KR101814481B1 - Sealing member for lead tab of secondary battery and method of manufacturing the member - Google Patents
Sealing member for lead tab of secondary battery and method of manufacturing the member Download PDFInfo
- Publication number
- KR101814481B1 KR101814481B1 KR1020160008515A KR20160008515A KR101814481B1 KR 101814481 B1 KR101814481 B1 KR 101814481B1 KR 1020160008515 A KR1020160008515 A KR 1020160008515A KR 20160008515 A KR20160008515 A KR 20160008515A KR 101814481 B1 KR101814481 B1 KR 101814481B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- lead tab
- mol
- seal member
- adhered
- intermediate layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H01M2/08—
-
- H01M2/06—
-
- H01M2/26—
-
- 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
-
- Y02E60/122—
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
전해질에 대한 내성이 크고, 리드탭과 외장재와의 밀착성이 양호한 이차전지의 리드탭용 실부재 및 그 제조방법을 제시한다. 그 실부재 및 방법은 성분이 호모 프로필렌인 중간층과, 일측은 리드탭에 접착되고 타측은 중간층과 접착되며 폴리프로필렌(PP) 85~95 mol%와 말레이산(MA) 5~15 mol%로 공중합된 공중합체(PP-g-MA)로 이루어지는 리드탭 접착층 및 일측은 외장재에 접착되고 타측은 중간층과 접착되며 폴리에틸렌 1~10 mol%, 폴리프로필렌 80~98 mol%, 폴리부틸렌 1~10 mol%로 공중합된 공중합체(E-PP-B)로 이루어진 외장재 접착층을 포함하고, 수냉식 인플레이션 방식에 의해 공압출하여 제조된다. A seal member for a lead tab of a secondary battery having a high resistance to electrolytes and having good adhesion between the lead tab and the casing, and a method of manufacturing the same. The seal member and the method are characterized in that an intermediate layer in which the component is homo-propylene is adhered to the lead tab, one side is bonded to the lead tab and the other side is bonded to the intermediate layer, and 85 to 95 mol% of polypropylene (PP) and 5 to 15 mol% (PP-g-MA), one side of which is adhered to the exterior material and the other side of which is bonded to the intermediate layer, and is composed of 1 to 10 mol% of polyethylene, 80 to 98 mol% of polypropylene, 1 to 10 mol of polybutylene % Of a copolymer (E-PP-B) copolymerized with a copolymer (E-PP-B), and co-extruded by a water-cooled inflation method.
Description
본 발명은 이차전지의 리드탭용 실부재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전지의 리드탭(lead tab) 및 외장재 사이의 밀봉을 위한 실부재 및 제조방법에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a seal member for sealing between a lead tab of a battery and a casing, and a manufacturing method thereof.
이차전지는 휴대용 무선기기, 전기자동차 등의 구동용 전원으로 사용되고 있다. 그 중에서 특히 리튬 이차전지는 수명이 길고 에너지 밀도가 높은 특징이 있어서, 수요가 급격하게 증가하고 있다. 최근, 리튬 폴리머 전지는 유연성을 가지는 소재로 제조되어 그 형상을 자유롭게 설계할 수 있다. 또한, 리튬 폴리머 전지는 안전성이 우수하고, 무게가 가벼워서 휴대용 전자기기에 적합하다. 전기자동차와 같은 중대형 기기에 사용되는 대용량 전지는 파우치(pouch)형 리튬이온 폴리머 전지가 활용되고 있다. 대용량 파우치형 전지는 전극조립체를 외장재인 파우치에 수납할 때, 전지 본체와 외부와의 전기적인 연결을 위하여 리드탭을 구비한다. The secondary battery is used as a driving power source for portable wireless devices, electric vehicles, and the like. In particular, lithium secondary batteries have a long lifetime and high energy density, and their demand is rapidly increasing. In recent years, a lithium polymer battery is made of a flexible material and its shape can be freely designed. In addition, the lithium polymer battery is excellent in safety and light in weight, so that it is suitable for portable electronic devices. BACKGROUND ART A pouch-type lithium ion polymer battery is used as a large-capacity battery used in medium-sized devices such as an electric vehicle. The large-capacity pouch-type battery includes lead tabs for electrical connection between the battery body and the outside when the electrode assembly is housed in a pouch as a casing.
한편, 대용량 파우치형 전지가 외부환경에 노출되었을 때, 파우치의 금속층과 리드탭의 결로 또는 전극 접촉으로 인한 단락이 발생한다. 단락이 일어나면, 전극조립체에 수분의 침투나 전해액의 손실이 발생하여, 전지의 성능을 저하시킨다. 이를 방지하기 위하여, 리드탭과 외장재의 결합부위에 실부재를 게재하여, 리드탭과 외장재 사이를 열융착에 의해 밀봉한다. 실부재는 일반적으로 2층 또는 3층의 다층구조를 가진다. 예를 들어, 2층 구조는 일본등록특허 제5402547호, 3층 구조는 일본등록특허 제5108228호에 개시되어 있다. On the other hand, when the large-capacity pouch-type battery is exposed to the external environment, a short circuit occurs due to condensation of the metal layer of the pouch and the lead tab or electrode contact. When a short circuit occurs, water penetration into the electrode assembly or loss of an electrolytic solution occurs, thereby deteriorating the performance of the battery. In order to prevent this, the seal member is placed on the joint portion between the lead tab and the casing, and the lead tab and the casing are sealed by heat fusion. The seal member generally has a two-layer or three-layer multi-layer structure. For example, the two-layer structure is disclosed in Japanese Patent No. 5402547, and the three-layer structure is disclosed in Japanese Patent Publication No. 5108228. [
그런데, 종래의 다층 구조의 실부재는 공냉식 무연신 롤법으로 제조한다. 공냉식 무연신 롤법은 설비가 간단하고 공정조건이 단순하여 제조가 용이하나 배향공정이 없는 관계로 기계적 특성이 떨어지고 냉각속도가 낮기 때문에 생산성이 저하된다. 또한, 공랭식에서 제조된 폴리프로필렌 필름의 표면에는 주로 결정크기가 큰 α결정체로 구성되어 있어서 전해질에 대한 내성이 떨어진다.However, the conventional multi-layered seal member is manufactured by the air-cooling type non-smoothing roll method. The air-cooled, non-smelting new-roll method has a simple facility and simple process conditions, which are easy to manufacture. However, since there is no orientation process, the mechanical properties are deteriorated and the cooling rate is low. In addition, the surface of the polypropylene film produced by the air-cooling type is composed of an? -Crystal mainly having a large crystal size, and thus the resistance to the electrolyte deteriorates.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전해질에 대한 내성이 크고, 리드탭 및 외장재와의 밀착성이 양호한 이차전지의 리드탭용 실부재 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.A problem to be solved by the present invention is to provide a seal member for a lead tab of a secondary battery, which has a high resistance to electrolytes and has good adhesiveness to a lead tab and a casing, and a manufacturing method thereof.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 이차전지의 리드탭용 실부재는 성분이 호모 프로필렌인 중간층 및 일측은 상기 리드탭에 접착되고 타측은 상기 중간층과 접착되며, 폴리프로필렌(PP) 85~95 mol%와 말레이산(MA) 5~15 mol%로 공중합된 공중합체(PP-g-MA)로 이루어지는 리드탭 접착층을 포함한다. 또한, 일측은 상기 외장재에 접착되고 타측은 상기 중간층과 접착되며, 폴리에틸렌 1~10 mol%, 폴리프로필렌 80~98 mol%, 폴리부틸렌 1~10 mol%로 공중합된 공중합체(E-PP-B)로 이루어진 외장재 접착층을 포함한다. In order to solve the problems of the present invention, the lead tapped seal member of a secondary battery of the present invention comprises: an intermediate layer having a component of homo propylene; one end bonded to the lead tab and the other end bonded to the intermediate layer; (PP-g-MA) copolymerized with 5 to 15 mol% of maleic acid (MA). (E-PP-1) copolymerized with 1 to 10 mol% of polyethylene, 80 to 98 mol% of polypropylene and 1 to 10 mol% of polybutylene, one side of which is adhered to the exterior material and the other side of which is adhered to the intermediate layer. B).
본 발명의 실부재에 있어서, 상기 리드탭 접착층, 상기 중간층 및 상기 외장재 접착층의 두께비는 1:1:1 내지 3:1:1이 바람직하다. 상기 실부재의 두께는 75 내지 150㎛이 좋다. 또한, 상기 실부재는 상기 리드탭 접착층 및 상기 외장재 접착층 사이에 위치하고, 폴리프로필렌(PP)을 주성분으로 하며, 에틸렌-아크릴산 공중합체(E-AA), 에틸렌-프로필렌 디엔 공중합체(EDPM), 노본(Novon), 폴리(4-메틸-1-펜텐)(PMP), 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체(E-EA), 수소화된(hydrogenated) 천연고무, 에틸렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체(E-MMA), 폴리에틸렌 이오노머 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 상기 주성분에 부가될 수 있다.In the seal member of the present invention, the thickness ratio of the lead tab adhesive layer, the intermediate layer, and the facing material adhesive layer is preferably 1: 1: 1 to 3: 1: 1. The thickness of the seal member is preferably 75 to 150 mu m. The seal member is disposed between the lead tab adhesive layer and the facing material adhesive layer and comprises polypropylene (PP) as a main component, and is preferably an ethylene-acrylic acid copolymer (E-AA), an ethylene-propylene diene copolymer (EDPM) (E-EA), hydrogenated natural rubbers, ethylene-methyl methacrylate copolymers (E-EA), poly (4-methyl-1-pentene) MMA), and a polyethylene ionomer may be added to the main component.
본 발명의 바람직한 실부재에 있어서, 상기 외장재 접착층의 표면은 극성의 관능기를 함유하는 올레핀 올리고머(oligomer), 이오노머(ionomer) 수지, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리비닐아세테이트(PVAc), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리비닐아세테이트(PVAc)와 폴리비닐알콜(PVA)의 공중합체 중에 선택된 어느 하나 또는 그들의 혼합물이 도포될 수 있다. 리드탭 및 외장재와 접착된 상기 실부재는 Li-P-F계 전해질 속에서 80℃ 온도조건에서 24시간 동안 정치시킨 후의 밀착력이 20 N/17mm 이상을 유지한다.In the preferred seal member of the present invention, the surface of the exterior material adhesive layer is preferably made of an olefin oligomer containing a polar functional group, an ionomer resin, polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl acetate (PVAc) (PVA), a copolymer of polyvinyl acetate (PVAc) and polyvinyl alcohol (PVA), or a mixture thereof. The seal member adhered to the lead tab and the casing member maintains an adhesion force of 20 N / 17 mm or more after standing in a Li-P-F type electrolyte at 80 캜 for 24 hours.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 이차전지의 리드탭용 실부재의 제조방법은 컴파운딩(혼련) 공정을 거쳐 수냉식 인플레이션 방식에 의해 공압출하여 제조된다. 이때, Tm+20℃≤Textrusion≤Tm+40℃ 및 Tm-120℃≤Tcasting≤Tm-100℃의 온도 조건에서 성형되고, 150 kg/hr 내지 300 kg/hr의 압출량을 가진다. 상기 실부재는 공냉식 무연신 롤법으로 생산이 가능하나 전해질에 대한 내성을 높이기 위하여 수냉식 인플레이션을 사용한다. 수냉식 인플레이션은 필름표면에 결정크기가 큰 α형 결정체보다 결정구조가 작은 β형 결정체의 함량을 높인다. In order to solve the problems of the present invention, a manufacturing method of a lead tapped seal member of a secondary battery is manufactured by co-extrusion through a compounding (kneading) process and a water-cooled inflation method. At this time, it is molded at a temperature condition of Tm + 20 ° C? T extrusion ? Tm + 40 占 폚 and Tm-120 占 폚 T casting ? Tm-100 占 폚, and has an extrusion amount of 150 kg / hr to 300 kg / hr. The seal member can be produced by an air-cooled type non-smoothing roll method, but water-cooled inflation is used to enhance the resistance to electrolytes. Water-cooled inflation increases the content of β-type crystals with a smaller crystal structure than α-type crystals with large crystal sizes on the film surface.
본 발명의 이차전지의 리드탭용 실부재 및 그 제조방법에 의하면, PP-g-MA계 공중합 수지로 구성된 리드탭 접착층, 호모 PP 중간층 및 E-PP-B계 공중합 수지로 구성된 외장재 접착층을 이루어진 3층 구조의 실부재를 수냉식 인플레이션(inflation) 방식으로 형성함으로써, 전해질에 대한 내성이 크고, 리드탭 및 외장재와의 밀착성이 양호하다.According to the seal member for lead taps of a secondary battery of the present invention and the method for producing the seal member, it is possible to provide a seal member for a lead tab and a method for producing the seal member, By forming a seal member having a layer structure in a water-cooling inflation manner, resistance to electrolytes is large, and adhesiveness to the lead tab and the casing is good.
도 1은 본 발명에 의한 리드탭용 실부재가 적용되는 모습을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 의한 하나의 리드탭용 실부재를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 다른 리드탭용 실부재를 설명하기 위한 단면도이다. 1 is a perspective view illustrating a state in which a seal member for a lead tab according to the present invention is applied.
2 is a cross-sectional view illustrating one seal member for a lead tab according to the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating another lead tab thread member according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.
본 발명의 실시예는 PP-g-MA계 공중합 수지로 구성된 리드탭 접착층, 호모 PP 중간층 및 E-PP-B계 공중합 수지로 구성된 외장재 접착층을 이루어진 3층 구조의 실부재를 수냉식 인플레이션(inflation) 방식으로 형성함으로써, 전해질에 대한 내성이 크고, 리드탭과 외장재와의 밀착성이 양호한 실부재 및 제조방법을 제시한다. 이를 위해, 먼저 실부재의 구조를 상세하게 알아보고 각 층의 특성을 구체적으로 설명하기로 한다. 이어서, 본 발명의 실부재를 수냉식 인플레이션 방식으로 제조하는 과정 및 그에 따른 효과를 자세하게 알아보기로 한다. An embodiment of the present invention is a method of manufacturing a three-layered seal member comprising a lead tab tapping adhesive layer composed of a PP-g-MA based copolymer resin, a homo PP intermediate layer and an E-PP- The present invention proposes a seal member having a high resistance to an electrolyte and having good adhesion between the lead tab and the casing. To this end, the structure of the seal member will be described in detail and the characteristics of each layer will be described in detail. Next, the process of manufacturing the seal member of the present invention by the water-cooled inflation method and its effect will be described in detail.
<본 발명의 실부재>≪ Seal member of the present invention &
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 리드탭용 실부재가 적용되는 모습을 설명하기 위한 사시도이다.1 is a perspective view for explaining a state in which a seal member for a lead tab according to an embodiment of the present invention is applied.
도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지는 전극구조체(10), 전극 단자(20), 리드탭(30) 및 외장재(50)를 포함하여 이루어진다. 전극구조체(10)는 양극, 세퍼레이터, 음극을 하나의 단위로 복수개로 적층되고, 전극단자(20)는 리드탭(30)에 용접이나 리벳(rivet) 등에 의해 결합된다. 리드탭(30)은 전극단자(20)를 통하여 전극구조체(10)로부터 인출되어 외부단자와 접속된다. 외장재(50)는 구체적으로 도시하지는 않았지만 보호층, 금속박 및 실링층을 포함하며, 금속박은 습기나 공기의 출입을 차단하므로 배리어층이라고도 한다. 보호층과 금속박 또는 금속박과 실링층 사이에는 접착력을 높이는 접착보조층을 추가할 수 있다. 또한, 외장재(50)는 절연, 가스투과 방지, 박리, 물 포획 등과 같은 기능을 하는 층을 다양하게 구비할 수 있다. Referring to FIG. 1, the pouch type secondary battery includes an
상기 실링층은 리드탭(30)을 열봉합하여 전해액이나 가스의 유출을 방지하고, 열융착(heat sealing)이 가능하며, 주로 폴리프로필렌(PP)과 같이 전해질 내성이 높고 저융점 수지가 사용된다. 리드탭(30)은 일반적으로 판상 또는 봉상이며, 전기전도성을 가지는 금속 재질로 이루어진다. 리드탭(30)은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 그 합금 중에서 어느 하나의 금속을 선택할 수 있다. 리드탭(30)은 실부재(40)와의 접착력 향상 및 부식 방지를 위하여, 크롬화합물, 인화합물 등으로 표면처리될 수 있다.The sealing layer is formed by heat sealing the
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 의한 리드탭용 실부재를 설명하기 위한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view illustrating a seal member for a lead taps according to an embodiment of the present invention.
도 2에 의하면, 실부재(40)는 리드탭(30)과 열융착하는 리드탭 접착층(41), 중간층(42) 및 외장재(50)에 접착되는 외장재 접착층(43)의 3층 구조를 이룬다. 리드탭(30)은 실부재(40)와 밀착성을 높이기 위하여, 측면을 라운딩할 수 있다. 리드탭 접착층(41)은 폴리프로필렌(PP) 85~95 mol% 및 말레이산(MA) 5~15 mol%로 공중합된 공중합체(PP-g-MA)로 이루어진다. 이때, 말레이산(MA)이 5 mol%보다 작으면 전해질 내성이 떨어져 전해질액 집적후 밀착력이 불량해지고, 15 mol%보다 크면 용융강도(melting strength)와 내열성이 떨어져 열변형이 발생할 우려가 있다. 리드탭 접착층(41)은 금속으로 이루어진 리드탭과의 접착력을 향상시킨다. 2, the
중간층(42)은 호모 폴리프로필렌으로 이루어진다. 호모 폴리프로필렌은 프로필렌만의 단일결합으로 구성되어 있어서, 결정성이 높고, 인장강도 및 강성 등의 기계적 성질이 우수하다. 용융지수(g/10min)는 0.3~30, 융점이 160℃ 이상이 좋다. 한편, 호모 폴리프로필렌은 재생 폴리프로필렌을 혼합하여 사용할 수 있다. 재생 폴리프로필렌은 중간층(42)의 융점이 160℃ 이상이 되는 정도의 함량으로 혼합할 수 있다. 즉, 재생 폴리프로필렌을 지나치게 많이 혼합하면, 융점이 160℃ 이하로 저하될 수 있다. 또한, 중간층(42)은, 필요에 따라 산화방지제, 난연제, 자외선 흡수제, 광안정제, 열안정제, 윤활제, 착색제 등의 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한, 본 발명의 취지 내에서, 다른 수지를 혼합해도 좋다. 이때, 비상용 수지를 혼합 하는 경우는 상용화제를 병용하는 것이 바람직하다. The
외장재 접착층(43)은 폴리에틸렌 1~10 mol%, 폴리프로필렌 80~98 mol%, 폴리부틸렌 1~10 mol%로 공중합된 공중합체(E-PP-B)로 이루어진다. 이때, 공중합을 이루는 폴리에틸렌 및 폴리부틸렌 각각이 1 mol%보다 작으면 외장재와의 접착력이 떨어지고, 10 mol%보다 크면 저온에서 쉽게 접착되고 고온에서 변형되는 문제가 있다. The exterior material
상기 실부재는 상기 리드탭 및 상기 외장재 접착층 사이에 위치하고, 폴리프로필렌(PP)을 주성분으로 하며, 에틸렌-아크릴산 공중합체(E-AA), 에틸렌-프로필렌 디엔 공중합체(EDPM), 노본(Novon), 폴리(4-메틸-1-펜텐)(PMP), 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체(E-EA), 수소화된(hydrogenated) 천연고무, 에틸렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체(E-MMA), 폴리에틸렌 이오노머 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 상기 주성분에 부가가 가능하다.(E-AA), an ethylene-propylene diene copolymer (EDPM), a novone (Novon) copolymer, and the like. The sealing member is disposed between the lead tab and the facing material adhesive layer, , Ethylene-ethyl acrylate copolymer (E-EA), hydrogenated natural rubber, ethylene-methyl methacrylate copolymer (E-MMA), poly And a polyethylene ionomer may be added to the main component.
극성의 관능기를 함유하는 올레핀 올리고머(oligomer), 이오노머(ionomer) 수지, 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리비닐아세테이트(PVAc), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리비닐아세테이트(PVAc)와 폴리비닐알콜(PVA)의 공중합체 중에 선택된 어느 하나 또는 그들의 혼합물을 표면에 도포하거나 소량 첨가할 수 있다. 상기 올레핀계 올리고머는 대부분 탄소 및 수소만의 원자의 조합으로 이루어지고, 직쇄형 혹은 분기상의 중합체를 말한다. (PVAc), polyvinyl acetate (PVAc), polyvinyl alcohol (PVAc), polyvinyl alcohol (PVAc), polyvinyl pyrrolidone (PVAc), and the like, which contain polar functional groups such as an oligomer, an ionomer resin, polyvinyl chloride PVA), or a mixture thereof may be applied to the surface or added in a small amount. Most of the olefinic oligomers consist of a combination of carbon and hydrogen only atoms, and refer to linear or branched polymers.
