Bis-GMA 유도체로부터 제조된 고분자 코팅에 의한 리튬이차전지용 폴리에틸렌 격리막의 고온 안정성 향상

Improvement of Thermal Stability of Polyethylene Lithium-ion Battery Separator via Coating with Polymers Synthesized from Bis-GMA Derivatives

리튬이온 이차전지에는 폴리에틸렌 격리막이 주로 사용되어 오고 있다. 전지의 고온 안정성 확보를 위해서는 폴리에틸렌 격리막보다 높은 멜트다운(melt down) 온도를 갖는 격리막이 요구된다. 이를 위해 폴리에틸렌 격리막을 단량체인 2,2-bis[4-(2-hydroxy-3-methacryloyloxypropoxy)phenyl]propane(bis-GMA) 혹은 이의 유도체들로 코팅하고 이를 라디칼 중합반응시켰다. 점도가 높은 bis-GMA를 사용한 경우에는 라디칼 중합반응이 진행되지 않은 반면 점도가 낮은 bis-GMA 유도체를 사용한 경우에는 라디칼 중합반응이 진행되었다. 적절한 함량의 bis-GMA 유도체를 포함한 반응액으로 격리막을 코팅하고 이를 중합반응시켜 격리막을 제조한 결과, 격리막의 통기도 감소없이 멜트다운 온도를 $160^{\circ}C$까지 향상시킬 수 있었다.

Microprous polyethylene (PE) membranes are widely used as lithium-ion battery separators. A separator having higher meltdown temperature than PE separator is still required for useful safety feature at a high temperature. To enhance meltdown temperature of PE separator, it was coated with polymers synthesized from bis-GMA derivatives by radical polymerization. Polymer was not formed when bis-GMA monomer having a high viscosity was used, while polymers were formed when bis-GMA derivatives having a low viscosity were used. When the separator was coated with polymer synthesized from reaction mixture containing proper amount of bis-GMA derivative, its meltdown temperature were increased up to $160^{\circ}C$ without reduction in the air permeability.