KR101724620B1 - Pouch for Secondary Battery and Flexible Secondary Battery using The Same - Google Patents
Pouch for Secondary Battery and Flexible Secondary Battery using The Same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101724620B1 KR101724620B1 KR1020130088936A KR20130088936A KR101724620B1 KR 101724620 B1 KR101724620 B1 KR 101724620B1 KR 1020130088936 A KR1020130088936 A KR 1020130088936A KR 20130088936 A KR20130088936 A KR 20130088936A KR 101724620 B1 KR101724620 B1 KR 101724620B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- secondary battery
- pouch
- electrolyte
- polymer
- Prior art date
Links
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 31
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 25
- -1 Polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 82
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 46
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 13
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 11
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 8
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 7
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 claims description 7
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 7
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 5
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 claims description 5
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 5
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 5
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 5
- 238000009831 deintercalation Methods 0.000 claims description 4
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 claims description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 claims description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 claims description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 7
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 4
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 4
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 3
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 239000004433 Thermoplastic polyurethane Substances 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 2
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 2
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 2
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010093 LiAlO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014689 LiMnO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015030 LiNiCoO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- HLKZFSVWBQSKKH-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;1-ethenylpyrrolidin-2-one Chemical compound OC(=O)CC=C.C=CN1CCCC1=O HLKZFSVWBQSKKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 150000001983 dialkylethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 239000012793 heat-sealing layer Substances 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N lead(II) oxide Inorganic materials [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Inorganic materials [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GKTNLYAAZKKMTQ-UHFFFAOYSA-N n-[bis(dimethylamino)phosphinimyl]-n-methylmethanamine Chemical compound CN(C)P(=N)(N(C)C)N(C)C GKTNLYAAZKKMTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 229920005548 perfluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002627 poly(phosphazenes) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920002215 polytrimethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 1
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(II) oxide Inorganic materials [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
- H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
- H01M50/129—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers with two or more layers of only organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
- B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/105—Pouches or flexible bags
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
- H01M50/133—Thickness
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
- H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
- H01M50/178—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2439/00—Containers; Receptacles
- B32B2439/40—Closed containers
- B32B2439/46—Bags
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2457/00—Electrical equipment
- B32B2457/10—Batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
본 발명은 이차 전지용 파우치 및 이를 이용한 플렉서블 이차 전지에 관한 것으로, 전극 조립체와 전해질을 내장하기 위한 내부 공간이 구비되는 외장재를 포함하며, 상기 외장재는, PTFE(Polytetrafluoroethylene)층; 및 상기 PTFE층에 적층되고, 상기 전극 조립체와 전해질을 외부로부터 보호하기 위해 열융착되는 열융착층을 포함한다.The present invention relates to a pouch for a secondary battery and a flexible secondary battery using the same, which comprises a casing having an electrode assembly and an internal space for containing an electrolyte, the casing comprising: a PTFE (Polytetrafluoroethylene) layer; And a heat-sealable layer laminated on the PTFE layer and thermally fused to protect the electrode assembly and the electrolyte from the outside.
Description
본 발명은 이차 전지용 파우치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 가요성을 우수하게 할 수 있는 이차 전지용 파우치 및 이를 이용한 플렉서블 이차 전지에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a pouch for a secondary battery, and more particularly, to a pouch for a secondary battery that can provide excellent flexibility and a flexible secondary battery using the same.
일반적으로 전지는 분리막(separator)에 의해 서로 분리되는 양극과 음극, 및 양극과 음극 사이에 이온 전달을 가능하게 하는 전해질을 포함하여 전기 에너지를 공급한다.Generally, a battery includes an anode and an anode separated from each other by a separator, and an electrolyte enabling the ion transfer between the anode and the cathode to supply electric energy.
전지는 일회 사용 후 폐기되는 일차전지와, 충전을 통해 재사용이 가능한 이차전지로 구분된다.A battery is classified into a primary battery that is discarded after a single use and a secondary battery that can be reused through charging.
근래에는 휴대폰, 노트북, PDA 등과 같은 휴대용 전자기기들의 보급으로 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 이차전지의 수요량이 급증하고 있으며, 이에 따라 이차전지의 성능이 점차 개선되어 대량 생산되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] In recent years, demand for secondary batteries which can be recharged due to the spread of portable electronic devices such as mobile phones, notebooks, and PDAs has been rapidly increasing, and the performance of secondary batteries has been gradually improved.
이차전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행중이다. The secondary battery is under active research due to the development of high-tech fields such as digital camera, cellular phone, notebook computer, and hybrid vehicle.
이차전지는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬이차전지 등을 들 수 있다. 특히, 리튬 이차전지는 납 축전지와, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 사용이 증가되고 있다.The secondary battery includes a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery. In particular, lithium secondary batteries have higher energy density per unit weight and faster charging than lead secondary batteries and other secondary batteries such as nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and the like.
액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지는 금속 캔을 용기로 하여 용접 실링시킨 형태로 사용되고, 금속캔을 용기로 사용하는 캔형 이차전지는 형태가 고정되므로 전기 제품의 디자인을 제한하는 단점이 있고, 부피를 줄이는 데 어려움이 있다. A lithium ion battery using a liquid electrolyte is used in a form that is welded with a metal can as a container and a can type secondary battery using a metal can as a container has a disadvantage in that the shape of the can is fixed, There is a difficulty in reducing.
최근, 두 전극과 세퍼레이터, 전해질을 파우치에 넣고 실링하여 사용하는 파우치형 이차전지가 개발되어 사용되고 있다.In recent years, a pouch-type secondary battery using two electrodes, a separator, and an electrolyte in a pouch and sealing them has been developed and used.
한국 공개특허공보 제10-2013-0063709호에는 내부수지층, 금속박층, 외부수지층으로 이루어지고, 내부수지층과 금속박층이 맞닿는 면에 금속박층 보다 반응성이 작은 버퍼층이 형성되어 있는 전지의 파우치 외장재가 개시되어 있어, 금속박층 보다 반응성이 작은 버퍼층을 추가로 형성함으로써, 내부수지층에 마이크로 크랙(micro crack)이 발생하는 등 손상되는 경우에도 금속박층의 산화 반응을 막음으로써, 전지의 파우치 외장재의 부식을 방지할 수 있는 장점이 있으나, 알루미늄과 같은 금속박층이 구비되어 벤딩시 구겨짐과 같은 변형이 발생되어 플렉서블 이차 전지의 특성을 저하시키는 문제점이 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0063709 discloses a pouch having a buffer layer formed of an inner resin layer, a metal foil layer and an outer resin layer and having a reactivity lower than that of the metal foil layer on the surface where the inner resin layer and the metal foil layer are in contact with each other. A buffer layer having a smaller reactivity than the metal foil layer is additionally formed so as to prevent the oxidation reaction of the metal foil layer even when a micro crack is generated in the internal resin layer, However, the metal foil layer such as aluminum is provided to cause deformation such as wrinkling when bent, thereby deteriorating the characteristics of the flexible secondary battery.
따라서, 본 발명자들은 플렉서블 이차 전지용 파우치에 대한 연구를 지속적으로 진행하여 특성을 향상시키고, 가요성을 증가시킬 수 있는 플렉서블 이차 전지용 파우치의 외장재 구성을 도출하여 발명함으로써, 보다 경제적이고, 활용 가능하고 경쟁력있는 본 발명을 완성하였다. Accordingly, the inventors of the present invention invented and invented a casing structure of a pouch for a flexible rechargeable battery which can continuously improve the characteristics of the pouch for a flexible secondary battery and increase the flexibility, thereby making it possible to provide a more economical, The present invention has been completed.
본 발명은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 벤딩시 구겨짐의 원인이 되는 알루미늄 박막을 파우치의 외장재에서 제거하고, 파우치의 특성을 향상시킬 수 있는 이차 전지용 파우치 및 이를 이용한 플렉서블 이차 전지를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a pouch for a secondary battery, which can remove an aluminum thin film from a casing of a pouch, Battery.
본 발명의 다른 목적은 벤딩을 수행하더라도 변형이 발생되지 않는 이차 전지용 파우치 및 이를 이용한 플렉서블 이차 전지를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a pouch for a secondary battery in which deformation does not occur even when bending is performed, and a flexible secondary battery using the pouch.
상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예는, 전극 조립체와 전해질을 내장하기 위한 내부 공간이 구비되는 외장재를 포함하며, 상기 외장재는, PTFE(Polytetrafluoroethylene)층; 및 상기 PTFE층에 적층되고, 상기 전극 조립체와 전해질을 외부로부터 보호하기 위해 열융착되는 열융착층을 포함하는 이차 전지용 파우치를 제공한다.In order to achieve the above-mentioned object, an embodiment of the present invention includes a casing having an electrode assembly and an inner space for containing an electrolyte, the casing comprising: a PTFE (Polytetrafluoroethylene) layer; And a heat-sealable layer laminated on the PTFE layer and thermally fused to protect the electrode assembly and the electrolyte from the outside.
또한, 본 발명의 일 실시예는, 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극을 분리시키는 분리막을 포함하는 전극 조립체; 전해질; 및 상기 전극 조립체와 전해질을 내부 공간에 내장하는 파우치를 포함하고, 상기 파우치의 외장재는, PTFE층과, 상기 PTFE층에 적층되고 상기 전극 조립체와 전해질을 외부로부터 보호하기 위해 열융착되는 열융착층을 포함하는 플렉서블 이차 전지를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an electrode assembly including: an anode, a cathode, and a separator separating the anode and the cathode; Electrolyte; And a pouch enclosing the electrode assembly and the electrolyte in an inner space, wherein the outer casing of the pouch includes a PTFE layer, a heat-sealable layer laminated on the PTFE layer and thermally fused to protect the electrode assembly and the electrolyte from the outside, The present invention provides a flexible secondary battery comprising:
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 외장재에 알루미늄 박막이 포함하지 않더라도 파우치의 특성을 우수하게 할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a technique capable of improving the characteristics of the pouch even when the exterior material does not include the aluminum thin film.
본 발명에서는 내약품성, 내마모성, 내열성과 가요성이 우수한 PTFE층을 파우치 외장재에 포함시켜 벤딩(bending)시 발생되는 구겨짐을 방지하여 플렉서블 이차 전지의 외관 미감을 우수하게 할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.The present invention can provide a technique for improving the appearance of the flexible secondary battery by preventing the wrinkling that occurs during bending by incorporating the PTFE layer having excellent chemical resistance, abrasion resistance, heat resistance and flexibility into the pouch exterior material have.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지용 파우치를 설명하기 위한 평면도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 파우치의 외장재의 단면도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지용 파우치의 외장재의 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지용 파우치에 전극 조립체를 내장하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 이차 전지의 사진,
도 6a와 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 이차 전지의 가요성을 테스트한 사진이다.1 is a plan view for explaining a pouch for a secondary battery according to an embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view of a casing of a pouch for a secondary battery according to a first embodiment of the present invention,
3 is a sectional view of a casing of a pouch for a secondary battery according to a second embodiment of the present invention,
4 is a view for explaining a method of embedding an electrode assembly in a pouch for a secondary battery according to an embodiment of the present invention;
5 is a photograph of a flexible secondary battery according to an embodiment of the present invention,
6A and 6B are photographs showing flexibility test of a flexible secondary battery according to an embodiment of the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지용 파우치를 설명하기 위한 평면도이다.1 is a plan view for explaining a pouch for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 이차 전지용 파우치는 가요성이 우수하고, 박막 형태의 플렉서블 이차 전지를 구현하기 위한 것으로, 제1외장재와 제2외장재 사이에 전극 조립체와 전해질이 개재되고, 제1외장재와 제2외장재는 실링되어, 외부로부터 전극 조립체와 전해질을 보호하고, 수분 침투를 방지한다.The pouch for a secondary battery according to the present invention is for providing a flexible secondary battery having excellent flexibility and a thin film type. The pouch for an electric secondary battery includes a first outer casing and an outer casing, Sealed to protect the electrode assembly and the electrolyte from the outside, and prevents moisture infiltration.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지용 파우치(100)는 제1외장재와 제2외장재의 4측면 중 3측면의 가장자리가 열융착되고, 열융착되지 않은 1측면(101)이 개방되어 있는 봉지 형태이다. 제1외장재와 제2외장재의 3면의 가장자리가 열융착되어 제1외장재와 제2외장재의 내부에는 공간(110)이 마련되어 있고, 이 공간(110)에 전극 조립체와 전해질이 삽입된다. 그리고, 열융착되지 않은 1측면(101)의 제1외장재 및 제2외장재에는 전극 조립체의 양극단자와 음극단자를 노출시키도록 일부가 제거된 수용홈(102,103)이 형성되어 있다. 이 수용홈(102,103)은 서로 대향되어 있지 않아, 양극단자와 음극단자는 이차 전지용 파우치(100)의 정면과 후면으로 각각 배치되어 노출된다.Referring to FIG. 1, a
전극 조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극을 분리시키는 분리막을 포함하며, 양극에는 양극 활물질층이 형성되어 있고, 음극에는 음극 활물질층이 형성되어 있다. The electrode assembly includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator separating the positive electrode and the negative electrode, wherein a positive electrode active material layer is formed on the positive electrode, and a negative electrode active material layer is formed on the negative electrode.
양극 활물질층은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하며, 이러한 양극 활물질의 대표적인 예로는 LiCoO2, LiNiO2, LiNiCoO2, LiMnO2, LiMn2O4, V2O5, V6O13 또는 LiNi1-x-yCoxMyO2(0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤y ≤ 1, 0 ≤ x+y ≤ 1, M은 Al, Sr, Mg, La 등의 금속)와 같은 리튬-전이금속 산화물을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 상기 양극 활물질 이외에도 다른 종류의 양극 활물질을 사용하는 것도 물론 가능하다. The positive electrode active material layer includes a positive electrode active material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions. Typical examples of the positive electrode active material include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , V 2 O 5 , V 6 O 13 or LiNi 1-xy Co x M y O 2 (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1, M is Al, Sr, Mg, La And the like) can be used. However, in the present invention, it is of course possible to use other kinds of cathode active materials in addition to the cathode active material.
음극 활물질층은 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하며, 이러한 음극 활물질로는 결정질 또는 비정질의 탄소, 탄소 섬유, 또는 탄소 복합체의 탄소계 음극 활물질, 주석 산화물, 이들을 리튬화한 것, 리튬, 리튬합금 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 그러나, 본 발명은 상기 음극 활물질로 종류가 한정되는 것은 아니다. The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions. Examples of the negative electrode active material include carbon-based negative electrode active material of crystalline or amorphous carbon, carbon fiber, or carbon composite, tin oxide, Lithium, a lithium alloy, and a mixture thereof. However, the present invention is not limited to the above-mentioned negative electrode active material.
또한, 본 발명에서 분리막은 음극 활물질층을 커버하도록 각각 전해액에 팽윤이 이루어지며 전해질 이온의 전도가 가능한 고분자로 이루어지는 제1 무기공 고분자 필름층과, 내열성 고분자 또는 내열성 고분자 및 팽윤성 고분자와, 무기물 입자의 혼합물의 초극세 섬유상으로 이루어진 무기물 함유 다공성 고분자 웹층으로 구현할 수 있다.In addition, in the present invention, the separator includes a first inorganic polymer film layer comprising a polymer capable of conducting electrolytic ions and swollen in an electrolytic solution so as to cover the anode active material layer, a heat-resistant polymer or a heat-resistant polymer and a swellable polymer, Containing ultrafine fibrous web of a porous polymeric web containing an inorganic substance.
그리고, 분리막은 제1 무기공 고분자 필름층 대신에 팽윤성 고분자를 전기방사하여 얻어지는 다공성 고분자 웹을 사용하는 것도 가능하다. 다공성 고분자 웹은 예를 들어, 팽윤성 고분자를 용매에 용해시켜 방사용액을 형성한 후, 방사용액을 음극 활물질층 위에 전기방사하여 초극세 섬유로 이루어진 다공성 고분자 웹을 형성하고, 고분자(예를 들어, PVDF)의 융점 보다 낮은 온도에서 다공성 고분자 웹을 캘린더링함에 의해 다공성 고분자 웹층이 얻어진다.It is also possible to use a porous polymer web obtained by electrospinning a swelling polymer in place of the first inorganic filler polymer film layer as the separation membrane. The porous polymer web can be obtained by, for example, dissolving a swelling polymer in a solvent to form a spinning solution, then spinning the spinning solution on the negative electrode active material layer to form a porous polymer web made of microfine fibers, ), The porous polymer web is calendered at a temperature lower than the melting point of the porous polymer web.
