KR100818206B1 - Method of making battery using as case with aluminium foil - Google Patents

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KR100818206B1
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Abstract

본 발명은 음극, 분리막, 양극으로 이루어진 권취형 또는 스택형 전극 조립체를 알루미늄 포일로 형성된 외관에 수용한 후 봉인하는 것으로, 상기 알루미늄 포일은 전지 외관의 내면으로 사용하거나, 독립적으로 굽힘 처리하여 전지 외관으로 사용하여 안전성과 에너지 밀도가 향상된 알루미늄 포일을 케이스로 사용한 전지 제조방법에 관한 것이다.The present invention seals after receiving a wound or stacked electrode assembly consisting of a cathode, a separator, a cathode in an exterior formed of aluminum foil, the aluminum foil is used as the inner surface of the battery exterior, or bent independently to the exterior of the battery The present invention relates to a battery manufacturing method using an aluminum foil having improved safety and energy density as a case.

전지, 알루미늄, 케이스, 내관, 외관, 내면, 파우치, 에너지, 밀도, 안정성 Battery, Aluminum, Case, Inner Tube, Exterior, Inside, Pouch, Energy, Density, Stability

Description

알루미늄 포일을 케이스로 사용한 전지의 제조방법{METHOD OF MAKING BATTERY USING AS CASE WITH ALUMINIUM FOIL}Manufacturing method of battery using aluminum foil as a case {METHOD OF MAKING BATTERY USING AS CASE WITH ALUMINIUM FOIL}

제 1도는 본 발명에 따른 권취 축을 포함한 전극 조립체를 도시한 사시도.1 is a perspective view showing an electrode assembly including a winding shaft according to the present invention.

제 2도의 (a) 내지 (e)는 본 발명에 따른 전극 조립체를 도시한 사시도.2 (a) to 2 (e) are perspective views showing an electrode assembly according to the present invention.

제 3도는 본 발명에 따른 알루미늄 포일을 전지의 외관으로 하는 전지의 제조방법을 순차적으로 도시한 순서도.3 is a flowchart sequentially showing a method for manufacturing a battery having the aluminum foil according to the present invention as an appearance of the battery.

제 4도는 본 발명에 따른 전지의 외관에 사용되는 알루미늄 포일을 도시한 단면도.4 is a cross-sectional view showing an aluminum foil used for the appearance of a battery according to the present invention.

제 5도는 본 발명에 따른 전지 외관의 내면에 사용되는 알루미늄 포일을 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view showing the aluminum foil used for the inner surface of the battery appearance according to the present invention.

제 6도는 본 발명에 따른 2단 굽힘처리된 원통형 전지를 도시한 측면도.Figure 6 is a side view showing a two-stage bent cylindrical battery according to the present invention.

제 7도는 본 발명의 도 5에 따른 원통형 전지의 마감처리를 도시한 정면도.Figure 7 is a front view showing the finish of the cylindrical battery according to Figure 5 of the present invention.

제 8도는 본 발명에 따른 알루미늄 포일을 전지 외관의 내면으로 사용하는 경우 추가되는 2차 봉인과정을 순차적으로 도시한 순서도.8 is a flowchart sequentially illustrating a secondary sealing process added when an aluminum foil according to the present invention is used as an inner surface of a battery.

제 9도는 본 발명에 따른 알루미늄 포일을 전지 외관의 내면으로 사용하는 경우 1단 굽힘처리된 원통형 전지를 도시한 측면도.9 is a side view showing a cylindrical battery subjected to one-stage bending when the aluminum foil according to the present invention is used as an inner surface of a battery appearance;

제 10도는 본 발명의 실시 예 1에 따라 제작된 AAA사이즈 원통형 전지의 전 위 용량 그래프.10 is a potential capacity graph of the AAA size cylindrical battery manufactured according to Example 1 of the present invention.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *Description of the main symbols in the drawings

1 : 전극조립체 2 : 단자 3 : 결착성고분자1 electrode assembly 2 terminal 3 binding polymer

4 : 알루미늄포일 41: 마감부 5: 열수축형튜브4: aluminum foil 41: finish 5: heat shrinkable tube

본 발명은 음극, 분리막, 양극으로 이루어진 권취형 또는 스택형 전극 조립체를 알루미늄 포일로 형성된 외관에 수용한 후 봉인하는 것으로, 상기 알루미늄 포일은 전지 외관의 내면으로 사용하거나, 독립적으로 굽힘 처리하여 전지 외관으로 사용하여 안전성과 에너지 밀도가 향상된 알루미늄 포일을 케이스로 사용한 전지 제조방법에 관한 것이다.The present invention seals after receiving a wound or stacked electrode assembly consisting of a cathode, a separator, a cathode in an exterior formed of aluminum foil, the aluminum foil is used as the inner surface of the battery exterior, or bent independently to the exterior of the battery The present invention relates to a battery manufacturing method using an aluminum foil having improved safety and energy density as a case.

일반적으로 전지는 크게 1차 전지와 2차 전지로 구분된다. 1차 전지는 대부분 원통형 전지이고, 2차 전지는 원통형 전지와 각형 전지로 제작된다. 각형 전지는 외장재로 금속 캔 또는 파우치를 사용하며, 파우치를 사용하는 전지를 파우치형 전지라고 부른다.Generally, batteries are classified into primary batteries and secondary batteries. Primary batteries are mostly cylindrical batteries, and secondary batteries are made of cylindrical batteries and rectangular batteries. The square battery uses a metal can or pouch as an exterior material, and a battery using the pouch is called a pouch type battery.

상기의 원통형 및 캔형 각형 전지는 캔과 캡 조립체로 이루어져 있으며, 상기 원통형 및 각형 전지의 캔으로는 스테인레스 스틸이나 알루미늄을 이용한다.The cylindrical and canned rectangular batteries are composed of cans and cap assemblies, and the cans of the cylindrical and rectangular batteries are made of stainless steel or aluminum.

상기 원통형 전지의 제작은 일반적으로, 음극, 분리막, 양극의 권취형이나 봉 형태의 제작과정과, 전극조립체를 원통형 캔에 집어넣고 전해액을 주입하는 과정과, 음·양극에 부착된 단자 또는 봉을 캡 조립체와 원통형 캔에 연결하는 과정과, 캡 조립체와 원통형 캔을 강하게 연결하기 위하여 비딩과 크리핑 과정을 통해 제조된다.In general, the cylindrical battery is manufactured in the form of a winding or rod of a cathode, a separator, and a cathode, a process of injecting an electrode assembly into a cylindrical can and injecting an electrolyte solution, and a terminal or a rod attached to a cathode and an anode. It is manufactured through the process of connecting to the cap assembly and the cylindrical can, and the beading and creeping process to strongly connect the cap assembly and the cylindrical can.

상기 각형 전지의 제작은 일반적으로, 음극, 분리막, 양극의 권취형이나 스택형의 전극조립체 제작과정과, 전극조립체를 각형 캔에 집어넣고 단자를 캡조립체와 연결하는 과정과, 전해액 주입과 밀봉하는 과정을 통해 제조된다.The fabrication of the rectangular battery generally includes a process of fabricating a cathode or separator electrode, a wound or stacked electrode assembly of a cathode, inserting an electrode assembly into a rectangular can, connecting a terminal to a cap assembly, and injecting and sealing an electrolyte. Manufactured through the process.

특히, 리튬계 원통형 및 각형 2차 전지의 제조과정은 캡 조립체의 구성과 음·양극에 부착된 단자를 캡 조립체와 원통형 캔에 용접하는 등 더욱 복잡한 과정을 거치게 된다.In particular, the manufacturing process of the lithium-based cylindrical and rectangular secondary battery is going through a more complicated process, such as the configuration of the cap assembly and welding the terminals attached to the negative and positive electrode to the cap assembly and the cylindrical can.

그러나, 이와 같은 종래의 제조방법은 캔의 무게와 캡 부위의 소모로 인하여 중량당, 부피당 에너지 밀도의 희생이 발생되는 문제점을 갖고 있으며, 각형 및 원통형외의 다양한 형태의 전지를 제조하기가 어렵다.However, such a conventional manufacturing method has a problem in that sacrifice of energy density per weight and volume occurs due to the weight of the can and the consumption of the cap portion, and it is difficult to manufacture various types of batteries other than square and cylindrical shapes.

상기 파우치형 각형 2차 전지의 경우 일반적으로, 음극, 분리막, 양극의 권취형이나 스택형으로 전극조립체를 제조한 후, 상기 전극조립체를 딥 드로잉 하여 케이스에 형성된 각형 홈에 집어넣은 후에 전해액을 주입하고, 단자와 케이스를 열융착 결합하면서 진공 밀봉하는 과정을 통해 제조되는 것으로, 각형 외의 형태는 제작이 어렵고 전극조립체에 일정한 압을 가하기 위하여 진공 밀봉해야만 하고, 딥 드로잉 하기 위해서는 케이스를 일정압력으로 가하여 홈을 만들어야 하기 때문에 케이스를 일정 두께로 형성해야 하고, 드로잉 깊이가 깊을수록 홈을 만드는 것이 기술적으로 어렵다는 문제점을 갖고 있었다.In the case of the pouch-type square secondary battery, the electrode assembly is generally manufactured by winding or stacking a negative electrode, a separator, and a positive electrode, and then, the electrode assembly is deeply drawn and inserted into a square groove formed in a case, followed by injection of an electrolyte solution. And, it is manufactured through the process of vacuum sealing while heat-sealing the terminal and the case, it is difficult to manufacture the shape of the square and must be vacuum sealed in order to apply a constant pressure to the electrode assembly, in order to deep draw the case by applying a constant pressure Since the grooves must be formed, the case must be formed to a certain thickness, and the deeper the drawing depth, the more technically difficult it is to make the grooves.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명에서는 알루미늄 포일을 독립적으로 전지의 외관으로 사용하거나 또는 전지 외관의 내면으로 사용함으로써, 간단한 제조과정으로 에너지 밀도 및 안전성이 향상된 다양한 형태를 갖는 전지 제조방법의 제공을 그 목적으로 한다.In order to solve the above problems, in the present invention, by using the aluminum foil independently as the appearance of the battery or as the inner surface of the battery, by providing a battery manufacturing method having a variety of forms of improved energy density and safety in a simple manufacturing process For that purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 음극, 양극 및 상기 음극과 양극 사이에 위치하는 분리막으로 이루어진 전극층이 권취 또는 적층되는 것으로 이루어지는 전극조립체 제조단계;와,In order to achieve the above object, the present invention is an electrode assembly manufacturing step consisting of winding or laminating an electrode layer consisting of a cathode, an anode and a separator positioned between the cathode and the anode;

상기 전극조립체에 전해액을 주입시키는 전해액 주입단계;와,An electrolyte injection step of injecting an electrolyte solution into the electrode assembly;

상기 전해액이 주입된 전극조립체를 봉인하는 봉인단계;로 이루어진 것으로,Sealing step of sealing the electrode assembly in which the electrolyte is injected;

상기 봉인단계는 전극조립체를 알루미늄 포일로 감아서 그 내부에 수용하고, 상기 감긴 알루미늄 포일의 마감부를 결착성고분자로 결착처리한 후, 상기 전극조립체의 일측 또는 양측으로 돌출되어 있는 단자와, 상기 알루미늄 포일과, 상기 결착성고분자를 동시에 100 ~ 250℃로 열융착하여 이루어진 알루미늄 포일을 케이스로 사용한 전지의 제조방법을 그 주요 구성으로 한다.In the sealing step, the electrode assembly is wound with an aluminum foil and accommodated therein, and after the finish of the wound aluminum foil is bound with a binding polymer, a terminal protruding to one or both sides of the electrode assembly, and the aluminum The manufacturing method of the battery using the foil and the aluminum foil which heat-fused at 100-250 degreeC simultaneously at the said binder polymer as a case is made into the main structure.

상기 케이스는 알루미늄 포일을 독립적으로 전지의 외관으로 사용하거나, 또는 다른 재질로 이루어진 외관의 내면에 사용되는 것을 칭하는 것으로,The case refers to an aluminum foil used independently as an exterior of a battery or used on an inner surface of an exterior made of another material.

상기 알루미늄 포일이 외관의 내면에 사용될 경우, 상기 외관은 폴리올레핀, 파우치, 열 수축형 튜브, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이마이드(PI), 폴리비닐클로라이드(PVC) 중 선택되는 어느 1종 이상으로 이루어지나, 특별히 재질에 제한을 두지 않는 것으로, 외관의 내면에 사용되는 알루미늄 포일의 두께는 10 ~ 100㎛이다.When the aluminum foil is used on the inner surface of the outer appearance, the outer appearance may be at least one selected from polyolefin, pouch, heat shrinkable tube, polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), and polyvinyl chloride (PVC). Although it does not restrict | limit a material in particular, The thickness of the aluminum foil used for the inner surface of an external appearance is 10-100 micrometers.

상기 전극조립체는 원기둥형, 다각기둥형 중 선택되는 어느 1종의 형태를 갖는다.The electrode assembly has a form of any one selected from cylindrical and polygonal.

상기 결착성 고분자는 폴리올레핀계, 폴리이마이드(PI), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리비닐니덴플로라이드(PVDF), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합으로 이루어진 것으로 단층 또는 복층으로 사용가능하며, 전극조립체의 일측 또는 양측에 형성되어 있는 단자에 50 ~ 200℃로 결착시키는 것을 특징으로 한다.The binder polymer is polyolefin-based, polyimide (PI), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene oxide (PEO), polyethylene terephthalate (PET) Any one selected from the group consisting of one or a mixture of two or more may be used as a single layer or multiple layers, characterized in that the binding to the terminal formed on one side or both sides of the electrode assembly at 50 ~ 200 ℃.

이하, 상기한 구성을 도면을 통해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, the above configuration will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 전지의 제조방법은 전극조립체 제조단계와, 전해액 주입단계 와, 봉인단계를 거쳐 제조되는 것으로, 전극조립체 제조단계부터 순차적으로 살펴보면 다음과 같다.The method of manufacturing a battery according to the present invention is prepared through an electrode assembly manufacturing step, an electrolyte injection step, and a sealing step, and the following steps will be described sequentially from the electrode assembly manufacturing step.

전극조립체 제조단계Electrode Assembly Manufacturing Step

도 1에 도시된 전극조립체(1)는 음극, 분리막, 양극을 도 2에 도시된 바와 같이 권취(a~d), 적층(e)한 형태를 갖는 것으로, 상기 전극조립체(1)는 그 형태가 다양하여, 권취 또는 적층하여 구성되는 원기둥 형(a~b) 사각기둥형(c~e)과 같은 다각기둥형 외에 타원형과 같은 원하는 형태로 다양하게 제조하여 사용할 수 있는 것으로, 이는 종래의 외장재로 쓰이는 금속(알루미늄, 스테인레스 스틸)이나 파우치를 대신하여 알루미늄 포일을 이용함으로써 가능한 것이다.The electrode assembly 1 shown in FIG. 1 has a form in which a cathode, a separator, and an anode are wound (a to d) and stacked (e) as shown in FIG. 2, and the electrode assembly 1 has a form. Is various, can be manufactured and used in a variety of desired shapes, such as oval in addition to the polygonal column (a ~ b) rectangular column (c ~ e) configured by winding or laminated, which is a conventional exterior material It is possible to use aluminum foil instead of metal (aluminum, stainless steel) or pouches.

상기 권취형 전극조립체는 도 1에 도시된 바와 같이, 전극층을 권취 축(100)에 권취한 후 권취 축(100)에서 이탈시킴으로써 완성되는 것으로 원기둥 형태를 띠고 있으며, 상기 적층형 전극조립체는 도 2의 e에 도시된 바와 같이, 전극층을 적층하여 완성되는 것이다.As shown in FIG. 1, the wound electrode assembly has a cylindrical shape that is completed by winding the electrode layer on the winding shaft 100 and then leaving the winding shaft 100. The stacked electrode assembly is illustrated in FIG. 2. As shown in e, the electrode layer is completed by laminating.

전해액 주입 및 Electrolyte injection and 침지단계Immersion stage

상기와 같이 구성된 전극조립체를 전해액에 침지시키거나, 또는 전해액을 주입하는 단계로써, 상기 전해액의 주입은 후술하는 알루미늄 포일로 전극 조립체를 수용하여 결착 처리한 후에 실시할 수도 있다.Immersion of the electrode assembly configured as described above or injecting the electrolyte, or the injection of the electrolyte, the injection of the electrolyte may be carried out after receiving the electrode assembly with an aluminum foil to be described later and the binding treatment.

봉인단계Seal step

도 3에 도시된 바와 같이, 좌측에서부터 순차적으로 설명하면, 전해액 주입 또는 침지단계를 거친 전극조립체(1)는, 알루미늄포일(4)로 감아 원통관을 형성하여 전극조립체(1)를 그 내부에 수용하고, 상기 전극조립체(1)를 수용한 알루미늄포일(4)의 마감부(41)를 열융착하고, 상기 알루미늄포일(4)로 형성된 원통관의 일측과 타측 끝단부는, 원통관의 중심에서 바깥쪽 방향으로 늘려 확장시키고, 상기와 같이 늘려 확장된 알루미늄포일(4)과, 전극조립체의 일측 또는 양측으로 뻗어있는 단자(2)와 결착성고분자(3)를 동시에 열융착시켜 봉인한다.As illustrated in FIG. 3, the electrode assembly 1 that has undergone the electrolyte injection or immersion step is wound around the aluminum foil 4 to form a cylindrical tube to form the electrode assembly 1 therein. And heat-sealing the finish portion 41 of the aluminum foil 4 containing the electrode assembly 1, and one end and the other end of the cylindrical tube formed of the aluminum foil 4, at the center of the cylindrical tube. It extends in the outward direction and expands, and expands and expands the aluminum foil 4 and the terminal 2 and the binder polymer 3 extending to one side or both sides of the electrode assembly at the same time and heat-sealed.

상기 알루미늄포일(4)은 10 ~ 100㎛의 두께를 갖는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 외둘레로 결착성고분자(3)가 결착되어 형성된다.The aluminum foil 4 has a thickness of 10 ~ 100㎛, as shown in Figure 4, is formed by binding the binding polymer (3) to the outer circumference.

상기 알루미늄포일(4)의 두께가 10㎛이하인 경우에는 알루미늄포일(4)이 찢어져 손상을 입기 쉽다는 문제점을 가지며, 100㎛이상인 경우에는 에너지 밀도를 향상시키기 위한 본 발명의 효과를 달성하기 어려우므로, 10 ~ 100㎛의 포일의 두께를 갖는 것이 바람직하다.When the thickness of the aluminum foil 4 is 10 μm or less, the aluminum foil 4 has a problem of being easily torn and damaged, and when the thickness of the aluminum foil 4 is 100 μm or more, it is difficult to achieve the effect of the present invention for improving the energy density. It is preferred to have a thickness of 10 to 100 µm.

상기 결착성고분자(3)에 의한 결착은 음극, 양극으로부터 전자 전도체로 유출되는 단자와의 결착력을 강화하고 절연 효과를 주기 위한 것으로, 상기 결착온도를 50℃이하로 할 경우에는 결착성고분자(3)의 결착이 불완전하게 이루어지고, 200℃이상으로 할 경우에는 결착성고분자(3)가 녹아 불균일한 결착이 발생되므로, 상 기 결착성고분자(3)를 50 ~ 200℃의 온도범위에서 결착하는 것이 바람직하다.The binding by the binding polymer (3) is to enhance the binding force with the terminal flowing out from the negative electrode and the positive electrode to the electron conductor and to give an insulation effect, when the binding temperature is 50 ℃ or less, the binding polymer (3) ), The binding polymer (3) is melted in the temperature range of 50 to 200 ℃ because the binding polymer (3) is melted and non-uniform binding occurs when the binding polymer (3) is melted. It is preferable.

상기 열융착은 단자(2), 결착성고분자(3) 및 알루미늄포일(4)을 동시에 100 ~ 250℃의 온도에서 실시하는 것으로, 상기 열융착 온도가 100℃이하인 경우에는 약한 열에도 결착부위가 떨어지는 문제점이 발생되고, 250℃이상인 경우에는 수지 및 결착성고분자(3)가 용융되어 형태를 유지하기 어려우므로, 100 ~ 250℃의 온도범위에서 열융착을 실시하는 것이 바람직하다.The thermal fusion is performed by the terminal 2, the binding polymer 3 and the aluminum foil (4) at a temperature of 100 ~ 250 ℃ at the same time, when the thermal fusion temperature is 100 ℃ or less, the binding site is weak even heat When the falling problem occurs, and the resin and the binding polymer (3) is difficult to maintain the shape in the case of 250 ℃ or more, it is preferable to perform thermal fusion in the temperature range of 100 ~ 250 ℃.

또한, 상기 결착성고분자(3)를 열융착하여 알루미늄포일(4) 원통의 밀봉은 진공포장기를 이용하여 100 ~ 250℃온도에서 전지 내부를 진공화하면서 열융착하여 봉인할 수도 있다.In addition, the sealing polymer 3 may be heat-sealed to seal the cylinder of the aluminum foil 4 by heat-sealing while vacuuming the inside of the battery at a temperature of 100 to 250 ° C. using a vacuum packaging machine.

상기 전해액 주입과 봉인과정은 수분과의 반응 억제가 필요한 경우에 통제된 분위기(불활성 기체 충진 박스, 드라이 룸)에서 실시할 수 있다.The electrolyte injection and sealing process may be performed in a controlled atmosphere (inert gas filling box, dry room) when it is necessary to suppress the reaction with moisture.

단자의 Terminal 굽힘처리Bending

알루미늄포일(4)을 독립적으로 전지 외관으로 사용할 경우에는, 완전 봉인되어 형성된 전지의 일측 또는 양측으로 뻗어있는 단자(2)와 알루미늄포일(4) 사이의 결착 부분은 에너지 밀도를 떨어뜨리는 문제점을 갖게 된다.When the aluminum foil 4 is independently used as a battery appearance, the binding portion between the terminal 2 and the aluminum foil 4 extending to one side or both sides of the battery completely formed and sealed has a problem of lowering the energy density. do.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해서는 도 6에 도시된 바와 같이, 전지의 일측 또는 양측으로 뻗어있는 단자(2)를 굽힘기를 이용하여 2단으로 굽힘처리 한다.In order to solve the above problem, as illustrated in FIG. 6, the terminal 2 extending to one side or both sides of the battery is bent in two stages using a bending machine.

상기 도 6는 본 발명에 따른 2단 굽힘처리된 원통형 전지를 도시한 측면도이고, 도 7은 도 6에 따른 원통형 전지를 화살표 방향으로 마감처리된 것을 도시한 정면도이다.6 is a side view showing a two-stage bent cylindrical battery according to the present invention, Figure 7 is a front view showing the finish of the cylindrical battery according to Figure 6 in the direction of the arrow.

앞서와는 달리, 알루미늄포일(4)을 전지 외관의 내면에 사용할 경우에는, 후술하는 바와 같이 굽힘 처리를 하지 않고 2차 봉인단계를 거치게 된다.Unlike the above, when the aluminum foil 4 is used on the inner surface of the battery exterior, as described later, the aluminum foil 4 is subjected to the secondary sealing step without the bending process.

따라서, 단자는 에너지 밀도를 떨어뜨리는 문제점을 해결하기 위해 굽힘처리를 할 수 있으나, 전지 채용 기기와의 연결성 등을 고려하여 생략할 수도 있다.Accordingly, the terminal may be bent to solve the problem of lowering the energy density, but may be omitted in consideration of connectivity with a battery-applied device.

2차 봉인단계2nd seal step

알루미늄포일(4)이 전지 외관의 내면에 사용될 경우에는, 알루미늄포일(4)이 독립적으로 외관에 쓰일 때와는 구별되는 점이 나타난다.When the aluminum foil 4 is used on the inner surface of the cell appearance, it is distinguished from when the aluminum foil 4 is used for the appearance independently.

이는, 도 5에 도시된 바와 같이, 알루미늄포일(4)의 일면 외둘레로 결착성고분자(3)가 결착되고, 다른 일면으로도 결착성고분자(3)가 결착된 알루미늄 포일(4)을 사용하는 것, 즉 알루미늄포일(4) 양면으로 결착성고분자(3)가 결착되어 있다는 점과, 도 9에 도시된 바와 같이, 굽힘처리가 1단으로 처리된다는 점이 다르다.As shown in FIG. 5, the binding polymer 3 is bound to the outer surface of the aluminum foil 4, and the binding polymer 3 is also bound to the other surface of the aluminum foil 4. In other words, the binding polymer 3 is bound to both sides of the aluminum foil 4, and as shown in FIG. 9, the bending treatment is performed in one stage.

도 8에 도시된 바와 같이, 2차 봉인단계를 좌측을 기준으로 하여 순차적으로 살펴보면, 전지 외관의 내면이 알루미늄포일(4)인 전지를 봉인하고, 봉인한 전지의 봉인 부분이 외부로 돌출되지 않도록 마감처리하고, 마감처리된 전지를 열수축형튜 브(5)에 수용하고, 상기 열수축형튜브(5)에 100 ~ 250℃ 온도의 열을 가해 수축을 유도한 후, 상기 열수축형튜브(5)와, 상기 알루미늄포일(4)과, 상기 알루미늄포일(4)의 양면에 결착되어 있는 결착성고분자(3)를 100 ~ 250℃의 온도에서 열융착시킴으로써, 2차 봉인단계를 완성한다.As shown in FIG. 8, when the secondary sealing step is sequentially viewed based on the left side, the inner surface of the battery is sealed with the aluminum foil 4, so that the sealed portion of the sealed battery does not protrude to the outside. After finishing, the finished cell is accommodated in a heat shrinkable tube (5), heat is applied to the heat shrinkable tube (5) at a temperature of 100 ~ 250 ℃ to induce shrinkage, and then the heat shrinkable tube (5) and By heat-sealing the aluminum foil 4 and the binding polymer 3 bound to both sides of the aluminum foil 4 at a temperature of 100 to 250 ° C., the secondary sealing step is completed.

상기 열융착 온도를 100℃이하로 할 경우에는 약한 열에도 결착부위가 떨어지는 문제점이 발생되고, 250℃이상으로 할 경우에는 수지 및 결착성고분자(3)가 용융되어 형태를 유지하기 어려우므로 융착 온도는 100 ~ 250℃의 온도범위에서 융착하는 것이 바람직하다.If the thermal fusion temperature is less than 100 ℃ causes a problem that the binding site is falling even in weak heat, when the temperature is 250 ℃ or more because the resin and the binding polymer (3) is difficult to maintain the shape of the fusion temperature Is preferably fused in the temperature range of 100 ~ 250 ℃.

상기 열수축형튜브(5)는 전해액과 반응을 일으키지 않는 성분으로써, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리비닐클로라이드, 실리콘 수지 중 선택되는 어느 1종 또는 2종 이상의 혼합인 것을 사용한 것으로, 수축률이 1%이상인 것으로서 제조방식에 관계없이 사용 가능하다. 상기에서 수축률이 1%이하이면 전지를 열수축 튜브가 적절한 압으로 유지하기가 어렵고 빈 공간이 생기기 쉽다.The heat-shrinkable tube 5 is a component that does not react with the electrolyte, and used any one or a mixture of two or more selected from polyolefin, polyester, polyvinyl chloride, and silicone resin, and the shrinkage ratio is 1% or more. It can be used regardless of the manufacturing method. When the shrinkage rate is 1% or less, it is difficult for the heat shrink tube to maintain the proper pressure and an empty space is likely to occur.

상기 열수축형튜브(5)의 수축 전의 직경은 알루미늄포일(4)을 외관의 내면으로 사용한 전지의 크기보다는 커야하고 최대 수축 직경은 알루미늄포일(4)을 외관의 내면으로 사용한 전지의 크기보다 작아야 한다.The diameter before shrinking of the heat shrinkable tube 5 should be larger than the size of the battery using the aluminum foil 4 as the inner surface of the outer tube and the maximum shrinkage diameter should be smaller than the size of the battery using the aluminum foil 4 as the inner surface of the tube. .

수축 전의 직경이 알루미늄포일(4)을 외관의 내면으로 사용한 전지의 크기보 다 작으면 알루미늄포일(4)을 외관의 내면으로 사용한 전지를 수용할 수 없으며, 최대 수축되었을 때의 직경이 알루미늄포일(4)을 외관의 내면으로 사용한 전지 크기보다 클 경우는 적절한 압력을 전지에 가해 줄 수가 없어, 빈 공간이 생겨서 원하는 모양을 형성하기가 어렵다.If the diameter before shrinkage is smaller than the size of the battery using the aluminum foil 4 as the inner surface of the exterior, the battery using the aluminum foil 4 as the inner surface of the exterior cannot be accommodated. If 4) is larger than the size of the battery used as the inner surface of the exterior, proper pressure cannot be applied to the battery, and it is difficult to form a desired shape due to empty space.

상기 결착성고분자(3)를 열융착하여 알루미늄포일(4)을 외관의 내면으로 사용한 전지를 밀봉하는 방법은 진공포장기를 이용하여 100 ~ 250℃온도에서 전지 내부를 진공화하면서 열융착하여 봉인할 수도 있다.The method of sealing the battery using the aluminum foil (4) as the inner surface by heat-sealing the binding polymer (3) to be sealed by heat sealing while vacuuming the inside of the battery at a temperature of 100 ~ 250 ℃ using a vacuum packaging machine It may be.

상기 전해액 주입과 봉인과정은 수분과의 반응 억제가 필요한 경우에 통제된 분위기(불활성 기체 충진 박스, 드라이 룸)에서 실시할 수 있다.The electrolyte injection and sealing process may be performed in a controlled atmosphere (inert gas filling box, dry room) when it is necessary to suppress the reaction with moisture.

이상에서 설명한 전지는 일례로 원통형 전지를 기준으로 설명한 것으로써, 알루미늄포일(4)을 독립적으로 전지의 외관으로 사용하는 것으로는 원기둥 또는 각형 형상을 갖는 권취형으로 일측 또는 양측에 단자가 있는 것이 사용되고, The battery described above is an example of a cylindrical battery. For the use of the aluminum foil 4 as an external appearance of the battery, a winding type having a cylinder or a square shape having a terminal on one side or both sides is used. ,

알루미늄포일(4)을 수축형 튜브를 외관으로 사용하는 전지의 내면에 사용하는 것으로는 원기둥 또는 각형 형상을 갖는 권취형으로 일측 또는 양측에 단자가 있는 것이 사용되며, 이외에도 본 발명에 따른 전지의 형태는 다양하게 제조 가능함을 밝혀두는 바이다.As the aluminum foil 4 is used for the inner surface of a battery using a shrinkable tube as an external appearance, a wound type having a cylinder or a square shape and having a terminal on one side or both sides is used. It is to be understood that is a variety of manufacturing.

이상에서와 같은 본 발명의 구성을 실시 예1을 통해 더욱 구체적으로 살펴보 도록 한다.The configuration of the present invention as described above will be described in more detail through the first embodiment.

실시 예 1: 알루미늄 포일을 외관으로 사용한 Example 1: Aluminum Foil as Appearance 리튬이온Lithium ion 전지의 제작 Fabrication of batteries

음극활물질로서 흑연을 사용하고 음극판으로는 구리포일을, 양극활물질로는 리튬코발트옥사이드(LiCoO2), 양극판으로는 알루미늄 포일을 각각 음극과 양극으로 사용하였으며 분리막으로는 폴리에칠렌(PE) 다공성 필름을 사용하여 제작하였다. 이렇게 제작된 음극, 양극, 분리막을 권취기의 권취축에 권취한 후에 음극, 양극으로부터 상하 분리되어 나온 단자를 폴리프로필렌 고분자를 사용하여 130℃에서 열 융착하였다. 이렇게 준비된 전극 조립체를 전해액(1M LiPF6 in EC/DEC(50:50 v%)에 침지시킨 후 준비된 40㎛의 알루미늄 포일에 감은 후 끝부분을 결착하여 알루미늄 포일을 사용한 원통을 제작하였다. 양쪽 끝으로 나온 단자와 결착성 고분자로 폴리프로필렌을 사용하고 그리고 알루미늄 포일을 180℃온도에서 열융착 봉인하고 2단 굽힘처리하여 AAA(10.5 X 44.5)사이즈의 전지를 제작하였다. 봉인된 전지에 대하여 충전, 방전 테스트를 0.2C전류로서 실시하였으며 그 결과가 도 8과 같으며 용량은 515 mAh였으며 이는 545 Wh/l, 210 Wh/kg의 높은 에너지 밀도를 보여 주었다.Graphite is used as the negative electrode active material, copper foil is used as the negative electrode plate, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) is used as the positive electrode plate, and aluminum foil is used as the positive electrode and the positive electrode, respectively. It was produced by. The negative electrode, the positive electrode, and the separator thus produced were wound on the winding shaft of the winder, and the terminals separated up and down from the negative electrode and the positive electrode were thermally fused at 130 ° C. using a polypropylene polymer. The electrode assembly thus prepared was immersed in an electrolyte solution (1M LiPF 6 in EC / DEC (50:50 v%), wound on a prepared 40 μm aluminum foil, and the ends were bonded to prepare a cylinder using aluminum foil. Polypropylene was used as the terminal and the binder polymer, and the aluminum foil was heat-sealed at 180 ° C. and bent in two stages to fabricate an AAA (10.5 X 44.5) sized battery. The discharge test was carried out as a 0.2C current, the results are as shown in Figure 8 and the capacity was 515 mAh, which showed a high energy density of 545 Wh / l, 210 Wh / kg.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 알루미늄 포일을 독립적인 전지의 외관으로 사용하거나, 또는 다른 재질의 외관의 내면에 사용하여 이루어진 전지 는 그 제작과정에 있어서 금속 캔 및 파우치를 케이스로 사용하던 종래의 방법을 알루미늄 포일을 사용함으로써 그 제작이 간단하게 되고 에너지 밀도의 향상과 안정성 및 경제성이 우수한 전지를 제공할 수 있으며, 또한 종래의 방법으로는 불가능했던, 여러 형태로 전지의 제작이 가능하다는 효과를 갖는다.As described above, the battery made by using the aluminum foil according to the present invention as an independent battery appearance, or on the inner surface of the appearance of the other material is a conventional case that used a metal can and pouch as a case in the manufacturing process By using the aluminum foil of the method of the present invention, the production is simplified and the battery can be provided with excellent energy density, stability and economic efficiency, and also it is possible to manufacture the battery in various forms, which was impossible with the conventional method. Has

Claims (3)

음극, 양극 및 상기 음극과 양극 사이에 위치하는 분리막으로 이루어진 전극층이 권취 또는 적층되는 것으로 이루어지는 전극조립체 제조단계;와,An electrode assembly manufacturing step of forming an electrode layer including a cathode, an anode, and a separator positioned between the cathode and the anode; 상기 전극조립체에 전해액을 주입시키는 전해액 주입단계;와,An electrolyte injection step of injecting an electrolyte solution into the electrode assembly; 상기 전해액이 주입된 전극조립체를 봉인하는 봉인단계;로 이루어지고, 그 봉인단계는 전극조립체를 알루미늄 포일로 감아서 내부로 수용하고, 상기 알루미늄 포일의 마감부를 결착성고분자로 결착처리한 후, 상기 전극조립체의 일측 또는 양측으로 돌출되어 있는 단자, 상기 알루미늄 포일, 결착성고분자를 동시에 100 ~ 250℃로 열융착하는 것에 있어서,Sealing step of sealing the electrode assembly in which the electrolyte is injected; the sealing step is to wrap the electrode assembly with aluminum foil to accommodate the inside, and after binding the finishing portion of the aluminum foil with the binding polymer, the In heat-sealing the terminal protruding to one side or both sides of the electrode assembly, the aluminum foil, the binding polymer at the same time 100 ~ 250 ℃, 상기 알루미늄 포일이 전지 외관의 내면에 사용될 경우, 상기 외관은 폴리올레핀, 파우치, 열 수축형 튜브, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이마이드(PI), 폴리비닐클로라이드(PVC) 중 선택되는 어느 1종 이상으로 이루어짐을 특징으로 하는 알루미늄 포일을 케이스로 사용한 전지의 제조방법.When the aluminum foil is used on the inner surface of the cell appearance, the appearance is any one or more selected from polyolefin, pouch, heat shrinkable tube, polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI), polyvinyl chloride (PVC) Method for producing a battery using an aluminum foil, characterized in that consisting of. 삭제delete 삭제delete
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