 복합슬러리의 코팅은 건조 후 코팅층 두께가 1~5㎛ 가 되도록 코팅하는 것을 특징으로 하는 다공성 분리막의 제조방법.
  15. 청구항 1 내지 청구항 4 및 청구항 8 중에서 선택된 어느 하나의 다공성 분리막을 함유하는 이차전지.
  16. 청구항 15에 있어서, 이차전지는 리튬이차전지인 것인 이차전지.
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