KR20020008132A - 비수성 용제 함유물용 패키지 및 이를 사용한 전지 - Google Patents
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Abstract
외부로부터의 수분 침입을 적게하고 장기간에 걸친 강도 저하를 방지할 수 있는 비수성 용제 함유물용 패키지, 및 수명을 연장시키고 신뢰성을 증진시킨 비수성 전해질 전지를 제공한다. 금속층 및 수지층을 포함하는 적층 필름의 일부를 접착시켜 제조한 자루형 구조의 비수성 용제 함유물용 패키지에 있어서, 금속층들 사이에 접착 구조를 형성하고 있는 부분의 두께를 패키지 내측방향으로 얇게 한다.
Description
알루미늄 적층 필름 등의 필름으로 이루어진 패키지는 경량이면서 수분, 기체의 차단 성능이 뛰어나기 때문에, 식품 등의 폭넓은 분야에서 사용되고 있다. 이 패키지를 비수성 전해질 전지에 적용하는 것이 기대되고 있다. 리튬 이온 전지로 대표되는 비수성 전해질 전지로 현재 실용화되어 있는 것으로는 스테인레스, 알루미늄 등의 금속으로 이루어진 외부 하우징이 사용되고 있다. 이러한 하우징은 필름으로 이루어진 패키지로 대체하는 경우 경량화된 박형 구조를 실현할 수 있다.
그러나, 이 경우에도 여전히 또 다른 문제점이 존재한다. 상기 필름으로 이루어진 패키지는 전지 내용물을 감싸도록 접힌 필름의 일부분을 열융착시켜서 접착하고 자루형태로 가공함으로써 형성된다. 이러한 패키지는 접착 부분이 존재하기 때문에, 현재 사용되고 있는 금속 외부 하우징에 비해 전지 내부로의 수분 침입의 차단 성능, 강도 등의 특성이 충분하지 않고, 전지의 장기적인 성능의 확보, 또는 고온시 등의 신뢰성에 지장이 생길 우려가 있다.
본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 적층 필름을 이용한 비수성 용제 함유물용 패키지에 있어서, 간편하게 장기간에 걸친 높은 수분 차단 성능 확보, 강도 유지 및 이를 이용한 비수성 전해질 전지의 제공을 목적으로 한다.
이러한 패키지의 신뢰성을 향상시키는 수단으로서, 예컨대, 일본 특허공개공보 제97-274896호와 같이 열 밀봉부가 전해질 차단 성능이 우수한 재료와 수증기 차단 성능이 우수한 재료의 복수의 수지로 구성됨으로써, 밀봉 신뢰성을 유지하는 방법이 있지만, 이 방법에는 패키지의 중량 증가, 공정의 번잡화 등의 문제점이 있다.
발명의 요약
본 발명자들은 적층 필름을 이용한 비수성 용제 함유물용 패키지의 수분 차단 성능, 접착 강도의 지속성에 대한 연구를 행하여 중요한 사실을 발견하였다. 그 하나는 패키지의 수분 차단 성능 및 접착 강도가 패키지 내부로부터 확산된 비수성 용제에 의해 현저히 저하된다는 점이다. 비수성 용제가 접착 부분의 금속층 사이에 접착 구조를 형성하고 있는 부분(접착 부분)의 접착층(수지층 및 접착제층)에 확산됨으로써, 수분의 확산 속도가 증가되고, 또한, 접착 강도가 저하되기 때문이다.
다른 하나는 비수성 전해액 전지 등의 경우, 패키지 내부로부터 금속층 사이의 접착 구조에 미량의 반응성 물질이 확산되는 것도 보이며, 이에 따라 패키지의 수분 차단 성능 및 접착 강도가 저하된다는 점이다. 이 미량의 반응성 물질은 전해염의 분해물 등으로 이루어져 있다고 생각된다. 이 물질이 확산됨으로써 금속층 사이의 접착층 또는 알루미늄층 등의 금속층이 열화되어, 수분 차단 성능 및 접착 강도가 저하되게 된다. 이상과 같은 전지 내부로부터의 확산을 억제하는 것은 패키지의 성능 향상에 매우 효과가 있다.
접착 구조의 두께가 얇으면 패키지 내부로부터의 확산이 억제되어 바람직하지만, 접착시에 접착면 전면에 걸쳐 확실히 접착하는 것은 곤란해진다. 본 발명에 있어서는, 접착의 확실성을 유지하기 위한 접착층의 두께를 확보하면서, 접착층의 일부분을 얇게 함으로써, 내부로부터의 물질의 확산을 억제시키고자 한다.
즉, 본 발명은 금속층 및 수지층을 포함하는 적층 필름의 일부를 접착시켜 제조한 자루형 구조의 비수성 용제 함유물용 패키지에 있어서, 금속층들 사이에 접착 구조를 형성하고 있는 부분의 두께를 패키지 내측방향으로 얇게 한 것을 특징으로 하는 비수성 용제 함유물용 패키지(청구범위 제1항);
접착 구조에서 두께가 얇은 부분이, 접착시에 불균일한 압력을 가함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 청구범위 제1항에 기재된 비수성 용제 함유물용 패키지(청구범위 제2항);
접착 구조에서 두께가 얇은 부분이, 접착시에 불균일한 온도를 가함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 청구범위 제1항에 기재된 비수성 용제 함유물용 패키지(청구범위 제3항);
접착 구조에서 두께가 얇은 부분이, 접착시에 접착층에 전단력이 가해지도록 드로잉(drawing)함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 청구범위 제1항에 기재된 비수성 용제 함유물용 패키지(청구범위 제4항);
접착 구조에서 두께가 얇은 부분이, 금속층을 예비 요철가공함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 청구범위 제1항에 기재된 비수성 용제 함유물용 패키지(청구범위 제5항);
접착 구조에서 두께가 얇은 부분이, 접착층에 미리 형성된 것임을 특징으로 하는 청구범위 제1항에 기재된 비수성 용제 함유물용 패키지(청구범위 제6항);
금속층 및 수지층을 포함하는 적층 필름의 일부분이 핫 멜트 접착제로 접착된 자루형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 청구범위 제1항에 기재된 비수성 용제 함유물용 패키지(청구범위 제7항) 및
청구범위 제1항에 기재된 비수성 용제 함유물용 패키지를 사용한 전지(청구범위 제8항)에 관한 것이다.
본 발명은, 비수성 용제 함유물용 패키지에 관한 것이며, 상세하게는 패키지 외부로부터의 수분 침입 및 장기간에 걸친 강도 저하를 방지할 수 있는 비수성 용제 함유물용 패키지 및 상기 패키지를 사용하여 수명을 연장시키고 신뢰성을 증진시킨 비수성 전해질 전지에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태에 따른 비수성 용제 함유물용 패키지의 접착 구조를 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 실시예 1에서 제작한 비수성 전해질 전지의 구성을 모식적으로 도시한 단면도이다.
도 1중 (1)은 알루미늄층, (2)는 폴리프로필렌층, (3)은 접착제층, (4)는 접착 부분, (5)는 두께가 얇은 부분을 나타낸다.
도 2중 (4)는 접착 부분, (5)는 두께가 얇은 부분, (6)은 권취한 전극, (7)은 집전용 단자(탭), (8)은 비수성 용제 함유물용 패키지를 나타낸다.
본 발명은 금속층 및 수지층을 포함하는 적층 필름의 일부를 접착시켜 제조한 자루형 구조의 비수성 용제 함유물용 패키지에 있어서, 금속층들 사이에 접착 구조를 형성하고 있는 부분의 두께를 패키지 내측방향으로 얇게 한 것을 특징으로 하는 비수성 용제 함유물용 패키지에 관한 것이다.
패키지에 사용하는 필름은 적어도 금속층과 금속층의 패키지 내부측을 코팅하는 수지층이 적층된 것이다.
금속층에는, 알루미늄박, 티탄박, 스테인레스박 등의 금속박을 사용할 수 있다. 금속층의 두께는 3 내지 20O ㎛ 인 것이 바람직하고, 1O 내지 1OO ㎛ 인 것이더욱 바람직하다. 금속층이 너무 얇은 경우에는, 핀 홀 등의 결함이 생기기 쉬워 신뢰성인 낮아지는 경향이 있다. 금속층이 너무 두꺼운 경우에는 중량 증가가 일어나는 경향이 있다. 금속층의 표면에 내구성을 향상시키기 위해서 산화막, 질화막 등을 형성시키는 등의 표면 처리를 실시할 수도 있다.
수지층은 전해액 등의 비수성 용제 함유물에 용해되지 않고 금속층의 부식을 막을 수 있는 것이면 상관없다. 수지층에는, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 이들의 공중합체 등의 폴리올레핀류의 필름이 바람직하게 사용되지만, 불소 수지, 폴리스티렌 등의 비닐 중합체, 가교 아크릴 수지 등의 필름도 사용가능하다. 수지층의 두께는 5 내지 200 ㎛인 것이 바람직하고, 2O 내지 1OO ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 수지층의 두께가 얇으면 확실하게 열 밀봉하기가 곤란해지는 경향이 있고, 두꺼우면 열 밀봉부의 강도가 저하되는 경향이 있다.
필요에 따라 금속층과 수지층을 접착하는 접착제를 사용할 수 있다. 금속층의 패키지 외부측에 강도 향상 또는 부식 방지를 위한 코팅이나 필름 적층을 행하는 것도 바람직하다.
본 발명의 패키지는 금속층 및 수지층을 포함하는 적층 필름의 일부분이 접착된 자루형 구조를 갖는다. 필름의 접착을 위해 접착제를 사용할 수 있다. 필름의 접착에 사용하는 접착제로서는, 작업성, 투습성 등의 관점에서 핫 멜트 접착제가 바람직하다. 필름의 수지층에 폴리올레핀을 사용하고 있는 경우에는, 이를 핫 멜트 접착제로 하여 필름의 접착에 이용할 수가 있다. 접착제로서는, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제도 전해액 등의 비수성 용제에 내성이 있는 것이면 사용가능하다. 이들 접착제를 2종 이상 복합시켜 사용하는 것도 가능하다. 필름의 접착 부분의 수지층은 필요에 따라 제거할 수 있다. 이 경우, 금속층이 패키지 내부에 노출되지 않고, 금속층에 균열 등의 결함이 생기지 않도록 주의해야 한다. 테이프형의 핫 멜트 접착제를 이러한 접착제로서 사용하는 것도 가능하다.
금속층 사이에 접착 구조를 형성하고 있는 부분(접착 부분)의 접착층(수지층 및 접착제층)의 평균 두께는 0.1 ㎛ 내지 4OO ㎛ 인 것이 바람직하고, 1 내지 10O ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 접착층의 두께가 얇을수록 수분 침입을 효율적으로 방지할 수 있고, 박리에 대한 저항력이 커지는 것을 기대할 수 있지만, 이 접착층이 너무 얇은 상황에서는 접착면 전면을 확실히 접착하기가 곤란해지는 경향이 있다. 접착층의 평균 두께는, 예컨대, 접착 부분의 두께를 등간격이 되도록 다수 측정하여, 이들로부터 각 점의 접착층(수지층 및 접착제층)을 산출하고, 임의의 영역의 값을 평균함으로써 산출할 수 있다.
두께가 얇은 부분은 평균 두께보다도 얇은 부분이다. 두께가 얇은 부분은 평균 두께보다 5 내지 100% 얇은 것이 바람직하고, 30 내지 95% 얇은 것이 더욱 바람직하다. 평균 두께와 얇은 부분의 두께의 차가 너무 작으면 얇게 한 효과가 충분하지 않고, 너무 크면 접착 강도가 유지되지 않을 우려가 있다. 평균 두께에도 따르지만, 두께가 얇은 부분의 접착층의 두께는 통상 0.01 내지 50 ㎛이 바람직하고, 0.05 내지 10 ㎛이 보다 바람직하다.
두께가 얇은 부분의 폭은 접착 부분의 폭의 1 내지 70%가 바람직하고, 3 내지 40%가 보다 바람직하다. 두께가 얇은 부분의 폭이 너무 좁은 경우에는 확실히 얇게 하기가 곤란해지는 경향이 있다. 특히 얇은 부분의 두께가 충분히 얇아져 있지 않은 경우에는 효과를 충분히 얻을 수 없다. 두께가 얇은 부분의 폭이 너무 넓은 경우에는 접착 부분 자체의 양호한 접착성을 확보할 수 없다.
두께가 얇은 부분은 반드시 접착 부분 전부에 걸쳐 존재할 필요는 없고, 특히 강도가 요구되는 장소에만 존재하거나, 또는 접착 부분에 따라 단속적으로 존재할 수 있다. 그러나, 당연히 이들의 경우에는 접착 부분 전부에 걸쳐 얇은 부분을 마련하는 것이 효과가 커지는 경우가 많다.
두께가 얇은 부분은 접착 구조를 형성하고 있는 부분의 패키지 내부측에 편재하는 것, 즉, 접착 부분의 외변측과 패키지 내부측과의 중심보다 내부측에 있는 것이 바람직하다. 패키지 내부측에 두께가 얇은 부분이 존재하지 않으면, 접착층에 있어서 비수성 용제 등의 침투 억제 효과가 작아져서, 수분 침입 억제, 강도 유지를 충분히 달성할 수 없다.
두께가 얇은 부분은, 접착시에 접착 부분에 불균일한 압력을 가함으로써 형성될 수 있다. 이 경우에는, 접착시에 가하는 압력이 다른 부분이 있으면 바람직할 수 있다. 필름과의 접촉 부분(압착면)에 볼록부가 존재하는 가압 지그(jig)를 사용하거나, 복수의 지그를 사용하여 다른 압력으로 가압함으로써 불균일한 압력을 가할 수도 있다. 압력을 복수회로 나누어 가할 수도 있고, 이 때에 압력을 바꿈으로써 얇은 부분을 또한 형성시킬 수 있다. 예컨대, 접착 부분 전체에 걸쳐 낮은 압력을 가한 후, 얇게 하고 싶은 부분에만 높은 압력을 가함으로써 얇은 부분을 형성시킬 수 있다. 통상, 높은 압력을 가한 부분은, 낮은 압력을 가한 부분보다 얇아진다. 필름의 종류, 접착제의 종류 등에 따르지만, 통상은 1 gf/cm2내지 1 kgf/cm2정도의 압력을 가함으로써 필름을 접착할 수 있고, 1O gf/cm2내지 1O kgf/cm2정도의 압력을 가함으로써 두께가 얇은 부분을 형성시킬 수 있다.
두께가 얇은 부분은 접착시에 불균일한 온도를 가함으로써 형성시킬 수 있다. 예컨대, 복수회로 나눠 압력을 가할 때에, 온도를 변경시킴으로써 효율적으로 얇은 부분을 형성시킬 수 있다. 구체적으로는, 접착 부분 전체에 걸쳐 저온에서 압력을 가한 후, 얇게 하고 싶은 부분에만 고온에서 압력을 가함으로써 얇은 부분을 형성시킬 수 있다. 통상, 고온에서 압력을 가한 부분은, 저온에서 압력을 가한 부분보다 얇아진다. 접착하는 필름의 종류, 사용하는 접착제의 종류 등에도 따르지만, 통상은 60 내지 200 ℃ 정도의 온도를 가함으로써 필름을 접착할 수가 있고, 100 내지 250 ℃ 정도의 온도를 가함으로써 두께가 얇은 부분을 형성시킬 수가 있다.
두께가 얇은 부분은 접착시에 접착층에 전단력이 가해지도록 드로잉함으로써, 보다 효율적으로 형성시킬 수가 있다. 예컨대, 접착 부분의 양면으로부터 필름과의 접촉 부분(압착면)에 볼록부가 존재하는 가압 지그를 사용하여 가압하면서, 지그의 압착면을 길이 방향과 수직 방향으로 비켜 놓음으로써 접착층에 전단력이 가해지도록 드로잉할 수 있다. 접착층이 경도가 다른 여러 종의 층으로 형성되어 있는 경우에는, 특히 효율적으로 얇은 부분을 형성시킬 수 있는 경향이 있다.
알루미늄층(1)과 폴리프로필렌층(2)을 접착제를 사용하여 적층한 필름의 일부분이 접착된 자루형 구조를 갖는 비수성 용제 함유물용 패키지에 있어서, 접착시에 접착층(폴리프로필렌층(2) 및 접착제층(3))에 전단력이 가해지도록 드로잉함으로써 접착 부분(4)에 두께가 얇은 부분(5)을 형성한 비수성 용제 함유물용 패키지의 접착 구조를 도 1에 모식적으로 도시한다.
두께가 얇은 부분은 미리 금속층에 요철 가공을 실시함으로써 또한 형성시킬 수 있다. 이 경우 요철 가공의 형상은, 예컨대, 형성하고자 하는 두께가 얇은 부분의 형상, 두께 등을 고려하여 결정할 수가 있지만, 통상적으로는 높이 5 내지 500 ㎛ 정도이고 폭 10 내지 3000 ㎛ 정도의 가늘고 긴 볼록부를 갖는 형상으로 하는 것이 바람직하다.
두께가 얇은 부분은 얇게 하고자 하는 부분의 접착층을 미리 부분적으로 제거하여 부분적으로 얇게 해 두어 접착함으로써 또한 형성시킬 수 있다. 이 경우의 접착층의 제거 방법은, 예컨대, 형성하고자 하는 두께가 얇은 부분의 형상, 두께 등을 고려하고 결정할 수 있지만, 통상적으로는 깊이 4 내지 200 ㎛ 정도이고 폭 50 내 3000 ㎛ 정도의 가늘고 긴 홈을 형성하도록 제거하는 것이 바람직하다.
본 발명의 패키지는 비수성 전해질 전지 등의 비수성 용제를 사용한 각종 패키지 제품에 사용할 수 있다. 본 발명의 패키지를 비수성 전해질 전지에 사용하는 경우 전지의 구조는 평면형의 전극 및 세퍼레이터가 서로 겹쳐진 구조, 권취형 구조, 절첩 구조, 또는 이들의 복합구조가 있을 수 있다.
전지 전극의 집전용 단자(탭)는 패키지의 접착 부분으로부터 꺼내게 된다. 이 부분의 접착에 대해서는 탭의 절연성 확보를 위해, 전극의 탭 근처에는 두께가 얇은 부분을 배치하지 않거나, 다른 절연층을 마련하는 등의 처리를 실시하는 것이 바람직하다.
전해액의 비수성 용제로서는, 디메톡시에탄, 디에틸에테르 등의 에테르계 용제, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등의 탄산 에스테르계 또는 에스테르계 용제가 단독으로, 또는 혼합하여 사용되며, 전해질로서는 LiPF6, LiClO4, LiBF4등이 사용가능하다.
이하, 더욱 구체적인 본 발명의 실시예를 나타낸다. 본 발명은, 이들 실시예로 한정되지 않는다.
실시예 1
(필름의 작성 방법)
두께 15 ㎛의 알루미늄박과 두께 12 ㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 우레탄계 접착제(두께 5 ㎛)로 적층시켰다. 추가로 알루미늄박의 반대측 면에 폴리에틸렌을 압출 코팅하여 5O ㎛ 두께의 수지층을 형성시키고, 알루미늄 적층 필름을 수득하였다. 이 필름을 70 mm× 120 mm의 크기로 재단하였다.
(전지의 제작 방법)
도 2에, 실시예 1에서 제작한 비수성 전해질 전지의 구성을 모식적으로 나타낸다. 이하, 도 2를 참조하면서 전지의 제작 방법에 대해 설명한다.
LiCoO2를 87 중량%, 흑연 분말(론자사(Lonza Co., Ltd.) 제품 KS-6)을 8 중량%, 바인더 수지로서 폴리(비닐리덴 플루오라이드)를 5 중량%로 조정한 양극 활성 물질 페이스트를, 두께 20 ㎛의 알루미늄박 상에 닥터 블레이드법(Doctor Blade)으로 두께 약 1OO ㎛으로 도포하여 양극재를 형성하였다.
메소페이즈 마이크로비즈 카본(오사카가스(주)(Osaka Gas Co., Ltd.) 제품)을 95 중량%, 바인더로써 폴리(비닐리덴 플루오라이드)를 5 중량%로 조정한 음극 활성 물질 페이스트를, 두께 12 ㎛의 동박 상에 닥터 블레이드법으로 두께 약 100 ㎛로 도포하여 음극재를 형성하였다.
양극재 및 음극재를 각각 50 mm× 200 mm로 절단하여 양극 및 음극으로 하고, 집전용 단자(탭)(7)를 설치하였다. 이 양극과 음극 사이에 52 mm×210 mm로 절단한 세퍼레이터를 개재시키고, 이를 폭이 약 5cm가 되도록 권취하고, 폴리이미드 테이프로 고정하였다.
그 후, 권취한 전극(6)을 도 2와 같이 알루미늄 적층 필름에 개재시키고, 2회에 나눠 열 밀봉을 실시하였다. 1회째는 히터의 표면이 평탄한 통상의 밀봉제로 150℃에서 탭이 없는 양단을 약 7 mm 폭으로 열 밀봉(압력 1O gf/cm2)하였다. 2회째는 폭 1 mm의 가늘고 긴 접촉면의 히터를 갖는 밀봉제를 사용하여, 접착 부분의 양단으로부터 추가로 150℃에서 열 밀봉(압력 70 gf/cm2)을 실시하였다. 2회째의 열 밀봉은 1회째에 실시한 접착 부분의 전지 내부측의 거의 근처에서 실시하였다. 이 점에서 전지 내부측의 폭 1 mm 부분(10)의 두께가 얇은 폭 약 7 mm의 접착층이 형성되었다. 패키지의 접착 부분(4)의 접착층의 평균 두께는 75 ㎛, 얇은 부분(5)의 두께는 30 ㎛였다.
그 후, 나머지 한변으로부터 에틸렌 카보네이트와 1,2-디메톡시에탄을 용매로 하여 LiBF4를 전해질로 하는 전해액을 주입하고, 예비충전하였다. 그 후, 나머지 한변을 두께 25 ㎛의 폴리에틸렌 핫 멜트 접착제를 전극의 탭(7)과 알루미늄 적층 필름과의 사이에 개재시키고, 폭 약 7 mm에서 열 밀봉하였다.
실시예 2
2회째의 열 밀봉의 온도를 180 ℃로 하여 실시예 1과 동일하게 전지를 제작하였다. 패키지의 접착 부분의 접착층의 평균 두께는 75 ㎛, 얇은 부분의 두께는 25 ㎛ 였다.
실시예 3
실시예 1과 동일하게 하여 제작한 권취된 전극을 알루미늄 적층 필름으로 개재시킨 것을, 압착면의 한쪽 한변에 높이 0.2 mm, 폭 약 0.5 mm의 볼록부가 부착된 밀봉제를 사용하여, 탭이 없는 양단을 약 7 mm 폭으로 열 밀봉하였다. 이렇게 함으로써 접착층의 전지 내부측의 0.5 mm 부분의 두께가 얇은 폭 약 7 mm의 접착층이 형성되었다. 패키지의 접착 부분의 접착층의 평균 두께는 95 ㎛, 얇은 부분의 두께는 25 ㎛ 였다. 그 후, 실시예 1과 동일하게 전해액 주입, 예비 충전, 나머지 한변의 열 밀봉을 실시하여 전지를 완성시켰다.
실시예 4
실시예 3과 같은 볼록부가 부착된 밀봉제를 사용하여, 탭이 없는 양단을 약 7 mm 폭으로 열 밀봉하였다. 가열 중, 가압하면서 상하의 밀봉제의 압착면을 길이 방향과 수직 방향으로 약 0.5 mm 비켜 놓았다. 이렇게 함으로써 접착층의 전지 내부측의 0.8 mm 부분의 두께가 얇은 폭 약 7.5 mm의 접착층이 형성되었다. 밀봉제가 어긋날 때에 접착층의 두께가 얇아지는 부분에 전단력이 걸려서, 이 부분의 폭이 넓어지고, 두께가 얇아졌다. 접착층의 평균 두께는 85 ㎛, 얇은 부분의 두께는 3 ㎛ 였다. 그 후, 실시예 1과 동일하게 전해액 주입, 예비 충전, 나머지 한변의 열 밀봉을 실시하여 전지를 완성시켰다.
실시예 5
강판 상에 폭 1.5 mm, 깊이 약 1 mm의 단면이 거의 이등변 삼각형이 되는 직선형의 홈을 만들었다. 실시예 1과 동일하게 하여 제작한 알루미늄 적층 필름에 상기 홈을 대어 반대측에서 폴리프로필렌제의 가압 지그로 가압하여 홈을 전사하였다. 홈은 실시예 1과 동일하게 전지를 제작했을 때, 접착 부분의 전지 내부측에 해당하는 부분에서 접착면에 볼록이 되도록 하였다. 이 알루미늄 적층 필름의 탭이 없는 양단을 통상의 평탄한 압착면을 갖는 밀봉제를 사용하여 약 7 mm 폭으로 열 밀봉하였다. 접착층의 평균 두께는 85 ㎛, 얇은 부분의 두께는 47 ㎛였다. 그 후, 실시예 1과 동일하게 전해액 주입, 예비 충전, 나머지 한 변의 열 밀봉을 실시하여 전지를 완성시켰다.
실시예 6
실시예 1과 동일하게 하여 제작한 알루미늄 적층 필름의 폴리에틸렌층의 일부를 예리한 칼로 긁어내어 폭 약 1 mm의 홈을 형성시켰다. 홈은 실시예 1과 동일하게 전지를 제작했을 때, 접착 부분의 전지 내부측에 해당하는 부분이 되도록 형성하였다. 이 알루미늄 적층 필름의 탭이 없는 양단을 통상의 평탄한 압착면을 갖는 밀봉제를 사용하여 약 7 mm 폭으로 열 밀봉하였다. 접착층의 평균 두께는 80 ㎛, 얇은 부분의 두께는 15 ㎛였다. 그 후, 실시예 1과 동일하게 전해액 주입, 예비 충전, 나머지 한변의 열 밀봉을 실시하여 전지를 완성시켰다.
비교예 1
2회째의 열 밀봉을 실시하지 않음으로써 접착층의 두께가 얇은 부분을 형성시키지 않은 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전지를 제작하였다. 접착층의 평균 두께는 85 ㎛ 였다.
(패키지 성능 평가)
제작한 전지를 온도 80 ℃, 습도 100%의 환경에서 4주간 보관하였다.
그 후, 전지를 개봉하여 내부에 침입한 수분량(수분 침입량)을 칼 피셔 측정법(Karl Fischer's method)에 의해, 또한, 보관 전 및 보관 후에 접착 부분의 강도를 박리 강도에 의해 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1과 같이, 접착층의 두께가 얇은 부분을 형성함으로써, 수분 침입량, 박리 강도의 저하가 억제되었다.
| No. | 실시예 | 비교예 1 | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||
| 보관후의수분 침입량 | (mg) | 10 | 8 | 13 | 8 | 13 | 12 | 20 |
| 보관후의박리 강도 | (g/cm) | 30 | 29 | 30 | 35 | 27 | 27 | 30 |
| 보관후의박리 강도 | (g/cm) | 25 | 28 | 25 | 30 | 23 | 25 | 15 |
청구범위 제 1 내지 7항에 관한 발명에 따르면, 외부로부터의 수분 침입량이 적고, 장기간에 걸쳐 접착 강도의 저하가 적은 비수성 용제 함유물용 패키지를 제공할 수 있다.
청구범위 제 2 내지 7항에 관한 발명에 따르면, 외부로부터의 수분 침입량이 적고, 장기간에 걸쳐 접착 강도의 저하가 적은 비수성 용제 함유물용 패키지를 간편하게 제공할 수 있다.
청구범위 제 8항에 관한 발명에 따르면, 패키지 외부로부터의 수분 침입량이 적고, 장기간에 걸친 패키지 강도의 저하가 적음으로써, 수명이 길고, 신뢰성이 높은 전지를 기대할 수가 있다.
본 발명에 따른 비수성 용제 함유물용 패키지는 비수성 용제를 사용한 각종 패키지 제품에 사용가능하다. 또한 전지로의 적용에 대해서는, 유기 전해액형, 겔 전해질형의 리튬 이온 2차 전지 뿐만 아니라, 리튬 전지 등의 1차 전지, 그 밖의 2차 전지에서 사용할 수 있다.
Claims (8)
- 금속층 및 수지층을 포함하는 적층 필름의 일부를 접착시켜 제조한 자루형 구조의 비수성 용제 함유물용 패키지에 있어서,금속층들 사이에 접착 구조를 형성하고 있는 부분의 두께를 패키지 내측방향으로 얇게 한 것을 특징으로 하는 비수성 용제 함유물용 패키지.
- 제 1 항에 있어서,접착 구조에서 두께가 얇은 부분이, 접착시에 불균일한 압력을 가함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 비수성 용제 함유물용 패키지.
- 제 1 항에 있어서,접착 구조에서 두께가 얇은 부분이, 접착시에 불균일한 온도를 가함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 비수성 용제 함유물용 패키지.
- 제 1 항에 있어서,접착 구조에서 두께가 얇은 부분이, 접착시에 접착층에 전단력이 가해지도록 드로잉(drawing)함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 비수성 용제 함유물용 패키지.
- 제 1 항에 있어서,접착 구조에서 두께가 얇은 부분이, 금속층을 예비 요철가공함으로써 형성된 것을 특징으로 하는 비수성 용제 함유물용 패키지.
- 제 1 항에 있어서,접착 구조에서 두께가 얇은 부분이, 접착층에 미리 형성된 것임을 특징으로 하는 비수성 용제 함유물용 패키지.
- 제 1 항에 있어서,금속층 및 수지층을 포함하는 적층 필름의 일부분이 핫 멜트 접착제로 접착된 자루형 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 비수성 용제 함유물용 패키지.
- 제 1 항에 따른 비수성 용제 함유물용 패키지를 사용한 전지.
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