KR100753824B1 - All-solid-state primary film battery and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

전고체형 필름 일차전지 및 그 제조 방법에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 필름 일차전지는 제1 고분자 필름 및 제1 전도층으로 구성되는 제1 고분자 집전체 필름과, 상기 제1 전도층 위에 형성된 제1 전극층과, 제2 고분자 필름 및 제2 전도층으로 구성되는 제2 고분자 집전체 필름과, 상기 제2 전도층 위에 형성된 제2 전극층과, 상기 제1 전극층과 제2 전극층과의 사이에 형성되어 있고 수계 전해액을 포함하는 고분자 전해질층을 포함한다. An all-solid film primary battery and a manufacturing method thereof are disclosed. The film primary battery according to the present invention includes a first polymer current collector film composed of a first polymer film and a first conductive layer, a first electrode layer formed on the first conductive layer, a second polymer film and a second conductive layer. A second polymer current collector film constituted, a second electrode layer formed on the second conductive layer, and a polymer electrolyte layer formed between the first electrode layer and the second electrode layer and containing an aqueous electrolyte solution.

필름, 일차전지, 고분자 집전체 필름, 수계 전해액, 전고체형, 고분자 전해질 Film, Primary Battery, Polymer Current Collector Film, Aqueous Electrolyte, All Solid, Polymer Electrolyte

Description

전고체형 필름 일차전지 및 그 제조 방법{All-solid-state primary film battery and method of manufacturing the same} All-solid-state primary film battery and method of manufacturing the same {All-solid-state primary film battery and method of manufacturing the same}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 일차전지의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing the structure of a film primary battery according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 일차전지의 제조 방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a film primary battery according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 일차전지 단전지의 방전 특성을 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing the discharge characteristics of the film primary battery unit cell according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 필름 일차전지의 방전용량을 비교예와 함께 나타낸 그래프이다. 4 is a graph showing a discharge capacity of a film primary battery according to preferred embodiments of the present invention with a comparative example.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 필름 일차전지의 상온하에서의 시간 경과에 따른 OCV (open circuit voltage) 값의 변화를 비교예와 함께 나타낸 그래프이다. FIG. 5 is a graph illustrating a change of an OCV (open circuit voltage) value over time at room temperature of a film primary battery according to exemplary embodiments of the present invention with a comparative example.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 필름 일차전지의 상온하에서의 시간 경과에 따른 내부 저항의 변화를 비교예와 함께 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing a change in internal resistance over time at room temperature of a film primary battery according to preferred embodiments of the present invention with a comparative example.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for main parts of the drawings>

10: 제1 고분자 집전체 필름, 12: 제1 고분자 필름, 14: 제1 전도층, 16: 양 극층, 20: 제2 고분자 집전체 필름, 22: 제2 고분자 필름, 24: 제2 전도층, 26: 음극층, 30: 고분자 전해질층, 100: 필름 일차전지. 10: first polymer current collector film, 12: first polymer film, 14: first conductive layer, 16: anode layer, 20: second polymer current collector film, 22: second polymer film, 24: second conductive layer 26: negative electrode layer, 30: polymer electrolyte layer, 100: film primary battery.

본 발명은 일차전지 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 전고체형 필름 일차전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a primary battery and a method for manufacturing the same, and more particularly to an all-solid film primary battery and a method for manufacturing the same.

최근 활발한 연구가 진행되고 있는 능동형 전파식별 (Radio Frequency Identification, RFID) 및 센서 노드 (Sensor Node) 기술은 디지털 TV, 홈 네트워크, 지능형 로봇 등과 더불어 그 파급 효과가 매우 크고 방대하여 현재의 CDMA (Code Devision Multiple Access) 기술을 능가하는 기술로서 향후 미래 핵심 산업으로 자리잡을 것으로 예상되고 있다. 즉, 리더기를 통해 태그 내에 수록되어 있는 정보를 읽어내던 기존의 수동적인 기능에서 벗어나, 태그의 인식 거리를 획기적으로 증가시킬 뿐 만 아니라, 태그 주변의 사물정보 및 환경정보까지 스스로 감지(sensing)함으로써 궁극적으로는 네트워킹(networking)을 통한 사람과 사물간의 통신에서 사물과 사물간의 통신까지 정보흐름의 영역을 확대할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 따라서, 이러한 전파식별용 태그 및 센서 노드의 구동을 위해서는 태그나 노드 규격에 적합한 초소형이면서도 경량이고 장수명성을 가지는 전원소자를 기용하여 리더기로부터 완전히 독립된 자체 전원을 확보하는 것이 중요하다.Active Radio Frequency Identification (RFID) and Sensor Node (Technical Node) technologies, which are being actively researched recently, are very large and have a huge ripple effect along with digital TV, home networks, and intelligent robots. As technology that surpasses Access technology, it is expected to become a core industry in the future. In other words, the reader not only increases the recognition distance of the tag, but also senses the object information and the environment information around the tag by deviating from the existing passive function of reading the information contained in the tag through the reader. Ultimately, it is expected that the area of information flow can be extended from communication between people and things through networking to communication between things. Therefore, in order to drive the radio wave identification tag and the sensor node, it is important to secure a self-power source completely independent of the reader by using a power element having a small size, light weight, and long lifespan suitable for the tag or node standard.

현재까지 전파식별 태그 및 센서 노드에 일부 적용되어 그 가능성을 인정받 은 전원소자들 중에서 대표적인 것으로 리튬 이차전지가 있다. 리튬 이차전지는 리튬 이온의 삽입(inercalation)과 탈리(deintercalation)가 가능한 물질을 활물질로 사용하여 제조된 양극 또는 음극을 포함하며, 양극과 음극 사이에는 리튬 이온이 이동할 수 있는 유기 전해액 또는 고분자 전해질이 삽입되어 있다. 여기서, 상기 양극은 두께 20mm 전후의 알루미늄 집전체 위에, 그리고 상기 음극의 경우에는 구리 집전체 위에 활물질이 코팅된 구조를 가진다. 리튬 이차전지는 일부 센서 노드에 적용되어 활용되고 있으나 능동형 전파식별 태그에 적용하기에는 가격 및 성능이 요구사항과 잘 맞지 않고, 태그의 사용 특성상 방전 후 다시 충전하기가 쉽지 않으며, 또한 리튬 이차전지내 금속 집전체가 태그 내 안테나의 전자기파 발생시 간섭문제를 일으킬 수 있기 때문에 리튬 이차전지를 능동형 태그에 적용하는 것은 현실적으로 문제가 있다. To date, lithium secondary batteries are one of the power devices that have been applied to RFID tags and sensor nodes. The lithium secondary battery includes a positive electrode or a negative electrode manufactured by using a material capable of intercalation and deintercalation of lithium ions as an active material, and an organic electrolyte or a polymer electrolyte capable of moving lithium ions between the positive electrode and the negative electrode includes: It is inserted. Here, the positive electrode has a structure in which an active material is coated on an aluminum current collector having a thickness of about 20 mm and, in the case of the negative electrode, on a copper current collector. Lithium secondary battery is applied to some sensor nodes, but it is not suitable for active RFID tag price and performance, and it is not easy to recharge after discharge due to the characteristics of tag. Applying a lithium secondary battery to an active tag is problematic because the current collector may cause interference problems when electromagnetic waves are generated from the antenna in the tag.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 리튬 일차전지의 종래 기술에 비해 더욱 경량화 및 박형화시킬 수 있고 플렉시블한 성질을 향상시킴으로써 높은 에너지 밀도를 가지는 동시에 태그에 적용하기 적합한 특성을 가지는 필름 일차전지를 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, it is possible to further reduce the weight and thickness of the lithium primary battery compared to the prior art, and to improve the flexible properties to have a high energy density and at the same time suitable for applying to the tag Eggplant is to provide a film primary battery.

본 발명의 다른 목적은 제조 공정이 간단하고 용이하며 비교적 완화된 공정 조건을 적용함으로써 완전 연속공정 및 대량 생산이 용이하고 제조 단가를 낮출 수 있는 필름 일차전지의 제조 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a film primary battery, which is simple, easy to manufacture, and relatively relaxed, by applying a relatively relaxed process condition, to facilitate a complete continuous process and mass production, and to lower manufacturing cost.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 필름 일차전지는 제1 고분자 필름 및 제1 전도층으로 구성되는 제1 고분자 집전체 필름과, 상기 제1 전도층 위에 형성된 제1 전극층과, 제2 고분자 필름 및 제2 전도층으로 구성되는 제2 고분자 집전체 필름과, 상기 제2 전도층 위에 형성된 제2 전극층과, 상기 제1 전극층과 제2 전극층과의 사이에 형성되어 있고 수계 전해액을 포함하는 고분자 전해질층을 포함한다. In order to achieve the above object, the film primary battery according to the present invention includes a first polymer current collector film composed of a first polymer film and a first conductive layer, a first electrode layer formed on the first conductive layer, and a second polymer A polymer comprising a second polymer current collector film composed of a film and a second conductive layer, a second electrode layer formed on the second conductive layer, and the first electrode layer and the second electrode layer, and containing an aqueous electrolyte solution. An electrolyte layer is included.

바람직하게는, 상기 제1 고분자 필름 및 제2 고분자 필름은 각각 폴리에스테르계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 셀룰로오스계 고분자, 나일론, 폴리이미드, 또는 이들의 조합으로 이루어진다. 상기 제1 고분자 필름 및 제2 고분자 필름은 각각 단일 종류의 고분자 물질로 이루어지는 단층 또는 다층 구조, 또는 서로 다른 적어도 2 종류의 고분자 물질을 포함하는 다층 구조로 이루어질 수 있다. Preferably, the first polymer film and the second polymer film are each composed of a polyester polymer, a polyolefin polymer, a cellulose polymer, nylon, polyimide, or a combination thereof. The first polymer film and the second polymer film may each have a single layer or a multilayer structure made of a single kind of polymer material, or a multilayer structure including at least two kinds of polymer materials different from each other.

상기 제1 전도층 및 제2 전도층은 각각 전도성 카본 페이스트 코팅층, 나노금속입자 페이스트 코팅층, 전도성 고분자 코팅층, 또는 ITO (indium tin oxide) 페이스트 코팅층, 또는 전도성 카본 테이프로 이루어질 수 있다. Each of the first conductive layer and the second conductive layer may be formed of a conductive carbon paste coating layer, a nano metal particle paste coating layer, a conductive polymer coating layer, an ITO (indium tin oxide) paste coating layer, or a conductive carbon tape.

또한, 상기 제1 전극층은 제1 도전제, 제1 고분자 결착제 및 양극 활물질의 혼합물로 이루어지고, 상기 제2 전극층은 제2 도전제, 제2 고분자 결착제 및 음극 활물질의 혼합물로 이루어질 수 있다. In addition, the first electrode layer may be formed of a mixture of a first conductive agent, a first polymer binder, and a positive electrode active material, and the second electrode layer may be formed of a mixture of a second conductive agent, a second polymer binder, and a negative electrode active material. .

상기 제1 도전제 및 제2 도전제는 각각 그라파이트, 카본블랙, 덴카블랙, 론자 카본, 슈퍼-P, 및 활성탄 MSC30로 이루어지는 군에서 선택되는 하나의 도전성 카본으로 이루어질 수 있다. The first conductive agent and the second conductive agent may be made of one conductive carbon selected from the group consisting of graphite, carbon black, denka black, lonza carbon, super-P, and activated carbon MSC30, respectively.

상기 제1 고분자 결착제 및 제2 고분자 결착제는 각각 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 트리플루오로에틸렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리염화비닐, 폴리부타디엔, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 전분, 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 나일론, 및 나피온으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나의 고분자, 또는 이들의 블랜드로 이루어질 수 있다. The first polymer binder and the second polymer binder are polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, and air of vinylidene fluoride and trifluoroethylene, respectively. Copolymer, copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinyl chloride, polybutadiene, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polymethyl methacrylate With latex, polyethyl methacrylate, polybutyl acrylate, polybutyl methacrylate, polyacrylonitrile, cellulose, carboxymethyl cellulose, starch, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinylacetate, nylon, and Nafion Any mound selected from the group consisting of Now, or a blend thereof.

상기 양극 활물질은 10 nm ∼ 50 μm의 입경을 가지는 망간옥사이드, EMD (electrolytic manganese dioxide), 니켈옥사이드, 산화납, 이산화납, 실버옥사이드, 황화철, 또는 전도성 고분자 입자로 이루어질 수 있고, 상기 음극 활물질은 10 nm ∼ 50 μm의 입경을 가지는 아연, 알루미늄, 철, 납, 또는 마그네슘 입자로 이루어질 수 있다. The cathode active material may be made of manganese oxide having a particle size of 10 nm to 50 μm, electrolytic manganese dioxide (EMD), nickel oxide, lead oxide, lead dioxide, silver oxide, iron sulfide, or conductive polymer particles. It may be composed of zinc, aluminum, iron, lead, or magnesium particles having a particle diameter of 10 nm to 50 μm.

상기 고분자 전해질층은 고분자 매트릭스, 무기 첨가제, 및 염을 함유하는 수계 전해액을 포함한다. The polymer electrolyte layer includes an aqueous electrolyte solution containing a polymer matrix, an inorganic additive, and a salt.

상기 고분자 매트릭스는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리부타디엔, 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 나일론, 폴리아크릴로니 트릴, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 트리플루오로에틸렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알콜, 전분, 한천, 및 나피온으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나, 또는 이들의 공중합체, 또는 이들의 블랜드로 이루어질 수 있다. The polymer matrix is polyethylene, polypropylene, polyimide, polysulfone, polyurethane, polyvinyl chloride, polystyrene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polybutadiene, cellulose, carboxymethylcellulose, nylon, polyacrylonitrile, polyvinylidene Fluoride, polytetrafluoroethylene, copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene, copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, polymethyl In the group consisting of acrylate, polyethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl acrylate, polybutyl methacrylate, polyvinylacetate, polyvinyl alcohol, starch, agar, and nafion Any one selected, or A may be formed of a copolymer, or blends thereof.

상기 무기 첨가제는 실리카, 탈크, 알루미나(Al2O3), TiO2, 클레이(Clay), 및 제올라이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다. The inorganic additive may be made of at least one material selected from the group consisting of silica, talc, alumina (Al 2 O 3 ), TiO 2 , clay, and zeolite.

바람직하게는, 상기 수계 전해액은 증류수를 포함하며, 상기 수계 전해액 내의 염은 수산화칼륨(KOH), 브롬화칼륨(KBr), 염화칼륨(KCl), 염화아연(ZnCl2), 염화암모늄(NH4Cl), 및 황산(H2SO4)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나로 구성될 수 있다. Preferably, the aqueous electrolyte solution comprises distilled water, the salt in the aqueous electrolyte solution is potassium hydroxide (KOH), potassium bromide (KBr), potassium chloride (KCl), zinc chloride (ZnCl 2 ), ammonium chloride (NH 4 Cl) And, and may be composed of at least one selected from the group consisting of sulfuric acid (H 2 SO 4 ).

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 필름 일차전지의 제조 방법에서는 제1 고분자 필름 및 제2 고분자 필름을 준비한다. 상기 제1 고분자 필름 위에 제1 전도층을 형성하여 제1 고분자 집전체 필름을 형성한다. 상기 제2 고분자 필름 위에 제2 전도층을 형성하여 제2 고분자 집전체 필름을 형성한다. 상기 제1 고분자 집전체 필름 위에 제1 전극층을 형성한다. 상기 제2 고분자 집전체 필 름 위에 제2 전극층을 형성한다. 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층과의 사이에 수계 전해액을 포함하는 고분자 전해질층을 형성한다. In order to achieve the above another object, in the method of manufacturing a film primary battery according to the present invention, a first polymer film and a second polymer film are prepared. A first conductive layer is formed on the first polymer film to form a first polymer current collector film. A second conductive layer is formed on the second polymer film to form a second polymer current collector film. A first electrode layer is formed on the first polymer current collector film. A second electrode layer is formed on the second polymer current collector film. A polymer electrolyte layer including an aqueous electrolyte is formed between the first electrode layer and the second electrode layer.

상기 제1 전도층을 형성하는 단계는 상기 제1 고분자 필름 위에 전도성 카본 페이스트, 나노금속입자 페이스트, 전도성 고분자, 또는 ITO 페이스트를 코팅하는 방법, 또는 상기 제1 고분자 필름 위에 전도성 카본 테이프를 부착하는 방법에 의해 행해질 수 있다. 그리고, 상기 제2 전도층을 형성하는 단계는 상기 제2 고분자 필름 위에 전도성 카본 페이스트, 나노금속입자 페이스트, 전도성 고분자, 또는 ITO 페이스트를 코팅하는 방법, 또는 상기 제1 고분자 필름 위에 전도성 카본 테이프를 부착하는 방법에 의해 행해질 수 있다. The forming of the first conductive layer may include coating a conductive carbon paste, a nanometal particle paste, a conductive polymer, or an ITO paste on the first polymer film, or attaching a conductive carbon tape on the first polymer film. Can be done by. The forming of the second conductive layer may include coating a conductive carbon paste, a nanometal particle paste, a conductive polymer, or an ITO paste on the second polymer film, or attaching a conductive carbon tape on the first polymer film. It can be done by the method.

본 발명에 따른 필름 일차전지는 종래의 금속 집전체에 비해 금속의 사용량을 최소화하여 그 무게가 대폭 경량화될 수 있다. 또한, 고분자 필름의 특성상, 구부림 특성이 매우 우수하며, 필름이 접혀질 때 전극층이 박리되거나 파손되는 현상을 해소할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 필름 일차전지는 두루마리처럼 말거나 구부림이 가능한 전지의 구현이 가능하여 착복형 PC 등에 용이하게 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 필름 일차전지의 제조 방법에 따르면, 연속 생산시 장력 등의 공정조건도 기존의 금속 집전체를 사용할 때에 비해 상당히 완화되어 셀의 대량화가 용이하다. Film primary battery according to the present invention can be significantly reduced in weight by minimizing the amount of metal used compared to the conventional metal current collector. In addition, due to the characteristics of the polymer film, the bending characteristics are very excellent, and it is possible to eliminate the phenomenon that the electrode layer is peeled or broken when the film is folded. In addition, the film primary battery according to the present invention can be easily applied to a wearable PC or the like since it is possible to implement a battery that can be rolled or bent like a roll. In addition, according to the manufacturing method of the film primary battery according to the present invention, the process conditions such as tension during continuous production is also significantly reduced compared to when using a conventional metal current collector, it is easy to mass the cells.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 일차전지(100)의 구조를 개 략적으로 도시한 도면이다. 1 is a view schematically showing the structure of a film primary battery 100 according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전고체형 필름 일차전지(100)는 제1 고분자 집전체 필름(10) 및 제2 고분자 집전체 필름(20)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the all-solid film primary battery 100 according to the present invention includes a first polymer current collector film 10 and a second polymer current collector film 20.

상기 제1 고분자 집전체 필름(10)은 제1 고분자 필름(12) 및 제1 전도층(14)으로 구성된다. 그리고, 상기 제2 고분자 집전체 필름(20)은 제2 고분자 필름(22) 및 제2 전도층(24)으로 구성된다. The first polymer current collector film 10 is composed of a first polymer film 12 and a first conductive layer 14. In addition, the second polymer current collector film 20 includes a second polymer film 22 and a second conductive layer 24.

상기 제1 고분자 필름(12) 및 제2 고분자 필름(22)은 각각 전지 내부로의 수분 및 산소 투과를 방지하는 역할을 하는 것이다. 상기 제1 고분자 필름(12) 및 제2 고분자 필름(22)은 각각 기계적 강도, 수분, 산소 투과도 등의 특성에 따라 선택될 수 있는 특정한 고분자 재료로 이루어지는 단층막 또는 다층막으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 고분자 필름(12) 및 제2 고분자 필름(22)은 각각 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등과 같은 폴리에스테르계 고분자; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 고분자; 또는 이들의 조합으로 이루어지는 고분자 필름을 단층 또는 다층으로 라미네이션하여 형성될 수 있다. 또는, 상기 제1 고분자 필름(12) 및 제2 고분자 필름(22)은 각각 폴리에스테르계 고분자 필름 및 폴리올레핀계 고분자 필름을 조합하여 다층막으로 라미네이션하여 형성될 수도 있다. 상기 제1 고분자 필름(12) 및 제2 고분자 필름(22)은 각각 약 5 ∼ 100 ㎛ 의 두께로 형성될 수 있다. The first polymer film 12 and the second polymer film 22 serve to prevent moisture and oxygen permeation into the battery, respectively. The first polymer film 12 and the second polymer film 22 may be composed of a single layer film or a multilayer film made of a specific polymer material, which may be selected according to characteristics such as mechanical strength, moisture, and oxygen permeability, respectively. For example, the first polymer film 12 and the second polymer film 22 may each be a polyester-based polymer such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, or the like; Polyolefin-based polymers such as polyethylene and polypropylene; Or it may be formed by laminating a polymer film made of a combination of these in a single layer or multiple layers. Alternatively, the first polymer film 12 and the second polymer film 22 may be formed by laminating a multilayer film by combining a polyester polymer film and a polyolefin polymer film, respectively. The first polymer film 12 and the second polymer film 22 may each have a thickness of about 5 to 100 μm.

상기 제1 전도층(14) 및 제2 전도층(24)은 각각 상기 제1 고분자 필름(12) 및 제2 고분자 필름(22)의 일측에 전도성 물질을 코팅하여 형성된 박막이다. 상기 제1 전도층(14) 및 제2 전도층(24)은 전도성 카본 페이스트, 나노금속입자 (수 내지 수 십 나노미터의 입경(粒徑) 크기를 가지는 금속입자) 페이스트, 전도성 고분자, 또는 ITO (indium tin oxide) 페이스트를 코팅하거나 전도성 카본 테이프를 부착하여 얻어질 수 있다. 상기 제1 전도층(14) 및 제2 전도층(24)은 각각 약 10 Å ∼ 50 ㎛, 바람직하게는 약 5 ∼ 150 ㎛ 의 두께로 형성될 수 있다. The first conductive layer 14 and the second conductive layer 24 are thin films formed by coating a conductive material on one side of the first polymer film 12 and the second polymer film 22, respectively. The first conductive layer 14 and the second conductive layer 24 are conductive carbon paste, nano metal particles (metal particles having a particle size of several tens to tens of nanometers) paste, conductive polymer, or ITO (indium tin oxide) can be obtained by coating a paste or by attaching a conductive carbon tape. The first conductive layer 14 and the second conductive layer 24 may each have a thickness of about 10 μm to 50 μm, preferably about 5 to 150 μm.

상기 제1 고분자 집전체 필름(10) 및 제2 고분자 집전체 필름(20)에서, 상기 상기 제1 전도층(14) 및 제2 전도층(24)은 각각 집전체 역할을 하고, 상기 제1 고분자 필름(12) 및 제2 고분자 필름(22)은 포장재 기능을 수행한다. 상기 제1 고분자 집전체 필름(10) 및 제2 고분자 집전체 필름(20)은 금속을 전혀 사용하지 않거나 또는 금속의 사용을 최소화하여 구성된 것으로서, 종래 기술에 따른 금속 집전체의 경우와 비교할 때 그 제조 공정에 있어서는 기존의 공정과 차이가 거의 없으면서 두께는 더욱 얇게 할 수 있고 무게는 대폭 경량화할 수 있다. 또한, 제1 고분자 필름(12) 및 제2 고분자 필름(22)을 사용함으로써 구부림 특성이 매우 우수하고 접힘 현상이 없으며, 전지를 외부로부터의 수분 또는 산소 투과로부터 보호할 수 있는 포장재 역할도 동시에 수행할 수 있어, 밀폐형 전지를 제조하기에도 용이하다. In the first polymer current collector film 10 and the second polymer current collector film 20, the first conductive layer 14 and the second conductive layer 24 serve as current collectors, respectively. The polymer film 12 and the second polymer film 22 perform a packaging material function. The first polymer current collector film 10 and the second polymer current collector film 20 are configured by not using any metal or minimizing the use of metal, and compared with the case of the metal current collector according to the prior art. In the manufacturing process, the thickness can be made thinner and the weight can be greatly reduced with little difference from the existing process. In addition, by using the first polymer film 12 and the second polymer film 22, the bending property is very excellent, there is no folding phenomenon, and also serves as a packaging material that can protect the battery from moisture or oxygen transmission from the outside. It is also possible to manufacture a sealed battery.

