KR102495134B1 - The Apparatus For Venting And The Method For Manufacturing Thereof - Google Patents
The Apparatus For Venting And The Method For Manufacturing Thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR102495134B1 KR102495134B1 KR1020180050753A KR20180050753A KR102495134B1 KR 102495134 B1 KR102495134 B1 KR 102495134B1 KR 1020180050753 A KR1020180050753 A KR 1020180050753A KR 20180050753 A KR20180050753 A KR 20180050753A KR 102495134 B1 KR102495134 B1 KR 102495134B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- venting device
- pouch
- layer
- manufacturing
- polymer
- Prior art date
Links
- 238000013022 venting Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 27
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000002335 surface treatment layer Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 66
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 48
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 33
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 31
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 31
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 30
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 26
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 16
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 16
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 9
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 claims description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 239000010408 film Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 13
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 4
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 2
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000007739 conversion coating Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- ASDNIIDZSQLDMR-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(1,3-benzoxazol-2-yl)phenyl]-1,3-benzoxazole Chemical compound C1=CC=C2OC(C=3C(C=4OC5=CC=CC=C5N=4)=CC=CC=3)=NC2=C1 ASDNIIDZSQLDMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021555 Chromium Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K chromium(3+) trichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cr+3] QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- WYYQVWLEPYFFLP-UHFFFAOYSA-K chromium(3+);triacetate Chemical compound [Cr+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O WYYQVWLEPYFFLP-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H chromium(III) sulfate Chemical compound [Cr+3].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O GRWVQDDAKZFPFI-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 description 1
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 description 1
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- DXIGZHYPWYIZLM-UHFFFAOYSA-J tetrafluorozirconium;dihydrofluoride Chemical compound F.F.F[Zr](F)(F)F DXIGZHYPWYIZLM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/317—Re-sealable arrangements
-
- 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
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
-
- 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
-
- 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
- B29K2023/00—Use of polyalkenes or derivatives thereof as moulding material
- B29K2023/10—Polymers of propylene
- B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
- B29L2031/7146—Battery-cases
-
- 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)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 벤팅 장치는 이차 전지의 파우치의 실링부에 적어도 하나 삽입되는 벤팅 장치에 있어서, 상기 파우치의 내부 및 외부를 연통하는 통로가 관통 형성되며, 상기 실링부의 양 면 사이에 삽입되어 상기 실링부와 함께 실링되고, 외면에 표면처리층이 형성된 금속으로 제조되는 바디; 및 상기 파우치의 내부 압력에 따라 상기 통로를 개폐하는 개폐 조절부를 포함한다.A venting device according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a venting device inserted into at least one sealing part of a pouch of a secondary battery, wherein a passage communicating the inside and outside of the pouch is formed through, and the sealing part is formed. a body inserted between both sides of the unit, sealed together with the sealing unit, and made of metal having a surface treatment layer formed thereon; and an opening/closing control unit opening and closing the passage according to the internal pressure of the pouch.
Description
본 발명은 벤팅 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지의 파우치의 실링부에 적어도 하나 삽입되어, 파우치의 내부 압력이 증가하면 내부의 가스를 외부로 배출하여 압력을 조절할 수 있는 벤팅 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a venting device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a venting device that is inserted into a sealing part of a pouch of a secondary battery so that when the internal pressure of the pouch increases, internal gas can be discharged to the outside to adjust the pressure. It relates to a venting device and a manufacturing method thereof.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.In general, types of secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydrogen batteries, lithium ion batteries, and lithium ion polymer batteries. These secondary batteries are used not only for small products such as digital cameras, P-DVDs, MP3Ps, mobile phones, PDAs, portable game devices, power tools, and E-bikes, but also for large products that require high power, such as electric vehicles and hybrid vehicles, and surplus power generation. It is applied and used to a power storage device for storing power or renewable energy and a power storage device for backup.
이차 전지는 전극 조립체를 수용하는 케이스의 재질에 따라, 파우치 형(Pouch Type) 및 캔 형(Can Type) 등으로 분류된다. 파우치 형(Pouch Type)은 연성의 폴리머 재질로 제조된 파우치에 전극 조립체를 수용한다. 그리고, 캔 형(Can Type)은 금속 또는 플라스틱 등의 재질로 제조된 케이스에 전극 조립체를 수용한다.Secondary batteries are classified into a pouch type and a can type according to the material of a case accommodating the electrode assembly. In the pouch type, an electrode assembly is accommodated in a pouch made of a soft polymer material. And, the can type accommodates the electrode assembly in a case made of a material such as metal or plastic.
한편, 이차 전지는 외부 충격에 의한 내부 단락, 과충전, 과방전 등에 의한 발열과 이로 인한 전해질 분해, 열폭주 현상 등 여러 가지 문제로 안전성에 위협을 받는다. 특히, 전해질 분해에 따라 기체가 발생하여 이차 전지 내부의 압력이 증가하면, 이차 전지가 폭발하는 문제가 발생한다.On the other hand, secondary batteries are threatened with safety due to various problems such as internal short-circuit caused by external impact, overcharge, overdischarge, etc., and heat caused by this, electrolyte decomposition, and thermal runaway. In particular, when gas is generated due to electrolyte decomposition and the internal pressure of the secondary battery increases, the secondary battery explodes.
구체적으로, 이차 전지를 반복적으로 충방전하면, 전해질과 전극 활물질에 의한 전기화학적 반응으로 기체가 발생한다. 이 때, 발생한 기체는 이차 전지의 내부 압력을 상승시켜 부품간의 결합력 약화, 이차 전지의 케이스 파손, 보호회로의 조기 작동, 전극의 변형, 내부 단락, 폭발 등의 문제를 발생시킨다. 따라서, 캔 형(Can Type)의 이차 전지의 경우에는, CID 필터 및 안전 벤트와 같은 보호 부재가 마련되어, 케이스의 내부의 압력이 증가하면 전기적 연결을 물리적으로 차단하였다. 그러나, 종래의 파우치 형(Pouch Type)의 이차 전지의 경우에는, 이러한 보호 부재가 충분히 마련되지 않았다.Specifically, when the secondary battery is repeatedly charged and discharged, gas is generated due to an electrochemical reaction between the electrolyte and the electrode active material. At this time, the generated gas increases the internal pressure of the secondary battery, causing problems such as weakening of the bonding force between parts, damage to the case of the secondary battery, early operation of the protection circuit, deformation of the electrode, internal short circuit, and explosion. Therefore, in the case of a can-type secondary battery, protection members such as a CID filter and a safety vent are provided to physically cut off the electrical connection when the pressure inside the case increases. However, in the case of a conventional pouch-type secondary battery, such a protective member is not sufficiently provided.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이차 전지의 파우치의 실링부에 적어도 하나 삽입되어, 파우치의 내부 압력이 증가하면 내부의 가스를 외부로 배출하여 압력을 조절할 수 있는 벤팅 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a venting device that is inserted into at least one sealing part of a pouch of a secondary battery and can adjust the pressure by discharging internal gas to the outside when the internal pressure of the pouch increases, and a manufacturing method thereof. is to do
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 벤팅 장치는 이차 전지의 파우치의 실링부에 적어도 하나 삽입되는 벤팅 장치에 있어서, 상기 파우치의 내부 및 외부를 연통하는 통로가 관통 형성되며, 상기 실링부의 양 면 사이에 삽입되어 상기 실링부와 함께 실링되고, 외면에 표면처리층이 형성된 금속으로 제조되는 바디; 및 상기 파우치의 내부 압력에 따라 상기 통로를 개폐하는 개폐 조절부를 포함한다.A venting device according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a venting device inserted into at least one sealing part of a pouch of a secondary battery, wherein a passage communicating the inside and outside of the pouch is formed through, and the sealing part is formed. a body inserted between both sides of the unit, sealed together with the sealing unit, and made of metal having a surface treatment layer formed thereon; and an opening/closing control unit opening and closing the passage according to the internal pressure of the pouch.
또한, 상기 바디는, 외면의 적어도 일부에 폴리머층이 더 형성될 수 있다.In addition, a polymer layer may be further formed on at least a portion of an outer surface of the body.
또한, 상기 폴리머층이 형성된 부분은, 상기 실링부와 함께 실링되는 부분을 포함할 수 있다.In addition, the portion where the polymer layer is formed may include a portion sealed together with the sealing portion.
또한, 상기 폴리머층은, 폴리프로필렌(PP)을 포함할 수 있다.In addition, the polymer layer may include polypropylene (PP).
또한, 상기 금속은, 알루미늄 또는 스테인리스 스틸을 포함할 수 있다.Also, the metal may include aluminum or stainless steel.
또한, 상기 표면처리층은, 크롬, 지르코늄 및 티타늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, the surface treatment layer may include at least one of chromium, zirconium, and titanium.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 벤팅 장치 제조 방법은 이차 전지의 파우치의 실링부에 적어도 하나 삽입되는 벤팅 장치를 제조하는 방법에 있어서, 금속으로 제조된 바디의 외면에 표면처리층을 형성하는 단계; 및 표면처리된 상기 바디의 외면에 폴리머층을 형성하는 단계를 포함한다.In order to solve the above problems, a method for manufacturing a venting device according to an embodiment of the present invention is a method for manufacturing a venting device inserted into at least one sealing part of a pouch of a secondary battery, wherein the surface treatment layer is formed on the outer surface of a body made of metal. forming a; and forming a polymer layer on the surface-treated outer surface of the body.
또한, 상기 표면처리층을 형성하는 단계는, 상기 바디를 탈지하는 단계; 1차 수세하는 단계; 에칭하는 단계; 2차 수세하는 단계를 하는 단계; 표면처리하는 단계; 3차 수세하는 단계; 및 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the forming of the surface treatment layer may include degreasing the body; First washing with water; etching; Performing a second washing step; surface treatment; 3rd washing with water; And drying may be further included.
또한, 상기 표면처리하는 단계는, 크로메이트 처리, 지르코니아 처리 및 티타늄 처리 중 적어도 하나를 하는 단계일 수 있다.In addition, the surface treatment may be a step of performing at least one of chromate treatment, zirconia treatment, and titanium treatment.
또한, 상기 폴리머층을 형성하는 단계는, 표면처리된 상기 바디의 외면에 폴리머 필름을 가접하는 단계; 및 상기 폴리머 필름을 융착하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the forming of the polymer layer may include contacting a polymer film to the surface-treated outer surface of the body; and fusing the polymer film.
또한, 상기 폴리머 필름을 가접하는 단계에 있어서, 110℃ 내지 130℃의 온도 조건 하에서, 0.1 MPa 내지 0.3 Mpa의 압력을 0.4 초 내지 0.8 초간 인가할 수 있다.In addition, in the step of contacting the polymer film, a pressure of 0.1 MPa to 0.3 Mpa may be applied for 0.4 seconds to 0.8 seconds under a temperature condition of 110° C. to 130° C.
또한, 상기 폴리머 필름을 융착하는 단계는, 140℃ 내지 220℃의 온도 조건 하에서 수행될 수 있다.In addition, the step of fusing the polymer film may be performed under a temperature condition of 140 °C to 220 °C.
또한, 상기 폴리머 필름을 융착하는 단계는, 적어도 3회 반복하여 수행될 수 있다.In addition, the step of fusing the polymer film may be repeatedly performed at least three times.
또한, 상기 폴리머 필름을 융착하는 단계는, 마지막에 수행하는 융착의 온도가 가장 높을 수 있다.In addition, in the step of fusing the polymer film, the final fusing temperature may be the highest.
또한, 상기 적어도 3회 수행 중 1회차 융착은, 150℃ 내지 170℃의 온도 조건 하에서 수행될 수 있다.In addition, the first fusion among the at least three times may be performed under a temperature condition of 150 ° C to 170 ° C.
또한, 상기 적어도 3회 수행 중 2회차 융착은, 140℃ 내지 170℃의 온도 하에서 수행될 수 있다.In addition, the second fusion bonding among the at least three times may be performed at a temperature of 140° C. to 170° C.
또한, 상기 적어도 3회 수행 중 3회차 융착은, 210℃ 내지 220℃의 온도 하에서 수행될 수 있다.In addition, the third fusion among the at least three times may be performed at a temperature of 210° C. to 220° C.
또한, 상기 폴리머 필름은, 폴리프로필렌(PP)을 포함할 수 있다.In addition, the polymer film may include polypropylene (PP).
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.According to embodiments of the present invention, at least the following effects are provided.
벤팅 장치의 바디의 외면에 표면처리가 수행되어 표면처리층이 형성되므로, 벤팅 장치와 파우치의 실란트층의 융착성이 향상되어 파우치의 내부 가스를 외부로 용이하게 배출할 수 있다.Since surface treatment is performed on the outer surface of the body of the venting device to form a surface treatment layer, adhesion between the venting device and the sealant layer of the pouch is improved, so that gas inside the pouch can be easily discharged to the outside.
그리고, 바디의 외면에 폴리머 필름이 더 융착되어 폴리머층이 더 형성된다면, 파우치의 두께가 더 두꺼워지지 않으면서 절연성을 유지할 수도 있다.In addition, if the polymer film is further fused to the outer surface of the body to further form a polymer layer, the pouch may maintain insulation without becoming thicker.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치가 포함된 이차 전지의 조립도이다.
도 2는 제조가 완료된 도 1의 이차 전지의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치를 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치의 바디의 외면에 표면처리층이 형성된 모습을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치의 바디의 외면에 폴리머 필름을 융착하고 있는 모습을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치의 바디의 외면에 폴리머 필름을 융착한 모습을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치가 이차 전지의 파우치의 실링부에 삽입되는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치가 이차 전지의 파우치의 실링부와 함께 실링된 모습을 나타낸 개략도이다.1 is an assembly view of a secondary battery including a venting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of the secondary battery of FIG. 1 that has been manufactured.
3 is a cross-sectional view of a battery case according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of a venting device according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method of manufacturing a venting device according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a state in which a surface treatment layer is formed on an outer surface of a body of a venting device according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view showing a state in which a polymer film is fused to the outer surface of a body of a venting device according to an embodiment of the present invention.
8 is a perspective view illustrating a state in which a polymer film is fused to an outer surface of a body of a venting device according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram illustrating a state in which a venting device according to an embodiment of the present invention is inserted into a sealing part of a pouch of a secondary battery.
10 is a schematic diagram illustrating a state in which a venting device according to an embodiment of the present invention is sealed together with a sealing portion of a pouch of a secondary battery.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the recited elements.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치가 포함된 이차 전지(1)의 조립도이고, 도 2는 제조가 완료된 도 1의 이차 전지(1)의 사시도이다.1 is an assembled view of a secondary battery 1 including a venting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the secondary battery 1 of FIG. 1 after manufacturing has been completed.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(1)를 제조하기 위해, 먼저 전극 활물질과 바인더 및 가소제를 혼합한 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 소정 형상의 전극 조립체(10)를 형성한다. 그리고 전지 케이스(13)에 전극 조립체(10)를 수납하고 전해액 주입 후 실링한다.In order to manufacture the secondary battery 1 according to an embodiment of the present invention, first, a slurry in which an electrode active material, a binder, and a plasticizer are mixed is applied to a positive electrode current collector and a negative electrode current collector to prepare a positive electrode and a negative electrode, and a separator ( Separator) to form an
전극 조립체(Electrode Assembly, 10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 탭(Electrode Tab, 11)을 포함한다. 전극 탭(11)은 전극 조립체(10)의 양극 및 음극과 각각 연결되고, 전극 조립체(10)의 외부로 돌출되어, 전극 조립체(10)의 내부와 외부 사이에 전자가 이동할 수 있는 경로가 된다. 전극 조립체(10)의 전극 집전체는 슬러리가 도포된 부분과 슬러리가 도포되지 않은 말단 부분, 즉 무지부로 구성된다. 그리고 전극 탭(11)은 무지부를 재단하여 형성되거나 무지부에 별도의 도전부재를 초음파 용접 등으로 연결하여 형성될 수도 있다. 이러한 전극 탭(11)은 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(10)의 일측으로부터 동일한 방향으로 나란히 돌출될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 각각 다른 방향으로 돌출될 수도 있다.As shown in FIG. 1 , the
전극 조립체(10)의 전극 탭(11)에는 전극 리드(Electrode Lead, 12)가 스팟(Spot) 용접 등으로 연결된다. 그리고, 전극 리드(12)의 일부는 절연부(14)로 주위가 포위된다. 절연부(14)는 전지 케이스(13)의 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)가 열 융착되는 실링부(134)에 한정되어 위치하여, 전극 리드(12)를 전지 케이스(13)에 접착시킨다. 그리고, 전극 조립체(10)로부터 생성되는 전기가 전극 리드(12)를 통해 전지 케이스(13)로 흐르는 것을 방지하며, 전지 케이스(13)의 실링을 유지한다. 따라서, 이러한 절연부(14)는 전기가 잘 통하지 않는 비전도성을 가진 부도체로 제조된다. 일반적으로 절연부(14)로는, 전극 리드(12)에 부착하기 용이하고, 두께가 비교적 얇은 절연테이프를 많이 사용하나, 이에 제한되지 않고 전극 리드(12)를 절연할 수 있다면 다양한 부재를 사용할 수 있다.An
전극 리드(12)는 양극 탭(111) 및 음극 탭(112)의 형성 위치에 따라 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있고 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있다. 양극 리드(121) 및 음극 리드(122)는 서로 그 재질이 다를 수 있다. 즉, 양극 리드(121)는 양극 집전체와 동일한 알루미늄(Al) 재질이며, 음극 리드(122)는 음극 집전체와 동일한 구리(Cu) 재질 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리 재질일 수 있다. 그리고 전지 케이스(13)의 외부로 돌출된 전극 리드(12)의 일부분은 단자부가 되어, 외부 단자와 전기적으로 연결된다.The electrode leads 12 may extend in the same direction or in opposite directions depending on where the
본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지(1)에서 전지 케이스(13)는 연성의 재질로 제조된 파우치이다. 이하, 전지 케이스(13)는 파우치인 것으로 설명한다. 그리고 전지 케이스(13)는 전극 리드(12)의 일부, 즉 단자부가 노출되도록 전극 조립체(10)를 수용하고 실링된다. 이러한 전지 케이스(13)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)를 포함한다. 하부 파우치(132)에는 전극 조립체(10)를 수용할 수 있는 수용 공간(1331)이 마련된 컵부(133)가 형성되고, 상부 파우치(131)는 상기 전극 조립체(10)가 전지 케이스(13)의 외부로 이탈되지 않도록 상기 수용 공간(1331)을 상부에서 커버한다. 이 때, 도 1에 도시된 바와 같이 상부 파우치(131)에도 수용 공간(1331)이 마련된 컵부(133)가 형성되어, 전극 조립체(10)를 상부에서 수용할 수도 있다. 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)는 도 1에 도시된 바와 같이 일측이 서로 연결되어 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 서로 분리되어 별도로 제조되는 등 다양하게 제조될 수 있다.In the pouch-type secondary battery 1 according to an embodiment of the present invention, the
전지 케이스(13)의 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)가 서로 맞닿은 후, 테두리에 형성된 실링부(134)가 실링된다. 이 때 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 벤팅 장치(15)는 상기 실링부(134)의 양 면의 사이에 삽입되어 함께 실링됨으로써, 실링부(134) 내에 고정된다. 그리고 벤팅 장치(15)는 전지 케이스(13)의 내부 및 외부를 서로 연통하는 통로(153)를 포함하여, 전지 케이스(13)의 내부 압력이 증가하면 내부의 가스를 외부로 배출하여 압력을 조절한다. 벤팅 장치(15)에 대한 자세한 내용은 후술한다.After the
전극 조립체(10)의 전극 탭(11)에 전극 리드(12)가 연결되고, 전극 리드(12)의 일부분에 절연부(14)가 형성되면, 하부 파우치(132)에 마련된 수용 공간(1331)에 전극 조립체(10)가 수용되고, 상부 파우치(131)가 상기 수용 공간(1331)을 상부에서 커버한다. 그리고, 내부에 전해액을 주입하고 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)의 테두리에 형성된 실링부(134)가 실링되면, 도 2에 도시된 바와 같이 이차 전지(1)가 제조된다.When the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스(13)의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a
전지 케이스(13)는 파우치 필름(135)을 드로잉(Drawing) 성형하여 제조된다. 즉, 파우치 필름(135)을 연신시켜 컵부(133)를 형성함으로써 제조된다. 이러한 파우치 필름(135)은 도 3에 도시된 바와 같이, 가스 배리어층(Gas Barrier Layer, 1351), 표면 보호층(Surface Protection Layer, 1352) 및 실란트층(Sealant Layer, 1353)을 포함한다.The
가스 배리어층(1351)은 전지 케이스(13)의 기계적 강도를 확보하고, 이차 전지(1) 외부의 가스 또는 수분 등의 출입을 차단하며, 전해액의 누수를 방지한다. 일반적으로 가스 배리어층(1351)은 금속을 포함하며 주로 알루미늄 박막(Al Foil)이 사용된다. 알루미늄은 소정 수준 이상의 기계적 강도를 확보할 수 있으면서도 무게가 가볍고 전극 조립체(10)와 전해액에 의한 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 확보할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 다양한 재질이 가스 배리어층(1351)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 철(Fe), 탄소(C), 크롬(Cr), 망간(Mn), 니켈(Ni) 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다. 이 때 상기 가스 배리어층(1351)을 철이 함유된 재질로 제조할 경우에는 기계적 강도가 향상되고, 알루미늄이 함유된 재질로 할 경우에는 유연성이 향상되므로, 각각의 특성을 고려하여 사용될 수 있을 것이다.The
표면 보호층(1352)은 폴리머로 제조되고, 최외층에 위치하여 외부와의 마찰 및 충돌로부터 이차 전지(1)를 보호하면서, 전극 조립체(10)를 외부로부터 전기적으로 절연시킨다. 여기서 최외층이란, 상기 가스 배리어층(1351)을 기준으로 전극 조립체(10)가 위치하는 방향의 반대 방향으로, 외부를 향하는 방향을 말한다. 이러한 표면 보호층(1352)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론, 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다. 특히, 주로 내마모성 및 내열성을 가지는 나일론(Nylon) 수지 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리머가 사용된다. 그리고 표면 보호층(1352)은 어느 하나의 물질로 이루어진 단일막 구조를 가지거나, 2개 이상의 물질이 각각 층을 이루어 형성된 복합막 구조를 가질 수도 있다.The surface
실란트층(1353)은 폴리머로 제조되고, 최내층에 위치하여 전극 조립체(10)와 직접적으로 접촉한다. 파우치 형 전지 케이스(13)는 상기와 같은 적층 구조의 파우치 필름(135)을, 펀치 등을 이용하여 드로잉(Drawing) 성형하면, 일부가 연신되어 주머니 형태의 수용 공간(1333)을 포함하는 컵부(133)를 형성하면서 제조된다. 그리고, 이러한 수용 공간(1333)에 전극 조립체(10)가 내부에 수용되면 전해액을 주입한다. 그 후에 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)를 서로 접촉시키고, 실링부(134)에 열 압착을 하면 실란트층(1353)끼리 접착됨으로써 전지 케이스(13)가 실링된다. 이 때, 실란트층(1353)은 전극 조립체(10)와 직접적으로 접촉하므로 절연성을 가져야 하며, 전해액과도 접촉하므로 내식성을 가져야 한다. 또한, 내부를 완전히 밀폐하여 내부 및 외부간의 물질 이동을 차단해야 하므로, 높은 실링성을 가져야 한다. 즉, 실란트층(1353)끼리 접착된 실링부(134)는 우수한 열 접착 강도를 가져야 한다. 일반적으로 이러한 실란트층(1353)에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론, 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다. 특히, 주로 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 등의 폴리올레핀계 수지가 사용된다. 폴리프로필렌(PP)은 인장강도, 강성, 표면경도, 내마모성, 내열성 등의 기계적 물성과 내식성 등의 화학적 물성이 뛰어나, 실란트층(1353)을 제조하는데 주로 사용된다. 나아가, 무연신 폴리프로필렌(Cated Polypropylene) 또는 폴리프로필렌-부틸렌-에틸렌 삼원 공중합체로 구성될 수도 있다. 또한, 실란트층(1353)은, 어느 하나의 물질로 이루어진 단일막 구조를 갖거나, 2개 이상의 물질이 각각 층을 이루어 형성된 복합막 구조를 가질 수 있다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치(15)의 사시도이다.4 is a perspective view of a
상기 기술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(1)는 적어도 하나의 벤팅 장치(15)를 더 포함한다. 벤팅 장치(15)는 이차 전지(1)의 파우치의 실링부(134)에 적어도 하나 삽입되어, 파우치의 내부 압력이 증가하면 내부의 가스를 외부로 배출하여 압력을 조절한다. 이를 위해 벤팅 장치(15)는 상기 파우치의 내부 및 외부를 연통하는 통로(153)가 관통 형성되며, 상기 실링부(134)의 양 면 사이에 삽입되어 상기 실링부(134)와 함께 실링되고, 외면에 표면처리층(1511)이 형성된 금속으로 제조되는 바디(151); 및 상기 파우치의 내부 압력에 따라 상기 통로(153)를 개폐하는 개폐 조절부(152)를 포함한다. 그리고 상기 바디(151)의 외면의 적어도 일부에 폴리머층(154)이 더 형성될 수도 있다.As described above, the secondary battery 1 according to an embodiment of the present invention further includes at least one
개폐 조절부(152)는 파우치의 내부 압력에 따라 통로(153)를 개폐하여 내부 압력을 조절한다. 구체적으로, 파우치의 내압이 특정 압력에 도달하기 전에는, 개폐 조절부(152)가 상기 통로(153)의 출구측 시트에 밀착되어 상기 통로(153)를 폐쇄한다. 그런데 파우치의 내압이 증가하여 특정 압력에 도달하면, 개폐 조절부(152)가 상기 통로(153)의 출구측 시트로부터 탈착되어 상기 통로(153)를 개방한다. 그럼으로써, 파우치 내부의 가스가 외부로 방출될 수 있다. 한편, 파우치 내부의 가스가 외부로 방출되어 파우치의 내압이 다시 감소하면, 개폐 조절부(152)는 다시 원위치로 복귀하여 상기 통로(153)를 폐쇄한다. 이 때, 도면에 도시되지는 않았으나, 개폐 조절부(152)를 원위치로 복귀시키기 위해 복원력을 생성하는 탄성체, 예를 들면 스프링이 더 포함될 수도 있다.The opening and
바디(151)는 금속으로 제조될 수 있으며, 특히 알루미늄(Al) 또는 스테인레스 스틸(STS)을 포함할 수 있다. 이 때 상기 기술한 바와 같이, 바디(151)는 실링부(134)의 양 면 사이에 삽입되어 함께 실링되므로, 실링부(134)의 내측면과 융착된다. 그런데 실링부(134)의 내측면은 파우치 필름(135)의 최내층인 실란트층(1353)으로서, 폴리머 특히 폴리프로필렌(PP)으로 제조된다. 이에, 금속으로 제조된 바디(151)와 폴리머로 제조된 실란트층(1353)이 서로 이질적이므로 융착성이 저하될 수 있다. 따라서, 파우치의 내압이 특정 압력에 도달하여 내부의 가스를 외부로 방출시키기도 전에, 벤팅 장치(15)가 실링부(134)로부터 이탈하여 실링이 파괴될 수도 있다.The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치(15)를 제조하는 방법의 흐름도이다.5 is a flowchart of a method of manufacturing a
상기의 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치(15)는 바디(151)의 외면에 표면처리층(1511)이 더 형성된다. 그럼으로써, 벤팅 장치(15)와 실링부(134)의 내측면의 융착성이 향상되어, 파우치의 내압이 특정 압력에 도달하기 전에 벤팅 장치(15)가 실링부(134)로부터 이탈하는 문제를 방지할 수 있다.In order to solve the above problem, in the
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치(15)는 금속으로 제조된 바디(151)의 외면에 표면처리층(1511)을 형성하는 단계; 및 표면처리된 상기 바디(151)의 외면에 폴리머층(154)을 형성하는 단계를 포함하는 제조방법에 따라 제조될 수 있다.To this end, the venting
이하, 도 5의 흐름도에 도시된 각 단계를 도 6 내지 도 8을 참고하여 설명한다.Hereinafter, each step shown in the flowchart of FIG. 5 will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치(15)의 바디(151)의 외면에 표면처리층(1511)이 형성된 모습을 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a
바디(151)의 외면에 표면처리층(1511)을 형성하기 위해, 먼저 바디(151)를 탈지(S501)한다. 상기 바디(151)를 제조하기 위해 절삭, 압연, 사출 등 다양한 금속 가공 공정이 수행될 수 있으며, 이 때 바디(151)와 금속 가공 장치 사이의 마찰을 경감시키기 위해, 바디(151)의 외면에 윤활유가 도포된다. 따라서, 바디(151)의 제조가 완성되면 바디(151)의 외면에 상기 윤활유 또는 먼지 기타 불순물이 존재할 수 있다. 탈지 공정은 이러한 윤활유 또는 먼지 기타 불순물을 제거하여, 바디(151)의 외면의 표면처리를 더욱 효율적으로 수행하도록 한다.In order to form the
탈지 공정 후 물로 1차 수세(S502)하여, 탈지에 사용된 용액을 세척한다. 여기서 수세란 물로 세정 및 세척하는 공정이다. 이 때, 수세를 수행하면서 물에 용해된 또 다른 불순물이 부착되는 것을 방지하기 위해, 상기 물은 불순물이 용해되지 않은 증류수인 것이 바람직하다.After the degreasing process, the solution used for degreasing is washed by first washing with water (S502). Here, water washing is a process of washing and washing with water. At this time, it is preferable that the water is distilled water in which impurities are not dissolved in order to prevent adhesion of other impurities dissolved in the water while washing with water.
금속이 공기 중에 방치되면, 어느 정도 산화되어 산화 물질이 생성될 수 있다. 특히, 만약 바디(151)가 알루미늄으로 제조된다면, 바디(151)의 외면에는 산화알루미늄의 피막이 형성될 수도 있다. 따라서, 에칭(S503)을 수행하여 상기 바디(151)의 외면에 생성된 산화 물질을 제거한다.When metal is left in the air, it can oxidize to some extent and form oxidizing substances. In particular, if the
에칭 공정 후 물로 2차 수세(S504)하여, 에칭에 사용된 용액을 세척한다. 그리고 바디(151)의 외면에 표면처리(S505)를 한다. 표면처리는 알루미늄과 같은 금속의 표면에 화학처리를 하여, 금속의 내식성 또는 내마모성을 향상시키는 등 금속의 물성을 변화시키는 공정이다. 이러한 표면처리로는 아노다이징, 화성피막처리, 전기도금 등이 있다.After the etching process, a second washing with water (S504) is performed to wash the solution used for etching. Then, surface treatment (S505) is performed on the outer surface of the
여기서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표면처리는 크롬을 이용한 크로메이트(Chromate) 처리일 수 있다. 크로메이트 처리란 화성피막처리의 일종으로서, 금속의 표면에 크롬 성분을 포함하는 불용성의 크로메이트(크롬산염) 피막이 얇게 형성되는 것이다. 이를 위해 상기 바디(151)를 크롬 이온이 포함된 수용액에 침지한다. 그러면, 크롬 이온이 산화반응을 하여 바디(151)의 외면에 불용성의 크롬 산화물이 생성됨으로써 크로메이트 피막이 형성된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 표면처리층(1511)은 크롬을 포함하는 크로메이트 피막일 수 있다. 여기서 크롬 이온은 6가 이온 또는 3가 이온 등 제한되지 않고 다양한 종류의 이온일 수 있다. 그리고 크롬 이온이 포함된 수용액으로는, 무수크롬산, 질산크롬, 황산크롬, 초산크롬 및 염화크롬 등 제한되지 않고 다양한 물질이 사용될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the surface treatment may be a chromate treatment using chromium. Chromate treatment is a type of chemical conversion coating treatment, in which a thin film of insoluble chromate (chromate) containing chromium is formed on the surface of a metal. To this end, the
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면처리는 크롬이 아닌 물질을 이용한 비크로메이트(Non-Chromate) 처리일 수 있다. 여기서 크롬이 아닌 물질로는, 예를 들어 지르코늄일 수 있다. 만약 지르코늄을 이용하는 지르코니아 처리를 한다면, 상기 바디(151)를 지르코늄 이온이 포함된 수용액에 침지한다. 그러면, 지르코늄 이온이 산화반응을 하여 바디(151)의 외면에 지르코늄 산화물이 생성됨으로써 지르코니아 피막이 형성된다. 비크로메이트 처리는 이에 제한되지 않고, 티타늄을 이용한 티타늄 처리 등을 포함할 수도 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 표면처리층(1511)은 지르코늄을 포함하는 지르코니아 피막, 또는 티타늄을 포함하는 티타늄 피막일 수 있다.Meanwhile, surface treatment according to another embodiment of the present invention may be a non-chromate treatment using a material other than chromium. Here, the non-chromium material may be, for example, zirconium. If zirconia treatment is performed using zirconium, the
표면처리(S505) 공정 후 3차 수세(S506)하여 표면처리에 사용된 용액을 세척한다. 그리고 상기 바디(151)를 건조(S507)함으로써, 도 6에 도시된 바와 같이, 바디(151)의 외표면에는 표면처리층(1511)이 형성되고, 내부는 표면처리가 되지 않은 미처리층(1512)으로 남는다. 이와 같이 바디(151)의 외면에 표면처리층(1511)이 형성됨으로써, 내식성을 확보하면서 표면에 폴리머 소재의 물질이 잘 융착될 수 있는 융착성도 확보할 수 있다.After the surface treatment (S505) process, the solution used for the surface treatment is washed by washing with water (S506) for the third time. And by drying (S507) the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치(15)의 바디(151)의 외면에 폴리머 필름(2)을 융착하고 있는 모습을 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치(15)의 바디(151)의 외면에 폴리머 필름(2)을 융착한 모습을 나타낸 사시도이다.7 is a perspective view showing a state in which a polymer film 2 is fused to the outer surface of the
바디(151)의 외면에 표면처리층(1511) 만이 형성된 상태로, 벤팅 장치(15)가 파우치의 실링부(134)에 삽입되어 실링부(134)와 함께 실링될 수도 있다. 그럼으로써, 바디(151)의 외면 자체가 실링부(134)의 내측면과 융착될 수 있다.With only the
그러나, 실링을 수행하면서 바디(151) 자체가 가지는 부피에 의해 실링부(134)의 내측면, 즉 실란트층(1353)이 파손될 수도 있다. 그러면 파우치 필름(135)의 가스 배리어층이 바디(151)와 접촉하여, 절연이 파괴되는 문제가 발생할 수도 있다. 만약 이를 해결하기 위해 실란트층(1353)의 두께를 두껍게 제조한다면, 파우치 전체 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.However, the inner surface of the sealing
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 도 7에 도시된 바와 같이, 표면처리층(1511)이 형성된 바디(151)의 외면의 적어도 일부에, 폴리머 필름(2)이 가접된다(S508). 즉, 폴리머 필름(2)을 융착하기 전에, 바디(151)의 외면에 폴리머 필름(2)을 임시로 부착한다. 그럼으로써, 공정 라인을 따라 바디(151)가 이동할 때에도, 폴리머 필름(2)이 바디(151)의 외면으로부터 이동하지 않을 수 있다. 이러한 폴리머 필름(2)을 가접하는 공정은 110℃ 내지 130℃의 온도 조건 하에서, 0.1 MPa 내지 0.3 Mpa의 압력을 0.4 초 내지 0.8 초간 인가하여 수행될 수 있다. 가접은 단순히 임시로 부착하는 공정이므로, 추후에 융착 공정을 수행하기 위해서는 용이하게 탈착되어야 한다. 따라서, 130℃ 보다 큰 온도에서 가접을 수행한다면, 더욱 강하게 부착되는 문제가 있다. 그리고, 110℃ 보다 작은 온도에서 가접을 수행한다면, 제대로 부착이 되지 않는 문제가 있다.Therefore, according to one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7 , the polymer film 2 is attached to at least a part of the outer surface of the
그리고 일정 시간 동안 열 및 압력을 인가하여 상기 폴리머 필름(2)이 융착된다(S509). 그럼으로써, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 바디(151)의 외면의 적어도 일부에 폴리머층(154)이 더 형성될 수 있다. 여기서 폴리머층(154)이 형성되는 부분은, 바디(151)가 실링부(134)에 삽입되어 함께 실링될 때, 실링되는 부분을 포함한다. 따라서, 벤팅 장치(15)의 폴리머층(154)이 함께 실링되어, 벤팅 장치(15)와 실링부(134)의 내측면의 융착성이 향상될 수 있다. 이러한 융착 공정은 140℃ 내지 220℃의 온도 조건 하에서 수행될 수 있다. 일반적으로 온도가 140℃보다 작다면 폴리머 필름(2), 특히 폴리프로필렌을 포함하는 필름이 충분히 용융되지 않아 융착성이 저하될 수 있다. 그리고 온도가 220℃보다 크다면 폴리머 필름(2)이 너무 과하게 용융되어, 크게 변형될 수 있다.Then, by applying heat and pressure for a certain period of time, the polymer film 2 is fused (S509). Thus, as shown in FIG. 8 , a
또한, 상기 폴리머 필름(2)을 융착하는 공정은, 1 회만 수행될 수도 있으나, 복수 회 반복하여 수행될 수도 있다. 만약 3 회 반복하여 수행된다면, 1회차 융착은 바디(151)의 외면과 폴리머 필름(2) 사이의 기포를 제거하기 위함이며, 150℃ 내지 170℃, 바람직하게는 155℃ 내지 165℃의 온도 조건 하에서, 0.1 MPa 내지 0.3 MPa의 압력을 2 초 내지 4 초간 인가하여 수행될 수 있다. 1회차 융착은 최초 융착이므로, 더욱 융착성을 향상시키기 위해, 상기 최저 조건의 온도인 140℃ 보다는 적어도 10℃ 이상 큰 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 또한, 폴리머 필름(2)이 바디(151)의 외면에 가접된 상태에서 과도하게 융착 온도가 높다면, 잘못된 위치에 융착되었을 때 수습하는 것이 용이하지 않으므로 170℃보다 작은 것이 바람직하다. 그리고, 2회차 융착은 바디(151)의 외면과 폴리머 필름(2) 사이의 기밀성을 확보하기 위함이며, 140℃ 내지 170℃, 바람직하게는 145℃ 내지 155℃의 온도 조건 하에서, 0.1 MPa 내지 0.3 MPa의 압력을 2 초 내지 4 초간 인가하여 수행될 수 있다. 2회차 융착은 단지 기밀성 확보를 위한 것이므로, 1회차 융착과 유사한 온도에서 재차 융착할 수 있다. 이 때, 2회차 융착은 최초 융착이 아니므로, 상기 최저 조건의 온도인 140℃ 보다 큰 온도라면 수행될 수 있다. 그리고 가장 마지막에 수행되는 3회차 융착은 폴리머 필름(2)의 융착성을 강화하기 위함이며, 210℃ 내지 220℃, 바람직하게는 215℃ 내지 220℃의 온도 조건 하에서, 0.1 MPa 내지 0.3 MPa의 압력을 2 초 내지 4 초간 인가하여 수행될 수 있다. 즉, 가장 마지막에 수행되는 3회차 융착의 온도가 가장 높은 것이 바람직하다. 다만, 상기 기술한 바와 같이, 온도가 220℃보다 크다면 폴리머 필름(2)이 너무 과하게 용융되어, 크게 변형될 수 있다. 그리고 온도가 210℃보다 낮다면, 2회차 융착된 이후의 융착성보다 융착성이 크게 강화되지 않을 수 있다.In addition, the process of fusing the polymer film 2 may be performed only once, or may be repeatedly performed a plurality of times. If performed repeatedly three times, the first fusion is to remove air bubbles between the outer surface of the
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치(15)가 이차 전지(1)의 파우치의 실링부(134)에 삽입되는 모습을 나타낸 개략도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치(15)가 이차 전지(1)의 파우치의 실링부(134)와 함께 실링된 모습을 나타낸 개략도이다.9 is a schematic diagram showing a state in which the
상기 방법에 따라 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치(15)가, 도 9에 도시된 바와 같이, 실링부(134)의 양 면 사이에 삽입된 후, 도 10에 도시된 바와 같이 열과 압력을 인가받아 실링될 수 있다. 이러한 실링은, 170℃ 내지 190℃, 바람직하게는 175℃ 내지 185℃의 온도 조건 하에서, 0.1 MPa 내지 0.3 MPa의 압력을 2 초 내지 4 초간 인가하여 수행될 수 있다. 그럼으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(1)가 제조될 수 있다.As shown in FIG. 9, after the
한편 폴리머 필름(2)은, 상기 파우치 필름(135)의 최내층인 실란트층(1353)과 동일한 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 실란트층(1353)이 폴리프로필렌(PP)으로 제조된다면, 폴리머 필름(2) 또한 폴리프로필렌(PP)을 포함하는 것이 바람직하다. 특히 바디(151)와의 접착력을 향상시키기 위해, 산처리된 폴리올레핀계 폴리머를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 노멀 폴리프로필렌에 산처리된 폴리프로필렌을 혼합할 수도 있고, 산처리된 폴리에틸렌을 혼합할 수도 있으며, 단순히 산처리된 폴리프로필렌만으로 제조될 수도 있다. 여기서 산처리된 폴리프로필렌은 MAH PP(말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌)일 수 있다. 그럼으로써, 벤팅 장치(15)가 파우치의 실링부(134)에 삽입되어 함께 실링될 때, 바디(151)의 외면에 형성된 폴리머층(154)이 파우치의 내측면과 이질적이지 않아, 융착성이 더욱 향상될 수 있다. 특히, 실링될 때 열과 압력을 인가받아, 폴리머 필름(2)의 일부 및 실란트층(1353)의 일부가 용융될 수 있다. 이 때, 폴리머 필름(2)과 실란트층(1353)이 서로 동일한 재질로 제조되므로, 다시 온도가 하강하면서 상기 용융된 부분이 응고되어, 폴리머 필름(2)과 실란트층(1353)의 경계가 모호해지며 융착성이 더욱 향상될 수도 있고, 나아가 도 10에 도시된 바와 같이, 하나의 부재로 형성될 수도 있다. 이와 같은 방법으로 본 발명의 일 실시예에 따른 벤팅 장치(15)의 제조가 완료된다.Meanwhile, the polymer film 2 preferably includes the same polymer as the
상기와 같은 방법을 통해 제조된 본 발명의 벤팅 장치(15)는 상기 파우치의 내부 및 외부를 연통하는 통로(153)가 관통 형성되며, 상기 실링부(134)의 양 면 사이에 삽입되어 상기 실링부(134)와 함께 실링되고, 외면에 표면처리층(1511)이 형성된 금속으로 제조되는 바디(151); 및 상기 파우치의 내부 압력에 따라 상기 통로(153)를 개폐하는 개폐 조절부(152)를 포함하며, 이차 전지(1)의 파우치의 실링부(134)에 적어도 하나 삽입된다. 그리고, 상기 바디(151)는, 외면의 적어도 일부에 폴리머층(154)이 더 형성될 수 있다.In the
본 발명의 벤팅 장치(15)는 바디(151)의 외면에 표면처리가 수행되어 표면처리층(1511)이 형성되므로, 파우치의 실란트층(1353)과의 융착성이 향상되어 파우치의 내부 가스를 외부로 용이하게 배출할 수 있다.In the
그리고, 폴리머 필름(2)이 더 융착되어 폴리머층(154)이 더 형성된다면, 파우치의 두께가 더 두꺼워지지 않으면서 절연성을 유지할 수도 있다.Further, if the
제조예manufacturing example 1 One
염화벤잘코늄 50g, 황산(H2SO4) 100g 및 증류수 1L을 혼합한 용액에, 알루미늄(Al)으로 제조된 직경 5 mm, 높이 10 mm인 바디를, 45℃의 온도 조건 하에서 30초 동안 침지시켜 탈지하였다. 그리고 25℃의 증류수로 15초간 1차 수세한 후, 황산(H2SO4) 200ml, 불화암모늄(NH4F) 200ml, Hexamine(C6H12N4) 200ml 및 증류수 1L을 혼합한 용액에, 상기 바디를 35℃의 온도 조건 하에서 50초 동안 침지시켜 에칭하였다. 그리고 25℃의 증류수로 15초간 2차 수세한 후, 무수크롬산(CrO3) 5%, 봉불산(HBF4) 0.7%, 지르코불화수소산(Hexafluorozirconic acid, H2ZrF6) 4.3% 및 H2O(90%)을 혼합한 용액에, 상기 바디를 30℃의 온도 조건 하에서 1분 동안 침지시켜 표면처리(크로메이트 처리)하였다. 그리고 25℃의 증류수로 10초간 및 45℃의 증류수로 5초간 3차 수세한 후, 85℃의 온도 조건 하에서 20초, 135℃도 온도 조건 하에서 15초간 건조를 하였다.A body with a diameter of 5 mm and a height of 10 mm made of aluminum (Al) is immersed for 30 seconds under a temperature condition of 45 ° C. It was degreased. And after first washing with distilled water at 25℃ for 15 seconds, a solution of 200ml of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), 200ml of ammonium fluoride (NH 4 F), 200ml of Hexamine (C 6 H 12 N 4 ) and 1L of distilled water was mixed. , The body was etched by dipping for 50 seconds under a temperature condition of 35°C. And after washing the second time with distilled water at 25℃ for 15 seconds, chromic anhydride (CrO 3 ) 5%, bonfluoric acid (HBF 4 ) 0.7%, zirconic hydrofluoric acid (Hexafluorozirconic acid, H 2 ZrF 6 ) 4.3% and H 2 In a solution mixed with O (90%), the body was immersed for 1 minute under a temperature condition of 30 ° C. to treat the surface (chromate treatment). And after washing with distilled water at 25 ° C. for 10 seconds and distilled water at 45 ° C. for 5 seconds 3 times, drying was performed at 85 ° C. for 20 seconds and at 135 ° C. for 15 seconds.
그 후에, 120℃의 온도 조건 하에서, 0.2 MPa 압력을 0.6 초간 인가하여 폴리프로필렌(PP)으로 제조된 100 μm 두께의 폴리머 필름을 가접하였다. 그리고, 160℃의 온도 조건 하에서, 0.2 MPa의 압력을 3 초간 인가하여 1회차 융착을 수행하고, 150℃의 온도 조건 하에서, 0.2 MPa의 압력을 3 초간 인가하여 2회차 융착을 수행하였으며, 220℃의 온도 조건 하에서, 0.2 MPa의 압력을 3 초간 인가하여 3회차 융착을 수행하였다.Thereafter, under a temperature condition of 120° C., a 100 μm thick polymer film made of polypropylene (PP) was bonded by applying a pressure of 0.2 MPa for 0.6 seconds. And, under a temperature condition of 160 ° C, a pressure of 0.2 MPa was applied for 3 seconds to perform the first fusion, and under a temperature condition of 150 ° C, a pressure of 0.2 MPa was applied for 3 seconds to perform a second fusion, 220 ° C Under a temperature condition of , fusion was performed three times by applying a pressure of 0.2 MPa for 3 seconds.
제조예manufacturing example 2 2
표면처리 하는 단계에서, 3H2ZrF6 , 4H3PO4, 및 Resin Binder를 혼합한 용액에, 상기 바디를 침지시켜 표면처리(비크로메이트 처리)한 점을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 벤팅 장치를 제조하였다.In the surface treatment step, the same method as in Preparation Example 1, except that the body was immersed in a mixture of 3H 2 ZrF 6 , 4H 3 PO 4 , and Resin Binder to treat the surface (non-chromate treatment). A venting device was prepared.
비교예comparative example 1 One
표면처리를 전혀 수행하지 않은 점을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 벤팅 장치를 제조하였다.A venting device was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that no surface treatment was performed.
상기 제조예 1, 제조예 2 및 비교예 1에 의해 제조된 벤팅 장치의 물성을 하기의 방법으로 측정하였으며, 측정 결과는 하기 표 1에 나타내었다.Physical properties of the venting devices manufactured in Preparation Example 1, Preparation Example 2, and Comparative Example 1 were measured in the following manner, and the measurement results are shown in Table 1 below.
물성 측정방법Physical property measurement method
1.One. 박리 강도(peel strength ( 바디의of the body 외면과 Exterior and 폴리머polymer 필름의 of film 융착성adhesiveness ))
상기 제조예 1, 제조예 2 및 비교예 1에 의해 제조된 벤팅 장치들을 각각 전해액 250ml(리튬염 LiPF6 1 M, 그리고 에틸렌 카보네이트(EC) : 에틸메틸 카보네이트(EMC) : 디메틸 카보네이트(DMC)을 각각 3 : 3 : 4의 비율로 녹여 제조)에 침지하였다. 그리고 80℃의 온도 조건 하에서 24 시간 동안 보관 후, 각각의 벤팅 장치들을 꺼내어 전해액을 제거하였다. 바디의 외면에 융착되어 있는 폴리머 필름에 칼집을 내어, 바디의 일부가 노출되도록 폴리머 필름의 일부를 벗겨낸다. 상기 벗겨낸 폴리머 필름의 일부를 만능 재료 시험기(Universal Testing Machine, UTM)의 상부 지그에 고정시키고, 벤팅 장치의 나머지 부분을 하부 지그에 고정시킨다. 이후, 50 mm/min의 속도로, 실란트층과 가스 배리어층이 박리되는데 요구되는 힘을 측정하고, 이 힘을 박리 강도로 평가하였다.The venting devices manufactured by Preparation Example 1, Preparation Example 2, and Comparative Example 1 were prepared by mixing 250 ml of electrolyte (lithium salt LiPF6 1 M, and ethylene carbonate (EC): ethylmethyl carbonate (EMC): dimethyl carbonate (DMC), respectively). prepared by melting at a ratio of 3: 3: 4). And after storage for 24 hours under a temperature condition of 80 ° C., each venting device was taken out and the electrolyte solution was removed. A cut is made in the polymer film fused to the outer surface of the body, and a part of the polymer film is peeled off to expose a part of the body. A portion of the peeled polymer film is fixed to an upper jig of a Universal Testing Machine (UTM), and the remaining portion of the venting device is fixed to a lower jig. Then, at a speed of 50 mm/min, the force required to peel the sealant layer and the gas barrier layer was measured, and this force was evaluated as peel strength.
2.2. 실링 강도(sealing strength ( 벤팅venting 장치의 of the device 폴리머polymer 필름과 파우치의 of film and pouch 실란트층의of sealant layer 융착성adhesiveness ))
상기 제조예 1, 제조예 2 및 비교예 1의 벤팅 장치들을 제조한 후, 너비 55 mm, 폭 110 mm, 높이 7 mm의 파우치형 이차 전지의 실링부에 상기 벤팅 장치들을 각각 삽입하였다. 그리고, 180℃의 온도 조건 하에서, 0.2 MPa의 압력을 3 초간 인가하여 실링부와 함께 실링하였다. 그럼으로써, 각각의 이차 전지를 제조하였다.After manufacturing the venting devices of Preparation Example 1, Preparation Example 2, and Comparative Example 1, the venting devices were inserted into the sealing part of a pouch type secondary battery having a width of 55 mm, a width of 110 mm, and a height of 7 mm. Then, under a temperature condition of 180° C., a pressure of 0.2 MPa was applied for 3 seconds to seal with the sealing portion. In this way, each secondary battery was manufactured.
그 후, 상기 이차 전지에서 각각의 벤팅 장치가 실링된 영역을 커팅하여 샘플링한다. 그리고 상기 이차 전지의 파우치 조각을 만능 재료 시험기(Universal Testing Machine, UTM)의 상부 지그에 고정시키고, 벤팅 장치를 하부 지그에 고정시킨다. 이후, 50 mm/min의 속도로, 파우치와 벤팅 장치가 탈착되는데 요구되는 힘을 측정하고, 이 힘을 실링 강도로 평가하였다.Thereafter, a region in which each venting device is sealed in the secondary battery is cut and sampled. Then, the pouch piece of the secondary battery is fixed to an upper jig of a universal testing machine (UTM), and a venting device is fixed to a lower jig. Then, at a speed of 50 mm/min, the force required to detach the pouch and the venting device was measured, and this force was evaluated as sealing strength.
[표 1][Table 1]
상기 표 1에 도시된 바와 같이, 제조예 1의 벤팅 장치는 박리 강도가 10 N/cm로 측정되었다. 그리고, 제조예 2의 벤팅 장치는 박리 강도가 5 내지 6 N/cm로 측정되었다. 반면에, 비교예 1의 벤팅 장치는 바디의 외면에 표면처리를 수행하지 않으므로, 상기의 방법으로 박리 강도를 측정할 수 있을 만큼 박리 강도가 충분히 크지 않았다. 따라서, 제조예 1 및 제조예 2의 벤팅 장치가 비교예 1의 벤팅 장치보다, 바디의 외면과 폴리머 필름을 박리하는데 더 큰 힘이 요구되므로, 바디의 외면과 폴리머 필름의 융착성이 더 우수하다는 사실을 알 수 있다.As shown in Table 1, the peel strength of the venting device of Preparation Example 1 was measured to be 10 N/cm. And, the peel strength of the venting device of Preparation Example 2 was measured to be 5 to 6 N/cm. On the other hand, since the venting device of Comparative Example 1 did not perform surface treatment on the outer surface of the body, the peel strength was not high enough to measure the peel strength by the above method. Therefore, since the venting devices of Manufacturing Examples 1 and 2 require a greater force to separate the outer surface of the body and the polymer film than the venting device of Comparative Example 1, the adhesion between the outer surface of the body and the polymer film is better. know the facts
또한, 제조예 1의 벤팅 장치는 실링 강도가 80 N/cm, 제조예 2의 벤팅 장치는 실링 강도가 60 N/cm, 비교예 1의 벤팅 장치는 실링 강도가 30 N/cm으로 측정되었다. 따라서, 제조예 1 및 제조예 2의 벤팅 장치가 비교예 1의 벤팅 장치보다, 폴리머 필름과 파우치의 실란트층의 융착성 또한 더 우수하다는 사실을 알 수 있다.In addition, the venting device of Preparation Example 1 had a sealing strength of 80 N/cm, the venting device of Preparation Example 2 had a sealing strength of 60 N/cm, and the venting device of Comparative Example 1 had a sealing strength of 30 N/cm. Accordingly, it can be seen that the venting devices of Preparation Examples 1 and 2 have better adhesion between the polymer film and the sealant layer of the pouch than the venting device of Comparative Example 1.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be embodied in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description above, and various embodiments derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
1: 이차 전지 2: 폴리머 필름
10: 전극 조립체 11: 전극 탭
12: 전극 리드 13: 전지 케이스
14: 절연부 15: 벤팅 장치
111: 양극 탭 112: 음극 탭
121: 양극 리드 122: 음극 리드
131: 상부 파우치 132: 하부 파우치
133: 컵부 134: 실링부
135: 파우치 필름 151: 바디
152: 개폐 조절부 153: 통로
154: 폴리머층 1331: 수용 공간
1351: 가스 배리어층 1352: 표면 보호층
1353: 실란트층 1511: 표면처리층
1512: 미처리층1: secondary battery 2: polymer film
10: electrode assembly 11: electrode tab
12: electrode lead 13: battery case
14: insulator 15: venting device
111
121: positive lead 122: negative lead
131: upper pouch 132: lower pouch
133: cup part 134: sealing part
135: pouch film 151: body
152: opening and closing control unit 153: passage
154: polymer layer 1331: accommodation space
1351
1353: sealant layer 1511: surface treatment layer
1512: untreated layer
Claims (18)
상기 파우치의 내부 및 외부를 연통하는 통로가 관통 형성되며, 상기 실링부의 양 면 사이에 삽입되어 상기 실링부와 함께 실링되고, 외면에 표면처리층이 형성된 금속으로 제조되는 바디; 및
상기 파우치의 내부 압력에 따라 상기 통로를 개폐하는 개폐 조절부를 포함하고,
상기 바디는,
외면의 적어도 일부에 폴리머층이 더 형성되고,
상기 폴리머층은,
상기 파우치의 최내층인 실란트층과 동일한 폴리머를 포함하는 벤팅 장치.In the venting device inserted into at least one sealing part of a pouch of a secondary battery,
a body made of metal having a passage communicating with the inside and outside of the pouch, being inserted between both sides of the sealing part and being sealed together with the sealing part, and having a surface treatment layer formed on an outer surface of the pouch; and
An opening and closing control unit for opening and closing the passage according to the internal pressure of the pouch,
the body,
A polymer layer is further formed on at least a part of the outer surface,
The polymer layer,
A venting device comprising the same polymer as the sealant layer, which is the innermost layer of the pouch.
상기 폴리머층이 형성된 부분은,
상기 실링부와 함께 실링되는 부분을 포함하는, 벤팅 장치.According to claim 1,
The part where the polymer layer is formed,
A venting device comprising a portion sealed together with the sealing portion.
상기 폴리머층은,
폴리프로필렌(PP)을 포함하는, 벤팅 장치.According to claim 1,
The polymer layer,
A venting device comprising polypropylene (PP).
상기 금속은,
알루미늄 또는 스테인리스 스틸을 포함하는, 벤팅 장치.According to claim 1,
the metal,
A venting device comprising aluminum or stainless steel.
상기 표면처리층은,
크롬, 지르코늄 및 티타늄 중 적어도 하나를 포함하는, 벤팅 장치.According to claim 1,
The surface treatment layer,
A venting device comprising at least one of chromium, zirconium and titanium.
금속으로 제조된 바디의 외면에 표면처리층을 형성하는 단계; 및
표면처리층이 형성된 상기 바디의 외면에 폴리머층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 폴리머층을 형성하는 단계는,
표면처리층이 형성된 상기 바디의 외면에 폴리머 필름을 가접하는 단계; 및
상기 폴리머 필름을 융착하는 단계를 포함하고,
상기 폴리머 필름은,
상기 파우치의 최내층인 실란트층과 동일한 폴리머를 포함하는 벤팅 장치 제조 방법.A method of manufacturing a venting device inserted into at least one sealing portion of a pouch of a secondary battery,
Forming a surface treatment layer on the outer surface of the body made of metal; and
Forming a polymer layer on the outer surface of the body on which the surface treatment layer is formed,
Forming the polymer layer,
contacting a polymer film to the outer surface of the body on which the surface treatment layer is formed; and
Including the step of fusing the polymer film,
The polymer film,
A method of manufacturing a venting device comprising the same polymer as the sealant layer, which is the innermost layer of the pouch.
상기 표면처리층을 형성하는 단계는,
상기 바디를 탈지하는 단계;
1차 수세하는 단계;
에칭하는 단계;
2차 수세하는 단계를 하는 단계;
표면처리하는 단계;
3차 수세하는 단계; 및
건조하는 단계를 더 포함하는, 벤팅 장치 제조 방법.According to claim 7,
Forming the surface treatment layer,
degreasing the body;
First washing with water;
etching;
Performing a second washing step;
surface treatment;
3rd washing with water; and
A method of manufacturing a venting device, further comprising drying.
상기 표면처리하는 단계는,
크로메이트 처리, 지르코니아 처리 및 티타늄 처리 중 적어도 하나를 하는 단계인, 벤팅 장치 제조 방법.According to claim 8,
In the surface treatment step,
A step of performing at least one of chromate treatment, zirconia treatment, and titanium treatment, a method for manufacturing a venting device.
상기 폴리머 필름을 가접하는 단계에 있어서,
110℃ 내지 130℃의 온도 조건 하에서, 0.1 MPa 내지 0.3 Mpa의 압력을 0.4 초 내지 0.8 초간 인가하는, 벤팅 장치 제조 방법.According to claim 7,
In the step of attaching the polymer film,
A method for manufacturing a venting device, wherein a pressure of 0.1 MPa to 0.3 Mpa is applied for 0.4 seconds to 0.8 seconds under a temperature condition of 110° C. to 130° C.
상기 폴리머 필름을 융착하는 단계는,
140℃ 내지 220℃의 온도 조건 하에서 수행되는, 벤팅 장치 제조 방법.According to claim 7,
The step of fusing the polymer film,
A method for manufacturing a venting device, which is performed under a temperature condition of 140 ° C to 220 ° C.
상기 폴리머 필름을 융착하는 단계는,
적어도 3회 반복하여 수행되는, 벤팅 장치 제조 방법.According to claim 7,
The step of fusing the polymer film,
A method for manufacturing a venting device, which is repeated at least three times.
상기 폴리머 필름을 융착하는 단계는,
마지막에 수행하는 융착의 온도가 가장 높은, 벤팅 장치 제조 방법.According to claim 13,
The step of fusing the polymer film,
A method of manufacturing a venting device in which the temperature of the last fusion is the highest.
상기 적어도 3회 수행 중 1회차 융착은,
150℃ 내지 170℃의 온도 조건 하에서 수행되는, 벤팅 장치 제조 방법.According to claim 14,
The first fusion of the at least three times,
A method for manufacturing a venting device, which is performed under a temperature condition of 150 ° C to 170 ° C.
상기 적어도 3회 수행 중 2회차 융착은,
140℃ 내지 170℃의 온도 하에서 수행되는, 벤팅 장치 제조 방법.According to claim 15,
The second fusion of the at least three times,
A method for manufacturing a venting device, which is performed at a temperature of 140 ° C to 170 ° C.
상기 적어도 3회 수행 중 3회차 융착은,
210℃ 내지 220℃의 온도 하에서 수행되는, 벤팅 장치 제조 방법.According to claim 14,
The third fusion of the at least three times,
A method for manufacturing a venting device, which is performed at a temperature of 210 ° C to 220 ° C.
상기 폴리머 필름은,
폴리프로필렌(PP)을 포함하는, 벤팅 장치 제조 방법.According to claim 7,
The polymer film,
A method of manufacturing a venting device comprising polypropylene (PP).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180050753A KR102495134B1 (en) | 2018-05-02 | 2018-05-02 | The Apparatus For Venting And The Method For Manufacturing Thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180050753A KR102495134B1 (en) | 2018-05-02 | 2018-05-02 | The Apparatus For Venting And The Method For Manufacturing Thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190126617A KR20190126617A (en) | 2019-11-12 |
KR102495134B1 true KR102495134B1 (en) | 2023-02-02 |
Family
ID=68577355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180050753A KR102495134B1 (en) | 2018-05-02 | 2018-05-02 | The Apparatus For Venting And The Method For Manufacturing Thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102495134B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101308682B1 (en) * | 2012-07-05 | 2013-09-13 | 주식회사엘콤 | A lead tap improved insulation, method for manufacturing a lead tap, and electrochemical device containing the same |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101073012B1 (en) | 2004-07-29 | 2011-10-12 | 삼성에스디아이 주식회사 | Cap assembly, secondary battery and module thereof |
KR102275273B1 (en) * | 2014-07-29 | 2021-07-09 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Venting system of pouch type lithium secondary battery |
-
2018
- 2018-05-02 KR KR1020180050753A patent/KR102495134B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101308682B1 (en) * | 2012-07-05 | 2013-09-13 | 주식회사엘콤 | A lead tap improved insulation, method for manufacturing a lead tap, and electrochemical device containing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20190126617A (en) | 2019-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102341465B1 (en) | The Apparatus For Venting And The Method For Manufacturing Thereof | |
KR102264635B1 (en) | The Pouch Type Secondary Battery | |
EP3671886B1 (en) | Pouch-type secondary battery and pouch for secondary battery | |
CN114175368B (en) | Battery case of secondary battery and method of manufacturing exhaust part | |
US20110183192A1 (en) | Case for secondary battery and method of manufacturing case | |
KR20220040347A (en) | The Apparatus And The Method For Folding Side | |
JPWO2019194227A1 (en) | battery | |
CN114207916A (en) | Battery case of secondary battery and method of manufacturing pouch type secondary battery | |
KR20190142498A (en) | The Apparatus For Venting And The Method For Manufacturing Thereof | |
KR102519040B1 (en) | The Apparatus And The Method For Venting And The Secondary Battery | |
KR102495134B1 (en) | The Apparatus For Venting And The Method For Manufacturing Thereof | |
CN114128027B (en) | Battery case of secondary battery and method of manufacturing pouch-type secondary battery | |
KR102386323B1 (en) | The Apparatus For Venting And The Method For Manufacturing Thereof | |
JP7527362B2 (en) | Manufacturing method of electrode lead and pouch-type secondary battery | |
KR20240077447A (en) | Pouch type secondary battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |