이차전지용 분리막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 이차전지
Separators for secondary batteries, fabrication methods of the same, and secondary batteries comprising the same
특허 요약
본 발명에 따른 충/방전 과정 동안 베이스 금속의 이온이 양극과 음극으로 삽입(Intercalation) 및 탈리(Deintercalation)되는 이차전지용 분리막의 제조 방법은, 상기 베이스 금속과 불소를 포함하는 제1 화합물, 및 전이금속 산화물을 포함하는 제2 화합물을 준비하는 단계, 상기 제1 화합물 및 상기 상기 제2 화합물을 물리적으로 혼합하여, 코팅층 소스를 제조하는 단계, 및 상기 코팅층 소스를 기재 상에 제공하고 코팅하여, 코팅층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물을 물리적으로 혼합하여 코팅층 소스를 제조하는 단계에서, 상기 코팅층 소스 내에, 상기 제1 화합물의 몰 비율이, 상기 제2 화합물의 몰 비율보다, 높게 제어되는 것을 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

충/방전 과정 동안, 나트륨(Na)을 포함하는 베이스 금속의 이온이 양극과 음극으로 삽입(Intercalation) 및 탈리(Deintercalation)되는 이차전지용 분리막의 제조 방법에 있어서,상기 베이스 금속과 불소를 포함하는 제1 화합물, 및 일산화 망간(MnO)을 포함하는 제2 화합물을 준비하는 단계;상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물을 물리적으로 혼합하여, 코팅층 소스를 제조하는 단계; 및상기 코팅층 소스를 기재 상에 제공하고 코팅하여, 코팅층을 형성하는 단계를 포함하되,상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물을 물리적으로 혼합하여 코팅층 소스를 제조하는 단계에서, 상기 코팅층 소스 내에, 상기 제1 화합물의 몰 비율이, 상기 제2 화합물의 몰 비율보다, 높게 제어되는 것을 포함하는 이차전지용 분리막의 제조 방법.

2

제1 항에 있어서,상기 코팅층 소스 내에, 상기 제2 화합물 및 상기 제1 화합물의 몰 비율은 1:1 초과 1:3 미만으로 제어되는 것을 포함하는 이차전지용 분리막의 제조 방법.

3

제1 항에 있어서,상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물을 물리적으로 혼합하여 상기 코팅층 소스를 제조하는 단계는,상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물, 도전재, 바인더, 및 유기 용매를 준비하는 단계;상기 제1 화합물, 상기 제2 화합물, 및 상기 도전재를 볼 밀링 장비에 제공하고 혼합하여, 베이스 소스를 제조하는 단계; 및상기 유기 용매에 상기 베이스 소스 및 상기 바인더를 제공하고 교반하여, 상기 코팅층 소스를 제조하는 단계를 포함하는 이차전지용 분리막의 제조 방법.

4

제3 항에 있어서,상기 유기 용매에 제공되는 상기 제1 화합물 및 상기 제2 화합물의 무게 비율은 70wt%이고, 상기 도전재의 무게 비율은 20wt%이고, 상기 바인더의 무게 비율은 10wt%인 것을 포함하는 이차전지용 분리막의 제조 방법.

5

제4 항에 있어서,상기 도전재는 Super P를 포함하고,상기 바인더는 PVDF(Polyvinylidene fluoride)를 포함하고,상기 유기 용매는 NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone)를 포함하는 이차전지용 분리막의 제조 방법.

6

삭제

7

제1 항에 있어서,상기 기재는 폴리에틸렌 분리막, 폴리프로필렌 분리막, 세라믹 코팅 분리막, 또는 유리섬유 분리막 중에서 어느 하나를 포함하는 이차전지용 분리막의 제조 방법.

8

충/방전 과정 동안, 나트륨(Na)을 포함하는 베이스 금속의 이온이 양극과 음극으로 삽입(Intercalation) 및 탈리(Deintercalation)되는 이차전지용 분리막에 있어서,기재; 및 상기 기재 상에 배치되고, 상기 베이스 금속과 불소를 포함하는 제1 화합물, 일산화 망간(MnO)을 포함하는 제2 화합물, 및 도전재를 포함하는 코팅층을 포함하되,상기 코팅층 내에 상기 제2 화합물은 상기 제1 화합물을 분해시키는 촉매 역할을 수행하는 것을 포함하고,상기 베이스 금속의 이온은, 제1 금속 이온 및 제2 금속 이온을 포함하고,상기 제1 금속 이온은, 충전 과정 동안, 상기 양극에 포함된 양극활물질의 상기 베이스 금속이 상기 양극활물질로부터 탈리되어, 전해질로 제공된 것을 포함하고,상기 제2 금속 이온은, 충전 과정 동안, 상기 제1 화합물이 상기 제2 화합물에 의해 분해되어 생성되어, 상기 전해질로 제공된 것을 포함하는 이차전지용 분리막.

9

제8 항에 있어서,상기 코팅층을 충/방전하기 전에 XRD로 분석 시, 39° 및 56°에서 상기 제1 화합물에 대응되는 피크, 및 35°, 40°, 59°, 70°, 및 74°에서 상기 제2 화합물에 대응되는 피크가 관찰되는 것을 포함하고, 상기 코팅층을 충/방전한 후에 XRD로 분석 시, 39° 및 56°에서 상기 제1 화합물 대응되는 피크의 세기가, 상기 코팅층을 충/방전하기 전보다, 감소되는 것을 포함하는 이차전지용 분리막.

10

삭제

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제8 항에 따른 상기 이차전지용 분리막;상기 이차전지용 분리막 상에 배치되고 상기 이차전지용 분리막의 상기 베이스 금속을 포함하는 양글활물질을 갖는 양극;상기 이차전지용 분리막을 가운데 두고, 상기 양극과 이격되어 배치된 음극; 및상기 양극 및 상기 음극 사이에 제공되는 전해질을 포함하되,상기 이차전지용 분리막은, 상기 이차전지용 분리막의 상기 코팅층이 상기 양극과 마주보도록 배치된 것을 포함하고,충전 과정 동안, 상기 코팅층에서 생성되어 상기 전해질에 제공된 상기 제2 금속 이온에 의해, 상기 음극 상에 형성되는 고체 전해 계면(SEI, Solid Electrolyte Interface)으로 인한 비가역적 용량 발생 문제가 극복되는 것을 포함하는 이차전지.

12

제11 항에 있어서,상기 이차전지용 분리막은, 상기 양극에 인접한 제1 면, 및 상기 음극에 인접한 제2 면을 포함하고,상기 이차전지용 분리막의 상기 제1 면 상에, 상기 코팅층이 제공된 것을 포함하는 이차전지.

13

제11 항에 있어서,상기 제2 금속 이온에 의해, 상기 이차전지의 용량이 증가되는 것을 포함하는 이차전지.