이차전지 음극용 바인더 전구체를 포함하는 이차전지 음극용 바인더, 이를 포함하는 이차전지용 음극 및 이들의 제조방법
BINDER FOR SECONDARY BATTERY ANODE COMPRISING SECONDARY BATTERY ANODE PRECURSOR AND ANODE FOR SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
특허 요약
본 발명은 이차전지 음극용 바인더 전구체를 포함하는 이차전지 음극용 바인더, 이를 포함하는 이차전지용 음극 및 이들의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유기/무기 물질과의 친화성, 접착력, 유연성 및 기계적 강도가 우수한 이차전지 음극용 바인더 및 이를 포함하여 용량이 안정적으로 유지되며 수명특성이 향상된 이차전지용 음극 및 이들의 제조방법을 제공하는 것이다.
청구항
번호청구항
6

제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항의 말단 가교성 관능기를 가지는 이차전지 음극용 바인더 전구체와 가교제가 가교결합 된 실리콘 음극용 바인더.

7

제 6항에 있어서,상기 가교제는 (메타)아크릴레이트계 단량체 조성물인 것인 실리콘 음극용 바인더.

8

제 7항에 있어서,상기 (메타)아크릴레이트계 단량체 조성물은 다관능성 (메타)아크릴레이트계 단량체를 포함하는 것인 실리콘 음극용 바인더.

1

하기 화학식 1로 표시되는 화합물과 이소시아네이트계 화합물을 반응시켜 제조된 폴리우레탄계 중합체와 하이드록시알킬(메타)아크릴레이트계 화합물을 반응시켜 제조된 것인 말단 가교성 관능기를 가지는 실리콘 음극용 바인더 전구체.[화학식 1]상기 화학식 1에서, 상기 R1 또는 R2는 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬렌기 또는 공유결합기이며, 반드시 하나는 알킬렌기이고, 상기 R3는 C2-C10의 치환 또는 비치환 알킬렌기이며, 상기 R4는 공유결합기 또는 C1-C6의 알킬렌기이고,상기 R5, R6 및 R7는 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C3의 알킬기이고,상기 m 및 n은 1 내지 100의 정수이다.

2

제 1항에 있어서,상기 폴리우레탄계 중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 상기 이소시아네이트계 화합물을 1:1 내지 1:2 당량비로 30 내지 100 ℃의 온도 하에서 축합중합하여 얻어지는 것인 말단 가교성 관능기를 가지는 실리콘 음극용 바인더 전구체.

3

제 1항에 있어서,상기 이소시아네이트계 화합물은 지방족, 방향족 및 지환족 이소시아네이트 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것인 말단 가교성 관능기를 가지는 실리콘 음극용 바인더 전구체.

4

제 1항에 있어서,상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2 및 화학식 3으로 표시되는 화합물을 반응시켜 얻어진 것인 말단 가교성 관능기를 가지는 실리콘 음극용 바인더 전구체.[화학식 2][화학식 3]상기 화학식 2에서, 상기 R1 또는 R2는 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬렌기 또는 공유결합기이며, 반드시 하나는 알킬렌기이고, 상기 R3는 C2-C10의 치환 또는 비치환 알킬렌기이며, 상기 R4는 C1-C6의 알킬렌기 또는 공유결합기이고,상기 m 및 n은 1 내지 100의 정수이다.상기 화학식 3에서, 상기 R5, R6 및 R7은 각각 독립적으로 수소 또는 C1-C3의 알킬기이다.

5

제 4항에 있어서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 트리메틸실릴아세틸렌인 것인 말단 가교성 관능기를 가지는 실리콘 음극용 바인더 전구체.

9

제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항의 말단 가교성 관능기를 가지는 이차전지 음극용 바인더 전구체, 가교제, 용매 및 실리콘계 음극활물질을 포함하는 실리콘 음극용 음극활물질 슬러리 조성물.

10

음극 집전체; 및 상기 음극 집전체에 형성되는 음극 활물질층을 포함하며, 상기 음극 활물질층은 제 6항에 따른 실리콘 음극용 바인더; 및 실리콘계 음극활물질을 포함하는 것인 이차전지용 음극.

11

제 10항에 있어서,상기 음극 활물질층은 도전재를 더 포함하는 것인 이차전지용 음극.

12

제 10항에 있어서,상기 실리콘계 음극활물질은 실리콘계 나노 구조체, 실리콘 입자, 실리콘산화물, 실리콘카본복합체 및 실리콘-금속 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것인 이차전지용 음극.

13

제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항의 말단 가교성 관능기를 가지는 이차전지 음극용 바인더 전구체, 가교제, 용매 및 실리콘계 음극활물질을 포함하는 음극활물질 슬러리 조성물을 음극 집전체 상에 도포하여 음극활물질 층을 형성하는 단계; 및상기 음극활물질 층을 열처리하는 단계;를 포함하는 이차전지용 음극의 제조방법.

14

제 10항의 이차 전지용 음극; 양극; 및 전해액;을 포함하는 리튬 이차전지.