KR20050100448A - 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재 - Google Patents
리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20050100448A KR20050100448A KR1020040025671A KR20040025671A KR20050100448A KR 20050100448 A KR20050100448 A KR 20050100448A KR 1020040025671 A KR1020040025671 A KR 1020040025671A KR 20040025671 A KR20040025671 A KR 20040025671A KR 20050100448 A KR20050100448 A KR 20050100448A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- lithium secondary
- secondary battery
- resin
- battery cell
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
-
- 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
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
본 발명은 합지된 플라스틱 필름을 이용한 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 표면보호층, 성형 및 기재층, 방습 및 가스차단층, 부식방지층, 접착수지층, 용융압출수지층 및 열봉합층이 순서대로 적층된 것을 특징으로 하는 합지된 플라스틱 필름을 이용한 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지용 포장재는 제조시간이 짧고 가벼우며, 형상이 자유로울 뿐만 아니라 내열성, 전기 절연성, 방습 및 가스차단성, 내약품성, 열봉합 강도 및 성형성이 우수하므로, 전지 셀을 안전하게 보호하여 전자의 흐름을 원활하게 하므로 전원발생 장치를 안전하게 보호 할 수 있다.
Description
본 발명은 합지된 플라스틱 필름을 이용한 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 표면보호층, 성형 및 기재층, 방습 및 가스차단층, 부식방지층, 접착수지층, 용융압출수지층 및 열봉합층이 순서대로 적층된 것을 특징으로 하는 합지된 플라스틱 필름을 이용함으로써, 내열성, 전기 절연성, 방습 및 가스차단성, 내약품성, 열봉합 강도 및 성형성이 우수한 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
리튬전지는 리튬 2차 전지로도 칭해지며, 고분자폴리머전해질을 갖고, 리튬이온의 이동으로 전류를 발생하는 전지를 말하며, 양극, 음극활성물질이 고분자폴리머로부터 되는 것을 포함하는 것이다.
리튬전지의 구성은 양극집전재(알루미나, 니켈), 양극활성물질층(금속산화물, 카본블랙, 금속황화물, 전해액, 폴리아크릴로니트릴 등의 고분자 양극 재료로부터 됨), 전해질층(프로필렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, 탄산디메틸, 에틸렌메틸카보네이트, 에틸렌디메틸카보네이트, 디메틸카보네이트 등의 카보네이트계 전해액, 리튬염으로부터 되는 무기고체 전해질, 겔전해질 등으로부터 이루어짐), 음극활성 물질층(리튬금속, 합금, 카본, 전해액, 폴리아크릴로니트릴 등의 고분자 음극재료), 음극집전재(구리, 니켈, 스텐레스스틸), 및 이들을 포함하는 패키지로부터 이루어진다.
리튬 2차 전지는 전해질 종류에 따라서 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속전지와 리튬 이온전지, 그리고 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 폴리머전지로 구분할 수 있다.
상기와 같은 리튬 2차 전지는 개인용 컴퓨터, 휴대단말장치(휴대전화, PDA 등), 비데오카메라, 전기자동차, 에너지저장용 축전지, 로봇, 위성 등에 사용된다.
상기 리튬 2차 전지의 포장재로는 일반적으로 금속을 프레스 가공하여 원통상 또는 평행육면체상 등으로 용기화한 금속제캔으로, 주로 알루미늄캔이 사용되고 있다.
그러나, 상기 포장재는 용기외벽이 단단하기 때문에, 전지자체의 형상이 금속제캔의 형상에 의해 결정되어 버리며, 그 때문에 전지를 사용하는 하드웨어의 치수가 전지에 의해서 결정되어 버리므로, 형상의 자유도가 적게된다. 또한, 알루미늄캔의 경우 두께가 두껍고, 최초 설계에서 제작까지 시간 소요가 많으며, 부피가 크고 무거운 단점이 있다.
따라서, 최근 다층 필름을 파우치상으로 한 것이 개발되어 사용되고 있는데, 이 경우 전지자체에 의한 전지를 사용하는 하드웨어의 형상의 자유도에 대한 제한은 없게 되지만, 리튬전지의 포장재로서 요구되는 물성 및 기능을 충분히 만족시킬 수 있는 포장재료는 아직까지 개발되지 않고 있는 실정이다.
상기 요구되는 물성 및 기능으로는 전극이 금속으로 구성되어 있음에 따라 상기 다층 필름의 최내층은 금속과의 열접착성이 요구되고 있으며, 리튬전지의 충전 및 방전에 의한 내용물인 전지의 온도상승에 의한 접착의 안정성으로서의 내열성이 요구된다.
리튬전지는 전지내용물로서 전해질이 수분에 노출시 가수분해에 의해 산과 열이 발생하고, 공기 중에 노출시 수소와 결합하여 강산성의 독성 가스(Gas)가 발생하며, 폭발의 위험이 내포되어 있다. 또한, 이 전해질은 침투력이 강하여 각종 셀 포장 작업시 성형 타입의 경우 합지된 플라스틱의 크랙에 의한 흠집으로 침투되어 알루미늄을 부식시켜 전지의 기능을 상실케 하므로, 포장재로서는 외부로부터 수증기 및 공기를 차단할 수 있는 방습 및 가스차단(Barrier)성이 요구된다.
대한민국특허공개 제1999-0074357호는 리튬 이온 폴리머전지에 관한 것으로, 전해액의 누출을 방지할 수 있는 밀봉구조를 갖는 리튬 이온 폴리머 전지에 관한 것으로, 보통의 알루미늄 박막의 상하면위에 열접착성 물질이 적층된 형태의 절연성 필름인 절연성 외장재를 이용해 전지를 밀봉하는 방법에 관해 개시하고 있다. 대한민국특허출원 제2000-0035752호는 비수성 전해질 전지에 관한 것으로, 라미네이트 필름의 기밀성을 유지하면서 내충격성을 향상시킬 수 있는 비수성 전해질 전지에 관한 것으로, 라미네이트 필름으로 된 외장재에 전지 소자를 수용하고 외장재를 열융착하여 전지소자를 봉합할 때, 전지 소자의 적어도 한 면에 수지층을 제공하여 수지층은 전지 소자를 충격으로부터 보호하는 충격 단층 작용을 하는 방법에 관해 개시하고 있다.
그러나, 상기 선행기술 외에도 포장재의 물성 및 기능 향상 면에서는 아직 더 많은 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기존의 사용중인 알루미늄 캔의 두께가 두껍고, 최초 설계에서 제작까지의 시간이 많이 소요되며 형상이 일정하여 디지털 전자기기에 사용시 형상의 자유도가 감소하고, 부피가 크며 무게가 많이 나가는 단점을 개선하여 합지된 플라스틱 필름을 이용하여 가볍고, 제조시간이 짧고 가벼우며, 형상이 자유로울 뿐만 아니라 전지 셀을 보호하여 전자의 흐름을 원활하게 하여 전원을 발생할 수 있는 포장용 봉지재를 제공하고자 한다. 또한, 본 발명은 합지된 필름으로 리튬 전지의 포장재로서 요구되는 물성 및 기능인 내열성, 전기 절연성, 방습 및 가스차단성, 내약품성, 열봉합 강도 및 성형성이 우수한 포장용 봉지재를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀의 포장재로서, 포장재의 표면을 보호하는 표면보호층, 포장재에 성형성을 부여하는 성형 및 기재층, 포장재 외부로부터 수증기 및 공기 침입을 방지하는 방습 및 가스차단층, 포장재의 부식을 방지하는 부식방지층, 금속과의 접착을 용이하게 하는 접착수지층, 용융압출코팅으로 피막을 입혀 부착력을 제공하는 용융압출수지층, 포장재를 셀과 열로 봉합하는 열봉합층이 순서대로 적층된 것을 특징으로 하는 합지된 플라스틱 필름을 이용한 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재 및 그 제조방법을 제공한다.
상기 표면보호층은 전해액에 의한 포장재 표면을 보호하기 위하여 전해액 내성이 우수한 폴리에스터 필름으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 성형 및 기재층은 포장재에 성형성을 부여하기 위한 것으로 봉지타입에서의 경우에는 큰 문제가 없어 성형층이 의미는 없으나, 성형 타입의 경우 이축 연신된 폴리아마이드 필름으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표면보호층과 성형 및 기재층, 성형 및 기재층과 방습 및 가스 차단층은 내열성이 우수한 접착제인 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 합지된 것을 특징으로 한다.
상기 방습 및 가스차단층은 외부로부터 수증기 및 공기침입을 방지하기 위하여 금속박막의 재료, 바람직하게는 연질 알루미늄 박으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 부식방지층은 포장재의 부식 특히, 방습 및 가스차단층의 부식을 방지하기 위하여 금속박막의 재료 내면에 내부식 코팅이 된 것을 특징으로 한다.
상기 접착수지층은 방습 및 가스차단층의 금속과의 접착이 용이하도록 금속박막의 재료에 접착이 용이한 접착성 수지가 코팅된 것을 특징으로 한다.
상기 용융압출 수지층은 용융압출코팅으로 피막을 입혀 부착력을 제공하여 열봉합층을 합지시키기 위한 것으로, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 수지가 용융압출 코팅된 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 용융압출코팅시 부가적으로 오존방사를 할 수 있다.
상기 열봉합층은 포장재를 셀과 열로 봉합하는 것이 가능하도록 열에 의한 봉합이 가능한 수지층을 사용하며, 이때 사용하는 수지는 성형 타입의 경우 수지에 고무 성분이 함유된 변성 수지를 첨가하여 제막시킨 플라스틱 필름으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명한다.
상기 표면보호층은 생산 공정 작업 중 전해액에 의한 포장재 표면을 보호하기 위한 것으로 전해액 내성이 우수한 폴리에스터(polyester) 필름으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이 때 사용 가능한 폴리에스터 필름 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly ethylene terephthalate; PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Poly butylene terephthalate; PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(Poly ethylene naphthalate; PEN), 폴리부틸렌나프탈레이트(Poly butylene naphthalate; PBN), 공중합 폴리에스테르 및 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 등으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나이상으로 이루어진 것일 수 있다.
상기 표면보호층이 포장재 표면을 효과적으로 보호하기 위하여, 사용하는 필름의 두께는 일반적으로 1.2 ㎛ 내지 25 ㎛, 바람직하게는 1.2㎛ 내지 9.0 ㎛인 것을 특징으로 한다.
상기 성형 및 기재층은 포장재에 성형성을 부여하기 위한 것으로, 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재의 경우 포장방법은 봉지 타입과 성형 타입으로 크게 구분 할 수 있는데, 이 때 봉지타입의 경우는 큰 문제가 없어 성형층이 의미는 없으나, 성형 타입의 경우 전지의 용량과 크기 등을 감안하여 성형이 가능한 이축 연신된 폴리아마이드(Polyamides) 필름을 사용하는 것을 특징으로 한다. 이 때 사용가능한 이축 연신된 폴리아마이드(Polyamides) 필름 수지로서는 나일론(nylon) 6, 나일론 6.6, 나일론 6과 나일론 6.6과의 공중합체, 나일론 6.10 및 폴리메타키실릴렌 아미파미드(MXD 6)등으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나이상으로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 성형 및 기재층의 필름의 두께는 15 내지 50 ㎛, 바람직하게는 15 내지 25 ㎛인 것을 특징으로 한다.
상기 표면 보호층과 성형 및 기재층 그리고 성형 및 기재층과 방습 및 가스차단층은 접착제를 사용하여 합지시킨다. 이 때, 상기 표면 보호층과 성형 및 기재층, 성형 및 기재층과 방습 및 가스차단층은 내열성이 우수한 접착제, 일반적으로 폴리우레탄 접착제, 바람직하게는 우레탄 베이스(Base) 2액형 접착제를 사용하여 합지된 것을 특징으로 한다. 이는 상기에서 기재된 바와 같이, 내부 포장된 셀에서 전지의 이동시 발열에 의한 고온이 발생하게 되므로, 이 때 내열성이 약한 접착제의 경우 표면 보호층과 성형 및 기재층이 분리되는 현상이 발생하기 때문에 내열성이 우수한 접착제를 사용하는 것이다.
상기 접착제의 내열성은 합지된 상태 또는 제품화 된 상태에서 일정온도로 맞추어진 드라이오븐 속에 넣은 후 일정시간이 경과한 후 꺼내어 분리가 발생되는지를 확인하는 것으로 측정한다. 일반적으로 상기 접착제의 내열성은 150 ℃에서 5분 이상 또는 260 ℃에서 10초 경과한 후에도 층 분리가 발생되지 않아야 한다.
상기 방습 및 가스차단(Gas Barrier)층은 외부로부터 전지 내부로 수증기 및 공기가 침입하는 것을 방지하기 위한 층으로, 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 구성 요소 중 전해액의 경우 수분이나 공기 중에 노출시 수소와 결합하여 강산성의 독성 가스가 발생하며, 폭발의 위험이 내포되어 있다. 이 때, 엠보싱 타입(Embossing Type)의 경우 일정한 컵 모양으로 성형이 이루어지기에 방습 및 각종 가스를 차단하여 근본적으로 위험을 방지하기 위하여 금속박막의 재료를 이용하는 것을 특징으로 하며, 파우치 형(Pouch type)의 경우도 예외는 아니다. 이때 상기 방습 및 가스차단층에 가장 접합한 재료는 인장강도 및 신장률이 높은 연질 알루미늄, 니켈 등의 금속, 또는 무기화합물, 예를 들면 산화규소, 알루미나 등을 증착한 필름 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 연질 알루미늄박으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 방습 및 가스차단층으로 사용하는 연질 알루미늄박 두께는 5 내지 200 ㎛, 바람직하게는 20 내지 150 ㎛인 것을 특징으로 한다.
또한, 방습 및 가스차단층으로서 사용하는 알루미늄 재질은 철을 함유하고 있는 알루미늄이 절연성이 좋고, 적층제로서 굽힘에 의한 핀홀의 발생이 적게 되며, 엠보싱 타입의 외장체를 성형할 때에 측벽의 형성도 용이하게 할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이 때, 알루미늄의 철 함유량이 0.6중량 % 미만의 경우는, 핀홀의 발생 방지, 엠보스 성형성의 개선 등의 효과가 인지되지 않으나, 알루미늄의 철 함유량이 2.0 중량 %를 초과하는 경우는 알루미늄으로서의 유연성이 저해되고, 적층제로서 봉지재를 성형하는데 가공성이 나빠지게 된다. 또한 규소는 함량이 0.9 % 이상으로 지나치게 증가하면 자기적성질은 향상되지만 봉지형태로 성형할 수 있는 가공성이 나빠지게 되고, 0.05 % 미만으로 함량이 감소되면 제품의 강도가 약해지고 신장율이 낮아져 봉지형태로 성형할 수 있는 가공성이 나빠지게 된다.
따라서, 상기 연질알루미늄박 재질은 규소(Si) 및 철(Fe) 함량이 가능한 높은 제품을 사용하는 것이 바람직하며, 규소의 경우 규소 함유량이 0.05 내지 0.9 중량 %, 바람직하게는 0.05 내지 0.3 중량 %인 것을 사용하고, 철의 경우 철 함유량이 0.6 내지 2.0 중량 %, 바람직하게는 0.6 내지 1.7 중량 %인 것을 특징으로 한다.
상기 부식방지층은 전해액에 의한 포장재, 특히 방습 및 가스차단층의 금속박막의 재료, 바람직하게는 알루미늄의 부식을 방지하기 위한 것으로, 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지의 경우 전자의 원활한 흐름을 위하여 전해액 및 고분자 전해질을 사용하는데, 이때 전해액의 주성분인 LiPF6(Lithium Hexafluorophosphate)와 용매의 주성분인 카보네이트 계열은 침투력이 강하여 각종 셀 포장 작업시 성형 타입의 경우 합지된 플라스틱의 크랙에 의한 흠집으로 침투되어 알루미늄을 부식 시켜 전지의 기능을 상실하게 하므로, 이를 근본적으로 방지하기 위하여 알루미늄 내면에 내부식 코팅을 하는 것을 특징으로 한다. 이 때 상기 부식방지층은 알루미늄 내면에 난크로메이트계(Non-Chromate)의 유기화합물 즉, 티탄계수지, 질코늄, 인산염 등의 유기계 및 무,유기계 복합물로 구성되는 군으로부터 선택된 하나이상의 화합물로 내산성 피막이 형성된 것을 특징으로 하여 내부식성을 향상시킨다. 종래에는 금속표면에 크로메이트계 부식방지제를 사용하였으나 환경에 악영향을 끼치는 물질로 규제가 심해져, 본 발명에서는 난크로메이트계 물질로 코팅하여 피막을 형성시킨다.
상기 접착수지층은 금속, 바람직하게는 알루미늄과의 접착이 용이하도록 알루미늄에 접착이 용이한 접착성 수지가 코팅된 것을 특징으로 한다. 내열성이 요구되는 전지의 경우에 열봉합층용 재료로 보통 폴리프로필렌 수지를 사용하는데, 이 경우 알루미늄과는 용융압출코팅시 바로 부착이 되지 않으므로, 이때 알루미늄과의 부착이 용이하도록 알루미늄과의 접착을 용이하게 하는 접착성 수지를 코팅하는 것이다.
이 때, 상기 접착성 수지는 변성 폴리에틸렌(변성 PE), 변성 폴리프로필렌(변성 PP) 및 변성아크릴 수지 등으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나이상이 용제에 녹아있는 상태인 것을 특징으로 한다.
상기 용융압출수지층은 용융압출코팅으로 피막을 입혀 부착력을 제공하여 위 아래 두층을 합지시키는 역할을 하는 이른바 플라스틱 필름을 합지시키는 방법이다. 상기 용융압출수지층은 폴리프로필렌 수지 또는 폴리에틸렌 수지를 용융압출하여 접착수지층에 폴리프로필렌 수지 또는 폴리에틸렌 수지 피막을 입힘으로써 형성된 것을 특징으로 한다. 즉, 용융압출수지층은 부식방지층 및 접착수지층이 코팅된 방습 및 가스 차단층의 알루미늄과 열봉합층의 필름을 합지시키기 위한 것으로, 상기 알루미늄과 상기 열봉합층의 필름을 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 수지가 용융압출코팅된 용융압출수지층을 이용하여 열 부착 및 융착을 하는 공정으로 합지시킨다.
이 때, 상기 용융압출코팅시 부가적으로 오존을 방사시키는 기계인 오존발생장치를 이용하여 오존 방사를 하여 용융압출코팅수지 표면을 과산화시켜 부착력을 향상시킴과 동시에 오존 피막을 형성하여 차단성을 향상시키고 접착수지층 및 용융압출수지층과 열봉합층 간의 부착력 및 밀봉성을 향상시킬 수 있다.
본 발명자들은 용융압출코팅시에 압출되는 수지에 오존을 방사시키면 접착력이 향상되었다는 것을 많은 실험을 통하여 알 수 있었다. 오존을 방사시키는 기계장치에 대해서는 대한민국 등록특허 제0407447호로 고농도 오존 발생장치, 대한민국 등록특허 제0406459호인 이중주파수를 이용한 오존발생량 조절방법 및 장치 및 대한민국 등록실용신안 제0262636호로 부유균 살균용 오존발생시스템에 관한 기술로서 해결이 가능하였다.
상기 오존발생장치는 대기중의 공기를 에어컴프레서를 이용하여 압축하여 산소발생기에서 질소와 산소를 분리하여 순수한 산소만 사용하며, 고주파, 고전압을 사용한 플라즈마 무성방전 시스템을 사용하여 고농도의 오존을 생산한다. 오존화된 공기는 에어노즐을 통해 수지 토출구에 분사되어 수지피막을 강산화 처리하여 필름 접착강도를 향상시키는 역할을 한다.
한편, 용융압출수지층의 코팅 두께는 10 내지 80 ㎛ , 바람직하게는 10 내지 40 ㎛인 것을 특징으로 한다.
상기 열봉합층은 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀을 포장할 때 포장방법에 상관없이 열로 봉합하므로, 포장재를 열로 봉합하기 위하여 열에 의해 봉합이 가능한 수지층을 사용함을 특징으로 하는데. 이때 사용하는 수지는 성형 타입의 경우 성형시 성형기계에서 금형표면과의 미끄러짐성 및 열 봉합 강도 특성, 성형시 성형조건에 의한 열봉합층의 크랙, 백화, 핀홀 등을 방지하기 위하여 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌코폴리머 및 프로필렌코폴리머 등으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상에 에틸렌, 부타디엔, 에틸렌프로필렌 고무 등으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상을 첨가하여 제막시킨 플라스틱 필름, 바람직하게는 변성 폴리프로필렌인 것을 특징으로 한다.
한편, 용량이 아주 큰 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장시는 전기 절연저항을 향상시킨 두께가 두꺼운 필름을 사용한다. 이 때, 필름의 사용두께는 20 내지 150 ㎛인 것을 특징으로 한다.
리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재의 층 구성 및 그 제조방법에 대해서 이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 권리범위가 하기 도면으로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재의 층 구성을 나타낸 단면도이다. 본 발명의 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재는 도 1에 나타낸 바와 같이, 표면보호층(1), 성형 및 기재층(2), 방습 및 가스차단층(3), 부식방지층(4), 접착수지층(5), 용융압출수지층(6) 및 열봉합층(7)으로 구성되어 있다.
또한, 상기 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재를 제조하기 위한 방법으로서, 표면보호층(1)과 성형 및 기재층(2)를 우레탄 접착제를 사용하여 합지하는 제 1공정;
상기 성형 및 기재층(2)에 우레탄 접착제를 사용하여 방습 및 가스 차단층(3)을 합지하는 제 2공정;
상기 방습 및 가스차단층(3)에 부식방지층(4)를 코팅기계를 이용하여 박막 코팅하는 제 3공정;
금속과 부착이 가능하도록 상기 부식방지층 상에 접착수지층(5) 피막을 입히는 제 4공정; 및
접착수지층(5)에 용융압출 코팅으로 수지 피막을 입히면서 열봉합층(7)을 용융압출 코팅된 용융압출수지층(6)을 이용하여 열 부착 및 융착하여 합지시키는제 5공정을 포함한다.
이때, 제 5공정에서 용융압출 코팅시 부가적으로 오존 방사를 하여 접착수지층(5) 및 용융압출수치층(6)과 열봉합층(7)을 부착시킬 수 있다. 상기 용융압출 코팅시 오존방사를 하여 용융압출수지층(6) 표면을 과산화시켜 부착력을 향상시킴과 동시에 오존 피막을 형성하여 차단성도 향상시킬 수 있다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 제 1공정에서 표면보호층(1) 원단의 경우 아주 얇으며 성형이 가능하고 전해액 내성이 우수한 폴리에스터 원단을 사용한다. 또한, 성형 및 기재층(2) 원단의 경우 성형이 우수한 이축 연신 폴리아마이드 필름을 사용한다.
제 2공정에서 방습 및 가스차단층(3)은 얇은 금속 박막인 규소 및 철 함량이 높아 인장강도 및 신장률이 높은 연질 알루미늄박을 사용한다.
제 3공정에서 합지된 원단에 부식방지층(4)를 그라비아, 콤마 또는 리버스(Reverser)등의 코팅기계를 이용하여 박막 코팅한다.
제 4공정에서 접착수지층(5)는 변성 폴리에틸렌, 변성 폴리프로필렌, 변성아크릴 수지등으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 수지가 용제에 녹아 있는 상태로 금속과 필름, 즉, 부식방지층(4)이 코팅된 방습 및 가스 차단층(3)의 알루미늄과 용융압출수지층(6)의 필름과의 부착력이 아주 우수한 특수 수지층이다.
제 5공정에서 사용되는 열봉합층(7)의 경우 성형 타입으로 작업시 성형 기계에서 금형표면과의 미끄러짐성 및 열 봉합 강도 특성, 성형시 열 봉합층의 크랙, 백화, 핀홀 등을 방지하기 위하여 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌코폴리머 및 프로필렌코폴리머 등으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상에 에틸렌, 부타디엔, 에틸렌프로필렌 고무 등으로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상을 첨가하여 제막시킨 플라스틱 필름, 바람직하게는 변성 폴리프로필렌을 사용한다. 또한, 제 5공정에서 오존 방사시 오존방사장치를 이용할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예 및 실험예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 하지만, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1.
표면보호층인(1)인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(두께 7.0 ㎛)과 성형 및 기재층(2)인 이축연신 폴리아마이드 필름(두께 20 ㎛)을 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 합지하고, 상기 성형 및 기재층(2)에 방습 및 가스차단층(3)인 알루미늄 호일(Al-Foil)(두께 50 ㎛)을 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 합지한 다음, 상기 방습 및 가스차단층(3) 표면에 부식방지층(4)를 코팅기계를 이용하여 박막 코팅한 후(두께 5 ㎛), 상기 코팅된 부식방지층(4) 표면에 변성 폴리프로필렌수지가 용제에 녹아있는 상태인 접착수지층(5) 피막(두께 10 ㎛)을 입힌 후, 상기 접착수지층(5) 표면에 용융압출 코팅으로 폴리프로필렌 수지 피막(두께 18 ㎛)을 입혀 용융압출수지층(6)을 형성하면서 열봉합층(7)인 변성 폴리프로필렌 수지(CPP)를 폴리프로필렌 수지가 용융압출 코팅(두께 35 ㎛)된 상기 용융압출수지층(6)을 이용하여 열융착을 하여, 실시예 1의 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재를 제조하였다.
PET/OPA/Al-Foil/부식방지층/접착수지층/PP/변성PP
실시예 2.
열봉합층(7)인 변성 폴리프로필렌 수지를 폴리프로필렌 수지가 용융압출 코팅된 상기 용융압출수지층(6)을 이용하여 열 부착 및 융착을 하며, 이 때 오존방사장치(모델명: Lami-Tek 200a, 율촌화학(주) 제조)를 이용하여 시간당 200 g의 오존을 압출되는 수지의 표면에 방사하는 것만 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 실시예 2의 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재를 제조하였다.
PET/OPA/Al-Foli/부식방지층/접착수지층/PP(오존처리)/변성PP
비교예 1.
표면보호층인(1)인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET, 두께 10 ㎛)과 성형 및 기재층(2)인 이축연신 폴리아마이드 필름(OPA, 두께 25 ㎛)을 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 합지하고, 상기 성형 및 기재층(2)에 방습 및 가스차단층(3)인 알루미늄 호일(Al-Foil)(두께 60 ㎛)을 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 합지한 다음, 상기 방습 및 가스차단층(3) 표면에 열봉합층(7)인 변성 폴리프로필렌 필름(두께 40 ㎛)을 우레탄 베이스 2액형 접착제를 이용하여 합지함으로써, 비교예 1의 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재를 제조하였다.
PET/OPA/Al-Foil/변성PP
비교예 2.
표면보호층인(1)인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET, 두께 10 ㎛)과 성형 및 기재층(2)인 이축연신 폴리아마이드 필름(OPA, 두께 20 ㎛)을 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 합지하고, 상기 성형 및 기재층(2)에 방습 및 가스차단층(3)인 알루미늄 호일(Al-Foil)(두께 45 ㎛)을 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 합지한 다음, 상기 방습 및 가스차단층(3) 표면에 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 폴리프로필렌 수지 피막을 입힌 후, 열봉합층(7)인 변성 폴리프로필렌 수지를 용융압출 코팅하여 피막(두께 15 ㎛)을 형성시켜, 비교예 2의 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재를 제조하였다.
PET//OPA//Al-Foil//PP//변성PP
비교예 3.
성형 및 기재층(2)인 이축연신 폴리아마이드 필름(OPA, 두께 20 ㎛)에 방습 및 가스차단층(3)인 알루미늄 호일(Al-Foil, 두께 50㎛)을 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 합지한 다음, 상기 방습 및 가스차단층(3) 표면에 열봉합층(7)인 변성 폴리프로필렌 필름(두께 40 ㎛)을 우레탄 베이스 2액형 접착제를 이용하여 합지함으로써, 비교예 3의 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재를 제조하였다.
OPA/Al-Foil/변성PP
비교예 4.
성형 및 기재층(2)인 이축연신 폴리아마이드 필름(두께 25 ㎛)에 방습 및 가스차단층(3)인 알루미늄 호일(Al-Foil)(두께 60 ㎛)을 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 합지한 다음, 상기 방습 및 가스차단층(3) 표면에 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 폴리프로필렌 수지 피막(두께 10 ㎛)을 입힌 후 열봉합층(7)인 변성 폴리프로필렌 필름(두께 40 ㎛)을 합지하여, 비교예 4의 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재를 제조하였다.
OPA/Al-Foil/PP/변성PP
비교예 5.
성형 및 기재층(2)인 이축연신 폴리아마이드 필름(두께 20 ㎛)에 방습 및 가스차단층(3)인 알루미늄 호일(Al-Foil)(두께 50 ㎛)을 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 합지한 다음, 상기 방습 및 가스차단층(3) 표면에 변성 폴리프로필렌수지가 용제에 녹아있는 상태인 접착수지층(5) 피막(두께 10 ㎛)을 입힌 후, 상기 접착수지층(5) 표면에 폴리프로필렌 수지를 용융압출 코팅하여 폴리프로필렌 수지 피막(두께 18 ㎛)을 입혀 용융압출수지층(6)을 형성하고, 이때 오존방사장치(Lami-Tec 200A)를 사용하여 시간당 200 g의 방사량으로 압출되는 수지표면에 오존을 방사하면서 열봉합층(7)인 변성 폴리프로필렌 필름(두께 35 ㎛)을 합지하여, 비교예 5의 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재를 제조하였다.
OPA/Al-Foil/접착수지층/PP(오존처리)/변성PP
비교예 6.
비교예 5에서 방습 및 가스차단층(3) 표면에 코팅기계를 이용하여 박막 코팅한 부식방지층(4)(두께 5 ㎛)이 더 들어간 것을 제외하고는 동일한 방법으로 비교예 6의 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재를 제조하였다.
OPA/Al-Foil/부식방지층/접착수지층/PP(오존처리)/변성PP
실험예 1. 장기 고온 방치 시험
포장재의 내열성, 전지절연성, 방습 및 가스차단성을 장기 고온 방치 시험을 통하여 알아보았다. 이 때 상기 실시예 1 및 2와 상기 비교예 1 및 2의 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재를 성형 타입 봉지(35 mm*45 mm*5.5 mm 및 33 mm*55 mm*5.5 mm)로 가공 후, 카보네이트 계열 용매로 EC(ethylene carbonate), DMC(dimethyl carbonate) 및 DEC(diethyl carbonate)를 각각 1: 1: 1로 혼합한 용매에 LiPF6 (Lithium Hexafluoro Phosphate) 1 몰을 첨가한 전해액을 봉지에 5 g 주입 후 60 ℃, 95 % RH 조건 하에서 방치하면서 장기 고온 방치시 경시 변화 즉, 열봉합층 분리, 전기절연저항, 수증기투과량(7일경과시) 및 알루미늄 부식 정도를 관찰하였다. 상기 열봉합층 분리는 각 포장재의 열융합층(7)과 용융압출 코팅층(6)의 분리여부를 육안으로 관찰하였으며, 상기 전기절연저항은 전기절연저항측정기(3154 DIGITAL MΩ HiTESTER)로 절연저항을 측정하였고, 상기 수증기투과량은 상기 조건하에서 7 일간 보관시 수분량을 측정하였으며, 상기 알루미늄 부식 정도는 각 포장재의 알루미늄의 부식정도를 육안으로 관찰하였다.
그 결과, 하기 표 1에서 볼 수 있는 것처럼, 열봉합층 분리의 경우, 상기 실시예 1 및 2의 포장재의 경우 분리가 관찰되지 않았으나, 비교예 1의 포장재는 3일 후 분리되었고, 비교예 2의 포장재는 5일 후 분리되는 것으로 나타났다.
전기절연저항의 경우, 상기 실시예 1 및 2의 포장재는 2000 MΩ 이상에서도 저항성을 나타냈으나, 비교예 1 및 2의 포장재는 2000 MΩ 이하에서만 저항성을 나타내었다.
7일 경과 후 수증기투과량은 실시예 1 및 실시예 2의 포장재는 50 PPM 이하였으나, 비교예 1 및 2의 포장재는 500 PPM 이상이었다.
또한, 알루미늄 부식정도를 보면 실시예 1 및 실시예 2의 포장재는 실험기간 동안 부식이 나타나지 않았으나, 비교예 1의 포장재는 5일후, 비교예 2의 포장재는 7일 후 부식이 되었다.
이와 같은 결과로, 본 발명의 실시예 1 및 2의 포장재가 비교예 1 및 2의 포장재보다 장기 고온 방지시 우수한 품질을 나타냄을 알 수 있었다.
비교예 1 | 비교예 2 | 실시예 1 | 실시예 2 | |
열봉합층분리 | 3일후 분리 | 5일후 분리 | 분리 없음 | 분리 없음 |
전기절연저항 | 2000 MΩ 이하 | 2000 MΩ 이하 | 2000 MΩ 이상 | 2000 MΩ 이상 |
수증기투과량(7일 경과) | 500 PPM 이상 | 400 PPM 이상 | 50 PPM 이하 | 50 PPM 이하 |
알루미늄부식 | 5일후 부식 | 7일후 부식 | 부식 없음 | 부식 없음 |
실험예 2. 충방전 시험
포장재의 충방전시 안정성을 알아보기 위하여, 상기 실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에서 제조한 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재에 대하여 충방전 시험을 수행하였으며, 전위량 변화 및 열봉합층 분리정도를 관찰하였다.
그 결과, 하기 표 2에서 볼 수 있는 것처럼, 실시예 1 및 2의 봉지재의 경우충방전 시험시 전위량 변화 및 열봉합층 분리면에서 우수한 품질을 나타내었으나, 비교예 1의 봉지재의 경우, 전위량 변화 및 열봉합층 분리면에서 미흡한 품질을 나타냈고, 비교예 2의 경우도 전위량 변화면에서 미흡하였으며, 열봉합층 분리면에선 보통의 품질을 나타내었다.
이와 같은 결과로 볼 때, 상기 실시예 1 및 2의 포장재는 전지의 충방전시에도 안전함을 알 수 있었다.
비교예 1 | 비교예 2 | 실시예 1 | 실시예 2 | |
전위량 변화 | × | × | ◎ | ◎ |
열봉합층 분리 | × | △ | ◎ | ◎ |
* ×미흡, △ 보통, O 양호, ◎ 우수 |
실험예 3. 내 전해액 특성
포장재의 내약품성의 하나로 내 전해액 특성을 알아보기 위하여 상기 실시예 1 및 2와 비교예 3 내지 6에서 제조한 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재의 내 전해액 특성을 측정하였으며, 이 때, 유사 전해액을 각 포장재에 주입 밀봉시킨 후 보관하면서 특성을 관찰하였다.
그 결과, 하기 표 3에서 볼 수 있는 것처럼, 표면특성의 경우 실시예 1 및 2의 포장재는 우수한 반면, 비교예 3 내지 6의 포장재는 미흡함을 알 수 있었다. 또한, 열봉합층 특성도 실시예 1 및 2의 포장재는 대체로 우수한 반면, 비교예 3 내지 6의 포장재는 대체로 미흡함을 알 수 있었다.
비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | 실시예 1 | 실시예 2 | |
표면특성 | × | × | × | × | ◎ | ◎ |
열봉합층 특성 | × | × | O | ◎ | O | ◎ |
* ×미흡, △ 보통, O 양호, ◎ 우수 |
참조예 1. 전해액 침전시 열봉합층 분리 시험
포장재의 열봉합 강도를 알아보기 위하여 전해액 침전시 열봉합층 분리 시험을 수행하였으며, 이 때, 견본을 제작한 후, 유사 전해액에 각 견본을 침전시킨 후 열봉합층(7)과 용융압출 수지층(6)의 분리유무를 검사하였다.
이 때, 견본 1은 알루미늄박에 우레탄 베이스 2액형 접착제로 열 봉합층(7)인 변성 폴리프로필렌 필름을 합지하여 제작하였고, 견본 2는 알루미늄박과 용융압출 코팅으로 폴리프로필렌 수지 피막을 입혀 형성된 용융압출 수지층(6)을 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 합지하고, 열봉합층(7)인 변성 폴리프로필렌 수지를 폴리프로필렌 수지가 용융압출 코팅된 상기 용융압출 수지층(6)을 매개체로 하여 열 부착 및 융착을 하여 제작하였다. 또한, 견본 3은 알루미늄에 변성 폴리프로필렌수지가 용제에 녹아있는 상태인 접착수지층(5) 피막을 입힌 후, 상기 접착수지층 표면에 용융압출 코팅으로 폴리프로필렌 수지 피막을 입혀 형성된 용융압출수지층(6)을 형성한 후, 열봉합층(9)인 변성 폴리프로필렌 수지를 상기 용융압출수지층(6)을 이용하여 열 부착 및 융착을 하여 제작하였고, 견본 4는 견본 3의 제작과정 중 열봉합층(7)인 변성 폴리프로펠렌 수지를 폴리프로필렌이 용융압출 코팅된 상기 용융압출수지층(6)을 이용하여 열 부착 및 융착을 할 때 오존방사장치(Lami-Tec 200A, 율촌화학 제조)를 이용하여 오존을 방사하는 것만 제외하고, 상기 견본 3과 동일한 방법으로 제작하였다.
그 결과, 하기 표 4에서 볼 수 있는 것처럼, 알루미늄박/접착수지층/용융압출 수지층/열봉합층의 방법으로 제조한 견본 3 및 알루미늄박/접착수지층/용융압출 수지층(오존처리)/열봉합층의 방법으로 제조한 견본 4의 전해액 침전시 열봉합층 분리면에서 우수한 것으로 나타났으며, 또한, 65 ℃ 및 85 ℃로 온도를 달리하였을 때에도 온도에 따른 차이가 나타나지 않았다.
온도 | 시간 | 견본 1 | 견본 2 | 견본 3 | 견본 4 |
65 ℃전해액 | 12시간후 | O | ◎ | ◎ | ◎ |
1일후 | × | O | ◎ | ◎ | |
7일후 | × | × | ◎ | ◎ | |
30일후 | × | × | ◎ | ◎ | |
50일후 | × | × | ◎ | ◎ | |
85 ℃전해액 | 8시간후 | × | O | ◎ | ◎ |
24시간후 | × | △ | ◎ | ◎ | |
2일후 | × | × | ◎ | ◎ | |
7일후 | × | × | ◎ | ◎ | |
30일후 | × | × | ◎ | ◎ | |
* ×미흡, △ 보통, O 양호, ◎ 우수 |
참조예 2. 성형시 성형 깊이 시험
포장재의 성형성을 알아보기 위하여, 성형시 알루미늄 재질에 따른 성형 깊이 시험을 수행하였다. 이 때 견본을 제작한 후, 성형깊이에 따른 성형상태를 알아보았으며, 견본으로는 일반 알루미늄박(AL-Foil)을 사용하여 제작한 제품과 특수알루미늄박으로서 규소(Si) 및 철(Fe) 함량이 높은 제품(각각 0.1 중량 %, 1.0 중량 %)을 사용하여 제작한 제품을 사용하였고, 성형 깊이 4 내지 8 mm에서 실험하였다.
그 결과, 하기 표 5에 나타낸 것처럼, 규소 및 철 함량이 높은 특수알루미늄박을 적용한 제품이 일반 알루미늄박을 사용한 제품보다 성형성이 월등하다는 것을 알 수 있었다.
구분 | 일반 알루미늄박의 두께(㎛) | 특수 알루미늄박의 두께(㎛) | ||||||||
성형깊이 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 20 | 40 | 50 | 80 | 100 |
4mm | × | △ | △ | O | O | O | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
5mm | × | × | △ | △ | O | × | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
6mm | × | × | × | × | △ | × | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ |
7mm | × | × | × | × | × | × | O | O | ◎ | ◎ |
8mm | × | × | × | × | × | × | O | O | ◎ | ◎ |
* ×미흡, △ 보통, O 양호, ◎ 우수 |
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 표면보호층, 접착제층, 성형 및 기재층, 접착제층, 방습 및 가스차단층, 부식방지층, 접착수지층, 용융압출수지층 및 열봉합층으로 구성되어 있는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재를 제조할 수 있다. 또한, 본 발명을 이용하면 제조시간이 짧고 가벼우며, 형상이 자유로울 뿐만 아니라 내열성, 전기 절연성, 방습 및 가스차단성, 내약품성, 열봉합 강도 및 성형성이 우수하므로 전지 셀을 안전하게 보호하여 전자의 흐름을 원활하게 하여 전원을 발생할 수 있는 리튬 2차 전지 및 휴대용 측전지 셀 포장용 봉지재를 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재의 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 표면보호층 2: 성형 및 기재층
3: 방습 및 가스차단층 4: 부식방지층
5: 접착수지층 6: 용융압출수지층
7: 열봉합층 8,9: 접착제층
Claims (17)
- 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀의 포장재로서, 포장재의 표면을 보호하는 표면보호층, 포장재에 성형성을 부여하는 성형 및 기재층, 포장재 외부로부터 수증기 및 공기 침입을 방지하는 방습 및 가스차단층, 포장재의 부식을 방지하는 부식방지층, 금속과의 접착을 용이하게 하는 접착수지층, 용융압출코팅으로 피막을 입혀 부착력을 제공하는 용융압출수지층, 포장재를 셀과 열로 봉합하는 열봉합층이 순서대로 적층된 것을 특징으로 하는 합지된 플라스틱 필름을 이용한 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재.
- 제 1항에 있어서, 상기 표면보호층은 폴리에스터 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재.
- 제 2항에 있어서, 상기 폴리에스터 필름 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly ethylene terephthalate; PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Poly butylene terephthalate; PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(Poly ethylene naphthalate; PEN), 폴리부틸렌나프탈레이트(Poly butylene naphthalate; PBN), 공중합 폴리에스테르 및 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC)로 구성되는 군으로부터 선택된 하나이상으로 이루어진 것인 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재.
- 제 1항에 있어서, 상기 성형 및 기재층은 이축 연신된 폴리아마이드 필름으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재.
- 제 4항에 있어서, 상기 이축 연신된 폴리아마이드(Polyamides) 필름 수지는 나일론(nylon) 6, 나일론 6.6, 나일론 6과 나일론 6.6과의 공중합체, 나일론 6.10 및 폴리메타키실릴렌 아미파미드(MXD 6)로 구성되는 군으로부터 선택된 하나이상으로 이루어진 것인 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재.
- 제 1항에 있어서, 상기 표면보호층과 성형 및 기재층, 성형 및 기재층과 방습 및 가스차단층은 내열성이 우수한 접착제인 우레탄 베이스 2액형 접착제를 사용하여 합지된 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재.
- 제 1항에 있어서, 상기 방습 및 가스차단(Gas Barrier) 층은 연질 알루미늄박으로 이루어진 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재.
- 제 7항에 있어서, 상기 연질 알루미늄박의 두께는 5 내지 200 ㎛인 것을 특징으로 하는 셀 포장용 봉지재.
- 제 7항에 있어서, 상기 연질 알루미늄박 재질은 규소(Si) 및 철(Fe) 함량이 각각 0.05 내지 0.9중량 % 및 0.6 내지 2.0 중량 %인 것을 특징으로 하는 셀 포장용 봉지재.
- 제 1항에 있어서, 상기 부식 방지층은 알루미늄 내면에 난크로메이트계(Non-Chromate)의 유기화합물 즉, 티탄계수지, 질코늄, 인산염의 유기계 및 무,유기계 복합물로 구성되는 군으로부터 선택된 하나이상의 화합물로 내산성 피막이 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재.
- 제 1항에 있어서, 상기 접착 수지층은 알루미늄과의 접착이 용이하도록 알루미늄에 접착이 용이한 접착성 수지가 코팅된 것임을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재.
- 제 11항에 있어서, 상기 접착성 수지는 변성 폴리에틸렌(변성 PE), 변성 폴리프로필렌(변성 PP) 및 변성아크릴 수지로 구성되는 군으로부터 선택된 하나이상이 용제에 녹아있는 상태인 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재.
- 제 1항에 있어서, 상기 용융압출수지층은 폴리프로필렌 수지 또는 폴리에틸렌 수지를 용융압출 코팅으로 접착수지층에 폴리프로필렌 수지 또는 폴리에틸렌 수지 피막을 입힘으로써 형성된 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재.
- 제 1항에 있어서, 상기 열봉합층은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌코폴리머 및 프로필렌코폴리머로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상에 에틸렌, 부타디엔, 에틸렌프로필렌 고무로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상을 첨가하여 제막시킨 플라스틱 필름인 것을 특징으로 하는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재.
- 제 1항에 따른 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재를 제조하기 위한 방법으로서,표면보호층(1)과 성형 및 기재층(2)를 우레탄 접착제를 사용하여 합지하는 제 1공정;상기 성형 및 기재층(2)에 우레탄 접착제를 사용하여 방습 및 가스 차단층(3)을 합지하는 제 2공정;상기 방습 및 가스차단층(3)에 부식방지층(4)를 코팅기계를 이용하여 박막 코팅하는 제 3공정;금속과 부착이 가능하도록 상기 부식방지층 상에 접착수지층(5) 피막을 입히는 제 4공정; 및접착수지층(5)에 용융압출 코팅으로 수지 피막을 입히면서 열 봉합층(7)을 용융압출 코팅된 용융압출수지층(6)을 이용하여 열 부착 및 융착하여 합지시키는 제 5공정을 포함하는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재의 제조방법.
- 제 15항에 있어서, 상기 제 5공정에서 용융압출 코팅시 부가적으로 오존 방사를 하여 접착수지층(5) 및 용융압출수지층(6)과 열봉합층(7)을 부착시키는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재의 제조방법.
- 제 15항에 있어서, 상기 제 3공정에서 상기 부식방지층(4)를 그라비아, 콤마 또는 리버스(Reverser)의 코팅기계를 이용하여 박막 코팅하는 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재의 제조방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040025671A KR100574819B1 (ko) | 2004-04-14 | 2004-04-14 | 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040025671A KR100574819B1 (ko) | 2004-04-14 | 2004-04-14 | 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20050100448A true KR20050100448A (ko) | 2005-10-19 |
KR100574819B1 KR100574819B1 (ko) | 2006-04-28 |
Family
ID=37279261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020040025671A KR100574819B1 (ko) | 2004-04-14 | 2004-04-14 | 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100574819B1 (ko) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008078948A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-03 | Youl Chon Chemical Co., Ltd. | Pouch for packing cell and method for preparing the same |
KR101381598B1 (ko) * | 2013-05-13 | 2014-04-07 | 주식회사희성화학 | 이차전지용 알루미늄 파우치 필름, 이를 포함하는 포장재, 이를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법 |
KR101454417B1 (ko) * | 2013-05-13 | 2014-11-12 | 주식회사희성화학 | 이차전지용 알루미늄 파우치 필름, 이를 포함하는 포장재, 이를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법 |
WO2014185605A1 (ko) * | 2013-05-13 | 2014-11-20 | 주식회사희성화학 | 이차전지용 알루미늄 파우치 필름, 이를 포함하는 포장재, 이를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법 |
KR101471672B1 (ko) * | 2008-09-17 | 2014-12-10 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 파우치 및 파우치형 이차전지 |
KR101485523B1 (ko) * | 2013-05-13 | 2015-01-22 | 주식회사희성화학 | 이차전지용 알루미늄 파우치 필름, 이를 포함하는 포장재, 이를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법 |
KR20150026489A (ko) * | 2013-09-03 | 2015-03-11 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 파우치 외장재 및 이를 포함하는 파우치형 이차전지 |
KR20150087082A (ko) * | 2014-08-19 | 2015-07-29 | 주식회사에프엠 | 열에 의하여 접착되는 우레탄 합지필름의 제조방법 |
CN109735253A (zh) * | 2019-02-13 | 2019-05-10 | 深圳日高胶带新材料有限公司 | 一种综合性能重点物品包装胶带及其制作工艺 |
US20200227692A1 (en) * | 2019-01-15 | 2020-07-16 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Battery Packaging Material and Battery |
WO2024096696A1 (ko) * | 2022-11-04 | 2024-05-10 | 율촌화학 주식회사 | 경량화 및 안정성이 우수한 이차전지 파우치 필름과 그 설계 방법, 이를 이용한 이차전지 및 그 제조 방법 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101060378B1 (ko) * | 2009-08-31 | 2011-08-29 | 오두영 | 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재 및 그 제조방법 |
KR20140147041A (ko) | 2013-06-18 | 2014-12-29 | 주식회사 엘지화학 | 셀 포장재료 및 그 제조방법 |
WO2018131926A1 (ko) | 2017-01-13 | 2018-07-19 | 주식회사 엘지화학 | 기화성 방청제를 포함하는 전지셀 트레이 |
-
2004
- 2004-04-14 KR KR1020040025671A patent/KR100574819B1/ko active IP Right Grant
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100846296B1 (ko) * | 2006-12-22 | 2008-07-14 | 율촌화학 주식회사 | 셀 포장용 봉지재 및 그 제조 방법 |
CN101563221B (zh) * | 2006-12-22 | 2013-06-05 | 栗村化学株式会社 | 用于包装电池的袋及其制备方法 |
WO2008078948A1 (en) * | 2006-12-22 | 2008-07-03 | Youl Chon Chemical Co., Ltd. | Pouch for packing cell and method for preparing the same |
KR101471672B1 (ko) * | 2008-09-17 | 2014-12-10 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 파우치 및 파우치형 이차전지 |
KR101381598B1 (ko) * | 2013-05-13 | 2014-04-07 | 주식회사희성화학 | 이차전지용 알루미늄 파우치 필름, 이를 포함하는 포장재, 이를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법 |
WO2014185605A1 (ko) * | 2013-05-13 | 2014-11-20 | 주식회사희성화학 | 이차전지용 알루미늄 파우치 필름, 이를 포함하는 포장재, 이를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법 |
KR101454417B1 (ko) * | 2013-05-13 | 2014-11-12 | 주식회사희성화학 | 이차전지용 알루미늄 파우치 필름, 이를 포함하는 포장재, 이를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법 |
KR101485523B1 (ko) * | 2013-05-13 | 2015-01-22 | 주식회사희성화학 | 이차전지용 알루미늄 파우치 필름, 이를 포함하는 포장재, 이를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법 |
KR20150026489A (ko) * | 2013-09-03 | 2015-03-11 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 파우치 외장재 및 이를 포함하는 파우치형 이차전지 |
US9882180B2 (en) | 2013-09-03 | 2018-01-30 | Lg Chem, Ltd. | Pouch case including internal, intermediate and external resin layers and secondary battery including the same |
KR20150087082A (ko) * | 2014-08-19 | 2015-07-29 | 주식회사에프엠 | 열에 의하여 접착되는 우레탄 합지필름의 제조방법 |
US20200227692A1 (en) * | 2019-01-15 | 2020-07-16 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Battery Packaging Material and Battery |
CN109735253A (zh) * | 2019-02-13 | 2019-05-10 | 深圳日高胶带新材料有限公司 | 一种综合性能重点物品包装胶带及其制作工艺 |
WO2024096696A1 (ko) * | 2022-11-04 | 2024-05-10 | 율촌화학 주식회사 | 경량화 및 안정성이 우수한 이차전지 파우치 필름과 그 설계 방법, 이를 이용한 이차전지 및 그 제조 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100574819B1 (ko) | 2006-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101089168B1 (ko) | 파우치형 리튬 2차전지 | |
KR100645607B1 (ko) | 전지용 포장재료, 전지포장용 패키지 및 그의 제조방법 | |
KR100574819B1 (ko) | 리튬 2차 전지 및 휴대용 축전지 셀 포장용 봉지재 | |
JP4968423B2 (ja) | リチウム電池の外装体 | |
KR101379490B1 (ko) | 전지용 포장재 및 그의 제조 방법 | |
KR101366217B1 (ko) | 전지용 포장재 및 그의 제조 방법 | |
JP5369583B2 (ja) | 電池外装用包装材 | |
KR100995884B1 (ko) | 대용량 리튬폴리머 2차 전지용 포장재의 제조방법 | |
JP5320717B2 (ja) | 扁平型電気化学セル | |
JP5200316B2 (ja) | 電池モジュール | |
KR20230145964A (ko) | 파우치 필름 적층체, 파우치 형 전지 케이스 및 파우치 형 이차 전지 | |
KR20210127636A (ko) | 파우치 형 전지 케이스 및 파우치 형 이차 전지 | |
CA2398151A1 (en) | Battery packaging | |
KR101394721B1 (ko) | 플라즈마 처리된 셀 파우치 및 그 제조방법 | |
JP2012089532A (ja) | リチウム電池の外装体 | |
JP5321853B2 (ja) | ポリマー電池用包装材料 | |
JP2017168342A (ja) | 蓄電デバイス用外装材及び蓄電デバイス | |
JP5569065B2 (ja) | リチウムイオン電池用容器、これを備えたリチウムイオン電池、およびリチウムイオン電池用容器の製造方法 | |
KR20170009495A (ko) | 전지케이스에 충격 흡수층을 포함하고 있는 파우치형 이차전지 | |
JP2016207592A (ja) | 蓄電デバイス | |
KR102276075B1 (ko) | 파우치형 리튬이차전지의 내부 실런트층용 다층 복합필름 | |
CN105720216A (zh) | 蓄电装置用外包装材料及蓄电装置 | |
CN118251794A (zh) | 二次电池用包装材料 | |
KR20030037771A (ko) | 리튬 이온 폴리머 전지 | |
JP2009231164A (ja) | 電気化学セル用包装材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment | ||
FPAY | Annual fee payment | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170324 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190401 Year of fee payment: 14 |