이차전지용 바인더, 이를 포함하는 이차전지용 전극 조성물 및 이차전지
Binder for secondary battery, electrode composition for secondary battery and secondary battery comprising the same
특허 요약
본 발명은 이차전지용 바인더, 이를 포함하는 이차전지용 전극 조성물 및 이차전지에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지용 바인더는 분산성, 접착성 및 안정성이 우수하다.
청구항
번호청구항
1

하기 화학식 1로 표시되는 병솔형 구조의 이차전지용 바인더;[화학식 1]상기 화학식 1에서,상기 A는 치환 또는 비치환된 고리형 화합물을 포함하는 고리형 구조 또는 단일결합만을 포함하는 사슬 구조이고,상기 R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬렌이고, 이때 하나 이상의 -CH2-기는 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -S-CS-, -CS-S-, -S-CS-S-, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C12의 탄소 고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C12의 헤테로 고리로 대체될 수 있으며,상기 R2은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬, 치환 또는 비치환된 C4 내 지 C12의 탄소 고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C12의 헤테로 고리, 또는 할로알킬이고, 이때 하나 이상의 -CH2-기는 -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -S-CS-, -CS-S-, 또는 -CS-S-로 대체될 수 있으며,상기 B 및 D는 각각 독립적으로 C2 내지 C10의 알킬 아크릴레이트로부터 유도된 작용기, C2 내지 C10의 알킬 메타크릴레이트로부터 유도된 작용기, 또는 C1 내지 C10의 아크릴산으로부터 유도된 작용기이고,k는 1 내지 1,000의 정수이고, n은 1 내지 100의 정수이다.

2

제1항에 있어서,상기 병솔형 구조의 이차전지용 바인더는 하기 화학식 1-1로 표시되는 것인 병솔형 구조의 이차전지용 바인더.[화학식 1-1]상기 화학식 1-1에서,R3은 수소, 중수소, 히드록시, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알킬, 아민, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C12 의 탄소 고리, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C12의 헤테로 고리, 또는 할로겐이고, R1, R2, B 및 D, k, n은 화학식 1에서 정의 된 바와 같다.

3

제1항에 있어서,상기 A는 오각 고리 또는 육각 고리를 포함하는 병솔형 구조의 이차전지용 바인더.

4

제1항에 있어서,상기 A는 하기 화학식 중 어느 하나로 표시되는 고리형 알켄의 고리 오픈에 의하여 형성된 것인 병솔형 구조의 이차전지용 바인더.상기 화학식에서, R은 할로겐, 히드록시, 카르복시, 아민 또는 알킬이고, q는 0 또는 1 내지 6의 정수이다. 또한, 상기 화학식(2) 및 (8)의 점선은 치환 또는 비 치환된 탄소 고리 또는 헤테로 고리를 의미하고, 는 R1과 연결되는 것을 의미한다.

5

제1항에 있어서,상기 병솔형 구조의 이차전지용 바인더는 하기 화학식 2-1 내지 2-8 중 어느 하나로 표시되는 것인 병솔형 구조의 이차전지용 바인더.[화학식 2-1][화학식 2-2][화학식 2- 3][화학식 2-4][화학 식 2-5] [화학식 2-6][화학식 2-7][화학식 2-8] 상기 식에서 k는 1 내지 1,000의 정수이고, n은 1 내지 100의 정수이다.

6

제1항에 있어서,상기 병솔형 구조의 이차전지용 바인더는 분자량이 10 내지 10,000K Da인 병솔형 구조의 이차전지 용 바인더.

7

제1항에 있어서,상기 병솔형 구조의 이차전지용 바인더는 코어부 및 쉘부를 가지는 단위체를 포함하고, 상기 코어부의 중합에 의해 형성된 주쇄와 상기 쉘부가 상기 주쇄에 연결되어 외부를 향하는 방향으로 배치되는 측쇄를 형성하는 병솔형 구조의 이차전지용 바인더.

8

제7항에 있어서,상기 주쇄는 소수성을 가지고, 상기 측쇄는 친수성 작용기를 포함하는 병솔형 구조의 이차전지용 바인더 .

9

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 병솔형 구조의 바인더; 및 전극 활물질을 포함하는 이차전지용 전극 조성물.

10

제9항에 있어서,상기 병솔형 구조의 바인더는 측쇄 길이가 0.1 내지 50k Da인 이차전지용 전극 조성물.

11

제9항에 있어서,상기 병솔형 구조의 바인더의 함량은 0.1 내지 20중량부이고, 상기 전극 활물질의 함량은 20 내지 99 중량부인 이차전지용 전극 조성물.

12

제9항에 있어서,상기 전극 활물질은 LiaA1-bBbD2 (0.90 ≤ a ≤ 1.8 , 및 0 ≤ b ≤0.5이다)이고, 상기 식에서, A는 Ni, Co, Mn, 또는 이들의 조합이고, B는 Al, Ni, Co, Mn, Cr, Fe, Mg, Sr, V, 희토류 원소 또는 이들의 조 합이고, D는 O, F, S, P, 또는 이들의 조합인 이차전지용 전극 조성물.

13

제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 병솔형 구조의 바인더를 포함하는 캐소드; 상기 캐소드에 대향 배치되는 애노드; 및 상기 캐소드 및 애노드 사이에 배치되는 분리막;을 포함하는 리튬 이차전지.