KR20100005810A - Pouch having enhanced adhebility, method for manufacturing the same, and secondary battery comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지의 파우치 제조시 파우치를 구성하는 적어도 한 층에 자성물질을 배향성을 가지도록 도포하여 자성층을 형성함으로써 파우치의 접착력을 향상시켜 수분의 침투나 전해액의 누출을 막아 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있는 파우치, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 이차전지에 관한 것이다. The present invention improves the adhesion of the pouch by forming a magnetic layer by applying a magnetic material to at least one layer constituting the pouch to form a magnetic layer in the manufacture of the pouch of the secondary battery to prevent the penetration of water or leakage of electrolyte solution to improve the safety of the secondary battery It relates to a pouch that can be improved, a method for manufacturing the same, and a secondary battery including the same.
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.
이차 전지(secondary battery)는 충전이 가능한 전지로서, 이른바 3C 제품으로 불리워지는 휴대용 전화기(cellular phone), 노트북 컴퓨터, 캠코더 등 첨단 전자 기기분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6 V 로서 전자 장비 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지나 니켈-수소(Ni-MH) 전지의 3배에 해당되며, 단위 중량당 에너지 밀도가 우수하다는 점에서 급속도로 신장되고 있다.Secondary batteries are rechargeable batteries, and are widely used in advanced electronic devices such as cellular phones, notebook computers, and camcorders, which are called 3C products. In particular, the lithium secondary battery has an operating voltage of 3.6 V, which is three times higher than that of a nickel-cadmium (Ni-Cd) battery or a nickel-hydrogen (Ni-MH) battery, which is widely used as an electronic equipment power source. It is rapidly expanding in that it is excellent.
리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데 대표적인 형상으로는 리튬-이온 전지에 주로 사용되는 원통형 및 각형을 들 수 있다. 리튬 폴리머 전지는 리튬 이온 전지에 비해 유연성을 지녀 그 형상이 비교적 자유롭다.Lithium secondary batteries are manufactured in various shapes, and typical shapes include cylindrical and square shapes mainly used in lithium-ion batteries. Lithium polymer batteries are more flexible than lithium ion batteries and their shapes are relatively free.
이에 따라, 최근 들어서는 리튬-이온 전지나 리튬 폴리머 전지가 안전성과 형상의 자유도가 뛰어나고, 무게가 가벼워 휴대용 전자 기기의 슬림화 및 경량화에 유리하여 각종 연구가 진행되고 있다.Accordingly, in recent years, lithium-ion batteries and lithium polymer batteries have excellent safety and freedom of shape, are light in weight, and are advantageous for slimmer and lighter portable electronic devices.
이차전지는 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 전극조립체가 전해질이 함침된 상태로 케이스에 밀봉되어 있는 구조로 이루어져 있다. 전극조립체는 긴 시트형의 집전체 호일(foil) 양면에 전극 활물질을 도포한 양극과 음극을 분리막을 개재한 상태로 둥글게 권취한 젤리-롤형과 일정한 단위 크기의 집전체 호일 양면에 전극 활물질을 도포한 다수의 양극과 음극을 분리막을 개재한 생태로 순차적으로 적층한 스택형으로 구분된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.The secondary battery has a structure in which an electrode assembly having a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode is sealed in a case in which an electrolyte is impregnated. The electrode assembly is a jelly-roll type in which both the positive electrode and the negative electrode are coated on both sides of a long sheet-shaped current collector foil with a separator, and the electrode active material is coated on both sides of the current collector foil having a constant unit size. A plurality of anodes and cathodes are divided into stacks sequentially stacked in an ecological manner through a separator. Among them, the jelly-roll type electrode assembly has advantages of easy manufacturing and high energy density per weight.
구체적으로, 젤리-롤은 활물질이 도포되어 있는 음극 시트와 양극 시트 사이에 분리막을 위치시키고 상기 음극 시트의 외면 또는 양극 시트의 외면에 또 다른 분리막을 위치시킨 상태에서, 상기 두 시트를 수평 단면상 원형의 구조로 권취하여 원통형 케이스에 내장함으로써 원통형 전지로 제조되거나, 또는 상기 원통형 구조 를 압축하여 각형 전지케이스에 내장함으로써 각형 전지로 제조된다.Specifically, the jelly-roll is a circular cross-section of the two sheets in a state in which the separator is placed between the negative electrode sheet and the positive electrode sheet to which the active material is applied and another separator is placed on the outer surface of the negative electrode sheet or the outer surface of the positive electrode sheet. It is made of a cylindrical battery by winding in a structure of a built-in cylindrical case, or by forming a rectangular battery by compressing the cylindrical structure and built in a rectangular battery case.
상기 젤리-롤은 원통형 전지 또는 각형 전지로 제조되는 경우에 따라, 전기적 연결을 위한 전극 탭들의 위치가 달라진다. 예를 들어, 젤리-롤이 원통형 전지에 적용될 경우, 그것의 음극 탭은 음극 단자로서의 원통형 전지케이스에 직접 접속될 수 있도록 최외측의 음극 시트 자체로 위치하고, 양극 탭은 양극 시트에서 활물질이 도포되어 있지 않은 부위에 용접되어 돌출된 형태로 위치한다. 이러한 구조에 의하여, 상기 젤리-롤의 권심부위에는 양극 시트에 용접된 양극 탭에 의해 단차부위가 형성된다.According to the case where the jelly-roll is made of a cylindrical cell or a rectangular cell, the positions of the electrode tabs for the electrical connection are changed. For example, when a jelly-roll is applied to a cylindrical cell, its negative electrode tab is positioned as the outermost negative electrode sheet itself so that it can be directly connected to the cylindrical battery case as the negative electrode terminal, and the positive electrode tab is coated with an active material on the positive electrode sheet. It is located in the form of a protruding welded to a part which is not present. With this structure, a stepped portion is formed at the core portion of the jelly-roll by a positive electrode tab welded to the positive electrode sheet.
이러한 단차의 발생으로 인하여 상기 양극 및 음극단자의 단부가 폴리머 리튬 전지 외부로 인출된 상태에서 다층막으로 이루어진 상, 하부 케이스를 열융착으로 접합시킬 때, 접착성이 완전하지 못한 관계로 폴리머 리튬전지 내부의 전해액이 유출되거나 외부의 공기가 파우치 전지 내부로 유입되는 문제점이 발생된다. 이러한 문제점으로 인하여 파우치 전지의 안전성을 저하시키는 단점이 있다.Due to the occurrence of the step, when the upper and lower cases made of a multilayer film are joined by heat fusion in the state where the ends of the positive electrode and the negative electrode terminal are drawn out to the outside of the polymer lithium battery, the inside of the polymer lithium battery is incomplete because of adhesiveness. A problem arises that the electrolyte solution flows out or outside air flows into the pouch battery. Due to such a problem, there is a disadvantage in reducing the safety of the pouch battery.
따라서, 본 발명에서는 파우치 전지 내부로 전해액이 유입되거나 수분이 침투되어 전지 안전성이 떨어지는 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것이다. Therefore, the present invention is intended to solve the problems of the prior art in which electrolyte solution is introduced into the pouch battery or moisture is infiltrated, thereby decreasing battery safety.
본 발명자들은 전지의 파우치 외장재 제조시 자성물질을 일정하게 배향시킨 자성층을 포함함으로써 파우치간 접착력을 향상시켜 수분 침투나 전해액의 누출을 막아 전지의 안전성을 향상시킬 수 있게 되었다. The inventors of the present invention include a magnetic layer in which magnetic materials are constantly oriented when manufacturing a pouch packaging material of a battery, thereby improving adhesion between pouches, preventing water penetration or leakage of an electrolyte, and thus improving battery safety.
따라서, 본 발명의 목적은 파우치 외장재의 접착력이 우수한 이차전지의 파우치와 이의 제조방법을 제공하는 데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a pouch of a secondary battery excellent in the adhesive force of the pouch packaging material and a method of manufacturing the same.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 파우치를 포함하는 이차전지를 제공하는 데 있다. In addition, another object of the present invention to provide a secondary battery including the pouch as described above.
