KR102175038B1 - Pouch for secondary battery having enhanced moisture-resistance property - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상부 시트; 하부 시트; 및 상기 상부 시트의 외연부와 상기 하부 시트의 외연부가 접착된 실링부를 포함하는 이차전지용 파우치에 있어서, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하고, 상기 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 차단되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치 에 대한 것이다.The present invention is a top sheet; Lower sheet; And a sealing portion to which an outer edge portion of the upper sheet and an outer edge portion of the lower sheet are adhered, wherein the upper sheet and the lower sheet include a heat bonding layer, a metal layer, and an outer skin layer, and the heat bonding layer is a metal It relates to a pouch for a secondary battery, characterized in that it is blocked from the outside of the pouch for a secondary battery by a cover.
Description
본 발명은 방습성이 개선된 이차전지용 파우치 및 이를 이용한 이차전지에 대한 것이다.The present invention relates to a pouch for a secondary battery having improved moisture resistance and a secondary battery using the same.
이차전지는 충전 및 방전이 가능한 전지로, 디지털 카메라, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 핸드폰 등에 사용된다. 이러한 이차전지에는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이브리드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중 리튬 이차전지는 니켈-카드뮴 전지 및 니켈-메탈 하이드라이드 전지 등 타 이차전지에 비하여 작동 전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성이 우수하여 널리 사용된다.
A secondary battery is a battery capable of charging and discharging, and is used in digital cameras, electric vehicles, hybrid vehicles, and mobile phones. These secondary batteries include nickel-cadmium batteries, nickel-metal hybrid batteries, nickel-hydrogen batteries, and lithium secondary batteries, among which lithium secondary batteries are compared to other secondary batteries such as nickel-cadmium batteries and nickel-metal hydride batteries. It is widely used due to its high operating voltage and excellent characteristics of energy density per unit weight.
특히, 최근에는 파우치형 이차전지가 개발되어 사용되고 있는데, 이는 다양한 형태로 제조가 가능하고 부피가 작은 장점이 있다. 그러나 이차전지용 파우치(10)는 파우치의 시트(12)의 외연부를 열융착하여 실링을 하는데, 이 때, 열융착된 실링부(도 1의 원 부분)를 통하여 파우치 외부의 습기가 파우치 내부(11)로 침투하여 이차전지의 수명이 줄어드는 문제가 있다(도 1).
In particular, in recent years, pouch-type secondary batteries have been developed and used, which can be manufactured in various forms and have a small volume. However, the
즉, 종래 이차전지용 파우치의 실링부를 보면, 도 2 및 도 3과 같다. 일반적으로 이차전지용 파우치의 시트(12)는 열융착층(13), 금속층(14) 및 외피층(15)을 포함하며, 시트(12)의 외연부를 열융착함으로써 실링부가 형성된다. 그런데 이 경우 금속층(14)이 열융착층(13)을 완전히 커버하지 못하고(도 3의 빗금 부분 참조) 실링부의 단부(도 2의 화살표)에는 실링부의 열융착층(13)이 노출되어 있다. 열융착층은 통상 수지로 이루어지고, 수지는 방습성이 낮아, 이 부분을 통하여 이차전지용 파우치의 외부에서 파우치 내부로 수분이 침투하게 된다(도 3의 화살표). 그러므로 이차전지용 파우치 외부의 수분 침투를 늦추기 위하여, 실링부의 폭(l)을 7~10 mm 정도로 길게 만들거나, 폭을 길게 만든 실링부를 절곡하여 이차전지용 파우치 측벽에 밀착시키는 기술이 개발되었다(한국공개특허 2011-0044954호).
That is, looking at the sealing part of the conventional secondary battery pouch, as shown in FIGS. 2 and 3. In general, the
그러나 이 경우 실링부의 폭이 너무 길어져 전지 제작 시 전지 용량에 기여하지 못하는 부피가 너무 커지게 되고, 이는 장기간 사용해야 하는 이차전지들, 예컨대, 10~20 년 간 사용하는 자동차용 전지의 경우 특히 문제가 된다.
However, in this case, the width of the sealing part is too long, so that the volume that does not contribute to the battery capacity during battery production becomes too large, which is particularly problematic in the case of secondary batteries that must be used for a long time, such as automobile batteries used for 10 to 20 years. do.
이에 본 발명자들은 부피가 작으면서도 자동차용 전지와 같이 장기간 사용해야 하는 전지에도 사용할 수 있을 정도로 방습성이 우수한 이차전지용 파우치에 대하여 연구하던 중 파우치 내부를 금속 커버로 밀폐 시 방습성이 매우 높아지는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the inventors of the present invention confirmed that the moisture-proof property was very high when the inside of the pouch was sealed with a metal cover while researching on a pouch for a secondary battery that was small in volume and capable of being used for a battery that needs to be used for a long period of time, such as an automobile battery. Was completed.
본 발명의 목적은 방습성이 개선된 이차전지용 파우치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a pouch for a secondary battery with improved moisture resistance.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 상부 시트; 하부 시트; 및 상기 상부 시트의 외연부와 상기 하부 시트의 외연부가 접착된 실링부를 포함하는 이차전지용 파우치에 있어서, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하고, 상기 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 차단되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치를 제공한다.The top sheet seen to achieve the above object; Lower sheet; And a sealing portion to which an outer edge portion of the upper sheet and an outer edge portion of the lower sheet are adhered, wherein the upper sheet and the lower sheet include a heat bonding layer, a metal layer, and an outer skin layer, and the heat bonding layer is a metal It provides a pouch for a secondary battery, characterized in that it is blocked from the outside of the pouch for the secondary battery by a cover.
본 발명의 이차전지용 파우치는 방습성 및 이차전지의 공간 활용도가 증진된 특징이 있다.The pouch for a secondary battery of the present invention has improved moisture-proof properties and improved space utilization of the secondary battery.
도 1은 종래 이차전지용 파우치의 구조를 나타낸다.
도 2 및 도 3은 종래 이차전지용 파우치의 실링부의 구조를 나타낸다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 이차전지용 파우치의 일 실시예이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 이차전지용 파우치의 다른 일 실시예이다.1 shows the structure of a conventional secondary battery pouch.
2 and 3 show the structure of a sealing part of a conventional secondary battery pouch.
4 and 5 are an embodiment of a pouch for a secondary battery of the present invention.
6 and 7 are another embodiment of the pouch for a secondary battery of the present invention.
본 발명은,The present invention,
상부 시트; 하부 시트; 및 상기 상부 시트의 외연부와 상기 하부 시트의 외연부가 접착된 실링부를 포함하는 이차전지용 파우치에 있어서,Top sheet; Lower sheet; And a sealing portion to which an outer edge portion of the upper sheet and an outer edge portion of the lower sheet are adhered,
상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하고,The upper sheet and the lower sheet include a thermal bonding layer, a metal layer, and an outer skin layer,
상기 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 차단되는 것을 특징으로 하는The heat bonding layer is characterized in that it is blocked from the outside of the secondary battery pouch by a metal cover
이차전지용 파우치에 대한 것이다.
It is about a pouch for a secondary battery.
또한 본 발명은,In addition, the present invention,
상부 시트 및 하부 시트를 포함하는 이차전지용 파우치로, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하는 이차전지용 파우치를 준비하는 단계;Preparing a pouch for a secondary battery including an upper sheet and a lower sheet, wherein the upper and lower sheets include a heat-sealing layer, a metal layer, and an outer skin layer;
상부 시트 및 하부 시트의 열융착층을 열융착하여 실링부를 형성하는 단계;및Forming a sealing portion by heat-sealing the heat-sealed layers of the upper sheet and the lower sheet; And
상기 실링부의 단부에 금속증착층을 형성하는 단계를 포함하는,Including the step of forming a metal deposition layer on the end of the sealing portion,
상기 이차전지용 파우치의 내부가 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 격리된 이차전지의 제조 방법에 대한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a secondary battery in which the inside of the secondary battery pouch is isolated from the outside of the secondary battery pouch by a metal cover.
또한 본 발명은,In addition, the present invention,
상부 시트 및 하부 시트를 포함하는 이차전지용 파우치로, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하고, 상기 금속층의 일부가 노출된 이차전지용 파우치를 준비하는 단계;Preparing a pouch for a secondary battery including an upper sheet and a lower sheet, wherein the upper and lower sheets include a heat bonding layer, a metal layer, and an outer skin layer, and a portion of the metal layer is exposed;
상부 시트 및 하부 시트의 열융착층을 열융착하는 단계;및Heat-sealing the heat-sealing layers of the upper sheet and the lower sheet; And
상기 상부 시트 및 하부 시트의 금속층의 노출 부위들을 서로 용접하는 단계를 포함하는,Including the step of welding the exposed portions of the metal layer of the upper sheet and the lower sheet to each other,
상기 이차전지용 파우치의 내부가 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 격리된 이차전지의 제조 방법에 대한 것이다.
The present invention relates to a method of manufacturing a secondary battery in which the inside of the secondary battery pouch is isolated from the outside of the secondary battery pouch by a metal cover.
이하, 본 발명을 자세히 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
상부 시트 및 하부시트Upper sheet and lower sheet
본 발명의 이차전지용 파우치는 상부 시트 및 하부 시트를 포함하며, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 적층 구조를 갖는다. 상기 상부 시트 및 하부 시트는 서로 동일한 재질일 수도 있으나, 그렇지 않을 수도 있다. 그러나 상기 상부 시트 및 하부 시트는 모두 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함한다. 상기 상부 시트 및 하부 시트는 그 외 다른 층을 추가로 포함할 수도 있다. 예컨대, 상기 열융착층과 금속층 사이에 접착층을 추가로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
The pouch for a secondary battery of the present invention includes an upper sheet and a lower sheet, and the upper sheet and the lower sheet have a laminated structure. The upper sheet and the lower sheet may be made of the same material, but may not be. However, both the upper and lower sheets include a heat-sealing layer, a metal layer, and an outer skin layer. The upper sheet and the lower sheet may further include other layers. For example, an adhesive layer may be additionally included between the heat-sealing layer and the metal layer, but is not limited thereto.
실링부Sealing part
본 발명의 이차전지용 파우치는 상부 시트 및 하부 시트를 포함한다. 상기 상부시트 및 하부시트의 외연부(가장자리) 전체 또는 일부는 접착되어 실링부를 형성한다. 그러므로 상기 실링부는 상기 이차전지용 파우치의 외연부 전체 또는 일부에 형성될 수 있다. 이는 본 발명의 이차전지용 파우치로 봉투 타입을 사용할지 또는 엠보스 타입을 형성할지 여부 등에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 상기 실링부는 상기 이차전지용 파우치의 외연부의 4 면 전체에 형성될 수도 있고, 3 면에만 형성될 수도 있다.
The pouch for a secondary battery of the present invention includes an upper sheet and a lower sheet. All or part of the outer edges (edges) of the upper sheet and the lower sheet are adhered to form a sealing part. Therefore, the sealing part may be formed on all or part of the outer edge of the pouch for the secondary battery. This may vary depending on whether to use an envelope type or an emboss type as the pouch for a secondary battery of the present invention. For example, the sealing portion may be formed on all four surfaces of the outer edge portion of the secondary battery pouch, or may be formed only on three surfaces.
상기 실링부는 상부 시트 및 하부 시트의 열융착층들이 서로 열융착되어 형성된다. 상기 열융착은 이차전지용 파우치의 일반적인 열융착 기술을 이용하여 수행되며, 열융착 방법이 특별히 제한되는 것은 아니다.
The sealing part is formed by heat-sealing the heat-sealed layers of the upper and lower sheets together. The heat fusion is performed using a general heat fusion technique of a pouch for a secondary battery, and the heat fusion method is not particularly limited.
본 발명의 실링부의 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 차단된다. 그러므로 상기 실링부의 열융착층은 상기 이차전지용 파우치의 외부와 접촉할 수 없다. 상기 금속 커버는, 상부 시트 및 하부 시트의 금속층일 수 있으며(실시예 1), 또는 상기 금속층과 실링부 단부의 금속 증착층일 수 있다(실시예 2).
The heat-sealed layer of the sealing part of the present invention is blocked from the outside of the secondary battery pouch by a metal cover. Therefore, the heat-sealing layer of the sealing part cannot contact the outside of the secondary battery pouch. The metal cover may be a metal layer of the upper sheet and the lower sheet (Example 1), or may be a metal deposition layer at the end of the metal layer and the sealing part (Example 2).
금속 커버를 이용하여 본 발명의 실링부의 열융착층을 이차전지용 파우치의 외부와 차단하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다. 예컨대, 별도의 금속증착층을 이용하여 실링부의 열융착층을 이차전지용 파우치의 외부와 차단할 수 있으며, 또는 본 발명의 상부 시트 및 하부 시트를 이용하여 실링부의 열융착층을 이차전지용 파우치의 외부와 차단할 수 수도 있다. 예컨대, 실링부의 단부에 금속 증착층을 형성하여, 실링부 단부에 노출되었던 열융착층을 상기 금속 증착층으로 마감할 수 있다. 또한 열융착층, 금속층 및 외피층이 순서대로 적층되되, 상기 열융착층이 상기 금속층 면적의 전체에 적층되지 않고, 상기 금속층의 일부가 노출된 상부 시트 및 하부 시트를 이용하여 실링부의 열융착층을 차단할 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층의 노출 부위들을 서로 용접하여 실링부를 마감함으로써, 실링부의 열융착층을 이차전지용 파우치 외부와 차단할 수 있다.
There may be various methods of blocking the heat-sealed layer of the sealing part of the present invention from the outside of the pouch for a secondary battery using a metal cover. For example, it is possible to block the heat-sealing layer of the sealing part from the outside of the secondary battery pouch by using a separate metal deposition layer, or the heat-sealing layer of the sealing part to the outside of the secondary battery pouch by using the upper sheet and the lower sheet of the present invention. You can also block it. For example, by forming a metal deposition layer at the end of the sealing part, the heat-sealed layer exposed at the end of the sealing part may be finished with the metal deposition layer. In addition, a heat-sealing layer, a metal layer, and an outer skin layer are stacked in order, but the heat-sealing layer is not laminated over the entire area of the metal layer, and the heat-sealing layer of the sealing part is formed using an upper sheet and a lower sheet in which part of the metal layer is exposed You can also block it. In this case, by welding the exposed portions of the metal layer to each other to close the sealing portion, the heat-sealed layer of the sealing portion may be blocked from the outside of the pouch for a secondary battery.
본 발명의 실링부의 폭은 1-4 mm이며, 바람직하게는 1-3 mm이다. 실링부의 단부에 금속 증착층을 형성하여, 실링부 단부에 노출되었던 열융착층을 상기 금속 증착층으로 마감하는 경우, 상기 실링부의 폭은 1-2 mm가 될 수도 있다. 본 발명은 실링부의 열융착층이 금속 커버에 의하여 이차전지용 파우치의 외부와 차단되므로, 실링부의 폭이 4 mm를 초과하여 길어질 필요가 없다. 또한 본 발명은 금속 커버에 의하여 파우치 내부가 밀폐되어, 이차전지용 파우치의 내부 및 외부가 격리되므로, 이차전지용 파우치의 외부와 실링부의 열융착층의 차단을 위하여 실링부를 이차전지의 절곡하여 이차전지의 측면에 밀착시킬 필요가 없다. 그러나 미관상 이유 또는 이차전지용 파우치의 수납의 편리성 등의 이유로 실링부를 절곡할 수는 있을 것이다.
The width of the sealing portion of the present invention is 1-4 mm, preferably 1-3 mm. When a metal vapor deposition layer is formed at the end of the sealing part to finish the heat-sealing layer exposed at the end of the sealing part with the metal vapor deposition layer, the width of the sealing part may be 1-2 mm. In the present invention, since the heat-sealing layer of the sealing part is blocked from the outside of the secondary battery pouch by the metal cover, the width of the sealing part does not need to be longer than 4 mm. In addition, in the present invention, the inside of the pouch is sealed by a metal cover, so that the inside and the outside of the pouch for secondary batteries are isolated, so that the sealing part is bent to block the heat-sealing layer of the sealing part and the outside of the secondary battery pouch. There is no need to stick to the side. However, it may be possible to bend the sealing portion for reasons such as aesthetic reasons or convenience of storage of a pouch for a secondary battery.
열융착층Thermal bonding layer
본 발명의 열융착층은 고분자 수지층으로, 이차전지용 파우치의 실링(sealing)을 위한 열융착층으로 일반적으로 사용되는 고분자 수지면 되고 그 재질이 특별히 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 본 발명의 열융착층으로는 폴리올레핀계 고분자 또는 폴리올레핀과 아크릴산의 공중합체 등을 이용할 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 열융착층으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 염화 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌과 아크릴산 공중합체 또는 폴리프로필렌과 아크릴산의 공중합체 등을 이용할 수 있다.The heat-sealing layer of the present invention is a polymer resin layer, and may be a polymer resin generally used as a heat-sealing layer for sealing a pouch for a secondary battery, and its material is not particularly limited. For example, as the heat-sealing layer of the present invention, a polyolefin-based polymer or a copolymer of polyolefin and acrylic acid may be used. Preferably, polyethylene, polypropylene, chlorinated polypropylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene and acrylic acid copolymer, or polypropylene and acrylic acid copolymer may be used as the heat-sealing layer of the present invention.
상기 열융착층의 두께는 30-120 ㎛이다. 자동차와 같은 대형 이차전지에 사용하는 경우, 상기 열융착층의 두께는 60-120 ㎛이 될 수 있고, 바람직하게는 70-80 ㎛이 될 수 있다. 소형 이차전지의 경우에는 상기 열융착층의 두께는 30 ㎛ 이상 60 ㎛ 미만이 될 수 있으며, 바람직하게는 35-45 ㎛이 될 수 있다. 열융착층의 두께가 30 ㎛ 이상일 때, 열융착이 충분히 이루어져 실링부를 형성할 수 있다.또한 열융착층의 두께가 120 ㎛을 초과하는 경우, 열융착성은 여전히 좋으나 두께에 따른 열융착성이 유의하게 증가하는 것이 아니고, 120 ㎛으로도 자동차용 이차전지에서 사용되는 높은 전압, 즉, 300-600 V의 전압에서도 충분히 높은 절연 저항을 확보할 수 있으므로 굳이 열융착층을 그렇게 두껍게 만들 필요는 없다.The thickness of the heat-sealing layer is 30-120 μm. When used for a large secondary battery such as an automobile, the thickness of the heat-sealing layer may be 60-120 µm, and preferably 70-80 µm. In the case of a small secondary battery, the thickness of the thermal bonding layer may be 30 µm or more and less than 60 µm, and preferably 35-45 µm. When the thickness of the heat-sealable layer is 30 µm or more, heat fusion is sufficiently performed to form a sealing part. In addition, if the thickness of the heat-sealable layer exceeds 120 µm, heat fusion is still good, but heat fusion according to the thickness is significant. It does not increase significantly, and it is not necessary to make the thermally fused layer so thick, because even with 120 µm, a sufficiently high insulation resistance can be secured even at a high voltage used in automotive secondary batteries, that is, a voltage of 300-600 V.
본 발명의 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 파우치 외부로 노출되는 것이 방지된다. 그러므로 본 발명의 열융착층은 파우치 외부와 직접 접촉하지 않는다. 또한 본 발명의 금속 커버는 그 내측이 열융착층에 의하여 적층되어 있는바, 금속 커버가 이차전지의 단자와 접촉되지 않고, 열융착층의 두께 역시 절연 저항을 갖기에 충분한 바, 전류가 누설될 염려가 없다.
The heat-sealing layer of the present invention is prevented from being exposed to the outside of the pouch by a metal cover. Therefore, the heat-sealing layer of the present invention does not directly contact the outside of the pouch. In addition, since the metal cover of the present invention is laminated on the inside by a heat-sealing layer, the metal cover is not in contact with the terminals of the secondary battery, and the thickness of the heat-sealing layer is also sufficient to have insulation resistance. No worries
금속층Metal layer
본 발명의 금속층은 투습 억제층으로 수분 투과가 억제되며, 전해액의 침투 및 누액을 방지한다. 상기 금속층은 투습 억제능이 있는 금속으로 제조할 수 있으며, 이는 해당 금속의 가격, 가공성, 연성 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 금속층은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 알루미늄으로 형성할 수 있다.The metal layer of the present invention is a moisture-permeable layer that inhibits moisture permeation, and prevents penetration and leakage of an electrolyte. The metal layer may be made of a metal capable of inhibiting moisture permeation, which may be appropriately selected in consideration of the price, workability, and ductility of the metal. Preferably, the metal layer of the present invention may be formed of aluminum or an aluminum alloy, and more preferably, may be formed of aluminum.
본 발명의 금속층은 금속박일 수 있으며, 증착층일 수도 있는데, 이는 당업자가 상황에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예컨대, 하기 실시예 1의 경우 상기 금속층으로는 금속박 및 증착층 모두를 이용할 수 있으며, 하기 실시예 2의 경우는 금속박을 이용하는 것이 바람직하다. The metal layer of the present invention may be a metal foil or a vapor deposition layer, which may be appropriately selected by a person skilled in the art according to circumstances. For example, in the case of Example 1 below, both a metal foil and a vapor deposition layer may be used as the metal layer, and in the case of Example 2 below, it is preferable to use a metal foil.
상기 금속층의 두께는 25~120 ㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30~100 ㎛이고, 금속층의 형상 유지능, 제조 비용, 투습 억제능 등을 종합적으로 고려할 때 더더욱 바람직하게는 30~50 ㎛이며, 가장 바람직하게는 40 ㎛이다. 금속층의 두께가 25 ㎛ 이상일 때 투습이 효과적으로 억제되고, 금속층의 또 하나의 기능인 파우치의 형상 유지가 적절히 이루어진다. 한편, 금속층의 두께가 100 ㎛을 초과하는 경우, 투습 억제능은 여전히 좋으나 두께에 따른 투습 억제능이 유의하게 증가하는 것이 아니므로 굳이 그렇게 두껍게 만들 필요는 없다.The thickness of the metal layer is preferably 25 to 120 µm, more preferably 30 to 100 µm, and even more preferably 30 to 50 µm when comprehensively considering the shape retention ability, manufacturing cost, and moisture permeability inhibiting ability of the metal layer. , Most preferably 40 μm. When the thickness of the metal layer is 25 µm or more, moisture permeation is effectively suppressed, and the shape of the pouch, which is another function of the metal layer, is properly maintained. On the other hand, when the thickness of the metal layer exceeds 100 μm, the moisture permeation inhibiting ability is still good, but the moisture permeation inhibiting ability according to the thickness does not increase significantly, so it is not necessary to make it so thick.
본 발명의 금속층은 본 발명의 금속커버의 전체 또는 일부일 수 있다. 예컨대, 하기 실시예 1의 경우 본 발명의 금속층은 금속커버의 일부가 되며, 하기 실시예 2의 경우 본 발명의 금속층은 금속커버 자체가 된다.
The metal layer of the present invention may be all or part of the metal cover of the present invention. For example, in Example 1 below, the metal layer of the present invention becomes a part of the metal cover, and in Example 2 below, the metal layer of the present invention becomes the metal cover itself.
외피층Outer layer
상기 외피층은 이차전지의 외피를 보호하는 층으로, 전기전도성이 없으며, 고분자 수지를 포함한다. 상기 외피층은 이차전지용 파우치에 일반적으로 사용되는 재질을 이용하여 제조하면 되고, 특별히 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 외피층은 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 나일론계 수지 또는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)계 수지로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The outer layer is a layer that protects the outer layer of the secondary battery, has no electrical conductivity, and includes a polymer resin. The outer skin layer may be manufactured using a material generally used in a pouch for a secondary battery, and is not particularly limited. For example, the outer layer may be made of a polypropylene resin, a polyethylene resin, a nylon resin, or a PET (polyethylene terephthalate) resin, but is not limited thereto.
본 발명의 외피층의 두께는 10~50 ㎛이며, 바람직하게는 15~40 ㎛이다. 외피층의 두께가 10 ㎛ 이상일 때, 이차전지의 외피를 충분히 보호할 수 있다.
The thickness of the outer skin layer of the present invention is 10 to 50 μm, preferably 15 to 40 μm. When the thickness of the outer skin layer is 10 μm or more, the outer skin of the secondary battery can be sufficiently protected.
금속 커버Metal cover
본 발명의 이차전지용 파우치의 내부는 금속 커버로 밀폐된다. 상기 금속 커버는 상부 시트의 금속층 및 하부 시트의 금속층을 포함하며, 경우에 따라서는 실링부 단부의 금속 증착층을 포함할 수도 있다. 예컨대, 하기 실시예 1의 경우 본 발명의 금속층은 금속커버의 일부가 되며, 하기 실시예 2의 경우 본 발명의 금속층은 금속커버 자체가 된다.The inside of the pouch for a secondary battery of the present invention is sealed with a metal cover. The metal cover includes a metal layer of an upper sheet and a metal layer of a lower sheet, and in some cases, may include a metal deposition layer at an end of the sealing part. For example, in Example 1 below, the metal layer of the present invention becomes a part of the metal cover, and in Example 2 below, the metal layer of the present invention becomes the metal cover itself.
본 발명의 금속 커버는 본 발명의 열융착층을 파우치 외부와 차단한다. 즉, 본 발명의 금속 커버는 열융착층이 이차전지용 파우치 외부로 노출되는 것을 방지한다. 이로써 파우치 외부의 수분이 열융착층을 통하여 파우치 내부로 침투하는 것이 방지된다.The metal cover of the present invention blocks the heat-sealing layer of the present invention from the outside of the pouch. That is, the metal cover of the present invention prevents the heat bonding layer from being exposed to the outside of the pouch for a secondary battery. This prevents moisture from the outside of the pouch from penetrating into the pouch through the thermal bonding layer.
본 발명의 이차전지용 파우치의 내부가 금속 커버에 의하여 이차전지용 파우치의 외부와 격리된다는 것은, 이차전지용 파우치 내부가 금속 커버로 완전히 둘러싸인다는 것을 의미한다. 또한 이는 본 발명의 이차전지용 파우치 내부의 임의의 한 지점과 이차전지용 파우치 외부의 임의의 한 지점 사이에는 항상 금속 커버가 위치한다는 것을 의미한다.
When the inside of the pouch for a secondary battery of the present invention is isolated from the outside of the pouch for a secondary battery by a metal cover, it means that the inside of the pouch for a secondary battery is completely surrounded by the metal cover. In addition, this means that a metal cover is always positioned between an arbitrary point inside the pouch for a secondary battery of the present invention and an arbitrary point outside the pouch for a secondary battery of the present invention.
전극 조립체Electrode assembly
본 발명은 본 발명의 이차전지용 파우치 및 전극 조립체를 포함하는 이차전지에 대한 것이다. 상기 전극 조립체는 본 발명의 이차전지용 파우치의 내부에 수납된다. 상기 전극 조립체는 이차전지의 일반적인 전극 조립체이며, 특별히 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 본 발명의 전극 조립체는 양극, 분리막 및 음극이 적층된 구조일 수 있다.
The present invention relates to a secondary battery including an electrode assembly and a pouch for a secondary battery of the present invention. The electrode assembly is accommodated in the pouch for a secondary battery of the present invention. The electrode assembly is a general electrode assembly of a secondary battery, and is not particularly limited. For example, the electrode assembly of the present invention may have a structure in which an anode, a separator, and a cathode are stacked.
이차 전지Secondary battery
본 발명은 본 발명의 이차전지용 파우치 및 전극 조립체를 포함하는 이차전지에 대한 것이다. 바람직하게는 본 발명의 이차전지는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이브리드 전지, 니켈-수소 전지 또는 리튬 이차전지며, 더욱 바람직하게는 본 발명의 이차전지는 리튬 이차전지다.
The present invention relates to a secondary battery including an electrode assembly and a pouch for a secondary battery of the present invention. Preferably, the secondary battery of the present invention is a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hybrid battery, a nickel-hydrogen battery, or a lithium secondary battery, and more preferably, the secondary battery of the present invention is a lithium secondary battery.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims.
<실시예 1><Example 1>
실시예 1의 이차전지용 파우치(100)의 제조 방법 및 구조를 도 4 및 도 5를 이용하여 설명한다. The manufacturing method and structure of the
상부 시트 및 하부 시트를 포함하는 이차전지용 파우치를 준비한다. 본 실시예 1에서는 편의를 위하여 상기 상부 시트 및 하부 시트가 동일한 재질을 갖는 것으로 하여 설명한다. 상기 양 시트들(120)은 각각 폴리올레핀계 수지로 된 열융착층(121), 알루미늄으로 된 금속층(122) 및 나일론계 수지로 된 외피층(123)이 순서대로 적층된 구조를 포함한다. 상기 이차전지용 파우치(100)의 내부에 전극 조립체를 수납하고, 상부 시트 및 하부 시트의 열융착층(121)을 열융착하여 실링부를 형성한다. 그리고 상기 실링부의 단부에 알루미늄 증착층(130)을 형성하여 마감한다. 이로써, 실링부의 열융착층(121)이 금속 커버, 즉 금속층(122) 및 알루미늄 증착층(130)에 의하여 파우치 외부와 차단되며, 이차전지용 파우치의 내부(110)는 금속 커버로 밀폐된다.A pouch for a secondary battery including an upper sheet and a lower sheet is prepared. In the first embodiment, for convenience, it is assumed that the upper sheet and the lower sheet have the same material. Each of the
도 5를 보면, 이차전지용 파우치 내부(110)의 임의의 한 지점 A와 이차전지용 파우치 외부의 임의의 한 지점 A’ 사이에는 항상 금속 커버(빗금 부분)가 위치하는 것을 알 수 있다. 즉, 이차전지용 파우치 내부(110)가 금속 커버(빗금 부분)에 의하여 완전히 둘러싸여 파우치 외부와 격리되어 있다. 또한 열융착층(121)이 금속 커버(빗금 부분)에 의하여 완전히 둘러싸여 있으며, 이는 실링부의 열융착층(121) 역시 마찬가지이다. 그러므로 이차전지용 파우치(100)의 외부와 상기 열융착층(121)이 직접 접촉하는 것이 방지된다. 이 때 상기 실링부의 폭(l')의 길이는 1-2 mm이다.
Referring to FIG. 5, it can be seen that a metal cover (hatched portion) is always positioned between an arbitrary point A of the inside 110 for a secondary battery pouch and an arbitrary point A'outside the pouch for a secondary battery. That is, the inside 110 of the pouch for a secondary battery is completely surrounded by a metal cover (hatched portion) and isolated from the outside of the pouch. In addition, the heat-
<실시예 2><Example 2>
실시예 2의 이차전지용 파우치(200)의 제조 방법 및 구조를 도 6 및 도 7을 이용하여 설명한다. The manufacturing method and structure of the
상부 시트 및 하부 시트를 포함하는 이차전지용 파우치(200)를 준비한다. 본 실시예 2에서는 편의를 위하여 상기 상부 시트 및 하부 시트가 동일한 재질을 갖는 것으로 하여 설명한다. 상기 양 시트들(220)는 각각 폴리올레핀계 수지로 된 열융착층(221), 알루미늄으로 된 금속층(222) 및 나일론계 수지로 된 외피층(223)이 순서대로 적층된 구조를 포함한다. 이 때, 상기 열융착층(221)은 상기 금속층(222) 면적의 전체에 적층되지 않고, 시트의 외연부의 실링부 바깥쪽에 상기 금속층(222)의 일부가 노출되어 있다. 상기 이차전지용 파우치(200)의 내부에 전극 조립체를 수납하고, 상부 시트 및 하부 시트의 실링부의 열융착층(222)을 열융착한다. 그리고 용접 가이드(X)를 이용하여 상기 금속층(222)의 노출 부위들을 서로 레이저 용접함으로써 실링부의 단부를 마감한다. 이로써, 실링부의 열융착층(221)이 금속 커버, 즉 금속층(222)에 의하여 파우치 외부와 차단되며, 이차전지용 파우치의 내부(210)는 금속 커버로 밀폐된다.A
도 7을 보면, 이차전지용 파우치 내부(210)의 임의의 한 지점 B와 이차전지용 파우치 외부의 임의의 한 지점 B’ 사이에는 항상 금속 커버(빗금 부분)가 위치하는 것을 알 수 있다. 즉, 이차전지용 파우치 내부(210)가 금속 커버(빗금 부분)에 의하여 완전히 둘러싸여 파우치 외부와 격리되어 있다. 또한 열융착층(221)이 금속 커버(빗금 부분)에 의하여 완전히 둘러싸여 있으며, 이는 실링부의 열융착층(221) 역시 마찬가지이다. 그러므로 이차전지용 파우치(200)의 외부와 상기 열융착층(221)이 직접 접촉하는 것이 방지된다. 이 때 상기 실링부의 폭(l'')의 길이는 1-3 mm이다.
Referring to FIG. 7, it can be seen that a metal cover (hatched portion) is always positioned between an arbitrary point B in the inside 210 of the secondary battery pouch and an arbitrary point B'outside the secondary battery pouch. That is, the inside 210 of the pouch for a secondary battery is completely surrounded by a metal cover (hatched portion) and is isolated from the outside of the pouch. In addition, the heat-
10, 100, 200 : 이차전지용 파우치
11, 110, 210 : 이차전지용 파우치의 내부
12, 120, 220 : 이차전지용 파우치의 상단 또는 하단 시트
13, 121, 221 : 열융착층
14, 122, 222 : 금속층
15, 123, 223 : 외피층
130 : 알루미늄 증착층
l, l', l'' : 실링부의 폭
A, B : 이차전지용 파우치의 내부의 임의의 한 지점
A', B' : 이차전지용 파우치의 외부의 임의의 한 지점
X : 용접 가이드10, 100, 200: Pouch for secondary battery
11, 110, 210: inside of the pouch for secondary battery
12, 120, 220: upper or lower sheet of secondary battery pouch
13, 121, 221: thermal bonding layer
14, 122, 222: metal layer
15, 123, 223: outer skin layer
130: aluminum deposition layer
l, l', l'': width of the sealing part
A, B: Any one point inside the pouch for secondary battery
A', B': Any one point on the outside of the pouch for secondary batteries
X: welding guide
Claims (12)
상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하고,
상기 금속층은 알루미늄 층이고, 상기 금속층은 금속 커버의 일부가 되며,
실링부의 단부에는 알루미늄 증착층이 형성되고,
열융착층은 금속 커버와 직접 접촉하며, 금속 커버에 의하여 완전히 둘러싸여 있으며,
금속 커버가 이차전지의 단자와 접촉되지 않고,
상기 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 차단되는 것을 특징으로 하는
이차전지용 파우치.
Top sheet; Lower sheet; And a sealing portion to which an outer edge portion of the upper sheet and an outer edge portion of the lower sheet are adhered,
The upper sheet and the lower sheet include a thermal bonding layer, a metal layer, and an outer skin layer,
The metal layer is an aluminum layer, the metal layer becomes a part of the metal cover,
An aluminum deposition layer is formed at the end of the sealing part,
The heat-sealed layer is in direct contact with the metal cover and is completely surrounded by the metal cover,
The metal cover does not contact the terminals of the secondary battery,
The heat bonding layer is characterized in that it is blocked from the outside of the secondary battery pouch by a metal cover
Pouch for secondary battery.
상기 열융착층은 고분자 수지층인 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
The method of claim 1,
The heat-sealing layer is a pouch for a secondary battery, characterized in that the polymer resin layer.
상기 실링부의 단부는 상기 상부시트 및 상기 하부시트의 금속층이 서로 용접되어 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
The method of claim 1,
A pouch for a secondary battery, wherein an end of the sealing part is formed by welding metal layers of the upper sheet and the lower sheet to each other.
상기 실링부의 폭은 1-4mm인 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
The method of claim 1,
The width of the sealing part is a pouch for a secondary battery, characterized in that 1-4mm.
상기 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 파우치 외부로 노출되는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
The method of claim 1,
The pouch for a secondary battery, characterized in that the heat-sealing layer is prevented from being exposed to the outside of the pouch by a metal cover.
상기 파우치 내부는 금속 커버에 의하여 파우치 외부와 격리되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
The method of claim 1,
The pouch for a secondary battery, characterized in that the inside of the pouch is isolated from the outside of the pouch by a metal cover.
A secondary battery comprising the pouch and an electrode assembly for a secondary battery according to any one of claims 1, 2, and 5 to 8.
상부 시트 및 하부 시트의 열융착층을 열융착하여 실링부를 형성하는 단계;및
상기 실링부의 단부에 알루미늄 증착층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 금속층은 알루미늄 층이고
상기 금속층은 금속 커버의 일부가 되고,
금속 커버가 이차전지의 단자와 접촉되지 않고,
열융착층은 금속 커버와 직접 접촉하며, 금속 커버에 의하여 완전히 둘러싸여 있는,
상기 이차전지용 파우치의 내부가 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 격리된 이차전지의 제조 방법.
Preparing a pouch for a secondary battery including an upper sheet and a lower sheet, wherein the upper and lower sheets include a heat-sealing layer, a metal layer, and an outer skin layer;
Forming a sealing portion by heat-sealing the heat-sealed layers of the upper sheet and the lower sheet; And
Including the step of forming an aluminum deposition layer on the end of the sealing portion,
The metal layer is an aluminum layer
The metal layer becomes part of the metal cover,
The metal cover does not contact the terminals of the secondary battery,
The heat-sealed layer is in direct contact with the metal cover and is completely surrounded by the metal cover,
A method of manufacturing a secondary battery in which the inside of the secondary battery pouch is isolated from the outside of the secondary battery pouch by a metal cover.
상부 시트 및 하부 시트의 열융착층을 열융착하는 단계;및
상기 상부 시트 및 하부 시트의 금속층의 노출 부위들을 서로 용접하는 단계를 포함하며,
상기 금속층은 알루미늄 층이고,
상기 금속층은 금속 커버이며,
금속 커버가 이차전지의 단자와 접촉되지 않고,
열융착층은 금속 커버와 직접 접촉하며, 금속 커버에 의하여 완전히 둘러싸여 있으며,
상기 이차전지용 파우치의 내부가 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 격리된 이차전지의 제조 방법.
Preparing a pouch for a secondary battery including an upper sheet and a lower sheet, wherein the upper and lower sheets include a heat-sealing layer, a metal layer, and an outer skin layer, and a portion of the metal layer is exposed;
Heat-sealing the heat-sealing layers of the upper sheet and the lower sheet; And
Including the step of welding the exposed portions of the metal layer of the upper sheet and the lower sheet to each other,
The metal layer is an aluminum layer,
The metal layer is a metal cover,
The metal cover does not contact the terminals of the secondary battery,
The heat-sealed layer is in direct contact with the metal cover and is completely surrounded by the metal cover,
A method of manufacturing a secondary battery in which the inside of the secondary battery pouch is isolated from the outside of the secondary battery pouch by a metal cover.
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