KR101897667B1 - 이차전지 파우치용 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

이차전지 파우치용 필름 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101897667B1
KR101897667B1 KR1020160008766A KR20160008766A KR101897667B1 KR 101897667 B1 KR101897667 B1 KR 101897667B1 KR 1020160008766 A KR1020160008766 A KR 1020160008766A KR 20160008766 A KR20160008766 A KR 20160008766A KR 101897667 B1 KR101897667 B1 KR 101897667B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
surface treatment
adhesive
adhesive layer
secondary battery
Prior art date
Application number
KR1020160008766A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170088636A (ko
Inventor
박동일
김정하
국윤봉
김은진
마연실
Original Assignee
주식회사 알앤에프케미칼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 알앤에프케미칼 filed Critical 주식회사 알앤에프케미칼
Priority to KR1020160008766A priority Critical patent/KR101897667B1/ko
Publication of KR20170088636A publication Critical patent/KR20170088636A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101897667B1 publication Critical patent/KR101897667B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H01M2/0287
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0008Electrical discharge treatment, e.g. corona, plasma treatment; wave energy or particle radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04Polyurethanes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2310/00Treatment by energy or chemical effects
    • B32B2310/14Corona, ionisation, electrical discharge, plasma treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/24Aluminium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2553/00Packaging equipment or accessories not otherwise provided for
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • Y02E60/122

Abstract

본 발명은 성형성이 우수하고 내전해성이 우수한 이차전지 파우치용 필름 및 그것의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명의 이차전지 포장용 필름은 외부층, 제1 접착층, 알루미늄으로 이루어진 배리어층, 제2 접착층 및 내부층으로 이루어지고, 상기 배리어층의 양면에 상압 또는 진공 플라즈마 이온 주입에 의해 표면처리된 제1 표면처리층 및 제2 표면처리층이 형성될 수 있다.

Description

이차전지 파우치용 필름 및 그 제조방법{Film For Secondary Cell Pouch and Method for Manufacturing the Same}
본 발명은 성형성이 우수하고 내전해성이 우수한 이차전지 파우치용 필름 및 그것의 제조방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이차전지는 화학에너지와 전기에너지 간의 상호변환이 가역적이어서 충전과 방전을 반복할 수 있는 전지이다. 이차전지 파우치란 이차전지의 주요 구성물인 양극, 음극, 분리막 및 전해액을 보호하는 다층 외장재(Laminated Film Case)를 가리킨다. 이차전지 파우치는 기본적으로 고분자층/금속/고분자층의 다층 구조로 구성되며, 성형성, 열융착성, 내화학성(내전해질성/내부식성), 절연성, 기계적 강도, 산소 및 수분 차단성 등이 요구된다.
이차전지 파우치는 주로 리튬이온폴리머 전지나 전기이중층 캐퍼시터의 외장재로 주로 사용되고 있다. 특히 자동차용 전지나 ESS(Energy Storage System)용 전지로 사용하기 위해서는 10년 이상의 장기 내구성을 확보할 필요가 있다.
한국공개특허 제2010-0008592호는 "대용량 리튬폴리머 2차 전지용 포장재의 제조방법"에 관한 것으로서, 알루미늄 또는 그 합금으로 이루어진 배리어층의 양면을 동시에 화성처리하여 부식방지층 및 내전해액층을 형성하여, 내전해액성 및 내식성이 우수하고 성형이 용이한 2차 전지용 포장재를 제조하는 방법을 개시하고 있다.
또한 한국등록특허 제10-1366217호는 "전지용 포장재 및 그의 제조방법"에 관한 것으로서, 실란트층에 차단성 수지를 적용함으로써, 전해액 및 수분에 대한 차단성을 증가시켜 전기 절연성을 향상시키고, 안정성을 증가시킨 전지용 포장재의 제조방법을 개시하고 있다.
본 발명은 알루미늄으로 이루어진 배리어층의 양 표면에 상압 또는 진공 플라즈마 이온 주입 처리를 실시하여 접착층의 접착강도를 향상시키고, 성형성 및 내전해액성을 향상시킨 이차전지 파우치용 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제는, 외부층, 제1 접착층, 알루미늄으로 이루어진 배리어층, 제2 접착층 및 내부층으로 이루어지고, 상기 배리어층은 그의 양면에 상압 또는 진공 플라즈마 이온 주입에 의해 표면처리된 제1 표면처리층 및 제2 표면처리층이 형성된, 이차전지 파우치용 필름에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 제2 표면처리층과 상기 배리어층 사이에 크롬을 포함하는 제3 표면처리층을 추가로 포함할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 상압 또는 진공 플라즈마 이온 주입에 의한 표면처리는 50 내지 500W의 전압으로 5 내지 50초의 처리시간으로 이루어질 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 내부층은 제2 접착층과 접하는 외층, 중층 및 이차 전지와 접하는 내층으로 이루어진 3층의 공압출 폴리올레핀 필름일 수 있다.
바람직하게는, 상기 외층은 랜덤 폴리프로필렌과 말레인산무수물이 그래프트된 폴리프로필렌을 포함하고, 상기 중층은 호모 폴리프로필렌 및 블록폴리프로필렌을 포함하고, 상기 내층은 터폴리프로필렌, 슬립제 및 블로킹방지제를 포함할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 제1 접착층은 1,000cps 내지 50,000cps의 점도를 갖는 폴리에테르계 우레탄 주제와 500cps 내지 20,000cps의 점도를 갖는 지방족 이소시아네이트 경화제가 80:20 내지 95:5의 중량비로 혼합될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 접착층은 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌아크릴레이트, 에틸렌메타크릴레이트 및 에틸렌무수말레인산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상과, 에틸렌 모노머가 공중합된 것일 수 있다.
또한 상기 과제는, 알루미늄으로 이루어진 배리어층의 양면에 상압 또는 진공 플라즈마 이온 주입에 의한 표면처리를 하여 제1 표면처리층 및 제2 표면처리층을 형성하는 단계; 상기 제1 표면처리층에 제1 접착층을 형성하여 외부층과 라미네이트 방식으로 결합시키는 단계; 상기 제2 표면처리층에 제2 접착층을 형성하여 내부층과 라미네이트 방식으로 결합시키는 단계를 포함하는, 이차전지 파우치용 필름의 제조방법에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 상압 또는 진공 플라즈마 이온 주입에 의한 표면처리는 50 내지 500W의 전압으로 5 내지 50초의 처리시간으로 이루어질 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 제1 표면처리층 및 제 표면처리층의 형성 단계 이전에 상기 배리어층의 일면에 크롬을 포함하는 조성물로 화성처리를 하여 제3 표면처리층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 파우치용 필름은 성형성 및 내전해액성이 우수하고 접착층의 접착강도가 향상되어 내구성이 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 파우치용 필름의 단면도이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 하기의 정의를 가지며 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미에 부합된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다. 용어 약이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.
본 명세서를 통해, 문맥에서 달리 필요하지 않으면, 포함하다 및 포함하는 이란 말은 제시된 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군을 포함하나, 임의의 다른 단계 또는 구성요소, 또는 단계 또는 구성요소들의 군이 배제되지는 않음을 내포하는 것으로 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 포장용 필름의 단면도이다.
도 1을 보면, 본 발명의 이차전지 포장용 필름은 외부층(11), 제1 접착층(12), 제1 표면처리층(13), 알루미늄으로 이루어진 배리어층(14), 제2 표면처리층(16), 제2 접착층(17) 및 내부층(18)으로 이루어진다. 상기 배리어층(14)의 양면에 형성된 제1 표면처리층(13) 및 제2 표면처리층(16)은 상압 또는 진공 플라즈마 이온 주입에 의해 표면처리된 층이다.
상기 외부층(11)은 이차전지 표면에 나타나는 면으로써 이차전지를 보호하는 역할을 하는 층이다. 따라서 외부층은 기계적 강도 및 내구성 등이 요구되며, 무연신 나일론 또는 연신 나일론으로 이루어질 수 있으며, 보다 바람직하게는 연신 나일론일 수 있다. 외부층의 두께는 10 내지 40μm일 수 있고, 보다 바람직하게는 15 내지 25μm일 수 있다.
상기 배리어층(14)은 알루미늄 또는 그 합금으로 이루어질 수 있다. 배리어층은 외부의 가스(수분 또는 산소)가 이차전지 내부로 침투하는 것을 방지하는 층으로써, 이차전지 내부 셀의 장기 신뢰성을 향상시키고 저장안정성을 향상시키는 역할을 한다. 배리어층의 두께는 가공성을 고려하여 바람직하게는 20 내지 60μm일 수 있고, 보다 바람직하게는 30 내지 40μm일 수 있다. 상기 알루미늄 합금은 실리콘, 붕소, 게르마늄, 비소, 안티몬, 구리, 마그네슘, 니켈 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 원소를 포함할 수 있다.
상기 배리어층의 일면은 무광택면으로, 다른 일면은 광택면으로 구성되는데, 무광택면이 상기 외부층과 접하게 되고, 광택면이 내부층과 접하게 된다. 상기 무광택면과 광택면은 상압 또는 진공 플라즈마 이온 주입에 의해 표면처리되어 제1 표면처리층(13) 및 제2 표면처리층(16)을 형성한다.
본 발명에 사용된 플라즈마 이온 주입 처리는 공지의 장치를 이용하여 사용할 수 있다. 본 발명에서는 접착층과의 최적의 접착강도를 갖고 우수한 내전해성 및 평활도를 가질 수 있도록 인가전압 및 처리시간을 조절한 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 플라즈마 이온 주입 처리장치의 인가전압은 50 내지 500W 이고, 보다 바람직하게는, 200 내지 400W이다. 처리시간은 바람직하게는 5 내지 50초이고, 보다 바람직하게는 10 내지 40초이다. 처리기재와 플라즈마 소스와의 거리는 바람직하게는 5 내지 50mm 이고, 보다 바람직하게는 20 내지 40mm 이다. 상기 조건 내에서 이차전지 파우치용 필름에서 접착층의 접착강도, 성형성, 내전해성 및 평활도가 우수하게 된다.
본 발명에서는 플라즈마 이온 주입 처리를 통해 제1 표면처리층(13)과 제2 표면처리층(16)을 형성함으로써, 제1 및 제2 접착층과의 접착강도 및 밀착성이 향상시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 제2 표면처리층(16)과 상기 배리어층(14) 사이에 크롬을 포함하는 제3 표면처리층(15)이 추가로 포함될 수 있다. 제3 표면처리층은 배리어층(14)의 광택면 위에 크로메이트 표면처리액을 이용하여 형성되는 층이다. 본 발명에서 크로메이트 표면처리액이란 수용성의 3가 크롬 또는 6가 크롬을 포함하는 크롬 수용액을 가리킨다. 상기 크로메이트 표면처리액을 배리어층을 이루는 알루미늄 광택면 상부에 1 내지 3μm 두께로 도포하고 90 내지 110℃ 온도의 챔버에서 건조하면, 배리어층 일면에 크롬으로 화성처리된 제3 표면처리층을 형성할 수 있다. 제3 표면처리층은 이차전지의 전해액이 장기적으로 수분과 접촉하였을 때 발생하는 불산에 의한 부식을 방지함으로써 이차전지의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 접착층(12)은 외부층(11)과 제1 표면처리층(13) 사이에 형성되어 두 층을 접착시키는 역할을 하며, 이액형 우레탄 접착체를 사용하여 그라비아, 마이크로 그라비아 공정을 통한 드라이라미네이션으로 형성할 수 있다. 상기 이액형 우레탄 접착제는 바람직하게는 1,000cps 내지 50,000cps의 점도를 갖는 폴리에테르계 우레탄 주제와 500cps 내지 20,000cps의 점도를 갖는 지방족 이소시아네이트 경화제가 80:20 내지 95:5의 중량비로 혼합된 것일 수 있다. 상기 접착제에서 최종 고형분 함량은 20 내지 30중량%일 수 있다. 제1 접착층은 0.5 내지 10μm의 두께, 보다 바람직하게는 3 내지 5μm의 두께를 가질 수 있다.
상기 제2 접착층(17)은 제2 표면처리층(16)과 내부층(18) 사이에 형성되어 두 층을 접착시키는 역할을 하며, 폴리올레핀계 접착제를 사용하여 그라비아, 마이크로 그라비아 공정을 통한 드라이라미네이션으로 형성할 수 있다. 상기 폴리올레핀계 접착제는 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌아크릴산, 에틸렌메타아크릴산 및 에틸렌무수말레인산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상과, 에틸렌 모노머가 공중합된 것일 수 있다. 보다 바람직하게는 에틸렌메타크릴레이트, 에틸렌무수말레인산 및 에틸렌모노머가 공중합된 고분자 수지일 수 있고, 이 경우 가장 우수한 내전해성과 접착 강도를 나타낼 수 있다. 제2 접착층은 0.5 내지 10μm의 두께, 보다 바람직하게는 3 내지 5μm의 두께를 가질 수 있다.
상기 내부층(18)은 바람직하게는 폴리올레핀 필름으로 구성되며, 10 내지 100μm의 두께를 가질 수 있고, 보다 바람직하게는 20 내지 60μm의 두께를 가질 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따르면, 내부층(18)은 상기 제2 접착층과 접하는 외층(18-1), 중층(18-2) 및 이차 전지와 접하는 내층(18-3)으로 이루어진 3층의 공압출 폴리올레핀 필름일 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 외층은 랜덤 폴리프로필렌과 말레인산무수물이 그래프트된 폴리프로필렌을 포함할 수 있다. 그래프트 비율은 0.1%에서 5%이며, 보다 정확하게 0.8%에서 1.5% 비율로 그래프트된 폴리프로필렌이다. 상기 중층은 호모 폴리프로필렌 및 블록 폴리프로필렌을 1:8 내지 1:1의 중량비로 포함할 수 있다. 또한 상기 내층은 터폴리프로필렌, 슬립제 및 블로킹방지제(antiblocking agent)를 포함할 수 있으며 슬립제 및 블로킹 방지제는 각각 중층 총중량을 기준으로 0.1중량% 내지 5중량%이며 더욱 정확하게는 0.5중량% 내지 2중량%로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 파우치용 필름의 제조방법은 다음의 단계를 포함한다:
알루미늄으로 이루어진 배리어층의 양면에 상압 또는 진공 플라즈마 이온 주입에 의한 표면처리를 하여 제1 표면처리층 및 제2 표면처리층을 형성하는 단계;
상기 제1 표면처리층에 제1 접착층을 형성하여 외부층과 드라이라미네이션 방식으로 결합시키는 단계;
상기 제2 표면처리층에 제2 접착층을 형성하여 내부층과 드라이라미네이션 방식으로 결합시키는 단계.
상기에서 상압 또는 진공 플라즈마 이온 주입에 의한 표면처리는 50 내지 500W의 전압으로 5 내지 50초의 처리시간으로 이루어지는 것이 바람직하고, 처리기재와 플라즈마 소스와의 거리는 바람직하게는 5 내지 50mm 이고, 보다 바람직하게는 20 내지 40mm이다. 본 발명에서는 상압(대기압) 또는 진공 조건에서 플라즈마 이온 주입 처리를 실시할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상압 플라즈마 이온 주입 처리를 실시할 수 있다. 상압의 경우 처리 공정이 진공 조건보다 단순하다는 장점이 있다. 상압 처리의 경우 추가로 산소 또는 질소를 주입하여 배리어층의 표면처리를 실시할 수 있다.
본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 제1 표면처리층 및 제2 표면처리층의 형성 단계 이전에 배리어층의 일면에 크롬을 포함하는 조성물로 화성처리를 하여 제3 표면처리층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 제3 표면처리층은 수용성의 3가 크롬 또는 6가 크롬을 포함하는 크롬 수용액으로 이루어진 크로메이트 표면처리액을 알루미늄 광택면 상부에 1 내지 3μm 두께로 도포하고 90 내지 110℃ 온도의 챔버에서 건조하여 형성할 수 있다. 제3 표면처리층은 이차전지의 전해액이 장기적으로 수분과 접촉하였을 때 발생하는 불산에 의한 부식을 방지함으로써 이차전지의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이하에서 실시예를 들어서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예 1 내지 7
40μm의 두께를 갖는 연질 알루미늄 박의 광택면 부분에 3가 크롬 수용액을 1~3μm 두께로 도포하고 100℃ 챔버에 넣고 건조하여 화성처리된 표면층을 형성하였다. 이어서 화성처리된 알루미늄 박을 진공 상태의 플라즈마 이온 주입장치에 넣고 아래 표 1의 조건으로 처리하여 알루미늄 박의 양면에 제1 표면처리층 및 제2 표면처리층이 형성된 배리어층을 제조하였다. 제조된 배리어층의 제1 표면처리층 위에 이액형 우레탄 접착제를 3~5μm 두께로 도포하고 연신 나일론 필름(두께 25μm)과 드라이라미네이션하여 접착시켰다. 상기 이액형 우레탄 접착제의 주제는 강남화성사의 NEOFORCE KUB-508 제품을 사용하였고, 동일 제조사의 NEOFOCE CL-100 제품을 경화제로 사용하였고, 용제는 에틸아세테이트를 사용하였다. 이들 3가지 성분을 8:1:1(중량비)으로 혼합하였고 최종 고형분 함량이 30중량%인 우레탄 접착제를 제조하였다. 접착제는 이어서 제2 표면처리층 위에 에틸렌메타아크릴산, 에틸렌무수말레인산 및 에틸렌모노머가 공중합된 고분자로 이루어진 접착제를 이용하여 내부층(두께 40μm)과 접착시켰다. 내부층은 외, 중, 내층으로 구성되는 3레이어 티다이 압출 방법으로 제조하였다. 구체적으로 외층은 말레인산 변성 폴리프로필렌으로 롯데케미칼사의 ADPOLY BP-402와 랜덤폴리프로필렌으로 엘지화학사의 R3400을 1:1(중량비)로 혼합하여 제조하였다. 중층은 호모폴리프로필렌으로 롯데케미칼사의 HOPELEN FC-150B와 랜덤폴리프로필렌으로 RANPELEN SFC-550을 1:1(중량비)로 혼합하여 제조하였다. 내층은 랜덤터폴리프로필렌으로 롯데케미칼사의 RANPELEN SFI-841 단독으로 제조하였고 이때 슬립제, 블록킹방지제는 엠앤씨사의 ME1092AB 제품을 2중량% 첨가하여 제조하였다. 외, 중, 내층의 층간 두께비율은 1:2:1으로 3레이어 티다이 공압출 방법으로 최종 두께가 40μm인 필름을 제조하였다. 내부층의 외층은 드라이라미네이션을 위하여 코로나 처리를 추가로 실시하였다.
비교예 1
비교예 1은 제1 및 제2 표면처리를 수행하지 않고 상기 실시예와 동일한 방식으로 제조하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
인가전압 100W 300W 500W 300W 300W 300W 300W
처리시간 30초 30초 30초 5초 50초 30초 30초
기재/소스거리 30mm 30mm 30mm 30mm 30mm 10mm 50mm
실험예
상기에서 제조된 이차전지 파우치용 필름을 열씰링 공정을 통해 파우치 형태로 제조하고 표 2에 기재된 물성을 측정하였다. 접착강도는 ASTM D882 규격에 따라 UTM 장비((주)테스트원, 2006년 제조)를 이용하여 측청하였다. 성형성은 파우치 성형기((주)나래나노텍, 2012년 제조)를 이용하여 50mm x 50mm 크기인 SUS304 재질의 사각형 금속 금형에 필름 샘플을 로딩하고 10kgf/cm2의 압력으로 1mm/sec 속도 조건으로 샘플 종류별 성형 깊이를 측정함으로써 성형성을 비교하였다. 내전해액성은 범용전해액으로써 솔브레인사의 전해액을 사용하였다. 상기 전해액은 카보네이트 계열 용제로 EC(ethylene carbonate), DMC(dimethyl carbonate) 및 DEC(diethyl carbonate)를 각각 1:1:1(중량비)로 혼합한 용액에 LiPF6 (Lithium Hexafluoro Phosphate) 1 몰을 첨가하여 제조하였다. 제품별 파우치 성형 후 봉지 형태로 5.5mm*50mm*50mm로 제작 한 후 상기 전해액을 2.5g 주입 후 60℃ 95% 항온항습기(코리아사이언스사, 2014년 제작)에 24시간 방치 후 알루미늄 부식 및 크랙 여부를 육안으로 관찰하여 크랙 발생시 X, 크랙 없을 시 O로 평가하였다. 평활도의 경우 완제품 합지 후 500mm x 500mm로 크기로 재단 후 암실에서 육안으로 표면 주름 등을 관찰하였다. 표면 주름의 크기가 2mm 이상이며 3개의 부분 이상일 때 X로 표시하고 2mm 미만이고 2개 부분 이하일 때 O로 표시하여 평가하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 비교예 1
제1접착층접착강도(gf/cm2) 800 1500 1550 850 1470 1450 830 848
제2접착층접착강도(gf/cm2) 750 1200 1270 780 1190 1150 760 759
제1접착층 성형성 11mm 13mm 13mm 11mm 13mm 13mm 11mm 11mm
제2접착층 내전해액성 X O O X O O X X
평활도 O O X O X X O O
상기 표 2를 보면, 인가전압이 낮고 처리시간이 짧고 기재/소스의 거리가 멀수록 제1 접착층의 접착강도와 제2 접착층의 접착강도가 감소하는 것을 볼 수 있다. 인가전압이 낮고 처리시간이 짧고 기재/소스의 거리가 멀수록 접착강도의 감소로 인해 제1 접착층의 성형성과 제2 접착층의 내전해액성 역시 낮아지는 것을 볼 수 있다. 평활도의 경우에는 인가전압이 높을수록, 처리시간이 길수록, 기재/소스와의 거리가 짧을 수록 플라즈마 파워가 강해지기 때문에 표면 변형이 일어나 합지 후 필름의 평활도가 나빠진다.
상기 실험결과를 통해, 플라즈마 이온 주입에 의한 표면처리시 200 내지 400W의 인가전압, 10 내지 40초의 처리시간, 20 내지 40mm의 기재/소스의 거리가 가장 바람직한 것을 확인할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
11: 외부층, 12: 제1 접착층, 13: 제1 표면처리층, 14: 배리어층, 15: 제3 표면처리층, 16: 제2 표면처리층, 17: 제2 접착층, 18: 내부층, 18-1: 외층, 18-2: 중층, 18-3: 내층

Claims (10)

  1. 외부층, 제1 접착층, 알루미늄으로 이루어진 배리어층, 제2 접착층 및 내부층으로 이루어지고,
    상기 배리어층은 그의 양면에 상압 또는 진공 플라즈마 이온 주입에 의해 표면처리된 제1 표면처리층 및 제2 표면처리층이 형성되고,
    상기 상압 또는 진공 플라즈마 이온 주입에 의한 표면처리는 300 내지 500W의 전압과 30 내지 50초의 처리시간으로 기재/소스의 거리가 10~30 mm인 조건에서 이루어지고,
    상기 내부층은 제2 접착층과 접하는 외층, 중층 및 이차 전지와 접하는 내층으로 이루어진 3층의 공압출 폴리올레핀 필름으로서, 상기 외층은 랜덤 폴리프로필렌 및 말레인산무수물이 0.1 내지 5% 비율로 그래프트된 폴리프로필렌을 포함하고, 상기 중층은 호모 폴리프로필렌 및 블록 폴리프로필렌을 1:8 내지 1:1 중량비로 포함하고, 상기 내층은 터폴리프로필렌, 슬립제 및 블로킹방지제를 포함하고,
    상기 제2 표면처리층과 상기 배리어층 사이에 크롬을 포함하는 제3 표면처리층을 추가로 포함하는, 이차전지 포장용 필름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 접착층은 1,000cps 내지 50,000cps의 점도를 갖는 폴리에테르계 우레탄 주제와 500cps 내지 20,000cps의 점도를 갖는 지방족 이소시아네이트 경화제가 80:20 내지 95:5의 중량비로 혼합된 것인, 이차전지 포장용 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 접착층은 에틸렌비닐아세테이트, 에틸렌아크릴레이트, 에틸렌메타크릴레이트 및 에틸렌무수말레인산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상과, 에틸렌 모노머가 공중합된 것인, 이차전지 포장용 필름.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020160008766A 2016-01-25 2016-01-25 이차전지 파우치용 필름 및 그 제조방법 KR101897667B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160008766A KR101897667B1 (ko) 2016-01-25 2016-01-25 이차전지 파우치용 필름 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160008766A KR101897667B1 (ko) 2016-01-25 2016-01-25 이차전지 파우치용 필름 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170088636A KR20170088636A (ko) 2017-08-02
KR101897667B1 true KR101897667B1 (ko) 2018-09-12

Family

ID=59651908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160008766A KR101897667B1 (ko) 2016-01-25 2016-01-25 이차전지 파우치용 필름 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101897667B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102127555B1 (ko) * 2018-01-12 2020-06-29 주식회사 알앤에프케미칼 알루미늄 증착 필름과의 열접착성이 우수한 폴리프로필렌계 핫멜트 필름
KR102209243B1 (ko) * 2019-02-28 2021-01-29 주식회사 에스피씨팩 경량화된 식빵 포장재 및 그의 제조방법
KR102493563B1 (ko) * 2020-10-12 2023-01-31 주식회사 탑앤씨 리튬이온 이차전지용 파우치 필름의 제조방법
KR102515273B1 (ko) * 2020-11-03 2023-03-29 (주)풍산디에이케이 리드 탭용 필름과 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 이차전지

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075297A (ja) 2000-08-31 2002-03-15 Mitsubishi Chemicals Corp 電 池
JP2009266392A (ja) 2008-04-22 2009-11-12 Hitachi Maxell Ltd リチウム一次電池
JP2011060501A (ja) * 2009-09-08 2011-03-24 Toppan Printing Co Ltd リチウムイオン電池用包装材
JP2014175121A (ja) * 2013-03-07 2014-09-22 Yuka Denshi Co Ltd 電池外装用ラミネートフィルム及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075297A (ja) 2000-08-31 2002-03-15 Mitsubishi Chemicals Corp 電 池
JP2009266392A (ja) 2008-04-22 2009-11-12 Hitachi Maxell Ltd リチウム一次電池
JP2011060501A (ja) * 2009-09-08 2011-03-24 Toppan Printing Co Ltd リチウムイオン電池用包装材
JP2014175121A (ja) * 2013-03-07 2014-09-22 Yuka Denshi Co Ltd 電池外装用ラミネートフィルム及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170088636A (ko) 2017-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130081445A (ko) 이차전지용 알루미늄 파우치 필름, 이를 포함하는 포장재 및 이를 포함하는 이차전지
US20140377636A1 (en) Aluminum pouch film for secondary battery, packaging material including same, secondary battery including same, and method for manufacturing aluminum pouch film for secondary battery
KR101897667B1 (ko) 이차전지 파우치용 필름 및 그 제조방법
EP2830120B1 (en) Exterior material for lithium-ion cell
EP2779267B1 (en) Outer package material for lithium ion batteries
EP2999022A1 (en) Aluminum pouch film for secondary battery, packaging material comprising same, secondary battery comprising same, and manufacturing method therefor
JP5719838B2 (ja) 電池又はキャパシタ用外包材、およびその製造方法
KR101366217B1 (ko) 전지용 포장재 및 그의 제조 방법
JP7058465B2 (ja) 蓄電デバイス金属端子部密封用接着性フィルム
KR101540857B1 (ko) 이차 전지 리드 탭용 고분자 필름
JP7172132B2 (ja) 蓄電装置用外装材
CN105552250A (zh) 蓄电设备用外包装材料及蓄电设备
CN108292717A (zh) 电池用包装材料、电池、电池用包装材料的制造方法
JP2017157432A (ja) 蓄電デバイス用外装材及び蓄電デバイス
KR101394721B1 (ko) 플라즈마 처리된 셀 파우치 및 그 제조방법
CN107305930A (zh) 蓄电装置用外包装材料及蓄电装置
EP3633755A1 (en) Exterior material for electricity storage device
KR20130081446A (ko) 이차전지용 알루미늄 파우치 필름의 제조방법
JP4993051B2 (ja) リチウムイオン電池用包装材料およびその製造方法
JP2005203294A (ja) リチウムイオン電池用外装材
JP7106844B2 (ja) 蓄電装置用外装材
JP4352723B2 (ja) リチウムイオン電池用外装材
JP4582281B2 (ja) 積層体および包装材料
JP2004296287A (ja) リチウムイオン電池用外装材
JP2004311227A (ja) リチウムイオン電池用外装材

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant