KR101094014B1 - 이차 전지용 케이스 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 케이스의 표면에 산화피막을 형성시키되 산화피막을 별도의 봉공처리 없이 더욱 안정화되고 내식성이 강한 장벽형으로 형성시킬 수 있는 이차 전지용 케이스를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 이차 전지용 케이스는 전극 조립체를 수용하며 전도성 재질로 이루어지는 몸체와, 그리고 몸체의 표면에 형성되는 결정질 장벽형 산화피막을 포함한다.

Description

이차 전지용 케이스 및 그 제조 방법{CASE FOR A SECONDARY BATTERY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 이차 전지용 케이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충·방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이온 이차 전지는 작동전압이 3.6V로서, 전자장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량 당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이온 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 또한, 리튬 이온 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적 형상으로는 원통형과, 각형과, 그리고 파우치형을 들 수 있다.
또한, 리튬 이온 이차 전지는 전극 조립체와, 그리고 전극 조립체가 수용되는 전도성 재질의 케이스를 포함한다.
하지만, 전도성 재질의 케이스에 수용된 전극 조립체가 외부적 힘에 의해 케이스에 접촉되면서 쇼트 및 부식 등이 발생될 수 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 케이스의 표면에 산화피막을 형성시키되 산화피막을 별도의 봉공처리 없이 더욱 안정화되고 내식성이 강한 장벽형으로 형성시킬 수 있는 이차 전지용 케이스 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지용 케이스는 전극 조립체를 수용하며 전도성 재질로 이루어지는 몸체; 및 상기 몸체의 표면에 형성되는 결정질 장벽형 산화피막을 포함한다.
또한, 상기 몸체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 알루미늄 판일 수 있고, 그리고 이 경우 상기 결정질 장벽형 산화피막은 결정질 장벽형 산화알루미늄 막일 수 있다.
또한, 상기 결정질 장벽형 산화알루미늄 막은 상기 알루미늄 판에 형성되는 비결정질 산화알루미늄 막을 열처리하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 열처리를 위한 조건으로, 가열 온도는 300 내지 600℃일 수 있고, 그리고 가열 시간은 1 내지 24시간일 수 있다.
또한, 상기 비결정질 산화알루미늄 막은 상기 알루미늄 판을 아디핀산 용액에 침지한 상태에서 전기화학적 처리를 통해 상기 알루미늄 판의 표면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 아디핀산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로, 상기 아디핀산 용액의 몰농도는 0.5 내지 1.5M일 수 있고, 처리 온도는 60 내지 80℃ 일 수 있고, 그리고 처리 전압은 100 내지 150V일 수 있다.
또한, 상기 알루미늄 판의 절연성을 더욱 확보하기 위해, 상기 비결정질 산화알루미늄 막의 두께는 붕산 용액 내에서의 전기화학적 처리에 의해 더 커질 수 있다.
또한, 상기 붕산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로, 상기 붕산 용액의 몰농도는 0.5 내지 2.0M일 수 있고, 처리 온도는 60 내지 80℃일 수 있고, 그리고 처리 전압은 250 내지 500V일 수 있다.
또한, 상기 결정질 장벽형 산화알루미늄 막이 형성된 상기 알루미늄 판은 고용량 또는 고출력의 전지의 케이스에 사용될 수 있다.
또한, 상기 결정질 장벽형 산화알루미늄 막이 형성된 상기 알루미늄 판은 하이브리드 전기 자동차용 전지 또는 전기 자동차용 전지의 케이스에 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지용 케이스의 제조 방법은 알루미늄 판을 아디핀산 용액에 침지하는 단계; 상기 아디핀산 용액에 침지한 상태에서 전기화학적 처리를 통해 상기 알루미늄 판의 표면에 비결정질 산화알루미늄 막을 형성하는 단계; 및 상기 비결정질 산화알루미늄 막을 열처리하여 결정질 장벽형 산화알루미늄 막을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 결정질 장벽형 산화알루미늄 막을 형성하는 단계에서, 상기 열처리를 위한 조건으로, 가열 온도는 300 내지 600℃일 수 있고, 그리고 가열 시간은 1 내지 24시간일 수 있다.
상기 비결정질 산화알루미늄 막을 형성하는 단계에서, 상기 아디핀산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로, 아디핀산 용액의 몰농도는 0.5 내지 1.5M일 수 있고, 처리 온도는 60 내지 80℃일 수 있으며, 그리고 처리 전압은 100 내지 150V일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지용 케이스의 제조 방법은 상기 비결정질 산화알루미늄 막을 형성하는 단계와 상기 결정질 장벽형 산화알루미늄 막을 형성하는 단계 사이에, 상기 비결정질 산화알루미늄 막이 형성된 상기 알루미늄 판을 붕산 용액에 침지하는 단계; 및 상기 붕산 용액에 침지한 상태에서 전기화학적 처리를 통해 상기 비결정질 산화알루미늄 막의 두께를 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 비결정질 산화알루미늄 막의 두께를 증가시키는 단계에서, 상기 붕산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로, 붕산 용액의 몰농도는 0.5 내지 2.0M일 수 있고, 처리 온도는 60 내지 80℃일 수 있고, 그리고 처리 전압은 250 내지 500V일 수 있다.
일 예로서, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지용 케이스의 제조 방법은 상기 결정질 장벽형 산화알루미늄 막을 형성하는 단계 후에, 상기 알루미늄 판을 설정 형상으로 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 예로서, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지용 케이스의 제조 방법은 상기 아디핀산 용액에 침지하는 단계 전에, 상기 알루미늄 판을 설정 형상으로 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지용 케이스 및 그 제조 방법은 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 결정질 장벽형 산화알루미늄 막이 케이스의 몸체에 형성됨에 따라, 외부적 힘에 의해 케이스에 내장된 전극 조립체가 케이스에 접촉되어도 쇼트 및 부식 등을 미연에 막을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 열처리를 통해 비결정질 산화 알루미늄 막이 결정질 장벽형 산화알루미늄 막으로 변화됨에 따라, 별도로 봉공처리를 수행하지 않아도 되므로 제조 공정을 단순화시킬 수 있음과 함께 제조 비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예 의하면, 일반적인 비결정질의 다공형 산화피막에 비해 상대적으로 더욱 안정화되고 내식성이 강하며 케이스의 부품(Swelling) 정도를 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 케이스 및 이에 수용된 전극 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 케이스를 나타낸 것으로 도 1를 II-II 선으로 잘라서 본 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 케이스의 제조 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지용 케이스의 제조 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 케이스 및 이에 수용된 전극 조립체를 나타낸 사시도이고, 그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 케이스를 나타낸 것으로 도 1를 II-II 선으로 잘라서 본 요부 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 케이스(C)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(120)를 수용하는 몸체(100)와, 그리고 결정질 장벽형 산화피막(200)을 포함한다.
전극 조립체(120)는 충전 또는 방전을 하기 위한 주요 구성으로서, 양극판(123)과, 음극판(125)과, 그리고 세퍼레이터(124)(separator)을 포함하고, 그리고 양극판(123)과 음극판(125)은 세퍼레이터(124)(separator)를 사이에 두고 적층된다. 이하, 도 1을 참조하여, 전극 조립체(120)의 각 구성요소들을 상세히 설명한다.
양극판(123)은 전도성이 우수한 금속 박판, 예를 들면, 알루미늄 호일(foil)로 이루어진 양극 집전체와, 그 양면에 코팅된 양극 활물질층을 포함한다. 또한, 양극판(123)의 양 말단에는 양극 활물질층이 형성되지 않은 양극 집전체 영역, 즉 양극 무지부가 형성된다. 또한, 양극 무지부의 일단에는 일반적으로 알루미늄 재질로 형성되며, 전극 조립체(120)로부터 일정 길이 돌출되는 양극 탭(126)이 접합된다.
음극판(125)은 전도성 금속 박판, 예를 들면, 구리 또는 니켈 호일로 이루어진 음극 집전체와, 그리고 양면에 코팅된 음극 활물질층을 포함한다. 또한, 음극판(125)의 양 말단에는 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체 영역, 즉 음극 무지부가 형성된다. 또한, 음극 무지부의 일단에는 일반적으로 니켈 재질로 형성되며, 전극 조립체(120)로부터 일정 길이 돌출된 음극 탭(127)이 접합된다.
세퍼레이터(124)는 양극판(123)과 음극판(125)의 단락을 방지하며, 리튬 이온을 통과시킬 수 있도록 다공막 고분자물질로 형성될 수 있다.
몸체(100)는 이러한 전극 조립체(120)를 수용하는 것으로서, 판형상을 가지며 전도성 재질로 이루어진다. 또한, 이러한 판형 몸체(100)는 전지의 형상에서 따라 원통 형상과, 각 형상과, 그리고 파우치 형상으로 가공될 수 있다. 일 예로서, 몸체(100)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 즉, 알루미늄을 베이스로 하는 알루미늄 판일 수 있다.
결정질 장벽형 산화피막(200)은 몸체(100)의 표면에 형성된다. 특히, 몸체(100)가 알루미늄 판(이하, 몸체와 함께 도면부호 "100"으로 가르킴)일 경우 결정질 장벽형 산화피막(200)은 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(이하, 결정질 장벽형 산화피막과 함께 도면부호 "200"으로 가리킴)일 수 있다. 이하, 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)을 보다 구체적으로 설명한다.
결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)은 알루미늄 판(100)에 형성되는 비결정질 산화알루미늄 막을 열처리하여 형성될 수 있다. 특히, 열처리를 위한 조건으로, 가열 온도는 300 내지 600℃일 수 있고, 그리고 가열 시간은 1 내지 24시간일 수 있다. 여기서, 가열 온도가 300℃ 보다 작게 되면 비결정질이 결정질로 변하지 않게 되고, 그리고 가열 온도가 600℃ 보다 크게 되면 불필요하게 에너지를 낭비하거나 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200) 내에 있는 알루미늄 판(100)의 일부가 용융될 수 있다. 또한, 가열 시간이 1시간 보다 작게 되면 비결정질이 결정질로 충분히 변하지 않게 되고, 그리고 가열 시간이 24시간 보다 크게 되면 비결정질이 결정질로 완전히 변한 상태이므로 더 이상의 변화가 없는 상태에서 에너지를 불필요하게 낭비할 수 있다. 나아가, 이러한 열처리에 의해 비결정질 상태가 결정질로 상태로 변화됨에 따라, 더욱 안정화되고 내식성이 강한 장벽형으로 형성시킬 수 있다. 따라서, 일반적으로 행해지던 봉공 처리가 별도로 수행되지 않아도 되므로 제조 공정을 단순화시킬 수 있음과 함께 제조 비용을 줄일 수 있다.
이러한 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)이 형성된 알루미늄 판(100)은 고용량 또는 고출력의 전지의 케이스에 사용될 수 있다. 즉, 이러한 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)은 비결정질의 산화피막 또는 다공형의 산화피막에 비해 보다 안정화되고 내식성이 강하며 케이스(C)의 부품(Swelling) 정도(표 2 참조)가 낮으므로, 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)이 형성된 알루미늄 판(100)은 고용량의 전지용 케이스 또는 고출력의 전지용 케이스에 사용되어도 그 안전성이 충분히 확보될 수 있다. 특히, 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)이 형성된 알루미늄 판(100)은 노면 충격이 지속적으로 가해지는 하이브리드 전기 자동차용 전지의 케이스 또는 전기 자동차용 전지의 케이스에 사용되어도 그 안전성이 충분히 확보될 수 있다.
구분 절연 물질 케이스의 부품 정도 변화량(Swelling)
비교예 비결정질 다공형 산화알루미늄 막 Δ0.73mm
본 발명 결정질 장벽형 산화알루미늄 막 Δ0.11mm
표 1은 케이스의 내부에 형성된 산화피막에 따라 동일한 조건에서 상대적으로 비교 실험한 결과 그 부품(Swelling) 정도가 서로 다름을 보이고 비교표이다. 특히, 실험에 의하면, 표 1에 나타난 바와 같이, 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)이 몸체(100)에 형성된 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지용 케이스(C)가 비결정질 다공형 산화알루미늄 막이 몸체에 형성된 비교예의 케이스에 비해 그 케이스의 부품 정도가 상당이 줄어드는 것으로 나타났다.
이하, 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)이 열처리되기 전 상태인 비결정질 산화알루미늄 막을 보다 구체적으로 설명한다.
비결정질 산화알루미늄 막은 알루미늄 판(100)을 아디핀산 용액에 침지한 상태에서 전기화학적 처리를 통해 알루미늄 판(100)의 표면에 형성 즉, 알루미늄 판(100)의 표면이 산화되면서 형성될 수 있다. 특히, 아디핀산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로, 아디핀산 용액의 몰농도는 0.5 내지 1.5M일 수 있고, 처리 온도는 60 내지 80℃ 일 수 있고, 그리고 처리 전압은 100 내지 150V일 수 있다.
여기서, 아디핀산 용액의 몰농도가 0.5M 보다 작게 되면 아디핀산이 희박하여 산화가 제대로 이루어지지 않아 추후 절연성 확보가 어려울 수 있고, 그리고 아디핀산 용액의 몰농도가 1.5M 보다 크게 되면 더 이상의 산화는 이루어지지 않고 단지 아디핀산 용액에 따른 비용만이 증가될 수 있다. 또한, 처리 온도가 60℃ 보다 작으면 산화가 제대로 이루어지지 않아 추후 절연성 확보가 어려울 수 있고, 그리고 처리 온도가 80℃ 보다 크게 되면 더 이상의 산화는 이루지지 않고 단지 온도에 따른 비용만이 증가될 수 있다. 또한, 처리 전압이 100V 보다 작으면 산화가 제대로 이루어지지 않아 추후 절연성 확보가 어려울 수 있고, 그리고 처리 전압이 150V 보다 크게 되면, 더 이상의 산화는 이루어지지 않고 단지 전압에 따른 비용만이 증가될 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 케이스의 제조 방법을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지용 케이스의 제조 방법을 나타낸 플로우 차트(flow chart)이다.
먼저, 알루미늄 판(100)을 아디핀산 용액에 침지한다(S110 참조).
아디핀산 용액에 침지한 상태에서 전기화학적 처리를 통해 알루미늄 판(100)의 표면에 비결정질 산화알루미늄 막을 형성 즉, 알루미늄 판의 표면을 산화시켜 비결정질 산화알루미늄 막을 형성한다(S120 참조). 이 때, 아디핀산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로, 아디핀산 용액의 몰농도는 0.5 내지 1.5M일 수 있고, 처리 온도는 60 내지 80℃일 수 있으며, 그리고 처리 전압은 100 내지 150V일 수 있다. 이러한 수치에 대한 구체적인 설명은 상술한 바 있으므로 생략한다.
이 후, 이렇게 형성된 비결정질 산화알루미늄 막을 열처리하여 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)을 형성시킨다(S130 참조). 즉, 열처리를 통해 비결정질 산화알루미늄 막을 결정질 상태 및 장벽형 상태로 변화시킨다. 이 때, 열처리를 위한 조건으로, 가열 온도는 300 내지 600℃일 수 있고, 그리고 가열 시간은 1 내지 24시간일 수 있다. 이러한 수치에 대한 구체적인 설명은 상술한 바 있으므로 생략한다.
이 후, 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)이 형성되면 알루미늄 판(100)을 임팩(Impact) 방식 또는 디프 드로잉(Deep Drawing) 방식을 통해 설정 형상으로 가공한다. 여기서, 설정 형상은 전지의 형상에 따라 원통 형상, 각 형상, 또는 파우치 형상 중 어느 하나 일 수 있다. 다른 예로서, 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)이 형성된 후가 아닌 상술한 아디핀산 용액에 침지하기 전에, 알루미늄 판(100)을 상술한 설정 형상으로 미리 가공할 수도 있으며, 이 경우에는 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)이 형성되기 전(前)이므로 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)의 파손 등의 주의 없이 알루미늄 판(100)을 설정 형상으로 용이하게 가공할 수 있으므로 제조 시간을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지용 케이스는 붕산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 더 행하여 이미 형성된 비결정질 산화알루미늄 막의 두께를 더 증가시킨다는 특징을 제외하고는 상술한 본 발명의 일 실시예와 동일 하므로 이하에서는 붕산 용액 내에서의 전기화학적 처리에 대해서만 살펴본다.
이미 아디핀산 용액을 통해 비결정질 산화 알루미늄 막이 형성된 상태에서 알루미늄 판(100)의 절연성을 더욱 확보할 목적으로, 비결정질 산화알루미늄 막의 두께를 더 증가시키기 위해 붕산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 한번 더 할 수 있다. 특히, 붕산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로, 붕산 용액의 몰농도는 0.5 내지 2.0M일 수 있고, 처리 온도는 60 내지 80℃일 수 있고, 그리고 처리 전압은 250 내지 500V일 수 있다.
여기서, 붕산 용액의 몰농도가 0.5M 보다 작게 되면 붕산이 희박하여 산화가 제대로 이루어지지 않을 수 있고, 그리고 아디핀산 용액의 몰농도가 2.0M 보다 크게 되면 더 이상의 산화는 이루어지지 않고 단지 아디핀산 용액에 따른 비용만이 증가될 수 있다.
또한, 처리 온도가 60℃ 보다 작으면 산화가 제대로 이루어지지 않을 수 있고, 그리고 처리 온도가 80℃ 보다 크게 되면 더 이상의 산화는 이루지지 않고 단지 온도에 따른 비용만이 증가될 수 있다.
또한, 처리 전압이 250V 보다 작으면 산화가 제대로 이루어지지 않을 수 있고, 그리고 처리 전압이 500V 보다 크게 되면, 더 이상의 산화는 이루어지지 않고 단지 전압에 따른 비용만이 증가될 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 상술한 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지용 케이스의 제조 방법을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지용 케이스의 제조 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
먼저, 알루미늄 판(100)을 아디핀산 용액에 침지한다(S210 참조).
아디핀산 용액에 침지한 상태에서 전기화학적 처리를 통해 알루미늄 판(100)의 표면에 비결정질 산화알루미늄 막을 형성 즉, 알루미늄 판(100)의 표면을 산화시켜 비결정질 산화알루미늄 막을 형성한다(S220 참조). 이 때, 아디핀산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로, 아디핀산 용액의 몰농도는 0.5 내지 1.5M일 수 있고, 처리 온도는 60 내지 80℃일 수 있으며, 그리고 처리 전압은 100 내지 150V일 수 있다. 이러한 수치에 대한 구체적인 설명은 상술한 바 있으므로 생략한다.
그리고 나서, 비결정질 산화알루미늄 막이 형성된 알루미늄 판(100)을 붕산 용액에 침지한다(S230 참조).
붕산 용액에 침지한 상태에서 전기화학적 처리를 통해 비결정질 산화알루미늄 막의 두께를 증가시킨다(S240 참조). 이 때, 붕산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로, 붕산 용액의 몰농도는 0.5 내지 2.0M일 수 있고, 처리 온도는 60 내지 80℃일 수 있고, 그리고 처리 전압은 250 내지 500V일 수 있다. 이러한 수치에 대한 구체적인 설명은 상술한 바 있으므로 생략한다.
이 후, 이렇게 형성된 비결정질 산화알루미늄 막을 열처리하여 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)을 형성시킨다(S250 참조). 즉, 열처리를 통해 비결정질 산화알루미늄 막을 결정질 상태 및 장벽형 상태로 변화시킨다. 이 때, 열처리를 위한 조건으로, 가열 온도는 300 내지 600℃일 수 있고, 그리고 가열 시간은 1 내지 24시간일 수 있다. 이러한 수치에 대한 구체적인 설명은 상술한 바 있으므로 생략한다.
이 후, 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)이 형성되면 알루미늄 판(100)을 임팩(Impact) 방식 또는 디프 드로잉(Deep Drawing) 방식을 통해 설정 형상으로 가공한다. 여기서, 설정 형상은 전지의 형상에 따라 원통 형상, 각 형상, 또는 파우치 형상 중 어느 하나 일 수 있다. 다른 예로서, 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)이 형성된 후가 아닌 상술한 아디핀산 용액에 침지하기 전에, 알루미늄 판(100)을 상술한 설정 형상으로 미리 가공할 수도 있으며, 이 경우에는 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)이 형성 전이므로 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)의 파손 등의 주의 없이 알루미늄 판(100)을 설정 형상으로 용이하게 가공할 수 있으므로 제조 시간을 줄일 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지용 케이스 및 그 제조 방법은 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)이 케이스(C)의 몸체(100)에 형성됨에 따라, 외부적 힘에 의해 케이스(C)에 내장된 전극 조립체(120)가 케이스(C)에 접촉되어도 쇼트 및 부식 등을 미연에 막을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 열처리를 통해 비결정질 산화 알루미늄 막이 결정질 장벽형 산화알루미늄 막(200)으로 변화됨에 따라, 별도로 봉공처리를 수행하지 않아도 되므로 제조 공정을 단순화시킬 수 있음과 함께 제조 비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예 의하면, 일반적인 비결정질의 다공형 산화피막에 비해 상대적으로 더욱 안정화되고 내식성이 강하며 케이스의 부품(Swelling) 정도를 낮출 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 몸체(또는 알루미늄 판) 120: 전극 조립체
200: 결정질 장벽형 산화피막(또는 결정질 장벽형 산화알루미늄 막)

Claims (17)

  1. 전극 조립체를 수용하며 전도성 재질로 이루어지는 몸체; 및
    상기 몸체의 표면에 형성되는 결정질 장벽형 산화피막을 포함하고,
    상기 몸체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 알루미늄 판이고,
    상기 결정질 장벽형 산화피막은 상기 알루미늄 판에 형성되는 비결정질 산화알루미늄 막을 열처리하여 형성되는 결정질 장벽형 산화알루미늄 막이고,
    상기 비결정질 산화알루미늄 막은 상기 알루미늄 판을 아디핀산 용액에 침지한 상태에서 전기화학적 처리를 통해 상기 알루미늄 판의 표면에 형성된 것이고,
    상기 비결정질 산화알루미늄 막의 두께는 붕산 용액 내에서의 전기화학적 처리에 의해 증가된 것을 특징으로 하는 이차 전지용 케이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 알루미늄 판이고, 그리고
    상기 결정질 장벽형 산화피막은 결정질 장벽형 산화알루미늄 막인 이차 전지용 케이스.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열처리를 위한 조건으로,
    가열 온도는 300 내지 600℃이고; 그리고
    가열 시간은 1 내지 24시간인 이차 전지용 케이스.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아디핀산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로,
    상기 아디핀산 용액의 몰농도는 0.5 내지 1.5M이고;
    처리 온도는 60 내지 80℃이고; 그리고
    처리 전압은 100 내지 150V인 이차 전지용 케이스.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 붕산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로,
    상기 붕산 용액의 몰농도는 0.5 내지 2.0M이고;
    처리 온도는 60 내지 80℃이고; 그리고
    처리 전압은 250 내지 500V인 이차 전지용 케이스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 결정질 장벽형 산화알루미늄 막이 형성된 상기 알루미늄 판은 고용량 또는 고출력의 전지의 케이스에 사용되는 이차 전지용 케이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 결정질 장벽형 산화알루미늄 막이 형성된 상기 알루미늄 판은 하이브리드 전기 자동차용 전지 또는 전기 자동차용 전지의 케이스에 사용되는 이차 전지용 케이스.
  11. 알루미늄 판을 아디핀산 용액에 침지하는 단계;
    상기 아디핀산 용액에 침지된 상태에서 전기화학적 처리를 통해 상기 알루미늄 판의 표면에 비결정질 산화알루미늄 막을 형성하는 단계;
    상기 비결정질 산화알루미늄 막이 형성된 상기 알루미늄 판을 붕산 용액에 침지하는 단계;
    상기 붕산 용액에 침지한 상태에서 전기화학적 처리를 통해 상기 비결정질 산화알루미늄 막의 두께를 증가시키는 단계; 및
    상기 비결정질 산화알루미늄 막을 열처리하여 결정질 장벽형 산화알루미늄 막을 형성하는 단계를 포함하는 이차 전지용 케이스의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 결정질 장벽형 산화알루미늄 막을 형성하는 단계에서,
    상기 열처리를 위한 조건으로,
    가열 온도는 300 내지 600℃이고; 그리고
    가열 시간은 1 내지 24시간인 이차 전지용 케이스의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 비결정질 산화알루미늄 막을 형성하는 단계에서,
    상기 아디핀산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로,
    상기 아디핀산 용액의 몰농도는 0.5 내지 1.5M이고;
    처리 온도는 60 내지 80℃이고; 그리고
    처리 전압은 100 내지 150V인 이차 전지용 케이스의 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 제11항에 있어서,
    상기 비결정질 산화알루미늄 막의 두께를 증가시키는 단계에서,
    상기 붕산 용액 내에서의 전기화학적 처리를 위한 조건으로,
    상기 붕산 용액의 몰농도는 0.5 내지 2.0M이고;
    처리 온도는 60 내지 80℃이고; 그리고
    처리 전압은 250 내지 500V인 이차 전지용 케이스의 제조 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 결정질 장벽형 산화알루미늄 막을 형성하는 단계 후에,
    상기 알루미늄 판을 설정 형상으로 가공하는 단계를 더 포함하는 이차 전지용 케이스의 제조 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 아디핀산 용액에 침지하는 단계 전에,
    상기 알루미늄 판을 설정 형상으로 가공하는 단계를 더 포함하는 이차 전지용 케이스의 제조 방법.
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