KR101894449B1 - Cell pouch and method of preparing the same - Google Patents
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Abstract
셀 파우치(cell pouch)는 실란트층(sealant layer), 상기 실란트층 상에 형성된 배리어층(barrier layer), 및 상기 배리어층 상에 형성된 외층(outer layer)을 포함한다. 이때, 상기 실란트층은 순차적으로 적층된 제1 스킨층(first skin layer), 코어층(core layer) 및 제2 스킨층(second skin layer)를 포함하는 다층 구조를 갖는다. 상기 제1 스킨층은 용융 온도(Tm)가 140℃ 내지 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random polypropylene, random PP) 및 슬립제(slip agent)를 포함한다. 상기 코어층은 용융 온도(Tm)가 155℃ 내지 165℃인 블록 폴리프로필렌(block polypropylene, block PP) 및 슬립제를 포함한다. 상기 제2 스킨층은 용융 온도(Tm)가 140℃ 내지 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random PP)를 포함한다. The cell pouch includes a sealant layer, a barrier layer formed on the sealant layer, and an outer layer formed on the barrier layer. At this time, the sealant layer has a multi-layer structure including a first skin layer, a core layer, and a second skin layer which are sequentially stacked. The first skin layer includes random polypropylene (random PP) having a melting temperature (T m ) of 140 ° C to 150 ° C and a slip agent. The core layer includes a block polypropylene (block PP) having a melting temperature (T m ) of 155 to 165 ° C and a slipping agent. The second skin layer includes random PP having a melting temperature ( Tm ) of 140 ° C to 150 ° C.
Description
본 명세서는 2차 전지용 셀 파우치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 명세서는 리튬 이온 2차 전지용 셀 파우치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cell pouch for a secondary battery and a method of manufacturing the same. More particularly, the present specification relates to a cell pouch for a lithium ion secondary battery and a method for manufacturing the same.
일반적으로, 리튬 이온 2차 전지 등의 셀(cell)은 셀 파우치(cell pouch)에 내장(수납)되고 있다. 이러한 셀 파우치는 순차적으로 적층된 실란트층(sealant layer), 배리어층(barrier layer) 및 외층(outer layer)을 포함하는 다층 구조를 가지며, 상기 층들을 각각 결합시킴으로써 제조될 수 있다. Generally, a cell such as a lithium ion secondary battery is embedded (stored) in a cell pouch. Such a cell pouch may have a multi-layer structure including a sequentially stacked sealant layer, a barrier layer and an outer layer, and may be manufactured by bonding the layers individually.
이때, 각 층들 사이 접착력을 향상시키고자 셀 파우치 제조 시 고온이 수반되는 공정들을 수행할 수 있으며, 특히 실란트층과 배리어층 사이에 접착력을 향상시키고자 약 60℃ 이상에서의 고온 숙성이 요구되는 SD/L(solvent dry lamination) 공정을 수행할 수 있다. 그러나 종래의 실란트층은 내열성이 낮은 수지를 포함하여 고온에서 취약하기 때문에, 상기와 같은 고온 숙성으로 인해 표면 슬립성이 크게 저하된 셀 파우치가 제조될 수 있다. In order to improve the adhesion between the layers, it is possible to carry out the processes accompanied by the high temperature in the production of the cell pouch, and in particular, to improve the adhesion between the sealant layer and the barrier layer, / L (solvent dry lamination) process can be performed. However, since the conventional sealant layer includes a resin having low heat resistance and is fragile at high temperatures, a cell pouch having a greatly reduced surface slip property due to such high-temperature aging can be produced.
본 발명의 일 목적은, 내열성이 우수하여 고온으로 인한 표면 슬립성 저하가 발생하지 않고 오히려 향상된 표면 슬립성을 가지며, 나아가 내블로킹성 및 성형성이 우수한 셀 파우치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a cell pouch which is excellent in heat resistance and does not cause a decrease in surface slip due to high temperature, but has an improved surface slip property, and further has excellent blocking resistance and moldability, and a method for producing the cell pouch.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 예시적인 구현예들에 따른 셀 파우치(cell pouch)는 실란트층(sealant layer), 상기 실란트층 상에 형성된 배리어층(barrier layer), 및 상기 배리어층 상에 형성된 외층(outer layer)을 포함한다. 이때, 상기 실란트층은 순차적으로 적층된 제1 스킨층(first skin layer), 코어층(core layer) 및 제2 스킨층(second skin layer)를 포함하는 다층 구조를 갖는다. 상기 제1 스킨층은 용융 온도(Tm)가 140℃ 내지 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random polypropylene, random PP) 및 슬립제(slip agent)를 포함한다. 상기 코어층은 용융 온도(Tm)가 155℃ 내지 165℃인 블록 폴리프로필렌(block polypropylene, block PP) 및 슬립제를 포함한다. 상기 제2 스킨층은 용융 온도(Tm)가 140℃ 내지 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random PP)를 포함한다. A cell pouch according to exemplary embodiments for achieving an object of the present invention includes a sealant layer, a barrier layer formed on the sealant layer, and a barrier layer formed on the barrier layer. And includes an outer layer. At this time, the sealant layer has a multi-layer structure including a first skin layer, a core layer, and a second skin layer which are sequentially stacked. The first skin layer includes random polypropylene (random PP) having a melting temperature (T m ) of 140 ° C to 150 ° C and a slip agent. The core layer includes a block polypropylene (block PP) having a melting temperature (T m ) of 155 to 165 ° C and a slipping agent. The second skin layer includes random PP having a melting temperature ( Tm ) of 140 ° C to 150 ° C.
예시적인 구현예들에 있어서, 상기 슬립제는 올레아미드(oleamide), 에루카아미드(erucamide), 베헨아미드(behenamide) 및 스테아르아미드(stearamide) 중에서 선택되는 지방산 아미드계 슬립제일 수 있다. 상기 제1 스킨층은 상기 슬립제를 1종 이상 포함할 수 있다. 상기 코어층은 상기 슬립제를 2종 이상 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the slip agent may be a fatty acid amide slip agent selected from oleamide, erucamide, behenamide, and stearamide. The first skin layer may include at least one of the slip agents. The core layer may include two or more of the slip agents.
상기 코어층은 슬립제로서, 베헨아미드(behenamide) 및 스테아르아미드(stearamide) 중에서 선택되는 하나, 및 에루카아미드(erucamide)를 포함할 수 있다. 상기 코어층에 포함되는 슬립제의 총 중량을 기준으로, 베헨아미드(behenamide) 및 스테아르아미드(stearamide) 중에서 선택되는 하나는 약 77 내지 95 중량%로 포함될 수 있고, 에루카아미드(erucamide)는 약 5 내지 23 중량%로 포함될 수 있다. The core layer may comprise, as a slip agent, one selected from behenamide and stearamide, and erucamide. Based on the total weight of the slip agent contained in the core layer, one selected from among behenamide and stearamide may be included in an amount of about 77 to 95% by weight, and erucamide may be contained in about 5 to 23% by weight.
예시적인 구현예들에 있어서, 상기 제1 스킨층은 블로킹 방지제(anti-blocking agent, AB agent)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 스킨층은 상기 제1 스킨층의 총 중량을 기준으로, 상기 랜덤 폴리프로필렌 약 80 내지 90 중량%; 상기 블로킹 방지제 약 3 내지 5 중량%; 및 상기 슬립제 약 5 내지 15 중량%를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the first skin layer may further comprise an anti-blocking agent (AB agent). Wherein the first skin layer comprises, based on the total weight of the first skin layer, about 80-90 wt% of the random polypropylene; About 3 to 5% by weight of the antiblocking agent; And about 5 to 15% by weight of the slip.
예시적인 구현예들에 있어서, 상기 코어층은 탄성중합체(elastomer)를 더 포함할 수 있다. 상기 코어층은 상기 코어층의 총 중량을 기준으로, 상기 블록 폴리프로필렌 약 39 내지 49 중량%; 상기 탄성중합체 약 50 내지 60 중량%; 및 상기 슬립제 약 1 내지 11 중량%를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the core layer may further comprise an elastomer. Wherein the core layer comprises, based on the total weight of the core layer, from about 39 to about 49 weight percent of the block polypropylene; About 50 to 60% by weight of said elastomer; And about 1 to 11% by weight of the slip agent.
예시적인 구현예들에 있어서, 상기 제2 스킨층은 탄성중합체(elastomer) 및 블로킹 방지제(AB agent)를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 스킨층은 상기 제2 스킨층의 총 중량을 기준으로, 상기 랜덤 폴리프로필렌 약 60 내지 90 중량%; 상기 탄성중합체 약 5 내지 30 중량%; 및 상기 블로킹 방지제 약 3 내지 5 중량%를 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the second skin layer may further comprise an elastomer and an anti-blocking agent. Wherein the second skin layer comprises, based on the total weight of the second skin layer, about 60-90 wt% of the random polypropylene; About 5 to about 30 weight percent of said elastomer; And about 3 to 5% by weight of the anti-blocking agent.
예시적인 구현예들에 있어서, 상기 배리어층은 가스 배리어성 및 수분 배리어성을 갖는 금속을 하나 이상 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the barrier layer may include one or more metals having gas barrier properties and moisture barrier properties.
예시적인 구현예들에 있어서, 상기 외층은 폴리아미드계(polyamide-based) 수지 및 폴리에스테르계(polyester-based) 수지 중에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In exemplary embodiments, the outer layer may comprise at least one selected from a polyamide-based resin and a polyester-based resin.
예시적인 구현예들에 있어서, 상기 제1 스킨층은 상기 셀 파우치의 최내층으로서 상기 셀 파우치에 내장되는 셀과 접촉할 수 있다. 상기 외층은 상기 셀 파우치의 최외층으로서 외부에 노출될 수 있다. 상기 배리어층은 상기 제2 스킨층 상에 형성되어 이와 접촉할 수 있다.In exemplary embodiments, the first skin layer may contact a cell embedded in the cell pouch as an innermost layer of the cell pouch. The outer layer may be exposed to the outside as an outermost layer of the cell pouch. The barrier layer may be formed on and contacted with the second skin layer.
예시적인 구현예들에 있어서, 상기 셀 파우치는 2차 전지용 셀 파우치일 수 있다.In exemplary embodiments, the cell pouch may be a cell pouch for a secondary cell.
예시적인 구현예들에 있어서, 상기 2차 전지는 리튬 이온 2차 전지일 수 있다.In exemplary embodiments, the secondary battery may be a lithium ion secondary battery.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위한 예시적인 구현예들에 따른 셀 파우치는 다음의 공정들을 수행함으로써 제조될 수 있다: 순차적으로 적층된 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 포함하는 다층 구조의 실란트층을 형성하는 것; 상기 실란트층 상에 배리어층을 형성하는 것; 및 상기 배리어층 상에 외층을 형성하는 것. 상기 제1 스킨층은 용융 온도(Tm)가 140℃ 내지 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random polypropylene, random PP) 및 슬립제(slip agent)를 포함하도록 형성된다. 상기 코어층은 용융 온도(Tm)가 155℃ 내지 165℃인 블록 폴리프로필렌(block polypropylene, block PP) 및 슬립제를 포함하도록 형성된다. 상기 제2 스킨층은 용융 온도(Tm)가 140℃ 내지 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random PP)를 포함하도록 형성된다. A cell pouch according to exemplary embodiments for achieving an object of the present invention can be manufactured by performing the following processes: a multi-layered structure including a first skin layer, a core layer and a second skin layer which are sequentially stacked Forming a sealant layer of the structure; Forming a barrier layer on the sealant layer; And forming an outer layer on the barrier layer. The first skin layer is formed to include random polypropylene (random PP) having a melting temperature (T m ) of 140 ° C to 150 ° C and a slip agent. The core layer is formed to include block polypropylene (block PP) having a melting temperature ( Tm ) of 155 占 폚 to 165 占 폚 and a slipping agent. The second skin layer is formed so as to include random PP having a melting temperature (T m ) of 140 ° C to 150 ° C.
예시적인 구현예들에 있어서, 상기 실란트층은 압출기를 이용하여 상기 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 압출시킴으로써 형성할 수 있다. In exemplary embodiments, the sealant layer may be formed by extruding the first skin layer, the core layer, and the second skin layer using an extruder.
전술한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 셀 파우치는, 용융 온도(Tm)가 약 140℃ 이상인 실링 수지를 포함하며 다층 구조로 구성되는 실란트층을 포함함으로써, 향상된 내열성을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 셀 파우치에는 고온으로 인한 표면 슬립성 저하, 층간 접착력 저하 등의 문제가 발생하지 않을 수 있다. As described above, the cell pouches according to the exemplary embodiments of the present invention include a sealant layer comprising a sealing resin having a melting temperature ( Tm ) of about 140 DEG C or higher and having a multi-layer structure, . Accordingly, the cell pouch may not suffer from problems such as a decrease in surface slip property due to a high temperature and a decrease in interlayer adhesion force.
또한, 상기 실링 수지 이외에, 상기 실란트층은 슬립제, 블로킹 방지제, 탄성중합체를 더 포함, 구체적으로 상기 실란트층을 구성하는 제1 스킨층은 1종 이상의 슬립제 및 블로킹 방지제를 더 포함하고, 코어층은 2종 이상의 슬립제 및 탄성중합체를 더 포함하며, 제2 스킨층은 탄성중합체 및 블로킹 방지제를 더 포함함으로써, 상기 셀 파우치는 표면 슬립성이 우수할 뿐 아니라, 내블로킹성 및 성형성이 우수할 수 있다. Further, in addition to the sealing resin, the sealant layer may further comprise a slip agent, an antiblocking agent, and an elastomer. More specifically, the first skin layer constituting the sealant layer may further comprise at least one slip agent and an anti- Layer further comprises at least two slip agents and an elastomer and the second skin layer further comprises an elastomer and an antiblocking agent so that the cell pouch not only has excellent surface slip property but also has anti- It can be excellent.
그러므로 상기 셀 파우치를 이용하여 2차 전지, 구체적으로 리튬 이온 2차 전지를 효과적으로 포장할 수 있다. Therefore, the secondary battery, specifically, the lithium ion secondary battery can be effectively packaged using the cell pouch.
도 1은 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 셀 파우치의 단면도를 도시한 것이다. 1 illustrates a cross-sectional view of a cell pouch according to exemplary embodiments of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구현예들을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들은 본 발명을 특정한 개시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that the invention is not to be limited to the specific forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention, As will be understood by those skilled in the art.
본 명세서에서 '셀(cell)'은 전지를 의미하는 것으로서, 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등과 같은 2차 전지나 휴대용 축전지 등과 같은 각종 전지를 모두 포함하는 최광의의 의미를 지닌다.As used herein, the term 'cell' refers to a battery, and has the broadest meaning including all kinds of batteries such as a secondary battery and a portable battery, such as a lithium ion battery and a lithium polymer battery.
본 명세서에서 '셀 파우치(cell pouch)'는 전해액에 함침된 양극, 음극, 세퍼레이터(separator) 등의 셀 구성요소를 포장할 수 있는 것으로서, 가스 배리어성, 수분 배리어성, 내전해액성, 열접착성 등을 고려한 적층 구조의 필름을 셀 구성요소가 내장될 수 있도록 주머니 형태나 박스 형태 등으로 가공한 것을 모두 포함하는 최광의의 의미를 지닌다. The term 'cell pouch' as used herein refers to a cell pouch capable of packaging cell components such as an anode, a cathode, and a separator impregnated in an electrolyte, and has a gas barrier property, a water barrier property, The film having the laminated structure in consideration of the shape and the like is processed into a bag shape or a box shape so that the cell component can be embedded therein.
본 명세서에서 '배리어성'은 전지 외부로부터의 수증기(습기)나 공기, 및 전지 내부에서 발생된 가스를 차단하는 특성을 의미한다. In the present specification, "barrier property" means a property of blocking water vapor (moisture) or air from the outside of the cell and gas generated in the inside of the cell.
본 명세서에서 '셀 파우치의 성형성이 우수하다'는 것은 가스 배리어성, 수분 배리어성, 내전해액성, 열접착성 등을 갖는 적층 구조의 필름이 손상되거나 깨지지 않고 소정의 형상으로 용이하게 가공될 수 있음을 의미한다. 이때, 셀 파우치의 성형 가능 깊이가 클수록 2차 전지(셀 파우치에 내장되는 셀)의 에너지 밀도를 높일 수 있다.In the present specification, "excellent formability of cell pouch" means that a laminated film having gas barrier properties, water barrier properties, electrolyte resistance, thermal adhesiveness, and the like is easily damaged to a predetermined shape without being damaged or broken . At this time, the energy density of the secondary battery (the cell built in the cell pouch) can be increased as the depth at which the cell pouch can be formed is greater.
본 명세서에서 '내블로킹성(anti-blocking property)'은 셀 파우치를 구성하기 위해 다층 구조로 적층된 필름들이 압출 후 권취될 때, 적층된 해당 필름들 간의 바람직하지 않은 부착이 방지될 수 있는 특성을 의미한다. 내블로킹성이 확보될 경우, 예컨대 폴리프로필렌 함유 필름과 폴리프로필렌 함유 필름, 또는 폴리프로필렌 함유 필름과 나일론 함유 필름이 롤-투-롤(roll-to-roll)로 감길 때 서로 달라붙지 않을 수 있다. 일반적으로, 셀 파우치가 향상된 슬립성을 가질 경우 내블로킹성 또한 우수하다. The term " anti-blocking property " as used herein refers to a property in which undesirable adhesion between the laminated films can be prevented when the films laminated in a multi-layer structure are wound after extrusion to constitute the cell pouch . When the blocking resistance is secured, for example, the polypropylene-containing film and the polypropylene-containing film or the polypropylene-containing film and the nylon-containing film may not stick to each other when they are roll-to-roll . In general, when cell pouches have improved slip properties, their blocking resistance is also excellent.
셀 파우치Cell pouch
본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 셀 파우치(cell pouch)는 2차 전지용 셀 파우치로서, 구체적으로 리튬 이온 2차 전지의 셀 파우치로서 사용될 수 있다. A cell pouch according to exemplary embodiments of the present invention can be used as a cell pouch for a secondary battery, specifically, as a cell pouch for a lithium ion secondary cell.
도 1은 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 셀 파우치의 단면도를 도시한 것이다.1 illustrates a cross-sectional view of a cell pouch according to exemplary embodiments of the present invention.
도 1을 참조하면, 셀 파우치(100)는 순차적으로 적층된 실란트층(sealant layer)(10), 배리어층(barrier layer)(20) 및 외층(30)을 포함하고, 이때 실란트층(10)이 순차적으로 적층된 제1 스킨층(11), 코어층(13) 및 제2 스킨층(15)을 포함하여, 도 1에 도시된 바와 같이 다층 구조를 갖는다. 1, the
실란트층(10)은 셀이 내장(포장)된 후 열에 의해 접착(열융착)되어 실링(sealing)성을 부여할 수 있다. 실란트층(10)은 양호한 열 접착 강도, 즉 실링성뿐 아니라 향상된 내열성을 위해, 약 20 내지 80 um의 총 두께를 가질 수 있다. 실란트층(10)의 총 두께가 약 20um 미만으로 너무 얇을 경우, 실링성 부족으로 인해 전해액이 누설되거나 포장된 셀이 충분히 절연되지 않을 수 있고, 나아가 충분한 정도의 내열성을 확보하기 어려울 수 있다. 또한, 실란트층(10)의 두께가 약 80um 초과로 너무 두꺼울 경우, 상대적으로 실란트층(10) 상부에 구비되는 다른 층들이 충분한 두께를 갖기 어려우므로 셀 파우치(100)의 강도, 배리어성, 성형성 등이 저하될 수 있다. 일 구현예에 있어서, 실란트층(10)은 약 20um, 30um, 40um, 50um 또는 80um의 두께를 가질 수 있다. The
제1 스킨층(11)은 셀 파우치(100)의 최내층으로서, 셀 파우치(100)에 내장되는 셀과 접촉할 수 있다. 제1 스킨층(11)은 약 60℃ 이상의 고온, 구체적으로 약 120℃ 내지 130℃의 온도를 초과하는 고온을 견딜 수 있는 실링 수지를 포함할 수 있으며, 셀 파우치(100)의 표면 슬립(slip)성을 향상시킬 수 있도록 슬립제(slip agent)를 포함할 수 있다. The
상기 실링 수지는 열에 의해 용융 및 봉합될 수 있고(열접착성을 갖고) 상기와 같은 고온에서 내열성을 갖는 수지 중에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 실링 수지는 열접착성 및 내열성과 함께, 절연성, 내전해액성, 내한성 등을 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 실링 수지는 용융 온도(Tm)가 약 140℃ 내지 약 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random polypropylene, random PP)일 수 있다. The sealing resin can be melted and sealed by heat (having thermal adhesiveness) and can be selected from resins having heat resistance at such high temperatures as described above. It is preferable that the sealing resin has not only thermal adhesiveness and heat resistance but also insulating property, electrolytic solution resistance, cold resistance and the like. Accordingly, in exemplary embodiments, the sealing resin may be random polypropylene (random PP) having a melting temperature ( Tm ) of about 140 ° C to about 150 ° C.
상기 슬립제는 지방산 아미드계 슬립제인 올레아미드(oleamide), 에루카아미드(erucamide), 베헨아미드(behenamide) 및 스테아르아미드(stearamide) 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 예시적인 구현예들에 있어서, 제1 스킨층(11)은 1종의 슬립제를 포함할 수 있으며, 이때 상기 슬립제는 에루카아미드(erucamide)일 수 있다. The slip agent may be at least one selected from fatty acid amide slip agents oleamide, erucamide, behenamide, and stearamide. In exemplary embodiments, the
또한, 제1 스킨층(11)은 상기 실링 수지 및 슬립제 이외에 첨가제로서 블로킹 방지제(anti-blocking agent, AB agent)를 더 포함할 수 있다. 상기 블로킹 방지제는 제1 스킨층(11) 및 이를 포함하는 셀 파우치(100)에 내블로킹성을 부여할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 어느 것이든 사용될 수 있다. The
예시적인 구현예들에 있어서, 향상된 내열성, 표면 슬립성 및 내블로킹성과 적절한 열접착성을 모두 고려하여, 제1 스킨층(11)은 이의 총 중량을 기준으로, 상기 랜덤 폴리프로필렌 약 80 내지 90 중량%; 상기 슬립제 약 5 내지 15 중량%; 및 상기 블로킹 방지제 약 3 내지 5 중량%를 포함할 수 있다. 일 구현예에 있어서, 제1 스킨층(11)은 이의 총 중량을 기준으로, 상기 랜덤 폴리프로필렌 약 84 중량%; 상기 슬립제 약 13 중량%; 및 상기 블로킹 방지제 약 3 중량%를 포함할 수 있다. In the exemplary embodiments, the
한편, 제1 스킨층(11)은 약 5um 초과 내지 7 um의 두께를 가질 수 있다. 제1 스킨층(11)의 두께가 약 5um 이하일 경우 제1 스킨층(11) 및 이를 포함하는 셀 파우치(100)는 표면 슬립성을 갖기 어려울 수 있다. On the other hand, the
코어층(13)은 제1 스킨층(11) 및 제2 스킨층(15) 사이에 구비되어 실란트층(10)을 구성할 수 있다. 코어층(10)은 약 60℃ 이상의 고온, 구체적으로 약 120℃ 내지 130℃의 온도를 초과하는 고온을 견딜 수 있는 실링 수지를 포함할 수 있으며, 셀 파우치(100)의 표면 슬립성을 향상시킬 수 있도록 슬립제를 포함할 수 있다. The
상기 실링 수지는 제1 스킨층(11)에 포함되는 실링 수지와 같이 열접착성 및 내열성을 갖는 수지 중에서 선택될 수 있으며, 특히 실란트층(10) 및 이를 포함하는 셀 파우치(100)의 내열성을 더욱 향상시키기 위하여 제1 스킨층(11)에 포함되는 실링 수지보다 더 높은 내열성을 갖는 수지 중에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 실링 수지는 열접착성 및 내열성과 함께, 절연성, 내전해액성, 내한성 등을 갖는 것이 바람직하므로, 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 실링 수지는 용융 온도(Tm)가 약 155℃ 내지 약 165℃인 블록 폴리프로필렌(block polypropylene, block PP)일 수 있다. The sealing resin may be selected from among resins having thermal adhesiveness and heat resistance such as a sealing resin included in the
상기 슬립제는 지방산 아미드계 슬립제인 올레아미드(oleamide), 에루카아미드(erucamide), 베헨아미드(behenamide) 및 스테아르아미드(stearamide) 중에서 선택되는 2종 이상일 수 있다. The slip agent may be at least two selected from fatty acid amide slip agents oleamide, erucamide, behenamide, and stearamide.
1종 이상의 슬립제를 포함할 수 있는 제1 스킨층(11)과 달리, 코어층(13)에는 2종 이상의 슬립제가 블렌딩(blending)되어 포함될 수 있으므로, 코어층(13) 및 이를 포함하는 셀 파우치(100)는 더욱 향상된 표면 슬립성을 가질 수 있으며, 나아가 내블로킹성(anti-blocking property) 및 성형성이 향상될 수 있다.Unlike the
예시적인 구현예들에 있어서, 코어층(13)은 베헨아미드(behenamide) 및 스테아르아미드(stearamide) 중에서 선택되는 하나, 및 에루카아미드(erucamide)를 포함하여 총 2종의 슬립제를 포함할 수 있다. 이때, 표면 슬립성 구현 및 유지와 관련하여 상기 슬립제들 각각의 특성 차이를 고려하여, 코어층(13)에 포함되는 슬립제의 총 중량을 기준으로, 베헨아미드(behenamide) 및 스테아르아미드(stearamide) 중에서 선택되는 하나는 약 77 내지 95 중량%로 포함될 수 있고, 에루카아미드(erucamide)는 약 5 내지 23 중량%로 포함될 수 있다.In exemplary embodiments, the
가장 바람직하게는, 일 구현예에 있어서, 코어층(13)은 2종의 슬립제로서 베헨아미드(behenamide) 및 에루카아미드(erucamide)를 포함할 수 있으며, 이때 코어층(13)에 포함되는 슬립제의 총 중량을 기준으로, 베헨아미드(behenamide) 및 에루카아미드(erucamide)는 각각 약 91 중량% 및 약 9 중량%로 포함, 즉 약 10:1의 비율로 포함될 수 있다. Most preferably, in one embodiment, the
베헨아미드(behenamide)는 열과 산화에 강한 특성을 갖기 때문에, 예컨대 층간 접착력 향상을 위한 고온 처리 공정(약 60℃ 이상에서의 숙성 공정)이 상당 시간 동안 수반되더라도 셀 파우치(100)는 열화되거나 손상되지 않고 향상된 표면 슬립성을 가질 수 있다. 또한, 표면 슬립성 구현을 위한 코팅막을 형성하는 데 에루카아미드(erucamide)에 비해 베헨아미드(behenamide)가 더 오랜 시간을 필요로 하므로, 결과적으로 슬립제로서 베헨아미드(behenamide)를 포함하는 것이 셀 파우치(100)의 장기 슬립성 구현 및 유지에 훨씬 유리할 수 있다. 다만, 제1 스킨층(11) 및/또는 코어층(13)이 슬립제로서 베헨아미드(behenamide)만을 단독으로 포함할 시에는 표면 슬립성을 구현하는 데 너무 오랜 시간이 소요될 수 있기 때문에, 오히려 셀 파우치(100)의 표면 슬립성 향상에 제약이 있을 수 있다. Since behenamide has a strong heat and oxidation-resistant property, the
또한, 코어층(13)은 탄성중합체(elastomer)를 더 포함할 수 있다. 상기 탄성중합체는 코어층(13)에 탄성을 부여하여 셀 파우치(100)의 연신율을 향상시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 어느 것이든 사용될 수 있다. 상기 탄성중합체는 탄성을 부여, 즉 셀 파우치(100)의 연신율을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 셀 파우치(100)에 열이 인가되었을 때 열접착 강도, 협잡물 실링 강도 등의 특성들을 향상시키는 데 기여할 수 있다. Further, the
예시적인 구현예들에 있어서, 향상된 내열성, 표면 슬립성, 내블로킹성 및 성형성을 모두 고려하여, 코어층(13)은 이의 총 중량을 기준으로, 상기 블록 폴리프로필렌 39 내지 49 중량%; 상기 슬립제 1 내지 11 중량%; 및 상기 탄성중합체 50 내지 60 중량%를 포함할 수 있다. In the exemplary embodiments, considering all of the improved heat resistance, surface slip resistance, blocking resistance and moldability, the
일 구현예에 있어서, 코어층(13)은 이의 총 중량을 기준으로, 상기 블록 폴리프로필렌 약 39 중량%; 상기 슬립제 약 11 중량%; 및 상기 탄성중합체 약 50 중량%를 포함할 수 있다. 가장 바람직하게는, 일 구현예에 있어서, 코어층(13)은 이의 총 중량을 기준으로, 상기 블록 폴리프로필렌 약 39 중량%; 베헨아미드(behenamide) 약 10 중량%; 에루카아미드(erucamide) 약 1 중량%; 및 탄성중합체 약 50 중량%를 포함할 수 있다. In one embodiment, the
한편, 코어층(13)은 약 6 내지 66 um의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께 범위는 실란트층(10)의 구현 가능한 총 두께에서 제1 스킨층(11)의 구현 가능한 두께 및 후술할 제2 스킨층(15)의 구현 가능한 두께를 제외한 값이다. 일 구현예에 있어서, 실란트층(10)이 약 20um의 두께를 가질 경우, 코어층(13)은 약 6 내지 10 um의 두께를 가질 수 있다. 일 구현예에 있어서, 실란트층(10)이 약 50um의 두께를 가질 경우, 코어층(13)은 약 36 내지 40 um의 두께를 가질 수 있다. 코어층(13)이 두꺼운 두께를 가질수록 실란트층(10)의 열접착강도 및 내열성은 더욱 향상될 수 있다. On the other hand, the
제2 스킨층(15)은 코어층(13) 상에 구비되어 실란트층(10)을 구성할 수 있다. 제2 스킨층(15)은 약 60℃ 이상의 고온, 구체적으로 약 120℃ 내지 130℃의 온도를 초과하는 고온을 견딜 수 있는 실링 수지를 포함할 수 있고, 탄성중합체(elastomer) 및 블로킹 방지제(AB agent)를 더 포함할 수 있다.The
상기 실링 수지는 제1 스킨층(11) 및 코어층(13)에 포함되는 실링 수지들과 같이 열접착성 및 내열성을 가지며, 또한 바람직하게는 절연성, 내전해액성, 내한성 등을 갖는 수지 중에서 선택될 수 있다. 이에 따라, 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 실링 수지는 제1 스킨층(11)과 실질적으로 동일한 실링 수지, 즉 용융 온도(Tm)가 약 140℃ 내지 약 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random polypropylene, random PP)일 수 있다. The sealing resin is selected from among resins having thermal adhesiveness and heat resistance as well as insulating properties, electrolytic solution resistance and cold resistance, as well as sealing resins included in the
상기 탄성중합체는 제2 스킨층(15)에 탄성을 부여하여 셀 파우치(100)의 연신율을 향상시킬 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 어느 것이든 사용될 수 있다. 상기 블로킹 방지제는 제2 스킨층(15) 및 이를 포함하는 셀 파우치(100)에 내블로킹성을 부여할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 어느 것이든 사용될 수 있다. 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 탄성중합체은 코어층(13)의 탄성중합체와 동일한 것이 사용될 수 있고, 상기 블로킹 방지제는 제1 스킨층(11)의 블로킹 방지제와 동일한 것이 사용될 수 있다. 상기 탄성중합체는 셀 파우치(100)의 연신율, 열접착 강도, 협잡물 실링 강도 등의 향상에 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 배리어층(20)과 직접 접촉할 수 있는 제2 스킨층(15)의 경시 변화, 접착(합지) 특성 등에 영향을 미칠 수 있다. The elastic polymer is not particularly limited as long as it can impart elasticity to the
예시적인 구현예들에 있어서, 향상된 내열성, 표면 슬립성 및 내블로킹성과 적절한 열접착성을 모두 고려하여, 제2 스킨층(15)은 이의 총 중량을 기준으로, 상기 랜덤 폴리프로필렌 약 60 내지 90 중량%; 상기 탄성중합체 약 5 내지 30 중량%; 및 상기 블로킹 방지제 약 3 내지 5 중량%를 포함할 수 있다. In the exemplary embodiments, the
특히, 상기 탄성중합체가 약 5 내지 20 중량%로 포함될 경우, 제2 스킨층(15)은 경시 변화가 나타나지 않을 수 있으며 향상된 내전해액성을 가질 수 있다. 그러나 상기 탄성중합체가 약 20 중량% 이상으로 포함될 경우 서서히 경시 변화가 나타날 수 있으며 내전해액성이 저하될 수 있고, 약 30 중량%를 초과하여 포함될 경우에는 제2 스킨층(15)이 급격한 경시 변화를 보일 수 있고 내전해액성이 크게 저하될 수 있으므로 결과적으로 셀 파우치(100)의 성능에 악영향을 미칠 수 있다. In particular, when the elastomer is included in an amount of about 5 to 20% by weight, the
일 구현예에 있어서, 제2 스킨층(15)은 이의 총 중량을 기준으로 상기 랜덤 폴리프로필렌 약 77 중량%; 탄성중합체 약 20 중량%; 및 블로킹 방지제 약 3 중량%를 포함할 수 있다. In one embodiment, the
한편, 제2 스킨층(15)은 약 5um 초과 내지 7 um의 두께를 가질 수 있다. 제2 스킨층(15)의 두께가 약 5um 이하일 경우 제2 스킨층(15) 및 이를 포함하는 셀 파우치(100)는 표면 슬립성을 갖기 어려울 수 있으며, 특히 상부에 구비되는 배리어층(20)과의 접착을 고려하여 제2 스킨층(15)이 코로나 처리된 것일 경우에 제2 스킨층(15)은 얇은 두께로 인하여 쉽게 손상될 수 있다. On the other hand, the
배리어층(20)은 외부로부터의 습기나 공기, 그리고 내부에서 발생된 가스의 출입을 차단하기 위한 것으로서, 실란트층(10) 상에 구비되어 제2 스킨층(15)과 접촉할 수 있다. 배리어층(20)은 가스 배리어성 및 수분 배리어성을 갖는 금속을 포함할 수 있으며, 예를 들어 알루미늄(Al), 철(Fe), 구리(Cu), 니켈(Ni), 주석(Sn), 아연(Zn), 인듐(In), 텡스텐(W) 등으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상(단일 금속 또는 단일 금속의 혼합), 또는 이들로부터 선택된 2 이상의 합금(alloy) 등을 포함할 수 있다. 예시적인 구현예들에 있어서, 배리어층(20)은 수분 배리어성, 가스 배리어성 및 성형성을 모두 고려하여, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)을 포함할 수 있다. The
배리어층(20)은 충분한 정도의 가스 배리어성 및 수분 배리어성을 위하여, 약 25 내지 45 um의 두께를 가질 수 있다. 그러나 배리어층(20)의 두께는 이에 한정되는 것이 아니고 구현하고자 하는 셀 파우치의 용도, 즉 일반적으로는, 약 90um의 총 두께로 구현되는 박막형 셀 파우치, 약 113 um의 총 두께로 구현되는 일반형 셀 파우치, 또는 약 153um의 총 두께로 구현되는 중대형 셀 파우치에 따라 적절한 두께를 가질 수 있다. The
한편, 일 구현예에 있어서, 배리어층(20)은 내부식성을 위해, 인산이나 크롬 등에 의해 표면 처리된 것이 사용될 수 있다. On the other hand, in one embodiment, for the corrosion resistance, the
외층(30)은 배리어층(20) 상에 구비되어 외부에 노출될 수 있는 셀 파우치(100)의 최외층으로서, 배리어층(20)을 보호할 수 있도록 내마모성과 함께 내열성, 내한성, 내핀홀성, 절연성, 내화학성, 성형성 등을 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 예시적인 구현예들에 있어서, 외층(30)은 폴리아미드계(polyamide-based) 수지 및/또는 폴리에스테르계(polyester-based) 수지를 포함할 수 있다. 상기 폴리아미드계 수지는 연신율이 높아 성형이 유리한 나일론(nylon)일 수 있다. 상기 폴리에스테르계 수지는 높은 내화학성, 내핀홀성, 절연성, 기계적 강도 등을 구현할 수 있는 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybuthylene terephthalate, PBT) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)일 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 비해 연신율이 높은 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)일 수 있다. The
외층(30)은 충분한 정도의 내마모성, 내열성, 내핀홀성, 내화학성, 성형성, 절연성 등을 모두 고려하여, 약 15 내지 30um 의 두께를 가질 수 있다. 외층(30)의 두께가 너무 얇으면 외층(30)의 강도 부족으로 인해 셀 파우치(100)의 성형성이 저하될 수 있다. 반면, 너무 두꺼울 경우에는 외층(30) 하부에 구비되는 실란트층(10)(즉, 제1 스킨층(11), 코어층(13) 및 제2 스킨층(15)) 및 배리어층(20)이 상대적으로 얇은 두께로 구현되어야 하므로, 셀 파우치(100)에서 열 접착 강도 저하, 각 층간 박리 강도 저하 등의 문제점이 발생할 수 있다. 그러나 외층(30)의 두께는 상기 범위에 한정되는 것이 아니고 구현하고 하는 셀 파우치의 용도, 즉 일반적으로는, 약 90um의 총 두께로 구현되는 박막형 셀 파우치, 약 113 um의 총 두께로 구현되는 일반형 셀 파우치, 또는 약 153um의 총 두께로 구현되는 중대형 셀 파우치에 따라 적절한 두께를 가질 수 있다. The
전술한 바와 같이, 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 셀 파우치는, 용융 온도(Tm)가 약 140℃ 이상인 실링 수지를 포함하며 다층 구조로 구성되는 실란트층을 포함함으로써, 향상된 내열성을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 셀 파우치에는 고온으로 인한 표면 슬립성 저하, 층간 접착력 저하 등의 문제가 발생하지 않을 수 있다. As described above, the cell pouches according to the exemplary embodiments of the present invention include a sealant layer comprising a sealing resin having a melting temperature ( Tm ) of about 140 DEG C or higher and having a multi-layer structure, . Accordingly, the cell pouch may not suffer from problems such as a decrease in surface slip property due to a high temperature and a decrease in interlayer adhesion force.
또한, 상기 실링 수지 이외에, 상기 실란트층은 슬립제, 블로킹 방지제, 탄성중합체를 더 포함, 구체적으로 상기 실란트층을 구성하는 제1 스킨층은 1종 이상의 슬립제 및 블로킹 방지제를 더 포함하고, 코어층은 2종 이상의 슬립제 및 탄성중합체를 더 포함하며, 제2 스킨층은 탄성중합체 및 블로킹 방지제를 더 포함함으로써, 상기 셀 파우치는 표면 슬립성이 우수할 뿐 아니라, 내블로킹성 및 성형성이 우수할 수 있다. Further, in addition to the sealing resin, the sealant layer may further comprise a slip agent, an antiblocking agent, and an elastomer. More specifically, the first skin layer constituting the sealant layer may further comprise at least one slip agent and an anti- Layer further comprises at least two slip agents and an elastomer and the second skin layer further comprises an elastomer and an antiblocking agent so that the cell pouch not only has excellent surface slip property but also has anti- It can be excellent.
그러므로 상기 셀 파우치를 이용하여 2차 전지, 구체적으로 리튬 이온 2차 전지를 효과적으로 포장할 수 있다. Therefore, the secondary battery, specifically, the lithium ion secondary battery can be effectively packaged using the cell pouch.
셀 파우치의 제조 방법Method of manufacturing cell pouch
본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 셀 파우치는 다음의 공정들을 수행하여 제조될 수 있다. A cell pouch according to exemplary embodiments of the present invention may be manufactured by performing the following processes.
전술한 바와 동일한 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층이 순차적으로 적층된 다층 구조의 실란트층을 형성한다. A multi-layered sealant layer is formed in which the first skin layer, the core layer and the second skin layer, which are the same as described above, are sequentially laminated.
상기 제1 스킨층은 용융 온도(Tm)가 약 140℃ 내지 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random PP) 및 전술한 바와 동일한 슬립제 1종 이상을 반응기 내에서 혼합 및 반응시키고 전술한 바와 동일한 블로킹 방지제를 첨가하여 제1 혼합 수지를 형성한 후, 상기 제1 혼합 수지를 이용하여, 예컨대 다이 캐스팅(die casting) 공정을 수행함으로써 형성할 수 있다. 상기 제1 스킨층은, 예를 들어 약 5um 초과 내지 7um의 두께로 형성할 수 있다. The first skin layer is formed by mixing random polypropylene (random PP) having a melting temperature ( Tm ) of about 140 DEG C to 150 DEG C and at least one kind of slip described above in a reactor and reacting the same in the same manner as described above For example, by performing a die casting process using the first mixed resin after forming the first mixed resin by adding an inhibitor. The first skin layer may have a thickness of, for example, greater than about 5 micrometers to about 7 micrometers.
상기 코어층은 용융 온도(Tm)가 약 155℃ 내지 165℃인 블록 폴리프로필렌(block PP), 전술한 바와 동일한 슬립제 2종 이상 및 탄성중합체를 반응기 내에서 혼합 및 반응시켜 제2 혼합 수지를 형성한 후, 상기 제2 혼합 수지를 이용하여, 예컨대 다이 캐스팅(die casting) 공정을 수행함으로써 형성할 수 있다. 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 코어층은 슬립제로서, 베헨아미드(behenamide) 및 스테아르아미드(stearamide) 중에서 선택되는 하나, 및 에루카아미드(erucamide)를 각각 10:1의 비율로 포함하도록 형성할 수 있다. 가장 바람직하게는, 일 구현예에 있어서, 상기 코어층은 슬립제로서 베헨아미드(behenamide) 및 에루카아미드(erucamide)를 10:1의 비율로 포함하도록 형성할 수 있다. 또한, 상기 코어층은, 예를 들어 약 6 내지 66 um의 두께로 형성할 수 있다.The core layer is formed by mixing and reacting block polypropylene (block PP) having a melting temperature (T m ) of about 155 ° C to 165 ° C, at least two kinds of the same slip as described above, and an elastomer in a reactor to form a second mixed resin And then performing a die casting process using the second mixed resin, for example. In exemplary embodiments, the core layer is formed to comprise, as a slip agent, one selected from behenamide and stearamide, and erucamide at a ratio of 10: 1, respectively, can do. Most preferably, in one embodiment, the core layer may be formed to include behenamide and erucamide at a ratio of 10: 1 as a slip agent. The core layer may be formed to a thickness of, for example, about 6 to 66 μm.
상기 제2 스킨층은 용융 온도(Tm)가 약 140℃ 내지 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random PP) 및 전술한 바와 동일한 탄성중합체를 반응기 내에서 혼합 및 반응시키고 전술한 바와 동일한 블로킹 방지제를 첨가하여 제3 혼합 수지를 형성한 후, 상기 제3 혼합 수지를 이용하여, 예컨대 다이 캐스팅(die casting) 공정을 수행함으로써 형성할 수 있다. 상기 제2 스킨층은, 예를 들어 약 5um 초과 내지 7um의 두께로 형성할 수 있다.The second skin layer is prepared by mixing and reacting a random PP having a melting temperature ( Tm ) of about 140 ° C to 150 ° C and the same elastomer as described above in a reactor and adding the same anti- Forming a third mixed resin, and then performing a die casting process using the third mixed resin. The second skin layer may be formed to have a thickness of, for example, greater than about 5 micrometers to about 7 micrometers.
예시적인 구현예들에 있어서, 상기 실란트층은 T-다이(T-die) 다층 압출기와 같은 압출기를 이용하여 상기 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 압출시킴으로써 형성할 수 있다. 상기 실란트층은, 예를 들어 약 20 내지 80 um의 두께, 구체적으로 약 20um, 30um, 40um, 50um 또는 80um의 두께로 형성할 수 있다.In exemplary embodiments, the sealant layer may be formed by extruding the first skin layer, the core layer, and the second skin layer using an extruder such as a T-die multilayer extruder. The sealant layer may be formed to a thickness of, for example, about 20 to 80 μm, specifically about 20 μm, 30 μm, 40 μm, 50 μm, or 80 μm.
수분 배리어성 및 가스 배리어성을 갖는 금속을 이용하여, 상기 실란트층 상에 전술한 바와 동일한 배리어층을 형성한다. 이때, 상기 배리어층은 상기 제2 스킨층 상에 구비되어 이와 직접 접촉할 수 있다. The same barrier layer as described above is formed on the sealant layer using a metal having moisture barrier property and gas barrier property. At this time, the barrier layer is provided on the second skin layer and can directly contact the barrier layer.
예시적인 구현예들에 있어서, 상기 배리어층은 전술한 바와 같은 금속, 예컨대 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)을 증착시켜 금속 층착층을 형성하거나, 전술한 바와 같은 금속, 예컨대 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)을 포함하는 금속 포일(foil)을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 배리어층은, 예를 들어 약 25 내지 45 um의 두께를 갖도록 형성할 수 있다. In exemplary embodiments, the barrier layer may be formed by depositing a metal, such as aluminum (Al) or an aluminum alloy, as described above to form a metal layer deposited layer, or a metal such as aluminum ) Or a metal foil including an aluminum alloy (Al alloy). The barrier layer may be formed to have a thickness of, for example, about 25 to 45 μm.
상기 배리어층 상에 전술한 바와 동일한 외층을 형성한다. The same outer layer as described above is formed on the barrier layer.
예시적인 구현예들에 있어어서, 상기 외층은 폴리아미드계(polyamide-based) 수지 및/또는 폴리에스테르계(polyester-based) 수지를 이용하여, 예를 들어 약 15 내지 30 um의 두께를 갖도록 형성할 수 있다. In the exemplary embodiments, the outer layer is formed using a polyamide-based resin and / or a polyester-based resin, for example, to have a thickness of about 15 to 30 um can do.
전술한 바와 같이, 예시적인 구현예들에 따른 셀 파우치는 용융 온도(Tm)가 약 140℃ 이상인 실링 수지를 이용하여 다층 구조로 형성됨으로써 내열성이 뛰어나다. 따라서, 제조 시 및/또는 제조 후, 예컨대 약 60℃ 이상의 고온 숙성이 요구되는 SD/L 공정과 같이 고온이 수반되는 공정이 수행되더라도 상기 셀 파우치는 열화되거나 손상되지 않을 수 있으며, 특히 고온으로 인한 표면 슬립성 저하가 발생하지 않을 수 있고, 향상된 층간 접착력을 갖도록 제조가 가능하다. As described above, the cell pouches according to the exemplary embodiments are formed in a multi-layered structure using a sealing resin having a melting temperature ( Tm ) of about 140 ° C or higher, thereby exhibiting excellent heat resistance. Therefore, even if a process accompanied by a high temperature such as an SD / L process requiring high-temperature aging of about 60 ° C or more is performed during and / or after the production, the cell pouch may not deteriorate or be damaged, The surface slip property may not be lowered and the product can be manufactured so as to have an improved interlayer adhesion.
또한, 내열성 수지뿐 아니라, 슬립제, 블로킹 방지제 및 탄성중합체를 이용하기 때문에, 더욱 향상된 슬립성을 가지며, 나아가 내블로킹성 및 성형성이 우수한 셀 파우치를 용이하게 제조할 수 있다. In addition, since a slip agent, an antiblocking agent and an elastomer are used in addition to the heat resistant resin, a cell pouch having a further improved slipping property and further excellent blocking resistance and moldability can be easily produced.
이하의 실시를 통하여 본 발명은 더욱 상세하게 설명된다. 단, 본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들은 단지 설명을 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. The present invention will be described in more detail through the following embodiments. It should be understood, however, that the embodiments of the present invention disclosed herein are for illustrative purposes only, and that the embodiments of the present invention may be embodied in various forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein Can not be done.
[실시예 1] [Example 1]
Tm이 142℃인 프로필렌-에틸렌계열의 랜덤 폴리프로필렌(random PP), 플라스틱과 사람들의 PDB-1121T인 에루카아미드(erucamide), 및 AB305를 포함하는 제1 혼합 수지를 제조하고, 이를 이용하여 제1 스킨층을 6um의 두께로 형성하였다. Tm이 159.4℃인 프로필렌-에틸렌계열의 블록 폴리프로필렌(block PP), 플라스틱과 사람들의 PDB-1121T인 에루카아미드(erucamide) 및 미쓰이화학의 PN계열 탄성중합체를 포함하는 제2 혼합 수지를 제조하고, 이를 이용하여 상기 제1 스킨층 상에 코어층을 28um의 두께로 형성하였다. Tm이 142℃인 프로필렌-에틸렌계열의 랜덤 폴리프로필렌(random PP), 미쓰이화학의 PN계열 탄성중합체 및 AB305를 포함하는 제3 혼합 수지를 제조하고, 이를 이용하여 상기 코어층 상에 제2 스킨층을 6um의 두께로 형성하였다. 상기 제2 스킨층 상에 알루미늄(Al)을 포함하는 배리어층을 40um의 두께로 형성하였다. 나일론 수지를 사용하여, 상기 배리어층 상에 외층을 25um의 두께로 형성하였다. 이에 따라, 순차적으로 적층된 제1 스킨층(random PP + erucamide), 코어층(block PP + erucamide), 제2 스킨층(random PP), 배리어층 및 외층을 포함하고 총 두께가 105um인 셀 파우치가 제조되었다. A first mixed resin comprising propylene-ethylene random PP with a T m of 142 占 폚, plastics and erucamide as a PDB-1121T of people, and AB305 was prepared and used The first skin layer was formed to a thickness of 6 mu m. A second mixed resin comprising a propylene-ethylene block PP, Tm having a T m of 159.4 ° C, a plastics and erucamide (erucamide) of human PDB-1121T, and a PN series elastomer of Mitsui Chemicals And a core layer having a thickness of 28 micrometers was formed on the first skin layer. (Random PP) having a T m of 142 ° C, a PN-based elastomer of Mitsui Chemicals Co., Ltd., and a third mixed resin containing AB305 were prepared, and a second skin Layer was formed to a thickness of 6 탆. A barrier layer containing aluminum (Al) was formed on the second skin layer to a thickness of 40 um. Using nylon resin, an outer layer was formed to a thickness of 25 mu m on the barrier layer. Thus, a cell pouch including a first skin layer (random PP + erucamide), a core layer (block PP + erucamide), a second skin layer (random PP), a barrier layer, .
[실시예 2] [Example 2]
제1 스킨층을 에루카아미드(erucamide) 이외 슬립제로서 베헨아미드(behenamide)를 더 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는 실시예 1에서 전술한 바와 동일한 공정들을 수행하였다. 이에 따라, 순차적으로 적층된 제1 스킨층(random PP + erucamide + behenamide), 코어층(block PP + erucamide), 제2 스킨층(random PP), 배리어층 및 외층을 포함하고 총 두께가 105um인 셀 파우치가 제조되었다. The same processes as described in Example 1 were carried out except that the first skin layer was formed to further contain behenamide as a slip agent other than erucamide. Thus, a first skin layer (random PP + erucamide + behenamide), a core layer (block PP + erucamide), a second skin layer (random PP), a barrier layer and an outer layer, A cell pouch was fabricated.
[실시예 3] [Example 3]
코어층을 에루카아미드(erucamide) 이외 슬립제로서 베헨아미드(behenamide)를 더 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는 실시예 1에서 전술한 바와 동일한 공정들을 수행하였다. 이에 따라, 순차적으로 적층된 제1 스킨층(random PP + erucamide), 코어층(block PP + erucamide + behenamide), 제2 스킨층(random PP), 배리어층 및 외층을 포함하고 총 두께가 105um인 셀 파우치가 제조되었다. The same processes as described in Example 1 were carried out except that the core layer was formed to further contain behenamide as a slipping agent other than erucamide. Thus, the first and second skin layers (random PP + erucamide), the core layer (block PP + erucamide + behenamide), the second skin layer (random PP), the barrier layer and the outer layer, A cell pouch was fabricated.
[비교예 1] [Comparative Example 1]
코어층을 슬립제를 사용하지 않고 Tm이 159.4℃인 프로필렌-에틸렌계열의 블록 폴리프로필렌(block PP), 및 미쓰이화학의 PN계열 탄성중합체만을 포함하도록 형성하는 것을 제외하고는 실시예 1에서 전술한 바와 동일한 공정들을 수행하였다. 이에 따라, 순차적으로 적층된 제1 스킨층(random PP + erucamide), 코어층(block PP), 제2 스킨층(random PP), 배리어층 및 외층을 포함하고 총 두께가 105um인 셀 파우치가 제조되었다.Except that the core layer was formed so as to contain only a block ethylene-based block polypropylene (block PP) having a T m of 159.4 ° C without using a slip agent, and a PN-based elastomer of Mitsui Chemicals. The same processes as described above were performed. Thus, a cell pouch including a first skin layer (random PP + erucamide), a core layer (block PP), a second skin layer (random PP), a barrier layer and an outer layer sequentially stacked and having a total thickness of 105 mu was manufactured .
[비교예 2] [Comparative Example 2]
Tm이 142℃인 프로필렌-에틸렌계열의 랜덤 폴리프로필렌(random PP) 또는 Tm이 159.4℃인 프로필렌-에틸렌계열의 블록 폴리프로필렌(block PP) 대신에 실링 수지로서 용융 온도(Tm)가 120℃ 내지 130℃인 터-폴리프로필렌(ter-polypropylene, ter PP)을 사용하여 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 형성하는 것을 제외하고는 실시예 1에서 전술한 바와 동일한 공정들을 수행하였다. 이에 따라, 순차적으로 적층된 제1 스킨층(ter PP + erucamide), 코어층(ter PP + erucamide), 제2 스킨층(ter PP), 배리어층 및 외층을 포함하고 총 두께가 105um인 셀 파우치가 제조되었다. (Random PP) having a T m of 142 占 폚 or a propylene-ethylene block polypropylene (block PP) having a T m of 159.4 占 폚 and having a melt temperature (T m ) of 120 Except that the first skin layer, the core layer, and the second skin layer were formed using ter-polypropylene (ter PP) at a temperature of -30 ° C to 130 ° C. Respectively. Thus, a cell pouch having a total thickness of 105 um and including a first skin layer (ter PP + erucamide), a core layer (ter PP + erucamide), a second skin layer (ter PP) .
셀 파우치의 특성 평가Characterization of cell pouches
본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 셀 파우치의 특성을 평가하기 위하여, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2에 따라 제조된 셀 파우치들에 대하여 [표 1]에 기재된 방법을 사용하여 표면 슬립성, 성형성 및 내블로킹성을 테스트하였다. 그 결과는 [표 1]에 도시된 바와 같다.In order to evaluate the characteristics of the cell pouches according to the exemplary embodiments of the present invention, the cell pouches prepared according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were subjected to surface treatment using the method described in [Table 1] Slip property, moldability and blocking resistance were tested. The results are shown in [Table 1].
TesterLabthink Friction / Peel
Tester
제2 스킨층The second skin layer /
The second skin layer
제1 스킨층The second skin layer /
The first skin layer
제1 스킨층The first skin layer /
The first skin layer
우수(◎) 양호(○) 보통(△) 불만족(X)Excellent (◎) Good (○) Average (△) Dissatisfied (X)
[표 1]을 참조하면, 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 셀 파우치는 표면 슬립성, 성형성 및 내블로킹성이 우수하였다. 특히, 제1 스킨층이 1종의 슬립제를 포함하고, 코어층이 2종의 슬립제를 포함하도록 실시예 3에 따라 제조된 셀 파우치가 표면 슬립성, 성형성 및 내블로킹성이 가장 뛰어난 것을 확인할 수 있었다. Referring to [Table 1], the cell pouches prepared according to Examples 1 to 3 were excellent in surface slip property, moldability and blocking resistance. Particularly, the cell pouch prepared according to Example 3, in which the first skin layer contains one kind of slip agent and the core layer contains two kinds of slip agents, has the best surface slip property, formability and blocking resistance .
따라서, 향상된 내열성을 갖는 실링 수지를 이용하여 다층 구조로 실란트층을 형성하며, 이때 실란트층의 제1 스킨층을 1종 이상의 슬립제를 포함하도록 형성하고 코어층을 2종 이상의 슬립제를 포함하도록 형성함으로써, 2차 전지, 구체적으로 리튬 이온 2차 전지를 효과적으로 포장할 수 있는 셀 파우치를 용이하게 제조할 수 있음을 알 수 있다. Thus, a sealant layer having a multi-layer structure is formed using a sealing resin having improved heat resistance, wherein the first skin layer of the sealant layer is formed to include at least one slip agent, and the core layer includes two or more slip agents It is possible to easily manufacture a cell pouch capable of effectively packaging a secondary battery, specifically, a lithium ion secondary battery.
10: 실란트층
11: 제1 스킨층
13: 코어층
15: 제2 스킨층
20: 배리어층
30: 외층
100: 셀 파우치10: sealant layer
11: First skin layer
13: core layer
15: Second skin layer
20: barrier layer
30: outer layer
100: cell pouch
Claims (13)
순차적으로 적층된 제1 스킨층(first skin layer), 코어층(core layer) 및 제2 스킨층(second skin layer)를 포함하는 다층 구조의 실란트층(sealant layer);
상기 실란트층 상에 형성된 배리어층(barrier layer); 및
상기 배리어층 상에 형성된 외층(outer layer)을 포함하며,
상기 제1 스킨층은 용융 온도(Tm)가 140℃ 내지 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random polypropylene, random PP) 및 슬립제(slip agent)를 포함하고,
상기 코어층은 용융 온도(Tm)가 155℃ 내지 165℃인 블록 폴리프로필렌(block polypropylene, block PP) 및 슬립제를 포함하며,
상기 제2 스킨층은 용융 온도(Tm)가 140℃ 내지 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random PP)를 포함하고,
상기 슬립제는 올레아미드(oleamide), 에루카아미드(erucamide), 베헨아미드(behenamide) 및 스테아르아미드(stearamide) 중에서 선택되는 지방산 아미드계 슬립제이며,
상기 제1 스킨층은 상기 슬립제를 1종 이상 포함하고,
상기 코어층은 슬립제로서, 베헨아미드(behenamide) 및 스테아르아미드(stearamide) 중에서 선택되는 하나, 및 에루카아미드(erucamide)를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 파우치. 1. A cell pouch comprising:
A multi-layered sealant layer comprising a first skin layer, a core layer and a second skin layer which are sequentially stacked;
A barrier layer formed on the sealant layer; And
And an outer layer formed on the barrier layer,
Wherein the first skin layer comprises random polypropylene (random PP) and a slip agent having a melting temperature ( Tm ) of 140 ° C to 150 ° C,
Wherein the core layer comprises a block polypropylene (block PP) having a melting temperature ( Tm ) of 155 DEG C to 165 DEG C and a slipping agent,
Wherein the second skin layer comprises random PP having a melting temperature (T m ) of 140 ° C to 150 ° C,
The slip agent is a fatty acid amide slip agent selected from oleamide, erucamide, behenamide, and stearamide,
Wherein the first skin layer includes at least one slip agent,
Wherein the core layer comprises, as a slip agent, one selected from behenamide and stearamide, and erucamide.
상기 코어층에 포함되는 슬립제의 총 중량을 기준으로,
베헨아미드(behenamide) 및 스테아르아미드(stearamide) 중에서 선택되는 하나는 77 내지 95 중량%로 포함되며,
에루카아미드(erucamide)는 5 내지 23 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 셀 파우치. The method according to claim 1,
Based on the total weight of the slip agent contained in the core layer,
One selected from among behenamide and stearamide is included in an amount of 77 to 95% by weight,
And erucamide in an amount of 5 to 23% by weight.
상기 제1 스킨층은
블로킹 방지제(anti-blocking agent, AB agent)를 더 포함하고,
상기 제1 스킨층의 총 중량을 기준으로
상기 랜덤 폴리프로필렌 80 내지 90 중량%;
상기 블로킹 방지제 3 내지 5 중량%; 및
상기 슬립제 5 내지 15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 파우치. The method according to claim 1,
The first skin layer
Further comprising an anti-blocking agent (AB agent)
Based on the total weight of the first skin layer
80 to 90 wt% of the random polypropylene;
3 to 5% by weight of the antiblocking agent; And
And 5 to 15% by weight of the slip.
상기 코어층은
탄성중합체(elastomer)를 더 포함하고,
상기 코어층의 총 중량을 기준으로
상기 블록 폴리프로필렌 39 내지 49 중량%;
상기 탄성중합체 50 내지 60 중량%; 및
상기 슬립제 1 내지 11 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 파우치. The method according to claim 1,
The core layer
Further comprising an elastomer,
Based on the total weight of the core layer
39 to 49% by weight of the block polypropylene;
50 to 60% by weight of said elastomer; And
And 1 to 11% by weight of the slip.
상기 제2 스킨층은
탄성중합체(elastomer) 및 블로킹 방지제(AB agent)를 더 포함하고,
상기 제2 스킨층의 총 중량을 기준으로
상기 랜덤 폴리프로필렌 60 내지 90 중량%;
상기 탄성중합체 5 내지 30 중량%; 및
상기 블로킹 방지제 3 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 파우치. The method according to claim 1,
The second skin layer
Further comprising an elastomer and an anti-blocking agent,
Based on the total weight of the second skin layer
60 to 90% by weight of the random polypropylene;
5 to 30% by weight of the elastomer; And
And 3 to 5% by weight of the antiblocking agent.
상기 배리어층은 가스 배리어성 및 수분 배리어성을 갖는 금속을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 파우치.The method according to claim 1,
Wherein the barrier layer comprises at least one metal having gas barrier properties and moisture barrier properties.
상기 외층은 폴리아미드계(polyamide-based) 수지 및 폴리에스테르계(polyester-based) 수지 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 파우치. The method according to claim 1,
Wherein the outer layer comprises at least one selected from a polyamide-based resin and a polyester-based resin.
상기 제1 스킨층은 상기 셀 파우치의 최내층으로서 상기 셀 파우치에 내장되는 셀과 접촉하며,
상기 외층은 상기 셀 파우치의 최외층으로서 외부에 노출되고,
상기 배리어층은 상기 제2 스킨층 상에 형성되어 이와 접촉하는 것을 특징으로 하는 셀 파우치. The method according to claim 1,
Wherein the first skin layer is in contact with a cell embedded in the cell pouch as an innermost layer of the cell pouch,
The outer layer is exposed to the outside as an outermost layer of the cell pouch,
Wherein the barrier layer is formed on and in contact with the second skin layer.
상기 셀 파우치는 2차 전지용 셀 파우치인 것을 특징으로 하는 셀 파우치. The method according to claim 1,
Wherein the cell pouch is a cell pouch for a secondary battery.
상기 2차 전지는 리튬 이온 2차 전지인 것을 특징으로 하는 셀 파우치. 11. The method of claim 10,
Wherein the secondary battery is a lithium ion secondary battery.
순차적으로 적층된 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 포함하는 다층 구조의 실란트층을 형성하는 것;
상기 실란트층 상에 배리어층을 형성하는 것; 및
상기 배리어층 상에 외층을 형성하는 것을 포함하며,
상기 제1 스킨층은 용융 온도(Tm)가 140℃ 내지 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random polypropylene, random PP) 및 슬립제(slip agent)를 포함하도록 형성되고,
상기 코어층은 용융 온도(Tm)가 155℃ 내지 165℃인 블록 폴리프로필렌(block polypropylene, block PP) 및 슬립제를 포함하도록 형성되며,
상기 제2 스킨층은 용융 온도(Tm)가 140℃ 내지 150℃인 랜덤 폴리프로필렌(random PP)를 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 셀 파우치의 제조 방법.A method of manufacturing a cell pouch according to any one of claims 1 and 3 to 11,
Forming a multi-layered sealant layer including a sequentially sequentially stacked first skin layer, a core layer, and a second skin layer;
Forming a barrier layer on the sealant layer; And
Forming an outer layer on the barrier layer,
The first skin layer is formed to include a random polypropylene (random PP) having a melting temperature (T m ) of 140 ° C to 150 ° C and a slip agent,
The core layer is formed to include a block polypropylene (block PP) having a melting temperature ( Tm ) of 155 DEG C to 165 DEG C and a slipping agent,
Wherein the second skin layer is formed to include random PP having a melting temperature (T m ) of 140 ° C to 150 ° C.
상기 실란트층을 형성하는 것은
압출기를 이용하여 상기 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 압출시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 파우치의 제조 방법.13. The method of claim 12,
The formation of the sealant layer
And extruding the first skin layer, the core layer and the second skin layer using an extruder.
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