상기 제1 고분자 집전체 필름(10) 위에는 양극층(16)이 코팅되어 있고, 상기 제2 고분자 집전체 필름(20) 위에는 음극층(26)이 코팅되어 있다. The positive electrode layer 16 is coated on the first polymer current collector film 10, and the negative electrode layer 26 is coated on the second polymer current collector film 20.

상기 양극층(16)은 상기 제1 고분자 집전체 필름(10)의 제1 전도층(14) 위에 도전제, 고분자 결착제 및 양극 활물질의 혼합물로 이루어지는 슬러리를 코팅함으 로써 형성될 수 있다. The positive electrode layer 16 may be formed by coating a slurry including a mixture of a conductive agent, a polymer binder, and a positive electrode active material on the first conductive layer 14 of the first polymer current collector film 10.

상기 양극층(16)은 약 5 ∼ 200 ㎛의 두께로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 고분자 집전체 필름(10) 및 양극층(16)의 총 두께는 약 10 ∼ 350 ㎛의 두께로 형성될 수 있다. The anode layer 16 may be formed to a thickness of about 5 ~ 200 ㎛. The total thickness of the first polymer current collector film 10 and the positive electrode layer 16 may be formed to a thickness of about 10 to 350 μm.

상기 양극층(16)을 구성하는 데 적합한 도전제로서 그라파이트, 카본블랙, 덴카블랙, 론자 카본, 슈퍼-P, MSC30 등과 같은 도전성 카본을 사용할 수 있다. Conductive carbon such as graphite, carbon black, denka black, Lonza carbon, Super-P, MSC30, etc. may be used as a conductive agent suitable for forming the anode layer 16.

또한, 상기 양극층(16)을 구성하는 데 적합한 고분자 결착제로는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 트리플루오로에틸렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리염화비닐, 폴리부타디엔, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 전분, 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 나일론, 나피온 등의 고분자 또는 이들의 공중합체, 또는 이들의 블랜드들이 사용될 수 있다. In addition, polymer binders suitable for forming the anode layer 16 include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, copolymers of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, vinylidene fluoride and trifluoro. Copolymer of ethylene, copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinyl chloride, polybutadiene, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, poly Methyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl acrylate, polybutyl methacrylate, polyacrylonitrile, cellulose, carboxymethyl cellulose, starch, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinylacetate, nylon, b Polymers such as pion or copolymers thereof, or Blends of these may be used.

또한, 상기 양극층(16)을 구성하는 데 적합한 양극 활물질로는 망간옥사이드, EMD (electrolytic manganese dioxide), 니켈옥사이드, 산화납, 이산화납, 실버옥사이드, 황화철, 전도성 고분자 입자등을 사용할 수 있다. 상기 양극 활물질의 바람직한 입자 크기는 약 10 nm ∼ 50 μm이다. In addition, suitable cathode active materials for constituting the anode layer 16 may include manganese oxide, electrolytic manganese dioxide (EMD), nickel oxide, lead oxide, lead dioxide, silver oxide, iron sulfide, conductive polymer particles, and the like. The preferred particle size of the positive electrode active material is about 10 nm to 50 μm.

상기 음극층(26)은 상기 제2 고분자 집전체 필름(20)의 제2 전도층(24) 위에 도전제, 고분자 결착제 및 음극 활물질의 혼합물로 이루어지는 슬러리를 코팅함으로써 형성될 수 있다. The negative electrode layer 26 may be formed by coating a slurry including a mixture of a conductive agent, a polymer binder, and a negative electrode active material on the second conductive layer 24 of the second polymer current collector film 20.

상기 음극층(26)은 약 5 ∼ 200 ㎛의 두께로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 고분자 집전체 필름(20) 및 음극층(26)의 총 두께는 약 10 ∼ 350 ㎛의 두께로 형성될 수 있다. The cathode layer 26 may be formed to a thickness of about 5 ~ 200 ㎛. The total thickness of the second polymer current collector film 20 and the negative electrode layer 26 may be formed to a thickness of about 10 to 350 μm.

상기 음극층(26)을 구성하는 데 적합한 도전제로서 그라파이트, 카본블랙, 덴카블랙, 론자 카본, 슈퍼-P, 활성탄 MSC30 등과 같은 도전성 카본을 사용할 수 있다. Conductive carbon such as graphite, carbon black, denka black, lonza carbon, super-P, activated carbon MSC30, etc. may be used as a conductive agent suitable for forming the negative electrode layer 26.

또한, 상기 음극층(26)을 구성하는 데 적합한 고분자 결착제로는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 트리플루오로에틸렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리염화비닐, 폴리부타디엔, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 전분, 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 나일론, 나피온 등의 고분자 또는 이들의 공중합체, 또는 이들의 블랜드들이 사용될 수 있다. In addition, polymer binders suitable for forming the negative electrode layer 26 include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, copolymers of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, vinylidene fluoride and trifluoro. Copolymer of ethylene, copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinyl chloride, polybutadiene, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, poly Methyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl acrylate, polybutyl methacrylate, polyacrylonitrile, cellulose, carboxymethyl cellulose, starch, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinylacetate, nylon, b Polymers such as pion or copolymers thereof, or Blends of these may be used.

또한, 상기 음극층(26)을 구성하는 데 적합한 음극 활물질로는 아연, 알루미 늄, 철, 납, 마그네슘 입자 등을 사용할 수 있다. 상기 음극 활물질의 바람직한 입자 크기는 약 10 nm ∼ 50 μm이다. In addition, zinc, aluminum, iron, lead, magnesium particles and the like may be used as the negative electrode active material suitable for forming the negative electrode layer 26. The preferred particle size of the negative electrode active material is about 10 nm to 50 μm.

상기 양극층(16)과 음극층(26)과의 사이에는 이들을 상호 접착시키고 이들 사이에서 이온의 이동 경로를 제공하는 고분자 전해질층(30)이 형성되어 있다. A polymer electrolyte layer 30 is formed between the anode layer 16 and the cathode layer 26 to bond them together and provide a path of movement of ions therebetween.

상기 고분자 전해질층(30)은 수계 전해액이 포함되어 있는 고분자 필름으로 이루어진다. 상기 양극층(16)과 음극층(26)과의 사이에 상기 고분자 전해질층(30)이 위치됨으로써 이들 두 전극 사이에서의 접착력을 강화하여 필름 전지를 일체화시켜주는 작용을 한다. 또한, 박막의 고분자 전해질층(30)을 사용하여 전해액과 분리막 역할을 겸하게 함으로써 전지의 두께가 대폭 감소될 수 있다. 또한, 구부림이 자유롭고, 전지의 적층 및 권취시 공정조건을 완화할 수 있으며, 가격 경쟁력을 향상시킬 뿐만 아니라 중량당 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. The polymer electrolyte layer 30 is made of a polymer film containing an aqueous electrolyte solution. The polymer electrolyte layer 30 is positioned between the positive electrode layer 16 and the negative electrode layer 26 to enhance the adhesion between the two electrodes, thereby integrating the film battery. In addition, the thickness of the battery may be significantly reduced by using the polymer electrolyte layer 30 of the thin film to serve as an electrolyte and a separator. In addition, it is free to bend, can reduce the process conditions during the lamination and winding of the battery, can not only improve the price competitiveness, but also improve the energy density per weight.

상기 고분자 전해질층(30)은 약 5 ∼ 200 ㎛의 두께로 형성될 수 있다. The polymer electrolyte layer 30 may be formed to a thickness of about 5 ~ 200 ㎛.

상기 고분자 전해질층(30)은 고분자 매트릭스, 무기 첨가제, 및 수계 전해액을 포함한다. The polymer electrolyte layer 30 includes a polymer matrix, an inorganic additive, and an aqueous electrolyte solution.

상기 고분자 전해질층(30)을 구성하는 데 적합한 고분자 매트릭스는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리부타디엔, 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 나일론, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 트리플루오로에틸렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이 드와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알콜, 전분, 한천, 나피온 또는 이들의 공중합체, 또는 이들의 블랜드로 이루어질 수 있다. Polymer matrix suitable for constituting the polymer electrolyte layer 30 is polyethylene, polypropylene, polyimide, polysulfone, polyurethane, polyvinyl chloride, polystyrene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polybutadiene, cellulose, carboxymethyl cellulose , Nylon, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene, vinylidene fluoride Copolymers of tetrafluoroethylene with polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl acrylate, polybutyl methacrylate, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol , Starch, agar, nafion or their It may be made of a polymer, or a blend.

상기 고분자 전해질층(30)을 구성하는 데 적합한 무기 첨가제는 실리카, 탈크, 알루미나(Al2O3), TiO2, 클레이(Clay), 제올라이트, 또는 이들의 블랜드로부터 선택될 수 있다. 상기 고분자 전해질층(30) 내에서 상기 무기 첨가제는 상기 고분자 매트릭스를 구성하는 고분자의 총 중량을 기준으로 약 1 ∼ 100 중량%의 양으로 포함될 수 있다. The inorganic additive suitable for constituting the polymer electrolyte layer 30 may be selected from silica, talc, alumina (Al 2 O 3 ), TiO 2 , clay, zeolite, or a blend thereof. The inorganic additive in the polymer electrolyte layer 30 may be included in an amount of about 1 to 100% by weight based on the total weight of the polymer constituting the polymer matrix.

상기 고분자 전해질층(30)을 구성하는 데 적합한 수계 전해액은 증류수로 이루어질 수 있다. 상기 고분자 전해질층(30) 내에서 상기 수계 전해액은 상기 고분자 매트릭스를 구성하는 고분자의 총 중량을 기준으로 약 1 ∼ 500 중량%의 양으로 포함될 수 있다. Aqueous electrolyte suitable for constituting the polymer electrolyte layer 30 may be made of distilled water. The aqueous electrolyte in the polymer electrolyte layer 30 may be included in an amount of about 1 to 500% by weight based on the total weight of the polymer constituting the polymer matrix.

그리고, 상기 수계 전해액 내의 염은 수산화칼륨(KOH), 브롬화칼륨(KBr), 염화칼륨(KCl), 염화아연(ZnCl2), 염화암모늄(NH4Cl), 및 황산(H2SO4)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나로 구성될 수 있다. 상기 고분자 전해질층(30)을 구성하는 수계 전해액으로서 상기 염이 약 0.1 ∼ 10 M의 농도로 용해되어 있는 수용액을 사용할 수 있다. The salt in the aqueous electrolyte solution consists of potassium hydroxide (KOH), potassium bromide (KBr), potassium chloride (KCl), zinc chloride (ZnCl 2 ), ammonium chloride (NH 4 Cl), and sulfuric acid (H 2 SO 4 ). It may be composed of at least one selected from the group. As the aqueous electrolyte solution constituting the polymer electrolyte layer 30, an aqueous solution in which the salt is dissolved at a concentration of about 0.1 to 10 M can be used.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 일차전지(100)의 제조 방법 을 설명하기 위한 플로차트이다. 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 예시적인 필름 일차전지(100)의 제조 방법을 설명한다. 2 is a flowchart illustrating a method of manufacturing the film primary battery 100 according to the preferred embodiment of the present invention. 1 and 2, a method of manufacturing an exemplary film primary cell 100 of the present invention will be described.

먼저, 단계 210에서, 상기 제1 고분자 필름(12) 및 제2 고분자 필름(22)을 각각 준비한다. First, in step 210, the first polymer film 12 and the second polymer film 22 are prepared, respectively.

단계 220에서, 상기 제1 고분자 필름(12) 위에는 제1 전도층(14)을 형성하고, 상기 제2 고분자 필름(22) 위에는 제2 전도층(24)을 형성하여 제1 고분자 집전체 필름(10) 및 제2 고분자 집전체 필름(20)을 각각 형성한다. In operation 220, a first conductive layer 14 is formed on the first polymer film 12, and a second conductive layer 24 is formed on the second polymer film 22 to form a first polymer current collector film ( 10) and the second polymer current collector film 20 are formed, respectively.

단계 230에서, 상기 제1 고분자 집전체 필름(10)의 제1 전도층(14) 위에 양극 활물질 슬러리를 코팅하여 양극층(16)을 형성한다. 그리고, 상기 제2 고분자 집전체 필름(20)의 제2 전도층(24) 위에 음극 활물질 슬러리를 코팅하여 음극층(26)을 형성한다. In operation 230, a cathode active material slurry is coated on the first conductive layer 14 of the first polymer current collector film 10 to form a cathode layer 16. The negative electrode active material slurry is coated on the second conductive layer 24 of the second polymer current collector film 20 to form the negative electrode layer 26.

상기 양극층(16) 형성을 위한 상기 양극 활물질 슬러리는 도전제, 고분자 결착제 및 양극 활물질의 혼합물로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 음극층(26) 형성을 위한 음극 활물질 슬러리는 도전제, 고분자 결착제 및 음극 활물질의 혼합물로 이루어질 수 있다. 상기 양극 활물질 슬러리 및 음극 활물질 슬러리를 구성하는 데 사용될 수 있는 예시적인 물질들에 대한 상세한 사항은 도 1을 참조하여 설명한 바와 같다. The cathode active material slurry for forming the cathode layer 16 may be formed of a mixture of a conductive agent, a polymer binder, and a cathode active material. In addition, the negative electrode active material slurry for forming the negative electrode layer 26 may be formed of a mixture of a conductive agent, a polymer binder, and a negative electrode active material. Details of exemplary materials that may be used to construct the positive electrode active material slurry and the negative electrode active material slurry are as described with reference to FIG. 1.

단계 240에서, 상기 양극층(16)과 음극층(26)과의 사이에 수계 전해액을 포함하는 고분자 전해질층(30)을 형성함으로써 도 1에 예시된 바와 같은 구조물을 완성한다. 이를 위하여 유기 전해액이 포함되어 있는 고분자 필름을 상기 양극층(16) 및 음극층(26) 각각의 상면에 코팅하거나 라미네이션하는 방법을 이용할 수 있다. In step 240, the polymer electrolyte layer 30 including the aqueous electrolyte is formed between the anode layer 16 and the cathode layer 26 to complete the structure as illustrated in FIG. 1. To this end, a method of coating or laminating a polymer film containing an organic electrolyte on the upper surface of each of the anode layer 16 and the cathode layer 26 may be used.

단계 250에서, 단계 210 내지 단계 240을 거쳐 얻어진 도 1에서와 같은 구조물의 테두리 부분을 열융착 또는 접착제로 밀폐하여 본 발명에 따른 필름 일차전지를 완성한다. In step 250, the edge portion of the structure as shown in FIG. 1 obtained through steps 210 to 240 is sealed with heat fusion or adhesive to complete the film primary battery according to the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 필름 일차전지(100)에서는 전극과 전해질과의 계면 접착력이 향상될 수 있으며, 장수명성 및 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 필름 일차전지(100)는 초박형 및 밀폐형 단전지의 구현이 가능하며 권취 및 적층시 제조 공정을 단순화할 수 있고 그 제조 공정이 용이하다. In the film primary battery 100 according to an exemplary embodiment of the present invention as described with reference to FIGS. 1 and 2, the interface adhesion between the electrode and the electrolyte may be improved, and long life and durability may be improved. In addition, the film primary battery 100 according to the present invention can implement an ultra-thin and hermetic single cell, can simplify the manufacturing process during winding and lamination and its manufacturing process is easy.

이하에서는 본 발명에 따른 필름 일차전지의 제조 방법을 구체적인 제조예들을 들어 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 제조예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시된 것으로, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안되며, 본 발명의 사상을 일탈하지 않고 하기의 제조예들로부터 다양한 변형 및 변경이 가능하다. Hereinafter, the manufacturing method of the film primary battery according to the present invention will be described in more detail with reference to specific manufacturing examples. However, the following preparation examples are illustrated to aid the understanding of the present invention, and the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto, and various modifications and changes may be made from the following preparation examples without departing from the spirit of the present invention. It is possible.

제조예Production Example 1 One

15 ㎛ 두께의 투명한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 35 ㎛ 두께의 불투명한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름과 라미네이션하여 이층막의 폴리에스테르계 필름을 구성하였다. 이 때, 상기 2개의 필름은 각각 라미네이션 전에 코로나 방전법으로 그 양 면이 표면처리된 것을 사용하였다. 상기와 같이 제조된 이층막 필름의 한쪽에 두께 10 ㎛의 전도성 카본 페이스트를 코팅하여 양극용 고분자 집전체 필름 을 제조하였다.A 15 μm thick transparent polyethylene terephthalate film was laminated with a 35 μm thick opaque polyethylene terephthalate film to form a polyester film of a two-layer film. At this time, each of the two films used a surface treatment of both surfaces by the corona discharge method before the lamination. A polymer collector film for a positive electrode was prepared by coating a conductive carbon paste having a thickness of 10 μm on one side of the bilayer film prepared as described above.

제조예Production Example 2 2

5 ㎛ 두께의 투명한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름과 10 ㎛ 두께의 불투명한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용한 것을 제외하고, 제조예 1에서와 동일한 방법으로 양극용 고분자 집전체 필름을 제조하였다.A polymer current collector film for a positive electrode was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that a transparent polyethylene terephthalate film having a thickness of 5 μm and an opaque polyethylene terephthalate film having a thickness of 10 μm were used.

제조예Production Example 3 3

15 ㎛ 두께의 투명한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 35 ㎛ 두께의 불투명한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름과 라미네이션하여 이층막의 폴리에스테르계 필름을 구성하였다. 이 때, 상기 두 필름들은 라미네이션 전에 각각 코로나 방전법으로 그 양면을 표면처리하였다. 상기와 같이 제조된 이층막 필름의 한쪽에 두께 10 ㎛의 전도성 카본 페이스트를 코팅하여 최종적으로 음극용 고분자 집전체 필름을 제조하였다. A 15 μm thick transparent polyethylene terephthalate film was laminated with a 35 μm thick opaque polyethylene terephthalate film to form a polyester film of a two-layer film. At this time, the two films were surface-treated on both sides by corona discharge before each lamination. One side of the bilayer film prepared as described above was coated with a conductive carbon paste having a thickness of 10 μm to finally prepare a polymer current collector film for the negative electrode.

제조예Production Example 4 4

5 ㎛ 두께의 투명한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름과 10 ㎛ 두께의 불투명한 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용한 것을 제외하고, 제조예 4에서와 동일한 방법으로 음극용 고분자 집전체 필름을 제조하였다. A polymer current collector film for negative electrode was prepared in the same manner as in Preparation Example 4, except that a transparent polyethylene terephthalate film having a thickness of 5 μm and an opaque polyethylene terephthalate film having a thickness of 10 μm were used.

제조예Production Example 5 5

제조예 1에 의해 제조된 60 ㎛ 두께의 양극용 고분자 집전체 필름의 전도층 표면 위에 평균 입경(粒徑)이 약 2 μm인 EMD 양극 활물질의 슬러리를 60 ㎛의 두께로 코팅하고, 제조예 4에 의해 제조된 60 ㎛ 두께의 음극용 고분자 집전체 필름 의 전도층 표면 위에 평균 입경이 약 300 nm인 아연 음극 활물질의 슬러리를 60 ㎛ 두께로 코팅하여 전극 필름들을 제조하였다. 이 때, 양극 활물질 슬러리로서 EMD 산화물 합제 분말 (90 중량% EMD 산화물 + 5 중량% 6M 수산화칼슘 전해액 + 5 중량% 카르복시메틸셀루로오스) 80 중량%, 그라파이트 12 중량%, 및 폴리염화비닐 8 중량%를 혼합하여 제조한 것을 사용하였다. 그리고, 음극 활물질 슬러리로서 아연합제 분말 (90 중량% 아연 + 5 중량% 6M 수산화칼슘 전해액 + 5 중량% 카르복시메틸셀루로오스) 80 중량%, 그라파이트 12 중량%, 및 폴리염화비닐 8 중량%를 혼합하여 제조한 것을 사용하였다. 제조된 2개의 전극 필름 사이에 60 중량%의 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체와 40 중량%의 폴리에틸렌옥사이드 고분자의 블랜드를 기초로 한 25 μm 두께의 필름을 삽입하고 라미네이션 후 6M 수산화칼륨 용액을 함침시켜 전극 면적이 2 cm × 2 cm인 1.5 V급 필름 일차전지 단전지 (single cell)를 제조하였다. A slurry of an EMD positive electrode active material having an average particle diameter of about 2 μm was coated to a thickness of 60 μm on the surface of the conductive layer of the 60 μm thick polymer film for positive electrode manufactured in Preparation Example 1, and Preparation Example 4 Electrode films were prepared by coating a slurry of a zinc negative electrode active material having an average particle diameter of about 300 nm on the surface of the conductive layer of the polymer collector film for a negative electrode polymer collector film having a thickness of 60 μm. At this time, 80% by weight of the EMD oxide mixture powder (90% by weight EMD oxide + 5% by weight 6M calcium hydroxide electrolyte + 5% by weight carboxymethylcellulose), 12% by weight graphite, and 8% by weight polyvinyl chloride as a positive electrode active material slurry Was prepared by mixing. In addition, 80% by weight of zinc mixture powder (90% by weight zinc + 5% by weight 6M calcium hydroxide electrolyte + 5% by weight carboxymethylcellulose), 12% by weight graphite, and 8% by weight polyvinyl chloride were mixed as the negative electrode active material slurry. Was prepared. A 25 μm thick film based on a blend of 60 wt% copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene and 40 wt% polyethylene oxide polymer was inserted between the prepared two electrode films, and then laminated with 6M hydroxide. The potassium solution was impregnated to prepare a 1.5 V class primary cell having a electrode area of 2 cm × 2 cm.

제조예Production Example 6 6

평균 입경이 약 0.5 μm인 EMD 양극 활물질의 슬러리와 평균 입경이 약 60 nm인 아연 음극 활물질의 슬러리를 사용한 것을 제외하고, 제조예 5에서와 동일한 방법으로 필름 일차전지 단전지를 제조하였다. A film primary battery unit cell was manufactured in the same manner as in Preparation Example 5, except that a slurry of the EMD positive electrode active material having an average particle diameter of about 0.5 μm and a slurry of the zinc negative electrode active material having an average particle diameter of about 60 nm were used.

비교예Comparative example

제조예 5 및 제조예 6에서 각각 얻어진 필름 일차전지와의 특성 비교를 위해 2개의 15 ㎛ 두께의 SUS 집전체를 준비하고, 상기 SUS 집전체의 표면에 평균 입경이 약 20㎛인 EMD 양극 활물질의 슬러리와 평균 입경이 약 75㎛인 아연 음극 활물 질의 슬러리를 각각 60 ㎛의 두께로 코팅하여 양극 및 음극 필름을 제조하였다. Two 15 µm thick SUS current collectors were prepared for comparing the characteristics with the film primary batteries obtained in Production Examples 5 and 6, respectively, and the average particle diameter of the EMD positive electrode active material A slurry and a slurry of zinc anode active material having an average particle diameter of about 75 μm were coated to a thickness of 60 μm, respectively, to prepare a cathode and an anode film.

이 때, 제조예 5 및 제조예 6에서와 동일한 조성의 양극 활물질 슬러리 및 음극 활물질 슬러리를 사용하였다. 제조된 전극 필름들 사이에 알칼리 전지용 분리막을 삽입하여 제조예 5에서의 고분자 전해질층 두께와 동일한 두께가 되도록 조절하여 라미네이션한 후, 제조예 5에서와 동일한 전해액을 주입하여 일차전지 단전지를 제조하였다. At this time, a positive electrode active material slurry and a negative electrode active material slurry having the same composition as in Production Example 5 and Production Example 6 were used. An alkaline battery separator was inserted between the prepared electrode films to adjust the lamination to the same thickness as that of the polymer electrolyte layer in Preparation Example 5, followed by injecting the same electrolyte solution as in Preparation Example 5 to prepare a primary battery unit cell.

평가예Evaluation example

제조예 5 및 제조예 6에서 제조된 필름 일차전지와, 상기 비교예에서 제조된 일차전지를 각각 전류밀도 1 mA로 1.0 V까지 방전시켰다. The film primary batteries prepared in Preparation Example 5 and Preparation Example 6 and the primary batteries prepared in Comparative Example were each discharged to 1.0 V at a current density of 1 mA.

도 3은 본 발명에 따른 제조예 5의 필름 일차전지 단전지의 방전 특성을 나타낸 그래프이다. 3 is a graph showing the discharge characteristics of the film primary battery unit cell of Preparation Example 5 according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 제조예 5(□) 및 제조예 6(■)의 필름 일차전지의 방전용량을 비교예(●)와 함께 나타낸 그래프이다. 도 4에서, 본 발명에 따른 필름 일차전지들의 경우에 전극과 전해질간의 계면 접착력의 향상과 박형경량화로 인해 우수한 방전용량 및 에너지 밀도를 나타냄을 알 수 있다. Figure 4 is a graph showing the discharge capacity of the film primary battery of Preparation Example 5 (□) and Preparation Example 6 (■) according to the present invention with a comparative example (●). In FIG. 4, it can be seen that in the case of the film primary batteries according to the present invention, the discharge capacity and the energy density are excellent due to the improvement in the interfacial adhesion between the electrode and the electrolyte and the thinning of the thin film.

도 5는 본 발명의 제조예 5(□) 및 제조예 6(■)에서 얻어진 필름 일차전지의 상온하에서의 시간 경과에 따른 OCV (open circuit voltage) 값의 변화를 비교예(●)와 함께 나타낸 그래프이다. FIG. 5 is a graph showing a change in OCV (open circuit voltage) value over time at room temperature of the film primary batteries obtained in Preparation Example 5 (□) and Preparation Example 6 (■) of the present invention with Comparative Example (●). to be.

도 5에서, 본 발명에 따른 필름 일차전지인 제조예 5 및 제조예 6의 경우에는 비교예의 경우에 비해 전압 강하 및 자가방전이 억제된 것을 알 수 있다. 이는 본 발명에 따른 필름 일차전지의 경우에는 수계 전해액을 사용하는 데 있어서 고분자 전해질을 도입함으로써 전극간 또는 전극/전해질간에 수계 전해액이 직접 접촉되는 현상이 방지되어 음극의 부식과 이에 따른 분극 현상이 억제되는 것에 기인하는 것이다. In Figure 5, it can be seen that in the case of Preparation Example 5 and Preparation Example 6 which is the film primary battery according to the present invention, the voltage drop and the self-discharge are suppressed as compared with the case of the comparative example. In the case of the film primary battery according to the present invention, the introduction of the polymer electrolyte in the use of the aqueous electrolyte prevents the phenomenon of the direct contact between the aqueous electrolyte between the electrodes or between the electrodes / electrolytes, thereby suppressing corrosion of the negative electrode and consequent polarization. It is due to being.

도 6은 본 발명에 따른 본 발명의 제조예 5(□) 및 제조예 6(■)에서 얻어진 필름 일차전지의 상온하에서의 시간 경과에 따른 내부 저항의 변화를 비교예(●)와 함께 나타낸 그래프이다. 6 is a graph showing a change in internal resistance over time at room temperature of the film primary battery obtained in Preparation Example 5 (□) and Preparation Example 6 (■) of the present invention with Comparative Example (●). .

도 6에서, 본 발명에 따른 필름 일차전지인 제조예 5 및 제조예 6의 경우에는 비교예의 경우에 비해 내부 저항의 변화가 작다. 도 6의 결과로부터, 본 발명에 따른 필름 일차전지의 경우에는 수계 전해액을 사용하는 데 있어서 고분자 전해질을 도입함으로써 고분자 매트릭스와 수분간의 상호 작용 및 전해질내 담지된 무기계 첨가제와 수분간의 상호 작용에 따라 수분의 증발 및 누액이 장시간 동안 억제된다는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 필름 일차전지는 장시간 보관되어도 성능 저하 없이 적용할 수 있어 경시안정성이 우수하다. In Figure 6, in the case of the manufacturing examples 5 and 6 which are the film primary batteries according to the present invention, the change in the internal resistance is smaller than in the case of the comparative example. From the results of FIG. 6, in the case of the film primary battery according to the present invention, the polymer electrolyte is introduced in the use of an aqueous electrolyte solution, and thus, the moisture is changed depending on the interaction between the polymer matrix and a few minutes and the interaction between the inorganic additive and the supported inorganic additive in the electrolyte. It can be seen that the evaporation and leakage of is suppressed for a long time. That is, even if the film primary battery according to the present invention is stored for a long time can be applied without deteriorating performance is excellent aging stability.

본 발명에 따른 필름 일차전지는 얇은 고분자 필름 위에 박막으로 전도성 카본 페이스트, 나노입자금속 페이스트, 전도성 고분자, 또는 ITO 페이스트를 코팅하거나 전도성 카본 접착테이프를 부착시켜 제조한 고분자 집전체를 사용한다. 따라서, 기존의 금속 집전체에 비해 금속의 사용량을 최소화하여 그 무게가 대폭 경량화될 수 있다. 또한, 고분자 필름의 특성상, 구부림 특성이 매우 우수하며, 필름이 접혀질 때 전극층이 박리되거나 파손되는 현상을 해소할 수 있다. 본 발명에 따른 필름 일차전지는 두루마리처럼 말거나 구부림이 가능한 전지의 구현이 가능하여 착복형 PC 등에 용이하게 적용될 수 있다. 그리고, 적층 및 권취에 의한 전지 구현시 우수한 충진밀도 특성을 나타내며, 중량당 에너지밀도가 향상될 수 있다. The film primary battery according to the present invention uses a polymer current collector prepared by coating a conductive carbon paste, a nanoparticle metal paste, a conductive polymer, or an ITO paste with a thin film on a thin polymer film or by attaching a conductive carbon adhesive tape. Therefore, the weight of the metal can be significantly reduced by minimizing the amount of metal used compared to the existing metal current collector. In addition, due to the characteristics of the polymer film, the bending characteristics are very excellent, and it is possible to eliminate the phenomenon that the electrode layer is peeled or broken when the film is folded. The film primary battery according to the present invention can be easily applied to a wearable PC or the like by enabling the implementation of a battery that can be rolled or bent like a roll. In addition, when the battery is implemented by lamination and winding, it shows excellent charge density characteristics, and the energy density per weight may be improved.

본 발명에 따른 필름 일차전지의 제조 방법에 따르면, 연속 생산시 장력 등의 공정조건도 기존의 금속 집전체를 사용할 때에 비해 상당히 완화되어 셀의 대량화가 용이하다. 또한, 집전체 필름이 포장재 역할도 동시에 수행할 수 있어, 특히 단전지 또는 소형 밀폐형 필름 박막 일차전지, 특히 전파식별 태그용 전지 또는 코스메틱(Cosmetic)용 전지를 구성하는 데 매우 유용하다. 또한, 고분자 전해질을 사용함으로써 기존의 액체전해질/분리막 시스템에 비해 누액의 염려가 없어 안정성 측면에 있어서 매우 유리하다. According to the manufacturing method of the film primary battery according to the present invention, the process conditions such as tension during continuous production is also significantly reduced compared to when using a conventional metal current collector, it is easy to mass the cells. In addition, since the current collector film may also serve as a packaging material, it is particularly useful for constructing a single cell or a small sealed film thin film primary battery, in particular, a battery for a radio frequency identification tag or a battery for cosmetic. In addition, by using a polymer electrolyte, there is no fear of leakage compared to a conventional liquid electrolyte / membrane system, which is very advantageous in terms of stability.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다. In the above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention. This is possible.

Claims (19)