본 발명과 같이 파우치 제조시 파우치를 구성하는 적어도 한 층에 자성물질을 배향성을 가지도록 도포하여 자성층을 형성함으로써 파우치의 접착력을 향상시킴으로써 수분의 침투나 전해액의 누출을 막아 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다. When manufacturing the pouch as described in the present invention by applying a magnetic material to at least one layer constituting the pouch to form a magnetic layer to improve the adhesion of the pouch by improving the adhesion of the pouch to prevent the penetration of moisture or leakage of the electrolyte to improve the safety of the secondary battery Can be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파우치는 열융착층, 금속층, 외부층이 순차적으로 적층된 이차전지용 파우치에 있어서, 자성층을 더 포함하는 것을 그 특징으로 한다. The pouch of the present invention for achieving the above object is characterized in that it further comprises a magnetic layer in the pouch for secondary batteries in which the heat-sealing layer, the metal layer, the outer layer is sequentially stacked.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 파우치의 제조방법은 열융착층/금속층/외부층이 순차적으로 적층된 이차전지용 파우치의 적어도 한 층에 자성층을 도포시키는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. In addition, the manufacturing method of the pouch to achieve another object of the present invention is characterized in that it comprises the step of applying a magnetic layer on at least one layer of the secondary battery pouch in which the heat sealing layer / metal layer / outer layer is sequentially laminated. .
또한, 본 발명의 추가의 다른 목적을 달성하기 위한 이차전지는 상기 파우치를 포함함을 그 특징으로 한다.In addition, a secondary battery for achieving another object of the present invention is characterized in that it comprises the pouch.
이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
다음 도 1은 통상의 열융착층(10)/금속층(20)/외부층(30)으로 이루어진 파우치 외장재(100) 구조를 나타낸 것이다.Next, FIG. 1 illustrates a structure of a
본 발명에 따른 전지는 양극, 음극 및 분리막으로 이루어진 전극조립체를 두께 100㎛ 정도의 적층 필름으로 이루어지는 파우치 외장재로 피복하여 제조한다. 상기 파우치 외장재는 통상 열융착층/금속층/외부층의 구조로 이루어져 있으며, 상기 열융착층과 금속층 사이, 및 상기 금속층과 외부층 사이에는 강도와 내열성 향상을 위하여 다수의 고분자층을 더 포함하기도 한다. 상기와 같은 파우치 구조에서 본 발명은 상기 적어도 한 층에 자성층을 더 포함하는 데 있다.The battery according to the present invention is manufactured by coating an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator with a pouch case made of a laminated film having a thickness of about 100 μm. The pouch sheath is generally composed of a heat seal layer / metal layer / outer layer, and may further include a plurality of polymer layers between the heat seal layer and the metal layer and between the metal layer and the outer layer to improve strength and heat resistance. . In the pouch structure as described above, the present invention further includes a magnetic layer in the at least one layer.
상기 자성층 형성을 위하여 분말 상태의 자성물질을 단독으로 도포시키거나, 상기 자성물질을 바인더 고분자에 분산시킨 슬러리 상태로 도포시킬 수도 있다.In order to form the magnetic layer, a powdery magnetic material may be applied alone, or may be applied in a slurry state in which the magnetic material is dispersed in a binder polymer.
상기 자성물질의 구체 예를 들면, 페라이트계, Ni, Co, W, Fe 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이나, 자성을 띄는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. Specific examples of the magnetic material include, for example, at least one selected from the group consisting of ferrite, Ni, Co, W, Fe, and alloys thereof, and are not particularly limited as long as they have magnetic properties.
상기 자성물질을 슬러리 상태로 도포시킬 경우 자성물질 분산을 위한 바인더 고분자로는 폴리비닐리덴플로라이드(PVDF), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 폴리머(EPDM), 술폰화-EPDM, 스티렌-부타디엔 고무, 불소 고무, 이들의 다양한 공중합체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. When the magnetic material is applied in a slurry state, the binder polymer for dispersing the magnetic material may include polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, Regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene polymer (EPDM), sulfonated-EPDM, styrene-butadiene rubber, fluorine rubber, various copolymers thereof, etc. It may include, but is not limited to.
파우치 외장재가 상기 도 1과 같이 열융착층(10)/금속층(20)/외부층(30)=PE/Al/PET의 3층 구조인 경우, 상기 자성층(40)은 다음 도 2에서와 같이 열융착층(10)과 금속층(20) 또는 금속층(20)과 외부층(30)의 사이에 구성된다. When the pouch packaging material has a three-layer structure of
그러나, 통상의 파우치 외장재의 경우 다음 도 3에서와 같이 열융착층(110)/제1고분자층(150a)/금속층(120)/제2고분자층(150b)/외부층(130)과 같이 추가의 고분자층(150a, 150b)을 더 포함할 수 있으며, 이때 본 발명에 따른 자성층은 다음 도 4에서와 같이 열융착층/제1고분자층(140a), 제1고분자층/금속층(140b), 금속층/제2고분자층(140c), 및 제2고분자층/외부층(140d) 사이에 형성될 수 있다. However, in the case of a conventional pouch packaging material, as shown in FIG. 3, the
또한, 상기 추가되는 각각의 고분자층들이 다음 도 5에서와 같이 2층 이상으로 구성될 수 있는 바, 이때의 자성층은 상기 도 4에서의 자성층(240a, 240b, 240c, 240d)에 더하여 다음 도 6에서와 같이 제1고분자층들 사이(240e) 또는 제2고분자층들 사이(240f)에 구성될 수 있다. In addition, each of the added polymer layer may be composed of two or more layers as shown in FIG. 5, wherein the magnetic layer is the following FIG. 6 in addition to the
본 발명에 따른 자성층의 두께는 상기 1층의 고분자층이 가지는 두께 정도이면 충분하며, 특별히 한정되는 것은 아니다. The thickness of the magnetic layer according to the present invention is sufficient to be about the thickness of the polymer layer of one layer, and is not particularly limited.
상기 외장재의 구체적인 구성의 예를 들면, 외부층/금속층/열융착층=Nylon(Ny)/Al/CPP, PET/Al/CPP, PET/Al/PET/CPP, PET/Ny/Al/CPP, PET/Ny/Al/Ny/CPP, PET/Ny/Al/Ny/PE, Ny/PE/Al/LLDPE, PET/PE/Al/PET/LDPE 또는 PET/Ny/Al/LDPE/CPP로 할 수 있다. 또한 여기서 상술한 바와 같이 금속층으로서는 알루미늄 이외의 금속을 채용할 수가 있음은 물론이다.Examples of the specific configuration of the exterior material, the outer layer / metal layer / heat seal layer = Nylon (Ny) / Al / CPP, PET / Al / CPP, PET / Al / PET / CPP, PET / Ny / Al / CPP, Can be with PET / Ny / Al / Ny / CPP, PET / Ny / Al / Ny / PE, Ny / PE / Al / LLDPE, PET / PE / Al / PET / LDPE or PET / Ny / Al / LDPE / CPP have. In addition, as mentioned above, metal other than aluminum can be used as a metal layer, of course.
상기 파우치 외장재를 구성하는 금속층은 파우치 외장재의 강도 향상 외에, 수분, 산소, 빛의 진입을 막아 내용물을 보호하는 가장 중요한 역할을 담당하고 있으며, 스테인레스 또는 니켈 도금을 실시한 철 등을 재료로서 적절하게 이용할 수 있지만, 경량성, 신장성, 가격 및 가공의 용이성 면에서 알루미늄(Al)이 가장 바람직하다. The metal layer constituting the pouch sheathing material plays the most important role of protecting the contents by preventing the entry of moisture, oxygen, and light, in addition to improving the strength of the pouch sheathing material, and using stainless steel or nickel-plated iron as a material. However, aluminum (Al) is most preferred in light weight, elongation, cost, and ease of processing.
외부층에는 외관의 아름다움, 강도, 유연성 등의 면에서 나일론(Ny), 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE)이 이용되며, 이들 중 복수종을 선택하여 이용할 수도 있다.Nylon (Ny), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE) are used for the outer layer in terms of appearance beauty, strength, flexibility, etc., and a plurality of them may be selected and used.
또한, 열융착층은 열 또는 초음파로 용융되어 상호 융착되는 부분으로, 폴리에틸렌(PE), 무연신 폴리프로필렌(CPP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 나일론(Ny) 외에, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)이 사용 가능하고, 이들로부터 복수종을 선택하여 이용하는 것도 가능하다. 이외에도 다른 폴리올레핀계 수지인 염화 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌과 아크릴산 공중합체 및 폴리프로필렌과 아크릴산의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 물질층으로 대체될 수 있다.In addition, the heat-sealing layer is a part which is melted by heat or ultrasonic wave to be fused to each other. In addition to polyethylene (PE), unstretched polypropylene (CPP), polyethylene terephthalate (PET), nylon (Ny), low density polyethylene (LDPE), High density polyethylene (HDPE) and linear low density polyethylene (LLDPE) can be used, It is also possible to select and use multiple types from these. In addition, it may be replaced with a material layer selected from the group consisting of other polyolefin resins such as polypropylene chloride, ethylene propylene copolymer, polyethylene and acrylic acid copolymer and copolymer of polypropylene and acrylic acid.
파우치 외장재의 전체 두께는 통상 40 내지 120㎛이며, 외부층과 열융착층은 10 내지 40㎛, 금속층은 20㎛의 두께를 가진다. 홈의 형성 깊이는 파우치막 전체층에 걸쳐 홈을 형성하는 경우에는 파우치막의 통상적 두께에 해당하는 100㎛로 하는 것이 적당하며, CPP와 같은 열융착층에만 형성하는 경우, 열융착층의 두께와 비슷한 10 내지 40㎛로 하는 것이 제작의 용이성을 고려할 때 적합하다. 홈의 단면 형태는 반원형 혹은 삼각형 등 홈을 형성하기 쉬운 모양으로 할 수 있으며, 입구 폭은 홈의 깊이와 같이 할 수 있다.The overall thickness of the pouch packaging material is usually 40 to 120 mu m, the outer layer and the heat seal layer have a thickness of 10 to 40 mu m, and the metal layer has a thickness of 20 mu m. The depth of formation of the groove is preferably set to 100 μm corresponding to the normal thickness of the pouch film when the groove is formed over the entire layer of the pouch film. It is suitable to set it as 10-40 micrometers in consideration of the ease of manufacture. The cross-sectional shape of the groove may be a shape that is easy to form a groove, such as a semi-circle or triangle, the width of the entrance can be equal to the depth of the groove.
전지 소자는 얇고, 열 용착은 감압 하에서 행해지기 때문에 적층 필름을 그대로 이용하여도 문제는 없지만, 전지의 내부 용적을 유효하게 이용하기 위해서 미리 오목부를 갖도록 성형하고, 전지 소자가 이 오목부에 포함되도록 할 수도 있다.Since the battery element is thin and thermal welding is carried out under reduced pressure, there is no problem even if the laminated film is used as it is, but in order to effectively use the internal volume of the battery, it is molded to have a recess in advance so that the battery element is included in the recess. You may.
한편 본 발명은 열융착층/금속층/외부층이 순차적으로 적층된 이차전지용 파우치의 적어도 한 층에 자성층을 도포시키는 단계를 포함하는 이차전지용 파우치의 제조방법을 제공한다.On the other hand, the present invention provides a method for manufacturing a secondary battery pouch comprising the step of applying a magnetic layer on at least one layer of the secondary battery pouch in which the heat sealing layer / metal layer / outer layer is sequentially laminated.
본 발명에 따른 자성층 형성을 위해서는 먼저 파우치를 구성하는 적어도 한 층에 자성물질을 분산시키는 단계, 상기 분산된 자성물질에 자석을 인가하여 상기 자성물질을 배향시키는 단계, 및 서로 다른 극을 가지는 파우치를 접착시키는 단계 를 포함한다. In order to form a magnetic layer according to the present invention, first, dispersing a magnetic material in at least one layer constituting the pouch, applying a magnet to the dispersed magnetic material to orient the magnetic material, and a pouch having different poles Gluing.
상기 자성물질로서 N형 자성물질을 사용하게 되면 최종 생성되는 파우치 외장재는 N형 파우치가, P형 자성물질을 사용하게 되면 P형 파우치를 제조하게 된다. 이 경우 인가되는 자석의 경우 상기 자성물질과 반대의 전극을 가진 극이 상기 자성물질에 대향하도록 위치시킨다. When the N-type magnetic material is used as the magnetic material, the final pouch packaging material produced is an N-type pouch, and when the P-type magnetic material is used, a P-type pouch is manufactured. In this case, in the case of a magnet to be applied, a pole having an electrode opposite to the magnetic material is positioned to face the magnetic material.
즉, 다음 도 7에서는 N형 파우치 외장재의 제조과정을 도식한 것으로서, 파우치 외장재의 하부에는 S극과 N극으로 된 자석(222)을 위치시키고, 파우치 외장재를 구성하는 적어도 하나의 층(111, 도면에서는 금속층인 알루미늄층임.) 상에 자성물질이 포함된 호퍼(333) 등으로부터 N형 자성물질(444)을 분산시키게 되면, 분산된 N형 자성물질은 S극과 대향하게 되어 진행 방향쪽(화살표 방향)으로 상기 자성물질이 배향성을 가지면서 분산되어 자성층이 형성된다. 그 다음, 파우치 외장재를 구성하는 서로 다른 극을 가지는 추가의 층을 상기 파우치의 양면에 고온 고압을 이용하여 접착시키게 되면, 자성물질의 접착력의 크기에 따라 더 강한 힘으로 접착되게 된다. That is, in FIG. 7, a manufacturing process of the N-type pouch sheathing material is illustrated. At least one
S형 파우치 외장재를 제조하는 경우에 있어서도 파우치 외장재 하부에 위치된 자석의 전극만을 N극이 상기 S형 자성물질과 대향하도록 위치시키는 것을 제외하고는, 상기 N형 파우치 외장재를 제조하는 경우와 동일한 방법으로 진행할 수 있다. Also in the case of manufacturing the S-type pouch packaging material, the same method as the case of manufacturing the N-type pouch packaging material, except that only the electrode of the magnet located under the pouch packaging material is located so that the N-pole faces the S-type magnetic material. You can proceed to.
자성물질의 공급은 호퍼(hopper) 등의 장치를 이용하여 제공될 수 있으며, 자성물질의 배향을 위한 자석은 예를 들면, 영구자석과 같이 N, S극을 갖는 자석을 형성할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. The supply of the magnetic material may be provided by using a device such as a hopper, and the magnet for orientation of the magnetic material may be particularly formed as long as it can form a magnet having N and S poles, for example, a permanent magnet. It is not limited.
또한, 자성층의 구성은 상기 도면 2, 4, 및 6에서와 같이 파우치 외장재의 구조에 따라 다양하게 형성될 수 있으며, 자성층이 꼭 1층만 포함될 필요는 없으며 필요에 따라 다양하게 선택할 수 있다. In addition, the configuration of the magnetic layer may be variously formed according to the structure of the pouch packaging material as shown in FIGS. 2, 4, and 6, and the magnetic layer does not necessarily need to include only one layer, and may be variously selected as necessary.
한편, 본 발명은 상기와 같이 자성층을 포함하는 파우치 외장재에 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 분리막 및 전해액을 포함하는 전극조립체를 수납한 이차전지를 제공한다.On the other hand, the present invention provides a secondary battery containing an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode and an electrolyte in a pouch packaging material including a magnetic layer as described above.
특히, 2차 전지 중 리튬 이차 전지가 바람직하며, 이의 구체적인 예로는 리튬 금속 이차 전지, 리튬 이온 이차 전지, 리튬 폴리머 이차 전지 또는 리튬 이온 폴리머 이차 전지 등이 있다. In particular, a lithium secondary battery is preferable among secondary batteries, and specific examples thereof include a lithium metal secondary battery, a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, or a lithium ion polymer secondary battery.
본 발명에 따른 이차전지는 수평 단면상으로 원형의 젤리-롤을 포함하고 있는 원통형 전지일 수 있으며, 수평 단면상으로 각형의 젤리-롤을 포함하고 있는 각형 전지일 수도 있다. 상기 원통형 전지에 적용될 수 있는 원형의 젤리-롤은 앞서 설명한 바와 같이 수평 단면상으로 둥글게 권취하여 제조된다. 상기 각형 전지에 적용될 수 있는 각형의 젤리-롤은, 예를 들어, 그 자체로 양극을 형성하는 각형 전지 케이스에 장착될 수 있도록, 양극 시트, 제 1 분리막, 음극 시트 및 제 2 분리막의 순으로 적층한 후, 상기 양극 시트에 대해 음극 시트가 내측에 위치하도록 둥글게 권취한 상태에서 압축하는 것으로 제조될 수 있다. The secondary battery according to the present invention may be a cylindrical battery including a circular jelly-roll in a horizontal cross section, or may be a rectangular battery including a jelly-roll in a square shape in a horizontal cross section. Circular jelly-roll that can be applied to the cylindrical battery is prepared by winding roundly on a horizontal cross section as described above. The rectangular jelly-roll that can be applied to the rectangular battery is, for example, in order of the positive electrode sheet, the first separator, the negative electrode sheet, and the second separator so that the rectangular jelly-roll can be mounted on the rectangular battery case forming an anode by itself. After lamination, it can be produced by compressing in a state in which the negative electrode sheet is roundly wound to the inside of the positive electrode sheet.
즉,상기 젤리-롤은, 권취된 상태에서 최외측에 위치하는 양극 시트의 단부가 양극 탭으로서 상기 각형 전지케이스에 직접 접속되고, 음극 시트의 활물질 미도포 부위에 음극 탭이 돌출된 형태로 연결됨으로써, 외부와의 전기적 연결을 위한 구조를 이룰 수 있다.That is, the jelly-roll, the end of the positive electrode sheet which is located at the outermost side in the wound state is directly connected to the rectangular battery case as a positive electrode tab, the negative electrode tab is protruded to the uncoated portion of the active material of the negative electrode sheet As a result, a structure for electrical connection with the outside can be achieved.
본 발명에 따른 이차전지는 당 업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조할 수 있으며, 이의 일 실시예를 들면, 상기 전극과 분리막을 개재(介在)하여 조립하고, 이후 조립체에 전해액을 주입하여 제조한다. 본 발명의 음극, 양극, 전해액은 특별한 제한이 없으며, 종래 이차전지에 사용될 수 있는 통상적인 것을 사용할 수 있다.The secondary battery according to the present invention can be manufactured according to a conventional method known in the art, for example, by assembling the electrode and the separator through the intervening (hole), and then injected into the assembly is prepared by injecting an electrolyte solution . The negative electrode, the positive electrode, and the electrolyte of the present invention are not particularly limited, and conventional ones that may be used in a conventional secondary battery may be used.
도 1은 열융착층/금속층/외부층으로 3층으로 이루어진 통상의 파우치 외장재의 구조이고,1 is a structure of a conventional pouch packaging material consisting of three layers of heat-sealing layer / metal layer / outer layer,
도 2는 3층 구조를 가진 파우치 외장재에 자성층이 구비된 본 발명에 따른 일 실시예의 파우치 외장재의 구조이고,Figure 2 is a structure of a pouch case of an embodiment according to the present invention provided with a magnetic layer in a pouch case having a three-layer structure,
도 3은 상기 도 1과 같이 3층 구조의 파우치 외장재에서 추가의 고분자층을 더 포함한 파우치 외장재의 구조이고,3 is a structure of the pouch packaging material further comprising an additional polymer layer in the pouch packaging material of the three-layer structure as shown in FIG.
도 4는 상기 도 3과 같은 구조를 가지는 파우치 외장재에 자성층이 구비된 본 발명에 따른 일 실시예의 파우치 외장재의 구조이고,Figure 4 is a structure of the pouch packaging material of an embodiment according to the present invention provided with a magnetic layer in the pouch packaging material having a structure as shown in FIG.
도 5는 상기 도 3의 파우치 외장재에서 추가로 포함되는 고분자층이 2층 이상인 파우치 외장재의 구조이고,5 is a structure of the pouch packaging material having two or more polymer layers further included in the pouch packaging material of FIG.
도 6은 상기 도 5와 같은 구조를 가지는 파우치 외장재에서 고분자층 사이에 추가로 자성층이 구비된 본 발명에 따른 일 실시예의 파우치 외장재의 구조이고,6 is a structure of a pouch case according to an embodiment of the present invention in which a magnetic layer is additionally provided between polymer layers in a pouch case having a structure as shown in FIG. 5,
도 7은 자성층을 포함하는 파우치 외장재의 제조과정을 나타낸 도식도이다. 7 is a schematic diagram illustrating a manufacturing process of a pouch case including a magnetic layer.
<도면 부호의 설명><Description of Drawing>
100, 200, 300, 400, 500, 600 : 파우치 외장재100, 200, 300, 400, 500, 600: Pouch Exterior
10, 110, 210 : 열융착층 10, 110, 210: heat seal layer
20, 120, 220 : 금속층20, 120, 220: metal layer
30, 130, 230 : 외부층 30, 130, 230: outer layer
40, 140a, 140b, 140c, 140d, 240a, 240b, 240c, 240d, 240e, 240f : 자성층 40, 140a, 140b, 140c, 140d, 240a, 240b, 240c, 240d, 240e, 240f: magnetic layer
150a, 150b, 250a, 250b, 250c, 250d : 고분자층 150a, 150b, 250a, 250b, 250c, 250d: polymer layer
111 : 금속층 111: metal layer
222 : 자석222: Magnet
333 : 호퍼(hopper) 333 hopper
444 : 자성물질 444: magnetic material
555 : 고분자층 코팅555: polymer layer coating
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