CN115699415A - 外装材料及利用外装材料的电池 - Google Patents

外装材料及利用外装材料的电池 Download PDF

Info

Publication number
CN115699415A
CN115699415A CN202180040094.3A CN202180040094A CN115699415A CN 115699415 A CN115699415 A CN 115699415A CN 202180040094 A CN202180040094 A CN 202180040094A CN 115699415 A CN115699415 A CN 115699415A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
exterior material
thickness
barrier layer
sealing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180040094.3A
Other languages
English (en)
Inventor
金周圣
林承奎
李吉珠
金载勋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Libest Inc
Original Assignee
Libest Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Libest Inc filed Critical Libest Inc
Publication of CN115699415A publication Critical patent/CN115699415A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/122—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H01M50/129—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers with two or more layers of only organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/133—Thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/136—Flexibility or foldability
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/14—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors
    • H01M50/141—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors for protecting against humidity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/14—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors
    • H01M50/145—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors for protecting against corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/178—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/19—Sealing members characterised by the material
    • H01M50/193—Organic material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

用于电池的外装材料包括：阻挡层；第一功能层，其形成于上述阻挡层的一表面；第二功能层，其形成于上述阻挡层的另一表面；以及防腐蚀层(Anti‑Corrosion layer)，其形成于上述阻挡层的至少一表面，上述第一功能层由包括密封层的一个以上的树脂层构成，上述第二功能层比上述阻挡层的厚度更厚，且具有上述外装材料总厚度的33％以上的厚度。

Description

外装材料及利用外装材料的电池
技术领域
本发明涉及一种外装材料及利用外装材料的电池。
背景技术
电化学电池(electrochemical cell)是指可由至少两个电极及电解质构成来提供电能的组件，尤其，由能够充电及放电的二次电池(secondary cell)构成的锂离子电池广泛用于包括智能手机在内的各种先进电子设备中。
近来，在设计包括智能手机在内的移动设备、各种可穿戴设备时，尝试不同于以往形状的各种设计，进而，对于在保持功能的同时能够弯曲的柔性设备的关注度正在增加。因此，确保内置于这种柔性设备并可用作电源的柔性电化学电池的功能及安全性是非常重要的。
在反复弯曲及展开柔性电池的情况下，具有损坏外装材料的隐患。若外装材料损坏严重，则可能泄漏内部电解液。并且，即使外装材料轻微受损，空气中的水分渗透至电池的内部，由此导致电池的膨胀(swelling)现象，并损坏电极，从而可降低电池的容量及输出。
因此，为了通过吸收在电池弯曲的部分产生的压缩应力及拉伸应力来防止柔性电池的外装材料的损坏，通过加压上下模具来对外装材料进行图案处理。由于经图案处理的外装材料的初始弹性率(初始弹性模量)得以提升，当电池弯曲时，作用于外装材料的力分散，而不是集中在某一侧。由此，外装材料及收容于内部的电极组件不会在某一部分严重弯折。
另外，外装材料的图案无需形成得深，但需要使反复发生的电池的弯曲、折弯、折叠、扭曲等引起的外装材料的损坏最小化，从而需要提高电池的耐久性。
但是，通过对外装材料实施图案加工来防止外装材料及收容于上述外装材料内部的电极组件的弯曲，并可使外装材料的损坏最小化，但外装材料被密封的部分与进行图案加工的部分相邻的外装材料的图案边缘(Edge)部分被损坏。
对于这种问题，在使电池变形的情况下，曲率半径大的部分几乎未损坏，但曲率半径相对小的外装材料的图案边缘(Edge)部分发生裂纹及销孔等的外装材料的损坏。
因此，为了防止外装材料的图案边缘部分的损坏，需要研发提高柔性电池的耐久性、有别于普通电池的高耐久性的外装材料。
专利文献1：韩国公开专利第2005-0052069号(2005年06月02日公开)
专利文献2：日本公开专利第2013-218991号(2013年10月24日公开)
发明内容
发明所要解决的问题
本发明用于解决如上所述的现有技术的问题，提供一种外装材料，其包括：阻挡层；第一功能层，其形成于阻挡层的一表面；第二功能层，其形成于阻挡层的另一表面；以及防腐蚀层(Anti-Corrosion layer)，其形成于上述阻挡层的至少一表面，第一功能层由包括密封层的一个以上的树脂层构成，第二功能层比阻挡层的厚度厚，且具有外装材料总厚度的33％以上的厚度。
本发明提供一种电池，其包括：外装材料，其包括阻挡层、第一功能层、第二功能层及防腐蚀层，上述第一功能层形成于阻挡层的一表面，上述第二功能层形成于阻挡层的另一表面，上述防腐蚀层形成于上述阻挡层的至少一表面；电极组件，其插入于外装材料之间；以及密封部，其用于密封外装材料中的上述电极组件，第一功能层由包括密封层的一个以上的树脂层构成，第二功能层比阻挡层的厚度厚，且具有外装材料总厚度的33％以上的厚度。
本发明提供一种利用如下的外装材料制备电池的方法，其中，外装材料的第一功能层还包括熔点高于密封层的强化树脂层，通过使强化树脂层形成于防腐蚀层与密封层之间来抑制不均匀层的形成，上述不均匀层在外装材料的密封周围部产生。
本发明的一目的在于，提供一种外装材料及利用外装材料的电池，其防止在外装材料的图案边缘与密封周围部中产生的损坏，使第二功能层比阻挡层更厚，以便提高应对电池的变形的耐久性。
但是，本实施例所要实现的技术问题并不局限于如上所述的技术问题，还可存在其他技术问题。
用于解决问题的方案
作为用于解决如上所述的技术问题的方案，本发明的一实施例可提供一种用于电池的外装材料，上述外装材料包括：阻挡层；第一功能层，其形成于上述阻挡层的一表面；第二功能层，其形成于上述阻挡层的另一表面；以及防腐蚀层，其形成于上述阻挡层的至少一表面，上述第一功能层由包括密封层的一个以上的树脂层构成，上述第二功能层比上述阻挡层的厚度厚，且具有上述外装材料总厚度的33％以上的厚度。
在一实施例中，上述阻挡层具有25μm以上的厚度，上述外装材料的总厚度可以为100μm至300μm。
在一实施例中，在以使上述第二功能层位于内部的方式折叠上述外装材料的情况下，折叠的上述阻挡层的曲率半径可以为0.03mm以上。
在一实施例中，上述密封层为上述阻挡层的厚度以上，可具有25μm以上的厚度。
在一实施例中，上述第一功能层还包括强化树脂层，上述强化树脂层的熔点高于上述密封层，上述强化树脂层比上述防腐蚀层的厚度厚，且可具有10μm以上的厚度。
在一实施例中，相对于上述密封层的厚度，上述强化树脂层可具有0.25倍～4.2倍的厚度。
在一实施例中，上述外装材料可用于具有弯曲性的柔性电池。
本发明的另一实施例可提供一种利用外装材料的电池，上述电池包括：外装材料，其包括阻挡层、第一功能层、第二功能层及防腐蚀层，上述第一功能层形成于上述阻挡层的一表面，上述第二功能层形成于上述阻挡层的另一表面，上述防腐蚀层形成于上述阻挡层的至少一表面；电极组件，其插入于上述外装材料之间；以及密封部，其用于密封上述外装材料中的上述电极组件，上述第一功能层由包括密封层的一个以上的树脂层构成，上述第二功能层比上述阻挡层的厚度厚，且具有上述外装材料总厚度的33％以上的厚度。
发明效果
根据前述的本发明的用于解决问题的技术方案之一，本发明可提供一种外装材料，其包括阻挡层；第一功能层，其形成于阻挡层的一表面；第二功能层，其形成于阻挡层的另一表面；以及防腐蚀层，其形成于阻挡层的至少一表面，第一功能层由包括密封层的一个以上的树脂层构成，第二功能层比阻挡层的厚度厚，且具有外装材料总厚度的33％以上的厚度。
并且，考虑外装材料中的阻挡层的曲率半径，使外装材料的第二功能层比阻挡层的厚度厚，由此，可防止在外装材料的密封部和作为与图案部相邻的部分的外装材料的图案边缘部分产生的损坏。
并且，外装材料的第一功能层还包括强化树脂层，使得阻挡层的曲率半径增加，降低在外装材料的密封周围部中生成的不均匀层的厚度，从而可提高电池的弯曲耐久性。
并且，防止外装材料的损坏及电解液的泄漏，从而可提高电池的安全性及耐久性。
附图说明
图1a为示出本发明一实施例的包括外装材料的电池的例示图，图1b为示出本发明一实施例的电池的剖面形状的例示图。
图2a至图2c为示出本发明一实施例的由多层结构构成的外装材料的例示图。
图3a及图3b为用于说明本发明一实施例的密封2张外装材料的过程的例示图。
图4为比较评估本发明一实施例的由多层结构构成的外装材料和电池的特性的例示图。
图5a及图5b为用于说明本发明一实施例的根据第二功能层的厚度的外装材料的阻挡层的曲率半径及外装材料的折叠评估的例示图。
图6为通过本发明一实施例的由多层结构构成的外装材料的折叠评估来比较评估根据第二功能层的厚度的外装材料的耐久性的例示图。
图7为利用本发明一实施例的外装材料制备电池的方法的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例，使得本发明所属技术领域的普通技术人员容易实施本发明的实施例。但是，本发明可由各种不同的实施方式实现，并不限定于在此说明的实施例。并且，在附图中，为了明确说明本发明，省略了与说明无关的部分，在说明书全文中，对相似的部分赋予了相似的附图标记。
在说明书全文中，当提及一部分“包括”一组件时，除非具有特别相反的记载，还可包括其他组件，而不是排除其他组件。并且，在说明书全文中，当提及一部分与另一部分“连接”时，不仅包括直接连接的情况，还包括在中间设置其他部件来连接的情况以及隔着其他组件电连接的情况。进而，在本申请说明书全文中，当提及某一部件位于另一部件“上”时，不仅包括某一部件与另一部件相接触的情况，还包括两个部件之间还存在其他部件的情况。
本发明的包括外装材料的电池可以为如电化学电池，锂离子电池。具体地，本发明的包括外装材料的电池可被配置为电极组件与电解液一同收容并密封在外装材料的内部，从而通过锂离子的移动进行充电及放电。本发明的包括外装材料的电池可以为柔性(flexible)电池，其可配置成在保持发挥其功能的状态的同时具有柔性而弯曲。以下，参照附图具体说明本发明的实施例。
图1a为示出本发明一实施例的包括外装材料100的电池的立体图，图1b为示出图1a中所示的电池的剖面形状的图。
参照图1a及图1b，电池1可包括：外装材料100；电极组件200，其收容在外装材料100的内部；以及电极引线300，其与电极组件200相连接。
例如，外装材料100能够以层压多个功能性材料的多层结构形成。多个功能性材料可分别具有韧性。
例如，外装材料100的多层结构可包括根据各层的功能区分的第一功能层、阻挡层(Barrier layer)、第二功能层及防腐蚀层。
第一功能层由包括密封层的一个以上的树脂层构成，密封层为外装材料100的多个功能性材料中的在最低温度下熔化的材料，通过加热接合执行将电极组件200密封在内部的功能以及防止电解液泄漏至外部的功能，例如，可由聚丙烯(polypropylene，PP)薄膜构成。
阻挡层为结晶金属层，例如，可由铝箔(aluminum foil)构成，用于从根源上阻挡在聚合物薄膜材料的密封层的非晶区域中的物质移动。
第二功能层为用于防止构成阻挡层的金属层的污染及损伤的层，例如，可由尼龙(nylon)薄膜或者尼龙及聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)复合层构成。
防腐蚀层可执行防止外装材料100中的电解液与阻挡层反应的作用。
外装材料100通过卷对卷(Roll to Roll)工艺制造，外装材料100的机械性能可根据辊的轴方向或长度方向不同。其中，横向(Transverse Direction，TD)可以指辊的轴方向，纵向(Machine Direction，MD)可以指辊的长度方向。
这种外装材料100可用于具有弯曲性的柔性电池1。
在用于柔性电池1的外装材料100中，电池的机械特性根据形成图案的方向不同。即，包括图案沿着外装材料的TD形成的外装材料的电池及包括图案沿着外装材料的MD形成的外装材料的电池可具有互不相同的机械特性。由此，形成图案的方向可影响柔性电池1的耐久性。
电极组件200具有多个电极，电极组件200还可包括分离膜，能够以上述多个电极及分离膜沿着厚度方向层叠的结构形成。
电极组件200可包括互不相同的极性的第一电极及第二电极，包含活性物质的混合物(mixture)可分别涂敷在第一电极及第二电极的两侧面或一侧面。在第一电极与第二电极之间可设置分离膜。例如，第一电极为负极，所使用的集电体由铜、铝等制成，其可由石墨、碳、锂、硅、SiOx等硅衍生物、硅-石墨复合物、锡、硅-锡复合物中的一种或一种以上的组合的负极活性物质构成。并且，第二电极为正极，所使用的集电体为铝、不锈钢材质等制成，其可由锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂钴锰氧化物、锂钴镍氧化物、锂锰镍氧化物、锂钴镍锰氧化物、锂钴镍铝氧化物、磷酸铁锂中的一种或一种以上的组合的正极活性物质制成。在电极组件200中，以使第一电极及第二电极形成面的方式延伸的两个方向中的长度方向延伸得比宽度方向更长，可沿着与形成面的方向交叉(例如，正交)的方向，即层叠活性物质及分离膜的厚度方向具有厚度薄的形状。
并且，电极组件200可包括电极连接片及引线连接片。电极连接片能够以在第一电极及第二电极的长度方向的一端部突出的方式形成，在相同的极性的电极中突出的电极连接片可相结合。电极可通过电极连接片并联电连接。引线连接片与电极引线300相连接，可在正极及负极的电极中突出来与电极引线300相结合。
具体地，外装材料100可包括收容部110以及密封部120。收容部110形成用于收容电极组件200的空间，密封部120能够以从外部密封所收容的电极组件200的方式接合。如图1b所示，收容部110可对应于两个外装材料100相互隔开来相向的区域。为了形成收容部110，能够以沿着厚度方向加压并突出的方式对外装材料100进行加工，使得外装材料100的预定区域大致呈四边形碗(或杯)的形状。
更具体地，在本实施例的收容部110的表面可沿着外装材料100的TD延伸形成至少一个图案部115。例如，在以包括形成有图案部115的外装材料100的方式制备电池的情况下，电池的宽度方向10A可以为外装材料100的TD，电池的长度方向10B可以为外装材料100的MD。
图案部115为沿着一方向延伸且与一方向交叉的方向重复配置的图案，具体地，可沿着厚度方向交替突出或凹陷(即，沿着相互相反的方向交替突出)来沿着一方向具有凹凸形状。例如，图案部115能够以使具有规定图案高度h1及图案间距P的凹凸形状重复的方式形成。其中，一方向可以为作为外装材料100的TD的电池的宽度方向10A，图案部115重复的方向可以为电池的长度方向10B。如图1b所示，通过突出及凹陷的图案部115，形成收容部110的外装材料100可沿着长度方向形成波纹或褶皱图案。
或者，图案部115还可沿着与TD不同的方向的外装材料100的MD延伸形成。例如，在以包括形成有图案部115的外装材料的方式生成电池的情况下，电池的宽度方向10A可以为外装材料的MD，电池的长度方向10B可以为外装材料的TD。
密封部120可通过两个密封层(密封面)的接合形成。密封层(密封面)是指外装材料100的热接合面，沿着收容部110的边缘折叠的两个密封层(密封面)相互接合，由此可使内部空间(收容部110)与外部隔离。在内部空间可收容之前说明的电极组件200及电解液，电极组件200及电解液可保持密封状态。
并且，密封部120可呈沿着电池的宽度方向10A或电池的长度方向10B延伸的平板形状。例如，密封部120的平板形状可以为并不以表面相向的方式弯曲的形状。或者，密封部120可具有与图案部115不同的图案，例如，密封部120可具有沿着厚度方向高度低于图案部115的图案。
另外，电极引线300与外装材料100内部的电极组件200的引线连接片相连接，并以暴露至外装材料100的外部的方式延伸。电极引线300可用作实现与收容在外装材料100内部的电极组件200电连接的端子，当形成密封部120时通过接合能够以设置于密封层(密封面)之间的状态贯通密封部120。正极及负极的一对电极引线300可与设置在电极组件200的具有相同极性的引线连接片相结合。
图2a至图2c为示出本发明一实施例的由多层结构构成的外装材料的例示图。
图2a为示出现有的由多层结构构成的外装材料的例示图。现有的外装材料210包括密封层211、阻挡层212及保护层213。其中，外装材料210还包括各层之间的粘合层214，粘合层214可位于各层之间，使得构成外装材料210的各层粘合而层叠。参照图2a，在现有的外装材料210中，外装材料210的总厚度中的密封层211及阻挡层212所占的厚度比例配置得高。
具体地，现有的外装材料210的密封层211配置成具有外装材料210的总厚度的约35～53％的厚度。现有的密封层211在Cup加工(forming)工艺中延伸，并帮助构成阻挡层212的金属层的延伸，为了防止金属层暴露在电解液的问题，密封层211在现有的外装材料210的总厚度中配置得最厚。尤其，在普通锂电池以大型(如电动汽车用电池)制备的情况下，相对于小型电池的密封层211的厚度，现有的密封层211配置成约2倍厚度。
在利用这种现有的外装材料210制备的柔性电池的情况下，若向密封层211施加热量来密封，则密封部的厚度快速减少(最大一半以上)，由此，与柔性电池的密封部相邻，且曲率半径小的部分的图案边缘部分中的弯曲耐久性降低。
现有的阻挡层212配置成具有外装材料210的总厚度的约25～40％的厚度。现有的阻挡层212利用金属箔(metal foil)来完全阻隔物质的移动，但金属箔具有与其他组成材料相比韧性不足的缺点。为了提高这种现有的阻挡层212的水分阻隔性及成型性(forming)，阻挡层212的厚度被制成能够保持规定水平以上，由此即使在Cup加工工艺中延伸，也可防止金属层被撕裂或产生销孔。
现有的保护层213配置成具有现有的外装材料210的总厚度的约15～25％的厚度。现有的保护层213执行保护阻挡层212的功能，在现有的外装材料210的总厚度中相比于的其他层配置得相对薄，以便防止柔性电池的能量密度的减少。
图2b为示出本发明一实施例的由包括密封层的第一功能层、阻挡层、第二功能层及防腐蚀层的多层结构构成的外装材料的例示图。参照图2b，外装材料100可包括第一功能层220、防腐蚀层270、阻挡层230及第二功能层240。其中，外装材料100还包括各层之间的粘合层260，粘合层260可位于各层之间，使得构成外装材料100的各层粘合而层叠。
