KR20140019761A - Secondary battery case and method of producing same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 2차전지 외장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부식성과 절연성이 향상된 2차전지 외장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery exterior material and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a secondary battery exterior material and a method of manufacturing the improved corrosion resistance and insulation.
최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기자동차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전기 화학 소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다.Recently, interest in energy storage technology is increasing. As the field of application extends to the energy of mobile phones, camcorders and notebook PCs, and even electric vehicles, efforts for research and development of electrochemical devices are becoming more concrete.
전기 화학 소자는 이러한 측면에서 가장 주목 받고 있는 분야이고, 그 중에서도 충방전이 가능한 이차전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있다. 최근에는 이러한 전지를 개발함에 있어서 용량 밀도 및 비에너지를 향상시키기 위하여 새로운 전극과 전지의 설계에 대한 연구개발이 진행되고 있다.The electrochemical device is the field attracting the most attention in this respect, and among them, the development of a secondary battery capable of charging and discharging has become a focus of attention. In recent years, research and development on the design of new electrodes and batteries have been proceeding in order to improve capacity density and specific energy in developing such batteries.
현재 적용되고 있는 이차전지 중에서 1990년대 초에 개발된 리튬 이차전지는 수용액 전해액을 사용하는 Ni-MH, Ni-Cd, 황산-납 전지 등의 재래식 전지에 비해서 작동 전압이 높고 에너지 밀도가 월등히 크다는 장점으로 각광을 받고 있다. 또한, 최근 휴대용 전자기기의 발달로 휴대성이 우수한 2차전지의 수요가 늘어남에 따라 파우치형 2차전지가 널리 보급되고 있다.Among the currently applied secondary batteries, the lithium secondary battery developed in the early 1990s has advantages such as higher operating voltage and higher energy density than conventional batteries such as Ni-MH, Ni-Cd and sulfuric acid-lead batteries using an aqueous electrolyte solution . In addition, as the demand for secondary batteries having excellent portability increases due to the development of portable electronic devices, pouch-type secondary batteries are widely used.
파우치형 2차전지는 통상적으로 2차전지를 보호하기 위한 외장재를 구비한다.상기 외장재는 일반적으로 알루미늄층 및 내, 외부 수치층을 포함하고 있으나 외장재의 성형 등 가공시 절단기에 의해 잘려진 절단면이 외부로 노출됨으로써, 알루미늄층의 부식이 발생할 우려가 높으며, 또한, 발생된 부식은 지속적으로 내부로 확산되고, 이로 인하여 상기 2차전지의 수명이 단축되거나 성능이 저하되는 문제가 발생한다.The pouch type secondary battery typically includes an exterior material for protecting the secondary battery. The exterior material generally includes an aluminum layer and an internal and external numerical layer, but the cutting surface cut by the cutter during the molding of the exterior material is exposed to the outside. As a result, there is a high possibility that corrosion of the aluminum layer may occur, and the generated corrosion is continuously diffused to the inside, thereby causing a problem that the life of the secondary battery is shortened or the performance is deteriorated.
이를 방지하기 위하여 알루미늄 층의 절단면에 대하여 테이핑 공정을 수행할 수도 있지만, 이러한 테이핑 공정은 별도의 부가적인 공정과 시간을 요구하게 되어 2차전지의 생산성을 저하시키는 문제점이 있었다.In order to prevent this, the taping process may be performed on the cut surface of the aluminum layer. However, the taping process requires a separate additional process and time, thereby lowering the productivity of the secondary battery.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 별도로 추가적인 공정의 도입 없이도 외장재의 부식을 방지할 수 있는 2차전지의 외장재 및 외장재의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, to provide a secondary battery packaging material and a method for manufacturing the packaging material that can prevent the corrosion of the packaging material without the introduction of additional processes.
상기 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 제1 수지층, 제2 수지층, 상기 제1 수지층 및 제2 수지층 사이에 개재된 알루미늄층, 및 상기 제1 수지층, 제2 수지층 및 알루미늄층의 외측면에 형성된 측면코팅층을 포함하는 2차전지 외장재를 제공한다.In order to solve the problem to be solved, an embodiment of the present invention is a first resin layer, a second resin layer, an aluminum layer interposed between the first resin layer and the second resin layer, and the first resin layer It provides a secondary battery packaging material comprising a side coating layer formed on the outer surface of the second resin layer and the aluminum layer.
또한, 본 발명을 따르는 다른 실시예는 알루미늄층의 상부 및 하부에 각각 제1 수지층 또는 제2 수지층을 형성하는 단계, 제1 수지층, 알루미늄층, 및 제2 수지층을 가열된 절단기로 절단하는 단계, 및 상기 절단기에 의하여 용융된 상기 제1 및 제2 수지층의 혼합물을 냉각시켜 상기 제1 수지층, 알루미늄층, 및 제2 수지층의 절단면에 측면코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 2차전지 외장재의 제조방법을 제공한다. In addition, another embodiment according to the present invention is to form a first resin layer or a second resin layer on the upper and lower portions of the aluminum layer, respectively, the first resin layer, the aluminum layer, and the second resin layer with a heated cutter Cutting, and cooling the mixture of the first and second resin layers melted by the cutter to form side coating layers on the cut surfaces of the first resin layer, the aluminum layer, and the second resin layer. Provided is a method for manufacturing a secondary battery exterior material.
나아가, 본 발명을 따르는 다른 실시예는 제1 수지층 및 제2 수지층이 각각 상부 또는 하부에 형성된 제1 알루미늄층을 제조하는 단계, 제3 수지층 및 제4 수지층이 각각 상부 또는 하부에 형성된 제2 알루미늄층을 제조하는 단계, 상기 제1 알루미늄층과 상기 제2 알루미늄층을 서로 적층시키는 단계, 상기 제1 수지층 내지 제4 수지층, 제1 알루미늄층, 및 제2 알루미늄층을 가열된 절단기로 절단하는 단계, 및 상기 절단기에 의하여 용융된 상기 제1 내지 제4 수지층의 혼합물을 냉각시켜 상기 제1 수지층 내지 제4 수지층, 제1 알루미늄층, 및 제2 알루미늄층의 절단면에 측면코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 2차전지 외장재의 제조방법을 제공한다. Furthermore, another embodiment according to the present invention is to prepare a first aluminum layer having a first resin layer and a second resin layer formed on top or bottom, respectively, the third resin layer and the fourth resin layer respectively on the top or bottom Manufacturing a formed second aluminum layer, laminating the first aluminum layer and the second aluminum layer to each other, heating the first to fourth resin layers, the first aluminum layer, and the second aluminum layer. Cutting the first resin layer to the fourth resin layer, the first aluminum layer, and the second aluminum layer by cooling the mixture of the first to fourth resin layers melted by the cutter. It provides a method for manufacturing a secondary battery packaging material comprising the step of forming a side coating layer.
본 발명에 따르면, 2차전지 외장재의 외측면을 절단시에 수지층을 용융시킬 수 있을 정도로 가열된 절단기를 사용함으로써, 수지층 용융물의 혼합물로써 측면코팅층을 형성하여 상기 외측면을 안전하게 코팅 가능하며, 2차전지 외장재 알루미늄층의 노출을 최소화 하여 부식 등의 문제점이 발생하지 않는 2차전지의 외장제를 제공하며, 또한 별도로 추가적인 공정의 도입 없이 2차전지 외장재의 알루미늄층이 외부로 노출된 부분을 실링할 수 있다.According to the present invention, by using a cutter that is heated enough to melt the resin layer when cutting the outer surface of the secondary battery packaging material, it is possible to form a side coating layer with a mixture of the resin layer melt to coat the outer surface safely. In order to minimize the exposure of the aluminum layer of the secondary battery exterior material, it provides a secondary battery exterior material that does not cause problems such as corrosion. Also, the part where the aluminum layer of the secondary battery exterior material is exposed to the outside without introducing additional processes. Can be sealed.
따라서, 2차전지 외장재의 부식을 방지하여 2차전지의 수명과 성능을 향상시킴과 동시에 2차전지의 생산성을 향상시킬 수 있다.Therefore, it is possible to improve the life and performance of the secondary battery while preventing corrosion of the secondary battery exterior material and improving the productivity of the secondary battery.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차전지 외장재를 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차전지 외장재의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차전지 외장재의 적층 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차전지 외장재의 제조과정을 나타내는 단면도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차전지 외장재를 포함하는 파우치형 2차전지를 나타내는 사시도이다.1 and 2 are cross-sectional views showing a secondary battery packaging material according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are flowcharts illustrating a method of manufacturing a secondary battery exterior member according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B are cross-sectional views illustrating a laminated structure of a secondary battery exterior member according to an embodiment of the present invention.
6A and 6B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a secondary battery exterior member according to an embodiment of the present invention.
7 is a perspective view illustrating a pouch type secondary battery including a secondary battery exterior member according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 그리고 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. Definitions of these terms should be based on the content of this specification. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventions. Of course.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 2차전지 외장재의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a secondary battery packaging material according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 2차전지 외장재(100)는 제1 수지층(110), 제2 수지층(120), 상기 제1 수지층(110) 및 제2 수지층(120) 사이에 개재된 알루미늄층(130), 및 상기 제1 수지층(110), 제2 수지층(120) 및 알루미늄층(130)의 외측면에 형성된 측면코팅층(140)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the secondary
여기서, 상기 제1 수지층(110)은 2차전지 외장재(100)에서의 가장 바깥측에 구비될 수 있으며, 예를 들면, 상기 제1 수지층(110)은 상기 알루미늄층(130)의 상부에 구비될 수 있다. Here, the
상기 제1 수지층(110)은 공기 중의 수분이 외장재(100) 내부로 침투하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 상기 알루미늄층(130)을 부식으로부터 보호하는 기능을 한다. 특히, 상기 제1 수지층(110)은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장강도와 내후성을 가지는 고분자 수지를 이용할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 수지층(110)은 PET(polyethylene terephthalate), PBT(polydbuthylene terephthalate), 및 PEN(polydethylene naphthalate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2 이상을 포함할 수 있으며, 내충격강도, 및 인장강도의 관점에서 PET(polyethylene terephthalate)를 이용할 수 있다.The
상기 제1 수지층(110)의 두께는 1 ㎛ 내지 20 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 제1 수지층(110)의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우에는 상기 제1 수지층(110)의 두께가 너무 얇아 알루미늄층(113)을 보호할 수 없으며, 실링공정시 제1수지층(113)이 절단 등 파손될 수 있고, 20 ㎛를 초과하는 경우에는 전극리드와의 융착이 어려워질 수 있고, 특히 후술하는 측면코팅층(140)을 균일하게 형성하기 어려워 질 수 있다. It is preferable that the thickness of the said
한편, 상기 제2 수지층(120)은 2차전지 외장재(100)에서의 내측에 구비될 수 있으며, 예를 들면, 상기 제2 수지층(120)은 상기 알루미늄층(130)의 하부에 구비될 수 있다. On the other hand, the
상기 제2 수지층은 2차전지 외장재에서의 내부 실란트층을 의미하며, 2차전지 내부의 전해질로부터 알루미늄층을 보호하기 위하여 내전해액성을 갖는 소재로 이루어져 있으며, 또한 외부 충격을 흡수한다. 상기 제2 수지층(220)은, 폴리에테르우레탄계, PP(polypropylene) 및 PE(polyethylene)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2이상을 포함할 수 있으며, 내전해액성의 관점에서 PP(polypropylene)을 이용할 수 있다.The second resin layer means an inner sealant layer in the secondary battery packaging material, and is made of a material having electrolyte resistance to protect the aluminum layer from the electrolyte in the secondary battery, and also absorbs external impact. The
제2 수지층(120)의 두께는 전지케이스의 수납부 용적과 전극조립체의 크기 등을 고려하여 적절히 결정할 수 있다. 바람직하게는 1 ㎛ ~ 1mm 일 수 있다. 상기 제2 수지층(120)의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우에는, 소망하는 충격 흡수 효과를 발휘하기 어렵고, 실링공정시 제2 수지층(120)이 절단 등 파손될 수 있고, 반대로 1mm를 초과하는 경우에는 상대적으로 전극 조립체를 얇게 형성함에 따른 전지 용량이 감소하게 되는 문제가 있고, 특히 후술하는 측면코팅층(140)을 균일하게 형성하기 어려워 질 수 있다. 상기 알루미늄층(130)은 제1 수지층(110) 및 제2 수지층(120) 간에 개재될 수 있다. 알루미늄층은(130)은 2차전지 내부로의 수분 침투를 방지하고, 상기 외장재의 성형성 및 기계적 강도를 향상 시킬 수 있다.The thickness of the
상기 측면코팅층(140)은 상기 제1 수지층, 제2 수지층 및 알루미늄층의 외측면을 따라 형성된 것으로서, 제1 수지층(110) 및 제2 수지층(120)의 혼합물로 이루어질 수 있다.The
후술하는 바와 같이, 상기 제1 수지층(110) 및 제2 수지층(120)을 용융시킬 수 있을 정도로 가열된 절단기를 사용하여 상기 제1 수지층(110), 제2 수지층(120) 및 알루미늄층(130)이 적층된 외장재(100)를 절단하는 경우, 상기 절단기의 온도로 인하여 제1 수지층(110) 및 제2 수지층(120)이 용융될 수 있다. 나아가, 상기 절단기의 상하 운동에 의하여 용융된 제1 수지층(110) 및 제2 수지층(120)은 서로 혼합되어 혼합물을 이루게 된다. 이러한 혼합물이 후속 공정에 의하여 상온 냉각됨으로써, 상기 제1 수지층(110), 제2 수지층(120) 및 알루미늄층(130)의 절단면에 일정 두께의 측면코팅층(140)이 형성될 수 있다. As will be described later, the
상기 측면코팅층(140)의 두께는 상기 가열된 절단기의 이동 속도와 온도에 의하여 결정 및 제어될 수 있다. 구체적으로 상기 절단기의 이동 속도가 느릴수록 및 상기 절단기의 온도가 높을수록 제1(110) 및 제2 수지층(120)에 전달되는 열량은 증가할 것이며, 측면코팅층(140)은 더 두껍게 형성될 것이다. 이러한 측면코팅층(140)은 상기 제1 수지층(110) 두께의 20%~100%일 수 있으며, 바람직하게는 50%일 수 있다. The thickness of the
상기 측면코팅층(140)에 의하여 상기 알루미늄층(130)의 절단면은 밀봉되며, 이에 따라 수분 침투 및 알루미늄의 부식을 방지할 수 있다. 따라서, 별도의 추가 공정 없이도 효과적으로 2차전지 외장재의 외측면을 보호할 수 있다. The cut surface of the
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 2차전지 외장재는, 상기 제2 수지층(220)에 순차적으로 적층된 제3 수지층(230), 알루미늄층(250), 및 제4 수지층(240)을 더 포함할 수 있고, 상기 측면코팅층(260)은 상기 제1(210) 내지 제4 수지층(240) 및 알루미늄층(250)의 외측면에 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2, the secondary battery packaging material according to another exemplary embodiment of the present invention may include a
상기 제3 수지층(230)은 상기 2차전지 외장재(200)에서의 중앙 쪽에 위치될 수 있으며, 예를 들면, 상기 제3 수지층(230)은 상기 알루미늄층(250)의 층간에 구비될 수 있다. The
상기 제3 수지층(230)은 상기 제2 수지층(210)와 함께 2차전지 외장재의 내부 실란트층을 구성할 수 있다. 즉, 상기 제3 수지층(230)은 2차전지 내부의 전해질로부터 알루미늄층을 보호하기 위하여 내전해액성을 갖는 소재로 이루어져 있으며, 또한 외부 충격을 흡수한다. 상기 제3 수지층(230)은, 폴리에테르우레탄계, PP(polypropylene) 및 PE(polyethylene)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2이상을 포함할 수 있으며, 내전해액성의 관점에서 PP(polypropylene)을 이용할 수 있다.The
제3 수지층(230)의 두께는 전지케이스의 수납부 용적과 전극조립체의 크기 등을 고려하여 적절히 결정할 수 있다. 바람직하게는 1 ㎛ ~ 1mm 일 수 있다. 상기 제3 수지층(230)의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우에는, 소망하는 충격 흡수 효과를 발휘하기 어렵고, 실링공정시 제3 수지층(230)이 절단 등 파손될 수 있고, 반대로 20 ㎛를 초과하는 경우에는 상대적으로 전지 용량이 감소하게 되는 문제가 있고, 특히 측면코팅층(260)을 균일하게 형성하기 어려워 질 수 있다.The thickness of the
또한, 상기 제2 수지층(220) 및 제3 수지층(230)은 각각 동일하거나, 상이할 수 있으며, 제2 수지층(220) 및 제3 수지층(230)은 동일한 재료로 형성하는 것이 상기 제2 수지층(220) 및 제3 수지층(230) 간의 결합성을 개선시킬 수 있다는 점에서 바람직하다. In addition, the
상기 제4 수지층(240)은 상기 2차전지 외장재(200)의 가장 바깥쪽에 구비될 수 있으며, 예를 들면, 상기 2차전지 외장재(200)의 최하부에 위치 할 수 있다.The
상기 제4 수지층(240)은 공기 중의 수분이 외장재(200) 내부로 침투하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 상기 알루미늄층(250)을 부식으로부터 보호하는 기능을 한다. 특히, 상기 제4 수지층(240)은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장강도와 내후성을 가지는 고분자 수지를 이용할 수 있다. 구체적으로, 상기 제4 수지층(240)은 PET(polyethylene terephthalate), PBT(polydbuthylene terephthalate), 및 PEN(polydethylene naphthalate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2 이상을 포함할 수 있으며, 내충격강도, 및 인장강도의 관점에서 PET(polyethylene terephthalate)를 이용할 수 있다.The
상기 제4 수지층(240)의 두께는 1 ㎛ 내지 20 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 제4 수지층(240)의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우에는 상기 제4 수지층(240)의 두께가 너무 얇아 알루미늄층(250)을 보호할 수 없으며, 실링공정시 제4 수지층(240)이 절단 등 파손될 수 있고, 20 ㎛를 초과하는 경우에는 전극리드와의 융착이 어려워질 수 있고, 특히 후술하는 측면코팅층(260)을 균일하게 형성하기 어려워 질 수 있다. It is preferable that the thickness of the
또한, 상기 제1 수지층(210) 및 제4 수지층(240)은 각각 동일하거나, 상이할 수 있다. In addition, the
상기 측면코팅층(260)은 제1 수지층(210) 내지 제4 수지층(240)의 혼합물로 이루어질 수 있다. 상기 측면코팅층(260)에 의하여 상기 알루미늄층(250)의 절단면은 밀봉되며, 이에 따라 수분 침투 및 알루미늄의 부식을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 측면코팅층(260)의 존재로 인하여 별도의 공정 없이도 효과적으로 2차전지 외장재(200)의 외측면을 보호할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르는 2차전지 외장재(200)에 의하면, 복수개의 알루미늄층(250)을 구비하고, 제1 수지층(210) 내지 제4 수지층(240)으로 형성된 구조로 인하여 2차전지 내부로의 수분 침투 및 내충격성을 보다 효과적으로 향상시킬 수 있다.The
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차전지 외장재의 제조방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 다음과 같은 단계를 포함할 수 있다. On the other hand, the manufacturing method of the secondary battery packaging material according to an embodiment of the present invention may include the following steps, as shown in FIG.
즉, 알루미늄층의 상부 및 하부에 각각 제1 수지층(110) 또는 제2 수지층(120)을 형성하는 단계(S100), 다음으로, 제1 수지층(110), 알루미늄층(130), 및 제2 수지층(120)을 가열된 절단기로 절단하는 단계(S110), 마지막으로, 상기 절단기에 접촉되어 용융된 상기 제1(110) 및 제2 수지층(120)의 혼합물을 상기 제1 수지층(110), 알루미늄층(130), 및 제2 수지층(130)의 절단면에 융착시켜서 측면코팅층(140)을 형성하는 단계(S120)를 거칠 수 있다..That is, forming the
알루미늄층(130)의 상부 및 하부에 각각 제1 수지층(110) 또는 제2 수지층(120)을 형성하는 단계(S100)는 알루미늄층(130)의 상부 및 하부에 각각 제1 수지층(110) 또는 제2 수지층(120)이 코팅되어 수지층을 형성하는 단계로서, 수지층을 균일하게 형성할 수 있는 방법이라면 제한되지 않는다. 예를 들어, 수지가 용융된 코팅액을 스프레이 등의 방법을 이용하여 알루미늄층에 균일하게 도포하는 방법 또는 시트 형태의 수지층을 알루미늄층 상에 열융착시키는 방법 등을 고려할 수 있다. Forming the
상기 제1 수지층(110) 및 제2 수지층(120)은 열가소성 수지를 사용할 수 있다. 특히, 상기 제1 수지층(110)은 PET(polyethylene terephthalate)로 형성되고, 상기 제2 수지층(120)은 PP(polypropylene)로 형성되는 것이 바람직하다The
한편, 제1 수지층(110), 알루미늄층(130), 및 제2 수지층(120)을 가열된 절단기로 절단하는 단계(S110)에 의하여 상기 제1(110) 및 제2 수지층(120)으로 코팅된 알루미늄층(130)이 가열된 절단기에 의하여 절단된다. 상기 가열된 절단기는 하강하면서 제1 수지층(110), 제2 수지층(120) 및 알루미늄층(130)을 절단하여 상기 외장재의 절단면을 형성한다. 이와 동시에 상기 제1(110) 및 제2 수지층(120)의 일부가 용융되어 적절한 점도를 갖게 된다. 이어, 상기 절단기의 상승 운동에 의하여 용융된 제1(110) 및 제2 수지층(120)이 서로 혼합될 수 있는 것이다. On the other hand, by cutting the
이 때, 상기 가열된 절단기의 가열온도는 상기 제1(110) 및 제2 수지층(120)이 가열된 절단기에 의하여 용융되어 적절한 점성을 가질 수 있는 온도인 80℃ 내지 300℃가 적당하다. 상기 온도가 80℃ 이하이면, 수지층의 용융이 원할하지 못하거나, 균일한 측면코팅층의 형성이 어려울 수 있다. 한편, 상기 온도가 300℃ 이상이면 수지층이 탄화되어 정상적인 측면코팅층을 형성하기 어렵다. 다만, 상기 제1(110) 및 제2 수지층(120)의 재료적 특성을 고려하여 절단기의 가열온도를 설정할 수 있다. At this time, the heating temperature of the heated cutter is suitably 80 ℃ to 300 ℃ the temperature at which the first 110 and the
상기 절단기에 접촉되어 용융된 상기 제1(110) 및 제2 수지층(120)의 혼합물을 상기 제1 수지층(110), 알루미늄층(130), 및 제2 수지층(120)의 절단면에 융착시켜서 측면코팅층(140)을 형성하는 단계(S130)는 상기 절단기의 상하 운동에 의하여 용융 및 혼합된 제1(110) 및 제2 수지층(120)의 혼합물을 소정 온도 이하로 냉각시켜 상기 제1 수지층(110), 알루미늄층(130), 및 제2 수지층(120)의 절단면에 상기 혼합물을 융착시키는 단계일 수 있다. 여기서 상기 소정 온도라 함은 상온일 수 있다. The mixture of the first 110 and the
용융된 상기 제1 수지층(110) 내지 제2 수지층(120) 일부는 상기 절단기의 하강에 따라 하측으로 이동하여 상기 적층된 알루미늄층(130)의 절단면에 측면코팅층(140)을 형성한다.A part of the molten
그 다음으로, 가열된 상기 절단기의 상승에 따라 용융된 상기 제1(110) 수지층 및 제2 수지층(120) 일부는 상측으로 이동하여 상기 측면코팅층(130)이 고른 형상이 되도록 한다.이처럼, 용융된 고분자가 절단면을 상하로 이동하면서 상기 측면코팅층(140)이 형성되고, 상기 측면코팅층(140)이 자연냉각되어 형성되면 상기 알루미늄층(130)의 외측면을 덮게 된다.Subsequently, a portion of the first 110 resin layer and the
더하여, 본 발명의 다른 실시예에 따르는 2차전지 외장재 제조방법은, 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 제1 수지층(210) 및 제2 수지층(220)이 각각 상부 또는 하부에 형성된 제1 알루미늄층(250)을 제조하는 단계(S200)를 포함할 수 있다. In addition, in the method of manufacturing a secondary battery exterior member according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. It may include the step (S200) of manufacturing the
이어서, 제3 수지층(230) 및 제4 수지층(240)이 각각 상부 또는 하부에 형성된 제2 알루미늄층(250)을 제조하는 단계(S210)를 포함할 수 있다. 그 다음으로, 상기 제1 알루미늄층(250)과 제2 알루미늄층(250)을 서로 적층시키는 단계(S220)를 포함할 수 있다. Subsequently, the
이후, 상기 제1 수지층(210) 내지 제4 수지층(240), 제1 알루미늄층(250), 및 제2 알루미늄층(250)을 가열된 절단기로 절단하는 단계(S230)를 포함할 수 있으며, 마지막으로, 상기 절단기에 접촉되어 용융된 상기 제1(210) 내지 제4 수지층(240)의 혼합물로 상기 상기 제1 수지층(210) 내지 제4 수지층(240), 제1 알루미늄층(250), 및 제2 알루미늄층(250)의 절단면에 측면코팅층(260)을 형성하는 단계(S240)를 포함할 수 있다. Thereafter, cutting the
제1 수지층(210) 및 제2 수지층(220)이 각각 상부 또는 하부에 형성된 제1 알루미늄층(250)을 제조하는 단계(S200)는 제1 알루미늄층(250)의 상부 및 하부에 각각 제1 수지층(210) 또는 제2 수지층(220)이 코팅되어 수지층을 형성한다. 이때, 제1 수지층(210) 및 제2 수지층(220)은 열가소성 수지를 사용함이 일반적이다. 특히, 상기 제1 수지층(210)은 PET(polyethylene terephthalate)로 형성되고, 상기 제2 수지층(220)은 PP(polypropylene)로 형성되는 것이 바람직하다The manufacturing of the
제3 수지층(230) 및 제4 수지층(240)이 각각 상부 또는 하부에 형성된 제2 알루미늄층(250)을 제조하는 단계(S210)는 제2 알루미늄층(250)의 상부 및 하부에 각각 제3 수지층(230) 또는 제4 수지층(240)이 코팅되어 수지층을 형성한다. 이때, 제3 수지층(230) 및 제4 수지층(240)은 열가소성 수지를 사용함이 일반적이다. 특히, 상기 제4 수지층(240)은 PET(polyethylene terephthalate)로 형성되고, 상기 제3 수지층(230)은 PP(polypropylene)로 형성되는 것이 바람직하다The manufacturing of the
상기 제1 알루미늄층과 제2 알루미늄층을 서로 적층시키는 단계(S220)는 도 5a로 나타내듯이 상기 제1 수지층(310), 제1 알루미늄층(350), 제2 수지층(320), 제3수지층(330), 제2 알루미늄층(350), 제4 수지층(340)은 적층되어지며, 제2 수지층(320)과 제3 수지층(330)은 서로 접촉되어진다. 이때, 상기 수지층이 형성된 제1 및 제2 알루미늄층(350)은 서로 간 접촉면을 가열하여 압착하거나 접착제를 사용하는 등의 방법으로 결합하게 된다.The stacking of the first aluminum layer and the second aluminum layer (S220) may include the
이때, 상기 제2 수지층(320) 및 제3 수지층(330)은 각각 동일하거나, 상이할 수 있으며, 상기 알루미늄층(350) 간의 결합성이 높아질 수 있는 관점에서 제2 수지층(320) 및 제3 수지층(330)은 동일한 재료를 포함하는 것이 바람직하다.In this case, the
더욱이, 도 5b로 나타내는 바와 같이 상기 제1 및 제2 알루미늄층(350) 간 결합성을 높이기 위하여, 상기 제2 수지층(320) 및 제3 수지층(330)의 재질이 동일한 PP를 포함함으로써, 단일층(360)을 형성하여 서로 접촉 및 결합함이 바람직하다.In addition, as shown in FIG. 5B, in order to increase the bonding between the first and second aluminum layers 350, the materials of the
한편, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른는 제조방법은 이하의 단계를 포함할 수 있다.6A and 6B, the manufacturing method according to an embodiment of the present invention may include the following steps.
상기 절단기에 접촉되어 용융된 상기 제1(210) 내지 제4 수지층(240)의 혼합물로 상기 제1 수지층(210) 내지 제4 수지층(240), 제1 알루미늄층(250), 및 제2 알루미늄층(250)의 절단면에 측면코팅층(260)을 형성하는 단계(S230) 및 상기 절단기(6)에 접촉된 상기 필름층의 고분자 일부가 상기 알루미늄층(250)의 절단면에 융착되는 단계(S240).The
도 6a에 도시한 바와 같이 가열된 절단기(6)는 하강하면서 적층된 제1(410) 내지 제4 수지층(440)과 제1 및 제2 알루미늄층(450)을 절단하여 상기 외장재의 절단면을 형성한다.As shown in FIG. 6A, the
이 때, 상기 가열된 절단기(6)의 가열온도는 상기 필름층의 재질인 PET 또는 PP의 재료적 특성을 고려하면 용융되어 적당한 점성을 가지는 온도인 80℃ 내지 300℃가 적당하다. 상기 온도가 80℃ 이하이면, 수지층의 용융이 원할하지 못하여, 측면코팅층을 형성하기 어려우며, 상기 온도가 300℃ 이상이면 수지층이 탄화되어 정상적인 측면코팅층을 형성하기 어렵다. 다만, 상기 필름층의 재료가 달라질 경우 그에 따라 적당한 가열온도를 선택할 수 있다.At this time, the heating temperature of the
상기 절단기(6)는 하강하면서 적층된 상기 알루미늄층(450)을 절단함과 동시에 상기 제1 수지층(410) 내지 제4 수지층(440) 일부를 용융시켜 절단면에 융착되도록 한다.The
상기 절단기에 접촉되어 용융된 상기 제1(410) 내지 제4 수지층(440)의 혼합물로 상기 상기 제1 수지층(410) 내지 제4 수지층(440), 제1 알루미늄층(450), 및 제2 알루미늄층(450)의 절단면에 측면코팅층(460)을 형성하는 단계(S240)는 상기 용융된 상기 제1 수지층(410) 내지 제4 수지층(440) 일부가 상기 절단기(6)의 하강에 따라 하측으로 이동하여 상기 적층된 알루미늄층(450)의 절단면에 측면코팅층(460)을 형성한다.The
도 6b에 도시한 바와 같이 가열된 상기 절단기(6)의 상승에 따라 용융된 상기 제1 수지층(410) 내지 제4 수지층(440) 일부는 상측으로 이동하여 상기 측면코팅층(460)이 고른 형상이 되도록 한다.As shown in FIG. 6B, a portion of the
이처럼, 용융된 고분자가 절단면을 상하로 이동하면서 상기 측면코팅층(460)이 형성되고, 상기 측면코팅층(460)이 자연냉각 되어 형성되면 상기 알루미늄층(450)의 외측면을 덮게 된다.As such, when the molten polymer moves up and down the cut surface, the
상기의 과정을 통해 제조된 본 발명의 다른 실시예에 따른 2차전지의 외장재의 절단면 부분은 도 2에 도시된 바와 같다.The cut surface portion of the exterior material of the secondary battery according to another embodiment of the present invention manufactured through the above process is shown in FIG. 2.
상기 외장재(200)의 절단면은 상기 제1 수지층(210) 내지 제4 수지층(240) 일부가 융융되어 형성된 측면코팅층(260)이 형성되고, 상기 측면코팅층(260)은 상기 알루미늄층(250)의 절단면이 외부로 노출되는 것을 방지한다.The cut surface of the
이하에서 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명이 이들로써 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to preferred examples, but the present invention is not limited thereto.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의하여 형성된 2차전지 외장재를 이용하여 2차전지를 파우치한 모식도이다.7 is a schematic diagram of a pouch of a secondary battery using the secondary battery packaging material formed by the embodiment of the present invention.
도 7에 도시한 바와 같이 본원발명의 일 실시예에 따르는 이차전지(1)는 전극조립체(1), 상기 전극조립체의 상부를 덮을 수 있는 상부 외장재(10)와 상기 전극조립체를 수납할 수 있는 하부 외장재(20)을 포함할 수 있다. 상기 상부 외장재(10) 및 상기 하부 외장재(20)은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차전지의 외장재로서, 도 1 또는 도 2에 도시한 측면코팅층이 형성된 2차전지의 외장재이다.As shown in FIG. 7, the secondary battery 1 according to an exemplary embodiment of the present invention may accommodate an electrode assembly 1, an
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
1: 2차전지
6: 절단기
10: 상부 외장재
20: 하부 외장재
100, 200: 2차전지 외장재
110, 210, 310, 410: 제1 수지층
120, 220, 320, 420: 제2 수지층
130, 250, 350, 450: 알루미늄층
230, 330, 430: 제3 수지층
240, 340, 440: 제4 수지층
140, 260, 460: 측면코팅층1: secondary battery
6: cutting machine
10: upper facer
20: lower facer
100, 200: secondary battery exterior material
110, 210, 310, 410: first resin layer
120, 220, 320, 420: second resin layer
130, 250, 350, 450: aluminum layer
230, 330, 430: third resin layer
240, 340, 440: fourth resin layer
140, 260, 460: side coating layer
Claims (20)
상기 제1 수지층 및 제2 수지층 사이에 개재된 알루미늄층, 및
상기 제1 수지층, 제2 수지층 및 알루미늄층의 외측면에 형성된 측면코팅층을 포함하는 2차전지 외장재.A first resin layer and a second resin layer,
An aluminum layer interposed between the first resin layer and the second resin layer, and
Secondary battery packaging material comprising a side coating layer formed on the outer surface of the first resin layer, the second resin layer and the aluminum layer.
상기 측면코팅층은 제1 수지층 및 제2 수지층의 혼합물인 2차전지 외장재.The method according to claim 1,
The side coating layer is a secondary battery packaging material is a mixture of the first resin layer and the second resin layer.
상기 혼합물은 제1 수지층 및 제2 수지층의 용융물인 2차전지 외장재.The method according to claim 2,
The mixture is a secondary battery packaging material is a melt of the first resin layer and the second resin layer.
상기 측면코팅층의 두께는 상기 제1 수지층의 두께의 20%~100%인 2차전지 외장재.The method according to claim 1,
The thickness of the side coating layer is a secondary battery packaging material 20% ~ 100% of the thickness of the first resin layer.
상기 제1 수지층은 PET(polyethylene terephthalate), PBT(polybuthylene terephthalate), 및 PEN(polyethylene naphthalate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2 이상을 포함하고, 상기 제2 수지층은 폴리에테르우레탄계, PP(polypropylene) 및 PE(polyethylene)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2 이상을 포함하는 2차전지 외장재.The method according to claim 1,
The first resin layer includes one or two or more selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polybuthylene terephthalate (PBT), and polyethylene naphthalate (PEN), and the second resin layer is polyetherurethane-based, PP ( A secondary battery packaging material comprising one or two or more selected from the group consisting of polypropylene) and PE (polyethylene).
상기 제1 수지층은 PET(polyethylene terephthalate)를 포함하는 2차전지 외장재.The method according to claim 5,
The first resin layer is a secondary battery packaging material containing polyethylene terephthalate (PET).
상기 제2 수지층은 PP(polypropylene)를 포함하는 2차전지 외장재.The method according to claim 5,
The second resin layer is a secondary battery packaging material containing a polypropylene (PP).
상기 제2 수지층에 순차적으로 적층된 제3 수지층, 알루미늄층, 및 제4 수지층을 더 포함하고,
상기 측면코팅층은 상기 제1 내지 제4 수지층 및 알루미늄층의 외측면에 형성된 2차전지 외장재.The method according to claim 1,
Further comprising a third resin layer, an aluminum layer, and a fourth resin layer sequentially laminated on the second resin layer,
The side coating layer is a secondary battery packaging material formed on the outer surface of the first to fourth resin layer and the aluminum layer.
상기 측면코팅층은 제1 수지층 내지 제4 수지층의 혼합물인 2차전지 외장재.The method according to claim 8,
The side coating layer is a secondary battery packaging material is a mixture of the first resin layer to the fourth resin layer.
상기 혼합물은 제1 수지층 내지 제4 수지층의 용융물인 2차전지 외장재.The method of claim 9,
The mixture is a secondary battery packaging material is a melt of the first resin layer to the fourth resin layer.
상기 제3 수지층은 폴리에테르우레탄계, PP(polypropylene) 및 PE(polyethylene)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2 이상을 포함하고, 상기 제4 수지층은 PET(polyethylene terephthalate), PBT(polybuthylene terephthalate), 및 PEN(polyethylene naphthalate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 또는 2 이상을 포함하는 2차전지 외장재.The method according to claim 8,
The third resin layer includes one or two or more selected from the group consisting of polyetherurethane, polypropylene (PP), and polyethylene (PE), and the fourth resin layer is polyethylene terephthalate (PET) and polybuthylene terephthalate (PBT). And secondary battery packaging material comprising one or two or more selected from the group consisting of polyethylene naphthalate (PEN).
상기 제3 수지층은 PP(polypropylene)를 포함하는 2차전지 외장재.The method of claim 11,
The third resin layer is a secondary battery packaging material containing a polypropylene (PP).
상기 제4 수지층은 PET(polyethylene terephthalate)를 포함하는 2차전지 외장재.The method of claim 11,
The fourth resin layer is a secondary battery packaging material containing polyethylene terephthalate (PET).
제1 수지층, 알루미늄층, 및 제2 수지층을 가열된 절단기로 절단하는 단계, 및 상기 절단기에 의하여 용융된 상기 제1 및 제2 수지층의 혼합물로 상기 제1 수지층, 알루미늄층, 및 제2 수지층의 절단면에 측면코팅층을 형성하는 단계,
를 포함하는 2차전지 외장재의 제조방법.Forming a first resin layer or a second resin layer on the upper and lower portions of the aluminum layer,
Cutting the first resin layer, the aluminum layer, and the second resin layer with a heated cutter, and the first resin layer, the aluminum layer, and a mixture of the first and second resin layers melted by the cutter. Forming a side coating layer on the cut surface of the second resin layer,
Method for manufacturing a secondary battery exterior material comprising a.
상기 제1 수지층 PET(polyethylene terephthalate)를 포함하고, 상기 제2 수지층은 PP(polypropylene)을 포함하는 2차전지의 외장재의 제조방법.The method according to claim 14,
The first resin layer comprises a polyethylene terephthalate (PET), the second resin layer is a manufacturing method of the secondary battery packaging material containing a polypropylene (PP).
상기 제1 및 제2 수지층의 혼합물은 상기 절단기의 상하 운동에 의하여 형성되는 2차전지의 외장재의 제조방법.The method according to claim 14,
The mixture of the first and second resin layer is a manufacturing method of the secondary battery packaging material is formed by the vertical movement of the cutter.
제3 수지층 및 제4 수지층이 각각 상부 또는 하부에 형성된 제2 알루미늄층을 제조하는 단계,
상기 제1 알루미늄층과 상기 제2 알루미늄층을 서로 적층시키는 단계,
상기 제1 수지층 내지 제4 수지층, 제1 알루미늄층, 및 제2 알루미늄층을 가열된 절단기로 절단하는 단계, 및
상기 절단기에 의하여 용융된 상기 제1 내지 제4 수지층의 혼합물로 상기 제1 수지층 내지 제4 수지층, 제1 알루미늄층, 및 제2 알루미늄층의 절단면에 측면코팅층을 형성하는 단계,
를 포함하는 2차전지 외장재의 제조방법.Manufacturing a first aluminum layer having a first resin layer and a second resin layer formed on or under the top thereof, respectively,
Manufacturing a second aluminum layer having a third resin layer and a fourth resin layer formed on or under the top thereof, respectively,
Stacking the first aluminum layer and the second aluminum layer on each other;
Cutting the first to fourth resin layers, the first aluminum layer, and the second aluminum layer with a heated cutter; and
Forming a side coating layer on the cut surfaces of the first to fourth resin layers, the first aluminum layer, and the second aluminum layer with a mixture of the first to fourth resin layers melted by the cutter;
Method for manufacturing a secondary battery exterior material comprising a.
상기 제1 알루미늄층과 상기 제2 알루미늄층의 적층은 상기 2 수지층과 상기 제3 수지층을 서로 접촉시켜서 이루어지는 2차전지 외장재의 제조방법.18. The method of claim 17,
Laminating | stacking of the said 1st aluminum layer and the said 2nd aluminum layer is a manufacturing method of the secondary battery exterior material formed by making the said 2nd resin layer and the said 3rd resin layer contact each other.
상기 제1 수지층 및 제4 수지층은 PET(polyethylene terephthalate)를 포함하고, 상기 제2 수지층 및 제3 수지층은 수지층은 PP(polypropylene)을 포함하는 2차전지의 외장재의 제조방법.18. The method of claim 17,
The first resin layer and the fourth resin layer comprises a polyethylene terephthalate (PET), the second resin layer and the third resin layer is a resin layer comprises a PP (polypropylene) manufacturing method of the packaging material of a secondary battery.
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