KR102256484B1 - Secondary battery, surface treatment apparatus and method the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지에 관한 것으로서, 전극조립체와 전해액을 수용하는 파우치를 포함하며, 상기 파우치는 제1 수지층, 금속층 및 제2 수지층이 순차적으로 적층되는 구조를 가지고, 상기 제1 및 제2 수지층이 밀착되는 상기 금속층의 표면에는 부식을 방지하기 위한 패시베이션(passivation)층을 형성한다.The present invention relates to a secondary battery, comprising a pouch for accommodating an electrode assembly and an electrolyte, the pouch has a structure in which a first resin layer, a metal layer, and a second resin layer are sequentially stacked, and the first and second A passivation layer for preventing corrosion is formed on the surface of the metal layer to which the resin layer is in close contact.

Description

이차전지, 그의 표면처리장치 및 방법{SECONDARY BATTERY, SURFACE TREATMENT APPARATUS AND METHOD THE SAME} Secondary battery, its surface treatment apparatus and method TECHNICAL FIELD {SECONDARY BATTERY, SURFACE TREATMENT APPARATUS AND METHOD THE SAME}

본 발명은 이차전지, 그의 표면처리장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 파우치에 포함된 금속층의 부식을 방지한 이차전지, 그의 표면처리장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery, a surface treatment apparatus and method thereof, and in particular, to a secondary battery preventing corrosion of a metal layer included in a pouch, and a surface treatment apparatus and method thereof.

일반적으로, 이차전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 소형 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.In general, a secondary battery refers to a battery capable of charging and discharging, unlike a primary battery that cannot be charged, and is widely used in the field of small high-tech electronic devices such as mobile phones, PDAs, and notebook computers.

이러한 이차전지는 전극조립체와, 상기 전극조립체에 결합되는 전극리드, 및 상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체를 수용하는 파우치를 포함하며, 상기 전극조립체는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층된 구조를 가진다. 그리고 상기 파우치는 전극조립체를 수용하는 수용부와, 상기 수용부의 테두리를 실링하는 실링부를 형성한다.Such a secondary battery includes an electrode assembly, an electrode lead coupled to the electrode assembly, and a pouch for accommodating the electrode assembly while the tip of the electrode lead is drawn out to the outside, and the electrode assembly includes a plurality of electrodes and a plurality of electrodes. It has a structure in which the separators of are stacked alternately. In addition, the pouch forms an accommodating portion for accommodating the electrode assembly, and a sealing portion for sealing an edge of the accommodating portion.

상기와 같은 구성을 가진 이차전지의 제조방법은 제1 수지층, 금속층 및 제2 수지층이 순차적으로 적층된 파우치필름을 포밍하여 전극조립체 수용부가 형성된 파우치를 제조하는 공정과, 상기 파우치의 전극조립체 수용부에 전극조립체를 수용하는 공정과, 상기 파우치의 테두리면을 실링하여 완제품인 이차전지를 제조하는 공정을 포함한다.The method of manufacturing a secondary battery having the above configuration includes a step of forming a pouch film in which a first resin layer, a metal layer, and a second resin layer are sequentially stacked to form a pouch in which an electrode assembly receiving portion is formed, and an electrode assembly of the pouch. And a process of accommodating the electrode assembly in the receiving portion, and a process of manufacturing a secondary battery as a finished product by sealing an edge of the pouch.

그러나 상기한 이차전지는 파우치 제조 공정시 상기 전극조립체 수용부의 모서리 부분에 연신이 집중되면서 상기 제1 수지층 또는 상기 제2 수지층이 얇아지고, 이와 같은 상태에서 이차전지가 팽창할 경우 상기 제1 수지층 또는 상기 제2 수지층의 얇아진 부분(sealing을 통해 Cell을 만드는 과정에서 수지층 간의 접합간 열에 의한 크랙 발생)에 크랙이 발생하는 문제점이 있었으며, 특히 제1 수지층 밖으로 노출된 금속층과 전해액 또는 제2 수지층 밖으로 노출된 금속층과 수분이 접촉되면서 상기 금속층이 부식되는 문제점이 있었다.However, in the case of the secondary battery, the first resin layer or the second resin layer becomes thinner as the stretching is concentrated at the edge of the electrode assembly receiving portion during the pouch manufacturing process, and when the secondary battery expands in such a state, the first There was a problem of cracking in the resin layer or the thinned portion of the second resin layer (cracking due to heat between the resin layers in the process of making a cell through sealing), and in particular, the metal layer exposed outside the first resin layer and the electrolyte solution Alternatively, there is a problem in that the metal layer is corroded by contacting moisture with the metal layer exposed outside the second resin layer.

한국공개특허 제2013-0014371호Korean Patent Publication No. 2013-0014371

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 과제는 파우치에 포함된 금속층을 표면처리하여 상기 금속층과 전해액 또는 상기 금속층과 수분의 접촉을 차단하며, 이에 따라 상기 금속층의 부식을 방지하는 이차전지, 그의 표면처리장치 및 방법을 제공하는데 있다.The present invention was invented to solve the above problems, and an object of the present invention is to block contact between the metal layer and the electrolyte or the metal layer and moisture by surface treatment of the metal layer included in the pouch, and thus the corrosion of the metal layer. It is to provide a secondary battery that prevents, and a surface treatment apparatus and method thereof.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 이차전지는 전극조립체와 전해액을 수용하는 파우치를 포함하며, 상기 파우치는 제1 수지층, 금속층 및 제2 수지층이 순차적으로 적층되는 구조를 가지고, 상기 제1 및 제2 수지층이 밀착되는 상기 금속층의 표면에는 부식을 방지하기 위한 패시베이션(passivation)층을 형성할 수 있다.A secondary battery according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes an electrode assembly and a pouch for accommodating an electrolyte, and the pouch includes a first resin layer, a metal layer, and a second resin layer sequentially stacked. It has a structure, and a passivation layer for preventing corrosion may be formed on a surface of the metal layer to which the first and second resin layers are in close contact.

상기 금속층은 리튬이온 알루미늄(Li-Al) 합금층으로 형성하고, 상기 패시베이션(passivation)층은 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성할 수 있다.The metal layer may be formed of a lithium-ion aluminum (Li-Al) alloy layer, and the passivation layer may form an aluminum fluoride (AlF3) layer.

상기 리튬이온 알루미늄 합금층은 상기 파우치의 내부 또는 외부로 노출된 노출면에 전해액 또는 수분이 결합되면서 불화수소(HF)를 형성하며, 상기 파우치의 외부로 노출된 노출면에 설정된 전압을 전위하면, 상기 리튬이온 알루미늄 합금층과 상기 불화수소(HF)가 반응하면서 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성할 수 있다.The lithium-ion aluminum alloy layer forms hydrogen fluoride (HF) by combining electrolyte or moisture on the exposed surface exposed to the inside or outside of the pouch, and when a set voltage is transferred to the exposed surface exposed to the outside of the pouch, The lithium ion aluminum alloy layer and the hydrogen fluoride (HF) react to form an aluminum fluoride (AlF3) layer.

상기 설정된 전압은 3~6V일 수 있다. 특히 바람직하게는 4.2V일 수 있다.The set voltage may be 3 to 6V. It may be particularly preferably 4.2V.

이와 같은 구성을 가진 본 출원의 일실시예에 따른 이차전지의 표면처리장치는 전극조립체와 전해액을 수용하는 파우치를 구비하되, 상기 파우치는 제1 수지층, 금속층 및 제2 수지층이 순차적으로 적층되는 구조를 가지는 이차전지; 및 상기 제1 및 제2 수지층이 밀착되는 상기 금속층의 표면에 설정된 전압을 전위하여 부식을 방지하기 위한 패시베이션(passivation)층을 형성하는 전압공급부재를 포함할 수 있다.The surface treatment apparatus for a secondary battery according to an embodiment of the present application having such a configuration includes an electrode assembly and a pouch for accommodating an electrolyte, wherein the pouch includes a first resin layer, a metal layer, and a second resin layer sequentially stacked. A secondary battery having a structure; And a voltage supply member for forming a passivation layer for preventing corrosion by transferring a set voltage to a surface of the metal layer to which the first and second resin layers are in close contact.

상기 금속층은 리튬이온 알루미늄(Li-Al) 합금층으로 형성하고, 상기 패시베이션(passivation)층은 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성할 수 있다.The metal layer may be formed of a lithium-ion aluminum (Li-Al) alloy layer, and the passivation layer may form an aluminum fluoride (AlF3) layer.

상기 리튬이온 알루미늄 합금층은 상기 파우치의 내부 또는 외부로 노출된 노출면에 전해액 또는 수분이 결합되면서 불화수소(HF)를 형성하며, 상기 전압공급부재는 상기 파우치의 외부로 노출된 노출면에 설정된 전압을 전위하면, 상기 리튬이온 알루미늄 합금층과 상기 불화수소(HF)가 반응하면서 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성할 수 있다.The lithium-ion aluminum alloy layer forms hydrogen fluoride (HF) by combining electrolyte or moisture on the exposed surface exposed to the inside or outside of the pouch, and the voltage supply member is set on the exposed surface exposed to the outside of the pouch. When the voltage is transferred, the lithium ion aluminum alloy layer and the hydrogen fluoride (HF) react to form an aluminum fluoride (AlF3) layer.

상기 설정된 전압은 3~6V일 수 있다.The set voltage may be 3 to 6V.

상기 전압공급부재는 전지셀로 마련되고, 상기 전지셀에 구비된 양극단자와 상기 파우치의 외부로 노출된 노출면을 연결하여 상기 전지셀의 충전된 전압을 상기 파우치의 외부로 노출된 노출면에 전위할 수 있다.The voltage supply member is provided as a battery cell, and connects a positive terminal provided in the battery cell to an exposed surface exposed to the outside of the pouch, so that the charged voltage of the battery cell is applied to the exposed surface exposed to the outside of the pouch. It can be displaced.

상기와 같은 구성을 가진 본 출원의 일실시예에 따른 이차전지의 표면처리장치의 표면처리방법은 (a)전극조립체와 전해액을 파우치에 수용하여 이차전지를 제조하되, 상기 파우치는 제1 수지층, 금속층 및 제2 수지층이 순차적으로 적층되는 구조를 가지는 이차전지 제조단계; 및 (b)상기 금속층의 표면에 부식을 방지하기 위한 패시베이션(passivation)층을 형성하는 패시베이션층 형성단계를 포함할 수 있다.The surface treatment method of the surface treatment apparatus for a secondary battery according to an embodiment of the present application having the above configuration comprises (a) manufacturing a secondary battery by accommodating an electrode assembly and an electrolyte in a pouch, wherein the pouch includes a first resin layer. , Secondary battery manufacturing step having a structure in which a metal layer and a second resin layer are sequentially stacked; And (b) forming a passivation layer on the surface of the metal layer to prevent corrosion.

상기 (a)이차전지 제조단계는, 상기 금속층으로 리튬이온 알루미늄(Li-Al) 합금층을 준비하는 공정과, 상기 리튬이온 알루미늄(Li-Al) 합금층의 상하면에 각각 제1 및 제2 수지층을 적층하여 파우치 필름을 제조하는 공정과, 상기 파우치 필름을 성형하여 전극조립체 수용부가 형성된 파우치를 제조하는 공정과, 상기 전극조립체 수용부에 전극조립체 및 전해액을 수용한 상태로 상기 파우치의 테두리를 실링하여 이차전지를 제조하는 공정을 포함하며, 상기 이차전지 제조공정에서, 상기 리튬이온 알루미늄 합금층은 상기 파우치의 내부 또는 외부로 노출된 노출면에 전해액 또는 수분이 결합되면서 불화수소(HF)를 형성할 수 있다.The (a) secondary battery manufacturing step includes a process of preparing a lithium-ion aluminum (Li-Al) alloy layer as the metal layer, and first and second water on the upper and lower surfaces of the lithium-ion aluminum (Li-Al) alloy layer, respectively. The process of manufacturing a pouch film by laminating a stratum layer, a process of forming a pouch with an electrode assembly receiving part formed by molding the pouch film, and a process of forming a pouch with an electrode assembly and an electrolyte in the electrode assembly receiving part It includes a process of manufacturing a secondary battery by sealing, and in the secondary battery manufacturing process, the lithium-ion aluminum alloy layer contains hydrogen fluoride (HF) as an electrolyte or moisture is bonded to the exposed surface exposed to the inside or outside of the pouch. Can be formed.

상기 (b)패시베이션층 형성단계는 상기 파우치의 외부로 노출된 노출면에 설정된 전압을 전위하면, 상기 리튬이온 알루미늄 합금층과 상기 불화수소(HF)가 반응하면서 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성할 수 있다.In the (b) passivation layer forming step, when a set voltage is applied to the exposed surface exposed to the outside of the pouch, the lithium-ion aluminum alloy layer and the hydrogen fluoride (HF) react to form an aluminum fluoride (AlF3) layer. can do.

상기와 같은 실시예를 통해 본 발명은 하기와 같은 효과를 가진다.Through the above embodiments, the present invention has the following effects.

첫째: 본 발명의 이차전지는 금속층을 구비한 파우치를 포함하되, 상기 금속층의 표면에 패시베이션층을 형성하는 것에 특징을 가집니다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 금속층과 전해액 또는 금속층과 수분의 접촉을 원천적으로 차단할 수 있으며, 이에 따라 상기 금속층의 부식발생을 방지할 수 있고, 그 결과 이차전지의 안전성을 높일 수 있다.First: The secondary battery of the present invention includes a pouch with a metal layer, and has a feature of forming a passivation layer on the surface of the metal layer. Due to this characteristic, it is possible to fundamentally block the contact between the metal layer and the electrolyte solution or the metal layer and moisture, thereby preventing the occurrence of corrosion of the metal layer, and as a result, it is possible to increase the safety of the secondary battery.

둘째: 본 발명의 이차전지에서 금속층은 리튬이온 알루미늄 합금층으로 형성하고, 패시베이션층은 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성하는 것에 특징을 가집니다. 이와 같은 특징으로 인해 전해액 또는 수분으로부터 상기 금속층을 안정적으로 보호할 수 있고, 이에 따라 상기 금속층의 부식발생을 방지할 수 있으며, 그 결과 이차전지의 안전성을 크게 높일 수 있다.Second: In the secondary battery of the present invention, the metal layer is formed of a lithium-ion aluminum alloy layer, and the passivation layer is formed of an aluminum fluoride (AlF3) layer. Due to this feature, the metal layer can be stably protected from electrolyte or moisture, and thus the occurrence of corrosion of the metal layer can be prevented, and as a result, the safety of the secondary battery can be greatly improved.

셋째: 본 발명의 이차전지에서 리튬이온 알루미늄 합금층은 전해액 또는 수분이 접촉되면서 불화수소를 형성하고, 이 불화수소가 형성된 리튬이온 알루미늄 합금층에 설정된 전압의 전위를 겪게 만들면 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성하는 것에 특징을 가집니다. 이와 같은 특징으로 인해 리튬이온 알루미늄 합금층의 표면에 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 용이하게 형성할 수 있다.Third: In the secondary battery of the present invention, when the lithium-ion aluminum alloy layer is brought into contact with the electrolyte or moisture to form hydrogen fluoride, and the lithium-ion aluminum alloy layer in which the hydrogen fluoride is formed is subjected to a set voltage potential, aluminum fluoride (AlF3) It is characterized by forming a layer. Due to these characteristics, an aluminum fluoride (AlF3) layer can be easily formed on the surface of the lithium-ion aluminum alloy layer.

넷째: 본 발명의 이차전지의 표면처리장치는 파우치에 포함된 금속층에 전압을 전위하여 전압공급부재를 포함하는 것에 특징을 가집니다. 이와 같은 특징으로 인해 금속층의 표면에 패시베이션층을 보다 용이하게 형성할 수 있고, 그 결과 금속층의 부식을 크게 방지할 수 있다.Fourth: The surface treatment device of the secondary battery of the present invention is characterized by including a voltage supply member by applying a voltage to the metal layer included in the pouch. Due to such characteristics, it is possible to more easily form a passivation layer on the surface of the metal layer, and as a result, corrosion of the metal layer can be greatly prevented.

다섯째: 본 발명의 이차전지의 표면처리장치에서 전압공급부재는 충방전된 전지셀을 사용하는 것에 특징을 가집니다. 이와 같은 특징으로 인해 별도의 전압장치를 준비해야 하는 번거로움을 해소할 수 있고, 작업의 효율성을 높일 수 있다.Fifth: In the surface treatment device of the secondary battery of the present invention, the voltage supply member is characterized by using charged and discharged battery cells. Due to this feature, it is possible to eliminate the hassle of preparing a separate voltage device, and to increase work efficiency.

도 1은 제1 발명에 따른 이차전지를 도시한 단면도.
도 2는 제2 발명에 따른 이차전지의 표면처리장치를 도시한 단면도.
도 3은 제2 발명에 따른 이차전지의 표면처리방법을 나타낸 순서도.1 is a cross-sectional view showing a secondary battery according to the first invention.
2 is a cross-sectional view showing a surface treatment apparatus for a secondary battery according to the second invention.
3 is a flow chart showing a method for surface treatment of a secondary battery according to the second invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

[제1 발명인 이차전지][Secondary battery, the first inventor]

제1 발명에 따른 이차전지(100)는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 전극리드(111)가 결합된 전극조립체(110), 전해액(120), 및 상기 전극리드(111)의 선단이 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체(110)와 상기 전해액(120)을 수용하는 파우치(130)를 포함한다.In the secondary battery 100 according to the first invention, as shown in FIG. 1, the electrode assembly 110 to which the electrode lead 111 is coupled, the electrolyte solution 120, and the tip of the electrode lead 111 are external. It includes a pouch 130 for accommodating the electrode assembly 110 and the electrolyte solution 120 while being drawn out.

그리고 상기 파우치(130)는 상기 전극조립체(110)와 상기 전해액(120)을 수용하는 수용부와, 상기 수용부의 테두리면을 실링하는 실링부를 포함한다.In addition, the pouch 130 includes an accommodating portion for accommodating the electrode assembly 110 and the electrolyte 120, and a sealing portion for sealing an edge of the accommodating portion.

한편, 상기 파우치(130)는 제1 수지층(131), 금속층(132) 및 제2 수지층(133)이 순차적으로 적층되는 구조를 가진다. 여기서 상기 제1 수지층(131)은 폴리프로필렌(PP:polypropylene) 소재로 형성하고, 상기 금속층(132)은 리튬이온 알루미늄(Li-Al) 합금층 소재로 형성하며, 상기 제2 수지층(133)은 PET필름(polyester 필름) 소재로 형성한다.Meanwhile, the pouch 130 has a structure in which a first resin layer 131, a metal layer 132, and a second resin layer 133 are sequentially stacked. Here, the first resin layer 131 is formed of a polypropylene (PP) material, the metal layer 132 is formed of a lithium-ion aluminum (Li-Al) alloy layer material, and the second resin layer 133 ) Is formed of a PET film (polyester film) material.

한편, 제1 발명에 따른 이차전지(100)는 상기 파우치(130)의 면과 면이 만나는 모서리 부분에 연신이 집중되면서 제1 수지층(131) 또는 제2 수지층(133)에 크랙이 발생할 수 있고, 상기 제1 수지층(131) 또는 제2 수지층(133)의 크랙에 의해 금속층(132)의 일부가 전해액(120) 또는 수분과 접촉되면서 부식이 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위해 상기 금속층(132)의 표면에 부식을 방지하기 위한 패시베이션층(134)을 형성한다.Meanwhile, in the secondary battery 100 according to the first invention, a crack occurs in the first resin layer 131 or the second resin layer 133 while stretching is concentrated at the edge where the surface of the pouch 130 meets the surface. In addition, corrosion may occur when a part of the metal layer 132 comes into contact with the electrolyte 120 or moisture due to cracks in the first resin layer 131 or the second resin layer 133. A passivation layer 134 for preventing corrosion is formed on the surface of the metal layer 132.

즉, 파우치(130)는 포밍공정 또는 이차전지 팽창시 도 1에 표시된 'A'에 위치한 제1 수지층(131)이 과도하게 연신되면서 크랙이 발생하고, 도 1에 표시된 'B'에 위치한 제2 수지층(133)이 과도하게 연신되면서 크랙이 발생하여 금속층(132)과 전해액(120) 또는 외부 수분이 접촉되면서 부식이 발생할 수 있다.That is, in the pouch 130, cracks occur as the first resin layer 131 located in'A' shown in FIG. 1 is excessively stretched during the forming process or expansion of the secondary battery, and the first resin layer 131 located in'B' shown in FIG. 2 As the resin layer 133 is excessively stretched, cracks are generated, and corrosion may occur when the metal layer 132 and the electrolyte solution 120 or external moisture come into contact with each other.

이를 방지하기 위해 제1 발명에 따른 이차전지(100)는 상기 제1 수지층(131) 및 상기 제2 수지층(133)이 밀착되는 금속층(132)의 양 표면에 패시베이션층(134)을 형성하며, 이에 따라 금속층(132)과 전해액 또는 수분의 접촉을 차단할 수 있고, 이에 따라 금속층(132)의 분식을 방지한다.To prevent this, the secondary battery 100 according to the first invention forms a passivation layer 134 on both surfaces of the metal layer 132 to which the first resin layer 131 and the second resin layer 133 are in close contact with each other. Accordingly, it is possible to block contact between the metal layer 132 and the electrolyte or moisture, thereby preventing the metal layer 132 from being crushed.

일례로, 상기 금속층(132)은 리튬이온 알루미늄(Li-Al) 합금층으로 형성될 경우 상기 패시베이션(passivation)층(134)은 플루오린화알루미늄(aluminum fluoride) (AlF3)층으로 형성될 수 있다.For example, when the metal layer 132 is formed of a lithium-ion aluminum (Li-Al) alloy layer, the passivation layer 134 may be formed of an aluminum fluoride (AlF3) layer.

즉, 금속층(132)인 리튬이온 알루미늄 합금층은 상기 파우치(130)의 내부 또는 외부로 노출된 노출면에 전해액 또는 수분이 결합되면서 불화수소(HF)를 형성하며, 상기 파우치(130)의 외부로 노출된 노출면에 설정된 전압을 전위하면, 상기 리튬이온 알루미늄 합금층과 상기 불화수소(HF)가 반응하면서 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성한다.That is, the lithium-ion aluminum alloy layer, which is the metal layer 132, forms hydrogen fluoride (HF) by combining an electrolyte or moisture on the exposed surface exposed to the inside or outside of the pouch 130, and the outside of the pouch 130 When the voltage set on the exposed surface exposed to is transferred, the lithium ion aluminum alloy layer and the hydrogen fluoride (HF) react to form an aluminum fluoride (AlF3) layer.

여기서 상기 노출면은 상기 파우치(130)의 외부로 노출된 금속층(132)의 표면 또는 파우치(130)의 실링면 끝단에 노출된 금속층(132)의 단부일 수 있다.Here, the exposed surface may be a surface of the metal layer 132 exposed to the outside of the pouch 130 or an end of the metal layer 132 exposed to an end of the sealing surface of the pouch 130.

따라서 제1 발명에 따른 이차전지(100)는 상기 금속층(132)인 리튬이온 알루미늄 합금층의 표면에 패시베이션층(134)인 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성할 수 있으며, 이에 따라 전해액 또는 수분으로부터 금속층(132)인 리튬이온 알루미늄 합금층을 보호할 수 있으며, 그 결과 부식발생을 방지할 수 있다.Accordingly, the secondary battery 100 according to the first invention may form an aluminum fluoride (AlF3) layer as the passivation layer 134 on the surface of the lithium ion aluminum alloy layer, which is the metal layer 132, and accordingly, an electrolyte solution or moisture The lithium-ion aluminum alloy layer, which is the metal layer 132, can be protected from, and as a result, the occurrence of corrosion can be prevented.

한편, 상기 금속층(132)에 전위되는 설정된 전압은 3~6V일 수 있으며, 바람직하게는 4.2V일 수 있다. 즉, 상기 리튬이온 알루미늄 합금층은 3~6V, 바람직하게는 4.2V의 전위를 겪으면, 리튬이온 알루미늄 합금층과 상기 리튬이온 알루미늄 합금층에 형성된 불화수소(HF)가 안정적으로 반응하면서 플루오린화알루미늄(AlF3)을 형성한다.Meanwhile, the set voltage applied to the metal layer 132 may be 3 to 6V, preferably 4.2V. That is, when the lithium-ion aluminum alloy layer undergoes a potential of 3 to 6V, preferably 4.2V, the lithium-ion aluminum alloy layer and the hydrogen fluoride (HF) formed in the lithium-ion aluminum alloy layer react stably and the aluminum fluoride (AlF3) is formed.

한편, 한편, 상기 금속층(132)에 전위되는 설정된 전압은 1~12시간 동안 전위하며, 바람직하게는 10시간 전위한다. 즉, 리튬이온 알루미늄 합금층과 불화수소(HF)이 안정적으로 반응하여 플루오린화알루미늄(AlF3)을 형성할 수 있도록 적어도 1~12시간 동안, 바람직하게는 10시간 동안 설정된 전압을 전위한다.On the other hand, on the other hand, the set voltage applied to the metal layer 132 is potential for 1 to 12 hours, preferably 10 hours. That is, the set voltage is displaced for at least 1 to 12 hours, preferably for 10 hours so that the lithium-ion aluminum alloy layer and hydrogen fluoride (HF) react stably to form aluminum fluoride (AlF3).

한편, 상기와 같은 구성을 가진 제1 발명에 따른 이차전지(100)는 표면처리장치(200)를 통해 구현될 수 있다.Meanwhile, the secondary battery 100 according to the first invention having the above configuration may be implemented through the surface treatment device 200.

[제2 발명에 따른 이차전지의 표면처리장치] [Surface treatment apparatus for secondary battery according to the second invention]

이차전지의 표면처리장치Surface treatment device for secondary battery

제2 발명에 따른 이차전지의 표면처리장치(200)는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 이차전지(100)에 포함된 파우치(130)의 금속층(132) 표면에 설정된 전압을 전위하여 부식을 방지하기 위한 패시베이션(passivation)층을 형성하는 전압공급부재(210)를 포함하며, 상기 전압공급부재(210)에 의해 상기 금속층(132)에 설정된 전압이 안정적으로 전위되면서 상기 금속층(132)의 표면에 패시베이션(passivation)층을 형성한다.The surface treatment apparatus 200 for a secondary battery according to the second invention, as shown in FIG. 2, prevents corrosion by transferring a set voltage to the surface of the metal layer 132 of the pouch 130 included in the secondary battery 100. It includes a voltage supply member 210 that forms a passivation layer to prevent, and the voltage set on the metal layer 132 is stably transferred by the voltage supply member 210 to the surface of the metal layer 132 A passivation layer is formed on it.

즉, 제2 발명에 따른 이차전지의 표면처리장치(200)는 금속층(132)인 리튬이온 알루미늄 합금층의 일부가 파우치(130)의 내부(도 1에 표시된 A부분) 또는 외부(도 1에 표시된 B부분)로 노출되면서 노출면을 형성하고, 상기 노출면과 전해액 또는 수분이 접촉되면서 불화수소(HF)를 형성한다. 그리고 상기 전압공급부재(210)의 양극리드(211)와 상기 파우치(130)의 외부로 노출된 리튬이온 알루미늄 합금층의 노출면을 연결한다. 그러면 상기 전압공급부재(210)의 전압이 상기 리튬이온 알루미늄 합금층의에 전위되며, 이에 따라 상기 리튬이온 알루미늄 합금층과 상기 불화수소(HF)가 반응하면서 상기 리튬이온 알루미늄 합금층의 노출면에 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성한다.That is, in the surface treatment apparatus 200 for a secondary battery according to the second invention, a part of the lithium-ion aluminum alloy layer, which is the metal layer 132, is inside (part A shown in FIG. 1) or outside (in FIG. 1). The exposed surface is formed while being exposed to the marked portion B), and hydrogen fluoride (HF) is formed by contacting the exposed surface with an electrolyte or moisture. In addition, the anode lead 211 of the voltage supply member 210 and the exposed surface of the lithium-ion aluminum alloy layer exposed to the outside of the pouch 130 are connected. Then, the voltage of the voltage supply member 210 is transferred to the lithium ion aluminum alloy layer, and accordingly, the lithium ion aluminum alloy layer and the hydrogen fluoride (HF) react to the exposed surface of the lithium ion aluminum alloy layer. An aluminum fluoride (AlF3) layer is formed.

이에 따라, 제2 발명에 따른 이차전지의 표면처리장치(200)는 파우치의 외부로 노출된 리튬이온 알루미늄 합금층의 노출면에 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 안정적으로 형성할 수 있으며, 그 결과 리튬이온 알루미늄 합금층의 부식을 방지할 수 있다.Accordingly, the surface treatment apparatus 200 for a secondary battery according to the second invention can stably form an aluminum fluoride (AlF3) layer on the exposed surface of the lithium-ion aluminum alloy layer exposed to the outside of the pouch. Corrosion of the lithium-ion aluminum alloy layer can be prevented.

한편, 상기 전압공급부재(210)는 전지셀로 마련되고, 상기 전지셀에 구비된 양극단자(211)와 상기 파우치(130)의 외부로 노출된 금속층(132)의 노출면을 연결하며, 이에 따라 상기 전지셀의 충전된 전압을 상기 파우치(130)의 금속층(132)에 보다 용이하게 전위하여 패시베이션층을 형성할 수 있으며, 그 결과 별도의 전압장치를 준비하지 않더라도 표면처리를 할 수 있다.On the other hand, the voltage supply member 210 is provided as a battery cell, and connects the anode terminal 211 provided in the battery cell to the exposed surface of the metal layer 132 exposed to the outside of the pouch 130, thereby Accordingly, the charged voltage of the battery cell can be more easily transferred to the metal layer 132 of the pouch 130 to form a passivation layer, and as a result, the surface treatment can be performed even without preparing a separate voltage device.

상기와 같은 구성을 가진 제2 발명에 따른 이차전지의 표면처리장치의 표면처리방법을 설명하면 다음과 같다.The surface treatment method of the surface treatment apparatus for a secondary battery according to the second invention having the above configuration will be described as follows.

이차전지의 표면처리방법Surface treatment method of secondary battery

제2 발명에 따른 이차전지의 표면처리방법은 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 이차전지 제조단계와 패시베이션층 형성단계를 포함하며, 상기 (a)이차전지 제조단계는 전극조립체(110)와 전해액(120)을 파우치(130)에 수용하여 이차전지(100)를 제조하되, 상기 파우치(130)는 제1 수지층(131), 금속층(132) 및 제2 수지층(133)이 순차적으로 적층되는 구조를 진다. 상기 (b) 패시베이션층 형성단계는 상기 금속층(132)의 표면에 부식을 방지하기 위한 패시베이션(passivation)층(134)을 형성한다.The surface treatment method of the secondary battery according to the second invention includes a secondary battery manufacturing step and a passivation layer forming step, as shown in FIG. 3, wherein the (a) secondary battery manufacturing step includes an electrode assembly 110 and an electrolyte solution. A secondary battery 100 is manufactured by accommodating 120 in the pouch 130, wherein the pouch 130 includes a first resin layer 131, a metal layer 132, and a second resin layer 133 sequentially stacked. It has a structure that becomes. In the step of (b) forming a passivation layer, a passivation layer 134 is formed on the surface of the metal layer 132 to prevent corrosion.

보다 구체적으로 설명하면, 상기 (a)이차전지 제조단계는, 상기 금속층(132)으로 리튬이온 알루미늄(Li-Al) 합금층을 준비하는 공정과, 상기 리튬이온 알루미늄(Li-Al) 합금층의 상하면에 각각 제1 및 제2 수지층(131)(133)을 적층하고 압착하여 파우치 필름을 제조하는 공정과, 상기 파우치 필름을 포밍하여 전극조립체 수용부가 형성된 파우치(130)를 제조하는 공정과, 상기 전극조립체 수용부에 전극조립체(110) 및 전해액(120)을 수용한 상태로 상기 파우치(130)의 테두리를 실링하여 이차전지(100)를 제조하는 공정을 포함한다. 그리고 상기 이차전지(100)을 활성화하기 위해 충방전하는 공정을 더 포함할 수 있다.More specifically, the (a) secondary battery manufacturing step includes a process of preparing a lithium-ion aluminum (Li-Al) alloy layer as the metal layer 132 and the lithium-ion aluminum (Li-Al) alloy layer. A process of manufacturing a pouch film by laminating and compressing the first and second resin layers 131 and 133 respectively on the upper and lower surfaces, a process of forming the pouch 130 in which an electrode assembly receiving part is formed by forming the pouch film, and And a process of manufacturing the secondary battery 100 by sealing the edge of the pouch 130 in a state in which the electrode assembly 110 and the electrolyte solution 120 are accommodated in the electrode assembly receiving portion. In addition, a process of charging and discharging to activate the secondary battery 100 may be further included.

한편, 상기 파우치 필름을 포밍하는 공정시 상기 전극조립체 수용부의 모서리 부분에 연신이 집중되면서 상기 제1 및 제2 수지층(131)(133)이 얇아지거나 또는 크랙이 발생할 수 있고, 특히 상기 충방전 공정시 이차전지(100)가 팽창하면서 얇아진 제1 및 제2 수지층(131)(133)이 다시 연신되면서 크랙이 발생하여 리튬이온 알루미늄 합금층이 상기 파우치(130) 내부 또는 외부로 노출될 수 있다.Meanwhile, in the process of forming the pouch film, the first and second resin layers 131 and 133 may become thinner or cracks may occur as the stretching is concentrated at the edge of the electrode assembly receiving part. During the process, as the secondary battery 100 expands and the thinned first and second resin layers 131 and 133 are stretched again, cracks may occur, and the lithium-ion aluminum alloy layer may be exposed to the inside or outside of the pouch 130. have.

이와 같이 파우치(130)의 내부 또는 외부로 노출된 리튬이온 알루미늄 합금층은 상기 파우치의 내부의 전해액(120) 또는 외부의 수분과 결합되면서 불화수소(HF)를 형성한다.In this way, the lithium ion aluminum alloy layer exposed to the inside or outside of the pouch 130 is combined with the electrolyte solution 120 or moisture outside the pouch to form hydrogen fluoride (HF).

한편, 상기 파우치(130)의 테두리면에는 리튬이온 알루미늄 합금층의 단부가 구비되는데, 이 리튬이온 알루미늄 합금층의 단부와 외부의 수분이 결합되면서 불화수소(HF)를 형성한다.Meanwhile, an end of a lithium-ion aluminum alloy layer is provided on the edge of the pouch 130, and hydrogen fluoride (HF) is formed by combining the end of the lithium-ion aluminum alloy layer with external moisture.

상기 (b) 패시베이션층 형성단계는 상기 파우치(130)의 외부로 노출된 상기 리튬이온 알루미늄 합금층의 노출면에 설정된 전압을 전위하면, 상기 리튬이온 알루미늄 합금층과 상기 불화수소(HF)가 반응하면서 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성한다.In the (b) passivation layer forming step, when a voltage set on the exposed surface of the lithium-ion aluminum alloy layer exposed to the outside of the pouch 130 is transferred, the lithium-ion aluminum alloy layer and the hydrogen fluoride (HF) react. While forming an aluminum fluoride (AlF3) layer.

즉, 상기 (b) 패시베이션층 형성단계는 전압공급부재(210)를 통해 상기 파우치(130)의 외부로 노출된 상기 리튬이온 알루미늄 합금층의 노출면에 3~6V, 바람직하게는 4.2V를 10시간 전위하며, 이에 따라 상기 리튬이온 알루미늄 합금층과 상기 불화수소(HF)가 반응하면서 상기 상기 리튬이온 알루미늄 합금층의 노출면에 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성할 수 있다.That is, in the step of (b) forming the passivation layer, 3 to 6V, preferably 4.2V, is applied to the exposed surface of the lithium-ion aluminum alloy layer exposed to the outside of the pouch 130 through the voltage supply member 210. The time potential is performed, and accordingly, the lithium-ion aluminum alloy layer and the hydrogen fluoride (HF) react to form an aluminum fluoride (AlF3) layer on the exposed surface of the lithium-ion aluminum alloy layer.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and various embodiments derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are possible.

100: 이차전지
110: 전극조립체
120: 전해액
130: 파우치
200: 이차전지의 표면처리장치
210: 전압공급부재100: secondary battery
110: electrode assembly
120: electrolyte
130: pouch
200: surface treatment device for secondary battery
210: voltage supply member

Claims (13)

전극조립체와 전해액을 수용하는 파우치를 포함하며,
상기 파우치는 제1 수지층, 금속층 및 제2 수지층이 순차적으로 적층되는 구조를 가지고,
상기 제1 및 제2 수지층이 밀착되는 상기 금속층의 표면에는 부식을 방지하기 위한 패시베이션(passivation)층을 형성하며,
상기 금속층은 리튬이온 알루미늄(Li-Al) 합금층으로 형성하고,
상기 패시베이션(passivation)층은 플루오린화알루미늄(AlF3)층으로 형성하며,
상기 리튬이온 알루미늄 합금층은 상기 파우치의 내부 또는 외부로 노출된 노출면에 전해액 또는 수분이 결합되면서 불화수소(HF)를 형성하며,
상기 파우치의 외부로 노출된 노출면에 설정된 전압을 전위하면, 상기 리튬이온 알루미늄 합금층과 상기 불화수소(HF)가 반응하면서 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성하는 이차전지. It includes an electrode assembly and a pouch for accommodating an electrolyte,
The pouch has a structure in which a first resin layer, a metal layer, and a second resin layer are sequentially stacked,
A passivation layer for preventing corrosion is formed on the surface of the metal layer to which the first and second resin layers are in close contact,
The metal layer is formed of a lithium ion aluminum (Li-Al) alloy layer,
The passivation layer is formed of an aluminum fluoride (AlF3) layer,
The lithium-ion aluminum alloy layer forms hydrogen fluoride (HF) by combining an electrolyte or moisture on an exposed surface exposed to the inside or outside of the pouch,
A secondary battery for forming an aluminum fluoride (AlF3) layer by reacting the lithium-ion aluminum alloy layer and the hydrogen fluoride (HF) when a set voltage is applied to the exposed surface exposed to the outside of the pouch. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 설정된 전압은 3~6V인 이차전지.The method according to claim 1,
The set voltage is 3 ~ 6V secondary battery. 청구항 1에 있어서,
상기 설정된 전압은 4.2V인 이차전지.The method according to claim 1,
The set voltage is 4.2V secondary battery. 전극조립체와 전해액을 수용하는 파우치를 구비하되, 상기 파우치는 제1 수지층, 금속층 및 제2 수지층이 순차적으로 적층되는 구조를 가지는 이차전지; 및
상기 제1 및 제2 수지층이 밀착되는 상기 금속층의 표면에 설정된 전압을 전위하여 부식을 방지하기 위한 패시베이션(passivation)층을 형성하는 전압공급부재를 포함하며,
상기 금속층은 리튬이온 알루미늄(Li-Al) 합금층으로 형성하고,
상기 패시베이션(passivation)층은 플루오린화알루미늄(AlF3)층으로 형성하며,
상기 리튬이온 알루미늄 합금층은 상기 파우치의 내부 또는 외부로 노출된 노출면에 전해액 또는 수분이 결합되면서 불화수소(HF)를 형성하며,
상기 전압공급부재는 상기 파우치의 외부로 노출된 노출면에 설정된 전압을 전위하면, 상기 리튬이온 알루미늄 합금층과 상기 불화수소(HF)가 반응하면서 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성하는 이차전지의 표면처리장치.A secondary battery having a structure in which a first resin layer, a metal layer, and a second resin layer are sequentially stacked, provided with a pouch for accommodating an electrode assembly and an electrolyte solution; And
And a voltage supply member for forming a passivation layer for preventing corrosion by transferring a set voltage to the surface of the metal layer to which the first and second resin layers are in close contact,
The metal layer is formed of a lithium ion aluminum (Li-Al) alloy layer,
The passivation layer is formed of an aluminum fluoride (AlF3) layer,
The lithium-ion aluminum alloy layer forms hydrogen fluoride (HF) by combining an electrolyte or moisture on an exposed surface exposed to the inside or outside of the pouch,
The voltage supply member of a secondary battery that forms an aluminum fluoride (AlF3) layer by reacting with the lithium-ion aluminum alloy layer and the hydrogen fluoride (HF) when a set voltage is transferred to the exposed surface exposed to the outside of the pouch. Surface treatment device. 삭제delete 삭제delete 청구항 6에 있어서,
상기 설정된 전압은 3~6V인 이차전지의 표면처리장치.The method of claim 6,
The set voltage is a surface treatment device for a secondary battery of 3 ~ 6V. 청구항 6에 있어서,
상기 전압공급부재는 전지셀로 마련되고,
상기 전지셀에 구비된 양극단자와 상기 파우치의 외부로 노출된 노출면을 연결하여 상기 전지셀의 충전된 전압을 상기 파우치의 외부로 노출된 노출면에 전위하는 이차전지의 표면처리장치.The method of claim 6,
The voltage supply member is provided as a battery cell,
A surface treatment apparatus for a secondary battery that connects a positive electrode provided in the battery cell to an exposed surface exposed to the outside of the pouch to transfer the charged voltage of the battery cell to the exposed surface exposed to the outside of the pouch. (a)전극조립체와 전해액을 파우치에 수용하여 이차전지를 제조하되, 상기 파우치는 제1 수지층, 금속층 및 제2 수지층이 순차적으로 적층되는 구조를 가지는 이차전지 제조단계; 및
(b)상기 금속층의 표면에 부식을 방지하기 위한 패시베이션(passivation)층을 형성하는 패시베이션층 형성단계를 포함하며,
상기 (a)이차전지 제조단계는, 상기 금속층으로 리튬이온 알루미늄(Li-Al) 합금층을 준비하는 공정과, 상기 리튬이온 알루미늄(Li-Al) 합금층의 상하면에 각각 제1 및 제2 수지층을 적층하여 파우치 필름을 제조하는 공정과, 상기 파우치 필름을 포밍하여 전극조립체 수용부가 형성된 파우치를 제조하는 공정과, 상기 전극조립체 수용부에 전극조립체 및 전해액을 수용한 상태로 상기 파우치의 테두리를 실링하여 이차전지를 제조하는 공정을 포함하며,
상기 이차전지 제조공정에서, 상기 리튬이온 알루미늄 합금층은 상기 파우치의 내부 또는 외부로 노출된 노출면에 전해액 또는 수분이 결합되면서 불화수소(HF)를 형성하는 이차전지의 표면처리방법.(a) manufacturing a secondary battery by receiving an electrode assembly and an electrolyte in a pouch, wherein the pouch has a structure in which a first resin layer, a metal layer, and a second resin layer are sequentially stacked; And
(b) a passivation layer forming step of forming a passivation layer to prevent corrosion on the surface of the metal layer,
The (a) secondary battery manufacturing step includes a process of preparing a lithium-ion aluminum (Li-Al) alloy layer as the metal layer, and first and second water on the upper and lower surfaces of the lithium-ion aluminum (Li-Al) alloy layer, respectively. A process of manufacturing a pouch film by laminating a stratum layer, a process of forming a pouch in which an electrode assembly receiving part is formed by forming the pouch film, and a process of forming a pouch with an electrode assembly and an electrolyte in the electrode assembly receiving part. Including a process of manufacturing a secondary battery by sealing,
In the secondary battery manufacturing process, the lithium-ion aluminum alloy layer forms hydrogen fluoride (HF) by combining an electrolyte or moisture on an exposed surface exposed to the inside or outside of the pouch. 삭제delete 청구항 11에 있어서,
상기 (b)패시베이션층 형성단계는 상기 파우치의 외부로 노출된 노출면에 설정된 전압을 전위하면, 상기 리튬이온 알루미늄 합금층과 상기 불화수소(HF)가 반응하면서 플루오린화알루미늄(AlF3)층을 형성하는 이차전지의 표면처리방법.The method of claim 11,
In the (b) passivation layer forming step, when a set voltage is applied to the exposed surface exposed to the outside of the pouch, the lithium-ion aluminum alloy layer and the hydrogen fluoride (HF) react to form an aluminum fluoride (AlF3) layer. Method for surface treatment of secondary battery.
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