상기 이오노머 수지는 에틸렌계 이오노머 수지가 바람직하다. 에틸렌계 이오노머 수지는 에틸렌 메타크릴산 공중합체 혹은 에틸렌 아크릴산 공중합체 등의 에틸렌 공중합체에 아연 이온, 칼륨 이온, 나트륨 이온, 마그네슘 이온, 리튬 이온 등의 금속 이온으로 유사 가교한 수지이다. 에틸렌계 이오노머 수지는 분자 내에 카르복실기를 갖는 에틸렌 공중합체와 금속 산화물, 금속 수산화물, 또는 금속염을 혼합하여 얻어지는 것도 포함된다. 카르복실기를 갖는 에틸렌 공중합체와 금속염 등을 혼합하면, 카르복실기는 금속 이온에 의해 중화 되어 카르복실산 이온이 되어, 금속 이온과의 염을 형성한다. 복수의 카르복실산 이온이 금속 이온과 회합하는 것으로 에틸렌 공중합체 같은 종류가 유사 가교하여 이오노머 수지가 된다.The ionomer resin is preferably an ethylene-based ionomer resin. The ethylene-based ionomer resin is a resin that is pseudo-crosslinked with an ethylene copolymer such as an ethylene methacrylic acid copolymer or an ethylene acrylic acid copolymer with a metal ion such as a zinc ion, a potassium ion, a sodium ion, a magnesium ion or a lithium ion. The ethylene-based ionomer resin includes those obtained by mixing an ethylene copolymer having a carboxyl group in its molecule with a metal oxide, a metal hydroxide, or a metal salt. When the ethylene copolymer having a carboxyl group is mixed with a metal salt or the like, the carboxyl group is neutralized by the metal ion to become a carboxylic acid ion, and forms a salt with the metal ion. As a plurality of carboxylic acid ions associate with metal ions, the kind of ethylene copolymer is pseudo-crosslinked to form an ionomer resin.
상기 폴리비닐아세테이트는 비닐 고분자이며, 비닐아세테이트 단량체를 유리라디칼 중합하여 제조된다. 폴리비닐아세테이트에서 일부 아세테이트를 수산기로 치환하면, 폴리비닐아세테이트와 폴리비닐알콜의 공중합체가 형성된다. 폴리비닐알콜은 본 발명의 리드탭 접착층(41)과 리드탭(30)의 접착력을 높이고, 폴리비닐아세테이트는 리드탭 법착층(41)의 결합력을 유지하도록 한다. The polyvinyl acetate is a vinyl polymer and is produced by free radical polymerization of a vinyl acetate monomer. When some of the acetates are replaced by hydroxyl groups in polyvinyl acetate, a copolymer of polyvinyl acetate and polyvinyl alcohol is formed. The polyvinyl alcohol enhances the adhesive strength between the lead tab adhesive layer 41 and the
리드탭과 외장재와 접착된 실부재는 Li-P-F계 전해질 속에서 80℃ 조건에서 24시간 동안 정치시킨 후에도, 밀착력이 20 N/17mm 이상 유지되어야 한다.The adhesion between the lead tab and the seal member bonded to the casing must be maintained at 20 N / 17 mm or more even after standing at 80 ° C for 24 hours in a Li-P-F electrolyte.
본 발명의 실부재는 리드탭 접착층(41):중간층(42):외장재 접착층(43)의 두께비는 1:1:1 내지 3:1:1로 구성되고, 전체적으로 75∼150㎛의 두께를 갖는다. 즉, 중간층(42) 및 외장재 접착층(43)의 두께는 서로 동일하게 설계되지만, 리드탭 접착층(41)은 중간층(42) 및 외장재 접착층(43)에 비해 1 내지 3배의 두께비를 가진다. 만일, 리드탭 접착층(41)의 두께비가 1보다 작으면 전해질 내성이 떨어져 밀착력이 떨어지고, 3보다 크면 중간층과 외장재 접착층 두께가 얇아져서 외장재와의 접착력이 떨어지고 외부 변형력에 대한 내구성과 내열성이 떨어진다. The seal member of the present invention has a thickness ratio of the lead tab adhesive layer 41: the intermediate layer 42: the cover
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 리드탭용 실부재를 설명하기 위한 단면도이다. 이때, 접착보조층(60)을 제외하고 도 2와 동일하므로, 중복되는 표현은 설명을 생략하거나 간단하게 하기로 한다. 3 is a cross-sectional view illustrating a seal member for a lead tab according to another embodiment of the present invention. 2, except for the adhesion-assisting
도 3에 의하면, 중간층(42) 및 외장재 접착층(43) 사이에는 양 층간의 접착력을 높이기 위하여, 접착보조층(60)을 더 둘 수 있다. 접착보조층(60)은 폴리프로필렌(PP) 및 고밀도폴리에틸렌(HDPE)을 주성분으로 하고, 보조성분이 혼합된다. 폴리프로필렌(PP)은 동일배열(isotatic), 교대배열(syndiotactic), 혼합배열(atactic), 에틸렌-프로필렌 공중합체 중의 적어도 하나가 가능하다. 상기 보조성분은 에틸렌-아크릴산 공중합체(E-AA), 에틸렌-프로필렌 디엔 공중합체(EDPM), 노본(Novon), 폴리(4-메틸-1-펜텐)(PMP), 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체(E-EA), 수소화된(hydrogenated) 천연고무, 에틸렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체(E-MMA), 폴리에틸렌 이오노머 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 접착보조층(60)은 중간층(42) 및 외장재 접착층(43)의 접착성 및 내열성을 향상시킨다. 3, an
이때, 상기 보조성분은 접착보조층(60) 전체에 대하여, 중량%로, 1% 내지 10%가 바람직하다. 10%보다 크면, 내열성 저하의 문제가 있고, 1%보다 작으면 접착성 저하의 문제가 있다. 상기 주성분에서 폴리프로필렌(PP)과 고밀도폴리에틸렌(HDPE)은 전체 주성분에 대하여 중량%로 70%~80%:5%~10%가 바람직하다. 이는 본 발명의 접착보조층(60)의 특성을 고려하여, 최적의 분율을 제시한 것이다. At this time, the auxiliary component is preferably 1% to 10% by weight based on the entirety of the adhesion-promoting
<본 발명의 실부재 제조방법>≪ Method of producing a seal member of the present invention &
본 발명의 실부재는 컴파운딩 공정을 거쳐 수냉식 인플레이션 방식에 의해 공압출하여 제조된다. 컴파운딩 공정은 리드탭 접착층(41)/중간층(42)/외장재 접착층(43) 또는 리드탭 접착층(41)/중간층(42)/접착보조층(60)/외장재 접착층(43)로 이루어진 실부재(40)의 각 층에 사용되는 수지 및 기능성 첨가제를 예컨대 트윈스크루(twin-screw) 컴파운딩 장치에 의해 균일한 수지로 제조한다. 이러한 컴파운딩 방식은 공지된 방식이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 발명의 컴파운딩 장치는 길이(L)/직경(D)을 18 내지 25 및 각 영역(zone)별 온도를 200℃ 내지 280℃로 최적화하였다. 이때, 컴파운딩된 수지의 압출온도는 190℃ 내지 200℃로 하여, 용융되지 않은 수지를 최소로 하였다,The seal member of the present invention is manufactured by co-extrusion through a compounding process and a water-cooled inflation method. The compounding process is performed in the same manner as the
인플레이션 방식은 컴파운딩 끝부분에 링 모양의 립(lip)을 가진 금형을 설치하고, 튜브 모양의 재료를 활용하여 연속적으로 성형하는 것이다. 상기 금형의 중앙에서는 공기홀이 설치되어 있으며, 상기 공기홀에 압축공기를 불어넣어 튜브를 여러 배수로 팽창시킨다. 팽창된 튜브를 롤러로 잡아당기면서 냉각하여 필름으로 뽑아낸다. 여기서, 금형의 지름, 압축공기의 압력으로 조절하여 필름의 폭 및 수지의 토출량이 정해지고, 롤러의 잡아당기는 속도로 필름의 두께를 변경할 수 있다. 인플레이션 방식은 피드블록을 사용하지 않으므로, 병목(necking) 현상을 방지하여, 실부재(40)를 이루는 필름의 열수축율을 최소로 줄일 수 있고, 일정한 열수축율을 얻을 수 있다.The inflation method is to mold a mold with a ring-shaped lip at the end of the compounding and to continuously mold it using a tubular material. An air hole is provided at the center of the mold, and the compressed air is blown into the air hole to expand the tube several times. The expanded tube is pulled by the roller, cooled, and pulled out to the film. Here, the width of the film and the discharge amount of the resin are determined by adjusting the diameter of the mold and the pressure of the compressed air, and the thickness of the film can be changed at the pulling speed of the roller. Since the inflation method does not use the feed block, the necking phenomenon is prevented, the heat shrinkage rate of the film constituting the
이때, 상기 인플레이션 방식에 의해 본 발명의 실부재를 제조하는 성형조건은 다음과 같다.At this time, the molding conditions for manufacturing the seal member of the present invention by the inflation method are as follows.
Tm+20℃≤ Textrusion≤Tm+40℃ … 식(1)Tm + 20 ° C? T extrusion ? Tm + 40 ° C ... Equation (1)
Tm-120℃≤Tcasting≤Tm-100℃ … 식(2)Tm-120 ℃ ≤T casting ≤Tm-100 ℃ ... Equation (2)
이때, Tm은 용융온도, Textrusion은 용융압출온도 및 Tcasting은 고형온도이다. 위의 온도 조건에서 성형하면, 150 kg/hr 내지 300 kg/hr의 압출량을 가진다.Tm is the melting temperature, T extrusion is the melt extrusion temperature, and T casting is the solid temperature. When molded under the above temperature conditions, it has an extrusion amount of 150 kg / hr to 300 kg / hr.
본 발명의 실시예에 의한 실부재는 Li-P-F계 전해질 속에서 80℃ 조건에서 24시간 동안 정치시킨 후의 밀착력은 20 N/17mm 이상 유지한다. 여기에서 17mm는 리드탭의 폭을 의미하며 상기 밀착력이 20 N/17mm보다 작으면, 상기 전해질이 누출되어 전자제품 및 전기자동차 고장의 원인이 된다. The seal member according to the embodiment of the present invention maintains the adhesion force of 20 N / 17 mm or more after standing at 80 ° C for 24 hours in the Li-P-F type electrolyte. Herein, 17 mm means the width of the lead tab, and if the adhesion is less than 20 N / 17 mm, the electrolyte leaks and causes electric appliances and electric car failure.
본 발명의 실시예에서는 수냉식 인플레이션 방식을 적용한다. 공냉식 무연신 롤제조 방식은 냉각속도가 낮고 기계적 특성이 떨어지며, 실부재(40)를 이루는 필름 표면에 결정크기가 큰 α형 결정체가 많이 존재하기 때문에 전해질 내성이 좋지 않다. 그런데, 수냉식 인플레이션 방식은 실부재(40)에 적용되는 폴리프로필렌 필름의 표면에 결정크기가 작은 β형 결정의 함량이 많게 한다. 상기 β형 결정은 급냉조건에서 생성되며 β형 결정체의 함량이 많아지면, 폴리프로필렌 필름의 전해질 내성이 증대된다. 또 β형 결정체의 함량이 많아지면 필름의 내열성 및 기계적 특성도 개선된다. In the embodiment of the present invention, a water-cooled inflation system is applied. The air-cooled, non-rolled new roll manufacturing method has a low cooling rate and a low mechanical property, and the electrolyte resistance is poor because a large amount of? -Type crystal having a large crystal size exists on the film surface of the
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is possible.
10; 전극조립체 20; 전극단자
30; 리드탭 40; 실부재
41; 리드탭 접착층 42; 중간층
43; 외장재 접착층 50; 외장재
60; 접착보조층10; An
30; Lead
41; A lead tab
43; An exterior material
60; Adhesion auxiliary layer
Claims (8)
일측은 리드탭에 접착되고 타측은 상기 중간층과 접착되며, 폴리프로필렌(PP) 85~95 mol%와 말레이산(MA) 5~15 mol%로 공중합된 공중합체(PP-g-MA)로 이루어지는 리드탭 접착층; 및
일측은 외장재에 접착되고 타측은 상기 중간층과 접착되며, 폴리에틸렌 1~10 mol%, 폴리프로필렌 80~98 mol%, 폴리부틸렌 1~10 mol%로 공중합된 공중합체(E-PP-B)로 이루어진 외장재 접착층을 포함하고,
실부재에는 상기 리드탭 및 상기 리드탭 접착층 사이에 위치하고, 폴리프로필렌(PP)을 주성분으로 하며, 에틸렌-아크릴산 공중합체(E-AA), 에틸렌-프로필렌 디엔 공중합체(EDPM), 노본(Novon), 폴리(4-메틸-1-펜텐)(PMP), 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체(E-EA), 수소화된(hydrogenated) 천연고무, 에틸렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체(E-MMA), 폴리에틸렌 이오노머 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 상기 주성분에 부가된 부가층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 리드탭용 실부재.An intermediate layer wherein the component is homopropylene;
(PP-g-MA) copolymerized with 85 to 95 mol% of polypropylene (PP) and 5 to 15 mol% of maleic acid (MA), one side of which is adhered to the lead tab and the other side of which is adhered to the intermediate layer A lead tab adhesive layer; And
(E-PP-B) copolymerized with 1 to 10 mol% of polyethylene, 80 to 98 mol% of polypropylene and 1 to 10 mol% of polybutylene, with one side adhered to the exterior material and the other side adhered to the intermediate layer And an outer covering material adhesive layer formed on the outer covering material,
(E-AA), an ethylene-propylene diene copolymer (EDPM), a novolak (N-vinylpyrrolidone) copolymer, and the like, which are positioned between the lead tab and the lead tab adhesive layer and contain polypropylene , Ethylene-ethyl acrylate copolymer (E-EA), hydrogenated natural rubber, ethylene-methyl methacrylate copolymer (E-MMA), poly Wherein at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate and polyethylene ionomer is added to the main component.
일측은 리드탭에 접착되고 타측은 상기 중간층과 접착되며, 폴리프로필렌(PP) 85~95 mol%와 말레이산(MA) 5~15 mol%로 공중합된 공중합체(PP-g-MA)로 이루어지는 리드탭 접착층; 및
일측은 외장재에 접착되고 타측은 상기 중간층과 접착되며, 폴리에틸렌 1~10 mol%, 폴리프로필렌 80~98 mol%, 폴리부틸렌 1~10 mol%로 공중합된 공중합체(E-PP-B)로 이루어진 외장재 접착층을 포함하는 이차전지의 리드탭용 실부재의 제조방법에 있어서,
상기 실부재는 컴파운딩(혼련) 공정을 거쳐 수냉식 인플레이션 방식에 의해 공압출하여 제조되고,
상기 실부재에는 상기 리드탭 및 상기 리드탭 접착층 사이에, 폴리프로필렌(PP)을 주성분으로 하며, 에틸렌-아크릴산 공중합체(E-AA), 에틸렌-프로필렌 디엔 공중합체(EDPM), 노본(Novon), 폴리(4-메틸-1-펜텐)(PMP), 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체(E-EA), 수소화된(hydrogenated) 천연고무, 에틸렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체(E-MMA), 폴리에틸렌 이오노머 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 상기 주성분에 부가되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 리드탭용 실부재의 제조방법.An intermediate layer wherein the component is homopropylene;
(PP-g-MA) copolymerized with 85 to 95 mol% of polypropylene (PP) and 5 to 15 mol% of maleic acid (MA), one side of which is adhered to the lead tab and the other side of which is adhered to the intermediate layer A lead tab adhesive layer; And
(E-PP-B) copolymerized with 1 to 10 mol% of polyethylene, 80 to 98 mol% of polypropylene and 1 to 10 mol% of polybutylene, with one side adhered to the exterior material and the other side adhered to the intermediate layer A method for manufacturing a seal member for a lead tab of a secondary battery,
The seal member is manufactured by co-extrusion through a compounding (kneading) process, a water-cooled inflation method,
(E-AA), an ethylene-propylene-diene copolymer (EDPM), a novone (Novon) copolymer, and the like are laminated between the lead tab and the lead- , Ethylene-ethyl acrylate copolymer (E-EA), hydrogenated natural rubber, ethylene-methyl methacrylate copolymer (E-MMA), poly Wherein at least one selected from the group consisting of polyethylene terephthalate and polyethylene ionomer is added to the main component.
Tm+20℃≤Textrusion≤Tm+40℃ … 식(1)
Tm-120℃≤Tcasting≤Tm-100℃ … 식(2)
이때, Tm은 수지의 용융온도, Textrusion은 용융압출온도 및 Tcasting은 급냉 고형온도임. The method of manufacturing a seal member for a lead tab of a secondary battery according to claim 6, wherein the forming of the seal member is performed under the temperature conditions as expressed by the following formulas.
Tm + 20 ° C? T extrusion ? Tm + 40 ° C ... Equation (1)
Tm-120 ℃ ≤T casting ≤Tm-100 ℃ ... Equation (2)
In this case, Tm is the melting temperature of the resin, T extrusion is the melt extrusion temperature, and T casting is the quenching solid temperature.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160008515A KR101814481B1 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | Sealing member for lead tab of secondary battery and method of manufacturing the member |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160008515A KR101814481B1 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | Sealing member for lead tab of secondary battery and method of manufacturing the member |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170088536A KR20170088536A (en) | 2017-08-02 |
KR101814481B1 true KR101814481B1 (en) | 2018-01-30 |
Family
ID=59652032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160008515A KR101814481B1 (en) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | Sealing member for lead tab of secondary battery and method of manufacturing the member |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101814481B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101946293B1 (en) * | 2017-12-05 | 2019-02-12 | 율촌화학 주식회사 | Sealing film for secondary battary lead tab of high reliablity pouch with excellent barriber property |
KR102515273B1 (en) * | 2020-11-03 | 2023-03-29 | (주)풍산디에이케이 | Lead tab film, manufacturing method thereof, and secondary battery comprising the same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101240568B1 (en) | 2011-09-09 | 2013-03-11 | 신흥에스이씨주식회사 | High heat resistant and insulating lead film and manufacturing method thereof |
KR101394487B1 (en) * | 2012-11-26 | 2014-05-15 | 율촌화학 주식회사 | Sealing film for lead tab of secondary battery |
-
2016
- 2016-01-25 KR KR1020160008515A patent/KR101814481B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101240568B1 (en) | 2011-09-09 | 2013-03-11 | 신흥에스이씨주식회사 | High heat resistant and insulating lead film and manufacturing method thereof |
KR101394487B1 (en) * | 2012-11-26 | 2014-05-15 | 율촌화학 주식회사 | Sealing film for lead tab of secondary battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170088536A (en) | 2017-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5633157B2 (en) | Lithium-ion battery packaging material | |
KR20160060526A (en) | Sealing member for lead tab of secondary battery | |
WO2012020721A1 (en) | Method for producing tape for terminal adhesion and tape for terminal adhesion | |
WO2012063764A1 (en) | Process for producing sealing film, and sealing film | |
KR20150105200A (en) | Insulating film for sealing tab and electrochemical device | |
JP2013222545A (en) | Outer packaging material for lithium ion battery | |
KR101814481B1 (en) | Sealing member for lead tab of secondary battery and method of manufacturing the member | |
JP2019220295A (en) | Film for tab lead and tab lead using the same | |
JP2010171003A (en) | Separator for cell and nonaqueous lithium secondary battery | |
WO2021100213A1 (en) | Sealing film and tab lead and secondary battery using same | |
KR101796156B1 (en) | Cell pouch with high insulation resistance and barrier properties | |
KR101394487B1 (en) | Sealing film for lead tab of secondary battery | |
KR101661622B1 (en) | Film for lead tab of secondary battery and secondary battery comprising the same | |
KR102162209B1 (en) | Lead wire for non-aqueous electrolyte battery and non-aqueous electrolyte battery including the same | |
KR20210152969A (en) | Pouch film lamination, pouch-type battery case and pouch-type secondary battery | |
KR102227239B1 (en) | Lead wire for nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery including same | |
JPH08190902A (en) | Film for thin battery sealing material and its manufacture | |
KR102089415B1 (en) | Sealing film for secondary battary lead tab | |
JP5983699B2 (en) | Lithium-ion battery packaging material | |
JP2016195132A (en) | Manufacturing method of lithium ion battery packing material | |
JP5885104B2 (en) | Multilayer porous film, separator for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JPWO2011115090A1 (en) | Polypropylene resin porous film, battery separator and battery | |
KR102276075B1 (en) | Multi-layer composite film for an inner sealant layer of a pouch-type lithium secondary battery | |
KR102515279B1 (en) | Multilayer film for lead tab and secondary battery comprising same | |
KR102584257B1 (en) | Lead film for secondary battery and lead tab comprising the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |