KR102462495B1 - 나일론 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름 - Google Patents

나일론 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름 Download PDF

Info

Publication number
KR102462495B1
KR102462495B1 KR1020220043541A KR20220043541A KR102462495B1 KR 102462495 B1 KR102462495 B1 KR 102462495B1 KR 1020220043541 A KR1020220043541 A KR 1020220043541A KR 20220043541 A KR20220043541 A KR 20220043541A KR 102462495 B1 KR102462495 B1 KR 102462495B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
nylon
graphene
nylon film
ppm
Prior art date
Application number
KR1020220043541A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220088639A (ko
Inventor
심준호
천상욱
박성일
장필규
이순식
Original Assignee
주식회사 에스비티엘첨단소재
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 에스비티엘첨단소재 filed Critical 주식회사 에스비티엘첨단소재
Publication of KR20220088639A publication Critical patent/KR20220088639A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102462495B1 publication Critical patent/KR102462495B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/203—Solid polymers with solid and/or liquid additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/088—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising polyamides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/16—Layered products comprising a layer of synthetic resin specially treated, e.g. irradiated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/02—Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06—Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • 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
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/1245—Primary casings; Jackets or wrappings 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings 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
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/155—Lids or covers characterised by the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/16—Fillers
    • B29K2105/162—Nanoparticles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/03—3 layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/10—Inorganic particles
    • B32B2264/107—Ceramic
    • B32B2264/108—Carbon, e.g. graphite particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/30—Particles characterised by physical dimension
    • B32B2264/301—Average diameter smaller than 100 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/30—Particles characterised by physical dimension
    • B32B2264/302—Average diameter in the range from 100 nm to 1000 nm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/408—Matt, dull surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/746—Slipping, anti-blocking, low friction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/10—Batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2553/00—Packaging equipment or accessories not otherwise provided for
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00—Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

표면에 카르복실(-COOH), 케톤(C=O), 및 아마이드(CONH) 관능기들을 모두 포함하는 그래핀을 10 ppm 내지 10,000 ppm의 농도로 포함하며, 상기 그래핀은 평균 직경이 0.0001㎛ 내지 0.5㎛인 나일론 필름, 이의 제조방법, 및 상기 나일론 필름을 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름에 관한 것이다.

Description

나일론 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름{NYLON FILM, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND ALUMINIUM POUCH FILM COMPRISING THE SAME FOR A SECONDARY BATTERY}
본 발명은 나일론 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름에 관한 것이다.
리튬 이차전지는 리튬이온의 이동으로 전류를 발생하는 전지를 말하며, 이러한 이차전지를 포장하는 외장재로서 이차전지용 파우치가 사용된다. 상기 이차전지용 파우치는 전극 조립체와 후속 공정에 의하여 내부로 유입된 전해액으로 이루어지는 전지셀을 보호하고 전지셀의 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 제고하기 위하여, 알루미늄 박막이 개재된 형태로 구성된다.
상기 알루미늄 박막의 일면에는, 전지 셀을 외부의 충격으로부터 보호하기 위하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Poly ethylene terephthalate, PET)수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트(Poly ethylene naphthalate, PEN) 수지, 나일론(Nylon)수지, 액정고분자수지(Liquid Crystal Polymer, LCP) 등의 기능성 고분자 필름층이 외부수지층으로 적층된다.
또한, 상기 알루미늄 박막의 타면에는, 상부 파우치의 하면과 하부 파우치의 상면 간의 접착을 위하여 폴리에틸렌(poly ethylene, PE), 무연신 폴리프로필렌(casted polypropylene, cPP), 폴리프로필렌(poly propylene, PP) 등의 폴리올레핀 또는 이들의 공중합체에 의한 내부수지층이 형성된다.
일반적으로, 이차전지용 알루미늄 파우치를 구성하는 상부 파우치 필름은, 도 1에 도시된 바와 같이, 외부수지층, 접착층, 알루미늄 필름층, 접착층 및 내부수지층의 순서로 적층된 구조를 가지며, 하부 파우치 필름은 내부수지층 접착층, 알루미늄 필름층, 접착층 및 외부수지층의 순서로 적층된 구조를 갖는다.
나일론 필름은 파열강도, 내핀홀성, 가스차단성, 내열성, 내한성, 기계적 강도 등에서 우수한 물성을 가지므로, 이차전지용 알루미늄 파우치 필름의 외부수지층으로 사용되고 있다.
한편, 나일론 필름이 외부수지층으로 적용된 실버 타입의 알루미늄 파우치 필름은, 나일론 필름 내부에 직경 500㎛ 이하의 작은 사이즈의 졸/겔이 존재하는 경우 이러한 졸/겔이 파우치 필름의 물성에 영향을 주지는 않지만, 외관 불량으로 분류되어 폐기처리되고 있다.
따라서, 나일론 필름의 외관에 은폐력을 부여하기 위하여 검정색을 부여하고 있다. 상기 검정색은 파우치 필름의 외관을 위하여 나일론 필름에 균일하게 부여되는 것이 요구된다. 또한, 상기 검정색의 부여가 나일론 필름의 표면 마찰계수를 증가시키지 않을 뿐만 아니라, 더 나아가서, 표면 마찰계수를 감소시키는 것도 요망되고 있다.
그러나, 이러한 요구 조건을 충족시킬 수 있는 기술은 아직까지 개발되지 않은 상황이다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0077968호
본 발명은 종래기술의 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서,
흑색 착색에 의한 은폐력이 우수하며, 표면 마찰계수가 낮아서 우수한 슬립성을 제공하는 나일론 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
표면에 카르복실(-COOH), 케톤(C=O), 및 아마이드(CONH)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 관능기를 포함하는 그래핀을 10 ppm 내지 10,000 ppm의 농도로 포함한 나일론 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은
알루미늄 필름층;
상기 알루미늄 필름층의 일면에 적층된 본 발명의 나일론 필름으로 구성되는 외부수지층; 및
상기 알루미늄 필름층의 타면에 적층된 내부수지층;을 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은
(a) 그래핀 입자를 산소 및 암모니아 혼합가스 플라즈마로 표면처리하는 단계;
(b) 상기 표면처리된 그래핀 입자를 10 ppm 내지 10,000 ppm 농도로 나일론 수지와 혼합하는 단계; 및
(c) 상기 혼합물을 사용하여 필름을 성형하는 단계;를 포함하는 나일론 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 나일론 필름은 표면처리된 그래핀을 포함함으로써, 흑색 착색에 의한 은폐력이 우수하며, 표면 마찰계수가 낮아서 우수한 슬립성을 제공한다.
본 발명의 이차전지용 알루미늄 파우치 필름은 상기 나일론 필름을 외부수지층으로 포함함으로써, 우수한 외관 및 성형성을 제공한다.
본 발명의 나일론 필름의 제조방법은 상기 나일론 필름의 효율적인 제조방법을 제공한다.
도 1은 이차전지용 알루미늄 파우치 필름의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2는 표면처리되지 않은 그래핀 또는 산소와 암모니아 플라즈마 표면처리된 그래핀을 포함하는 나일론 필름의 흑색 발현 정도를 평가하여 나타낸 그래프이다.
도 3은 산소와 암모니아의 공급량을 달리하여 플라즈마 표면처리된 그래핀을 포함하는 나일론 필름의 마찰계수를 평가하여 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, 각 구성 요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 표면에 카르복실(-COOH), 케톤(C=O), 및 아마이드(CONH)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 관능기를 포함하는 그래핀을 10 ppm 내지 10,000 ppm의 농도로 포함한 나일론 필름에 관한 것이다.
상기 그래핀은 표면에 카르복실(-COOH), 케톤(C=O), 및 아마이드(CONH) 관능기들을 모두 포함할 수 있다.
상기 카르복실(-COOH), 케톤(C=O), 및 아마이드(CONH) 관능기는 관능기의 몰비를 기준으로 1:1~4:1~4 비율로 포함될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1:1~2:1~2 비율로 포함될 수 있다.
상기에서 아마이드(CONH) 관능기가 상기 비율을 초과하여 포함되는 경우, 아마이드(CONH)가 그래핀이 나일론 수지 표면으로 이행하는 것을 방해하기 때문에 나일론 필름의 마찰계수가 커지는 문제가 발생한다. 역으로 카르복실(-COOH) 및 케톤(C=O) 관능기가 상기 비율 미만으로 포함되는 경우에는 그래핀의 친수성이 감소하여 그래핀이 나일론 수지의 표면 이행성이 저하되므로 바람직하지 않다.
상기 관능기는 그래핀 표면에 대한 산소 및 암모니아 혼합가스 플라즈마 처리에 의하여 도입될 수 있다.
상기 그래핀은 평균 직경이 0.0001㎛ 내지 0.5㎛일 수 있으며, 바람직하게는 0.001㎛ 내지 0.1㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.01㎛ 내지 0.6㎛일 수 있다.
상기 그래핀의 평균 직경이 0.0001㎛ 미만일 경우, 비산 등의 문제로 다루기 어려워 작업성이 저하되므로 바람직하지 않으며, 0.5㎛를 초과하는 경우, 수지내에서 분산성의 저하로 인해 필름 가공 후 기계적 물성이 낮아지는 점에서 바람직하지 않다.
상기 나일론 수지로는 이 분야에 공지된 수지가 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 폴리아미드수지, 즉 나일론6, 나일론66, 나일론6과 나일론 66과의 공중합체, 나일론610, 폴리메타키실린렌 아미파미드(MXD6) 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.
상기 나일론 필름은 10㎛ 내지 30㎛의 두께를 가질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 12㎛ 내지 25㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께가 10㎛ 미만일 경우, 물리적 특성이 저하되어 쉽게 찢어지며, 30㎛를 초과하면 성형성이 저하되므로 바람직하지 않다.
상기 나일론 필름은 이차전지용 알루미늄 파우치 필름에 포함되는 외부수지층용으로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은
알루미늄 필름층; 상기 알루미늄 필름층의 일면에 적층된 본 발명의 나일론 필름으로 구성되는 외부수지층; 및 상기 알루미늄 필름층의 타면에 적층된 내부수지층;을 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름을 제공한다.
상기 이차전지용 알루미늄 파우치 필름에 있어서, 외부수지층을 제외한 다른 구성요소에 대해서는 이 분야에 공지된 구성요소들이 제한없이 채용될 수 있다.
상기 본 발명의 나일론 필름은 파열강도, 내핀홀성, 가스차단성 등이 뛰어날 뿐만 아니라 내열성, 내한성 및 기계적 강도가 우수하다. 또한, 흑색 발현성이 우수하여 은폐력이 우수하며, 표면 마찰계수가 낮아서 우수한 슬립성을 제공하므로, 외부수지층으로 바람직하게 사용될 수 있다.
특히, 본 발명의 이차전지용 알루미늄 파우치 필름은 상기 나일론 필름을 외부수지층으로 포함함으로써, 우수한 외관 및 성형성을 제공한다.
상기 상기 알루미늄 필름층과 상기 외부수지층 사이에는 이들을 접착시키는 제 1 접착층이 포함될 수 있으며, 상기 알루미늄 필름층과 상기 내부수지층 사이에는 이들을 접착시키는 제 2 접착층이 포함될 수 있다.
또한, 본 발명은
(a) 그래핀 입자를 산소 및 암모니아 혼합가스 플라즈마로 표면처리하는 단계;
(b) 상기 표면처리된 그래핀 입자를 10 ppm 내지 10,000 ppm 농도로 나일론 수지와 혼합하는 단계; 및
(c) 상기 혼합물을 사용하여 필름을 성형하는 단계;를 포함하는 나일론 필름의 제조방법에 관한 것이다.
상기 제조방법에는 위에서 기술된 나일론 필름에 관한 내용이 모두 적용될 수 있다. 그러므로, 중복되는 내용의 기재는 생략한다.
상기 (a) 단계의 산소 및 암모니아 혼합가스 플라즈마는 산소 및 암모니아 혼합가스를 90:10 내지 10:90의 부피비로 공급하여 형성된 플라즈마일 수 있으며, 바람직하게는 90:10 내지 50:50의 부피비로 공급하여 형성된 플라즈마일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 바람직하게는 90:10 내지 70:30의 부피비로 공급하여 형성된 플라즈마일 수 있다.
상기에서 암모니아 가스가 과량으로 공급되는 경우, 그래핀의 표면에 아마이드(CONH) 관능기의 함량이 너무 증가하며, 이러한 아마이드(CONH) 관능기는 그래핀이 나일론 수지 표면으로 이행하는 것을 방해하기 때문에 나일론 필름의 마찰계수를 증가시키는 문제를 야기하므로 바람직하지 않다. 역으로 산소 가스가 너무 소량으로 공급되는 경우에는 그래핀의 표면에 카르복실(-COOH) 및 케톤(C=O) 관능기의 함량이 너무 부족하여 친수성이 감소하며, 이에 따라 그래핀의 표면 이행성이 저하되므로 바람직하지 않다.
본 발명에서 플라즈마 처리는 이 분야에 공지된 방법으로 실시될 수 있다.
상기 (a) 단계의 그래핀은 평균 직경이 0.0001㎛ 내지 0.5㎛인 것이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 0.001㎛ 내지 0.1㎛인 것이 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.01㎛ 내지 0.6㎛인 것이 사용될 수 있다.
상기 (c) 단계에서 상기 필름 성형은 이 분야에 공지된 방법으로 수행될 수 있으며, 예를 들어, 압출 방식으로 수행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
제조예 1: 표면 개질 그래핀 제조
평균 직경이 0.05㎛인 그래핀의 표면을 반응기체로 산소와 암모니아를 80 sccm과 20 sccm의 비율로 공급하면서 플라즈마 처리하여 표면 개질시켰다. 이 때, 13.56MHz의 주파수 및 220V의 전압이 적용되었고, 플라즈마는 25mTorr, 50W, 100초의 조건으로 발생시켰다.
제조예 2: 표면 개질 그래핀 제조
평균 직경이 0.05㎛인 그래핀의 표면을 반응기체로 산소와 암모니아를 20 sccm과 80 sccm의 비율로 공급하면서 플라즈마 처리하여 표면 개질시켰다. 이 때, 13.56MHz의 주파수 및 220V의 전압이 적용되었고, 플라즈마는 25mTorr, 50W, 100초의 조건으로 발생시켰다.
실시예 1: 나일론 필름의 제조
제조예 1에서 제조된 표면 개질 그래핀을 각각 100, 200, 300, 400, 500 ppm의 농도로 나일론 칩과 혼합하여 25㎛ 두께로 압출하여 나일론 필름을 제조하였다.
실시예 2: 나일론 필름의 제조
제조예 2에서 제조된 표면 개질 그래핀을 각각 100, 200, 300, 400, 500 ppm의 농도로 나일론 칩과 혼합하여 25㎛ 두께로 압출하여 나일론 필름을 제조하였다.
비교예 1: 나일론 필름의 제조
표면 개질하지 않은 그래핀을 각각 100, 200, 300, 400, 500 ppm의 농도로 나일론과 혼합하여 25㎛ 두께로 압출하여 나일론 필름을 제조하였다.
실험예 1: 은폐력 평가
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조된 나일론 필름에 대하여 ASTM D 523 또는 ISO 2813에 따라 측정각 60도에서 매트 블랙 정도를 측정하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에서 확인되는 바와 같이, 실시예 1 및 2의 나일론 필름은 그래핀의 농도가 증가함에 따라 2.6 이하 수준으로 매트 한 흑색을 나타냈다.
반면, 비교예 1의 경우, 그래핀이 잘 분산되지 않아 나일론 면에 균일한 흑색이 발현되지 않은 것으로 확인되었다(Gloss Unit의 값이 높았다).
실험예 2: 표면 마찰 계수 측정
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조된 나일론 필름의 나일론-나일론 면의 마찰계수를 마찰계수 측정 장치를 사용하여 ASTM D 1895 방법으로 측정하고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
비교예 1의 플라즈마 처리 안된 그래핀을 혼합한 나일론 필름의 경우 표면마찰이 너무 커서 표면마찰 계수의 측정이 불가능하였다.
플라즈마 표면처리된 시료 중 암모니아의 혼합비가 높은 실시예 2의 나일론 필름은, 도 3에 나타난 바와 같이, 마찰계수가 높은 것으로 확인되었다. 이는 상대적으로 많은 아마이드(CONH)가 그래핀에 표면에 도입됨으로써, 그래핀이 나일론 필름의 표면으로 이행하지 못하고, 나일론 내부에 존재하였기 때문인 것으로 판단된다.
또한, 산소의 혼합비가 높은 실시예 1의 나일론 필름의 경우, 도 3에 나타난 바와 같이, 마찰계수도 낮은 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 나일론 표면으로 이행한 그래핀의 농도가 높아지면서 이로 인해 표면의 비접촉면적이 감소됨에 따라 얻으진 것으로 판단된다.

Claims (8)

  1. 표면에 카르복실(-COOH), 케톤(C=O), 및 아마이드(CONH) 관능기들을 모두 포함하는 그래핀을 10 ppm 내지 10,000 ppm의 농도로 포함하며,
    상기 그래핀은 평균 직경이 0.0001㎛ 내지 0.5㎛인 나일론 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관능기는 그래핀 표면에 대한 산소 및 암모니아 혼합가스 플라즈마 처리에 의하여 도입된 것을 특징으로 하는 나일론 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 나일론 필름은 이차전지용 알루미늄 파우치 필름에 포함되는 외부수지층용인 것을 특징으로 하는 나일론 필름.
  4. (a) 그래핀 입자를 산소 및 암모니아 혼합가스 플라즈마로 표면처리하는 단계;
    (b) 상기 표면처리된 그래핀 입자를 10 ppm 내지 10,000 ppm 농도로 나일론 수지와 혼합하는 단계; 및
    (c) 상기 혼합물을 사용하여 필름을 성형하는 단계;를 포함하는 제1항의 나일론 필름의 제조방법.
  5. 제4항 있어서,
    상기 (a) 단계의 산소 및 암모니아 혼합가스 플라즈마는 산소 및 암모니아 혼합가스를 90:10 ppm 내지 10:90의 부피비로 공급하여 형성된 플라즈마인 것을 특징으로 하는 나일론 필름의 제조방법.
  6. 제5항 있어서,
    상기 산소 및 암모니아 혼합가스 플라즈마는 산소 및 암모니아 혼합가스를 90:10 ppm 내지 70:30의 부피비로 공급하여 형성된 플라즈마인 것을 특징으로 하는 나일론 필름의 제조방법.
  7. 제4항 있어서,
    상기 (c) 단계에서 상기 필름 성형은 압출 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 나일론 필름의 제조방법.
  8. 알루미늄 필름층;
    상기 알루미늄 필름층의 일면에 적층된 제1항의 나일론 필름으로 구성되는 외부수지층; 및
    상기 알루미늄 필름층의 타면에 적층된 내부수지층;을 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름.
KR1020220043541A 2020-12-18 2022-04-07 나일론 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름 KR102462495B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20200179030 2020-12-18
KR1020200179030 2020-12-18
KR1020210163354A KR102388334B1 (ko) 2020-12-18 2021-11-24 나일론 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210163354A Division KR102388334B1 (ko) 2020-12-18 2021-11-24 나일론 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220088639A KR20220088639A (ko) 2022-06-28
KR102462495B1 true KR102462495B1 (ko) 2022-11-04

Family

ID=81395578

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210163354A KR102388334B1 (ko) 2020-12-18 2021-11-24 나일론 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름
KR1020220043541A KR102462495B1 (ko) 2020-12-18 2022-04-07 나일론 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210163354A KR102388334B1 (ko) 2020-12-18 2021-11-24 나일론 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240052119A1 (ko)
EP (1) EP4265672A1 (ko)
KR (2) KR102388334B1 (ko)
CN (1) CN116783237A (ko)
WO (1) WO2022131702A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118017106A (zh) * 2023-06-06 2024-05-10 宁德新能源科技有限公司 一种电池

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101974046B1 (ko) 2017-11-15 2019-08-23 울산과학기술원 탄소나노물질을 포함하는 나일론 중간재의 형성 방법
CN110564142A (zh) 2019-09-20 2019-12-13 厦门长塑实业有限公司 一种锂电池外包装用的黑色哑光聚酰胺薄膜及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160077968A (ko) 2014-12-24 2016-07-04 주식회사 한서마이크론 폴리올레핀계 필름, 이를 포함하는 알루미늄 파우치 필름 및 이를 포함하는 이차전지
KR101853179B1 (ko) * 2015-03-27 2018-06-21 재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원 열 플라즈마 처리를 이용하는 탄소 소재 기능화 방법, 그 방법을 통해 제조되는 조성물 및 그 조성물을 이용하는 emi 차폐 소재
CN106832899B (zh) * 2016-12-26 2019-06-21 杭州高烯科技有限公司 具有高延展性和防紫外性的石墨烯/尼龙6复合膜及其制备方法
CN115133185A (zh) * 2017-12-06 2022-09-30 大日本印刷株式会社 电池用包装材料、电池、它们的制造方法和聚酯膜

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101974046B1 (ko) 2017-11-15 2019-08-23 울산과학기술원 탄소나노물질을 포함하는 나일론 중간재의 형성 방법
CN110564142A (zh) 2019-09-20 2019-12-13 厦门长塑实业有限公司 一种锂电池外包装用的黑色哑光聚酰胺薄膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4265672A1 (en) 2023-10-25
WO2022131702A1 (ko) 2022-06-23
KR102388334B1 (ko) 2022-04-20
CN116783237A (zh) 2023-09-19
US20240052119A1 (en) 2024-02-15
KR20220088639A (ko) 2022-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101308592B1 (ko) 방열특성을 갖는 전지용 포장재
US9865846B2 (en) Polymer battery module packaging sheet and a method of manufacturing the same
KR102462495B1 (ko) 나일론 필름, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름
EP2955770A1 (en) Battery packaging material
JP5894578B2 (ja) カバーフィルム
KR102148040B1 (ko) 성형용 포장재 및 성형 케이스
JP6276047B2 (ja) 包装材、包装材の製造方法及び成形ケース
JP2005056729A (ja) 電池包装用アルミラミネート材料
WO2001057941A1 (en) Battery packaging
EP3660941B1 (en) Adhesive film for metal terminals, metal terminal with adhesive film for metal terminals attached thereto, battery comprising adhesive film for metal terminals, and method for producing battery
JP6595634B2 (ja) 包装材及び成形ケース
WO2021200811A1 (ja) 積層フィルム
KR20050100448A (ko) 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재
WO2021006351A1 (ja) 金属端子用接着性フィルム、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、当該金属端子用接着性フィルムを用いた蓄電デバイス、及び蓄電デバイスの製造方法
WO2021090950A1 (ja) 金属端子用接着性フィルム、金属端子用接着性フィルムの製造方法、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、当該金属端子用接着性フィルムを用いた蓄電デバイス、及び蓄電デバイスの製造方法
JP6984136B2 (ja) 電池用包装材料、その製造方法、及び電池
KR102338521B1 (ko) 내불산성이 향상된 이차전지용 셀 파우치 및 그 제조 방법
EP4070948A1 (en) Gas barrier film
JPS63303726A (ja) 積層フィルム
JP7196480B2 (ja) 蓄電デバイス用外装材、その製造方法、及び蓄電デバイス
JPWO2016159233A1 (ja) 電池用包装材料、その製造方法、及び電池
WO2018101295A1 (ja) 透明導電性カバーテープ
JP2019085127A (ja) 包装材用シーラントフィルム
KR102282604B1 (ko) 그래핀을 포함하는 이차전지 파우치용 필름
JP7031805B1 (ja) 金属端子用接着性フィルム、金属端子用接着性フィルム付き金属端子、当該金属端子用接着性フィルムを用いた蓄電デバイス、及び蓄電デバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right