KR102379222B1 - Pouch-type case for secondary battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파우치형 이차전지를 이루는 라미네이트 시트의 수지층으로서 가교된 폴리올레핀을 포함하는, 이차전지용 파우치형 케이스 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a pouch-type case for a secondary battery comprising a cross-linked polyolefin as a resin layer of a laminate sheet constituting a pouch-type secondary battery, and a lithium secondary battery including the same.
Description
본 발명은 이차전지용 파우치형 케이스에 관한 것으로, 보다 자세하게는 파우치형 이차전지를 이루는 라미네이트 시트의 수지층으로서 가교된 폴리올레핀을 포함하는, 이차전지용 파우치형 케이스에 관한 것이다.The present invention relates to a pouch-type case for a secondary battery, and more particularly, to a pouch-type case for a secondary battery comprising a cross-linked polyolefin as a resin layer of a laminate sheet constituting a pouch-type secondary battery.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대한 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. Among such secondary batteries, lithium secondary batteries exhibiting high energy density and operating potential, long cycle life, and low self-discharge rate. Batteries have been commercialized and widely used.
또한, 최근에는 환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로는 주로 니켈 수소 금속(Ni-MH) 이차전지가 사용되고 있지만, 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 일부 상용화 되어 있다.In addition, as interest in environmental issues has increased in recent years, electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs) that can replace vehicles using fossil fuels such as gasoline vehicles and diesel vehicles, which are one of the main causes of air pollution, have been developed. A lot of research is going on. Although nickel-metal hydride (Ni-MH) secondary batteries are mainly used as power sources for electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs), lithium secondary batteries with high energy density, high discharge voltage and output stability are used. Research is being actively conducted, and some have been commercialized.
리튬 이차전지는 그 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류될 수 있으며, 전해액의 형태에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류될 수도 있다. Lithium secondary batteries may be largely classified into cylindrical batteries, prismatic batteries, pouch-type batteries, etc. according to their external appearance, and may be classified into lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lithium polymer batteries, etc. according to the type of electrolyte.
모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히, 형태의 변형이 용이하고 제조비용이 저렴하며 중량이 작은 파우치형 전지에 대한 관심이 높은 실정이다. 파우치형 전지는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트를 파우치형으로 만든 전지케이스에 양극/분리막/음극 구조의 전극 조립체가 내장되어 있는 전지이다.Due to the recent trend toward miniaturization of mobile devices, the demand for thin prismatic batteries and pouch-type batteries is increasing. Interest is high. A pouch-type battery is a battery in which an electrode assembly having a positive electrode/separator/negative electrode structure is embedded in a battery case made of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer in a pouch shape.
통상적으로 파우치형 전지에 사용되는 라미네이트 시트는 금속층 및 상기 금속층의 양면에 수지층이 형성되어 있다. 상기 금속층의 양면에 형성되어 있는 수지층은 하나는 파우치형 전지의 외각을 이루게 되고, 하나는 내측에 위치하게 된다. 상기 파우치형 전지의 외각을 이루는 수지층(외부층)은 외부로부터 전지를 보호하는 기능을 가지며, 상기 내측에 위치하는 수지층(내부층)은 서로 접합되어 파우치형 전지를 밀봉하는 기능을 가진다. 한편, 상기 금속층은 공기, 습기 등이 전지의 내부로 유입되는 것을 방지하는 한편, 물질의 관통을 방지하는 기능을 가진다. In general, a laminate sheet used in a pouch-type battery has a metal layer and a resin layer formed on both surfaces of the metal layer. One resin layer formed on both sides of the metal layer forms the outer shell of the pouch-type battery, and one is positioned inside. The resin layer (outer layer) forming the outer shell of the pouch-type battery has a function of protecting the battery from the outside, and the resin layer (inner layer) positioned on the inside has a function of sealing the pouch-type battery by bonding to each other. On the other hand, the metal layer has a function of preventing air, moisture, etc. from entering the inside of the battery, while preventing the penetration of materials.
상기 내부층으로는 밀봉을 위해 열 실링(heat siling) 특성이 있는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지가 사용되고 있고, 상기 외부층으로는 통상적으로 층에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 나일론 수지가 사용되고 있다. Polyolefin-based resin such as polypropylene having heat sealing properties is used as the inner layer for sealing, and polyethylene terephthalate (PET) or nylon resin is generally used for the outer layer as the outer layer.
상기 내부층으로 사용되는 폴리올레핀계 수지는 열에 의해 융해되어 서로 접착된다. 그런데, 상기 폴리올레핀계 수지는 열 실링시 그 두께가 줄어들며, 줄어든 두께로 인해 절연 성능이 감소하게 되는 문제가 있다. The polyolefin-based resin used as the inner layer is melted by heat and adhered to each other. However, the polyolefin-based resin has a problem in that its thickness is reduced during heat sealing, and insulation performance is reduced due to the reduced thickness.
한편, 상기 외부층으로 사용되는 상기 PET 또는 나일론 수지는 이들이 열 실링시 고온에 의해 변화되지 않기 때문에 주로 사용되지만, 제조과정에서 전해액이 묻을 경우 내전해액성이 없으므로 노란색으로 변색되어 외관 불량이 발생하게 된다. On the other hand, the PET or nylon resin used as the outer layer is mainly used because they do not change due to high temperature during heat sealing. do.
이에, 실링부의 두께 변화가 일어나지 않아 밀봉성 및 절연성이 향상되고, 파우치형 전지 외부에 변색이 발생되지 않아 외관 불량이 없는 이차전지용 파우치형 케이스의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for the development of a pouch-type case for a secondary battery that does not change the thickness of the sealing portion, improves sealing properties and insulation, and does not cause discoloration on the outside of the pouch-type battery and thus does not have an appearance defect.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 밀봉성 및 절연성이 향상되고, 외관 불량이 없는 이차전지용 파우치형 케이스를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pouch-type case for secondary batteries having improved sealing properties and insulating properties, and having no appearance defects.
본 발명의 다른 해결하고자 하는 과제는 상기 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다. Another object of the present invention to be solved is to provide a lithium secondary battery including the pouch-type case for secondary batteries.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 금속층; 상기 금속층의 일면에 위치하는 외부층; 및 상기 금속층의 타면에 위치하는 내부층을 포함하는 라미네이트 시트를 포함하는 파우치형 이차전지 케이스로서, 상기 외부층 및 내부층이 각각 독립적으로 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함하는, 이차전지용 파우치형 케이스를 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention is a metal layer; an outer layer positioned on one surface of the metal layer; And a pouch-type secondary battery case comprising a laminate sheet including an inner layer located on the other surface of the metal layer, wherein the outer layer and the inner layer each independently include a crosslinked polyolefin-based resin, a pouch-type case for secondary batteries to provide.
또한, 본 발명은 상기 다른 과제를 해결하기 위하여, 상기 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.In addition, the present invention provides a lithium secondary battery including the pouch-type case for the secondary battery in order to solve the other problem.
본 발명에 따른 이차전지용 파우치형 케이스는 파우치형 이차전지를 이루는 라미네이트 시트의 수지층으로서 가교된 폴리올레핀을 포함하므로, 파우치형 이차전지 케이스가 실링될 때 실링부의 수지층의 실링성이 향상되고, 파우치 외부의 수지층의 변색이 일어나지 않아, 파우치형 이차전지의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.The pouch-type case for secondary batteries according to the present invention contains cross-linked polyolefin as a resin layer of the laminate sheet constituting the pouch-type secondary battery, so that when the pouch-type secondary battery case is sealed, the sealing property of the resin layer of the sealing part is improved, and the pouch Since discoloration of the external resin layer does not occur, it can be usefully used in the manufacture of a pouch-type secondary battery.
도 1은 종래의 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트의 단면, 및 상기 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부에서의 라미네이트 시트의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트의 단면, 및 상기 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부에서의 라미네이트 시트의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 리튬 이차전지가 복수개 연결되어 모듈을 구성할 경우의 연결 형태를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 실시제조예 1의 라미네이트 시트의 외주면을 전해액에 노출시킨 다음, 60℃에서 4주간 보관 후, 그 외관을 촬영한 사진이다.
도 5는 종래의 파우치형 이차전지의 외주면을 전해액에 노출시킨 다음, 60℃에서 4주간 보관 후, 그 외관을 촬영한 사진이다. 1 is a view showing a cross-section of a laminate sheet constituting a conventional pouch-type case for secondary batteries, and a cross-section of the laminate sheet in a sealing portion of the pouch-type case for secondary batteries.
2 is a view showing a cross-section of a laminate sheet constituting a pouch-type case for secondary batteries according to an example of the present invention, and a cross-section of the laminate sheet in a sealing portion of the pouch-type case for secondary batteries.
3 is a view illustrating a connection form when a plurality of lithium secondary batteries including a pouch-type case for secondary batteries according to an example of the present invention are connected to form a module.
4 is a photograph taken after exposing the outer peripheral surface of the laminate sheet of Preparation Example 1 to an electrolyte and then storing it at 60° C. for 4 weeks.
5 is a photograph taken after exposing the outer peripheral surface of a conventional pouch-type secondary battery to an electrolyte and then storing it at 60° C. for 4 weeks.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to help the understanding of the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
본 발명의 이차전지용 파우치형 케이스는 금속층; 상기 금속층의 일면에 위치하는 외부층; 및 상기 금속층의 타면에 위치하는 내부층을 포함하는 라미네이트 시트를 포함하는 파우치형 이차전지 케이스이고, 상기 외부층 및 내부층은 각각 독립적으로 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함한다. A pouch-type case for a secondary battery of the present invention includes a metal layer; an outer layer positioned on one surface of the metal layer; and a laminate sheet including an inner layer positioned on the other surface of the metal layer, wherein the outer layer and the inner layer each independently include a crosslinked polyolefin-based resin.
본 발명의 이차전지용 파우치형 케이스는 통상적인 파우치형 이차전지의 전지케이스의 형상을 가질 수 있다. The pouch-type case for a secondary battery of the present invention may have the shape of a battery case of a conventional pouch-type secondary battery.
상기 금속층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있으며, 예컨대 알루미늄의 층일 수 있다.The metal layer may exhibit a function of improving the strength of the battery case in addition to the function of preventing the inflow or leakage of foreign substances such as gas and moisture, and may be, for example, a layer of aluminum.
상기 외부층은 상기 파우치형 이차전지 케이스의 외각을 형성하며, 전지 케이스가 외부 환경에 대해 우수한 내성을 가질 수 있도록 한다. 따라서, 상기 외부층은 적절한 인장 강도와 내후성을 가질 필요가 있다. 본 발명의 파우치형 이차전지 케이스에서 상기 외부층은 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함하며 상기 가교된 폴리올레핀계 수지는 폴리올레핀의 일부가 가교되어 있는 것이므로, 적절한 인장 강도와 내후성을 가질 수 있으며, 열에 의해서 쉽게 융해되지 않을 수 있다. 또한, 상기 외부층이 포함하는 가교된 폴리올레핀계 수지는 내전해액성을 가지므로 전해액과 접촉할 경우에도 색상의 변화가 일어나지 않는다. The outer layer forms an outer shell of the pouch-type secondary battery case, and allows the battery case to have excellent resistance to external environments. Accordingly, the outer layer needs to have adequate tensile strength and weather resistance. In the pouch-type secondary battery case of the present invention, the outer layer includes a cross-linked polyolefin-based resin, and since a part of the polyolefin is cross-linked in the cross-linked polyolefin-based resin, it can have appropriate tensile strength and weather resistance, and can be easily heated by heat. may not melt. In addition, since the cross-linked polyolefin-based resin included in the outer layer has electrolyte resistance, color change does not occur even when in contact with the electrolyte.
상기 외부층의 가교된 폴리올레핀계 수지는 10% 내지 70%의 가교도를 가지는 것일 수 있고, 구체적으로 30% 내지 50%의 가교도를 가지는 것일 수 있다. The crosslinked polyolefin-based resin of the outer layer may have a crosslinking degree of 10% to 70%, and specifically may have a crosslinking degree of 30% to 50%.
상기 외부층이 포함하는 상기 가교된 폴리올레핀계 수지는 10% 내지 70%의 가교도를 가지므로, 상기 외부층이 적절한 인장 강도와 내후성을 가질 수 있다. 또한, 상기 폴리올레핀계 수지에 일부 비가교 영역이 존재하므로, 상기 파우치형 이차전지 케이스에 전극 조립체를 탑재한 후, 상기 라미네이트 시트를 겹쳐서 실링 처리하여 실링부를 형성한 이후에 상기 실링부를 절곡하여 상기 파우치형 이차전지 케이스에 상기 절곡 부위를 열접착할 수 있고, 상기 파우치형 이차전지 케이스에 별도의 모듈을 설치할 경우, 상기 모듈이 상기 파우치형 이차전지 케이스의 외부층에 열접착되도록 할 수 있다. Since the crosslinked polyolefin-based resin included in the outer layer has a crosslinking degree of 10% to 70%, the outer layer may have appropriate tensile strength and weather resistance. In addition, since some non-crosslinking regions exist in the polyolefin-based resin, after mounting the electrode assembly in the pouch-type secondary battery case, the laminate sheet is overlapped and sealed to form a sealing part, and then the sealing part is bent to form the pouch. The bent portion may be thermally bonded to the pouch-type secondary battery case, and when a separate module is installed in the pouch-type secondary battery case, the module may be thermally bonded to the outer layer of the pouch-type secondary battery case.
상기 이차전지용 파우치형 케이스는 가장자리를 따라 형성된 실링부를 포함하고, 상기 실링부에서 상기 라미네이트 시트는 상기 내부층이 서로 마주하도록 겹쳐져 서로 열접착에 의해 실링될 수 있다. 상기 열접착을 위해 상기 내부층은 열융착성을 가질 수 있다. The pouch-type case for a secondary battery may include a sealing part formed along an edge, and in the sealing part, the laminate sheet may be overlapped so that the inner layers face each other and sealed to each other by thermal bonding. For the thermal bonding, the inner layer may have thermal sealing properties.
상기 내부층은 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함하므로, 낮은 흡습성을 가져 전해액의 침입을 억제할 수 있고, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 특성을 가질 수 있다. Since the inner layer includes the cross-linked polyolefin-based resin, it has low hygroscopicity to suppress the penetration of the electrolyte, and may have a property of not being swelled or eroded by the electrolyte.
상기 내부층의 가교된 폴리올레핀계 수지는 10% 내지 70%의 가교도를 가지는 것일 수 있고, 구체적으로 30% 내지 50%의 가교도를 가지는 것일 수 있다. The crosslinked polyolefin-based resin of the inner layer may have a crosslinking degree of 10% to 70%, and specifically may have a crosslinking degree of 30% to 50%.
상기 내부층이 포함하는 상기 가교된 폴리올레핀계 수지는 10% 내지 70%의 가교도를 가지므로, 열접착시 열에 의해서 상기 내부층을 이루는 수지의 금속층 방향의 안쪽까지 쉽게 융해되어 상기 내부층의 두께가 줄어들지 않도록 함으로써, 상기 내부층이 실링부를 형성할 때 상기 내부층의 두께가 유지되어 상기 실링부의 밀봉성 및 절연성이 향상되도록 할 수 있다. 상기 내부층의 상기 열접착 후의 두께는 구체적으로 열접착 전의 두께를 기준으로 60% 내지 100%일 수 있고, 보다 구체적으로 80% 내지 100%일 수 있다. Since the crosslinked polyolefin-based resin included in the inner layer has a crosslinking degree of 10% to 70%, it is easily melted to the inside in the direction of the metal layer of the resin constituting the inner layer by heat during thermal bonding to increase the thickness of the inner layer By not reducing, the thickness of the inner layer is maintained when the inner layer forms the sealing part, so that the sealing properties and insulating properties of the sealing part are improved. The thickness of the inner layer after thermal bonding may be specifically 60% to 100% based on the thickness before thermal bonding, and more specifically 80% to 100%.
상기 외부층 또는 내부층에서, 상기 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 및 폴리에틸렌(Polyethylene, PE)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있고, 상기 가교된 폴리올레핀계 수지는 구체적으로 가교된 폴리에틸렌, 가교된 폴리프로필렌, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 가교된 폴리프로필렌일 수 있다. In the outer layer or inner layer, the polyolefin-based resin may be at least one selected from the group consisting of polypropylene (PP) and polyethylene (PE), and the cross-linked polyolefin-based resin is specifically cross-linked polyethylene , cross-linked polypropylene, or a mixture thereof, and more specifically, cross-linked polypropylene.
상기 가교된 폴리올레핀계 수지의 제조방법으로는, 예컨대 상기 폴리올레핀계 수지에 전자빔 또는 감마선과 같은 방사선을 조사하여 가교 구조를 형성하는 방법; 상기 폴리올레핀계 수지에 가교제 등의 기능성 모노머를 첨가한 후 방사선을 조사하는 방법; 및 상기 폴리올레핀계 수지에 가교제 등의 기능성 모노머를 첨가한 후 UV 등을 조사하는 방법 등을 들 수 있지만, 상기 폴리올레핀계 수지에 가교 구조를 형성할 수 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다. Examples of the method for producing the cross-linked polyolefin-based resin include a method of forming a cross-linked structure by irradiating the polyolefin-based resin with radiation such as electron beams or gamma rays; a method of irradiating radiation after adding a functional monomer such as a crosslinking agent to the polyolefin-based resin; and a method of irradiating UV or the like after adding a functional monomer such as a crosslinking agent to the polyolefin-based resin, but is not particularly limited as long as it is a method capable of forming a crosslinked structure on the polyolefin-based resin.
상기 가교된 폴리올레핀계 수지를 제조하는 과정에서 사용될 수 있는 상기 폴리올레핀계 수지는 상기 폴리올레핀의 호모 중합체, 및 2종 이상의 올레핀 유래 반복단위를 포함하는 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 가교된 폴리올레핀계 수지가, 예컨대 가교된 폴리프로필렌일 경우 상기 가교된 폴리프로필렌은 호모 폴리프로필렌 및/또는 1 몰% 내지 10 몰%의 에틸렌과 부텐을 각각 포함하는 랜텀 터폴리프로필렌(random ter-polypropylene; RTPP)일 수 있다. The polyolefin-based resin that can be used in the process of preparing the cross-linked polyolefin-based resin may be at least one selected from the group consisting of a homopolymer of the polyolefin and a copolymer including two or more olefin-derived repeating units. When the cross-linked polyolefin-based resin is, for example, cross-linked polypropylene, the cross-linked polypropylene is a homo polypropylene and/or random ter-polypropylene containing 1 mol% to 10 mol% of ethylene and butene, respectively. polypropylene; RTPP).
상기 가교제 등의 기능성 모노머로는 상기 폴리올레핀계 수지의 가교를 촉진할 수 있는 가교제라면 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 트리알릴시아누레이트(triallyl cyanurate, TAC), 트리알릴이소시아누레이트(TAIC), 트리메틸올프로판트리아크릴레이트(trimethylolpropanetriacrylate; TMPTA), 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트(TMPTMA), 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 또는 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 등을 들 수 있다. The functional monomer such as the crosslinking agent is not particularly limited as long as it is a crosslinking agent capable of accelerating the crosslinking of the polyolefin-based resin. For example, triallyl cyanurate (TAC), triallyl isocyanurate (TAIC), trimethyl and trimethylolpropanetriacrylate (TMPTA), trimethylolpropane trimethacrylate (TMPTMA), ethylene glycol dimethacrylate, or polyethylene glycol dimethacrylate.
본 발명의 명세서에서 상기 외부층 및 내부층이 각각 독립적으로 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함한다는 것은 상기 외부층과 내부층이 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함하되 그 종류 및/또는 가교 정도는 서로 같거나, 각각 다를 수 있다는 것을 의미한다. In the specification of the present invention, that the outer layer and the inner layer each independently include a cross-linked polyolefin-based resin means that the outer layer and the inner layer include a cross-linked polyolefin-based resin, but the type and/or degree of cross-linking are the same or , which means that each may be different.
상기 가교된 폴리올레핀계 수지의 가교도는 ASTM D2765 방법을 이용하여 측정될 수 있다. 구체적으로 일정량의 시료를 분쇄하여 분말 형태로 제조한 후, 팀블 필터(Timble Filter)에 투입하고, 이어서 냉각기와 연결된 반응기에 담긴 자일렌(xylene)을 이용하여, 상기 시료를 110℃에서 12시간 동안 순환시켜 가교되지 않은 성분 모두를 용해시킨 후, 최초 투입한 시료의 중량 대비 가교되어 용해되지 않은 시료의 중량을 측정한 다음, 하기 식으로 계산하여 얻어질 수 있다. The degree of crosslinking of the crosslinked polyolefin-based resin may be measured using the ASTM D2765 method. Specifically, a predetermined amount of the sample is pulverized and prepared in powder form, then put into a timble filter, and then, using xylene contained in a reactor connected to a cooler, the sample is heated at 110° C. for 12 hours. After dissolving all of the non-crosslinked components by circulation, it can be obtained by measuring the weight of the crosslinked and undissolved sample compared to the weight of the initially added sample, and then calculating by the following formula.
가교도(%)=(용매에 용해되지 않은 시료의 중량 / 최초 투입한 시료의 중량)×100Crosslinking degree (%) = (weight of sample not dissolved in solvent / weight of sample initially added) × 100
상기 파우치형 이차전지 케이스는 예컨대, 라미네이트 시트를 2장 준비하여 상기 라미네이트 시트를 한장씩 각각 상기 전극 조립체의 상면 및 하면에 위치시킨 후, 상면 및 하면에 위치하는 상기 라미네이트 시트의 외주면을 서로 접하게 한 후, 이를 서로 결합하여 형성될 수 있고, 다르게는 1장의 라미네이트 시트의 중간을 절곡하여 1장의 라미네이트 시트가 서로 포개지게 한 후, 절곡된 라미네이트 시트의 내부에 상기 전극 조립체를 위치시킨 후, 상기 라미네이트 시트의 외주면을 서로 접하게 한 후, 이를 서로 결합하여 형성될 수 있다. The pouch-type secondary battery case is, for example, prepared by preparing two laminate sheets, placing the laminate sheets one by one on the upper and lower surfaces of the electrode assembly, and then bringing the outer peripheral surfaces of the laminate sheets located on the upper and lower surfaces into contact with each other. , may be formed by combining them with each other, and alternatively, after bending the middle of one laminate sheet so that one laminate sheet is superimposed on each other, and then placing the electrode assembly inside the bent laminate sheet, the laminate sheet After making the outer peripheral surface of the contact with each other, it can be formed by combining them with each other.
상기 외부층과 상기 금속층 사이, 상기 내부층과 상기 금속층 사이, 또는 이들 모두에는 추가로 접착층이 포함될 수 있다. 상기 접착층은 상기 외부층 및 내부층이 포함하는 상기 가교된 폴리올레핀계 수지의 금속과의 접착력을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 상기 접착층은, 특별히 제한되지 않지만 예컨대 우레탄(urethane)계 물질, 아크릴(acryl)계 물질, 열가소성 엘라스토머(elastomer), 및 이들의 조합을 함유하는 조성물을 포함할 수 있다. An adhesive layer may be additionally included between the outer layer and the metal layer, between the inner layer and the metal layer, or both. The adhesive layer may serve to improve the adhesion of the cross-linked polyolefin-based resin including the outer layer and the inner layer to a metal. The adhesive layer is not particularly limited, but may include, for example, a composition containing a urethane-based material, an acryl-based material, a thermoplastic elastomer, and a combination thereof.
상기 이차전지용 파우치형 케이스는 리튬 이차전지의 케이스로 사용될 수 있으며, 따라서 본 발명은 상기 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. The pouch-type case for a secondary battery may be used as a case for a lithium secondary battery, and thus the present invention provides a lithium secondary battery including the pouch-type case for a secondary battery.
본 발명의 일례에 따른 리튬 이차전지는 금속층, 외부층, 및 내부층을 포함하는 라미네이트 시트를 포함하는 파우치형 이차전지 케이스에 전극 조립체가 내장되어 있는 파우치형 이차전지일 수 있다. The lithium secondary battery according to an example of the present invention may be a pouch-type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch-type secondary battery case including a laminate sheet including a metal layer, an outer layer, and an inner layer.
상기 라미네이트 시트의 전지 케이스는 파우치(pouch) 형상으로 이루어져 있고, 상기 파우치의 내부에 상기 전극 조립체가 내장되어 있을 수 있다. The battery case of the laminate sheet may have a pouch shape, and the electrode assembly may be embedded in the pouch.
상기 라미네이트 시트의 면 내부, 즉 내부층에 양극, 음극 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체를 위치시킨 후, 상기 라미네이트 시트로 상기 전극 조립체를 감싸서 형성될 수 있다.It may be formed by placing an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode on the inside of the surface of the laminate sheet, that is, an inner layer, and then wrapping the electrode assembly with the laminate sheet.
상기 실링부는 상기 파우치형 이차전지 케이스의 가장자리를 따라 형성될 수 있고, 상기 실링부의 폭은 100 ㎛ 내지 5 mm, 구체적으로 1 mm 내지 3 mm일 수 있다. The sealing part may be formed along the edge of the pouch-type secondary battery case, and the width of the sealing part may be 100 μm to 5 mm, specifically, 1 mm to 3 mm.
상기 파우치형 이차전지가 포함하는 전극 조립체는 리튬 이차전지용 전극 조립체일 수 있으며, 따라서 본 발명의 파우치형 이차전지는 파우치형 리튬 이차전지일 수 있다. The electrode assembly included in the pouch-type secondary battery may be an electrode assembly for a lithium secondary battery, and thus the pouch-type secondary battery of the present invention may be a pouch-type lithium secondary battery.
상기 리튬 이차전지는 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 것일 수 있고, 상기 리튬 이차전지는 스택(stack)형 또는 스택 앤 폴딩(stack and folding)형 리튬 이차전지일 수 있다. The lithium secondary battery may include a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and the lithium secondary battery may be a stack type or stack and folding type lithium secondary battery there is.
상기 스택형 리튬 이차전지는 음극, 세퍼레이터, 양극을 수직으로 적층하는 방식으로 제조되는 전극조립체를 포함하는 리튬 이차전지일 수 있고, 상기 스택 앤 폴딩형 리튬 이차전지는 일정한 단위 크기의 양극/세퍼레이터/음극 구조의 풀 셀(full cell) 또는 양극(음극)/세퍼레이터/음극(양극)/세퍼레이터/양극(음극) 구조의 바이 셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리필름을 사용하여 말거나 접어서 제조되는 전극 조립체를 포함하는 리튬 이차전지일 수 있다. The stack-type lithium secondary battery may be a lithium secondary battery including an electrode assembly manufactured by vertically stacking a negative electrode, a separator, and a positive electrode, and the stack-and-folding type lithium secondary battery is a positive electrode/separator/ Manufactured by rolling or folding a full cell with a cathode structure or a bicell with a cathode (cathode)/separator/cathode (anode)/separator/anode (cathode) structure using a long continuous separation film. It may be a lithium secondary battery including an electrode assembly.
상기 양극은 당 분야에 알려져 있는 통상적인 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 양극 활물질에 용매, 필요에 따라 바인더, 도전재, 분산제를 혼합 및 교반하여 슬러리를 제조한 후 이를 금속 재료의 집전체에 도포(코팅)하고 압축한 뒤 건조하여 양극을 제조할 수 있다.The positive electrode may be manufactured by a conventional method known in the art. For example, a positive electrode can be manufactured by mixing and stirring the positive electrode active material with a solvent and, if necessary, a binder, a conductive material, and a dispersant, then applying (coating) it to a current collector made of a metal material, compressing it, and drying it. there is.
상기 금속 재료의 집전체는 전도성이 높은 금속으로서, 상기 양극 활물질의 슬러리가 용이하게 접착할 수 있는 금속으로 전지의 전압 범위에서 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예컨대 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 또한, 집전체 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있다. 집전체는 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용 가능하며, 3 내지 500 ㎛의 두께를 갖는 것일 수 있다. The current collector of the metallic material is a metal with high conductivity, and is a metal to which the slurry of the positive electrode active material can be easily adhered. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or a surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, etc. on the surface of aluminum or stainless steel may be used. In addition, by forming fine irregularities on the surface of the current collector, the adhesive force of the positive electrode active material may be increased. The current collector may be used in various forms, such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, a non-woven body, and may have a thickness of 3 to 500 μm.
본 발명의 리튬 이차전지의 제조방법에 있어서, 상기 양극 활물질은, 예컨대 리튬 코발트 산화물(LiCoO2); 리튬 니켈 산화물(LiNiO2); Li[NiaCobMncM1 d]O2(상기 식에서, M1은 Al, Ga 및 In으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소이고, 0.3≤a<1.0, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.5, 0≤d≤0.1, a+b+c+d=1이다); Li(LieM2 f-e-f'M3 f')O2 - gAg(상기 식에서, 0≤e≤0.2, 0.6≤f≤1, 0≤f'≤0.2, 0≤g≤0.2이고, M2는 Mn과, Ni, Co, Fe, Cr, V, Cu, Zn 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하며, M3은 Al, Mg 및 B로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고, A는 P, F, S 및 N로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이다) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; Li1 + hMn2 - hO4(상기 식에서 0≤h≤0.33), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 - iM4 iO2(상기 식에서, M4는 Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga이고, 0.01≤i≤0.3)로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2 - jM5 jO2(상기 식에서, M5는 Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta이고, 0.01≤j≤0.1) 또는 Li2Mn3M6O8(상기 식에서, M6는 Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn)로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; LiFe3O4, Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In the method of manufacturing a lithium secondary battery of the present invention, the positive active material may include, for example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ); lithium nickel oxide (LiNiO 2 ); Li[Ni a Co b Mn c M 1 d ]O 2 (Wherein, M 1 is any one selected from the group consisting of Al, Ga, and In, or two or more of them, 0.3≤a<1.0, 0 ≤b≤0.5, 0≤c≤0.5, 0≤d≤0.1, a+b+c+d=1); Li(Li e M 2 fe-f' M 3 f' )O 2 -g A g (wherein, 0≤e≤0.2, 0.6≤f≤1, 0≤f'≤0.2, 0≤g≤0.2, and , M 2 is Mn and Ni, Co, Fe, Cr, V, Cu, Zn and Ti includes at least one selected from the group, M 3 is Al, Mg and 1 selected from the group consisting of B more than one species, and A is at least one selected from the group consisting of P, F, S and N) or a layered compound such as a compound substituted with one or more transition metals; Li 1 + h Mn 2 -h O 4 ( 0≤h≤0.33 in the above formula), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 Lithium manganese oxide such as; lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , V 2 O 5 , and Cu 2 V 2 O 7 ; Ni site type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1 - i M 4 i O 2 (wherein, M 4 is Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga, and 0.01≤i≤0.3); Formula LiMn 2 - j M 5 j O 2 (wherein M 5 is Co, Ni, Fe, Cr, Zn or Ta, 0.01≤j≤0.1) or Li 2 Mn 3 M 6 O 8 (wherein, M 6 is a lithium manganese composite oxide represented by Fe, Co, Ni, Cu or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; disulfide compounds; LiFe 3 O 4 , Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like may be mentioned, but are not limited thereto.
상기 양극을 형성하기 위한 용매로는 NMP(N-메틸 피롤리돈), DMF(디메틸 포름아미드), 아세톤, 디메틸 아세트아미드 등의 유기 용매 또는 물 등이 있으며, 이들 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 용매의 사용량은 슬러리의 도포 두께, 제조 수율을 고려하여 상기 양극 활물질, 바인더, 도전재를 용해 및 분산시킬 수 있는 정도이면 충분하다.Examples of the solvent for forming the positive electrode include organic solvents such as NMP (N-methyl pyrrolidone), DMF (dimethyl formamide), acetone, and dimethyl acetamide or water, and these solvents are used alone or in two or more types. can be mixed and used. The amount of the solvent used is sufficient as long as it is capable of dissolving and dispersing the positive electrode active material, the binder, and the conductive material in consideration of the application thickness of the slurry and the production yield.
상기 바인더로는 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴산, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 불소 고무, 폴리 아크릴산(poly acrylic acid) 및 이들의 수소가 Li, Na 또는 Ca 등으로 치환된 고분자, 또는 다양한 공중합체 등의 다양한 종류의 바인더 고분자가 사용될 수 있다. As the binder, polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-co-HFP), polyvinylidenefluoride, polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, Polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid, ethylene-propylene-diene monomer (EPDM), Sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber (SBR), fluororubber, polyacrylic acid, and a polymer in which hydrogen is substituted with Li, Na or Ca, or the like; or Various types of binder polymers such as various copolymers may be used.
상기 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예컨대 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 파네스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 탄소 나노 튜브 등의 도전성 튜브; 플루오로카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. 상기 도전재는 양극 슬러리 전체 중량에 대해 1 중량% 내지 20 중량%의 양으로 사용될 수 있다. The conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; carbon black such as acetylene black, Ketjen black, channel black, farness black, lamp black, and thermal black; conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; conductive tubes such as carbon nanotubes; metal powders such as fluorocarbon, aluminum, and nickel powder; conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used. The conductive material may be used in an amount of 1 wt% to 20 wt% based on the total weight of the positive electrode slurry.
상기 분산제는 수계 분산제 또는 N-메틸-2-피롤리돈 등의 유기 분산제를 사용할 수 있다. The dispersant may be an aqueous dispersant or an organic dispersant such as N-methyl-2-pyrrolidone.
상기 음극은 당 분야에 알려져 있는 통상적인 방법으로 제조될 수 있으며, 예컨대 상기 음극 활물질 및 바인더 및 도전재 등의 첨가제들을 혼합 및 교반하여 음극 활물질 슬러리를 제조한 후, 이를 음극 집전체에 도포하고 건조한 후 압축하여 제조할 수 있다.The negative electrode may be manufactured by a conventional method known in the art, for example, by mixing and stirring the negative electrode active material and additives such as a binder and a conductive material to prepare a negative electrode active material slurry, which is then applied to the negative electrode current collector and dried It can be prepared by compression afterwards.
상기 바인더는 음극 활물질 입자들을 결착시켜 성형체를 유지하기 위하여 사용될 수 있으며, 음극 활물질용 슬러리 제조 시 사용되는 통상적인 바인더라면 특별히 제한되지 않으나, 예컨대 비수계 바인더인 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필렌셀룰로즈, 디아세틸렌셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등을 사용할 수 있고, 또한 수계 바인더인 아크릴로나이트릴-부타디엔고무, 스티렌-부타디엔 고무 및 아크릴 고무로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 수계 바인더는 비수계 바인더에 비해 경제적, 친환경적이고, 작업자의 건강에도 무해하며, 비수계 바인더에 비하여 결착 효과가 우수하므로, 동일 체적당 활물질의 비율을 높일 수 있어 고용량화가 가능하며, 수계 바인더로는 바람직하게는 스티렌-부타디엔 고무가 사용될 수 있다. The binder may be used to bind the negative active material particles to maintain the molded body, and is not particularly limited as long as it is a conventional binder used in preparing a slurry for the negative electrode active material, for example, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxy non-aqueous binder. Propylene cellulose, diacetylene cellulose, polyvinyl chloride, polyvinylpyrrolidone, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), polyethylene or polypropylene, etc. can be used, and acrylic as an aqueous binder Any one selected from the group consisting of lonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, and acrylic rubber, or a mixture of two or more thereof may be used. Aqueous binders are economical and eco-friendly compared to non-aqueous binders, are harmless to workers' health, and have a superior binding effect compared to non-aqueous binders. Preferably, a styrene-butadiene rubber may be used.
상기 바인더는 음극 활물질용 슬러리 전체 중량 중에 10 중량% 이하로 포함될 수 있으며, 구체적으로 0.1 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 바인더의 함량이 0.1 중량% 미만이면 바인더 사용에 따른 효과가 미미하여 바람직하지 않고, 10 중량%를 초과하면 바인더 함량 증가에 따른 활물질의 상대적인 함량 감소로 인해 체적당 용량이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.The binder may be included in an amount of 10% by weight or less in the total weight of the slurry for the negative electrode active material, and specifically, it may be included in an amount of 0.1 to 10% by weight. If the content of the binder is less than 0.1% by weight, the effect of using the binder is insignificant and is not preferable. not.
상기 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 상기 도전재의 예로서는 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 또는 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등을 들 수 있다. 상기 도전재는 음극 활물질용 슬러리 전체 중량에 대해 1 중량% 내지 9 중량%의 양으로 사용될 수 있다.The conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery. Examples of the conductive material include graphite such as natural graphite or artificial graphite; carbon black such as acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; or conductive materials such as polyphenylene derivatives. The conductive material may be used in an amount of 1 wt% to 9 wt% based on the total weight of the slurry for the negative electrode active material.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 음극에 사용되는 음극 집전체는 3 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 갖는 것일 수 있다. 상기 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예컨대 구리, 금, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The negative electrode current collector used for the negative electrode according to an embodiment of the present invention may have a thickness of 3 μm to 500 μm. The negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, copper, gold, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, copper or stainless steel surface Carbon, nickel, titanium, one surface-treated with silver, an aluminum-cadmium alloy, etc. may be used. In addition, the bonding strength of the negative electrode active material may be strengthened by forming fine irregularities on the surface, and may be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams, and nonwovens.
또한, 세퍼레이터로는 종래에 세퍼레이터로 사용된 통상적인 다공성 고분자 필름, 예컨대 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체 및 에틸렌-메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예컨대 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, as the separator, a conventional porous polymer film conventionally used as a separator, such as an ethylene homopolymer, a propylene homopolymer, an ethylene-butene copolymer, an ethylene-hexene copolymer, and an ethylene-methacrylate copolymer such as a polyolefin-based polymer The porous polymer film prepared by ? can be used alone or by laminating them, or a conventional porous nonwoven fabric, such as a nonwoven fabric made of high melting point glass fiber, polyethylene terephthalate fiber, etc., can be used, but is not limited thereto.
상기 리튬 이차전지에는 리튬 이차전지용 전해질에 통상적으로 사용되는 리튬염이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예컨대 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. In the lithium secondary battery, lithium salts commonly used in electrolytes for lithium secondary batteries may be used without limitation, for example, as an anion of the lithium salt, F - , Cl - , Br - , I - , NO 3 - , N(CN) 2 - , BF 4 - , ClO 4 - , PF 6 - , (CF 3 ) 2 PF 4 - , (CF 3 ) 3 PF 3 - , (CF 3 ) 4 PF 2 - , (CF 3 ) 5 PF - , (CF 3 ) 6 P - , CF 3 SO 3 - , CF 3 CF 2 SO 3 - , (CF 3 SO 2 ) 2 N - , (FSO 2 ) 2 N - , CF 3 CF 2 (CF 3 ) 2 CO - , (CF 3 SO 2 ) 2 CH - , (SF 5 ) 3 C - , (CF 3 SO 2 ) 3 C - , CF 3 (CF 2 ) 7 SO 3 - , CF 3 CO 2 - , CH 3 CO 2 - , SCN - and (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N - may be any one selected from the group consisting of.
본 발명에서 사용되는 전해질로는 리튬 이차전지 제조시 사용 가능한 유기계 액체 전해질, 무기계 액체 전해질, 고체 고분자 전해질, 겔형 고분자 전해질, 고체 무기 전해질, 용융형 무기 전해질 등을 들 수 있으며, 이들로 한정되는 것은 아니다. Examples of the electrolyte used in the present invention include organic liquid electrolytes, inorganic liquid electrolytes, solid polymer electrolytes, gel-type polymer electrolytes, solid inorganic electrolytes, molten inorganic electrolytes, etc., which can be used in the manufacture of lithium secondary batteries. not.
이하, 본 발명의 파우치형 이차전지 및 그 제조방법을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하지만, 해당 도면은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 도면에서, 각 구성 요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.Hereinafter, the pouch-type secondary battery of the present invention and a method for manufacturing the same will be described in more detail with reference to the drawings, but the drawings are only for illustrating the present invention and the scope of the present invention is not limited thereto. In the drawings of the present invention, the size of each component may be exaggerated for explanation, and may be different from the size actually applied.
도 1에는 종래의 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트의 단면, 및 상기 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부에서의 라미네이트 시트의 단면이 나타나있다. 1 shows a cross-section of a laminate sheet constituting a conventional pouch-type case for secondary batteries, and a cross-section of the laminate sheet in a sealing portion of the pouch-type case for secondary batteries.
도 1을 참조하면, 종래의 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트는 금속층(10, 10')의 일면에 외부층(11, 11')이, 타면에 내부층(12, 12')이 위치한다. 상기 이차전지용 파우치형 케이스는 전극 조립체(도시하지 않음)를 탑재하고 상기 라미네이트 시트의 외주면을 서로 접하게 하여 실링부를 형성하여 밀봉되며, 이때 상기 실링부는 내부층(12, 12')이 서로 접하여 열접착됨으로써 형성된다. 도 1의 화살표 우측에 나타낸 그림은 종래의 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부의 단면을 나타낸 것으로, 그림으로 나타낸 바와 같이 종래의 이차전지용 파우치형 케이스에서 내부층(12, 12')은 열접착에 의해 서로 열융착되며 그 두께가 감소된다. Referring to Figure 1, in the conventional laminate sheet constituting the pouch-type case for secondary batteries,
도 2에는 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트의 단면, 및 상기 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부에서의 라미네이트 시트의 단면이 나타나있다.2 shows a cross-section of a laminate sheet constituting a pouch-type case for secondary batteries according to an example of the present invention, and a cross-section of the laminate sheet in a sealing portion of the pouch-type case for secondary batteries.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트는 금속층(100, 100')의 일면에 외부층(110, 110')이, 금속층(100, 100')의 타면에 내부층(120, 120')이 위치한다. 도 1과 마찬가지로 도 2의 화살표 우측에 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부의 단면을 나타내었으며, 이를 참조하면 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스에서 내부층(120, 120')은 열접착에 의해 서로 열융착되더라도 그 두께가 미미하며, 이는 내부층이 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함함으로써 달성될 수 있는 효과이다. 2, the laminate sheet constituting the pouch-type case for secondary batteries according to an example of the present invention has
한편, 도 3에는 상기 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 본 발명의 일례에 따른 리튬 이차전지가 복수개 연결되어 모듈을 구성할 경우의 연결 형태가 예시적으로 나타나 있다. 도 3에 대한 설명에서 리튬 이차전지 셀이 연결된다는 것, 및 결합부를 형성한다는 것은 물리적으로 서로 연결되거나 결합될 수 있다는 것을 의미하고, 전기적으로 연결되는 것을 나타내는 것은 아니다. Meanwhile, FIG. 3 exemplarily shows a connection form when a plurality of lithium secondary batteries according to an example of the present invention including the pouch-type case for secondary batteries are connected to form a module. In the description of FIG. 3 , that the lithium secondary battery cells are connected and that the coupling part is formed means that they can be physically connected or coupled to each other, and does not indicate that they are electrically connected.
도 3의 (a)에는 리튬 이차전지가 옆으로 나란히 배열되어 있는 형태가 도시되어 있다. 도 3의 (a)를 참조하면, 리튬 이차전지 셀(200)들은 리튬 이차전지 셀의 이차전지용 파우치형 케이스의 외주면(210)들이 서로 겹쳐져 열접착되어 서로 결합부(220)를 형성할 수 있다. 또한, 도 3의 (b)에는 리튬 이차전지가 서로 포개져 있는 형태가 도시되어 있다. 도 3의 (b)를 참조하면, 리튬 이차전지 셀(200)들은 서로 포개져 연결되고 리튬 이차전지 셀의 이차전지용 파우치형 케이스 본체의 외부면들이 서로 겹쳐져 열접착되어 결합부(230)를 형성할 수 있다. 3A shows a form in which lithium secondary batteries are arranged side by side. Referring to (a) of Figure 3, the lithium
이와 같이, 본 발명의 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 리튬 이차전지는, 상기 리튬 이차전지의 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트의 외부층이 가교된 폴리올레핀계 수지로 이루어져 있으므로 열융착성을 가져서 복수개의 이차전지셀을 포함하는 모듈을 구성할 경우, 별도의 접착부재나 연결부재 없이도 물리적으로 서로 연결, 결합될 수 있다. As described above, in the lithium secondary battery including the pouch-type case for secondary batteries of the present invention, since the outer layer of the laminate sheet constituting the pouch-type case of the lithium secondary battery is made of a cross-linked polyolefin-based resin, it has heat-sealability and has a plurality of When a module including a secondary battery cell is configured, it can be physically connected and coupled to each other without a separate adhesive member or a connecting member.
실시예Example
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 실험예를 들어 더욱 상세하게 설명하나, 본 발명이 이들 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, examples and experimental examples will be described in more detail to describe the present invention in detail, but the present invention is not limited by these examples and experimental examples. Embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.
제조예 1Preparation Example 1
호모폴리프로필렌 파우더 100 중량부에 트리메틸올프로판트리아크릴레이트(TMPTA) 2.96 중량부 및 산화방지제 0.5 중량부를 첨가한 후, 30분간 교반하고, 24시간 보관한 후, 전자빔가속기를 이용하여 이에 60 kGy의 전자빔을 조사하여 50% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 제조하였다.After adding 2.96 parts by weight of trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) and 0.5 parts by weight of antioxidant to 100 parts by weight of homopolypropylene powder, stirring for 30 minutes, and storing for 24 hours, using an electron beam accelerator, 60 kGy of A 50% crosslinked polypropylene (as measured by ASTM D2765) was prepared by irradiation with an electron beam.
제조예 2Preparation 2
전자빔가속기를 이용하여 2 kGy의 전자빔을 조사한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 마찬가지의 방법으로 10% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 제조하였다.A 10% crosslinked polypropylene (measured by ASTM D2765) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that an electron beam of 2 kGy was irradiated using an electron beam accelerator.
제조예 3Preparation 3
전자빔가속기를 이용하여 3 kGy의 전자빔을 조사한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 마찬가지의 방법으로 30% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 제조하였다.A 30% cross-linked polypropylene (measured by ASTM D2765) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that an electron beam of 3 kGy was irradiated using an electron beam accelerator.
제조예 4Preparation 4
전자빔가속기를 이용하여 5 kGy의 전자빔을 조사한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 마찬가지의 방법으로 70% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 제조하였다.A 70% crosslinked polypropylene (measured by ASTM D2765) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that an electron beam of 5 kGy was irradiated using an electron beam accelerator.
제조예 5Preparation 5
가교도 0%인 호모폴리프로필렌 파우더(OKAMOTO사제)를 제조예 5로 하였다. A homopolypropylene powder (manufactured by OKAMOTO) having a degree of crosslinking of 0% was used as Production Example 5.
실시 제조예 1Example Preparation Example 1
40 ㎛의 두께를 갖는 알루미늄 호일(동일알루미늄사 제품)을 5% 황산 용액에 침지하여 산 탈지한 후, 다시 5% 수산화 나트륨 용액에 침지하여 표면을 활성화 처리하였다. 이후, 4 ㎛ 두께의 폴리우레탄 접착제 수지(하이켐사 제품)를 도포한 후, 상기 폴리우레탄 접착제 수지가 도포된 알루미늄 호일의 양면에 상기 제조예 1에서 제조된 50% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 각각 25 ㎛ 및 80 ㎛ 두께로 도포한 후, 상기 50% 가교된 폴리프로필렌을 드라이 라미네이팅 처리하여 적층시켜 총두께 153 ㎛의 라미네이트 시트를 제조하였다. An aluminum foil having a thickness of 40 μm (manufactured by Dongil Aluminum) was acid degreased by immersion in 5% sulfuric acid solution, and then immersed in 5% sodium hydroxide solution to activate the surface. Then, after applying a polyurethane adhesive resin (manufactured by Hichem Corporation) having a thickness of 4 μm, 50% crosslinked polypropylene prepared in Preparation Example 1 (ASTM D2765 measurement) on both sides of the aluminum foil coated with the polyurethane adhesive resin ) was applied to a thickness of 25 μm and 80 μm, respectively, and then the 50% cross-linked polypropylene was dry-laminated and laminated to prepare a laminate sheet having a total thickness of 153 μm.
상기 가교된 폴리프로필렌 층이 양면에 형성되어 있는 라미네이트 시트에서 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 면을 내부층으로, 25 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 타면을 외부층으로 설정하였다. In the laminate sheet on which the crosslinked polypropylene layer is formed on both sides, the side on which the crosslinked polypropylene layer of 80 μm thick is formed as the inner layer, and the other side on which the crosslinked polypropylene layer with the thickness of 25 μm is formed as the outer layer. .
실시 제조예 2Example Preparation 2
상기 제조예 2에서 제조된 10% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 이용한 것을 제외하고는, 실시 제조예 1과 마찬가지의 방법으로, 상기 알루미늄 호일의 양면에 각각 25 ㎛ 및 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성되어 있는 라미네이트 시트를 제조하였다. In the same manner as in Preparation Example 1, except that the 10% cross-linked polypropylene prepared in Preparation Example 2 (as measured by ASTM D2765) was used, cross-linking having a thickness of 25 μm and 80 μm, respectively, on both sides of the aluminum foil A laminate sheet having a polypropylene layer formed thereon was prepared.
상기 가교된 폴리프로필렌 층이 양면에 형성되어 있는 라미네이트 시트에서 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 면을 내부층으로, 25 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 타면을 외부층으로 설정하였다. In the laminate sheet on which the crosslinked polypropylene layer is formed on both sides, the side on which the crosslinked polypropylene layer of 80 μm thick is formed as the inner layer, and the other side on which the crosslinked polypropylene layer with the thickness of 25 μm is formed as the outer layer. .
실시 제조예 3Example Preparation 3
상기 제조예 3에서 제조된 30% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 이용한 것을 제외하고는, 실시 제조예 1과 마찬가지의 방법으로, 상기 알루미늄 호일의 양면에 각각 25 ㎛ 및 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성되어 있는 라미네이트 시트를 제조하였다. In the same manner as in Preparation Example 1, except that the 30% cross-linked polypropylene prepared in Preparation Example 3 (as measured by ASTM D2765) was used, cross-linking of 25 μm and 80 μm thick on both sides of the aluminum foil, respectively A laminate sheet having a polypropylene layer formed thereon was prepared.
상기 가교된 폴리프로필렌 층이 양면에 형성되어 있는 라미네이트 시트에서 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 면을 내부층으로, 25 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 타면을 외부층으로 설정하였다. In the laminate sheet on which the crosslinked polypropylene layer is formed on both sides, the side on which the crosslinked polypropylene layer of 80 μm thick is formed as the inner layer, and the other side on which the crosslinked polypropylene layer with the thickness of 25 μm is formed as the outer layer. .
실시 제조예 4Example Preparation 4
상기 제조예 4에서 제조된 70% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 이용한 것을 제외하고는, 실시 제조예 1과 마찬가지의 방법으로, 상기 알루미늄 호일의 양면에 각각 25 ㎛ 및 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성되어 있는 라미네이트 시트를 제조하였다. Except for using the 70% cross-linked polypropylene prepared in Preparation Example 4 (as measured by ASTM D2765), in the same manner as in Preparation Example 1, cross-linking of 25 μm and 80 μm thick on both sides of the aluminum foil, respectively A laminate sheet having a polypropylene layer formed thereon was prepared.
상기 가교된 폴리프로필렌 층이 양면에 형성되어 있는 라미네이트 시트에서 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 면을 내부층으로, 25 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 타면을 외부층으로 설정하였다. In the laminate sheet on which the crosslinked polypropylene layer is formed on both sides, the side on which the crosslinked polypropylene layer of 80 μm thick is formed as the inner layer, and the other side on which the crosslinked polypropylene layer with the thickness of 25 μm is formed as the outer layer. .
실시 제조예 5Example Preparation 5
40 ㎛의 두께를 갖는 알루미늄 호일(동일알루미늄사 제품)을 5% 황산 용액에 침지하여 산 탈지한 후, 다시 5% 수산화 나트륨 용액에 침지하여 표면을 활성화 처리하였다. 이후, 4 ㎛ 두께의 폴리우레탄 접착제 수지(하이켐사 제품)를 도포한 후, 상기 폴리우레탄 접착제 수지가 도포된 알루미늄 호일의 양면에 상기 제조예 3에서 제조된 30% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정) 및 상기 제조예 1에서 제조된 50% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 각각 25 ㎛ 및 80 ㎛ 두께로 도포한 후, 상기 50% 가교된 폴리프로필렌을 드라이 라미네이팅 처리하여 적층시켜 총두께 153 ㎛의 라미네이트 시트를 제조하였다. An aluminum foil having a thickness of 40 μm (manufactured by Dongil Aluminum) was acid degreased by immersion in 5% sulfuric acid solution, and then immersed in 5% sodium hydroxide solution to activate the surface. Thereafter, after applying a polyurethane adhesive resin (manufactured by Hichem) having a thickness of 4 μm, 30% crosslinked polypropylene prepared in Preparation Example 3 (ASTM D2765 measurement) on both sides of the aluminum foil coated with the polyurethane adhesive resin ) and 50% cross-linked polypropylene prepared in Preparation Example 1 (as measured by ASTM D2765) were applied to a thickness of 25 μm and 80 μm, respectively, and then the 50% cross-linked polypropylene was laminated by dry laminating to a total thickness of 153 A laminate sheet of μm was prepared.
상기 폴리프로필렌 층이 양면에 형성되어 있는 라미네이트 시트에서 80 ㎛ 두께의 폴리프로필렌 층이 형성된 면을 내부층으로, 25 ㎛ 두께의 폴리프로필렌 층이 형성된 타면을 외부층으로 설정하였다. In the laminate sheet on which the polypropylene layer is formed on both sides, the side on which the polypropylene layer having a thickness of 80 μm is formed is set as the inner layer, and the other side on which the polypropylene layer having the thickness of 25 μm is formed is set as the outer layer.
비교 제조예 1Comparative Preparation Example 1
40 ㎛의 두께를 갖는 알루미늄 호일(동일알루미늄사 제품)을 5% 황산 용액에 침지하여 산 탈지한 후, 다시 5% 수산화 나트륨 용액에 침지하여 표면을 활성화 처리하였다. 이후, 4 ㎛ 두께의 폴리우레탄 접착제 수지(하이켐사 제품)를 도포한 후, 상기 폴리우레탄 접착제 수지가 도포된 알루미늄 호일의 양면에 상기 제조예 5의 호모 폴리프로필렌을 각각 25 ㎛ 및 80 ㎛ 두께로 도포한 후, 호모 폴리프로필렌을 드라이 라미네이팅 처리하여 적층시켜 총두께 153 ㎛의 라미네이트 시트를 제조하였다. An aluminum foil having a thickness of 40 μm (manufactured by Dongil Aluminum) was acid degreased by immersion in 5% sulfuric acid solution, and then immersed in 5% sodium hydroxide solution to activate the surface. Then, after applying a polyurethane adhesive resin (manufactured by Hichem) having a thickness of 4 μm, the homo polypropylene of Preparation Example 5 was applied to both sides of the aluminum foil coated with the polyurethane adhesive resin to a thickness of 25 μm and 80 μm, respectively. After application, the homopolypropylene was laminated by dry laminating to prepare a laminate sheet having a total thickness of 153 μm.
실험예 1 : PP 잔존율 및 실링강도 측정Experimental Example 1: Measurement of PP Residual Rate and Sealing Strength
상기 실시 제조예 1 내지 4 및 비교 제조예 1에서 제조된 라미네이트 시트를 160 mm × 100 mm 사이즈로 준비한 후, 내부 수지층이 서로 맞닿도록 접고, 열 실링 장치를 이용하여 외주면을 200℃로 열융착함으로써 파우치형 케이스를 제조하였다. After preparing the laminate sheets prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Preparation Example 1 to a size of 160 mm × 100 mm, the inner resin layers were folded in contact with each other, and the outer peripheral surface was heat-sealed at 200° C. using a heat sealing device. By doing so, a pouch-type case was manufactured.
이후 샘플 폭 15 mm가 되도록 실링된 필름을 자른 후, 실링부의 두께를 측정하였으며, UTM 장비(test speed: 50 mm/min, 지그 간격: 30 mm, 강도:5 N)를 이용하여 실링 강도를 측정하였다 . 상기 실시 제조예 1 내지 4 및 비교 제조예 1에서 제조된 라미네이트 필름을 각각 5개씩 준비하여 각각 5회씩 실험을 수행하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.After cutting the sealed film to have a sample width of 15 mm, the thickness of the sealing part was measured, and the sealing strength was measured using UTM equipment (test speed: 50 mm/min, jig spacing: 30 mm, strength: 5 N). did . 5 each of the laminate films prepared in Preparation Examples 1 to 4 and Comparative Preparation Example 1 were prepared and tested 5 times each, and the results are shown in Table 1.
제조예
1practice
production example
One
제조예
2practice
production example
2
제조예
3practice
production example
3
제조예
4practice
production example
4
제조예
1comparison
production example
One
상기 표 1에서 실링 후 PP 잔존율은 내부층(실링부)의 열융착 후 두께를 열융착 전 두께로 나눈 값이다. In Table 1, the PP residual ratio after sealing is a value obtained by dividing the thickness after heat sealing of the inner layer (sealing part) by the thickness before heat sealing.
상기 표 1을 참조하면, 가교된 폴리프로필렌 수지를 포함하는 실시 제조예 1 내지 4의 라미네이트 수지를 이용하여 파우치형 케이스를 제조했을 때에는 일반적인 비가교 폴리프로필렌 수지를 포함하는 비교 제조예 1의 라미네이트 수지를 이용하여 파우치형 케이스를 제조했을 때에 비해 실링 후 실링 강도가 증가하여 향상된 밀봉성을 나타냄을 확인할 수 있었다. Referring to Table 1, when a pouch-type case was manufactured using the laminate resin of Preparation Examples 1 to 4 containing a crosslinked polypropylene resin, the laminate resin of Comparative Preparation Example 1 containing a general non-crosslinked polypropylene resin It was confirmed that the sealing strength was increased after sealing compared to when the pouch-type case was manufactured using
또한, 가교된 폴리프로필렌 수지를 포함하는 실시 제조예 1 내지 4의 라미네이트 수지를 이용하여 파우치형 케이스를 제조했을 때에는 비가교 폴리프로필렌 수지를 포함하는 비교 제조예 1의 라미네이트 수지를 이용하여 파우치형 케이스를 제조했을 때에 비해 실링 후 실링 부의 두께 감소량이 줄어들어 향상된 밀봉성과 함께 절연성 역시 향상되었음을 확인할 수 있었다. In addition, when a pouch-type case was manufactured using the laminate resin of Preparation Examples 1 to 4 containing a cross-linked polypropylene resin, the pouch-type case was prepared using the laminate resin of Comparative Preparation Example 1 containing a non-cross-linked polypropylene resin. It was confirmed that the reduction in the thickness of the sealing part after sealing was reduced compared to the time of manufacturing , and thus the insulation was improved as well as the improved sealing properties.
상기 실험 결과를 통해 알 수 있듯이, 가교 정도가 증가할수록 실링 후 실링 부의 두께 변화는 줄어들고, 가교 정도가 감소할수록 실링 강도가 증가하므로, 상기 실험 결과를 참조하여 적절한 밀봉성과 절연성을 위해 폴리프로필렌 수지의 가교도를 적절히 선택하고 조절할 수 있을 것이다. As can be seen from the above experimental results, as the degree of crosslinking increases, the change in the thickness of the sealing part after sealing decreases, and as the degree of crosslinking decreases, the sealing strength increases. The degree of crosslinking may be appropriately selected and controlled.
실험예 2 : 전해액에 의한 변색 여부 확인Experimental Example 2: Confirmation of discoloration due to electrolyte
상기 실시제조예 1의 라미네이트 시트를 160mm x 100mm 사이즈로 준비한 후, 내부층이 서로 맞닿도록 접고, 열 실링 장치를 이용하여 외주면을 200℃로 열융착함으로써 파우치형 케이스를 제조하는 하였다. 또한, 폴리프로필렌/알루미늄/나일론/PET 형태로 적층된 라미네이트 시트를 이용하여 제조된 통상적인 리튬 이차전지용 파우치형 케이스에 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)를 30:70의 부피비로 혼합한 용매에 1M LiPF6가 용해된 전해액을 주입한 더미(dummy) 셀을 준비하였으며, 상기 통상적인 리튬 이차전지용 파우치형 케이스의 내부층은 폴리프로필렌으로 가교되지 않은 폴리프로필렌이며, 외부층은 나일론/PET이고, 최 외각은 PET이다. After preparing the laminate sheet of Preparation Example 1 in a size of 160 mm x 100 mm, the inner layers were folded in contact with each other, and the outer peripheral surface was heat-sealed at 200 ° C. using a heat sealing device to prepare a pouch-type case. In addition, ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) are mixed in a volume ratio of 30:70 in a pouch-type case for lithium secondary batteries manufactured using a laminate sheet laminated in the form of polypropylene/aluminum/nylon/PET. A dummy cell in which an electrolyte solution in which 1M LiPF 6 is dissolved in one solvent is injected was prepared. PET, and the outermost layer is PET.
각각의 파우치형 케이스의 외부층의 외주면에 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)를 30:70의 부피비로 혼합한 용매에 1M LiPF6가 용해된 전해액을 떨어뜨린 후, 60℃에서 4주간 보관 후 전해액 노출 위치의 변색 여부를 확인하였으며, 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다. After dropping an electrolyte solution in which 1M LiPF 6 was dissolved in a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed in a volume ratio of 30:70 on the outer peripheral surface of the outer layer of each pouch-type case, 4 After weekly storage, it was checked whether the location of the electrolyte exposed was discolored, and the results are shown in FIGS. 4 and 5 .
도 4를 참조하면, 상기 실시제조예 1의 라미네이트 시트는 전해액에 접촉된 후 60℃에서 4주간 보관 후에도 전해액 접촉 부위에 변색이 발생하지 않았음을 확인할 수 있다. 그러나, 외부층이 최외각층이 PET 수지층으로 이루어진 종래의 파우치형 리튬 이차전지는 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 전해액 접촉 부위가 노란색으로 변색이 일어났음을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 4 , it can be confirmed that the laminate sheet of Preparation Example 1 did not cause discoloration at the electrolyte contact area even after being stored at 60° C. for 4 weeks after being in contact with the electrolyte. However, as can be seen in FIG. 5 , in the conventional pouch-type lithium secondary battery in which the outer layer is made of a PET resin layer as the outermost layer, it was confirmed that the electrolyte contact area was discolored to yellow.
10, 10', 100, 100': 금속층
11, 11', 110, 110': 외부층
12, 12', 120, 120': 내부층
210: 이차전지용 파우치형 케이스의 외주면
220, 230: 101: 금속층의 결합부
112: 제 1 수지층의 결합부10, 10', 100, 100': metal layer
11, 11', 110, 110': outer layer
12, 12', 120, 120': inner layer
210: the outer peripheral surface of the pouch-type case for secondary batteries
220, 230: 101: bonding portion of the metal layer
112: coupling portion of the first resin layer
Claims (8)
상기 외부층 및 내부층이 각각 독립적으로 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함하고,
상기 가교된 폴리올레핀계 수지는 30% 내지 50%의 가교도를 가지는, 이차전지용 파우치형 케이스.
metal layer; an outer layer positioned on one surface of the metal layer; And as a pouch-type secondary battery case comprising a laminate sheet comprising an inner layer located on the other surface of the metal layer,
The outer layer and the inner layer each independently include a crosslinked polyolefin-based resin,
The crosslinked polyolefin-based resin has a crosslinking degree of 30% to 50%, a pouch-type case for a secondary battery.
상기 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 및 폴리에틸렌(Polyethylene, PE)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인, 이차전지용 파우치형 케이스.
The method of claim 1,
The polyolefin-based resin is at least one selected from the group consisting of polypropylene (PP) and polyethylene (PE), a pouch-type case for secondary batteries.
상기 외부층과 상기 금속층 사이, 상기 내부층과 상기 금속층 사이, 또는 이들 모두에 위치하는 접착층을 추가로 포함하는, 이차전지용 파우치형 케이스.
The method of claim 1,
A pouch-type case for secondary batteries, further comprising an adhesive layer positioned between the outer layer and the metal layer, between the inner layer and the metal layer, or both.
상기 접착층은 우레탄(urethane)계 물질, 아크릴(acryl)계 물질, 열가소성 엘라스토머(elastomer), 및 이들의 조합을 함유하는 조성물을 포함하는, 이차전지용 파우치형 케이스.
5. The method of claim 4,
The adhesive layer comprises a composition containing a urethane-based material, an acrylic material, a thermoplastic elastomer, and a combination thereof, a pouch-type case for a secondary battery.
상기 이차전지용 파우치형 케이스는 가장자리를 따라 형성된 실링부를 포함하고,
상기 실링부에서 상기 라미네이트 시트는 상기 내부층이 서로 마주하도록 겹쳐져 서로 열접착에 의해 실링되는, 이차전지용 파우치형 케이스.
The method of claim 1,
The pouch-type case for secondary batteries includes a sealing part formed along the edge,
In the sealing part, the laminate sheet overlaps so that the inner layers face each other and is sealed by thermal bonding, a pouch-type case for a secondary battery.
상기 내부층은 상기 열접착 후의 두께가 열접착 전의 두께를 기준으로 80% 내지 100%인, 이차전지용 파우치형 케이스.
7. The method of claim 6,
The inner layer has a thickness after thermal bonding of 80% to 100% based on the thickness before thermal bonding, a pouch-type case for secondary batteries.
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