여기서, 음극에서 음극 활물질층을 커버하도록 형성되는 제1 무기공 고분자 필름층은 전해액에 팽윤이 이루어지며 전해질 이온의 전도가 가능한 고분자, 예를 들어, PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드), PEO(Poly-Ethylen Oxide), PMMA(폴리메틸메타크릴레이트), TPU(Thermoplastic Poly Urethane) 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 또한, 제1 무기공 고분자 필름층은 고분자를 용매에 용해시켜 방사용액을 형성한 후, 방사용액을 음극 활물질층 위에 전기방사하여 초극세 섬유상으로 이루어진 다공성 고분자 웹을 형성하고, 고분자의 융점 보다 낮은 온도에서 다공성 고분자 웹을 열처리하거나 캘린더링을 실시함에 의해 무기공의 고분자 필름층이 얻어진다.Here, the first inorganic polymer film layer formed to cover the negative electrode active material layer in the negative electrode is a polymer that swells in the electrolytic solution and can conduct electrolyte ions, for example, PVDF (polyvinylidene fluoride), PEO (Poly -Ethylen Oxide), PMMA (polymethylmethacrylate), and TPU (Thermoplastic Polyurethane). The first inorganic filler polymer film layer is formed by dissolving the polymer in a solvent to form a spinning liquid, and then electrospinning the spinning solution on the negative electrode active material layer to form a porous polymer web composed of ultrafine fibrous phase, The polymeric film layer of the inorganic porous film is obtained by heat-treating or calendering the porous polymeric web.
이때, 열처리 공정에서 열처리 온도가 고분자의 융점 보다 다소 낮은 온도에서 실시할 수 있는 것은 고분자 웹에 용매가 잔존하고 있기 때문이며, 또한 열처리에 의해 고분자 웹이 완전히 녹는 것을 막으면서 무기공 필름을 형성하도록 하기 위함이다.In this case, the heat treatment can be performed at a temperature slightly lower than the melting point of the polymer because the solvent remains in the polymer web, and the inorganic web film is formed while the polymer web is completely melted by the heat treatment It is for this reason.
상기와 같이 전해액에 팽윤이 이루어지며 전해질 이온의 전도가 가능한 재료로 이루어진 무기공 고분자 필름층을 음극 활물질층의 표면에 직접 전기방사하여 음극 활물질층에 밀착 형성하면, 전해액에 의해 팽윤이 이루어지면서 리튬 이온의 전도를 유지하면서도 음극 활물질층과 필름 사이의 공간 형성을 차단하여 리튬 이온이 쌓여서 리튬 금속으로 석출되는 현상을 방지할 수 있다. 그 결과, 음극의 표면에 덴드라이트 형성을 억제할 수 있어 안전성 향상을 도모할 수 있다.When the inorganic polymer film layer made of a material capable of conducting electrolytic ion swelling and electrolytic solution is electrospun directly on the surface of the negative electrode active material layer and is formed in close contact with the negative electrode active material layer as described above, The formation of the space between the negative electrode active material layer and the film is blocked while the conduction of the ions is maintained, so that the phenomenon that the lithium ions are deposited and precipitated into the lithium metal can be prevented. As a result, formation of dendrites on the surface of the negative electrode can be suppressed, and safety can be improved.
제1무기공 고분자 필름층 위에 형성되는 무기물 함유 다공성 고분자 웹층은 내열성 고분자 또는 내열성 고분자 및 팽윤성 고분자와, 무기물 입자의 혼합물을 용매에 용해시켜 방사용액을 형성한 후, 방사용액을 제1무기공 고분자 필름층 위에 전기방사하여 초극세 섬유상으로 이루어진 다공성 고분자 웹을 형성하고, 얻어진 다공성 고분자 웹을 고분자의 융점 이하의 온도에서 캘린더링하여 형성된다.The inorganic porous polymer web layer containing the inorganic material formed on the first inorganic polymer film layer is prepared by dissolving a mixture of the heat resistant polymer or the heat resistant polymer and the swelling polymer and inorganic particles in a solvent to form a spinning solution, And then forming a porous polymer web composed of ultrafine fibrous webs and calendering the obtained porous polymer web at a temperature lower than the melting point of the polymer.
상기 무기물 입자는 Al2O3, TiO2, BaTiO3, Li2O, LiF, LiOH, Li3N, BaO, Na2O, Li2CO3, CaCO3, LiAlO2, SiO2, SiO, SnO, SnO2, PbO2, ZnO, P2O5, CuO, MoO, V2O5, B2O3, Si3N4, CeO2, Mn3O4, Sn2P2O7, Sn2B2O5, Sn2BPO6 및 이들의 각 혼합물 중에서 선택된 적어도 1종을 사용할 수 있다. The inorganic particles are Al 2 O 3, TiO 2, BaTiO 3, Li 2 O, LiF, LiOH, Li 3 N, BaO, Na 2 O, Li 2 CO 3, CaCO 3, LiAlO 2, SiO 2, SiO, SnO , SnO 2 , PbO 2 , ZnO, P 2 O 5 , CuO, MoO, V 2 O 5 , B 2 O 3 , Si 3 N 4 , CeO 2 , Mn 3 O 4 , Sn 2 P 2 O 7 , Sn 2 B 2 O 5 , Sn 2 BPO 6, and mixtures thereof.
상기 혼합물이 내열성 고분자 또는 내열성 고분자 및 팽윤성 고분자와 무기물 입자로 이루어지는 경우, 무기물 입자의 함량은 무기물 입자의 크기가 10 내지 100nm 사이일 때 혼합물 전체에 대하여 10 내지 25 중량% 범위로 함유하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 무기물 입자를 10 내지 20 중량% 범위로 함유하며 크기가 15 내지 25nm 범위인 것이 좋다.When the mixture is composed of a heat-resistant polymer or a heat-resistant polymer, a swellable polymer and inorganic particles, the content of the inorganic particles is preferably in the range of 10 to 25% by weight based on the total mixture when the size of the inorganic particles is between 10 and 100 nm . More preferably, the inorganic particles are contained in the range of 10 to 20 wt%, and the size is in the range of 15 to 25 nm.
또한, 상기 혼합물이 내열성 고분자 및 팽윤성 고분자와 무기물 입자로 이루어지는 경우, 내열성 고분자와 팽윤성 고분자는 5:5 내지 7:3 범위의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하며, 6:4인 경우가 더욱 바람직하다. 이 경우, 상기 팽윤성 고분자는 섬유간의 결합을 도와주는 바인더 역할로 첨가된다.When the mixture is composed of a heat-resistant polymer, a swellable polymer and an inorganic particle, the heat-resistant polymer and the swellable polymer are preferably mixed in a weight ratio ranging from 5: 5 to 7: 3, more preferably 6: 4. In this case, the swelling polymer is added as a binder to facilitate bonding between the fibers.
내열성 고분자와 팽윤성 고분자의 혼합비가 중량비로 5:5보다 작은 경우 내열성이 떨어져서 요구되는 고온 특성을 갖지 못하며, 혼합비가 중량비로 7:3보다 큰 경우 강도가 떨어지고 방사 트러블이 발생하게 된다.If the mixing ratio of the heat-resistant polymer and the swelling polymer is less than 5: 5 by weight, the heat resistance is lowered and the high temperature property is not obtained. If the mixing ratio is more than 7: 3 by weight, the strength is lowered and radiation trouble occurs.
본 발명에서 사용 가능한 내열성 고분자 수지는 전기방사를 위해 유기용매에 용해될 수 있고 융점이 180℃ 이상인 수지로서, 예를 들어, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 방향족 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디페녹시포스파젠, 폴리{비스[2-(2-메톡시에톡시)포스파젠]} 같은 폴리포스파젠류, 폴리우레탄 및 폴리에테르우레탄을 포함하는 폴리우레탄공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등을 사용할 수 있다. The heat-resistant polymer resin which can be used in the present invention is a resin which can be dissolved in an organic solvent for electrospinning and has a melting point of 180 ° C or higher, for example, polyacrylonitrile (PAN), polyamide, polyimide, polyamideimide, Aromatic polyesters such as poly (meta-phenylene isophthalamide), polysulfone, polyether ketone, polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, and polyethylene naphthalate, polytetrafluoroethylene, , Polyphosphazenes such as poly {bis [2- (2-methoxyethoxy) phosphazene], polyurethane copolymers including polyurethane and polyether urethane, cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate prop Phonate and the like can be used.
본 발명에 사용 가능한 팽윤성 고분자 수지는 전해액에 팽윤이 일어나는 수지로서 전기 방사법에 의하여 초극세 섬유로 형성 가능한 것으로, 예를 들어, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리(비닐리덴플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌), 퍼풀루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드 또는 폴리비닐리덴 클로라이드 및 이들의 공중합체 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에스터를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리(옥시메틸렌-올리 고-옥시에틸렌), 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리프로필렌옥사이드를 포함하는 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리(비닐피롤리돈-비닐아세테이트), 폴리스티렌 및 폴리스티렌 아크릴로니트릴 공중합체, 폴리아크릴로니트릴 메틸메타크릴레이트 공중합체를 포함하는 폴리아크릴로니트릴 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. The swellable polymer resin usable in the present invention is a resin which swells in an electrolytic solution and can be formed by ultrafine fibers by an electrospinning method. Examples of the swellable polymer resin include polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride-co- Polypropylene), perfluoropolymers, polyvinyl chloride or polyvinylidene chloride, and copolymers thereof, and polyethylene glycol derivatives including polyethylene glycol dialkyl ethers and polyethylene glycol dialkyl esters, poly (oxymethylene-oligo- Polyvinyl acetate, poly (vinylpyrrolidone-vinyl acetate), polystyrene and polystyrene acrylonitrile copolymers, polyacrylonitrile methyl methacrylate copolymers, polyacrylonitrile methyl methacrylate copolymers, ≪ / RTI > Casting reel can be given to the copolymer, polymethyl methacrylate, polymethyl methacrylate copolymers and mixtures thereof.
아울러, 전해질은 액체 전해질 또는 고분자 고체 전해질을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 것이 좋다.본 발명의 파우치를 사용하는 이차 전지가 리튬 이차 전지인 경우, 액체 전해질을 사용하게 되면 리튬 이온 이차 전지가 되고, 고분자 고체 전해질을 사용하는 경우 리튬 이온 폴리머 이차 전지가 된다. 여기서, 리튬 이온 폴리머 이차 전지는 고분자 고체 전해질의 종류에 따라 전해액이 전혀 함유되어 있지 않은 완전 고체형 리튬 이온 폴리머 이차 전지와 전해액을 함유하고 있는 겔형 고분자 전해질을 사용하는 리튬 이온 폴리머 이차 전지를 포함한다. In the case where the secondary battery using the pouch of the present invention is a lithium secondary battery, when a liquid electrolyte is used, lithium (Li) is used as the electrolyte, Ion secondary battery, and when a polymer solid electrolyte is used, a lithium ion polymer secondary battery is obtained. Here, the lithium ion polymer secondary battery includes a lithium ion polymer secondary battery using a completely solid type lithium ion polymer secondary battery and a gel type polymer electrolyte containing an electrolyte, which do not contain any electrolyte depending on the kind of the polymer solid electrolyte .
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 파우치의 외장재의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지용 파우치의 외장재의 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view of a casing of a pouch for a secondary battery according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view of a casing of the pouch for a secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 파우치의 외장재는 PTFE(Polytetrafluoroethylene)층(200), 및 열융착층(210)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the outer casing of the pouch for a secondary battery according to the first embodiment of the present invention includes a PTFE (Polytetrafluoroethylene)
PTFE층(200)은 내약품성, 내마모성, 내열성과 가요성이 우수하다. 그러므로, 본 발명의 제1실시예에 따른 이차 전지용 파우치의 외장재는 외부에서 습기의 침투를 방지할 수 있으며, 이차 전지의 동작으로 발생되는 열에 잘 견딜수 있는 것이다. 이와 더불어, 파우치는 휘어짐에 대해 변형이 발생하지 않아 이차 전지의 플렉서블한 특성을 향상시킬 수 있다.The
PTFE층(200)의 두께(t1)은 1㎛ - 500㎛인 것이 바람직하며, PTFE층(200)의 두께(t1)가 1㎛ 이하인 경우, 파우치 외부에서 침투되는 수분량이 많아서 이차 전지의 특성을 유지하기 힘들고, 두께(t1)가 500㎛ 이상인 경우, 파우치의 외장재 두께가 두꺼워서 휘어짐 특성이 저하된다.It is preferable that the thickness t1 of the
도 1에서 설명한 바와 같이, 제1외장재와 제2외장재는 측면의 가장 자리가 열융착되는바, 외장재의 열융착층(210)은 제1외장재와 제2외장재를 열융착시키게 된다. 열융착층(210)은 열융착 공정으로 융착되어 제1외장재와 제2외장재를 실링하기 위해, PTFE층(200)에 적층되어 있다.As shown in FIG. 1, the sides of the first exterior material and the second exterior material are thermally fused, and the heat-
열융착층(210)은 실링성이 양호한 고분자 수지를 사용할 수 있으며, 특히, CPP(Casting Polypropylene), LLDPE(Linear Low Density Polyethylene), LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene), 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에폭시 수지 및 페놀 수지 중 하나의 단일층 구조 또는 이들의 적층 구조로 사용할 수 있다.The heat-
도 3을 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 이차 전지용 파우치의 외장재는 PTFE(Polytetrafluoroethylene)층(200), 열융착층(210), 접착층(220), 강도 보강층(230)을 포함한다.3, the outer casing of the pouch for a secondary battery according to the second embodiment of the present invention includes a PTFE (Polytetrafluoroethylene)
제2실시예의 파우치의 외장재는 제1실시예의 파우치의 외장재의 PTFE층(200)에 접착층(220)을 개재하여 강도 보강층(230)을 접착한 구조이다. 즉, 제1실시예의 파우치의 외장재는 PTFE층(200)을 구비하고 있어 가요성은 우수하나, 강도가 다소 낮아 파우치 실링한 면(도 5의 파우치(500)의 '120')에 잔주름이 발생될 수 있어, 제2실시예에서는 강도 보강층(230)을 더 포함한 것이다. 여기서, 강도 보강층(230)은 PET인 것이 바람직하다.The exterior material of the pouch of the second embodiment is a structure in which the
강도 보강층(230)의 두께(t2)은 1㎛ - 500㎛인 것이 바람직하다. 여기서, 강도 보강층(230)의 두께(t2)가 1㎛ 이하이면, 두께가 얇아 강도 보강이 되지 않고, 강도 보강층(230)의 두께(t2)가 500㎛ 이상이면, 두께가 두꺼워서 휘어짐 특성이 낮아진다.The thickness t2 of the
따라서, 본 발명에 따른 이차 전지용 파우치는 외장재에 알루미늄 박막이 포함하지 않더라도 파우치의 특성을 우수하게 할 수 있고, 벤딩(bending)시 발생되는 구겨짐을 방지하여 외관 미감을 우수하게 할 수 있는 장점이 있는 것이다.
Therefore, the pouch for a secondary battery according to the present invention has an advantage in that it can improve the characteristics of the pouch even when the aluminum foil is not included in the casing, and can prevent the wrinkling that occurs during bending, will be.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이차 전지용 파우치에 전극 조립체를 내장하는 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 이차 전지의 사진이며, 도 6a와 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 이차 전지의 가요성을 테스트한 사진이다.FIG. 4 is a view for explaining a method of embedding an electrode assembly in a pouch for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a photograph of a flexible secondary battery according to an embodiment of the present invention, 6b are photographs showing the flexibility test of the flexible secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 이차 전지용 파우치(100)의 내부 공간(110)에 전극 조립체(300)를 삽입하여 실링하면, 도 5와 같은 플렉서블 이차 전지(500)를 제조하게 된다.Referring to FIG. 4, when the
전극 조립체(300)는 음극(310)과 양극(320) 사이에 분리막(미도시)이 개재된다. 음극(310)과 양극(320) 각각에는 음극단자(311)와 양극단자(321)이 대응되어 형성되어 있고, 음극단자(311)와 양극단자(321)는 이차 전지용 파우치(100)의 제1외장재와 제2외장재에 형성된 수용홈(102,103)에 대응되어 위치되고, 이차 전지용 파우치(100)의 정면과 후면으로 각각 노출된다.In the
이때, 이차 전지용 파우치(100)의 내부 공간(110)에는 전극 조립체(300)와 함께 전해질도 함께 내장된다. 전해질이 액체 전해질인 경우, 이차 전지용 파우치(100)의 내부 공간(110)에는 전극 조립체(300)를 삽입시키고, 액체 전해질을 내부 공간에 투입한 후, 실링한다. 그리고, 전해질이 겔형 전해질인 경우, 음극(310)과 양극(320) 각각과 분리막 사이에 겔형 전해질이 위치된 전극 조립체를 이차 전지용 파우치(100)의 내부 공간(110)에 삽입시킨 후 실링하면 된다.At this time, an electrolyte is also built in the
여기서, 실링 공정은 도 5의 '102' 영역을 열융착시키면, 열융착층이 융착되어 실링됨으로써, 이차 전지용 파우치(100)의 내부 공간(110)은 외부로부터 차단된다.Here, when the '102' region in FIG. 5 is thermally fused, the heat sealing layer is fused and sealed so that the
이와 같은 공정으로 제조된 도 5의 플렉서블 이차 전지(500)를 도 6a 및 도 6b와 같이 벤딩 테스트(bending test)한 결과, 가요성이 우수한 것으로 나타났다.As a result of bending test of the flexible
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.
100:이차 전지용 파우치 102,103:수용홈
110:공간 200:PTFE층
210:열융착층 220:접착층
230:접착층 310:전극 조립체
311:음극 단자 320:양극
321:양극 단자 500:플렉서블 이차 전지100: pouch for secondary battery 102,103: receiving groove
110: space 200: PTFE layer
210: thermal fusion layer 220: adhesive layer
230: adhesive layer 310: electrode assembly
311: cathode terminal 320: anode
321: positive terminal 500: flexible secondary battery
Claims (12)
상기 제1 및 제2외장재는,
PTFE(Polytetrafluoroethylene)층; 및
상기 PTFE층에 적층되고, 상기 전극 조립체와 전해질을 외부로부터 보호하기 위해 열융착되는 열융착층을 포함하며,
상기 제1 및 제2외장재의 열융착되지 않은 1측면 각각에 서로 대향되지 않도록 배치되며, 상기 양극단자와 상기 음극단자를 수용할 때 상기 양극단자와 상기 음극단자의 선단부가 각각 파우치의 정면과 후면으로 배치되어 노출하도록 일부가 제거된 한쌍의 수용홈이 형성된 이차 전지용 파우치.An electrode assembly including an anode, a cathode, a separator separating the anode and the cathode, and a cathode terminal and a cathode terminal formed corresponding to the anode and the cathode, respectively, and an inner space for housing the electrolyte, And the first and second outer casings are sealed to each other,
Wherein the first and second outer casings are made of an elastic material,
A PTFE (Polytetrafluoroethylene) layer; And
A thermally fusible layer laminated on the PTFE layer and thermally fused to protect the electrode assembly and the electrolyte from the outside,
And the front end of the cathode terminal and the front end of the cathode terminal are connected to the front surface and the rear surface of the pouch when receiving the cathode terminal and the cathode terminal, respectively, And a pair of receiving grooves, which are partially removed to be exposed, are formed in the pouch.
상기 외장재는,
상기 PTFE층의 타면에 접착된 접착층; 및
상기 접착층에 접착된 강도 보강층을 포함하는 이차 전지용 파우치.The heat sink according to claim 1, wherein the heat-sealable layer is laminated on one side of the PTFE layer,
The exterior material comprises:
An adhesive layer adhered to the other surface of the PTFE layer; And
And a strength reinforcing layer bonded to the adhesive layer.
CPP(Casting Polypropylene), LLDPE(Linear Low Density Polyethylene), LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene), 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에폭시 수지 및 페놀 수지 중 하나의 단일층 구조 또는 이들의 적층 구조인 이차 전지용 파우치.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the heat-
It is preferable to use one or more selected from the group consisting of CPP (Casting Polypropylene), LLDPE (Low Density Polyethylene), LDPE (High Density Polyethylene), HDPE (High Density Polyethylene), Polyethylene, Polyethylene terephthalate, Polypropylene, Ethylene Vinyl Acetate A pouch for a secondary battery having a single layer structure or a laminated structure thereof.
전해질; 및
상기 전극 조립체와 상기 전해질을 내장하기 위한 내부 공간이 구비되도록 3측면의 가장자리가 융착되는 봉지형 구조의 제1 및 제2외장재를 포함하는 파우치를 포함하고,
상기 제1 및 제2외장재는,
PTFE층과, 상기 PTFE층에 적층되고 상기 전극 조립체와 상기 전해질을 외부로부터 보호하기 위해 열융착되는 열융착층을 포함하며,
상기 제1 및 제2외장재의 열융착되지 않은 1측면 각각에 서로 대향되지 않도록 배치되며, 상기 양극단자와 상기 음극단자를 수용할 때 상기 양극단자와 상기 음극단자의 선단부가 각각 파우치의 정면과 후면으로 배치되어 노출하도록 일부가 제거된 한쌍의 수용홈이 형성된 플렉서블 이차 전지.An electrode assembly including an anode, a cathode, a separator separating the anode and the cathode, and a cathode terminal and a cathode terminal formed corresponding to the anode and the cathode, respectively;
Electrolyte; And
And a pouch including a first and a second casing of a seal-type structure in which three side edges are fused so that the electrode assembly and the electrolyte are filled with an inner space,
Wherein the first and second outer casings are made of an elastic material,
A PTFE layer, and a heat-sealable layer laminated on the PTFE layer and thermally fused to protect the electrode assembly and the electrolyte from the outside,
And the front end of the cathode terminal and the front end of the cathode terminal are connected to the front surface and the rear surface of the pouch when receiving the cathode terminal and the cathode terminal, respectively, And a pair of receiving grooves are partially formed to be exposed.
상기 제1 및 제2외장재는,
상기 PTFE층의 타면에 접착된 접착층; 및
상기 접착층에 접착된 강도 보강층을 더 포함하는 플렉서블 이차 전지.[8] The method according to claim 7, wherein the heat-sealable layer is laminated on one side of the PTFE layer,
Wherein the first and second outer casings are made of an elastic material,
An adhesive layer adhered to the other surface of the PTFE layer; And
And a strength reinforcing layer bonded to the adhesive layer.
상기 전극 조립체는,
상기 양극에 형성되며, 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질층; 및
상기 음극에 형성되며, 상기 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질층을 포함하는 플렉서블 이차 전지.9. The method of claim 8,
The electrode assembly includes:
A positive electrode active material layer formed on the positive electrode and capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions; And
And a negative electrode active material layer formed on the negative electrode and capable of intercalating and deintercalating lithium ions.
상기 분리막은,
상기 음극 활물질층을 커버하도록 각각 전해액에 팽윤이 이루어지며 전해질 이온의 전도가 가능한 고분자로 이루어지는 제1 무기공 고분자 필름층; 및
내열성 고분자 또는 내열성 고분자와 팽윤성 고분자, 및 무기물 입자의 혼합물의 초극세 섬유상으로 이루어진 무기물 함유 다공성 고분자 웹층을 포함하는 플렉서블 이차 전지.10. The method of claim 9,
The separation membrane includes:
A first inorganic polymer film layer made of a polymer which swells in an electrolytic solution to cover the anode active material layer and is capable of conducting electrolytic ions; And
A flexible secondary battery comprising an inorganic material-containing porous polymer web layer made of a microfine fiber of a heat-resistant polymer or a mixture of a heat-resistant polymer and a swelling polymer, and inorganic particles.
The flexible secondary battery according to claim 7 or 8, wherein the electrolyte is a gel-type polymer electrolyte.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130088936A KR101724620B1 (en) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Pouch for Secondary Battery and Flexible Secondary Battery using The Same |
PCT/KR2014/006718 WO2015012599A2 (en) | 2013-07-26 | 2014-07-23 | Pouch for flexible battery and flexible battery using same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020130088936A KR101724620B1 (en) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Pouch for Secondary Battery and Flexible Secondary Battery using The Same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20150012853A KR20150012853A (en) | 2015-02-04 |
KR101724620B1 true KR101724620B1 (en) | 2017-04-07 |
Family
ID=52488803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020130088936A KR101724620B1 (en) | 2013-07-26 | 2013-07-26 | Pouch for Secondary Battery and Flexible Secondary Battery using The Same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101724620B1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101864882B1 (en) * | 2015-05-19 | 2018-06-08 | 주식회사 엘지화학 | Battery Case Comprising PTFE-Based Material |
KR101795711B1 (en) | 2015-08-17 | 2017-11-08 | 노대수 | Cell pouch film for battery and method of the same |
KR102562335B1 (en) | 2015-11-23 | 2023-07-31 | 삼성에스디아이 주식회사 | Case for rechargeable battery and rechargeable battery comprising the same |
KR102090254B1 (en) * | 2016-01-11 | 2020-03-17 | 주식회사 엘지화학 | Battery module and method for fabricating the same |
KR102452191B1 (en) * | 2017-06-14 | 2022-10-14 | 주식회사 아모그린텍 | Manufacturing method of Rollable Battery |
KR102515102B1 (en) | 2017-10-24 | 2023-03-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | Case for rechargeable battery and rechargeable battery comprising the same |
KR102091802B1 (en) * | 2018-10-05 | 2020-03-20 | 서울대학교산학협력단 | Secondary battery |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011040379A (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Samsung Sdi Co Ltd | Rechargeable battery, and battery module |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100369070B1 (en) * | 1999-11-09 | 2003-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | Material for battery case |
JP4508199B2 (en) * | 2007-02-05 | 2010-07-21 | ソニー株式会社 | Lead sealant film and non-aqueous electrolyte battery |
KR20130057831A (en) * | 2011-11-24 | 2013-06-03 | 동우 화인켐 주식회사 | Electrolyte for lithium secondary battery |
KR101470058B1 (en) | 2011-12-07 | 2014-12-08 | 주식회사 엘지화학 | Pouch for secondary battery and secondary battery using the same |
-
2013
- 2013-07-26 KR KR1020130088936A patent/KR101724620B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011040379A (en) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Samsung Sdi Co Ltd | Rechargeable battery, and battery module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20150012853A (en) | 2015-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3830008B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
KR101724620B1 (en) | Pouch for Secondary Battery and Flexible Secondary Battery using The Same | |
JP4126711B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
US8450595B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery and method for producing the same | |
US6617074B1 (en) | Lithium ion polymer secondary battery and gelatinous polymer electrolyte for sheet battery | |
KR101111074B1 (en) | Battery Cell Having Excellent Structure Stability and Insulation Resistance | |
KR101105876B1 (en) | Separator for lithium secondary batteries and Lithium secondary batteries comprising the same | |
MXPA01002970A (en) | Lithium ion battery and its manufacturing method. | |
KR20060103692A (en) | Pouch type li secondary battery and method of fabrcating the same | |
JP6951002B2 (en) | Electrolyte for secondary batteries, batteries containing it and flexible batteries | |
JP2008041504A (en) | Nonaqueous electrolyte battery | |
KR101765787B1 (en) | Wearable device having flexible battery using pouch for flexible battery | |
KR101310732B1 (en) | Secondary battery and method therefor | |
JPWO2012053286A1 (en) | Electrochemical element separator and method for producing the same, electrochemical element electrode and electrochemical element | |
KR102099905B1 (en) | Pouch type secondary battery and fabricating method thereof | |
JP2021512464A5 (en) | ||
JP2021512464A (en) | Flexible battery, this manufacturing method and auxiliary battery including it | |
KR100659845B1 (en) | Pouch type Li Secondary Battery and method for fabricating the same | |
JP2011192518A (en) | Secondary battery | |
JP4449214B2 (en) | Non-aqueous electrolyte battery | |
KR20160031638A (en) | Pouch, flexible battery using the same and manufacturing method thereof | |
KR101795704B1 (en) | Pouch type secondary battery and method of fabricating the same | |
JP2010021043A (en) | Separator, manufacturing method of separator and battery | |
KR100679662B1 (en) | Electrochemical cell with two separator system | |
JP5113944B1 (en) | Electrochemical element separator, method for producing the same, and electrochemical element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
X091 | Application refused [patent] | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200312 Year of fee payment: 4 |