제1 고분자 필름 및 제1 전도층으로 구성되는 제1 고분자 집전체 필름과, A first polymer current collector film composed of a first polymer film and a first conductive layer, 상기 제1 전도층 위에 형성된 제1 전극층과, A first electrode layer formed on the first conductive layer, 제2 고분자 필름 및 제2 전도층으로 구성되는 제2 고분자 집전체 필름과, A second polymer current collector film composed of a second polymer film and a second conductive layer, 상기 제2 전도층 위에 형성된 제2 전극층과, A second electrode layer formed on the second conductive layer, 상기 제1 전극층과 제2 전극층과의 사이에 형성되어 있고 수계 전해액을 포함하는 고분자 전해질층을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. And a polymer electrolyte layer formed between the first electrode layer and the second electrode layer and containing an aqueous electrolyte solution. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 고분자 필름 및 제2 고분자 필름은 각각 폴리에스테르계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 셀룰로오스계 고분자, 나일론, 폴리이미드, 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. Each of the first polymer film and the second polymer film is made of a polyester polymer, a polyolefin polymer, a cellulose polymer, nylon, polyimide, or a combination film thereof. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 고분자 필름 및 제2 고분자 필름은 각각 단일 종류의 고분자 물질로 이루어지는 단층 또는 다층 구조, 또는 서로 다른 적어도 2 종류의 고분자 물질을 포함하는 다층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. Each of the first polymer film and the second polymer film has a single layer or a multilayer structure made of a single kind of polymer material, or a film primary battery comprising a multilayer structure including at least two kinds of different polymer materials. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 전도층 및 제2 전도층은 각각 전도성 카본 페이스트 코팅층, 나노금속입자 페이스트 코팅층, 전도성 고분자 코팅층, 또는 ITO (indium tin oxide) 페이스트 코팅층, 또는 전도성 카본 테이프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. Each of the first conductive layer and the second conductive layer is a film primary battery comprising a conductive carbon paste coating layer, a nano metal particle paste coating layer, a conductive polymer coating layer, an indium tin oxide (ITO) paste coating layer, or a conductive carbon tape. . 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 전극층은 제1 도전제, 제1 고분자 결착제 및 양극 활물질의 혼합물로 이루어지고, The first electrode layer is made of a mixture of the first conductive agent, the first polymer binder and the positive electrode active material, 상기 제2 전극층은 제2 도전제, 제2 고분자 결착제 및 음극 활물질의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. The second electrode layer is a film primary battery, characterized in that made of a mixture of a second conductive agent, a second polymer binder and a negative electrode active material. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 제1 도전제 및 제2 도전제는 각각 그라파이트, 카본블랙, 덴카블랙, 론자 카본, 슈퍼-P, 및 활성탄 MSC30로 이루어지는 군에서 선택되는 하나의 도전성 카본으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. Wherein the first conductive agent and the second conductive agent each comprise one conductive carbon selected from the group consisting of graphite, carbon black, denka black, lonza carbon, super-P, and activated carbon MSC30. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 제1 고분자 결착제 및 제2 고분자 결착제는 각각 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 트리플루오로에틸렌의 공중합체, 비닐리덴플루 오라이드와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리염화비닐, 폴리부타디엔, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 전분, 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 나일론, 및 나피온으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나의 고분자, 또는 이들의 블랜드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. The first polymer binder and the second polymer binder are polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, and air of vinylidene fluoride and trifluoroethylene, respectively. Copolymer, copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinyl chloride, polybutadiene, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polymethyl meth Acrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl acrylate, polybutyl methacrylate, polyacrylonitrile, cellulose, carboxymethyl cellulose, starch, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinylacetate, nylon, and Nafion Any one selected from the group consisting of Here, a primary cell or a film which comprises a blend thereof. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 양극 활물질은 10 nm ∼ 50 μm의 입경을 가지는 망간옥사이드, EMD (electrolytic manganese dioxide), 니켈옥사이드, 산화납, 이산화납, 실버옥사이드, 황화철, 또는 전도성 고분자 입자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. The cathode active material is a film primary battery comprising manganese oxide having a particle diameter of 10 nm to 50 μm, electrolytic manganese dioxide (EMD), nickel oxide, lead oxide, lead dioxide, silver oxide, iron sulfide, or conductive polymer particles. . 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 음극 활물질은 10 nm ∼ 50 μm의 입경을 가지는 아연, 알루미늄, 철, 납, 또는 마그네슘 입자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. The anode active material is a film primary battery, characterized in that consisting of particles of zinc, aluminum, iron, lead, or magnesium having a particle diameter of 10 nm to 50 μm. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 고분자 전해질층은 고분자 매트릭스, 무기 첨가제, 및 염을 함유하는 수계 전해액을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. The polymer electrolyte layer is a film primary battery comprising an aqueous electrolyte containing a polymer matrix, an inorganic additive, and a salt. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 고분자 매트릭스는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리부타디엔, 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 나일론, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 트리플루오로에틸렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알콜, 전분, 한천, 및 나피온으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나, 또는 이들의 공중합체, 또는 이들의 블랜드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. The polymer matrix is polyethylene, polypropylene, polyimide, polysulfone, polyurethane, polyvinyl chloride, polystyrene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polybutadiene, cellulose, carboxymethylcellulose, nylon, polyacrylonitrile, polyvinylidene Fluoride, polytetrafluoroethylene, copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene, copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, polymethyl In the group consisting of acrylate, polyethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl acrylate, polybutyl methacrylate, polyvinylacetate, polyvinyl alcohol, starch, agar, and nafion Any one selected, or these The film primary battery which consists of a copolymer of these, or these blends. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 무기 첨가제는 실리카, 탈크, 알루미나(Al2O3), TiO2, 클레이(Clay), 및 제올라이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. The inorganic additive is a film primary battery, characterized in that made of at least one material selected from the group consisting of silica, talc, alumina (Al 2 O 3 ), TiO 2 , clay (Clay), and zeolite. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 수계 전해액은 증류수를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. The aqueous electrolyte solution film primary battery, characterized in that it comprises distilled water. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 수계 전해액 내의 염은 수산화칼륨(KOH), 브롬화칼륨(KBr), 염화칼륨(KCl), 염화아연(ZnCl2), 염화암모늄(NH4Cl), 및 황산(H2SO4)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 필름 일차전지. The salt in the aqueous electrolyte solution is selected from the group consisting of potassium hydroxide (KOH), potassium bromide (KBr), potassium chloride (KCl), zinc chloride (ZnCl 2 ), ammonium chloride (NH 4 Cl), and sulfuric acid (H 2 SO 4 ). The film primary battery, characterized in that at least one selected. 제1 고분자 필름 및 제2 고분자 필름을 준비하는 단계와, Preparing a first polymer film and a second polymer film; 상기 제1 고분자 필름 위에 제1 전도층을 형성하여 제1 고분자 집전체 필름을 형성하는 단계와, Forming a first polymer current collector film by forming a first conductive layer on the first polymer film; 상기 제2 고분자 필름 위에 제2 전도층을 형성하여 제2 고분자 집전체 필름을 형성하는 단계와, Forming a second polymer current collector film by forming a second conductive layer on the second polymer film; 상기 제1 고분자 집전체 필름 위에 제1 전극층을 형성하는 단계와, Forming a first electrode layer on the first polymer current collector film; 상기 제2 고분자 집전체 필름 위에 제2 전극층을 형성하는 단계와, Forming a second electrode layer on the second polymer current collector film; 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층과의 사이에 수계 전해액을 포함하는 고분자 전해질층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지의 제조 방법. And forming a polymer electrolyte layer including an aqueous electrolyte between the first electrode layer and the second electrode layer. 제15항에 있어서, The method of claim 15, 상기 제1 전도층을 형성하는 단계는 상기 제1 고분자 필름 위에 전도성 카본 페이스트, 나노금속입자 페이스트, 전도성 고분자, 또는 ITO 페이스트를 코팅하는 방법, 또는 상기 제1 고분자 필름 위에 전도성 카본 테이프를 부착하는 방법에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지의 제조 방법. The forming of the first conductive layer may include coating a conductive carbon paste, a nanometal particle paste, a conductive polymer, or an ITO paste on the first polymer film, or attaching a conductive carbon tape on the first polymer film. It is performed by the manufacturing method of the film primary battery. 제15항에 있어서, The method of claim 15, 상기 제2 전도층을 형성하는 단계는 상기 제2 고분자 필름 위에 전도성 카본 페이스트, 나노금속입자 페이스트, 전도성 고분자, 또는 ITO 페이스트를 코팅하는 방법, 또는 상기 제1 고분자 필름 위에 전도성 카본 테이프를 부착하는 방법에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지의 제조 방법. The forming of the second conductive layer may include coating a conductive carbon paste, a nanometal particle paste, a conductive polymer, or an ITO paste on the second polymer film, or attaching a conductive carbon tape on the first polymer film. It is performed by the manufacturing method of the film primary battery. 제15항에 있어서, The method of claim 15, 상기 제1 전극층을 형성하는 단계는 상기 제1 고분자 집전체 필름의 제1 전도층 위에 양극 활물질 슬러리를 코팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지의 제조 방법. The forming of the first electrode layer may include coating a cathode active material slurry on the first conductive layer of the first polymer current collector film. 제15항에 있어서, The method of claim 15, 상기 제2 전극층은 상기 제2 고분자 집전체 필름의 제2 전도층 위에 음극 활물질 슬러리를 코팅하는 방법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 필름 일차전지의 제조 방법. The second electrode layer is a method of manufacturing a film primary battery, characterized in that formed by a method of coating a negative electrode active material slurry on the second conductive layer of the second polymer current collector film.
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