KR20070112488A - Laminate sheet for battery case and lithium secondary battery employed with the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 전지케이스용 라미네이트 시트의 단면 모식도이다;1 is a schematic cross-sectional view of a laminate sheet for a typical battery case;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 라미네이트 시트의 단면 모식도이다;2 is a schematic cross-sectional view of a laminate sheet according to one embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 라미네이트 시트로 형성된 파우치형 전지케이스의 사시도이다;3 is a perspective view of a pouch type battery case formed of a laminate sheet according to the present invention;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라미네이트 시트의 단면 모식도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a laminate sheet according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
10, 100: 라미네이트 시트10, 100: laminate sheet
11, 110: 외부 피복층 11, 110: outer coating layer
12, 120: 금속 배리어층12, 120: metal barrier layer
13, 130: 내부 실란트층13, 130: inner sealant layer
14, 140: 접착층 14, 140: adhesive layer
본 발명은 전지케이스용 라미네이트 시트 및 이를 포함하고 있는 리튬 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 우수한 인장강도 및 내후성의 고분자 수지를 기반으로 한 외부 피복층, 구리층의 금속 배리어(barrier)층, 및 열융착성 고분자 수지를 기반으로 한 내부 실란트층을 포함하고 있고 상기 내부 실란트층에 대면하는 구리층의 표면은 다수의 요철이 형성될 수 있도록 화학적 및/또는 물리적으로 처리되어 있는 것으로 구성된 라미네이트 시트와, 상기 라미네이트 시트를 전지케이스로 하는 리튬 이차전지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 라미네이트 시트는 금속 배리어층으로서 알루미늄 대신 구리층을 포함하고 있고 그러한 구리층의 표면에 미세 요철이 형성되어 있어서, 전지의 수명 및 안전성을 향상시킬 수 있는 등 다양한 잇점을 제공한다. The present invention relates to a laminate sheet for a battery case and a lithium secondary battery comprising the same, and more particularly, an outer coating layer based on a polymer resin having excellent tensile strength and weather resistance, a metal barrier layer of a copper layer, and A laminate sheet comprising an inner sealant layer based on a heat sealable polymer resin, the surface of the copper layer facing the inner sealant layer being chemically and / or physically treated to form a plurality of irregularities; The present invention relates to a lithium secondary battery using the laminate sheet as a battery case. The laminate sheet according to the present invention includes a copper layer instead of aluminum as the metal barrier layer and fine irregularities are formed on the surface of the copper layer, thereby providing various advantages such as improving the life and safety of the battery.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.As the development and demand for mobile devices increases, the demand for secondary batteries as energy sources is increasing rapidly. Among them, many researches have been conducted and commercialized and widely used for lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage. It is used.
리튬 이차전지는 그것의 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 전해액의 형태에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 한다.Lithium secondary batteries are largely classified into cylindrical batteries, square batteries, pouch-type batteries, and the like according to their appearance, and may be classified into lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lithium polymer batteries, and the like depending on the type of electrolyte.
모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히, 형태의 변형이 용이하고 제조비용이 저렴하며 중량이 작은 파우치형 전지에 대한 관심이 높은 실정이다. 파우치형 전지는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트를 파우치형으로 만든 전지케이스에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 내장되어 있는 전지이다.Due to the recent trend toward the miniaturization of mobile devices, there is an increasing demand for thinner rectangular batteries and pouch-type batteries. In particular, for pouch-type batteries that are easy to deform, low in manufacturing cost and light in weight. Interest is high. A pouch type battery is a battery in which an electrode assembly having a cathode / separation membrane / cathode structure is built in a battery case in which a laminate sheet including a resin layer and a metal layer is formed in a pouch type.
도 1에는 파우치형 전지에 일반적으로 사용되는 라미네이트 시트의 단면 구조가 모식적으로 도시되어 있다.1 schematically illustrates a cross-sectional structure of a laminate sheet generally used in a pouch-type battery.
도 1을 참조하면, 라미네이트 시트(10)는 최외각을 이루는 외부 피복층(11), 물질의 관통을 방지하는 배리어층(12), 접착층(13), 및 밀봉을 위한 내부 실란트층(14)으로 구성되어 있다.Referring to FIG. 1, the
외부 피복층(11)은 외부로부터 전지를 보호하는 역할을 하므로 두께 대비 우수한 인장강도와 내후성 등이 요구되며, ONy(연신 나일론 필름)이 많이 사용되고 있다. 배리어층(12)은 공기, 습기 등이 전지의 내부로 유입되는 것을 방지하는 역할하며, 주로 알루미늄(Al)이 사용되고 있다. 내부 실란트층(14)은 전극조립체를 내장한 상태에서 인가된 열과 압력에 의해 상호 열융착되어 밀봉성을 제공하는 역할을 하며, 주로 CPP(무연신 폴리프로필렌 필름)로 이루어져 있다. 접착층(13)은 배리어층(12)에 대한 CPP 내부 실란트층(14)의 낮은 접착력을 보완하는 역할을 한다. Since the
이러한 다층 라미네이트 구조의 전지케이스 시트에서 두께를 더욱 줄이거나 배리어 특성을 높이기 위한 다양한 시도들도 행해진 바 있다. Various attempts have been made to further reduce thickness or increase barrier properties in the battery case sheet having the multilayer laminate structure.
예를 들어, 일본 특허출원공개 제2004-0327039호는 알루미늄으로 이루어진 배리어층 상에 2축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름(Polyethylene terephthalate film) 또는 2축 연신 나일론 필름(nylon film)으로 이루어진 외부 피복층을 형성하여 강도와 내성을 더욱 향상시킴으로써, 시트의 전체적인 두께를 줄이는 기술을 제시하고 있다. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-0327039 forms an outer coating layer made of a biaxially stretched polyethylene terephthalate film or a biaxially stretched nylon film on a barrier layer made of aluminum. By further improving the strength and resistance, techniques have been proposed to reduce the overall thickness of the sheet.
전지케이스용 시트는 아니지만, 일본 특허출원공개 제2004-0327039호는 전자부품 케이스용 포장재로서, 알루미늄 층의 내측 또는 외측에 키토산류와 Ti, Hf, Mo, W, Se, Ce, Fe, Cu, Zn, V 및 3가 Cr으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종류 이상의 금속을 포함하는 금속 화합물을 함유하는 바탕 처리제로 피막을 형성하여 가스 배리어 특성을 향상시키는 기술을 제시하고 있다. Although not a sheet for a battery case, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-0327039 is a packaging material for an electronic component case, wherein chitosans and Ti, Hf, Mo, W, Se, Ce, Fe, Cu, Zn, A technique of improving the gas barrier properties by forming a film with a background treatment agent containing a metal compound containing at least one metal selected from the group consisting of V and trivalent Cr is proposed.
이와 같이, 전지케이스 또는 전자부품 케이스용으로 사용되는 종래의 라미네이트 시트는 모두 알루미늄 층을 배리어층으로 사용하고 있다. 알루미늄은 가스 등에 대한 차단 특성과 박막 형태의 가공을 가능하게 하는 연성을 가지며 가격이 저렴하므로 배리어층의 소재로 선호되고 있다. 그러나, 전지케이스용으로 사용되는 라미네이트 시트에서 알루미늄 소재의 배리어층은 심각한 문제점을 가지고 있다. 그러한 문제점을 이하에서 설명하면 다음과 같다.As described above, all conventional laminate sheets used for battery cases or electronic component cases use aluminum layers as barrier layers. Aluminum has been preferred as a barrier layer material because of its low ductility and low ductility to enable gas barrier and thin film processing. However, the barrier layer of aluminum in the laminate sheet used for the battery case has a serious problem. The problem is described below.
전지케이스는 전극조립체를 절연 상태로 밀봉함으로써 안정적인 작동을 보장하는 역할을 하므로, 전지케이스의 라미네이트 시트 중 금속 배리어층은 전기적으로 절연상태로 유지되는 것이 필요하다. 반면에, 이차전지에서는, 전지셀의 외부 입출력 접속단자로서의 전극리드, 전지셀과 보호회로모듈(PCM) 등을 연결한 위한 전기적 접속부재 등에 니켈 플레이트가 많이 사용되고 있다. Since the battery case serves to ensure stable operation by sealing the electrode assembly in an insulated state, the metal barrier layer of the laminate sheet of the battery case needs to be electrically insulated. On the other hand, in secondary batteries, nickel plates are frequently used in electrode leads as external input / output connection terminals of battery cells, electrical connection members for connecting battery cells and protection circuit modules (PCMs), and the like.
한편, 전지의 조립 과정 또는 사용 과정에서 예기치 못하게 라미네이트 시트의 금속 배리어층이 전극리드, 접속부재로서의 니켈 플레이트와 전기적 접속 상태에 놓이는 경우가 발생한다. 배리어층으로서의 알루미늄은 전극리드, 접속부재로서의 니켈과 기전력 차이가 크므로, 상기와 같은 전기적 접속 상태에서 이차전지의 충방전이 행해지면, 알루미늄의 부식 현상이 진행된다. 따라서, 배리어층의 손상이 유발되며, 그로 인해 전지의 수명이 급속히 짧아지고 전지의 안전성 역시 크게 위협을 받게 된다. On the other hand, during the assembly or use of the battery, the metal barrier layer of the laminate sheet is unexpectedly placed in electrical connection with the electrode lead and the nickel plate as the connecting member. Since aluminum as a barrier layer has a large difference in electromotive force from nickel as an electrode lead and a connecting member, when the secondary battery is charged and discharged in the above electrical connection state, corrosion of aluminum proceeds. Therefore, damage to the barrier layer is caused, thereby rapidly shortening the life of the battery and greatly threatening the safety of the battery.
특히, 전기자동차, 하이브리드 자동차 등의 전원으로서 중대형 전지팩에 사용되는 이차전지는 장기간의 수명이 필요하고 다수의 전지셀들이 밀집되는 특성상 안전성 확보가 매우 중요하다. 따라서, 예기치 못한 상황 전개로 인해 전지케이스의 금속 배리어층이 접속부재 등과 전기적으로 연결되는 경우가 발생하더라도, 전지의 수명 및 안정성을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.In particular, a secondary battery used in a medium-large battery pack as a power source of an electric vehicle, a hybrid vehicle, etc. needs a long lifespan, and it is very important to secure safety due to the fact that many battery cells are concentrated. Therefore, even when the metal barrier layer of the battery case is electrically connected to the connection member or the like due to the unexpected development of the situation, there is a high demand for a technology capable of securing the life and stability of the battery.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.
본 출원의 발명자들은 다양한 실험과 심도 있는 연구를 거듭한 끝에, 전지케이스로서의 라미네이트 시트에서 금속 배리어층을 종래의 알루미늄에서 구리로 변 경하고 구리층의 표면에 미세 요철을 형성하는 경우, 배리어층의 부식현상을 근본적으로 방지할 수 있고 높은 접착력을 얻을 수 있으며, 그에 따라 전지의 수명 및 안정성의 향상을 확보할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.After various experiments and in-depth studies, the inventors of the present application change the metal barrier layer from conventional aluminum to copper in a laminate sheet as a battery case and form fine irregularities on the surface of the copper layer. Corrosion can be fundamentally prevented and a high adhesion can be obtained, thereby ensuring that the life and stability of the battery can be improved, and the present invention has been completed.
본 발명에 따른 전지케이스용 라미네이트 시트는, 우수한 인장강도와 내후성의 고분자 수지를 기반으로 한 외부 피복층, 금속 배리어층으로서의 구리층, 및 열융착성 고분자 수지를 기반으로 한 내부 실란트층을 포함하고 있고, 상기 내부 실란트층에 대면하는 구리층의 표면은 다수의 요철이 형성될 수 있도록 화학적 및/또는 물리적으로 처리되어 있는 것으로 구성되어 있다.The laminate sheet for a battery case according to the present invention includes an outer coating layer based on excellent tensile strength and weather resistance polymer resin, a copper layer as a metal barrier layer, and an inner sealant layer based on a heat sealable polymer resin, The surface of the copper layer facing the inner sealant layer is composed of chemically and / or physically treated so that a plurality of irregularities can be formed.
본 발명의 전지케이스용 라미네이트 시트는 금속 배리어층으로서 구리층을 포함하고 있어서, 앞서 설명한 바와 같은 전지의 수명 및 안전성에 크게 영향을 미칠 수 있는 전기적 접속에 의한 부식 문제를 근본적으로 해결할 수 있고, 내부 실란트층에 대면하는 구리층의 표면에 다수의 미세 요철이 형성되어 있어서, 우수한 접착력에 의해 더욱 우수한 전지 수명을 담보할 수 있다.The laminate sheet for a battery case of the present invention includes a copper layer as a metal barrier layer, thereby fundamentally solving the corrosion problem due to electrical connection, which can greatly affect the life and safety of the battery as described above, and the inner sealant Many fine unevenness | corrugations are formed in the surface of the copper layer facing a layer, and it can ensure more excellent battery life by the outstanding adhesive force.
구체적으로, 금속 배리어층의 소재인 구리는 전극조립체에서 음극의 소재로서도 많이 사용되며, 접속부재 등에 사용되는 니켈 플레이트와의 기전력 차이가 종래의 알루미늄과 비교하여 상대적으로 매우 작다. 따라서, 전지의 조립 과정 또는 사용 과정에서 예기치 못한 상황, 예를 들어, 침상 도전체 의한 관통, 외부 피복층의 부분적인 탈리로 인한 상호 접촉 등에 의해 니켈 플레이트와 전기적으로 접속되 더라도 전지의 충방시 기전력 차이로 인한 부식 문제가 발생하지 않는다. Specifically, copper, which is a material of the metal barrier layer, is also widely used as a material of a cathode in an electrode assembly, and a difference in electromotive force from a nickel plate used for a connection member or the like is relatively small compared to conventional aluminum. Therefore, even when the battery is electrically connected to the nickel plate due to unexpected situations, for example, through contact by a needle conductor, partial contact due to partial detachment of the outer coating layer, and the like, the difference in electromotive force at the time of charging and discharging the battery There is no corrosion problem.
금속 배리어층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능도 발휘하는 바, 이러한 측면에서 구리층은 종래의 알루미늄층에 버금가는 물성을 나타내며, 우수한 연성으로 인해 라미네이트 시트 제조시 박층으로의 제조에도 바람직하다. In addition to preventing the inflow and leakage of foreign substances such as gas and moisture, the metal barrier layer also improves the strength of the battery case. In this respect, the copper layer exhibits properties comparable to those of conventional aluminum layers, and has excellent ductility. Therefore, it is also preferable to manufacture into a thin layer in the manufacture of a laminate sheet.
또한, 금속 배리어층으로서의 구리층은 알루미늄층에 비해 고온 성능에 유리하고 내전해액성이 우수하다는 장점도 가진다. 더욱이, 구리는 알루미늄에 비해 전기 전도성이 약 1.6 배 가량 높기 때문에, 구리를 배리어층으로 사용하는 경우, 알루미늄을 이용하여 라미네이트 시트를 생산할 때와 비교하여 절연저항이라는 스펙을 제거할 수 있어서 생산성이 더욱 우수하다.Moreover, the copper layer as a metal barrier layer has the advantage that it is favorable to high temperature performance and excellent in electrolyte resistance compared with an aluminum layer. Moreover, since copper has about 1.6 times higher electrical conductivity than aluminum, when using copper as a barrier layer, the specification of insulation resistance can be eliminated compared to when producing a laminate sheet using aluminum, thereby increasing productivity. great.
상기 외부 피복층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장강도와 내후성을 가지는 것이 필요하다. 그러한 측면에서 외부 피복층의 고분자 수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 연신 나일론 필름이 바람직하게 사용될 수 있다.Since the outer coating layer should have excellent resistance from the external environment, it is necessary to have a predetermined tensile strength and weather resistance. In such aspect, polyethylene terephthalate (PET) and a stretched nylon film may be preferably used as the polymer resin of the outer coating layer.
상기 내부 실란트층의 고분자 수지로는 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식 되지 않는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지가 바람직하게 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 무연신 폴리프로필렌 필름(CPP)으로 이루어질 수 있다. As the polymer resin of the inner sealant layer, a polyolefin-based resin having heat sealability (heat adhesion), low hygroscopicity to suppress the invasion of the electrolyte solution, and which is not expanded or eroded by the electrolyte solution is preferably used. And more preferably, an unstretched polypropylene film (CPP).
하나의 바람직한 예에서, 본 발명에 따른 라미네이트 시트는, 상기 외부 피복층의 두께가 5 내지 40 ㎛이고, 상기 구리층의 두께가 20 내지 150 ㎛이며, 상기 내부 실란트층의 두께가 10 내지 50 ㎛일 수 있다. 상기 두께들이 너무 얇은 경우에는 물질에 대한 차단 기능과 강도 향상을 기대하기 어렵고, 반대로 너무 두꺼우면 가공성이 떨어지고 시트의 두께 증가를 유발하므로 바람직하지 않다. In one preferred embodiment, the laminate sheet according to the present invention, the outer coating layer has a thickness of 5 to 40 ㎛, the copper layer has a thickness of 20 to 150 ㎛, the thickness of the inner sealant layer is 10 to 50 ㎛ Can be. If the thicknesses are too thin, it is difficult to expect the blocking function and the strength improvement of the material, on the contrary, too thick is not preferable because of the poor workability and causing an increase in the thickness of the sheet.
일반적으로 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 수지는 금속과의 접착력이 낮다. 반면에, 본 발명에서는 앞서 설명한 바와 같이, 화학적 및/또는 물리적 처리에 의해 구리층의 표면에 다수의 요철이 형성되어 있어서, 상기와 같은 낮은 접착력의 문제를 해결하고 있다. 이러한 요철은, 예를 들어, 구리층의 표면에 샌드 블라스팅이나 화학적 엣칭 등을 행하여 형성될 수 있으며, 더욱 넓은 표면적의 확보에 의한 접착력 향상을 기대할 수 있다. 요철의 크기는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 층 상호간의 높은 결합력을 제공할 수 있도록, 10 내지 200 ㎛의 크기인 것이 바람직하다. In general, polyolefin resins such as polypropylene have low adhesion to metals. On the other hand, in the present invention, as described above, a large number of irregularities are formed on the surface of the copper layer by chemical and / or physical treatment, thereby solving the problem of low adhesion. Such irregularities can be formed, for example, by sand blasting, chemical etching, or the like on the surface of the copper layer, and can be expected to improve adhesion by securing a larger surface area. Although the size of the unevenness is not particularly limited, it is preferable that the size of the unevenness is 10 to 200 ㎛ to provide a high bonding force between the layers.
또 다른 바람직한 예에서, 상기 구리층과 내부 실란트층 사이에 접착층을 추가로 포함하여 접착력 및 차단 특성을 향상시킬 수 있다. 상기 접착층의 소재로는, 예를 들어, 우레탄(urethane)계 물질, 아크릴(acryl)계 물질, 열가소성 일래스토머(elastomer)를 함유하는 조성물 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In another preferred embodiment, it may further include an adhesive layer between the copper layer and the inner sealant layer to improve the adhesion and blocking properties. Examples of the material of the adhesive layer include a urethane-based material, an acryl-based material, a composition containing a thermoplastic elastomer, and the like, but are not limited thereto.
상기 라미네이트 시트는 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 각각의 층들을 구성하는 필름, 금속박 등을 순차적으로 적층한 후 상호 접착하여 제조할 수 있으며, 그러한 접착 방법으로는 건식 라미네이션(Dry Lamination), 또는 압출 라미네이션(Extrusion Lamination) 방법들이 이용될 수 있다. 상기 건식 라미 네이션 방법은 접착제를 일측 소재와 타측 소재 사이에 개재시켜 건조한 후 가열롤(Heating Roll)을 이용하여 그 두 소재를 상온보다 높은 온도와 압력에 의해 상호 접착시키는 방법이다. 또한, 상기 압출 라미네이션 방법은 접착제를 일측 소재와 타측 소재 사이에 개재시킨 후 프레싱롤(Pressing Roll)을 이용하여 그 두 소재를 상온에서 일정 압력에 의해 상호 접착시키는 방법이다.The laminate sheet can be produced in a variety of ways. For example, films, metal foils, and the like constituting the respective layers may be sequentially laminated and then bonded to each other, and dry lamination or extrusion lamination methods may be used as such a bonding method. Can be. The dry lamination method is a method of bonding the two materials to each other by a temperature and pressure higher than room temperature using a heating roll after drying by interposing the adhesive between the one material and the other material. In addition, the extrusion lamination method is a method of interposing the two materials by a constant pressure at room temperature using a pressing roll after the adhesive is interposed between the one material and the other material.
본 발명은 또한, 상기와 같은 라미네이트 시트를 사용하여 제조되는 이차전지 제조용 케이스를 제공한다. The present invention also provides a case for a secondary battery manufactured using the laminate sheet as described above.
본 발명에 따른 전지케이스는 다양한 형태가 가능할 수 있으며, 바람직하게는 전극조립체를 파우치 형태로 내장하는 형태일 수 있다. 즉, 상기 라미네이트 시트의 일측에 딥-드로잉에 의해 전극조립체가 안착될 수 있는 수납부를 형성하고 타측을 덮개의 형태로 절곡하여 파우치형 전지케이스를 형성할 수 있다. The battery case according to the present invention may have various forms, and preferably, may include a form in which the electrode assembly is formed in a pouch form. That is, a pouch-type battery case may be formed by forming an accommodating part in which an electrode assembly may be seated on one side of the laminate sheet by deep drawing and bending the other side in the form of a cover.
본 발명은 또한, 상기와 같은 전지케이스를 포함하고 있는 이차전지를 제공한다. The present invention also provides a secondary battery including the battery case as described above.
상기 이차전지의 대표적인 예로는 리튬 이차전지를 들 수 있으며, 그 중에서도 상기 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 케이스에 전극조립체가 내장되어 있고 여기에 리튬염 함유 전해액이 겔상으로 함침되어 있는 리튬이온 폴리머 이차전지가 바람직하다.Representative examples of the secondary battery include a lithium secondary battery, and among them, a lithium ion polymer secondary battery in which an electrode assembly is built in a pouch type case made of the laminate sheet and in which a lithium salt-containing electrolyte is impregnated in a gel form. desirable.
리튬이온 폴리머 전지의 더욱 자세한 구조와 그것의 제조방법 등은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다. Since a more detailed structure of the lithium ion polymer battery, a method for manufacturing the same, and the like are known in the art, a detailed description thereof is omitted herein.
본 발명에 따른 리튬 이차전지는 전지케이스의 우수한 수명과 안전성으로 인해 특히 중대형 전지팩의 단위전지로서 바람직하게 사용될 수 있다.The lithium secondary battery according to the present invention may be preferably used as a unit cell of a medium and large battery pack, in particular due to the excellent life and safety of the battery case.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be further described with reference to the drawings according to embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited thereto.
도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 라미네이트 시트의 단면 구조가 모식도가 도시되어 있고, 도 3에는 그러한 라미네이트 시트를 사용하여 제조된 하나의 예시적인 파우치 케이스가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 2 is a schematic diagram of a cross-sectional structure of a laminate sheet according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3 schematically illustrates one exemplary pouch case manufactured using such a laminate sheet.
이들 도면을 참조하면, 라미네이트 시트(100)는 최외층으로서의 외부 피복층(110) 및 열융착성의 내부 실란트층(130)의 사이에 금속 배리어층으로서의 구리층(120)이 적층되어 있는 구조로 이루어져 있다. 즉, 외측으로부터 외부 피복층(110), 구리층(120) 및 내부 실란트층(130)이 순서대로 적층되어 있다. Referring to these drawings, the
외부 피복층(110)은 파우치 케이스(200)의 외면을 형성하므로, 외부 환경에 대해 안정적으로 전극조립체(도시하지 않음)를 보호할 수 있는 인장강도와 내후성이 요구되며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 연신 나일론(Ony)으로 이루어진 외부 피복층(110)은 이러한 요건을 만족시킬 수 있다.Since the
구리층(120)은 공기를 포함한 가스, 습기 등을 차단하는 배리어층으로서, 성형성이 우수하고, 전지셀의 전극단자의 니켈 플레이트(도시하지 않음) 등이 접속되는 경우에는 니켈 플레이트와의 기전력 차로 인한 부식을 방지할 수 있다. 또한, 내부 실란트층(130)과 대면하는 구리층(120)의 표면에는 미세한 요철들이 형성되어 있어서 높은 결합력을 제공한다. The
내부 실란트층(130)은 파우치 케이스(200)에서 전극조립체(도시하지 않음)가 장착될 수 있는 수납부(210)와 덮개(220)의 내측을 형성하므로 리튬 함유 전해액에 대해 내성이 요구된다. 그와 동시에, 내부 실란트층(130)은 수납부(210)의 외주부(230)에서 덮개(220)의 내측과 접하여 열융착을 이룬다. 따라서, 실란트층(130)의 소재는 내전해액성과 열융착성을 겸비한 CPP(무연신 폴리프로필렌 필름)로 이루어져 있다. Since the
도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 라미네이트 시트의 단면 구조가 모식도가 도시되어 있다. 4 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a laminate sheet according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 라미네이트 시트는 외부 피복층(110) 및 내부 실란트층(130)의 사이에 배치되는 배리어층으로서의 구리층(120)이 적층되어 있고, 구리층(120)과 내부 실란트층(130) 사이에 접착층(140)이 적층되어 있으며, 내부 실란트층(130)과 대면하는 구리층(120)의 표면에는 미세한 요철들이 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다. 즉, 외측으로부터 외부 피복층(110), 구리층(120), 접착층(140) 및 내부 실란트층(130) 순서로 적층되어 있다. 구리층(120)의 표면에 형성되어 있는 미세 요철들과 접착층(140)으로 인해 구리층(120)과 내부 실란트층(130)이 안정적으로 접착된다. Referring to FIG. 4, in the laminate sheet, a
이상, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, those skilled in the art will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 라미네이트 시트는 금속 배리어층으로 구리층을 사용함으로써, 시트의 성형성을 향상시키고, 전지의 조립과정 또는 사용과정 중에 예기치 못한 상황에서 금속 배리어층과 전극단자 등이 접속됨으로써 발생하는 부식현상을 방지하여, 궁극적으로 전지의 수명을 연장시키고 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 내부 실란트층에 대면하는 구리층의 표면에 다수의 미세 요철이 형성되어 있어서, 뛰어난 접착력에 의해 더욱 우수한 전지 수명을 담보할 수 있다.As described above, the laminate sheet according to the present invention improves the formability of the sheet by using a copper layer as the metal barrier layer, and the metal barrier layer, the electrode terminal, and the like are unexpected in an unexpected situation during the assembly or use of the battery. Corrosion caused by the connection can be prevented, ultimately extending the life of the battery and improving the safety of the battery. Moreover, many fine unevenness | corrugations are formed in the surface of the copper layer facing the inner sealant layer, and it can ensure more excellent battery life by the outstanding adhesive force.
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