外装材料100的总厚度可配置成100μm～300μm。
第一功能层220形成于阻挡层230的一表面，可由包括密封层的一个以上的树脂层构成。例如，密封层可配置成具有外装材料100的总厚度的约30～60％的厚度。例如，密封层为阻挡层230的厚度以上，例如，可具有25μm以上的厚度。密封层可提供保护阻挡层230的功能。并且，为了提高外装材料100的弯曲耐久性，密封层可配置得较厚，以便当弯曲外装材料100时，使阻挡层230的曲率半径增加而能够弯曲。
防腐蚀层270可层叠于第一功能层220。防腐蚀层270执行防止外装材料100中的电解液与阻挡层230进行反应的作用，防腐蚀层270可配置成包括粘合层260的厚度约为3～6μm。
阻挡层230层叠于防腐蚀层270，例如，可配置成具有外装材料100的总厚度的约8～30％的厚度。例如，阻挡层230可具有25μm以上的厚度。
在图2a的现有的外装材料210中，阻挡层212相当于反复弯曲耐久性最弱的层，具有如下的缺点，即，现有的阻挡层212的厚度越厚，耐久性越弱，现有的阻挡层212越薄，外装材料210表面的图案加工性越差，因此，要求现有的阻挡层212具有适当的厚度。
但是，本申请可提供如下的优点：相比于阻挡层230，提高第二功能层240的厚度比例，由此，可提高柔性电池1的柔软特性评估指标之一的反复弯曲耐久性。
对于这种阻挡层230，在柔性电池1的情况下，以最大2mm内成型(forming)，并未成型的深(如现有的电池)，因此，若可准确地执行阻挡功能，相比于其他层，制备得相对薄也无妨。
第二功能层240形成于阻挡层230的另一表面，例如，可配置成具有外装材料100的总厚度的约22～50％的厚度。例如，第二功能层240比阻挡层230的厚度更厚，且可具有外装材料100的总厚度的33％以上的厚度。
第二功能层240可提供保护阻挡层230免受外部环境影响的功能。
为了提高外装材料100的弯曲耐久性，第二功能层240可配置成最厚，以便当弯曲外装材料100时，使阻挡层230的曲率半径增加而能够弯曲。
在柔性电池1中，曲率半径R最小的外装材料100的图案部115及与密封部120相邻的图案边缘经常被损坏。此时，与电池的密封部120相邻的图案边缘处于曲率半径非常小的状态，可通过外装材料100的反复折叠评估容易得知柔性电池1的弯曲耐久性。曲率半径最小的状态为折叠状态，朝向柔性电池1的被弯曲的外装材料100的第二功能层240侧执行反复折叠。换言之，当折叠时，外装材料100的被折叠的内侧为作为第二功能层240的保护层，且外侧为作为第一功能层220的密封层。其中，在以使第二功能层240位于内部的方式折叠外装材料100的情况下，折叠的阻挡层230的曲率半径可以为0.03mm以上。
即，在本申请中，配置成第二功能层240的厚度在外装材料100的总厚度中最厚，由此，可提供能够防止在柔性电池1的外装材料100的图案部115及与密封部120相邻的图案边缘中产生的损坏的优点。
图2c为示出本发明一实施例的由包括密封层及强化树脂层的第一功能层、阻挡层、第二功能层及防腐蚀层的多层结构构成的外装材料的例示图。参照图2c，外装材料100可包括第一功能层220、防腐蚀层270、阻挡层230、第二功能层240。其中，外装材料100还可包括位于各层之间的粘合层260。
防腐蚀层270执行防止外装材料100中的电解液与阻挡层230进行反应的作用，防腐蚀层270可配置成包括粘合层260的厚度约为3～6μm。
第一功能层220由包括密封层255的一个以上的树脂层构成，还可包括熔点高于密封层255的强化树脂层250。例如，强化树脂层250在密封层255与阻挡层230之间层叠于密封层255，强化树脂层250比防腐蚀层270的厚度更厚，例如，强化树脂层250具有外装材料100的总厚度的约10μm以上的厚度，可配置成相对于密封层255的厚度，具有0.25倍至4.2倍的厚度。其中，强化树脂层250可执行如下的作用：当密封时，防止密封部120的厚度快速减少，且保护因反复变形而最先损坏的阻挡层230。
强化树脂层250为熔点(melting point)高于密封层255的聚合物层，例如，可由聚酰胺(polyamide)构成。强化树脂层250由熔点高于密封层255的聚合物层构成，由此，当通过热量使外装材料100相接合时，防止密封层255因密封温度而熔化至规定厚度以上，且将阻挡层230为止的电解液移动路径变长，由此执行最大限度地延迟电解液与阻挡层230的反应的功能，从而可在保护阻挡层230的同时具有柔韧性。
在包括强化树脂层250的柔性电池1中，使密封部120的厚度增加，由此，当弯曲柔性电池1时，曲率半径增加，从而可提高柔性电池1的弯曲耐久性。
即，在本申请中，外装材料100的第一功能层220还包括作为聚合物层的强化树脂层250，从而具有如下的优点：不仅可在外装材料100的外侧提高作为柔性电池1的柔软特性评估指标之一的反复弯曲耐久性，还可在外装材料100的密封部120提高作为柔性电池1的柔软特性评估指标之一的反复弯曲耐久性。
图3a及图3b为用于说明本发明一实施例的密封2张外装材料的过程的例示图。
图3a为示出利用现有的密封层密封外装材料的过程的图。参照图3a，在以往密封2张外装材料210的情况下，2个具有约80μm的厚度的现有的密封层211合并而具有约160μm的厚度，2个密封层211以成为相当于结合厚度的50％的约80μm的条件被密封。
图3b为示出利用本发明一实施例的包括密封层及强化树脂层的第一功能层密封外装材料的过程的例示图。参照图3b，第一功能层220可包括密封层255及强化树脂层250。其中，强化树脂层250比防腐蚀层270的厚度更厚，强化树脂层250可由约10μm以上的厚度构成。
例如，将包括由密封层255及强化树脂层250构成的第一功能层220的2张外装材料100进行密封的情况下，强化树脂层250的厚度与密封层255的厚度比例(强化树脂层/密封层)可配置成具有0.25(强化树脂层＝10μm，密封层＝40μm，阻挡层＝25μm，第二功能层(保护层)＝50μm)～4.2(强化树脂层＝105μm，密封层＝25μm，阻挡层＝25μm，第二功能层(保护层)＝80μm)。
若强化树脂层250/密封层255之间的厚度比例小于0.25，则当抑制在电池的密封周围部130生成的不均匀层且使电池反复变形时，无法执行保护被坚固的不均匀层损坏的阻挡层230的自身作用，若强化树脂层250/密封层255之间的厚度比例大于4.2，则阻挡层230与第二功能层240的比例相对降低，由此降低成型性和耐久性，使外装材料100的总厚度变厚，从而可产生电池的能量密度降低的缺点。因此，优选地，强化树脂层250/密封层255之间的厚度比例可设置成0.25倍至4.2倍的值。
第一功能层220由包括密封层255的一个以上的树脂层构成，密封层255的厚度为阻挡层230的厚度以上，可由约25μm以上的厚度构成。这是因为，普通电池的外装材料以密封性及成型性为目的形成，相反，在本申请的柔性电池1的外装材料100中，密封层255以密封性为主要目的形成。为此，在执行柔性电池1的密封工艺的情况下，考虑左右工艺偏差，密封层255可由约25μm以上的厚度制备，以便具有密封性。
强化树脂层250的厚度与密封层255的厚度的最优厚度比例值可约为6:4。
在由相应厚度比例制备强化树脂层250及密封层255的情况下，可提供如下的优点：密封层255可执行密封性，强化树脂层250可显著有助于阻挡层230的保护及成型性，由此，在外装材料100的密封过程中，可抑制在密封周围部130产生的不均匀层的生成。
以下，通过图4至图6说明评估由多层结构构成的外装材料100的特性的方法。其中，外装材料100可由第一功能层220、阻挡层230及第二功能层240构成。阻挡层230可位于第一功能层220与第二功能层240之间，例如，阻挡层230可配置成具有25μm以上的厚度。
根据一实施例，为了确认构成多层结构的外装材料100的各材料的加工性，可通过模具执行图案成型。
执行结果可确认，作为第一功能层220的密封层的图案成型性低，但延伸非常优秀，由此可确认，当成型外装材料100时，最大限度地改善阻挡层230因深度而延伸的状态。
执行结果可确认，阻挡层230的图案成型性佳。
执行结果可确认，第二功能层240的图案成型性一般。
通过上述评估，对外装材料100的图案加工，即，成型性影响最大的是阻挡层230，由铝箔构成的阻挡层230至少由25μm以上构成，才可保持外装材料100的图案形状。但是，当阻挡层230的厚度小于25μm时，其他结构层的比例高，因此可降低成型性。
图4为比较评估本发明一实施例的由多层结构构成的外装材料和利用其的电池的特性的例示图。参照图4，外装材料100可由第一功能层220、阻挡层230、第二功能层240构成。例如，外装材料100的总厚度配置成具有100μm至300μm的厚度，阻挡层230的厚度配置成具有25μm以上的厚度。
对外装材料100的成型性、密封性、柔软性、弯曲耐久性等进行基本评估。成型性表示外装材料100的波纹图案的成型程度，密封性表示热熔敷时的密封程度，柔软性表示利用这种外装材料100的柔性电池1的柔软程度，弯曲耐久性表示对柔性电池1执行反复弯曲评估时的外装材料100的损坏程度。
实验结果可确认，在外装材料100的总厚度小于100μm(图4的400)的情况下，图案成型性不佳，当进行反复弯曲评估时，在外装材料100产生较多销孔、裂纹等的损坏。并且可确认，在外装材料100的总厚度大于300μm(图4的420)的情况下，外装材料100的柔软性显著降低，由此呈外装材料100弯曲的形状，由此内部电极也弯曲并折断，弯曲耐久性也导出不好的结果。并且导出了随着外装材料100的总厚度的增加，柔性电池1的能量密度也降低的结果。
即，评价结果，最优外装材料100的总厚度可由100μm至300μm(图4的410)构成。
图5a及图5b为用于说明本发明一实施例的根据第二功能层的厚度的外装材料的阻挡层的曲率半径及外装材料的折叠评估的例示图。
参照图5a，现有的外装材料210由密封层211、阻挡层212及保护层213构成，构成现有的外装材料210的多层结构配置成具有阻挡层212+保护层213<密封层211的厚度。
但是，本申请提出的外装材料100由第一功能层220、阻挡层230及第二功能层240构成，构成本申请的外装材料100的多层结构可配置成具有第一功能层220<阻挡层230+第二功能层240的厚度。例如，本申请提出的外装材料100的总厚度可配置成具有100μm至300μm的厚度，阻挡层230的厚度可配置成具有25μm以上的厚度。
参照图5b可确认，在以使第二功能层240位于外装材料100的内部的方式折叠外装材料100的情况下，本申请提出的外装材料100中的阻挡层230的曲率半径R(图5b的500)大于现有的外装材料210中的阻挡层212的曲率半径R(图5b的510)。其中，在以使第二功能层240位于内部的方式折叠外装材料100的情况下，折叠的阻挡层230的曲率半径可以为0.03mm以上。参照图5b可知，当折叠外装材料100时，阻挡层230、212的曲率半径与本申请的第二功能层240及现有的保护层213的厚度相同，这是因为当外装材料100的总厚度的最小值为100μm时，第二功能层240为外装材料100的总厚度的33％以上。
可对这种外装材料100进行折叠评估。例如，以哑铃形状(例如，宽度：10mm，长度：100mm)冲载外装材料100后，在以规定压力(例如，表压：0.2MPa)按压样品的中心部分规定时间(例如，2秒钟)的情况下，当弯曲外装材料100时，若曲率半径R最小，则可处于折叠状态。此时，将柔性电池1被弯曲的第二功能层240侧作为折叠方向来反复进行折叠并展开的操作，从而可确认外装材料100的阻挡层230是否损坏。
通常，在柔性电池1中，在曲率半径R最小的密封部120与图案部115相邻的图案边缘部分产生外装材料100的损坏。其中，外装材料100的状态为折叠的状态，柔性电池1的弯曲评估可以为第二功能层240侧的外侧方向。
为改善此问题，本申请可使第二功能层240具有外装材料100总厚度的33％以上的厚度，从而增加弯曲的外装材料100中的阻挡层230的曲率半径来提高弯曲耐久性。
图6为通过本发明一实施例的由多层结构构成的外装材料的折叠评估来比较评估根据第二功能层的厚度的外装材料的耐久性的例示图。参照图6，通过外装材料100的折叠评估，可确认通过第二功能层240的厚度的外装材料100的耐久性效果。
以下，针对将外装材料100折叠10次的情况，通过对比较例和实施例进行比较来进行说明。其中，比较例表示阻挡层230损坏的情况，实施例表示阻挡层230未损坏的情况。
这里确认了，在目前商用的外装材料的情况下，保护层在外装材料的总厚度中所占的比例低。但是，在商用外装材料的情况下，执行10次反复折叠后，确认阻挡层被折断。因此，在本折叠评估中，将折叠10次设置为评估标准。并且，可通过评估确认，以在10次以上的折叠次数中延迟、改善阻挡层的损坏来执行自身功能的方式构成的外装材料及包括该外装材料的柔性电池的弯曲耐久性优秀。
根据比较例3，在外装材料的总厚度为“113μm”、第二功能层的厚度为“25μm”、阻挡层的厚度为“40μm”、包括在第一功能层中的密封层的厚度配置成“45μm”的情况下，折叠10次后确认的结果，阻挡层被折断。在比较例3的情况下，第二功能层的厚度配置成比阻挡层的厚度更薄，第二功能层的厚度配置成具有外装材料的总厚度的约22％，由此，可确认阻挡层在仅折叠10次后折断。
根据比较例4，在外装材料的总厚度为“150μm”、第二功能层的厚度为“25μm”、阻挡层的厚度为“40μm”、第一功能层的厚度配置成“80μm”的情况下，折叠10次后确认的结果，阻挡层被折断。在比较例4的情况下，第二功能层的厚度配置成比阻挡层的厚度更薄，第二功能层的厚度配置成具有外装材料的总厚度的约16％，由此，可确认阻挡层在仅折叠10次后折断。
根据比较例5，在外装材料的总厚度为“146μm”、第二功能层的厚度为“45μm”、阻挡层的厚度为“35μm”、第一功能层的厚度配置成“60μm”的情况下，折叠10次后确认结果，阻挡层的一部分被损坏。在比较例5的情况下，第二功能层的厚度配置成比阻挡层的厚度更厚，第二功能层的厚度配置成具有外装材料的总厚度的约30％，由此，可确认阻挡层的一部分在折叠10次后损坏。其中，与第二功能层的厚度配置得比阻挡层的厚度更薄的比较例3及比较例4不同地，比较例5中的第二功能层的厚度配置得比阻挡层的厚度更厚，折叠10次后阻挡层的一部分被损坏，而不是整个阻挡层被损坏，由此，可确认包括阻挡层的外装材料的弯曲耐久性得以提高。
根据实施例5，在外装材料的总厚度为“120μm”、第二功能层的厚度为“40μm”、阻挡层的厚度为“35μm”、第一功能层的厚度配置成“40μm”的情况下，折叠20次后确认的结果，阻挡层的一部分被损坏。在实施例5的情况下，可确认第二功能层的厚度比阻挡层的厚度更厚，第二功能层的厚度配置成具有外装材料的总厚度的约33％。其中，与阻挡层的一部分或全部在折叠10次后被损坏的比较例3至比较例5不同地，实施例5中的第二功能层的厚度配置成具有外装材料的总厚度的约33％，阻挡层的一部分在超过折叠10次以上的折叠20次后被损坏，由此，可确认外装材料的耐久性得以提高。
根据实施例6，在外装材料的总厚度为“153μm”、第二功能层的厚度为“55μm”、阻挡层的厚度为“40μm”、第一功能层的厚度配置成“50μm”的情况下，折叠30次后确认的结果，阻挡层的一部分被损坏。在实施例6的情况下，可确认第二功能层的厚度比阻挡层的厚度更厚，第二功能层的厚度配置成具有外装材料的总厚度的约35％。
根据实施例7，在外装材料的总厚度为“155μm”、第二功能层的厚度为“65μm”、阻挡层的厚度为“35μm”、第一功能层的厚度配置成“50μm”的情况下，折叠30次为止，阻挡层的未被损坏。在阻挡层未被损坏的实施例7的情况下，可确认第二功能层的厚度比阻挡层的厚度更厚，第二功能层的厚度配置成具有外装材料的总厚度的约41％。
根据实施例8，在外装材料的总厚度为“250μm”、第二功能层的厚度为“120μm”的情况下，阻挡层的厚度为“40μm”，在第一功能层的厚度配置成“80μm”的情况下，折叠30次为止，阻挡层未被损坏。在阻挡层未被损坏的实施例8的情况下，可确认第二功能层的厚度比阻挡层的厚度更厚，第二功能层的厚度配置成具有外装材料的总厚度的48％。实验结果，通过比较例3至比较例5、以及实施例5至实施例8的比较可确认，在第二功能层的厚度比阻挡层的厚度更厚的情况下，阻挡层的损坏减少。并且，通过实施例5至实施例8可确认，第二功能层的厚度占外装材料的总厚度的约33％以上，外装材料在总厚度中所占的第二功能层的厚度比例越高，根据折叠次数的阻挡层的损坏减少。
即，在第二功能层的厚度为外装材料100的总厚度中小于33％(图6的600)的情况下，得出了图案成型性或密封性优秀，但折叠10次～20次(图6的630)后阻挡层被折断的结果。但是，在第二功能层240的厚度为外装材料100的总厚度中33％以上(图6的610)的情况下，可确认阻挡层230改善成在折叠20次后不会折断，相对于外装材料100的总厚度，由多层构成的第二功能层240的厚度比例越高，外装材料100不发生损坏。通过电池弯曲耐久性评估也可以确认，将第二功能层240的厚度配置成具有外装材料100的总厚度的33％以上，在R：20、25rpm的弯曲环境中对电池1执行反复弯曲评估的结果，可确认在3000次以上中均未发生外装材料100的损坏及电解液的泄露。
图7为利用本发明一实施例的外装材料制备电池的方法的流程图。
在步骤S710中，在外装材料100形成至少一个图案部115。例如，可在外装材料100的上部面及下部面的表面形成至少一个图案部115，上述外装材料100由包括密封层的第一功能层220、阻挡层230及第二功能层240构成。如另一例，可在外装材料100的上部面及下部面的表面形成至少一个图案部115，上述外装材料100由包括密封层及强化树脂层250的第一功能层220、阻挡层230及第二功能层240构成。其中，外装材料100还可包括防腐蚀层270。
在步骤S720中，可折叠形成有图案部115的外装材料100。此时，当折叠外装材料100时，可密封外装材料100的第一侧面部。
在步骤S730中，可向折叠的外装材料100之间插入电极组件200。
在步骤S740中，可通过密封部120密封外装材料100中的电极组件200。此时，密封外装材料100的上面部及下面部，并向外装材料100的内部注入电解液后，可通过形成(Formation)工艺及除气(Degassing)工艺最终密封第二侧面部。
步骤S740可包括如下的步骤：对密封部120执行热熔工艺；使包括在密封部120中的外装材料100的密封层热变形；以及在位于密封部120周围的密封周围部130生成不均匀层。在执行热熔工艺的步骤中，沿着外装材料100的四个方向对密封部120执行热熔敷后，使密封部120密封。热熔工艺可在170℃至190℃的温度下执行规定时间(例如，3秒钟)。
虽未在图7中示出，外装材料100的第一功能层220还包括强化树脂层250，强化树脂层250形成于防腐蚀层270与密封层之间，其比防腐蚀层270的厚度更厚，并可具有10μm以上的厚度。其中，强化树脂层250可由熔点高于密封层的聚合物构成。例如，强化树脂层250为熔点为200℃以上的耐热性树脂层，当密封电池1时，可执行抑制以往产生的不均匀层的形成的作用。其中，不均匀层是指如下：当将电极组件200配置于外装材料100的内部并对外装材料100进行热熔敷时，外装材料100的密封层的材料(例如，CPP)因热变形而从密封部120的界面部分局部挤出，并在位于图案部115与密封部120之间的密封周围部130突出形成。
将强化树脂层250配置于防腐蚀层270与密封层之间，由此，在强化树脂层250没有厚度变化的状态下生成密封层的不均匀层，并可将不均匀层的生成抑制在最低限度。并且，当电池的反复变形时，强化树脂层250可起到保护被牢固的不均匀层损坏的阻挡层230的作用。
例如，参照图1b，若假设密封部120的厚度为“T1”，则密封周围部130的厚度可根据功能层配置成“T1”的300％以内的“T2”。
在密封周围部130的厚度“T2”超过密封部120的厚度“T1”的300％情况下，当柔性电池1反复变形时，“T1”与“T2”的厚度之差增加，使得相当于密封部120与图案部115相邻的密封周围部130的外装材料100的图案边缘部分被损坏。因此，需要以密封周围部130的厚度“T2”在密封部120的厚度“T1”的300％以内的方式控制不均匀层。即，可根据是否包括强化树脂层250来确定外装材料100的边缘部分是否损坏。
例如，现有的外装材料210的总厚度为113μm，密封层211由40μm的流延聚丙烯(Cast PolypropyleneCPP，CPP)构成，在170℃～190℃的密封温度下，对外装材料210的密封部进行热熔敷。其中，现有的外装材料210不包括强化树脂层250，对于5个样品，以3秒钟的密封时间、1MPa的密封压力执行热熔敷。
通过微米确认密封部120的厚度的结果，在170℃～180℃的温度下热熔敷的外装材料210的密封部120的厚度T1为204μm±2％，密封前后的厚度变化不大，但在185℃以上的温度下热熔敷的外装材料210的密封部120的厚度T1为167μm±1％，相当于密封部120的区域的上下CPP层的厚度约减少75％。并且，与密封部120相邻的密封周围部130中的厚度T2大大增加为633μm±10％。这是由不均匀层引起的，以比作为密封层211的流延聚丙烯的熔点非常高的温度熔敷，使得流延聚丙烯的热变形严重，从而向密封部120的侧边(位于图案部115与密封部120之间的密封周围部130)挤出。由于不均匀层，在密封部120的边界中的厚度差异大，在柔性电池1持续弯曲变形的情况下，在外装材料210的阻挡层212累积物理压力，由此，产生了如下的问题：相当于密封部120与图案部115相邻的密封周围部130的外装材料210的团边缘部分被损坏(例如，当以R20、25rpm进行弯曲评估时，弯曲3000次以下被损坏)，并起到作为水分从外部渗透的移动路径的作用。
为改善这种问题，在本申请中，附加第一功能层220在防腐蚀层270与密封层之间的熔点在200℃以上的耐热性树脂层之一的聚合物(例如，聚酰胺)作为强化树脂层250。
例如，外装材料100的总厚度为120μm，密封层为30μm的流延聚丙烯，强化树脂层250由15μm的聚酰胺构成，并在170℃～190℃的密封温度下，对外装材料100的上下面进行热熔敷。其中，对5个样品，以3秒钟的密封时间、3MPa的密封压力执行热熔敷。
通过微米确认密封部120的厚度的结果，在170℃～180℃的温度下热熔敷的外装材料100的密封部120的厚度T1为211μm±2％，在185℃以上的温度下热熔敷的外装材料100的密封部120的厚度T1为196μm±2％，通过作为相当于密封层的区域的流延聚丙烯的厚度减少和强化树脂层250的附加，缓解了密封部120的厚度快速减少。并且，与密封部120相邻的密封周围部130中的厚度T2也为413μm±10％，从而获得缓解厚度增加的结果。这是因为，通过附加强化树脂层250且降低密封层的比例，减少向密封部120的侧边挤出的不均匀层的量，从而减少了厚度。
利用其对柔性电池1进行反复弯曲评估的结果，可导出如下的实验结果：对于不均匀层引起的外装材料100的阻挡层230的损坏，强化树脂层250保护阻挡层230，弯曲耐久性(例如，当以R20、25rpm进行弯曲评估时，弯曲5000次也不会损坏外装材料100的密封周围部130的图案边缘)明显得到改善。
由此，由于不均匀层的生成，可产生密封部120与生成不均匀层的密封周围部130之间的厚度差异，生成不均匀层的密封周围部130可根据强化树脂层250配置成具有密封部120厚度的300％以内的厚度。
在上述的说明中，步骤S710至步骤S740可根据本发明的实现例进一步划分为附加步骤或者可组合为更少的步骤。并且，还可根据需求省略一部分步骤，且还可转换步骤间的顺序。
前述的本发明的说明用于例示，本发明所属技术领域的普通技术人员可理解的是，可在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下，容易修改为其他具体形态。因此，以上所描述的实施例在所有方面仅为例示，不应理解为限定性的。例如，以单一型说明的各组件还可分散实施，相同地，以分散型说明的组件也能够以结合的形式态实施。
本发明的范围由权利要求书示出，而不是由详细说明示出，权利要求书的含义及范围以及由其等同概念导出的所有变更或修改的形式均包含在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种外装材料，用于电池，其特征在于，包括：
阻挡层；
第一功能层，其形成于所述阻挡层的一表面；
第二功能层，其形成于所述阻挡层的另一表面；以及
防腐蚀层，其形成于所述阻挡层的至少一表面，
所述第一功能层由包括密封层的一个以上的树脂层构成，
所述第二功能层比所述阻挡层的厚度厚，且具有所述外装材料总厚度的33％以上的厚度。
2.根据权利要求1中所述的外装材料，其特征在于，
所述阻挡层具有25μm以上的厚度，
所述外装材料的总厚度为100μm至300μm。
3.根据权利要求1中所述的外装材料，其特征在于，
在以使所述第二功能层位于内部的方式折叠所述外装材料的情况下，折叠的所述阻挡层的曲率半径为0.03mm以上。
4.根据权利要求1中所述的外装材料，其特征在于，
所述密封层为所述阻挡层的厚度以上，具有25μm以上的厚度。
5.根据权利要求1中所述的外装材料，其特征在于，
所述第一功能层还包括强化树脂层，所述强化树脂层的熔点高于所述密封层。
6.根据权利要求5中所述的外装材料，其特征在于，
所述强化树脂层比所述防腐蚀层的厚度厚，且具有10μm以上的厚度。
7.根据权利要求5中所述的外装材料，其特征在于，
相对于所述密封层的厚度，所述强化树脂层具有0.25倍～4.2倍的厚度。
8.根据权利要求1中所述的外装材料，其特征在于，
所述外装材料用于具有弯曲性的柔性电池。
9.一种电池，利用外装材料，其特征在于，包括：
外装材料，其包括阻挡层、第一功能层、第二功能层及防腐蚀层，所述第一功能层形成于所述阻挡层的一表面，所述第二功能层形成于所述阻挡层的另一表面，所述防腐蚀层形成于所述阻挡层的至少一表面；
电极组件，其插入于所述外装材料之间；以及
密封部，其用于密封所述外装材料中的所述电极组件，
所述第一功能层由包括密封层的一个以上的树脂层构成，
所述第二功能层比所述阻挡层的厚度厚，且具有所述外装材料总厚度的33％以上的厚度。
10.根据权利要求9中所述的电池，其特征在于，
还包括不均匀层，其通过对所述密封部执行热熔工艺来使包括在所述密封部中的密封层热变形，由此在位于所述密封部的周围的密封周围部生成。
11.根据权利要求10中所述的电池，其特征在于，
由于所述不均匀层的生成，产生所述密封部与生成所述不均匀层的密封周围部之间的厚度差异。
12.根据权利要求10中所述的电池，其特征在于，
所述第一功能层还包括强化树脂层，
所述强化树脂层形成于所述防腐蚀层与所述密封层之间，所述强化树脂层比所述防腐蚀层的厚度厚，且具有10μm以上的厚度。
13.根据权利要求12中所述的电池，其特征在于，
所述热熔工艺在120℃至190℃的温度下执行，
所述强化树脂层由熔点高于所述密封层的聚合物构成。
14.根据权利要求13中所述的电池，其特征在于，
生成不均匀层的所述密封周围部被配置成根据所述强化树脂层具有所述密封部厚度的300％以内的厚度。
CN202180040094.3A 2020-12-28 2021-12-14 外装材料及利用外装材料的电池 Pending CN115699415A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0185043 2020-12-28
KR1020200185043A KR102608341B1 (ko) 2020-12-28 2020-12-28 외장재 및 외장재를 이용한 배터리
PCT/KR2021/018921 WO2022145809A1 (ko) 2020-12-28 2021-12-14 외장재 및 외장재를 이용한 배터리

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115699415A true CN115699415A (zh) 2023-02-03

Family

ID=82260647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180040094.3A Pending CN115699415A (zh) 2020-12-28 2021-12-14 外装材料及利用外装材料的电池

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230207930A1 (zh)
EP (1) EP4270611A1 (zh)
JP (1) JP2023528045A (zh)
KR (1) KR102608341B1 (zh)
CN (1) CN115699415A (zh)
WO (1) WO2022145809A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200143952A (ko) * 2019-06-17 2020-12-28 주식회사 리베스트 전기화학 셀 및 이에 구비되는 외장재

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101002444B1 (ko) 2003-11-29 2010-12-17 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 리튬 이차 전지
TWI511351B (zh) * 2010-10-14 2015-12-01 Toppan Printing Co Ltd 鋰離子電池用外裝材料
JP6003170B2 (ja) 2012-04-12 2016-10-05 凸版印刷株式会社 二次電池
WO2016051645A1 (ja) 2014-09-29 2016-04-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フレキシブル電池
KR102504794B1 (ko) * 2017-08-09 2023-02-27 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 외장재 및 이를 포함하는 이차 전지
KR20190141464A (ko) * 2018-06-14 2019-12-24 주식회사 아모그린텍 플렉서블 배터리
KR102108903B1 (ko) * 2018-06-15 2020-05-12 주식회사 아모그린텍 플렉서블 배터리, 이의 제조방법과 이를 포함하는 보조배터리

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220093897A (ko) 2022-07-05
KR102608341B1 (ko) 2023-12-01
WO2022145809A1 (ko) 2022-07-07
US20230207930A1 (en) 2023-06-29
JP2023528045A (ja) 2023-07-03
EP4270611A1 (en) 2023-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10510997B2 (en) Film-covered battery
CN111033799B (zh) 具有气体排放构件的袋型二次电池
JP4828458B2 (ja) シーリング部の安全性が向上した二次電池
US7528573B2 (en) Rechargeable battery having bare cell and protection circuit module
US11545707B2 (en) Battery case comprising various kinds of metal barrier layers and battery cell including the same
KR102085342B1 (ko) 이차전지용 전극리드, 이를 포함하는 파우치형 이차전지 및 배터리 모듈
TWI303500B (en) Battery pack
CN112424985B (zh) 袋壳体以及制造包括该袋壳体的袋型二次电池的方法
KR20160080559A (ko) 실링부가 보강된 파우치형 이차 전지 및 이의 제조 방법
KR102166807B1 (ko) 최외곽 전극이 음극으로 배치된 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 갖는 리튬이온 이차전지
JP7025794B2 (ja) 最外郭電極の構造及び集電体の材質により使用安全性が向上した電極組立体並びに前記電極組立体を有するリチウムイオン二次電池
CN115699415A (zh) 外装材料及利用外装材料的电池
US20230307807A1 (en) Pouch-Shaped Battery Cell Configured Such that Replenishment of Electrolytic Solution is Possible
CN111095594A (zh) 袋状壳体与包括袋状壳体的二次电池
KR101825007B1 (ko) 파우치형 이차전지 및 그 제조방법
KR102566484B1 (ko) 외장재, 외장재에 패턴을 형성하는 방법 및 외장재를 포함하는 배터리를 생성하는 방법
CN115443576A (zh) 外装材料、在外装材料形成图案的方法及包括外装材料的电池的制造方法
US20240120580A1 (en) Pouch-Type Battery and Sealing Device for Pouch-Type Battery
KR20240064438A (ko) 파우치 및 이를 포함하는 파우치 셀 제조 방법
EP4343932A1 (en) Pouch film laminate and secondary battery
KR20220067981A (ko) 플렉시블 배터리용 외장재
KR20240097760A (ko) 파우치형 이차 전지
KR20230173382A (ko) 이종의 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 전지케이스 및 이를 이용한 파우치형 전지셀 제조방법
JP2020145164A (ja) 蓄電素子及び蓄電素子の製造方法
KR20230097539A (ko) 이차 전지 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination