KR102290165B1 - Electrode Assembly for Flexible battery and Flexible battery containing the same - Google Patents

Electrode Assembly for Flexible battery and Flexible battery containing the same Download PDF

Info

Publication number
KR102290165B1
KR102290165B1 KR1020150009989A KR20150009989A KR102290165B1 KR 102290165 B1 KR102290165 B1 KR 102290165B1 KR 1020150009989 A KR1020150009989 A KR 1020150009989A KR 20150009989 A KR20150009989 A KR 20150009989A KR 102290165 B1 KR102290165 B1 KR 102290165B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
delete delete
electrode assembly
flexible battery
battery
pattern
Prior art date
Application number
KR1020150009989A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20160090106A (en
Inventor
노승윤
최원길
조현우
남지현
장주희
노형탁
김종관
Original Assignee
주식회사 아모그린텍
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 아모그린텍 filed Critical 주식회사 아모그린텍
Priority to KR1020150009989A priority Critical patent/KR102290165B1/en
Publication of KR20160090106A publication Critical patent/KR20160090106A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102290165B1 publication Critical patent/KR102290165B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0583—Construction or manufacture of accumulators with folded construction elements except wound ones, i.e. folded positive or negative electrodes or separators, e.g. with "Z"-shaped electrodes or separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/045—Cells or batteries with folded plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1245—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure characterised by the external coating on the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/131—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by physical properties, e.g. gas-permeability or size
    • H01M50/136—Flexibility or foldability
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/14—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery for protecting against damage caused by external factors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44—Fibrous material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명은 플렉서블 배터리용 전극조립체 및 이를 포함하는 플렉서블 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극조립체, 보다 바람직하게는 전극조립체의 전극단자의 외력에 대한 신뢰성 및 내전해액성이 우수한 플렉서블 배터리용 전극조립체 및 이를 포함하는 플렉서블 배터리에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly for a flexible battery and a flexible battery including the same, and more particularly, to an electrode assembly, more preferably, an electrode assembly for a flexible battery with excellent reliability and electrolyte resistance against external force of an electrode terminal of the electrode assembly. And it relates to a flexible battery including the same.

Description

플렉서블 배터리용 전극조립체 및 이를 포함하는 플렉서블 배터리{Electrode Assembly for Flexible battery and Flexible battery containing the same}Electrode assembly for a flexible battery and a flexible battery including the same

본 발명은 플렉서블 배터리용 전극조립체 및 이를 포함하는 플렉서블 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외력에 대한 신뢰성 및 내전해액성이 우수한 플렉서블 배터리용 전극조립체 및 이를 포함하는 플렉서블 배터리에 관한 것이다.
The present invention relates to an electrode assembly for a flexible battery and a flexible battery including the same, and more particularly, to an electrode assembly for a flexible battery having excellent reliability and electrolyte resistance against external force, and a flexible battery including the same.

전자제품의 디지털화와 고성능화 등으로 소비자의 요구가 바뀜에 따라 시장 요구도 박형 및 경량화와 고에너지 밀도에 의한 고용량을 지니는 전원 공급 장치의 개발로 흐름이 바뀌고 있는 상황이다. As consumer demands change due to digitalization and high performance of electronic products, the market demand is also changing to the development of a power supply device with high capacity due to thinness and weight reduction and high energy density.

이와 같은, 소비자의 요구를 충족시키기 위해 고에너지 밀도 및 대용량의 리튬이온 이차전지, 리튬이온 고분자전지, 슈퍼커패시터(전기이중층 커패시터(Electric double layer capacitor) 및 수도 커패시터(Pseudo capacitor) 등과 같은 전원 공급 장치가 개발되고 있다.Power supply devices such as high energy density and large capacity lithium ion secondary batteries, lithium ion polymer batteries, supercapacitors (electric double layer capacitors, pseudo capacitors), etc. is being developed

최근, 휴대용 전화기, 노트북, 디지털 카메라 등 모바일 전자기기의 수요가 지속적으로 증가하고 있고, 특히 두루마리형 디스플레이, 플렉서블 전자종이(flexible e-paper), 플렉서블 액정표시장치(flexible liquid crystal display, flexible-LCD), 플렉서블 유기발광다이오드(flexible organic light-emitting diode, flexible-OLED) 등이 적용된 플렉서블 모바일 전자기기에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 따라, 플렉서블 모바일 전자기기를 위한 전원 공급 장치 역시 플렉서블한 특성을 갖는 것이 요구되고 있다.Recently, the demand for mobile electronic devices such as portable telephones, notebook computers, and digital cameras is continuously increasing, and in particular, a roll-type display, a flexible e-paper, and a flexible liquid crystal display (flexible liquid crystal display, flexible-LCD) ), flexible organic light-emitting diodes (flexible-OLEDs), etc. are applied, and interest in flexible mobile electronic devices is increasing. Accordingly, a power supply device for a flexible mobile electronic device is also required to have flexible characteristics.

이와 같은 특성을 반영할 수 있는 전원 공급 장치 중 하나로 플랙서블 배터리가 개발되고 있다.As one of the power supply devices that can reflect these characteristics, a flexible battery is being developed.

플랙서블 배터리는 플랙서블한 성질을 지닌 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-메탈 하이드라이드 배터리, 니켈-수소 배터리, 리튬이온 배터리 등을 들 수 있다. 특히, 리튬이온 배터리는 납 축전지와, 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-수소 배터리, 니켈-아연 배터리 등 다른 배터리와 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 높은 활용도를 갖는다.The flexible battery may include a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-metal hydride battery, and a lithium ion battery having flexible properties. In particular, the lithium-ion battery has a high energy density per unit weight compared to other batteries such as a lead-acid battery, a nickel-cadmium battery, a nickel-hydrogen battery, and a nickel-zinc battery because it can be rapidly charged.

상기 리튬이온 배터리는 액체 전해질을 사용하는데, 주로 금속캔을 용기로 하여 용접 실링시킨 형태로 사용되고 있다. 하지만, 금속캔을 용기로 사용하는 원통형 리튬이온 배터리는 형태가 고정되므로 전기 제품의 디자인을 제한하는 단점이 있고 부피를 줄이는데 어려움이 있다.The lithium ion battery uses a liquid electrolyte, and is mainly used in the form of welding and sealing a metal can as a container. However, a cylindrical lithium-ion battery using a metal can as a container has a fixed shape, so there is a disadvantage in limiting the design of an electric product, and there is a difficulty in reducing the volume.

특히, 앞서 언급했듯이 모바일 전자기기는 발전되어 박막화되고 소형화될 뿐만 아니라 플렉서블하여, 기존의 금속캔을 사용한 리튬이온 배터리나, 각형 구조의 배터리는 상기와 같은 모바일 전자기기에 적용하기 용이하지 않은 문제점이 있다. In particular, as mentioned above, mobile electronic devices are developed to be thin and miniaturized as well as flexible, so the lithium-ion battery using the existing metal can or the battery having a prismatic structure is not easy to apply to the mobile electronic device as described above. there is.

따라서, 상기와 같은 구조적인 문제를 해결하기 위해 최근, 두 전극과 세퍼레이터, 전해질을 파우치에 넣고 실링하여 사용하는 파우치형 배터리가 개발되고, 파우치형 배터리는 가요성(flexible)을 갖는 소재로 제작되어 다양한 형태로 제조가 가능하며, 높은 질량당 에너지밀도를 구현할 수 있다는 장점이 있다.Therefore, in order to solve the structural problem as described above, recently, a pouch-type battery has been developed in which two electrodes, a separator, and an electrolyte are put in a pouch and sealed, and the pouch-type battery is made of a flexible material. It can be manufactured in various forms and has the advantage of realizing high energy density per mass.

종래 기술 중 한국공개특허 제2014-0059737호에는 플렉서블 젤리롤 타입 2차 전지를 개시하고 있으며, 한국공개특허 제2012-0023491호에는 파우치형 플렉서블 필름 전지 및 그 제조방법을 개시하고 있다.Among the prior art, Korean Patent Application Laid-Open No. 2014-0059737 discloses a flexible jelly roll type secondary battery, and Korean Patent Publication No. 2012-0023491 discloses a pouch-type flexible film battery and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 파우치형 배터리에 사용되는 파우치는 내부 수지층, 금속층 및 외부 수지층이 적층된 구조를 갖는다. 이 중 금속층은 파우치 구조를 이루는 필수 구성 요소로서, 밀도가 조밀하여 습기 및 전해액이 통과할 수 없어 파우치의 외부에서 파우치 내부로 습기가 침투되는 것을 방지함과 동시에, 파우치 내부에 위치되는 전해액이 파우치 외부로 누수되는 것을 차단하는 기능을 수행한다. 하지만, 이와 같은 금속층은 탄성 복원력이 부족하여 일정 수준 이상의 유연성을 확보하기 어려워, 상기 파우치가 사용된 플렉서블 배터리에 크랙(crack)을 유발하는 문제점이 있었다.In general, a pouch used in a pouch-type battery has a structure in which an inner resin layer, a metal layer, and an outer resin layer are stacked. Among these, the metal layer is an essential component constituting the pouch structure, and has a dense density, preventing moisture and electrolyte from passing through, preventing moisture from penetrating into the pouch from the outside of the pouch. It performs the function of blocking leakage to the outside. However, since such a metal layer lacks elastic restoring force, it is difficult to secure more than a certain level of flexibility, which causes cracks in the flexible battery in which the pouch is used.

또한, 파우치형 배터리 내부에 포함되는 전극조립체에 탄성 복원력이 부족하여 일정 수준 이상의 유연성을 확보하기 어려울 뿐만 아니라, 신뢰성 및 내전해액성이 부족하여 전극 자체의 크랙(crack)이나 깨짐이 발생하는 문제점이 있었다.
In addition, it is difficult to secure more than a certain level of flexibility due to the lack of elastic restoring force in the electrode assembly included in the pouch-type battery, and the problem of cracking or breaking of the electrode itself due to lack of reliability and electrolyte resistance. there was.

한국공개특허 제2014-0059737호(명칭 : 플렉서블 젤리롤 타입 2차전지)Korean Patent Publication No. 2014-0059737 (Name: Flexible Jelly Roll Type Secondary Battery) 한국공개특허 제2012-0023491호(명칭 : 파우치형 플렉서블 필름전지 및 그 제조방법)Korean Patent Publication No. 2012-0023491 (Name: Pouch-type flexible film battery and manufacturing method thereof)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 전극조립체, 특히 양극 및 음극의 일단부에 일정길이 돌출되어 형성된 전극단자의 신뢰성 및 내전해액성이 우수한 플렉서블 배터리용 전극조립체 및 이를 포함하는 플렉서블 배터리를 제공하고자 한다.
The present invention has been devised to solve the above-described problems, and the present invention relates to an electrode assembly, particularly, an electrode assembly for a flexible battery having excellent reliability and electrolyte resistance of an electrode terminal formed by protruding a certain length from one end of an anode and a cathode, and the same An object of the present invention is to provide a flexible battery including

본 발명은 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 플렉서블 배터리용 전극조립체에 관한 것으로서, 상기 전극조립체는 상기 양극 및 음극과 각각 전기적으로 연결되고, 상기 양극 및 음극의 일단부에 전극단자가 일정길이 돌출되어 형성되고, 상기 전극단자의 적어도 일면에는 외부에서 외력이 가해지는 경우에도 전극단자의 파손을 방지하기 위하여 보강부재가 구비된다.The present invention relates to an electrode assembly for a flexible battery including a positive electrode, a negative electrode, and a separator, wherein the electrode assembly is electrically connected to the positive and negative electrodes, respectively, and electrode terminals protrude from one end of the positive and negative electrodes by a predetermined length A reinforcing member is provided on at least one surface of the electrode terminal to prevent damage to the electrode terminal even when an external force is applied thereto.

상기 보강부재는 적어도 일부가 상기 전극조립체의 일부 또는 전부를 덮도록 연장되어 구비될 수 있다.At least a part of the reinforcing member may be provided to extend to cover a part or all of the electrode assembly.

상기 보강부재는 탄성계수가 0.1 Gpa 이상일 수 있고, 상기 전해액에 대한 팽윤도가 200% 이하일 수 있으며,접착강도가 200 gf/25mm 이상일 수 있다.The reinforcing member may have an elastic modulus of 0.1 Gpa or more, a degree of swelling with respect to the electrolyte solution of 200% or less, and an adhesive strength of 200 gf/25mm or more.

또한, 상기 보강부재는 판상의 시트 또는 필름부재일 수 있으며, 점착부재 또는 접착부재일 수 있다.In addition, the reinforcing member may be a plate-shaped sheet or film member, and may be an adhesive member or an adhesive member.

한편, 상기 보강부재는 기재층; 및 상기 기재층 일면에 구비되어 상기 전극조립체에 접착되는 접착층; 을 포함할 수 있다.On the other hand, the reinforcing member is a base layer; and an adhesive layer provided on one surface of the base layer and adhered to the electrode assembly; may include.

이 때, 상기 기재층의 두께는 5 ~ 50㎛이고, 상기 접착층의 두께는 5 ~ 50㎛ 일 수 있다.At this time, the thickness of the base layer may be 5 ~ 50㎛, the thickness of the adhesive layer may be 5 ~ 50㎛.

또한, 상기 접착층은 아크릴 중합체를 포함하고, 상기 기재층은 실리콘 이형체가 표면처리된 필름일 수 있다.In addition, the adhesive layer may include an acrylic polymer, and the base layer may be a film surface-treated with a silicone release body.

상기 아크릴 중합체는 하이드록시가 함유된 메타크릴레이트계 관능성 단량체를 포함할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 아크릴 중합체는 탄소수가 4 ~ 17인 알킬(메타)아크릴레이트 중에서 선택된 1종 이상의 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여, 메틸 메타크릴레이트 또는 비닐 아크릴레이트 중에서 선택된 단량체 10 ~15 중량부, 하이드록시가 함유된 메타크릴레이트계 관능성 단량체 1 ~ 10 중량부 및 중합 개시제 0.03 ~ 0.5 중량부를 포함하고, 중량평균 분자량이 1,200,000 ~ 1,500,000일 수 있다.The acrylic polymer may include a hydroxy-containing methacrylate-based functional monomer, and the acrylic polymer includes 100 parts by weight of one or more acrylic monomers selected from alkyl (meth)acrylates having 4 to 17 carbon atoms. With respect to, 10 to 15 parts by weight of a monomer selected from methyl methacrylate or vinyl acrylate, 1 to 10 parts by weight of a hydroxy-containing methacrylate-based functional monomer, and 0.03 to 0.5 parts by weight of a polymerization initiator, the weight average The molecular weight may be 1,200,000 to 1,500,000.

한편, 본 발명은 앞서 언급한 플렉서블 배터리용 전극조립체; 및 적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지고 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재; 를 포함하고, 적어도 일면에 보강부재가 구비된 상기 전극조립체의 전극단자가 상기 외장재 일단부에 일정길이 돌출된 플렉서블 배터리를 제공한다.On the other hand, the present invention is the above-mentioned electrode assembly for a flexible battery; and a packaging material having a pattern for contraction and relaxation upon bending on at least one surface and encapsulating the electrode assembly together with an electrolyte; It provides a flexible battery including, the electrode terminal of the electrode assembly having a reinforcing member on at least one surface protrudes from one end of the exterior material by a predetermined length.

이 때, 상기 보강부재는 상기 외장재로부터 돌출된 전극단자의 적어도 일면에 구비될 수도 있고, 적어도 일부가 상기 외장재의 일부를 덮도록 연장되어 구비될 수 있다.In this case, the reinforcing member may be provided on at least one surface of the electrode terminal protruding from the casing, and at least a part of the reinforcing member may be provided to extend to cover a part of the casing.

상기 전극조립체는 양극집전체의 일면 또는 양면에 양극 활물질이 배치되는 양극과, 음극집전체의 일면 또는 양면에 음극 활물질이 배치되는 음극 및 분리막을 포함하며, 상기 외장재 및 전극조립체는 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지며, 상기 외장재 및 전극조립체의 패턴은 일치하는 부분을 포함할 수 있다.The electrode assembly includes a positive electrode in which a positive electrode active material is disposed on one or both sides of a positive electrode current collector, a negative electrode and a separator in which a negative electrode active material is disposed on one or both sides of the negative electrode current collector, and the exterior material and the electrode assembly shrink during bending and It has a pattern for relaxation, and the pattern of the exterior material and the electrode assembly may include a matching portion.

이 때, 상기 패턴은 연속적 또는 비연속적으로 형성되어 있으며, 상기 패턴은 프리즘 패턴, 반원 패턴, 물결무늬 패턴, 다각형 패턴, 엠보싱 패턴 및 이들이 혼합된 패턴 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.In this case, the pattern is formed continuously or discontinuously, and the pattern may include at least one selected from a prism pattern, a semicircle pattern, a wavy pattern, a polygonal pattern, an embossing pattern, and a mixed pattern thereof.

상기 외장재의 표면은 단열나노웹 코팅층을 더 포함할 수 있으며, 상기 단열나노웹 코팅층은 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유를 포함할 수 있다.The surface of the exterior material may further include a thermal insulation nanoweb coating layer, and the thermal insulation nanoweb coating layer may include polyacrylonitrile nanofibers.

또한, 상기 외장재의 표면과 단열나노웹 코팅층 사이에 부직포층을 더 포함할 수 있다.In addition, a nonwoven fabric layer may be further included between the surface of the exterior material and the thermal insulation nanoweb coating layer.

한편, 상기 분리막은 부직포층의 일면 또는 양면에 적용된 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유를 함유한 다공성 나노섬유웹층을 포함할 수 있다.On the other hand, the separator may include a porous nanofiber web layer containing polyacrylonitrile nanofibers applied to one or both surfaces of the nonwoven layer.

또한, 상기 양극 또는 음극은 상기 분리막으로 봉지되어 분리막과 일체화되며,In addition, the positive or negative electrode is sealed with the separator and integrated with the separator,

상기 분리막은 부직포층의 일면 또는 양면에 적용된 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 다공성 나노섬유웹층을 포함하며,The separator includes a porous nanofiber web layer containing at least one selected from polyacrylonitrile nanofibers and polyvinylidene fluoride nanofibers applied to one or both surfaces of the nonwoven fabric layer,

상기 다공성 나노섬유웹층은 양극의 양극활물질 또는 음극의 음극활물질과 접촉하고 있을 수 있다.The porous nanofiber web layer may be in contact with the positive electrode active material of the positive electrode or the negative electrode active material of the negative electrode.

상기 외장재는 전극조립체 방향로부터 외부 방향으로 제1수지층, 금속박막층 및 제2수지층이 적층된 구조이며,The exterior material has a structure in which a first resin layer, a metal thin film layer, and a second resin layer are laminated in an outward direction from the direction of the electrode assembly,

제1수지층은 PPa(acid modified polypropylene), CPP(casting polyprolypene), LLDPE(Linear Low Density Polyethylene), LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene), 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에폭시 수지 및 페놀 수지 중 하나의 단일층 구조 또는 이들의 적층 구조를 포함하고,The first resin layer is PPa (acid modified polypropylene), CPP (casting polyprolypene), LLDPE (Linear Low Density Polyethylene), LDPE (Low Density Polyethylene), HDPE (High Density Polyethylene), polyethylene, polyethylene terephthalate, polypropylene, ethylene A single layer structure of one of vinyl acetate (EVA), an epoxy resin and a phenol resin, or a laminate structure thereof,

제2수지층은 나일론, PET(polyethylene terephthalate), COP(Cyclo olefin polymer), PI(polyimide) 및 불소계 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며,The second resin layer includes at least one selected from nylon, polyethylene terephthalate (PET), cyclo olefin polymer (COP), polyimide (PI), and a fluorine-based compound,

상기 금속박막층은 알루미늄 박막, 구리 박막, 인청동(phosphorbronze, PB) 박막, 알루미늄청동(aluminium bronze) 박막, 백동 박막, 베릴륨-구리(Berylium-copper) 박막, 크롬-구리 박막, 티탄-구리 박막, 철-구리 박막, 코르손 합금 박막 및 크롬-지르코늄 구리 합금 박막 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The metal thin film layer is an aluminum thin film, a copper thin film, a phosphorbronze (PB) thin film, an aluminum bronze (aluminum bronze) thin film, a cupronickel thin film, a beryllium-copper thin film, a chromium-copper thin film, a titanium-copper thin film, iron -A copper thin film, a Corson alloy thin film, and a chromium-zirconium copper alloy thin film may include at least one selected from the group consisting of.

상기 전해액은 갤 고분자 전해액을 포함할 수 있다.The electrolyte may include a gallon polymer electrolyte.

상기 배터리는 이차전지일 수 있다.The battery may be a secondary battery.

또한, 본 발명은 앞서 설명한 다양한 형태의 플렉서블 배터리를 포함하는 사출 성형품을 제공한다.In addition, the present invention provides an injection-molded article including the flexible battery of various types described above.

또한, 본 발명은 앞서 설명한 다양한 형태의 플렉서블 배터리를 포함하는 시계줄, 플렉서블 디스플레이 디바이스 또는 웨어러블 디바이스를 제공한다.
In addition, the present invention provides a watch band, a flexible display device, or a wearable device including the various types of flexible batteries described above.

본 발명의 플렉서블 배터리용 전극조립체에 의하면, 본 발명은 전극조립체, 특히 양극 및 음극의 일단부에 일정길이 돌출되어 형성된 전극단자의 신뢰성 및 내전해액성이 우수하다.
According to the electrode assembly for a flexible battery of the present invention, the present invention is excellent in reliability and electrolyte resistance of the electrode assembly, in particular, an electrode terminal formed by protruding a certain length from one end of the positive electrode and the negative electrode.

도 1은 전극단자 표면에 보강부재가 구비된 본 발명의 플렉서블 배터리용 배터리의 바람직한 일실시예의 개략도를 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b 각각은 전극단자 표면에 보강부재가 구비된 본 발명의 플렉서블 배터리용 전극조립체의 바람직한 다른 일실시예의 개략도를 나타낸 것이다.
도 3a 및 도 3b 각각은 전극단자 표면에 보강부재가 구비된 본 발명의 플렉서블 배터리용 전극조립체의 바람직한 또 다른 일실시예의 개략도를 나타낸 것이다.
도 4a 및 도 4b 각각은 종래 배터리의 외부 형태 및 단면의 개략도이다.
도 5a는 패턴을 형성시킨 플렉서블 배터리 표면에 단열나노웹 코팅층을 형성시킨 플렉서블 배터리에 대한 개략도이며, 도 5b는 도 5a와 다른 패턴을 형성시킨 플렉서블 배터리의 개략도이다.
도 6a 및 도 6b 각각은 도 5a의 플렉서블 배터리의 단면부를 나타낸 개략도로서, 도 6a는 외장재(1, 2)에는 패턴이 형성되고, 전극조립체(1000)에는 패턴이 형성되지 않은 일실시예를 나타낸 것이고, 도 6b는 외장재 (1,2) 및 전극조립체(1000)에 모두 패턴이 형성된 개략도이며, 도 6a 및 도 6b 모두 외장재(1,2) 표면에 단열나노웹 코팅층(2000)이 형성되어 있는 개략도이다.
도 7a 및 도 7b 각각은 도 5a의 플렉서블 배터리의 단면부를 나타낸 또 다른 개략도로서, 도 7a는 외장재(1, 2)에는 패턴이 형성되고, 전극조립체(1000)에는 패턴이 형성되지 않은 일실시예를 나타낸 것이고, 도 7b는 외장재(1,2) 및 전극조립체(1000)에 모두 패턴이 형성된 개략도이며, 도 7a 및 도 7b 모두 외장재(1,2) 표면에 부직포층(1500) 및 단열나노웹 코팅층(2000)이 적층되어 있는 개략도이다.
도 8a는 외장재 표면뿐만 아니라, 음극단자(5a) 및 양극단자(5b)에 단열나노웹 코팅층(2000) 적층된 개략도를 나타낸 것이며, 도 8b는 외장재 표면뿐만 아니라, 음극단자(5a) 및 양극단자(5b)에 부직포층(1500) 및 단열나노웹 코팅층(2000) 적층된 개략도를 나타낸 것이다.
도 9 내지 도 20 각각은 본 발명의 플렉서블 배터리에 형성된 패턴의 바람직한 일실시예의 개략도를 나타낸 것이다.
도 21은 본 발명의 플렉서블 배터리의 전극조립체를 구성하는 분리막의 바람직한 일실시 형태를 나타낸 개략도이다.
도 22는 본 발명의 플렉서블 배터리의 전극조립체의 바람직한 일실시 형태를 나타낸 개략도이다.
도 23은 실제 제조한 본 발명의 플렉서블 배터리를 찍은 사진이다.
도 24 및 도 25는 플렉서블 배터리에 패턴을 롤러 압연을 통해 형성시키는 공정을 찍은 사진이다.
도 26은 비교예 1에서 제조된 파우치형 배터리를 찍은 사진이다.
도 27은 실험예 1에서 사용된 밴딩(bending) 장치를 찍은 사진이다.1 shows a schematic view of a preferred embodiment of the battery for a flexible battery of the present invention provided with a reinforcing member on the surface of the electrode terminal.
2a and 2b each shows a schematic view of another preferred embodiment of the electrode assembly for a flexible battery of the present invention provided with a reinforcing member on the surface of the electrode terminal.
3a and 3b respectively show a schematic view of another preferred embodiment of the electrode assembly for a flexible battery of the present invention provided with a reinforcing member on the surface of the electrode terminal.
4A and 4B are schematic views of an external shape and a cross-section of a conventional battery.
5A is a schematic diagram of a flexible battery in which an insulating nanoweb coating layer is formed on the surface of a flexible battery having a pattern formed thereon, and FIG. 5B is a schematic diagram of a flexible battery in which a pattern different from that of FIG. 5A is formed.
6A and 6B are each a schematic view showing a cross-section of the flexible battery of FIG. 5A, and FIG. 6A shows an embodiment in which a pattern is formed on the exterior materials 1 and 2, and the pattern is not formed on the electrode assembly 1000. 6b is a schematic view in which both the patterns are formed on the exterior material 1 and 2 and the electrode assembly 1000, and both FIGS. 6a and 6b are the exterior materials 1 and 2, and the thermal insulation nanoweb coating layer 2000 is formed on the surface. It is a schematic diagram.
7A and 7B are each another schematic view showing a cross-section of the flexible battery of FIG. 5A, and FIG. 7A is an embodiment in which a pattern is formed on the exterior materials 1 and 2, and the pattern is not formed on the electrode assembly 1000. 7b is a schematic view in which both patterns are formed on the exterior materials 1 and 2 and the electrode assembly 1000, and FIGS. 7a and 7b are both non-woven fabric layers 1500 and thermal insulation nanowebs on the surface of the exterior materials 1 and 2 It is a schematic diagram in which the coating layer 2000 is laminated.
Figure 8a shows a schematic diagram of a thermal insulation nanoweb coating layer 2000 laminated on the surface of the exterior material as well as the negative terminal 5a and the positive terminal 5b, and FIG. 8b is not only on the surface of the exterior material, but also the negative terminal 5a and positive terminal (5b) shows a schematic diagram of the nonwoven fabric layer 1500 and the thermal insulation nanoweb coating layer 2000 laminated.
9 to 20 each shows a schematic view of a preferred embodiment of a pattern formed in the flexible battery of the present invention.
21 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of the separator constituting the electrode assembly of the flexible battery of the present invention.
22 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of the electrode assembly of the flexible battery of the present invention.
23 is a photograph taken of the actually manufactured flexible battery of the present invention.
24 and 25 are photographs of a process of forming a pattern on a flexible battery through roller rolling.
26 is a photograph taken of the pouch-type battery prepared in Comparative Example 1.
27 is a photograph taken of the bending device used in Experimental Example 1.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

기존의 파우치형 배터리 내부에 포함되는 전극조립체와 양극 및 음극의 일단부에 일정길이 돌출되어 형성된 전극단자의 신뢰성이 부족하여 외부에서 외력이 가해지는 경우 파손이 발생하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 내전해액성이 부족한 문제점이 있었다.The electrode assembly included in the existing pouch-type battery and the electrode terminal formed by protruding a certain length from one end of the positive and negative electrodes have a problem in that they are damaged when an external force is applied due to insufficient reliability. There was a problem with the lack of gender.

이러한 기존 파우치형 배터리 내부에 포함되는 전극조립체와 양극 및 음극의 일단부에 일정길이 돌출되어 형성된 전극단자의 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 플렉서블 배터리용 전극조립체는 전극단자의 적어도 일면에 보강부재를 구비하여 전극조립체의 신뢰성 및 내전해액성을 증가시킬 수 있다.
In order to solve the problem of the electrode assembly included in the conventional pouch-type battery and the electrode terminal formed by protruding a certain length from one end of the positive and negative electrodes, the electrode assembly for a flexible battery of the present invention includes a reinforcing member on at least one surface of the electrode terminal. It is possible to increase the reliability and electrolyte resistance of the electrode assembly by providing it.

도 1에 개시된 바와 같이 본 발명의 배터리용 전극조립체(1000)는 양극(200), 음극(100) 및 분리막(600)을 포함하고, 상기 양극(200) 및 음극(100)과 각각 전기적으로 연결되고, 상기 양극(200) 및 음극(100)의 일단부에 전극단자(5a, 5b)가 일정길이 돌출되어 형성된다.As shown in FIG. 1 , the electrode assembly 1000 for a battery of the present invention includes a positive electrode 200 , a negative electrode 100 , and a separator 600 , and is electrically connected to the positive electrode 200 and the negative electrode 100 , respectively. and electrode terminals 5a and 5b are formed to protrude a predetermined length from one end of the positive electrode 200 and the negative electrode 100 .

구체적으로, 전극단자는 음극단자(5a) 및 양극단자(5b)을 포함하는데, 상기 음극단자(5a)는 음극(100)과 전기적으로 연결되고, 상기 양극단자(5b)는 양극(200)과 전기적으로 연결되어, 상기 양극(200) 및 음극(100)의 일단부에 돌출되어 형성된다.Specifically, the electrode terminal includes a negative terminal (5a) and a positive terminal (5b), the negative terminal (5a) is electrically connected to the negative electrode (100), the positive terminal (5b) is the positive electrode (200) and It is electrically connected and is formed to protrude from one end of the positive electrode 200 and the negative electrode 100 .

이 때, 전극단자의 적어도 일면에는 외부에서 외력이 가해지는 경우에도 전극단자의 파손을 방지하기 위하여 보강부재(3000)가 구비된다.At this time, at least one surface of the electrode terminal is provided with a reinforcing member 3000 to prevent damage to the electrode terminal even when an external force is applied thereto.

상기 보강부재는 전극단자 중 음극단자(5a)의 일면 또는 양면에만 구비될 수도 있고, 양극단자(5b)의 일면 또는 양면에만 구비될 수도 있으며, 음극단자(5a) 및 양극단자(5b) 모두의 일면 도는 양면에만 구비될 수도 있다.The reinforcing member may be provided only on one side or both sides of the negative terminal 5a among the electrode terminals, may be provided only on one side or both sides of the positive terminal 5b, of both the negative terminal 5a and the positive terminal 5b. It may be provided only on one side or both sides.

또한, 상기 보강부재(3000)는 적어도 일부가 도 2a에 기재된 바와 같이 상기 전극조립체(1000)의 일부를 덮도록 연장되어 구비될 수 있으며, 도 2b에 기재된 바와 같이 상기 전극조립체(1000)의 전부를 덮도록 연장되어 구비될 수도 있다.In addition, at least a part of the reinforcing member 3000 may be provided to extend to cover a part of the electrode assembly 1000 as shown in FIG. 2A , and the entirety of the electrode assembly 1000 as shown in FIG. 2B . It may be provided to extend to cover the.

이 뿐만 아니라, 도 3a에 기재된 바와 같이 후술할 플렉서블 배터리가 앞서 설명한 플렉서블 배터리용 전극조립체(1000) 및 적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지고 상기 전극조립체(1000)를 전해액과 함께 봉지하는 외장재(1,2)를 포함하고, 적어도 일면에 보강부재(3000)가 구비된 상기 전극조립체(1000)의 전극단자(5a, 5b)가 상기 외장재(1, 2) 일단부에 일정길이 돌출되어 있을 때, 상기 보강부재(3000)는 상기 외장재(1,2)로부터 돌출된 전극단자(5a, 5b)의 적어도 일면에만 구비될 수 있다.In addition to this, as shown in FIG. 3A, the flexible battery to be described later has the electrode assembly 1000 for the flexible battery described above and a pattern for contraction and relaxation when bending on at least one surface, and the electrode assembly 1000 is encapsulated with the electrolyte. The electrode terminals 5a and 5b of the electrode assembly 1000 having a reinforcing member 3000 provided on at least one surface of the exterior materials 1 and 2 protrude from one end of the exterior materials 1 and 2 by a certain length. In this case, the reinforcing member 3000 may be provided only on at least one surface of the electrode terminals 5a and 5b protruding from the exterior materials 1 and 2 .

또한, 도 3b에 기재된 바와 같이 상기 보강부재(3000)는 적어도 일부가 상기 외장재(1)를 덮도록 연장되어 구비될 수 있다.
In addition, as shown in FIG. 3B , at least a portion of the reinforcing member 3000 may be extended to cover the exterior material 1 .

한편, 상기 보강부재(300)는 판상의 시트 또는 필름부재일 수 있으며, 점착부재 또는 접착부재일 수 있다.Meanwhile, the reinforcing member 300 may be a plate-shaped sheet or film member, and may be an adhesive member or an adhesive member.

나아가, 상기 보강부재(3000)는 탄성계수가 0.1 Gpa 이상일 수 있어 탄성강도가 우수하고, 전해액에 대한 팽윤도가 200% 이하일 수 있어 내전해액성이 우수하며, 접착강도가 200 gf/25mm 이상일 수 있어, 상기 전극단자(5a, 5b)에 대한 접착력이 우수할 수 있다.
Furthermore, the reinforcing member 3000 may have an elastic modulus of 0.1 Gpa or more, so that the elastic strength is excellent, the swelling degree with respect to the electrolyte may be 200% or less, so that the electrolyte resistance is excellent, and the adhesive strength may be 200 gf/25mm or more. , may have excellent adhesion to the electrode terminals 5a and 5b.

나아가, 상기 보강부재(3000)는 도 1에 개시된 바와 같이 기재층(3001) 및 상기 기재층(3001) 일면에 구비되어 상기 전극단자(5a, 5b)에 접착되는 접착층(3002)을 포함할 수 있다.Furthermore, the reinforcing member 3000 may include a base layer 3001 and an adhesive layer 3002 provided on one surface of the base layer 3001 and adhered to the electrode terminals 5a and 5b as shown in FIG. 1 . there is.

이 때, 상기 기재층(3001)의 두께는 5 ~ 50㎛일 수 있으며, 상기 접착층(3002)의 두께는 5 ~ 50㎛일 수 있다.At this time, the thickness of the base layer 3001 may be 5 ~ 50㎛, the thickness of the adhesive layer 3002 may be 5 ~ 50㎛.

먼저, 기재층(3001)은 실리콘 이형체가 표면처리된 필름일 수 있으며, 구체적으로 실리콘 이형력이 경박리측을 1로 기준하였을 때, 3 ~ 5배 박리가 무거운 실리콘 이형액이 처리된 필름일 수 있다.First, the base layer 3001 may be a film surface-treated with a silicone release body, and specifically, when the silicone release force is 1 based on the light peeling side, it is a film treated with a silicone release solution that is 3 to 5 times heavier in peeling. can

다음으로, 접착층(3002)은 아크릴 중합체를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 산-프리(acid free) 아크릴 중합체를 포함할 수 있다.Next, the adhesive layer 3002 may include an acrylic polymer, preferably an acid-free acrylic polymer.

구체적으로, 상기 아크릴 중합체는 탄소수가 4 ~ 17 인 알킬(메타)아크릴레이트 중에서 선택된 1 종 이상의 아크릴계 단량체, 상기 아크릴계 단량체와 공중합 가능하고, 메틸 메타크릴레이트 또는 비닐 아크릴레이트 중에서 선택된 단량체, 하이드록시가 함유된 메타크릴레이트계 관능성 단랑체 및 가교제로 구성된다.Specifically, the acrylic polymer is copolymerizable with one or more acrylic monomers selected from alkyl (meth)acrylates having 4 to 17 carbon atoms, the acrylic monomers, and a monomer selected from methyl methacrylate or vinyl acrylate, hydroxy It is composed of a methacrylate-based functional monomer and a crosslinking agent.

더욱 구체적으로, 본 발명의 아크릴계 단량체는 내구성 관점에서 유리전이온도가 낮은 끈적끈적한 성질이 있는 아크릴에스테르로, 바람직하게는 2-에틸헥실아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트 및 이소-옥실아크릴레이트 등 중에서 선택된 1 종 이상을 사용한다.More specifically, the acrylic monomer of the present invention is an acrylic ester having a sticky property with a low glass transition temperature from the viewpoint of durability, preferably from among 2-ethylhexyl acrylate, n-butyl acrylate and iso-oxyl acrylate. Use one or more selected types.

또한, 본 발명의 상기 아크릴계 단량체와 공중합 가능한 단량체는 메틸 메타크릴레이트 및 비닐 아크릴레이트 등 중에서 선택된 1 종 이상을 사용하며, 상기 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 10 ~ 15 중량부를 사용하는데, 이 범위 내에서는 공중합이 우수하다.In addition, the monomer copolymerizable with the acrylic monomer of the present invention uses at least one selected from methyl methacrylate and vinyl acrylate, and uses 10 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer, within this range. Copolymerization is excellent in

또한, 상기 하이드록시가 함유된 메타크릴레이트계 관능성 단랑체는 2-하이드록시에틸메타크릴레이트를 사용하는 것이 좋으며, 상기 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 3 ~ 10 중량부를 사용하는데, 이 범위 내에서는 접착층(3002)의 경화도가 우수하다.In addition, as the hydroxy-containing methacrylate-based functional monomer, 2-hydroxyethyl methacrylate is preferably used, and 3 to 10 parts by weight are used based on 100 parts by weight of the acrylic monomer, and within this range In this case, the degree of curing of the adhesive layer 3002 is excellent.

본 발명의 가교제는 멜라민 화합물, 에폭시 화합물 및 이소시아네이트 화합물 등 중에서 선택된 1 종 이상을 사용하며, 상기 아크릴계 단량체 100 중량부에 대하여 0.03 ~ 0.5 중량부를 사용하며, 보다 바람직하게는 0.15 ~ 0.35 중량부를 사용한다. 이 범위 내에서는 기재밀착성, 응집성이 우수하고 황변현상이 일어나지 않으며, 다양한 물성구현이 가능하다.The crosslinking agent of the present invention uses at least one selected from a melamine compound, an epoxy compound, an isocyanate compound, and the like, and uses 0.03 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the acrylic monomer, more preferably 0.15 to 0.35 parts by weight. . Within this range, adhesion to the substrate and cohesiveness are excellent, yellowing does not occur, and various physical properties can be realized.

본 발명의 아크릴 중합체를 제조하는 방법은 용액중합, 유화중합, 현탁중합, 분산중합 등의 방법에 의하며, 보다 바람직하게는 단량체와 용제가 1액형 라디칼 반응을 하는 용액중합법에 의한다.
The method for producing the acrylic polymer of the present invention is by a method such as solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, dispersion polymerization, and more preferably, a solution polymerization method in which a monomer and a solvent undergo a one-component radical reaction.

한편, 발명의 플렉서블 배터리는 앞서 설명한 플렉서블 배터리용 전극조립체; 및 적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지고 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재; 를 포함하고, On the other hand, the flexible battery of the present invention includes the electrode assembly for the flexible battery described above; and a packaging material having a pattern for contraction and relaxation upon bending on at least one surface and encapsulating the electrode assembly together with an electrolyte; including,

적어도 일면에 보강부재가 구비된 상기 전극조립체의 전극단자가 상기 외장재 일단부에 일정길이 돌출된다.
An electrode terminal of the electrode assembly having a reinforcing member on at least one surface protrudes from one end of the exterior material by a predetermined length.

기존의 파우치형 배터리는 도 4a 및 도 4b와 같이 외장재의 표면이 평평한 구조를 갖고, 탄성력이 떨어져서 구부리면 외장재의 표면에 크랙이 발생하는 문제가 있었다. The conventional pouch-type battery has a structure in which the surface of the exterior material is flat as shown in FIGS. 4A and 4B, and has a problem in that cracks occur on the surface of the exterior material when bent due to low elasticity.

이러한 기존 파우치형 배터리의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 배터리의 외장재뿐만 아니라, 외장재 내부의 전극조립체에도 밴딩시 수축 및 이완을 가능케 하는 패턴을 형성시킴으로서, 표면에 크랙이 발생하는 문제를 해결할 뿐만 아니라, 유연성을 확보할 수 있다. In order to solve the problems of the conventional pouch-type battery, the present invention not only solves the problem of cracking on the surface, but also solves the problem of cracking on the surface by forming a pattern that enables contraction and relaxation during bending not only in the battery casing but also in the electrode assembly inside the casing. , to ensure flexibility.

먼저, 본 발명의 플렉서블 배터리는 도 5 내지 도 8에 나타낸 바와 같이, 전극조립체(1000) 및 외장재를 포함한다.First, the flexible battery of the present invention includes an electrode assembly 1000 and a casing, as shown in FIGS. 5 to 8 .

상기 외장재(1, 2)는 적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지고 상기 전극 조립체(1000)를 전해액과 함께 봉지한다.The exterior materials 1 and 2 have a pattern for contraction and relaxation when bending on at least one surface and encapsulate the electrode assembly 1000 together with the electrolyte.

구체적으로, 도 5a및 도 5b에 나타낸 바와 같이 외장재는 수용부(20) 및 실링부(10)를 포함하며, 수용부(20) 및 실링부(10)를 형성케 하는 외장재의 외부로 음극단자(5a) 및/또는 양극단자(5b)의 전극단자가 형성된 형태일 수 있다. Specifically, as shown in FIGS. 5A and 5B , the exterior material includes an accommodating part 20 and a sealing part 10 , and a negative terminal to the outside of the exterior material for forming the accommodating part 20 and the sealing part 10 . (5a) and/or the electrode terminal of the positive terminal (5b) may be formed.

또한, 외장재 외부 표면에 단열나노웹 코팅층(2000)이 형성된 형태일 수 있으며, 상기 수용부(20) 내부에는 전극조립체(1000) 및 전해액을 포함하게 된다.In addition, it may be in a form in which the thermal insulation nanoweb coating layer 2000 is formed on the outer surface of the exterior material, and the electrode assembly 1000 and the electrolyte are included in the accommodating part 20 .

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 외장재(1,2)의 외부 표면에 단열나노웹 코팅층(2000)을 도입하여 배터리 자체에서 발생하는 열이 전기, 전자기기로 열이 전달되는 것을 최소화할 수 있으며, 또한, 외부에서 배터리로 전달되는 열을 차단함으로써, 전기, 전자기기의 부품 즉, 배터리가 삽입되는 부품과 함께 사출 성형시켜서 부품과 일체화시켜서 제조할 수 있는 것이다.More specifically, as shown in FIGS. 6A and 6B , the heat generated by the battery itself is converted into electricity and electronic devices by introducing the thermal insulation nanoweb coating layer 2000 on the outer surface of the exterior materials 1 and 2 . It is possible to minimize the transfer of heat, and also, by blocking the heat transferred to the battery from the outside, it can be manufactured by injection molding together with the parts of electric and electronic devices, that is, the parts into which the battery is inserted, and then integrated with the parts. .

또한, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 외장재(1, 2)의 외부 표면과 단열나노웹 코팅층(2000) 사이에 부직포층(1500)을 도입할 수도 있다.In addition, as shown in FIGS. 7A and 7B , the nonwoven fabric layer 1500 may be introduced between the outer surfaces of the exterior materials 1 and 2 and the thermal insulation nanoweb coating layer 2000 .

또한, 8a 및 도 8b에 나타낸 바와 같이, 외장재 뿐만 아니라, 전극단자인 음극단자(5a) 및 양극단자(5b)의 표면에도 단열나노웹 코팅층(2000) 및/또는 부직포층(1500)을 형성시켜서, 외부 열이 전극단자를 통해서 플렉서블 배터리로 전달되거나, 또는 배터리 자체 열이 전자, 전기 기기로 전달되는 것을 최소화 또는 차단할 수도 있다.
In addition, as shown in 8a and 8b, the insulating nanoweb coating layer 2000 and/or the nonwoven fabric layer 1500 is formed on the surface of the negative electrode terminal 5a and the positive electrode terminal 5b, which are electrode terminals, as well as the exterior material. , it is possible to minimize or block the transfer of external heat to the flexible battery through the electrode terminal, or the transfer of heat from the battery itself to electronic or electrical devices.

본 발명의 플렉서블 배터리에 있어서, 상기 외장재 및 전극조립체는 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지며, 외장재 및 전극조립체의 패턴은 일치하는 부분을 가질 수 있다. In the flexible battery of the present invention, the exterior material and the electrode assembly may have patterns for contraction and relaxation during bending, and the patterns of the exterior material and the electrode assembly may have identical portions.

그리고, 수용부 내부에 있는 상기 전극조립체는 양극집전체(501)의 일면 또는 양면에 형성된 양극 활물질(502)을 구비하는 양극; 음극집전체(401)의 일면 또는 양면에 형성된 음극 활물질(402)을 구비하는 음극; 및 분리막(600);을 포함하며, 상기 양극, 음극 및 분리막(600)은 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지며, 외장재(1,2)의 패턴과 일치하는 부분을 가질 수 있다.In addition, the electrode assembly in the receiving portion includes a positive electrode having a positive electrode active material 502 formed on one or both sides of the positive electrode current collector 501; a negative electrode having a negative electrode active material 402 formed on one or both surfaces of the negative electrode current collector 401; and a separator 600 , wherein the positive electrode, the negative electrode and the separator 600 have a pattern for contraction and relaxation when bending, and may have a portion matching the pattern of the exterior materials 1 and 2 .

또한, 본 발명의 플렉서블 배터리에 형성된 패턴은 도 9 ~ 도 12 및 도 18 ~ 도 20처럼 연속적인 패턴일 수도 있으며, 또는 도 13 ~ 도 17처럼 패턴이 비연속적으로 형성될 수 있다.In addition, the pattern formed in the flexible battery of the present invention may be a continuous pattern as shown in FIGS. 9 to 12 and 18 to 20 , or a pattern may be formed discontinuously as shown in FIGS. 13 to 17 .

그리고, 본 발명의 플렉서블 배터리에 형성된 패턴은 프리즘 패턴, 반원 패턴, 물결무늬 패턴, 다각형 패턴 및 이들이 혼합된 패턴 중에서 선택된 1종 이상의 패턴으로 형성될 수 있으며, 상기 패턴은 도 18 내지 도 20에 나타낸 바와 같이, 이웃 패턴간에 서로 같거나 다른 패턴 크기를 또는 패턴 형태를 가질 수 있다.In addition, the pattern formed in the flexible battery of the present invention may be formed of one or more patterns selected from a prism pattern, a semicircle pattern, a wavy pattern, a polygonal pattern, and a mixed pattern thereof, and the pattern is shown in FIGS. 18 to 20 As such, neighboring patterns may have the same or different pattern size or pattern shape.

또한, 본 발명에 있어서, 패턴은 도 5b와 같이 상하 및/또는 좌우 방향으로의 유연성을 확보하기 위해 엠보싱 패턴을 가질 수 있고, 상기 엠보싱 패턴은 사면체형, 오면체형, 육면체형 및 이들의 혼합 형태로 형성될 수도 있다.In addition, in the present invention, the pattern may have an embossing pattern to ensure flexibility in the vertical and/or left and right directions as shown in FIG. 5B, and the embossing pattern is a tetrahedral, pentahedral, hexahedral, and mixtures thereof. may be formed as

또한, 본 발명의 플렉서블 배터리는 어느 일방향으로의 유연성 증대를 위해서, 상기 패턴은 하기 방정식 1 및/또는 방정식 2를 만족하도록 형성되어 있을 수도 있다.In addition, in the flexible battery of the present invention, in order to increase flexibility in one direction, the pattern may be formed to satisfy Equation 1 and/or Equation 2 below.

[방정식 1][Equation 1]

제1외장재(1) 패턴의 높이 ≥ 전극조립체(1000) 패턴의 높이 ≥ 제2외장재(2) 패턴의 높이The height of the first exterior material (1) pattern ≥ the height of the electrode assembly 1000 pattern ≥ the height of the second exterior material (2) pattern

[방정식 2][Equation 2]

제1외장재(1) 패턴의 피치 ≥ 전극조립체(1000) 패턴의 피치 ≥ 제2외장재(2) 패턴의 피치The pitch of the first exterior material (1) pattern ≥ the pitch of the electrode assembly 1000 pattern ≥ the pitch of the second exterior material (2) pattern

또한, 본 발명의 플렉서블 배터리에서 패턴은 플렉서블 배터리의 중심으로부터 외부방향으로 갈수록 패턴의 높이가 작아지는 형태를 갖도록 형성시킬 수도 있다.In addition, in the flexible battery of the present invention, the pattern may be formed to have a shape in which the height of the pattern decreases from the center of the flexible battery toward the outside.

이와 같이 배터리의 외장재뿐만 아니라, 전극집합체(분리막 포함)에 패턴을 형성시킴으로써, 전극집합체의 전극간의 접착강도를 개선시킬 수 있으면서도, 패턴에 의해 전해액의 유동을 방지할 수도 있다.
As described above, by forming a pattern on the electrode assembly (including the separator) as well as the battery exterior material, the adhesive strength between the electrodes of the electrode assembly can be improved, and the flow of the electrolyte can be prevented by the pattern.

본 발명의 플렉서블 배터리의 수용부 내부에 수용된 전극조립체는 앞서 설명한 바와 같이 양극, 음극 및 분리막을 포함하는데, 상기 분리막(600, 도 21 참조)은 부직포층(31)의 일면 또는 양면에 다공성 나노섬유웹층(32)을 포함할 수 있다. The electrode assembly accommodated in the receiving part of the flexible battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator as described above, wherein the separator 600 (see FIG. 21) is a porous nanofiber on one or both sides of the nonwoven fabric layer 31 A web layer 32 may be included.

그리고, 상기 다공성 나노섬유웹층은 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 나노섬유를, 바람직하게는 다공성 나노섬유웹층 형성시 방사성 및 균일한 기공형성을 확보를 위해 폴리아크릴니트릴 나노섬유만으로 구성될 수 있다. 그리고, 다공성 나노섬유웹층의 상기 폴리아크릴로니트릴 나노섬유는 평균직경 0.1㎛ ~ 2㎛인 것을, 바람직하게는 0.1㎛ ~ 1.0㎛일 수 있으며, 이때, 나노섬유의 평균직경이 0.1㎛ 미만이면 분리막이 충분한 내열성을 확보하지 못하는 문제가 있을 수 있고, 2㎛를 초과하면 분리막의 기계적 강도는 우수하나, 분리막의 탄성력이 오히려 감소하여 플렉서블 배터리에 사용하기에 부적합해질 수 있다.
And, the porous nanofiber web layer is polyacrylonitrile (polyacrylonitrile) nanofibers and polyvinylidene fluoride (polyvinylidene fluoride) nanofibers containing at least one selected from nanofibers, preferably when the porous nanofiber web layer is formed It may be composed of only polyacrylnitrile nanofibers to ensure spinnability and uniform pore formation. And, the polyacrylonitrile nanofibers of the porous nanofiber web layer may have an average diameter of 0.1 μm to 2 μm, preferably 0.1 μm to 1.0 μm, and in this case, if the average diameter of the nanofibers is less than 0.1 μm, the separator There may be a problem in not securing sufficient heat resistance, and if it exceeds 2 μm, the mechanical strength of the separator is excellent, but the elastic force of the separator is rather reduced, making it unsuitable for use in a flexible battery.

그리고, 본 발명에서 상기 전극조립체(1000)는 도 6과 같이 양극과 음극 사이에 분리막이 형성된 형태일 수도 있으며, 또한, 도 22 에 개략도로 나타낸 바와 같이, 양극(200), 음극(100) 및 상기 양극(200)과 음극(100)을 분리시키는 분리막(600a, 600b)을 포함하고, 상기 양극(200)은 양극집전체(501) 및 양극활물질(502a, 502b)을 포함하고, 상기 음극(100)은 음극집전체(401) 및 음극활물질(402a, 402b)을 포함하며, 상기 양극 또는 음극은 상기 분리막으로 봉지(또는 실링 또는 코팅)되어 분리막과 일체화되어 있을 수 있다. 음극집전체 및 양극집전체가 연장되어 음극단자(5a) 및 양극단자(5b)를 형성할 수 있다. In addition, in the present invention, the electrode assembly 1000 may have a form in which a separator is formed between the positive electrode and the negative electrode as shown in FIG. 6 , and as shown in a schematic diagram in FIG. and separators 600a and 600b for separating the positive electrode 200 and the negative electrode 100, and the positive electrode 200 includes a positive electrode current collector 501 and positive electrode active materials 502a, 502b, and the negative electrode ( 100) includes a negative electrode current collector 401 and negative electrode active materials 402a and 402b, and the positive or negative electrode may be sealed (or sealed or coated) with the separator to be integrated with the separator. The negative electrode current collector and the positive electrode current collector may extend to form a negative electrode terminal 5a and a positive electrode terminal 5b.

이와 같이 음극 또는 양극과 분리막이 일체화된 전극조립체를 제조하는 방법에 대하여 바람직한 일례를 들면, 양극 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 양극활물질을 구비한 양극 및 음극 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 음극활물질을 구비한 음극을 각각 준비하는 단계; 상기 양극 또는 음극 중 어느 하나를 봉지하도록 다공성 나노섬유웹층과 부직포층을 포함하는 분리막을 형성시켜서, 양극 또는 음극과 분리막을 일체화시키는 단계; 및 분리막과 일체화된 양극 또는 음극과 분리막이 형성되지 않은 양극 또는 음극을 대향시켜 압착 조립하는 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조할 수 있다.As a preferred example of a method of manufacturing an electrode assembly in which the negative electrode or the positive electrode and the separator are integrated as described above, a positive electrode having a positive electrode active material formed on one or both sides of the positive electrode current collector and a negative electrode active material formed on one or both sides of the negative electrode current collector preparing a cathode each having a; forming a separator including a porous nanofiber web layer and a non-woven fabric layer to encapsulate either the anode or the cathode, thereby integrating the anode or the cathode with the separator; and pressing and assembling the positive or negative electrode integrated with the separator and the positive or negative electrode on which the separator is not formed to face each other.

또한, 다공성 나노섬유웹층을 부직포의 일면 또는 양면에 형성시켜서 분리막을 제조한 후, 음극 또는 양극의 일표면 또는 양표면에 다공성 나노섬유웹층이 접촉하도록 음극 또는 양극 표면을 상기 분리막으로 봉지시켜서 본 발명의 전극조립체를 제조할 수도 있다.
In addition, after preparing a separator by forming a porous nanofiber web layer on one or both surfaces of a nonwoven fabric, the surface of the anode or anode is sealed with the separator so that the porous nanofiber web layer is in contact with one or both surfaces of the anode or the anode. It is also possible to manufacture an electrode assembly of

그리고, 상기 분리막의 부직포층(31a, 31b)을 구성하는 상기 부직포는 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐알코올(PVA, polyvinyl alcohol), 폴리설폰(polysulfone), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아마이드(polyamide), 폴리에틸렌옥사이드(PEO, polyethylene oxide), 폴리에틸렌(PE, polyethylene), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, poly methyl methacrylate) 및 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.In addition, the nonwoven fabric constituting the nonwoven fabric layers 31a and 31b of the separator is cellulose, cellulose acetate, polyvinyl alcohol (PVA, polyvinyl alcohol), polysulfone, polyimide, polyetherimide. ), polyamide (polyamide), polyethylene oxide (PEO, polyethylene oxide), polyethylene (PE, polyethylene), polypropylene (PP, polypropylene), polyethylene terephthalate (PET, polyethylene terephthalate), polyurethane (PU, polyurethane), At least one selected from polymethyl methacrylate (PMMA, poly methyl methacrylate) and polyacrylonitrile may be used.

그리고, 상기 부직포층은 무기첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 무기첨가제는 SiO, SnO, SnO2, PbO2, ZnO, P2O5, CuO, MoO, V2O5, B2O3, Si3N4, CeO2, Mn3O4, Sn2P2O7, Sn2B2O5, Sn2BPO6, TiO2, BaTiO3, Li2O, LiF, LiOH, Li3N, BaO, Na2O, Li2CO3, CaCO3, LiAlO2, SiO2, Al2O3 및 PTFE 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 할 수 있다. 그리고, 상기 무기첨가제인 무기물 입자는 평균입경 10 ~ 50 nm인 것을, 바람직하게는 10 ~ 30 nm인 것을, 더욱 바람직하게는 10 ~ 20 nm인 것을 사용하는 것이 좋다. And, the nonwoven layer may further include an inorganic additive, the inorganic additive is SiO, SnO, SnO 2 , PbO 2 , ZnO, P 2 O 5 , CuO, MoO, V 2 O 5 , B 2 O 3 , Si 3 N 4 , CeO 2 , Mn 3 O 4 , Sn 2 P 2 O 7 , Sn 2 B 2 O 5 , Sn 2 BPO 6 , TiO 2 , BaTiO 3 , Li 2 O, LiF, LiOH, Li 3 N, One or more selected from BaO, Na 2 O, Li 2 CO 3 , CaCO 3 , LiAlO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 and PTFE may be included. In addition, the inorganic particles of the inorganic additive have an average particle diameter of 10 to 50 nm, preferably 10 to 30 nm, more preferably 10 to 20 nm.

상기 전극조립체에 있어서, 상기 분리막의 평균두께는 10 ~ 100㎛, 바람직하게는 10 ~ 50㎛일 수 있으며, 분리막의 평균두께가 10㎛ 미만이면 분리막이 너무 얇아서 배터리의 반복적인 구부러짐 및/또는 펴짐에 의한 분리막의 장기내구성을 확보할 수 없을 수 있고, 100㎛를 초과하면 플렉서블 배터리의 박육화에 불리하므로 상기 범위 내의 평균두께를 갖도록 제조하는 것이 좋다.In the electrode assembly, the average thickness of the separator may be 10 to 100 µm, preferably 10 to 50 µm, and if the average thickness of the separator is less than 10 µm, the separator is too thin and repetitive bending and/or unfolding of the battery It may not be possible to ensure the long-term durability of the separator due to the above, and if it exceeds 100 μm, it is disadvantageous to thinning of the flexible battery, so it is preferable to manufacture it to have an average thickness within the above range.

그리고, 상기 부직포층은 평균두께 10 ~ 30㎛로, 바람직하게는 15 ~ 30㎛로 형성시키고, 상기 나노섬유웹층은 평균두께 1 ~ 5㎛를 갖는 것이 좋다.
And, the nonwoven layer is preferably formed to have an average thickness of 10 ~ 30㎛, preferably 15 ~ 30㎛, the nanofiber web layer has an average thickness of 1 ~ 5㎛.

본 발명의 전극조립체(1000)는 양극활물질 및 양극집전체를 포함하는 양극과 음극활물질 및 음극집전체를 포함하는 음극을 포함하는데, 상기 양극집전체 및/또는 음극집전체는 박형의 금속 호일로 이루어질 수 있고, 일방향으로 길게 이어진 띠 형상으로 형성되며 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 니켈, 티타늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 아연, 몰리브덴, 텅스텐, 은, 금 및 이들의 조합에 의하여 제조되는 금속 호일로 이루어질 수 있다.The electrode assembly 1000 of the present invention includes a positive electrode including a positive electrode active material and a positive electrode current collector, and a negative electrode including a negative electrode active material and a negative electrode current collector, wherein the positive electrode current collector and/or the negative electrode current collector are made of thin metal foil. A metal formed in a band shape extending in one direction and made of copper, aluminum, stainless steel, nickel, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, zinc, molybdenum, tungsten, silver, gold, and combinations thereof It can be made of foil.

그리고, 상기 양극집전체 및/또는 음극집전체는 특별하게 한정하지는 않으나, 0.5 ~ 2㎛ 두께로 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the positive electrode current collector and/or the negative electrode current collector is not particularly limited, but is preferably formed to a thickness of 0.5 to 2 μm.

상기 양극 구성 중 양극 활물질은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하며, 이러한 양극 활물질의 대표적인 예로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, 또는 LiNi1 -x- yCoxMyO2(0 ≤ x ≤1, 0 ≤y ≤ 1, 0 ≤ x+y ≤ 1, M은 Al, Sr, Mg, La 등의 금속)와 같은 리튬-전이금속 산화물을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 상기 양극 활물질 이외에도 다른 종류의 양극 활물질을 사용하는 것도 물론 가능하다. Among the cathode active materials, the cathode active material includes a cathode active material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions, and representative examples of such cathode active materials include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , or LiNi 1 -x- y Co x M y O 2 (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x+y ≤ 1, M is a metal such as Al, Sr, Mg, La) - Transition metal oxides can be used. However, in the present invention, it is of course possible to use other types of positive electrode active materials in addition to the positive electrode active material.

그리고, 상기 음극 활물질은 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하며, 이러한 음극 활물질로는 결정질 또는 비정질의 탄소, 탄소 섬유, 또는 탄소 복합체의 탄소계 음극 활물질, 주석 산화물, 이들을 리튬화한 것, 리튬, 리튬합금 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 그러나, 본 발명은 상기 음극 활물질로 종류가 한정되는 것은 아니다. In addition, the negative active material includes a negative active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions, and the negative active material includes crystalline or amorphous carbon, carbon fiber, or carbon-based negative active material of carbon composite, tin oxides, lithiated ones thereof, lithium, lithium alloys, and mixtures thereof. However, the present invention is not limited to the type of the negative active material.

여기서, 탄소는 탄소나노튜브, 탄소나노와이어, 탄소나노섬유, 흑연, 활성탄, 그래핀 및 그래파이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.Here, the carbon may be at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon nanowires, carbon nanofibers, graphite, activated carbon, graphene, and graphite.

본 발명에서는 양극 활물질 및 음극 활물질은 양극집전체 또는 음극집전체로부터 박리를 방지하고, 양극 활물질 및 음극 활물질의 크랙을 방지하기 위하여 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 성분을 함유할 수 있다. PTFE 성분은 양극 활물질 및 음극 활물질 각각의 총 중량에서 0.5 ~ 20 중량%를 함유할 수 있고, 바람직하게는 최대 5 중량% 이하로 함유할 수 있다.
In the present invention, the positive electrode active material and the negative electrode active material may contain a PTFE (Polytetrafluoroethylene) component to prevent peeling from the positive electrode current collector or the negative electrode current collector and to prevent cracks in the positive electrode active material and the negative electrode active material. The PTFE component may contain 0.5 to 20% by weight based on the total weight of each of the positive electrode active material and the negative electrode active material, and may preferably contain up to 5% by weight or less.

본 발명의 플렉서블 배터리는 앞서 설명한 바와 같이, 수용부 내에 전해액을 포함하며, 상기 전해액은 비수성 유기용매를 포함하며, 상기 비수성 유기용매로는 카보네이트, 에스테르, 에테르 또는 케톤을 사용할 수 있다. 상기 카보네이트로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르로는 부티로락톤(BL), 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤(valerolactone), 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone), n-메틸 아세테이트, n-에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트 등이 사용될 수 있으며, 상기 에테르로는 디부틸 에테르 등이 사용될 수 있으며, 상기 케톤으로는 폴리메틸비닐케톤이 있으나, 본 발명은 비수성 유기용매의 종류에 한정되는 것은 아니다. As described above, the flexible battery of the present invention includes an electrolyte in the accommodating part, and the electrolyte includes a non-aqueous organic solvent, and carbonate, ester, ether or ketone may be used as the non-aqueous organic solvent. Examples of the carbonate include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methylethyl carbonate (MEC), ethylene carbonate (EC) , propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), etc. may be used, and the esters include butyrolactone (BL), decanolide, valerolactone, and mevalonolactone. ), caprolactone, n-methyl acetate, n-ethyl acetate, n-propyl acetate, etc. may be used, and dibutyl ether may be used as the ether, and polymethylvinyl ketone may be used as the ketone. However, the present invention is not limited to the type of the non-aqueous organic solvent.

또한, 상기 전해액은 리튬염을 포함할 수 있으며, 상기 리튬염은 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 전지의 작동을 가능하게 하며, 그 예로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2x +1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임) 및 LiSO3CF3로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. In addition, the electrolyte may include a lithium salt, and the lithium salt acts as a source of lithium ions in the battery to enable basic lithium battery operation, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiN(C x F 2x +1 SO 2 )(C y F 2x +1 SO 2 ) (where x and y are natural numbers) and LiSO 3 CF 3 At least one selected from the group consisting of may be included.

또한, 전해액은 갤 고분자 전해액을 포함할 수 있다.
In addition, the electrolyte may include a galling polymer electrolyte.

본 발명의 플렉서블 배터리 구성 중 하나인 상기 외장재는 제1수지층(109), 금속박막층(209) 및 제2수지층(309)이 적층된 구조를 포함할 수 있다.The packaging material, which is one of the flexible battery components of the present invention, may include a structure in which a first resin layer 109 , a metal thin film layer 209 , and a second resin layer 309 are stacked.

상기 제1수지층은 PPa(acid modified polypropylene), CPP(casting polyprolypene), LLDPE(Linear Low Density Polyethylene), LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene), 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에폭시 수지 및 페놀 수지 중 하나의 단일층 구조 또는 이들의 적층 구조를 포함할 수 있고, 바람직하게는 PPa(acid modified polypropylene), CPP (casting polyprolypene), LLDPE(Linear Low Density Polyethylene), LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene) 중 하나의 단일층 구조 또는 이들의 적층 구조를 포함할 수 있다.The first resin layer is PPa (acid modified polypropylene), CPP (casting polyprolypene), LLDPE (Linear Low Density Polyethylene), LDPE (Low Density Polyethylene), HDPE (High Density Polyethylene), polyethylene, polyethylene terephthalate, polypropylene, It may include a single layer structure of one of ethylene vinyl acetate (EVA), an epoxy resin, and a phenol resin, or a laminate structure thereof, and preferably PPa (acid modified polypropylene), CPP (casting polyprolypene), LLDPE (Linear Low Density) Polyethylene), low-density polyethylene (LDPE), and high-density polyethylene (HDPE) may include a single-layer structure or a stacked structure thereof.

그리고, 상기 제1수지층은 평균두께 20 ㎛ ~ 80㎛로, 바람직하게는 20 ㎛ ~ 60㎛로 형성시키는 것이 좋은데, 이때, 평균두께 20 ㎛ 미만이면 제1외장재 및 제2외장재간 접합력 및 기밀성 확보에 불리할 수 있으며, 80 ㎛를 초과하는 것은 비경제적이며, 박편화에 불리하므로 상기 범위 내의 두께로 형성시키는 것이 좋다.
In addition, the first resin layer is preferably formed to have an average thickness of 20 μm to 80 μm, preferably 20 μm to 60 μm. It may be disadvantageous in securing, and it is uneconomical to exceed 80 μm, and it is disadvantageous to flaking, so it is preferable to form the thickness within the above range.

상기 금속박막층은 밀도가 조밀하여 습기 및 전해액이 통과할 수 없는 층으로 본 발명의 플렉서블 배터리용 파우치 내부로 습기가 침투되는 것을 방지함과 동시에, 파우치 내부에 위치되는 전해액이 파우치 외부로 누수되는 것을 차단하는 기능을 수행한다.The metal thin film layer is a dense layer that prevents moisture and electrolyte from passing through, preventing moisture from penetrating into the pouch for a flexible battery of the present invention, and at the same time preventing the electrolyte located inside the pouch from leaking out of the pouch. blocking function.

상기 금속박막층의 평균두께는 5㎛ 이상일 수 있으며, 바람직하게는 5㎛ ~ 100㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 30 ~ 50㎛일 수 있다. 만일, 금속박막층의 두께가 5㎛ 미만이면 금속박막층의 수행할 수 없게 될 수 있다. 달리 말하면, 앞서 언급했듯이 금속박막층은 밀도가 조밀하여 습기 및 전해액을 통과할 수 없는데, 금속박막층의 두께가 5㎛ 미만이면, 파우치 내부로 습기가 침투될 수 있을 뿐만 아니라, 파우치 내부에 위치되는 전해액이 파우치 외부로 누수될 수 있다.The average thickness of the metal thin film layer may be 5 μm or more, preferably 5 μm to 100 μm, and more preferably 30 to 50 μm. If the thickness of the metal thin film layer is less than 5 μm, it may be impossible to perform the metal thin film layer. In other words, as mentioned above, the metal thin film layer is dense and cannot pass moisture and electrolyte. It can leak out of this pouch.

그리고, 상기 금속박막층은 알루미늄 박막, 구리 박막, 인청동(phosphorbronze, PB) 박막, 알루미늄청동(aluminium bronze) 박막, 백동 박막, 베릴륨-구리(Berylium-copper) 박막, 크롬-구리 박막, 티탄-구리 박막, 철-구리 박막, 코르손 합금 박막 및 크롬-지르코늄 구리 합금 박막 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.And, the metal thin film layer is an aluminum thin film, a copper thin film, a phosphorbronze (PB) thin film, an aluminum bronze (aluminum bronze) thin film, a cupronickel thin film, a beryllium-copper (Berylium-copper) thin film, chromium-copper thin film, titanium-copper thin film , an iron-copper thin film, a Corson alloy thin film, and a chromium-zirconium copper alloy thin film may include at least one selected from the group consisting of.

여기서, 상기 인청동 박막은 청동에 인을 첨가한 합금이고, 베릴륨동은 베릴륨을 0.2 ~ 2.5% 함유시킨 동합금으로 동합금 중에서 최고의 강도를 가지며, 내식성, 내마모성, 피로한도, 스프링 특성 및 전기전도성이 모두 우수할 수 있다.Here, the phosphor-bronze thin film is an alloy in which phosphorus is added to bronze, and copper beryllium is a copper alloy containing 0.2 to 2.5% beryllium and has the highest strength among copper alloys, and has excellent corrosion resistance, wear resistance, fatigue limit, spring characteristics and electrical conductivity. can do.

상기 인청동 박막은 선팽창 계수가 1.0 ~ 1.7×10-7/℃일 수 있으며, 바람직하게는 1.2 ~ 1.5×10-7/℃일 수 있다. 만일, 선팽창 계수가 1.0 ×10-7/℃미만이면, 유연성을 충분히 확보할 수 없어, 외력에 의해 크랙(crack)이 발생할 수 있으며, 선팽창 계수가 1.7 ×10-7/℃을 초과하면 강성을 확보할 수 없어, 본 발명의 플렉서블 배터리용 파우치의 변형이 심해진다.The phosphor bronze thin film may have a coefficient of linear expansion of 1.0 to 1.7×10 -7 /°C, preferably 1.2 to 1.5×10 -7 /°C. If, when the linear expansion coefficient is less than 1.0 × 10 -7 / ℃, it can not secure a sufficient flexibility, which may cause a crack (crack) by an external force, when the linear expansion coefficient exceeds 1.7 × 10 -7 / ℃ rigidity It cannot be ensured, and the deformation of the pouch for a flexible battery of the present invention becomes severe.

상기 인청동 박막은 주석(Sn) 3.5 ~ 10 중량%, 바람직하게는 4 ~ 8 중량%, 인(P) 0.03 ~ 0.35 중량%, 구리 89.3 ~ 96.2 중량%을 포함할 수 있다. 이때, 인청동 박막은 인청동 박막에 포함된 주석의 함량에 따라 특성이 변화할 수 있는데, 주석의 함량이 3.5 중량% 미만으로 포함되면, 인청동 박막의 강성이 저하되어, 본 발명의 플렉서블 배터리용 파우치의 변형이 심해지고, 주석의 함량이 10 중량%를 초과하면, 유연성을 충분히 확보할 수 없어, 외력에 의해 크랙(crack)이 발생할 수 있다.
The phosphor bronze thin film may contain 3.5 to 10 wt% of tin (Sn), preferably 4 to 8 wt%, 0.03 to 0.35 wt% of phosphorus (P), and 89.3 to 96.2 wt% of copper. At this time, the characteristics of the phosphor bronze thin film may change depending on the content of tin contained in the phosphor bronze thin film. If the deformation becomes severe and the content of tin exceeds 10 wt%, it is not possible to sufficiently secure flexibility, and cracks may occur due to external force.

다음으로, 상기 제2 수지층은 적층 구조의 파우치를 구현하기 위한 가요성이 있는 기재로써, 본 발명의 플렉서블 배터리용 파우치의 최외각층을 이루는 부분으로서, 파우치의 강도를 보강하고, 외부에서 인가되는 물리적인 접촉에 의하여 외장재에 스크래치가 발생하는 것을 방지하는 등 파우치를 외력으로부터 보호하기 위한 것이다. 상기 제2수지층은 나일론, PET(polyethylene terephthalate), COP(Cyclo olefin polymer), PI(polyimide) 및 불소계 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 나일론 또는 불소계 화합물을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 불소계 화합물은 PTFE(polytetra fluoroethylene), PFA(perfluorinated acid), FEP(fluorinated ethelene propylene copolymer), ETFE(polyethylene tetrafluoro ethylene), PVDF(polyvinylidene fluoride), ECTFE(Ethylene Chlorotrifluoroethylene) 및 PCTFE(polychlorotrifluoro ethylene) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. Next, the second resin layer is a flexible substrate for realizing a pouch of a laminated structure, a portion forming the outermost layer of the pouch for a flexible battery of the present invention, and reinforces the strength of the pouch, and is applied from the outside. This is to protect the pouch from external force, such as preventing scratches on the exterior material by physical contact. The second resin layer may include at least one selected from nylon, polyethylene terephthalate (PET), cyclo olefin polymer (COP), polyimide (PI), and a fluorine-based compound, preferably nylon or a fluorine-based compound. there is. And, the fluorine-based compound is PTFE (polytetra fluoroethylene), PFA (perfluorinated acid), FEP (fluorinated ethelene propylene copolymer), ETFE (polyethylene tetrafluoro ethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), ECTFE (Ethylene Chlorotrifluoroethylene) and PCTFE (polychlorotrifluoro ethylene) It may include one or more selected from among.

그리고, 제2수지층은 평균두께 10 ㎛ ~ 50 ㎛으로, 바람직하게는 평균두께 15 ㎛ ~ 40 ㎛로, 더욱 바람직하게는 15 ㎛ ~ 35 ㎛로 형성시키는 것이 좋다. 이때, 제2수지층은 평균두께 10 ㎛ 미만이면 충분한 파우치의 기계적 물성을 확보하지 못할 수 있으며, 50㎛를 초과하는 것은 비경제적이다.
And, the second resin layer has an average thickness of 10 μm to 50 μm, preferably, an average thickness of 15 μm to 40 μm, more preferably 15 μm to 35 μm. In this case, if the average thickness of the second resin layer is less than 10 μm, it may not be possible to secure sufficient mechanical properties of the pouch, and it is uneconomical to exceed 50 μm.

한편, 본 발명의 플렉서블 배터리는 상기 금속박막층 및 제2수지층 사이에 접착제층을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the flexible battery of the present invention may further include an adhesive layer between the metal thin film layer and the second resin layer.

상기 접착제층은 파우치 안에 수용되어 플렉서블 배터리에 이상 과열 등의 문제점이 발생할 때, 안전성 및 내부 단락 등에 대한 신뢰성을 부여할 수 있다. 또한 접착제층은 금속박막층 및 제2수지층 사이의 접착이 용이하도록 하는 역할을 할 수 있다.The adhesive layer may be accommodated in a pouch to provide safety and reliability against internal short circuits when a problem such as abnormal overheating occurs in the flexible battery. In addition, the adhesive layer may serve to facilitate adhesion between the metal thin film layer and the second resin layer.

상기 접착제층은 제2수지층과 유사한 물질로 만들어 질 수 있고, 실리콘, 폴리프탈레이트, 산 변성 폴리프로필렌(PPa, acid modified polypropylene) 및 산 변성 폴리에틸렌(Pea, acid modified polyethylene) 중에서 선택된 1종 이상의 접착제를 포함할 수 있다. 그리고, 이때 상기 접착제층은 평균두께 5 ㎛ ~ 30 ㎛인 것을, 바람직하게는 10 ㎛ ~ 20 ㎛일 수 있으며, 상기 접착제층의 평균두께가 5 ㎛를 초과하면 안정적인 접착력 확보가 어려울 수 있고, 30 ㎛를 초과하면 박리화에 불리할 수 있다.
The adhesive layer may be made of a material similar to that of the second resin layer, and at least one adhesive selected from silicone, polyphthalate, acid modified polypropylene (PPa, acid modified polypropylene) and acid modified polyethylene (Pea, acid modified polyethylene). may include. And, at this time, the adhesive layer may have an average thickness of 5 μm to 30 μm, preferably 10 μm to 20 μm, and when the average thickness of the adhesive layer exceeds 5 μm, it may be difficult to secure stable adhesion, 30 Exceeding ㎛ may be detrimental to exfoliation.

또한, 상기 금속박막층 및 제2수지층 사이에 드라이 라미네이트층(dry lamination layer)을 포함할 수도 있으며, 이때, 상기 드라이 라미네이트층은 평균두께 1 ㎛ ~ 7 ㎛인 것을, 바람직하게는 2 ㎛ ~ 5 ㎛로, 더욱 바람직하게는 2.5 ㎛ ~ 3.5 ㎛로 형성시키는 것이 좋다. 이때, 드라이 라미네이트층의 평균두께가 1 ㎛ 미만이면 접착력이 너무 약해서 금속박막층과 제2수지층간 박리가 발생할 수 있고, 7 ㎛를 초과하면 불필요하게 드라이 라미네이트층이 두꺼워지고, 패턴형성이 불리한 영향을 미칠 수 있으므로 상기 두께로 형성시키는 것이 바람직하다.
In addition, a dry lamination layer may be included between the metal thin film layer and the second resin layer, wherein the dry lamination layer has an average thickness of 1 μm to 7 μm, preferably 2 μm to 5 ㎛, more preferably 2.5 ㎛ ~ 3.5 ㎛ it is good to form. At this time, if the average thickness of the dry laminate layer is less than 1 μm, the adhesive force is too weak, and peeling between the metal thin film layer and the second resin layer may occur. It may be extended, so it is preferable to form it to the above thickness.

이러한, 본 발명의 플렉서블 배터리를 이용하여 사출 성형품을 제조할 수 있으며, 일례로 상기 플렉서블 배터리와 함께 사출시켜서 사출 성형품을 제조하여 사출성형품 내 플렉서블 배터리가 일체화되게 할 수도 있다. 이러한, 사출 성형품의 일례로서 시계줄, 바람직하게는 스마트 와치(smart watch)용 시계줄을 제조할 수도 있다.
An injection-molded article may be manufactured using the flexible battery of the present invention, and for example, the injection-molded article may be manufactured by injection together with the flexible battery so that the flexible battery in the injection-molded article may be integrated. As an example of such an injection-molded product, a watch strap, preferably, a watch strap for a smart watch may be manufactured.

한편, 본 발명의 플렉서블 배터리는 플렉서블을 요하는 전기적 및/또는 전자적 기기의 배터리에 사용하기에 적합한 바, 스마트 워치의 시계줄, 플렉서블 디스플레이 디바이스 등과 같은 휴대용 전기적, 전자적 디바이스, 몸에 착용 가능한 팔찌 등으로 대표되는 웨어러블 디바이스 등에 폭 넓은 응용이 가능할 것이다.
On the other hand, the flexible battery of the present invention is suitable for use in batteries of electrical and/or electronic devices that require flexibility, and portable electrical and electronic devices such as a watch strap of a smart watch and a flexible display device, a wristband that can be worn on the body, etc. A wide range of applications will be possible, such as wearable devices represented by

하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
The present invention will be described in more detail through the following examples, but the following examples are not intended to limit the scope of the present invention, which should be construed to aid understanding of the present invention.

실시예Example

실시예Example 1 One

도 23에 개시된 바와 같이 외장재에 의해 전극조립체 및 전해액을 봉지시킨 플렉서블 배터리를 제조하였다. As shown in FIG. 23 , a flexible battery in which the electrode assembly and the electrolyte were encapsulated by an exterior material was manufactured.

상기 플렉서블 배터리 외장재의 표면은 도 24 및 도 25에 개시된 롤러 압연 공정을 통해 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 형성하였으며, 음극 단자 및 음극의 일면에는 탄성계수가 1.5Gpa인 보강부재를 부착하였다.The surface of the flexible battery casing was formed with a pattern for contraction and relaxation during bending through the roller rolling process disclosed in FIGS. 24 and 25, and a reinforcing member having an elastic modulus of 1.5 Gpa was attached to one surface of the negative terminal and the negative electrode.

상기 보강부재는 실리콘 이형체가 표면처리된 필름인 기재층과 하이드록시가 함유된 메타크릴레이트계 관능성 단량체가 포함된 아크릴 중합체인 접착층을 포함하는 접착필름(테이펙스사, Tepex No.3211)을 사용하였다.The reinforcing member is an adhesive film (Tepex, Tepex No. 3211) comprising a base layer, which is a film surface-treated with a silicone release body, and an adhesive layer, which is an acrylic polymer containing a methacrylate-based functional monomer containing hydroxyl. was used.

양극은 PTFE가 5 중량% 함유된 NCM, 음극은 PTFE가 5 중량% 함유된 Graphite, 전해액은 갤 고분자 전해액, 분리막은 폴리에틸렌(PE), 외장재는 알루미늄을 사용하였다.
NCM containing 5% by weight of PTFE was used for the positive electrode, graphite containing 5% by weight of PTFE was used for the negative electrode, a polymer electrolyte solution for electrolyte solution, polyethylene (PE) for the separator, and aluminum for the exterior material.

비교예comparative example 1 One

도 26에 개시된 바와 같이 외장재에 의해 전극조립체 및 전해액을 봉지시킨 파우치형 배터리를 제조하였다. As shown in FIG. 26 , a pouch-type battery in which the electrode assembly and the electrolyte were encapsulated by an exterior material was manufactured.

실시예 1과 달리 외장재의 표면에는 패턴이 형성되어 있지 않으며, 음극 단자 및 음극의 일면에 보강부재를 부착하지 않았다.Unlike Example 1, a pattern was not formed on the surface of the exterior material, and a reinforcing member was not attached to one surface of the negative electrode terminal and the negative electrode.

양극은 PTFE가 5 중량% 함유된 NCM, 음극은 PTFE가 5 중량% 함유된 Graphite, 전해액은 갤 고분자 전해액, 분리막은 올리에틸렌(PE), 외장재는 알루미늄을 사용하였다.
NCM containing 5% by weight of PTFE was used for the positive electrode, graphite containing 5% by weight of PTFE was used for the negative electrode, a polymer electrolyte solution was used for the electrolyte, oleethylene (PE) for the separator, and aluminum was used for the exterior material.

비교예comparative example 2 2

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 음극 단자 및 음극의 일면에 보강부재를 부착하지 않고, 플렉서블 배터리를 제조하였다.
A flexible battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a reinforcing member was not attached to one surface of the negative terminal and the negative electrode.

비교예comparative example 3 3

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 음극의 일면에는 보강부재를 부착하고, 음각 단자에는 보강부재를 부착하지 않은 플렉서블 배터리를 제조하였다.
A flexible battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a reinforcing member was attached to one side of the negative electrode and a reinforcing member was not attached to the negative terminal.

비교예comparative example 4 4

실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 상기 보강부재로서 탄성계수가 0.05 Gpa이고, 실리콘 이형체가 표면처리된 필름인 기재층과 에폭시 화합물인 접착층을 포함하는 접착필름을 사용하였다
It was prepared in the same manner as in Example 1, but as the reinforcing member, an adhesive film having an elastic modulus of 0.05 Gpa and a silicone release body surface-treated film comprising a substrate layer and an epoxy compound adhesive layer was used.

실험예Experimental example 1 One

도 27에 개시된 밴딩(bending) 장치를 이용하여 밴딩횟수에 따른 실시예 및 비교예에서 제조된 플렉서블의 전압 및 저항 변화를 측정하여 표 1 내지 표 5에 나타내었다.The voltage and resistance changes of the flexible manufactured in Examples and Comparative Examples according to the number of bending using the bending device disclosed in FIG. 27 were measured and shown in Tables 1 to 5.

상기 측정은 18.5R의 곡률반경(반복 구간 : 100mm ↔ 50mm), 120mm/sec 의 속도 조건에서 수행하여 측정하였다.
The measurement was performed under the conditions of a radius of curvature of 18.5R (repetition section: 100mm ↔ 50mm) and a speed of 120mm/sec.

Figure 112015006418526-pat00001
Figure 112015006418526-pat00001

Figure 112015006418526-pat00002
Figure 112015006418526-pat00002

Figure 112015006418526-pat00003
Figure 112015006418526-pat00003

Figure 112015006418526-pat00004
Figure 112015006418526-pat00004

Figure 112015006418526-pat00005
Figure 112015006418526-pat00005

상기 표 1을 참조하면, 실시예 1에서 제조된 플렉서블 배터리는 밴딩 횟수가 77,000회 일 때 저항이 급격히 상승하는 걸 확인할 수 있었다.Referring to Table 1, it was confirmed that the resistance of the flexible battery manufactured in Example 1 rapidly increased when the number of bending was 77,000 times.

반면에, 상기 표 2를 참조하면, 비교예 1에서 제조된 파우치형 배터리는 밴딩횟수가 716회일 때 저항이 급격히 상승하는 걸 확인할 수 있었으며, 밴딩횟수가 7545회일 때, 외장재에 크랙이 발생함을 확인 할 수 있었다. On the other hand, referring to Table 2, in the pouch-type battery prepared in Comparative Example 1, it was confirmed that the resistance rapidly increased when the number of bending was 716 times, and when the number of bending was 7545 times, cracks occurred in the exterior material could check

또한, 상기 표 3을 참조하면, 비교예 2에서 제조된 플렉서블 배터리는 밴딩횟수가 16,590회일 때 저항이 급격히 상승하는 걸 확인할 수 있었으며, 이 때, 전극집전체가 절단됨을 확인할 수 있었다.In addition, referring to Table 3, it was confirmed that the resistance of the flexible battery prepared in Comparative Example 2 increased rapidly when the number of bending times was 16,590 times, and at this time, it was confirmed that the electrode current collector was cut.

또한, 상기 표 4를 참조하면, 비교예 3에서 제조된 플렉서블 배터리는 밴딩횟수가 29,000회일 때 저항이 급격히 상승하는 걸 확인할 수 있었으며, 이 때, 전극 단자가 끊어짐을 확인할 수 있었다.In addition, referring to Table 4, it was confirmed that the resistance of the flexible battery manufactured in Comparative Example 3 was rapidly increased when the number of bending times was 29,000, and at this time, it was confirmed that the electrode terminal was broken.

또한, 상기 표 5를 참조하면, 비교예 4에서 제조된 플렉서블 배터리는 밴딩횟수가 67,000회일 때 저항이 급격히 상승하는 걸 확인할 수 있었으며, 이 때, 전극 단자가 끊어짐을 확인할 수 있었다.
In addition, referring to Table 5, it was confirmed that the resistance of the flexible battery manufactured in Comparative Example 4 increased rapidly when the number of bending times was 67,000 times, and at this time, it was confirmed that the electrode terminal was broken.

1 : 제1외장재 2 : 제2외장재
5a : 음극단자 5b: 양극단자
9 : 외장재
10 : 실링부 20 : 수용부
31, 31a, 31b : 부직포층
32, 33a, 33b : 다공성 나노섬유웹층
60 : 플랙서블 배터리
100 : 음극 200 : 양극
109 : 제1수지층 209 : 금속 박막층
309 : 제2수지층
401 : 음극집전체 402 : 음극활물질
501 : 양극집전체 502 : 양극활물질
600, 600a, 600b : 분리막 1000 : 전극조립체
3000 : 보강부재1: first exterior material 2: second exterior material
5a: negative terminal 5b: positive terminal
9: exterior material
10: sealing part 20: receiving part
31, 31a, 31b: non-woven fabric layer
32, 33a, 33b: porous nanofiber web layer
60: flexible battery
100: negative electrode 200: positive electrode
109: first resin layer 209: metal thin film layer
309: second resin layer
401: negative electrode current collector 402: negative electrode active material
501: positive electrode current collector 502: positive electrode active material
600, 600a, 600b: separator 1000: electrode assembly
3000: reinforcing member

Claims (29)

양극, 음극 및 분리막을 포함하고, 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴이 구비된 전극조립체;
적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지고 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재; 및
전극조립체의 상기 양극 및 음극의 일단부와 각각 전기적으로 연결되어 상기 외장재 일단부에 일정길이 돌출되도록 배치되며, 적어도 일면에는 외부에서 가해지는 외력에 의한 파손을 방지하기 위한 보강부재가 구비되는 전극단자; 를 포함하고,
외장재에 형성되는 패턴과 상기 전극조립체에 형성되는 패턴은 서로 일치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 배터리.
an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator, and having a pattern for contraction and relaxation during bending;
an exterior material having a pattern for contraction and relaxation upon bending on at least one surface and sealing the electrode assembly together with an electrolyte; and
An electrode terminal which is electrically connected to one end of the anode and the cathode of the electrode assembly, is disposed to protrude a predetermined length from one end of the casing, and is provided with a reinforcing member on at least one surface to prevent damage due to external force applied from the outside ; including,
A flexible battery, characterized in that the pattern formed on the exterior material and the pattern formed on the electrode assembly are formed to coincide with each other.
 제1항에 있어서,
상기 보강부재는 적어도 일부가 상기 전극조립체의 일부 또는 전부를 덮도록 연장되어 구비되고, 탄성계수가 0.1 Gpa 이상인 것을 특징으로 하는 플렉서블 배터리.
According to claim 1,
The reinforcing member is provided with at least a portion extending to cover a part or all of the electrode assembly, and the elastic modulus is 0.1 Gpa or more.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 보강부재는 적어도 일부가 상기 외장재의 일부를 덮도록 연장되어 구비되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 배터리.
According to claim 1,
The flexible battery, characterized in that at least a part of the reinforcing member is extended to cover a part of the exterior material.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020150009989A 2015-01-21 2015-01-21 Electrode Assembly for Flexible battery and Flexible battery containing the same KR102290165B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150009989A KR102290165B1 (en) 2015-01-21 2015-01-21 Electrode Assembly for Flexible battery and Flexible battery containing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150009989A KR102290165B1 (en) 2015-01-21 2015-01-21 Electrode Assembly for Flexible battery and Flexible battery containing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160090106A KR20160090106A (en) 2016-07-29
KR102290165B1 true KR102290165B1 (en) 2021-08-17

Family

ID=56617619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150009989A KR102290165B1 (en) 2015-01-21 2015-01-21 Electrode Assembly for Flexible battery and Flexible battery containing the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102290165B1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101783703B1 (en) * 2017-03-17 2017-10-11 주식회사 리베스트 Flexible battery having joint structure metal strengthening tab and bending joint structure
CN107452982B (en) * 2017-06-17 2019-05-24 华为技术有限公司 A kind of flexible battery and preparation method thereof
CN112385070A (en) * 2018-04-20 2021-02-19 达拉米克有限责任公司 Acid battery with fiber mat
KR102566484B1 (en) * 2020-07-30 2023-08-16 주식회사 리베스트 Exterior material, method for forming pattern on exterior material and method for manufacturing battery including exterior material
CN115443576A (en) * 2020-07-30 2022-12-06 理百思特有限公司 Exterior material, method for forming pattern on exterior material, and method for manufacturing battery including exterior material
KR102640354B1 (en) * 2020-12-28 2024-02-27 주식회사 리베스트 Exterior material, method for forming pattern on exterior material and method for manufacturing battery including exterior material

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006172773A (en) * 2004-12-13 2006-06-29 Ngk Spark Plug Co Ltd Thin battery

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101491873B1 (en) 2010-09-02 2015-02-10 한국전자통신연구원 Pouch-Type Flexible Rechargeable Film Battery And Method of Manufacturing the Same
KR101969845B1 (en) * 2012-09-14 2019-04-17 삼성전자주식회사 Flexible secondary battery
KR101439834B1 (en) 2012-11-08 2014-09-17 주식회사 엘지화학 Flexible jelly roll type secondary battery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006172773A (en) * 2004-12-13 2006-06-29 Ngk Spark Plug Co Ltd Thin battery

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160090106A (en) 2016-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10938059B2 (en) Flexible battery, manufacturing method therefor, and auxiliary battery comprising flexible battery
US10164288B2 (en) Flexible battery, manufacturing method therefor, and auxiliary battery comprising flexible battery
KR102122296B1 (en) Battery and mobile electro device including the same
KR102290165B1 (en) Electrode Assembly for Flexible battery and Flexible battery containing the same
KR102314732B1 (en) Flexible battery and wearable device containing the same
US20210036376A1 (en) Flexible battery, method for manufacturing thereof and supplementary battery comprising the same
JP7049708B2 (en) Flexible battery, this manufacturing method and auxiliary battery including it
US20210043977A1 (en) Electrolyte solution for secondary battery, and battery and flexible battery comprising same
KR102290164B1 (en) Electrode Assembly for Flexible battery and Flexible battery containing the same
JP2021512464A5 (en)
KR102455786B1 (en) insert injection molding and watch-band containing the same
KR20160048689A (en) Watch strap having flexible battery
KR20160048696A (en) Watch strap having flexible battery
KR102397710B1 (en) Flexible battery and supplementary battery comprising the same
KR20200000002A (en) Flexible battery, method for manufacturing thereof and supplementary battery comprising the same
KR102417446B1 (en) Flexible battery, method for manufacturing thereof and supplementary battery comprising the same
KR102455787B1 (en) Flexible battery and supplementary battery including the same

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant