KR101243518B1 - Insulating case for lithium rechargeable battery and Lithium rechargeable battery using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬 이차전지용 절연 케이스 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고입체규칙성 호모폴리프로필렌(homo polypropylene)과 단일 활성점 촉매를 사용하여 제조된 에틸렌/α-올레핀(olefin) 공중합체 및 핵제를 포함하여 이루어진 수지조성물로 제조됨으로써, 기존의 호모폴리프로필렌 재질의 절연 케이스에 비해 굴곡강도, 내열성이 우수하며 리튬 이차전지 내에서 고온 안전성을 향상시킬 수 있는 절연 케이스 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것이다.The present invention relates to an insulating case for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery using the same, and more particularly, an ethylene / α-olefin (olefin) prepared by using a high stereoregular homo polypropylene and a single active site catalyst. ) It is manufactured from a resin composition including a copolymer and a nucleating agent, and has an excellent bending strength and heat resistance as compared to the conventional insulating case made of homopolypropylene, and an insulating case that can improve high temperature safety in a lithium secondary battery and using the same. It relates to a lithium secondary battery.
리튬 이차전지, 절연 케이스, 굴곡강도, 내열성, 고온 안전성 Lithium Secondary Battery, Insulation Case, Flexural Strength, Heat Resistance, High Temperature Safety
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 분리 사시도1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art
100 - 리튬 이차전지 110 - 캔100-Lithium Secondary Battery 110-Can
120 - 전극조립체 120 - 캡조립체120-Electrode Assembly 120-Cap Assembly
170 - 절연 케이스170-insulated case
본 발명은 리튬 이차전지용 절연 케이스 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고입체규칙성 호모폴리프로필렌(homo polypropylene)과 단일 활성점 촉매를 사용하여 제조된 에틸렌/α-올레핀(olefin) 공중합체 및 핵제를 포함하여 이루어진 수지조성물로 제조됨으로써, 기존의 호모폴리프로필렌 재질의 절연 케이스에 비해 굴곡강도, 내열성이 우수하며 리튬 이차전지 내에서 고온 안전성을 향상시킬 수 있는 절연 케이스 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것 이다.The present invention relates to an insulating case for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery using the same, and more particularly, an ethylene / α-olefin (olefin) prepared by using a high stereoregular homo polypropylene and a single active site catalyst. ) It is manufactured from a resin composition including a copolymer and a nucleating agent, and has an excellent bending strength and heat resistance as compared to the conventional insulating case made of homopolypropylene, and an insulating case that can improve high temperature safety in a lithium secondary battery and using the same. It is about a lithium secondary battery.
최근 전자, 통신, 컴퓨터 산업 등의 급속한 발전에 힘입어 기기의 소형, 경량화 및 고기능화와 함께, 캠코더, 휴대폰, 노트북 PC 등 휴대용 전자제품의 사용이 일반화됨으로써, 가볍고 오래 사용할 수 있으며 신뢰성이 높은 전지에 대한 요구가 높아지고 있다. 특히, 충전가능한 리튬 이차 전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연 전지 등과 비교할 때 단위 중량당 에너지 밀도가 3배 정도 높고, 급속 충전할 수 있기 때문에 국내외에서 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.With the recent rapid development of the electronics, telecommunications, and computer industries, the use of portable electronic products such as camcorders, mobile phones, notebook PCs, etc., as well as the compactness, light weight, and high functionality of the devices are becoming common. The demand for it is increasing. In particular, the rechargeable lithium secondary battery has a high energy density per unit weight of about 3 times higher than conventional lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, and nickel-zinc batteries, and can be rapidly charged. Development is underway.
리튬 이차전지는 형상에 따라 각형, 원통형 및 파우치형 등으로 분류된다. 이 중 각형 리튬 이차전지는 전극조립체, 전극조립체를 수용하는 캔 및 캔의 상단개구부를 밀폐하는 캡조립체를 포함하여 형성된다. 전극조립체와 캡조립체 사이에는 절연 케이스가 삽입된다. 상기 절연 케이스는 전극조립체와 캡조립체 사이를 절연하여 내부쇼트를 방지하고, 양극탭과 음극탭을 지지, 고정하여 낙하 등 외부충격에 의해 양극탭 또는 음극탭이 캔의 내벽에 닿아 내부쇼트가 발생하는 것을 방지하기 위해 삽입된다.Lithium secondary batteries are classified into square, cylindrical, and pouch types according to their shapes. Among these, the rectangular lithium secondary battery is formed to include an electrode assembly, a can housing the electrode assembly, and a cap assembly sealing the upper opening of the can. An insulating case is inserted between the electrode assembly and the cap assembly. The insulating case insulates between the electrode assembly and the cap assembly to prevent an internal short, and supports and fixes the positive and negative tabs so that the positive or negative tab touches the inner wall of the can due to an external shock such as a drop to generate an internal short. It is inserted to prevent it.
통상적으로 절연 케이스는 강도와 성형성이 우수한 폴리프로필렌 재질로 형성된다. 폴리프로필렌이 단독 중합된 호모폴리프로필렌 재질의 절연 케이스는 굴곡강도는 우수하나, 저온에서의 충격 강도가 떨어져 저온 환경에서 취약점을 드러낸다는 문제점이 있다. 또한, 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 재질의 절연 케이스는 저온 충격 강도는 어느 정도 개선되나, 굴곡강도와 내열성이 떨어져 상온 또는 고 온 환경에서 취약점을 드러낸다는 문제점이 있다. 따라서, 저온 충격 강도와 굴곡 강도 및 내열성을 향상시킬 수 있는 재질의 절연 케이스가 개발될 필요성이 대두된다.In general, the insulating case is formed of a polypropylene material having excellent strength and formability. Insulation case made of homopolypropylene made of homopolymerized polypropylene is excellent in flexural strength, but has a problem in that the impact strength at low temperature is low, thereby exposing weakness in low temperature environment. In addition, the insulation case of the propylene-ethylene block copolymer material is improved to some extent the low-temperature impact strength, there is a problem in that the flexural strength and heat resistance is poor to expose the weakness at room temperature or high temperature environment. Therefore, there is a need to develop an insulation case made of a material capable of improving low-temperature impact strength, flexural strength, and heat resistance.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특히 고입체규칙성 호모폴리프로필렌(homo polypropylene)과 단일 활성점 촉매를 사용하여 제조된 에틸렌/α-올레핀(olefin) 공중합체 및 핵제를 포함하여 이루어진 수지조성물로 제조됨으로써, 기존의 호모폴리프로필렌 재질의 절연 케이스에 비해 굴곡강도, 내열성이 우수하며 리튬 이차전지 내에서 고온 안전성을 향상시킬 수 있는 절연 케이스 및 이를 이용한 리튬 이차전지를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and particularly includes an ethylene / α-olefin copolymer and a nucleating agent prepared using a high stereoregular homo polypropylene and a single active site catalyst. It is made of a resin composition, which is excellent in flexural strength and heat resistance compared to the conventional insulated case of homopolypropylene material, and to provide an insulated case and a lithium secondary battery using the same to improve the high temperature safety in the lithium secondary battery The purpose is.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 리튬 이차전지용 절연 케이스는 입체규칙성이 있는 호모폴리프로필렌(homo polypropylene); 단일 활성점 촉매를 사용하여 제조된 에틸렌/α-올레핀(olefin) 공중합체; 및 핵제를 포함하여 이루어진 수지조성물 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.Insulation case for a lithium secondary battery of the present invention devised to solve the above problems is homopolypropylene having a stereoregularity (homo polypropylene); Ethylene / α-olefin copolymers prepared using single site catalysts; And a resin composition material comprising a nucleating agent.
또한, 상기 호모폴리프로필렌은 아이소택틱 펜타드(isotactic pentad) 분율이 적어도 95중량%이며, 230℃에서의 용융지수(MI:Melt Index )가 10 ~ 60 g/10min인 것이 바람직하다.In addition, the homopolypropylene has an isotactic pentad fraction of at least 95% by weight, and preferably has a melt index (MI: Melt Index) of 10 to 60 g / 10min at 230 ° C.
또한, 상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체는 밀도가 0.85 ~ 0.90 g/cm3 이고, 190℃에서의 용융지수(MI)가 1 ~ 10 g/10min인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체는 190℃에서의 용융지수(MI)가 1 ~ 5 g/10min 일 수 있다. 또한, 상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체는 1 ~ 20 중량% 로 포함되고, 상기 핵제는 0.05 ~ 0.5 중량% 로 포함되어 이루어질 수 있다.In addition, the ethylene / α-olefin copolymer has a density of 0.85 ~ 0.90 g / cm 3 It is preferable that melt index (MI) in 190 degreeC is 1-10 g / 10min. More preferably, the ethylene / α-olefin copolymer may have a melt index (MI) of 1 to 5 g / 10 min at 190 ° C. In addition, the ethylene / α-olefin copolymer may be included in 1 to 20% by weight, the nucleating agent may be included in 0.05 to 0.5% by weight.
또한, 상기 수지조성물은 230℃에서의 용융지수가 6 ~ 30 g/10min 일 수 있다.In addition, the resin composition may be a melt index of 6 ~ 30 g / 10min at 230 ℃.
또한, 본 발명의 리튬 이차전지는 전극조립체와, 상기 전극조립체를 수용하는 캔과, 상기 캔을 밀봉하는 캡조립체 및 상기 전극조립체와 상기 캡조립체 사이에 위치하는 절연 케이스를 포함하여 이루어지는 리튬 이차전지에 있어서, 상기 절연 케이스는 입체규칙성이 있는 호모폴리프로필렌(homo polypropylene)과, 단일 활성점 촉매를 사용하여 제조된 에틸렌/α-올레핀(olefin) 공중합체 및 핵제를 포함하여 이루어진 수지조성물 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lithium secondary battery of the present invention comprises a lithium secondary battery comprising an electrode assembly, a can housing the electrode assembly, a cap assembly for sealing the can and an insulating case located between the electrode assembly and the cap assembly. In the insulating case is made of a resin composition comprising a homopolypropylene having a stereoregularity, ethylene / α-olefin copolymer and nucleating agent prepared using a single active site catalyst It is characterized by being formed.
또한, 상기 호모폴리프로필렌은 아이소택틱 펜타드(isotactic pentad) 분율이 적어도 95중량%이며, 230℃에서의 용융지수(MI:Melt Index )가 10 ~ 60 g/10min인 것이 바람직하다.In addition, the homopolypropylene has an isotactic pentad fraction of at least 95% by weight, and preferably has a melt index (MI: Melt Index) of 10 to 60 g / 10min at 230 ° C.
또한, 상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체는 밀도가 0.85 ~ 0.90 g/cm3 이고, 190℃에서의 용융지수(MI)가 1 ~ 10 g/10min인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체는 190℃에서의 용융지수(MI)가 1 ~ 5 g/10min일 수 있다. 또한, 상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체는 1 ~ 20 중량% 로 포함되고, 상기 핵제는 0.05 ~ 0.5 중량% 로 포함되어 이루어질 수 있다.In addition, the ethylene / α-olefin copolymer has a density of 0.85 ~ 0.90 g / cm 3 It is preferable that melt index (MI) in 190 degreeC is 1-10 g / 10min. More preferably, the ethylene / α-olefin copolymer may have a melt index (MI) of 1 to 5 g / 10 min at 190 ° C. In addition, the ethylene / α-olefin copolymer may be included in 1 to 20% by weight, the nucleating agent may be included in 0.05 to 0.5% by weight.
또한, 상기 수지조성물은 230℃에서의 용융지수가 6 ~ 30 g/10min 일 수 있다.In addition, the resin composition may be a melt index of 6 ~ 30 g / 10min at 230 ℃.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지의 분리 사시도를 나타낸다.1 is an exploded perspective view of a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차전지(100)는, 도 1을 참조하면, 양극판(123), 음극판(125) 및 세퍼레이터(124)로 구성되는 전극조립체(120)를 전해액과 함께 캔(110)에 수납하고, 이 캔(110)의 상단개구부(110a)를 캡조립체(130)로 밀봉함으로써 형성된다. 상기 리튬 이차전지(100)는 장변을 포함하며 서로 마주보도록 형성되는 정면과 배면, 단변을 포함하며 서로 마주보도록 형성되는 양 측면, 상기 캡플레이트(140)가 위치하는 상면과 상기 상면과 마주보는 하면(110b)을 포함하여 이루어진다.In the lithium
상기 전극조립체(120)는 양극판(123)과 음극판(125)사이에 세퍼레이터(124)가 개재되면서 권취되어 형성된다. The
상기 양극판(123)은 도전성이 우수한 금속 박판, 예를 들면, 알루미늄(Al) 호일(foil)로 이루어진 양극 집전체와, 그 양면에 코팅된 양극 활물질층을 포함하고 있다. 상기 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiMnO2 등의 리튬산화물이 사용되고 있다. 상기 양극판(123)의 양 말단에는 양극 활물질층이 형성되지 않 은 양극 집전체 영역, 즉 양극 무지부가 형성된다. 상기 양극 무지부의 일단에는 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 형성되며, 전극 조립체(120)의 상부로 일정 길이 돌출되는 양극 탭(126)이 접합되어 있다.The
상기 음극판(125)은 전도성 금속 박판, 예를 들면, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 호일로 이루어진 음극 집전체와, 그 양면에 코팅된 음극 활물질층을 포함하고 있다. 상기 음극판(125)의 양 말단은 음극 활물질층이 형성되지 않은 음극 집전체 영역, 즉 음극 무지부가 형성된다. 상기 음극 무지부의 일단에는 일반적으로 니켈(Ni) 재질로 형성되며, 전극 조립체(120)의 하부로 일정 길이 돌출된 음극 탭(127)이 접합되어 있다. 더불어 상기 전극 조립체(120)의 하부에는 캔(110)과의 접촉을 방지하기 위한 절연판이 더 포함되어 형성될 수 있다.The
상기 세퍼레이터(124)는 상기 양극판(123)과 음극판(125) 사이에 개재되며 상기 전극조립체(120)의 외주면을 둘러 싸도록 연장되어 형성될 수도 있다. 상기 세퍼레이터(124)는 상기 양극판(123)과 음극판(125)의 단락을 방지하며, 리튬 이온을 통과시킬 수 있도록 다공막 고분자물질로 형성된다.The
상기 캔(110)는 대략 직사각형 형상의 한 쌍의 장측벽(112)과, 한 쌍의 단측벽(113) 및 하면판(110b)을 포함하여 대략 박스 형상으로 형성되며, 상부는 개구되어 상단 개구부(110a)를 이루고 있다. 또한, 상기 캔(110)는 대략 박스형상으로 형성될 때 수평방향으로의 단면의 형상이 사각형상 또는 타원형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 상단개구부(110a)로는 상기 전극조립체(120)가 삽입된다. 또한, 상기 전극조립체(120) 사이로 함침하여 리튬 이온의 이동을 가능하게 해 주 는 전해액이 주입된다. 캔(110)의 재질은 주로 가벼운 알루미늄(Al)이 사용된다. 상기 캔(110)의 상부는 캡조립체(130)에 의해 밀봉되어, 전해액의 누출이 방지된다. 상기 캔(110)의 장측벽(112)과 단측벽(113)의 두께는 대략 0.2 내지 0.4mm로 형성되며, 상기 하면판(110b)의 두께는 대략 0.2 내지 0.7mm로 형성된다. 다만, 여기서 상기 장측벽(112)과 단측벽(113) 및 하면판(110b)의 두께를 한정하는 것은 아니다. 상기 캔(110)는 바람직하게는 딥드로잉(deep drawing) 방식에 의하여 형성되며, 상기 장측벽(112)과 단측벽(113) 및 상기 하면판(110b)은 일체형으로 형성된다. 다만, 여기서 상기 캔(110)의 형성 방법을 한정하는 것은 아니다.The
상기 캡 조립체(130)는 캡 플레이트(140)와 절연 플레이트(150)와 터미널 플레이트(160) 및 전극단자(135)를 포함하여 구성된다. 캡 조립체(130)는 별도의 절연케이스(170)와 결합되어 캔(110)의 상단 개구부(110a)에 결합되어 캔(110)을 밀봉하게 된다. The
상기 캡 플레이트(140)는 상기 캔(110)의 상단개구부에 용접되어 상기 캔(110)을 밀봉한다. 상기 캡 플레이트(140)는 일측에 전해액 주입공(142)이 형성되어 있으며, 상기 전해액 주입공(142)은 볼 등으로 압입, 용접되어 있다. 상기 캡 플레이트(140)의 대략 중앙에는 단자통공1(141)이 형성되어 있으며, 상기 단자통공1(141)에는 가스캣 튜브(146)에 의해 절연된 전극단자(135)가 삽입된다.The
상기 절연 플레이트(150)는 가스켓과 같은 절연물질로 형성되며, 캡 플레이트(140)의 하면에 결합된다. 절연 플레이트(150)에는 상기 캡 플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(135)가 삽입되는 단자통공2(151)가 형성되어 있다. 상기 절연 플레이트(150)의 하면에는 상기 터미널 플레이트(160)가 안착되도록 터미널 플레이트(160)의 크기에 상응하는 안착홈(152)이 형성된다.The insulating
상기 터미널 플레이트(160)는 일반적으로 Ni합금으로 형성되며, 상기 절연 플레이트(150)의 하면에 장착된다. 상기 터미널 플레이트(160)에는 캡 플레이트(140)의 단자통공1(141)에 대응되는 위치에 상기 전극단자(135)가 삽입되는 단자통공3(161)이 형성되어 있으며, 상기 전극단자(135)가 상기 가스켓 튜브(146)에 의하여 절연되면서 캡 플레이트(140)의 단자통공1(141)을 통하여 결합되므로 상기 터미널 플레이트(160)는 상기 캡 플레이트(140)와 전기적으로 절연되면서 상기 전극단자(135)와 전기적으로 연결된다.The
상기 터미널 플레이트(160)의 일측에는 상기 음극판(125)에 결합된 음극탭(127)이 용접되며, 캡 플레이트(140)의 타측에는 상기 양극판(123)에 결합된 양극탭(126)이 용접된다. 상기 음극탭(127)과 양극탭(126)을 결합시키는 용접방법으로는 저항용접, 레이저 용접 등이 사용되며 일반적으로는 저항용접이 사용된다.The
상기 전극단자(135)는 상기 음극판(125)의 음극탭(127) 또는 상기 양극판(123)의 양극탭(126)에 연결되어 음극단자 또는 양극단자로 작용하게 된다. The
상기 절연케이스(170)는 상기 전극조립체(120)와 캡조립체(130) 사이에 위치하여 상호간의 쇼트를 방지하고, 양극탭(126)과 음극탭(127)을 고정하고 지지하는 역할을 수행하게 된다. 상기 절연케이스(170)는 입체규칙성이 있는 호모폴리프로필렌(homo polypropylene)과, 단일 활성점 촉매를 사용하여 제조된 에틸렌/α-올레핀(olefin) 공중합체 및 핵제를 포함하여 이루어진 수지조성물 재질로 형성된다. The insulating
상기 호모폴리프로필렌은 고입체규칙성 호모폴리프로필렌으로, 핵자기공명법(Nuclear Magnetic Resonance) 상의 입체 규칙도 지수인 아이소택틱 펜타드 분율이 95중량% 이상이고, 겔투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography:GPC)법에 의한 분자량 분포가 7 ~ 12인 것이 바람직하다. 이 때, 상기 분자량 분포는 중량평균분자량(Mw)/수평균 분자량(Mn)으로 산출된다. 상기 호모폴리프로필렌의 아이소택틱 펜타드 분율이 95중량% 미만이면 내열성 및 강성이 낮아지기 때문에, 과충전 등의 원인에 의해 전지 내부의 온도가 고온이 될 경우 휘거나 뒤틀리게 된다. 그 결과, 상기 절연케이스(170)는 양극탭(126)과 음극탭(127)을 제대로 지지하지 못하고, 또한 전지에 내부 쇼트가 발생할 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 상기 호모폴리프로필렌의 분자량 분포가 7 미만이면 같은 용융지수의 다른 수지조성물에 비하여 용융흐름성이 나빠져 절연케이스 성형이 용이치 않게 되고, 분자량 분포가 12를 초과하면 사출성형시 계량시간이 길어져 생산성이 저하된다는 문제점이 있다. The homopolypropylene is a high stereoregular homopolypropylene and has an isotactic pentad fraction, which is a stereoregularity index on Nuclear Magnetic Resonance, of 95% by weight or more, and gel permeation chromatography (Gel Permeation Chromatography). It is preferable that molecular weight distribution by the: GPC) method is 7-12. At this time, the molecular weight distribution is calculated as weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn). When the isotactic pentad fraction of the homopolypropylene is less than 95% by weight, the heat resistance and rigidity are lowered, and thus, when the temperature inside the battery becomes high due to overcharging or the like, it is warped or warped. As a result, the insulating
상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체는 밀도가 0.85 ~ 0.90 g/cm3 이고 190℃에서의 용융지수가 1 ~ 10 g/10분이며, 단일 활성점 촉매를 사용하에 제조된 것이 바람직하다. 상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 밀도가 0.85g/cm3 미만이면 제조된 사출물 중의 저결정성 물질이 증가하게 되고, 0.90g/cm3 를 초과하면 투명성이 나빠진다. 또한, 상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 190℃에서의 용융지수가 1 g/10min 미만이면 상기 호모폴리프로필렌 수지와의 분산성이 저하되어 투명성이 떨어지고, 10 g/10min 을 초과하는 경우에도 마찬가지로 상기 호모폴리프로필렌 수지와의 분 산성이 저하되어 투명성이 떨어진다. 또한, 상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체가 단일 활성점 촉매로 제조된 것이 아니라, 일례로 지글러-나타 촉매로 제조된 것일 경우에는 사출물 중의 저결정성 물질이 증가하여 물성이 나빠진다는 문제점이 있다.The ethylene / α-olefin copolymer has a density of 0.85 to 0.90 g / cm 3 And a melt index at 190 ° C. is from 1 to 10 g / 10 minutes, preferably prepared using a single site catalyst. The density of the ethylene / α-olefin copolymer is 0.85 g / cm 3 If it is less than the low crystalline material in the produced injections will increase, if it exceeds 0.90g / cm 3 transparency is worse. In addition, when the melt index at 190 ° C. of the ethylene / α-olefin copolymer is less than 1 g / 10 min, dispersibility with the homopolypropylene resin is lowered, resulting in poor transparency, and similarly when the melt index is greater than 10 g / 10 min. Dispersion with the homopolypropylene resin is lowered, resulting in poor transparency. In addition, when the ethylene / α-olefin copolymer is not made of a single active site catalyst, but is made of, for example, a Ziegler-Natta catalyst, there is a problem that the low crystalline material in the injection molding increases, resulting in poor physical properties.
상기 핵제는 수지 조성물의 투명성 개선을 위해 첨가되는 것으로서, 무기계 핵제 또는 솔비톨계 핵제가 있다. 무기계 핵제의 경우 솔비톨계 핵제에 비해 투명성 향상 효과가 떨어지고 분산성이 떨어지는 단점이 있다. 그러므로, 사출물의 투명성 향상을 위해서는 솔비톨계 핵제가 사용되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 우수한 투명성을 부여하고 냄새 문제가 가장 적은 3,4-디메틸벤질리덴솔비톨이 사용될 수 있다.The nucleating agent is added to improve the transparency of the resin composition, there is an inorganic nucleating agent or sorbitol-based nucleating agent. Inorganic nucleating agent has a disadvantage in that transparency improvement effect and dispersibility is inferior to sorbitol nucleating agent. Therefore, it is preferable to use a sorbitol-based nucleating agent for improving the transparency of the injection molding, and more preferably 3,4-dimethylbenzylidene sorbitol may be used to impart excellent transparency and minimize the odor problem.
상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체는 1 ~ 20 중량%가 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5 ~ 15 중량%가 포함될 수 있다. 상기 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 함량이 1 중량% 미만이면 충격특성의 개선 효과가 없으며, 20 중량%를 초과하면 호모폴리프로필렌과 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 상분리가 일어나기 때문에, 가공시 불균일 현상이 발생한다는 문제점이 있다.The ethylene / α-olefin copolymer is preferably included 1 to 20% by weight, more preferably 5 to 15% by weight may be included. If the content of the ethylene / α-olefin copolymer is less than 1% by weight, there is no effect of improving the impact characteristics. If the content of the ethylene / α-olefin copolymer is greater than 20%, phase separation of the homopolypropylene and the ethylene / α-olefin copolymer occurs. There is a problem that the phenomenon occurs.
상기 핵제는 0.05 ~ 0.5 중량%가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 핵제의 함량이 0.05 중량% 미만이면 투명성이 나타나지 않으며, 0.5 중량%를 초과하면 더 이상의 투명성 향상 효과를 기대할 수 없다.The nucleating agent is preferably contained 0.05 to 0.5% by weight. If the content of the nucleating agent is less than 0.05% by weight does not appear transparency, if the content of more than 0.5% by weight can not be expected to further improve the transparency.
상기에서 언급한 물질들 이외에도 절연 케이스(170)의 재질인 상기 수지조성물에는 산화방지제, 내열안정제, 내후안정제, 대전방지제, 활제, 슬립제, 난연제 등과 같은 각종 첨가제가 첨가될 수 있다. In addition to the above-mentioned materials, various additives such as an antioxidant, a heat stabilizer, a weather stabilizer, an antistatic agent, a lubricant, a slip agent, and a flame retardant may be added to the resin composition, which is a material of the insulating
상기 수지조성물을 제조하는 방법에는 특별한 제한이 없으며, 일반적으로 알려진 폴리올레핀 수지조성물을 제조하는 방법이 이용될 수 있다. 상기 물질들은 니더(kneader), 롤, 반바리(banbury) 믹서 등의 혼련기를 통해 혼련된 다음, 1축 또는 2축 압출기를 통해 압출됨므로써 상기 수지조성물이 제조될 수 있다. 또한, 상기 절연 케이스(170)는 상기 수지조성물을 사출성형 함으로써 제조될 수 있다. 다만, 여기서 상기 절연 케이스(170)의 제조방법을 한정하는 것은 아니다.There is no particular limitation on the method of preparing the resin composition, and a method of preparing a generally known polyolefin resin composition may be used. The resin composition may be prepared by kneading through a kneader such as a kneader, roll, banbury mixer, or the like and then extruded through a single screw or twin screw extruder. In addition, the
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only preferred examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.
실시예Example 및 And 비교예Comparative example
[수지조성물의 제조][Production of Resin Composition]
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 5에 대하여 표 1의 조성비에 따라 호모폴리프로필렌, 에틸렌/α-올레핀 공중합체, 3,4-디메틸벤질리덴솔비톨을 배합하고, 기타 첨가제로 산화방지제 및 중화제를 적당량 첨가한 후 믹서로 혼합하여 수지조성물을 제조하였다. For Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 5, homopolypropylene, ethylene / α-olefin copolymer, 3,4-dimethylbenzylidene sorbitol are blended according to the composition ratio of Table 1, and other additives include antioxidants and neutralizing agents. After adding the appropriate amount was mixed by a mixer to prepare a resin composition.
[절연 케이스의 제조][Manufacture of Insulation Case]
다음으로, 혼합된 수지조성물을 200℃에서 압출하여 절연 케이스를 제조하였다. 상기 각 실시예와 비교예에 해당하는 수지조성물을 사출기를 통해 사출성형하되, 금형 온도를 60℃로 고정하고 사출압력을 50 ~ 120 기압으로 하여 성형하였다.Next, the mixed resin composition was extruded at 200 ° C. to prepare an insulation case. The resin compositions corresponding to the above Examples and Comparative Examples were injection molded through an injection machine, but were molded with a mold temperature of 60 ° C. and an injection pressure of 50 to 120 atm.
[물성의 측정][Measurement of Physical Properties]
상기에서 제조된 각 실시예와 비교예에 해당되는 수지조성물로 만든 절연 케이스를 23℃의 실내에서 72시간 동안 방치한 다음 물성을 측정하였으며, 그 측정 결과를 표 1에 나타내었다.The insulating case made of a resin composition corresponding to each of the above-described examples and comparative examples was left in a room temperature of 23 ° C. for 72 hours and then measured for physical properties. The results of the measurement are shown in Table 1.
(1) 아이소택틱 펜타드 분율(1) isotactic pentad fraction
핵자기 공명장치(C13-NMR)를 이용하여 폴리프로필렌 분자쇄 중의 펜타드 단위로서의 아이소택틱 분율(중량%)을 측정하여 입체규칙성을 평가하였다.Stereoregularity was evaluated by measuring the isotactic fraction (% by weight) as pentad unit in the polypropylene molecular chain using a nuclear magnetic resonance apparatus (C 13 -NMR).
(2) 용융지수(Melt Index:MI)(2) Melt Index (MI)
ASTM D1238의 방법에 따라 190℃ 또는 230℃의 온도에서 2.16kg의 하중에 의해 10분간 흘러내리는 수지의 양(g/10min)을 측정하였다.According to the method of ASTM D1238, the amount of resin (g / 10 min) flowing down for 10 minutes by a load of 2.16 kg at a temperature of 190 ° C or 230 ° C was measured.
(3) 굴곡탄성률(3) Flexural modulus
ASTM D790의 방법에 따라 측정하였다.It measured according to the method of ASTM D790.
(4) 열변형 온도(4) heat deflection temperature
ASTM D648의 방법에 따라 측정하였다.It was measured according to the method of ASTM D648.
(5) 저온충격강도(5) low temperature impact strength
수지조성물을 2mm 두께의 시트로 사출성형한 후, -20℃의 온도하에서 추를 일정 높이에서 시트로 떨어뜨려 평균적으로 파괴되는 높이를 측정하였다.After injection molding the resin composition into a sheet having a thickness of 2 mm, the weight was dropped to a sheet at a certain height under a temperature of -20 ° C to measure the average breaking height.
[물성 측정 결과][Property Measurement Results]
[표 1][Table 1]
상기 표 1에 따르면, 실시예 2는 실시예 1과 비교하여 에틸렌/α-올레핀 공중합체의 함량이 감소된 것으로서 굴곡탄성률이 우수하고, 저온충격강도가 감소하는 경향을 나타내었다.According to Table 1, Example 2 has a reduced flexural modulus and a low temperature impact strength as the content of the ethylene / α-olefin copolymer is reduced compared to Example 1.
비교예 1은 에틸렌/α-올레핀 공중합체를 20 중량% 이상 포함하고 핵제가 포함되지 않은 것으로, 실시예 1과 비교하여 굴곡탄성률이 열세하였다.In Comparative Example 1, 20 wt% or more of the ethylene / α-olefin copolymer and no nucleating agent were included, and the flexural modulus was inferior to that of Example 1.
비교예 2는 실시예 1과 비교하여 호모폴리프로필렌의 아이소택틱 펜타드 분율이 낮고 에틸렌/α-올레핀 공중합체가 20 중량% 이상 포함된 것으로, 굴곡탄성률이 열세하였다.In Comparative Example 2, the isotactic pentad fraction of homopolypropylene was lower than that of Example 1, and 20 wt% or more of the ethylene / α-olefin copolymer was included, and the flexural modulus was inferior.
비교예 3은 에틸렌/α-올레핀 공중합체가 포함되지 않은 것으로, 실시예 1과 비교하여 저온충격강도가 지나치게 낮아 저온 환경에서의 사용이 불가하였다.Comparative Example 3 does not contain an ethylene / α-olefin copolymer, and compared with Example 1, the low temperature impact strength is too low to use in a low temperature environment.
비교예 4는 에틸렌/α-올레핀 공중합체 및 핵제가 포함되지 않은 것으로, 실시예 1과 비교하여 열변형 온도, 저온충격강도 등이 열세하였다.In Comparative Example 4, the ethylene / α-olefin copolymer and the nucleating agent were not included, and thermal deformation temperature, low temperature impact strength, and the like were inferior to those of Example 1.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.As described above, the present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and any person skilled in the art may apply the present invention without departing from the gist of the present invention. It is to be understood that various changes and modifications may be practiced within the scope of the appended claims.
본 발명에 따른 절연 케이스 및 리튬 이차전지에 의하면, 기존의 호모폴리프로필렌 재질의 절연 케이스에 비해 굴곡강도, 내열성이 우수하며 리튬 이차전지 내에서 고온 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.According to the insulating case and the lithium secondary battery according to the present invention, the flexural strength and heat resistance are superior to the conventional insulating case of the homopolypropylene material, and there is an effect of improving the high temperature safety in the lithium secondary battery.
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