KR20140062294A - Pouch for polymer cell and a method of making the same - Google Patents

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KR20140062294A
KR20140062294A KR1020120128801A KR20120128801A KR20140062294A KR 20140062294 A KR20140062294 A KR 20140062294A KR 1020120128801 A KR1020120128801 A KR 1020120128801A KR 20120128801 A KR20120128801 A KR 20120128801A KR 20140062294 A KR20140062294 A KR 20140062294A
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pouch
layer
polyolefin
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resin layer
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양진오
조용호
윤인세
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a pouch type polymer cell which protects an Al layer by making nylon and polyolefin based resin among the constituent of a pouch for a polymer cell of which length is longer than that of Al, and a method of making the same. The nylon and the polyolefin based resin protect the cross section of the thickness of the Al layer. Thereby, sealing is improved. A production process is simplified without performing a separate process of an end part and adding a separate constituent.

Description

파우치형 폴리머 전지 및 그의 제조방법 {Pouch for polymer cell and a method of making the same}[0001] The present invention relates to a pouch type polymer battery and a method of manufacturing the same.

본 발명은 파우치형 폴리머 전지 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 폴리머 전지용 파우치의 구성성분 중 폴리올레핀계 수지층 및 나일론층을 알루미늄층보다 길게 제작함으로써 알루미늄층 단면이 보호되도록 한 파우치형 폴리머 전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a pouch-type polymer battery and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a pouch-type polymer battery and a pouch-type polymer battery in which a polyolefin resin layer and a nylon layer are made longer than aluminum layers, Battery and a method of manufacturing the same.

최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, and portable telephones has been rapidly increased, and electric vehicles, storage batteries for energy storage, robots, and satellites have been developed in earnest. Are being studied actively.

현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있으며, 이 중 하나가 폴리머 전지(polymer cell)이다. The secondary rechargeable batteries are nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel- The self-discharge rate is very low and the energy density is high. One of them is a polymer cell.

일반적으로, 폴리머 전지의 제작은 양극, 음극, 분리막으로 이루어진 바이셀(bicell)을 파우치로 포장한 후 전해액을 주입하고, 진공 상태로 밀봉하여 파우치 끝을 길이에 맞게 절단하는 공정으로 이루어진다. Generally, a polymer battery is manufactured by packaging a bicell made of an anode, a cathode, and a separator into a pouch, injecting an electrolyte, sealing in a vacuum state, and cutting the end of the pouch to a length.

파우치는 상기 전극 조립체와 후속 공정에 의하여 내부로 유입된 전해액으로 이루어지는 전지 셀을 보호하고, 전지 셀의 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 제고하기 위하여 알루미늄 박막이 개재된 형태로 구성되며, 상기 전지 셀과 외부와의 절연성을 확보하기 위하여 상기 알루미늄 박막은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET) 수지 또는 나일론(nylon) 수지 등의 절연물질로 코팅된 절연층이 외부에 형성된다. 또한, 상부 파우치의 실링부 하면과 하부 파우치의 실링부 상면에는 상호간의 접착을 위하여 무연신 폴리프로필렌(Casted PolyPropylene, CPP) 또는 폴리프로필렌(PolyPropylene, PP)에 의한 접착층이 형성된다. 이로써, 상부 파우치 실링부와 하부 파우치 실링부는 접착층을 중심으로 접착층, 알루미늄층 및 절연층이 각각 순차적으로 적층되어 있는 구조를 갖는다.An aluminum foil is interposed between the electrode assembly and a subsequent process to protect the battery cell formed of the electrolyte solution and to improve the electrochemical properties of the battery cell and to improve heat dissipation, In order to ensure insulation between the battery cell and the outside, the aluminum thin film is formed on the outside with an insulating layer coated with an insulating material such as polyethylene terephthalate (PET) resin or nylon resin. An adhesive layer made of unstretched polypropylene (CPP) or polypropylene (PP) is formed on the upper surface of the sealing portion of the upper pouch and the upper surface of the sealing portion of the lower pouch for mutual adhesion. As a result, the upper pouch sealing portion and the lower pouch sealing portion have a structure in which the adhesive layer, the aluminum layer, and the insulating layer are sequentially laminated on the adhesive layer.

파우치 외장재에 의해 형성된 공간에 전극 조립체가 수용된 후, 상부 파우치와 하부 파우치의 외주면에 형성된 실링부가 서로 접착된다. 전극 조립체와 파우치가 결합되는 경우, 외부 단자 또는 장치와의 전기적 연결 등을 위하여 상기 양극 탭에서 연장된 양극 리드와 상기 음극탭에서 연장된 음극 리드의 일부는 외부로 노출된 형태로 결합되는 것이 일반적이다. 이와 관련하여 실시 형태에 따라 상기 전극 리드의 파우치에 대한 부착 내지 접착을 위하여 접착 필름이 추가적으로 사용될 수도 있다.After the electrode assembly is accommodated in the space formed by the pouch exterior member, the upper pouch and the sealing portion formed on the outer peripheral surface of the lower pouch are bonded to each other. When the electrode assembly and the pouch are coupled to each other, the positive electrode lead extended from the positive electrode tab and the negative electrode lead extended from the negative electrode tab are electrically connected to the external terminal or device in an exposed manner to be. In this regard, an adhesive film may be additionally used for attaching or adhering the electrode lead to the pouch according to the embodiment.

종래 기술의 일 양태에 따르면, 상부 파우치 및 하부 파우치를 구성하는 접착층, 알루미늄층 및 절연층이 동일한 실링부 길이를 갖도록 제작되어, 상부 파우치의 실링부와 하부 파우치의 실링부가 열융착 등에 의해 서로 접착됨으로써 파우치 내부의 전해액이 외부로 손실되거나 파우치 외부로부터 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하였다. 그러나, 폴리머 전지의 제조 공정이나 사용 동안에 크랙(crack)과 같은 틈이 실링부에 생기면, 이를 통해 전해액 손실이나 수분 침투가 발생하여 폴리머 전지가 손상되는 문제점이 발생하였다. According to one aspect of the prior art, the adhesive layer, the aluminum layer, and the insulating layer constituting the upper pouch and the lower pouch are fabricated to have the same sealing portion length so that the sealing portion of the upper pouch and the sealing portion of the lower pouch are bonded Thereby preventing the electrolyte inside the pouch from being lost to the outside or moisture from penetrating from the outside of the pouch into the inside. However, when cracks, such as cracks, are formed in the sealing part during the manufacturing process or use of the polymer battery, there is a problem that the polymer battery is damaged due to the electrolyte loss or moisture penetration.

이러한 문제점을 예방하기 위해 실링부 길이를 길게 하여 실링부의 접착 면적을 크게 함으로써 실링 효과를 개선하는 방법이 당업계에서 제안되었다. 그러나, 이 경우 실링부의 길이가 길어질수록 실링부가 차지하는 공간도 늘어나게 되므로 폴리머 전지가 불필요하게 커지는 다른 문제점이 발생하였다.To prevent this problem, a method for improving the sealing effect by increasing the sealing area length by increasing the sealing area of the sealing area has been proposed in the art. However, in this case, as the length of the sealing portion becomes longer, the space occupied by the sealing portion also increases, thereby causing another problem that the polymer battery becomes unnecessarily large.

또한, 폴리머 전지의 파우치 실링부는 다양한 공정에서 또는 전지의 사용 중에 여러 가지 이유로 손상을 입게 될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 조립체를 상기 파우치 내부에 수납하는 과정에서 전극 리드 등의 돌출 부위가 파우치 내부 폴리프로필렌이나 무연신 폴리프로필렌 층에 크랙 등의 손상을 주게 되고, 이에 상기 알루미늄층이 노출될 수 있다. 또는, 파우치를 실링하는 과정에서 외부로부터 열이 가해지는데, 이러한 열에 의해서도 실링부에 미세한 핀홀이 발생하거나 내상을 입어 절연층이나 접착층에 크랙이 발생할 수 있다. 이와 같이 실링부의 절연층이나 접착층에 손상이 발생하여 알루미늄층이 노출되는 경우 절연 파괴가 발생할 수 있다. 그런데, 이러한 절연 파괴는 폴리머 전지의 효율을 떨어뜨리고 고장을 일으킬 뿐만 아니라, 중대형 이차 전지와 같은 고전압 이차 전지의 경우 감전이나 누전 사고와 같은 안전 사고를 일으킬 염려가 있다.In addition, the pouch sealing portion of the polymer battery can be damaged in various processes or during use of the battery for various reasons. For example, in the process of housing the electrode assembly in the pouch, a protruding portion such as an electrode lead damages the polypropylene inside the pouch or the non-oriented polypropylene layer such as cracks, and the aluminum layer is exposed have. Alternatively, heat may be externally applied in the process of sealing the pouch. Such heat may cause fine pinholes in the sealing portion or may cause internal damage, which may cause cracks in the insulating layer or the adhesive layer. Insulation breakage may occur when the insulating layer or the adhesive layer of the sealing part is damaged and the aluminum layer is exposed. However, such insulation breakdown lowers the efficiency of the polymer battery and causes failure, and in the case of a high-voltage secondary battery such as a middle- or large-sized secondary battery, there is a fear of causing a safety accident such as an electric shock or a short circuit accident.

이에, KR 10-2012-0008297A에서는 상부 파우치 실링부의 길이와 하부 파우치 실링부의 길이를 서로 다르게 제작하며, 길이가 긴 실링부의 잔여 부분이 길이가 짧은 실링부 방향으로 접히도록 하였다. 그러나, 이러한 파우치는 제조 방법이 복잡한 단점이 있다.Thus, according to KR 10-2012-0008297A, the length of the upper pouch sealing portion and the length of the lower pouch sealing portion are made different from each other, and the remaining portion of the longer sealing portion is folded in the direction of the shorter sealing portion. However, such a pouch has a disadvantage in that the manufacturing method is complicated.

또한, KR 10-2007-0071251A에서는 노출된 부분을 절연시키기 위하여 절연 테이프를 사용하였다. 그러나, 이 방법 역시 많은 비용과 시간이 초래되는 단점이 있다.
In addition, in KR 10-2007-0071251 A, an insulating tape was used to insulate exposed portions. However, this method also has a disadvantage in that it is costly and time consuming.

본 발명에서는 간단한 방법에 의해 불필요한 부피 증가를 발생시키지 않으면서도 파우치 실링부의 실링 효과를 극대화시키는 폴리머 전지용 파우치의 제조방법 및 그로부터 제조된 파우치형 폴리머 전지를 제공한다.
The present invention provides a method for manufacturing a pouch for a polymer battery that maximizes the sealing effect of the pouch sealing portion without causing an unnecessary volume increase by a simple method and a pouch-shaped polymer battery produced from the method.

본 발명의 일 양태에 따르면, 전극 리드가 형성된 전극 조립체가 파우치 외장재에 수용되는 파우치형 폴리머 전지에 있어서, 상기 파우치 외장재는 상부 파우치 및 하부 파우치로 구성되어 있고, 상기 상부 파우치 및 하부 파우치 각각은 순차적으로 적층된 폴리올레핀계 수지층, 알루미늄층 및 나일론층을 포함하며 상부 파우치의 폴리올레핀계 수지층 및 하부 파우치의 폴리올레핀계 수지층의 접착에 의해 결합되어 상기 파우치 외장재의 외주면에서 실링부를 형성하고, 상기 실링부의 폴리올레핀계 수지층과 나일론층이 알루미늄층의 단부를 지나 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 폴리머 전지가 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a pouch type polymer battery in which an electrode assembly having an electrode lead is accommodated in a pouch outer casing, the pouch outer casing being composed of an upper pouch and a lower pouch, An aluminum layer and a nylon layer and being joined by adhesion of the polyolefin resin layer of the upper pouch and the polyolefin resin layer of the lower pouch to form a sealing portion on the outer peripheral surface of the pouch exterior member, There is provided a pouch-shaped polymer battery characterized in that a polyolefin-based resin layer and a nylon layer are extended over an end portion of the aluminum layer.

상기 상부 파우치 및 하부 파우치의 실링부는 1 mm 내지 10 mm의 길이를 가질 수 있다.The sealing portion of the upper pouch and the lower pouch may have a length of 1 mm to 10 mm.

상기 알루미늄층의 단부를 지나 연장되어 있는 실링부는 0 mm보다 크고 2 mm 이하인 길이를 가질 수 있다.The sealing portion extending beyond the end of the aluminum layer may have a length greater than 0 mm and no greater than 2 mm.

상기 폴리올레핀계 수지층이 폴리프로필렌, 염화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌과 아크릴산 공중합체 및 폴리프로필렌과 아크릴산의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다. The polyolefin-based resin layer may be one or a mixture of two or more selected from the group consisting of polypropylene, chlorinated polypropylene, polyethylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene and acrylic acid copolymer, and polypropylene and acrylic acid copolymer.

상기 실링부가 동일한 길이의 폴리올레핀계 수지층과 나일론층, 및 이보다 짧은 길이의 알루미늄층을 포함할 수 있다.The sealing portion may include a polyolefin-based resin layer and a nylon layer having the same length, and an aluminum layer having a shorter length.

상기 폴리올레핀계 수지층, 알루미늄층 및 나일론층 각각의 두께가 10 내지 40㎛이고, 알루미늄층의 두께는 5 내지 100㎛ 일 수 있다.The thickness of each of the polyolefin resin layer, the aluminum layer and the nylon layer may be 10 to 40 占 퐉, and the thickness of the aluminum layer may be 5 to 100 占 퐉.

본 발명의 일 양태에 따르면, 전극 리드가 형성된 전극 조립체가 파우치 외장재에 수용되는 파우치형 폴리머 전지를 제조하는 방법에 있어서, 폴리올레핀계 수지층, 알루미늄층 및 나일론층을 순차적으로 적층시키고, 상기 폴리올레핀계 수지층과 나일론층이 상기 알루미늄층 단부를 지나 연장되도록 상부 파우치 및 하부 파우치를 각각 형성하는 단계; 및 상기 상부 파우치의 폴리올레핀계 수지층 및 하부 파우치의 폴리올레핀계 수지층을 서로 접착시켜 실링부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 폴리머 전지의 제조 방법이 제공된다.
According to one aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a pouch type polymer battery in which an electrode assembly having an electrode lead is accommodated in a pouch outer casing, the method comprising: sequentially laminating a polyolefin resin layer, an aluminum layer and a nylon layer; Forming an upper pouch and a lower pouch such that a resin layer and a nylon layer extend beyond the end of the aluminum layer; And bonding the polyolefin resin layer of the upper pouch and the polyolefin resin layer of the lower pouch to each other to form a sealing part.

본 발명에 의하면, 폴리올레핀계 수지층 및 나일론층의 실링부 길이와 알루미늄 층의 실링부 길이를 다르게 제작하여 알루미늄층의 두께 단면까지도 폴리올레핀계 수지 및 나일론에 의해 보호되도록 함으로써 파우치 외장재의 실링이 개선되는 효과를 갖는다. According to the present invention, the length of the sealing portion of the polyolefin-based resin layer and the nylon layer is made different from the length of the sealing portion of the aluminum layer, so that even the cross-section of the aluminum layer is protected by the polyolefin resin and nylon, Effect.

또한, 본 발명에 따라 제작된 파우치는 폴리머 전지의 불필요한 부피 증가를 발생시키지 않을 뿐만 아니라, 부가적인 구성성분을 추가하거나 추가적인 단부 처리 등의 공정을 필요로 하지 않아 제작 공정 단순화로 인한 비용 절감의 이점도 기대할 수 있다.
In addition, the pouch manufactured according to the present invention not only does not cause an unnecessary increase in the volume of the polymer battery, but also does not require additional processes such as addition of additional components, or the like, You can expect.

도 1은 종래 기술에 따른 폴리머 전지용 파우치의 일 양태의 단면을 도식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 폴리머 전지용 파우치의 일 양태의 단면을 도식적으로 나타낸 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 schematically illustrates a cross-section of one embodiment of a pouch for a polymer battery according to the prior art.
2 schematically illustrates a cross-section of an embodiment of a pouch for a polymer battery according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only examples of the present invention, and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents And variations are possible.

본 발명에 따른 폴리머 전지용 파우치는 다층막으로 되어 있으며, 상기 다층막은 그 내부 표면이 열접착성 물질인 폴리올레핀계 수지로 형성되고 여기에 알루미늄층(Al/Aluminum layer) 및 나일론층 (Ny/Nylon layer)이 순차적으로 형성되어 있으며, 필요에 따라, 다른 구성성분으로 이루어진 층을 포함할 수도 있다.The pouch for a polymer battery according to the present invention is a multi-layered film. The inner surface of the pouch is formed of a polyolefin-based resin, which is a thermally adhesive material, and an Al / Aluminum layer and a Ny / Are sequentially formed and, if necessary, may include layers made of other constituent components.

상기 폴리올레핀계 수지층으로는 폴리프로필렌, 염화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌과 아크릴산 공중합체 및 폴리프로필렌과 아크릴산의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.As the polyolefin-based resin layer, a mixture of one or more selected from the group consisting of polypropylene, chlorinated polypropylene, polyethylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene and acrylic acid copolymer, and polypropylene and acrylic acid copolymer may be used .

도 1은 종래 기술에 따른 폴리머 전지용 파우치의 일 양태의 단면을 도식적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 폴리머 전지용 파우치의 일 양태의 단면을 도식적으로 나타낸 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic representation of a cross-section of one embodiment of a pouch for polymer batteries according to the prior art, and FIG. 2 diagrammatically illustrates a cross-section of an embodiment of a polymer battery pouch according to the present invention.

도 1 및 도 2는 설명의 편의를 위해 파우치 외장재(100, 200)만을 도시하고 있으며, 파우치 외장재(100, 200) 내부에 수용된 전극 집전체 등은 구체적으로 도시하고 있지 않다. 또한, 도 1 및 도 2는 상부 파우치(110, 210) 및 하부 파우치(120, 220)가 하면에서 실링되는 양태만을 도시하고 있으나, 이는 단지 예시를 위한 것이므로, 상부 파우치(110, 210) 및 하부 파우치(120, 220)가 실링되는 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.1 and 2 show only the pouch case 100 and 200 for the sake of convenience, and electrode collectors housed in the pouch case 100 and 200 are not shown in detail. 1 and 2 show only the manner in which the upper pouches 110 and 210 and the lower pouches 120 and 220 are sealed at the lower surface thereof. However, since the upper pouches 110 and 210 and the lower pouches 120 and 220 are only for illustrative purposes, The position where the pouches 120 and 220 are sealed is not limited thereto.

본 발명에 따른 파우치형 폴리머 전지의 파우치 외장재(200)는, 도 2를 참조하면, 상부 파우치(210) 및 하부 파우치(220)를 포함하고 있고, 이들은 결합하여 상기 파우치 외장재(200)의 외주면에서 실링부(211, 221)를 형성한다.2, the pouch exterior material 200 of the pouch-type polymer battery according to the present invention includes an upper pouch 210 and a lower pouch 220. The pouch exterior material 200 is joined to the outer periphery of the pouch exterior material 200 Sealing portions 211 and 221 are formed.

폴리올레핀계 수지층(211c, 221c)은 상부 파우치(210)와 하부 파우치(220)를 상호 결합시키는 접착층이며, 상기 수지층(211c, 221c)을 중심으로 알루미늄층(211b, 221b) 및 나일론층(211a, 221a)이 순차적으로 적층된다. The polyolefin resin layers 211c and 221c are bonding layers for bonding the upper pouch 210 and the lower pouch 220 to each other and are formed of aluminum layers 211b and 221b and a nylon layer 211a, and 221a are sequentially stacked.

알루미늄층(211b, 221b)은 폴리올레핀계 수지층(211c, 221c)보다 짧은 실링부 길이를 갖고, 이 때문에, 알루미늄층(211b, 221b)은 폴리올레핀계 수지층(211c, 221c)에 의해 형성된 최말단부에 못미쳐 종결된다 (도 2 참조). The aluminum layers 211b and 221b have a shorter sealing length than the polyolefin resin layers 211c and 221c and therefore the aluminum layers 211b and 221b are formed in the polyolefin resin layers 211c and 221c, (See FIG. 2).

나일론층(211a, 221a)은 폴리올레핀계 수지층(211c, 221c)과 동일한 길이의 실링부를 형성하도록 하는 길이를 가져, 알루미늄층(211b, 221b) 이후에 적층되므로, 실링부의 일정 지점까지는 알루미늄층(211b, 221b)에 직접 적층되어 있으나, 상기 일정 지점 이후부터 최말단부까지는 폴리올레핀계 수지층(211c, 221c)에 직접 적층되어 있다.The nylon layers 211a and 221a have a length to form a sealing portion having the same length as the polyolefin resin layers 211c and 221c and are stacked after the aluminum layers 211b and 221b. 211b, and 221b. However, the laminate is directly laminated on the polyolefin-based resin layers 211c and 221c from the predetermined point to the distal end.

그 결과, 나일론층(211a, 221a)과 폴리올레핀계 수지층(211c, 221c)이 알루미늄층(211b, 221b)의 단부를 지나 연장되어 결합되어서 실링부를 형성하므로, 알루미늄층(211b, 221b)의 단부가 나일론층(211a, 221a)과 폴리올레핀계 수지층(211c, 221c)에 의해 둘러싸여 보호되는 구조를 갖게 되고, 이로써 실링 효과, 즉, 밀폐 효과가 향상될 수 있다.As a result, the nylon layers 211a and 221a and the polyolefin-based resin layers 211c and 221c are extended beyond the end portions of the aluminum layers 211b and 221b to form a sealing portion, Is protected by being surrounded by the nylon layers 211a and 221a and the polyolefin-based resin layers 211c and 221c. Thus, the sealing effect, that is, the sealing effect can be improved.

본원 명세서에서 나일론층과 폴리올레핀계 수지층이 ‘알루미늄층의 단부를 지나 연장’되어 실링부를 형성한다고 할 때, 상기 실링부에는 알루미늄층이 포함되어 있지 않음을 의미한다.In the present specification, when the nylon layer and the polyolefin-based resin layer extend beyond the end of the aluminum layer to form a sealing portion, it means that the sealing portion does not include the aluminum layer.

보다 구체적으로, 본 발명에 따르면 폴리올레핀계 수지층(211c, 221c), 알루미늄층(211b, 221b) 및 나일론층(211a, 221a)을 모두 포함하는 실링부(211, 221)의 길이는 특별히 한정되는 것은 아니나, 일반적으로 대략 1 mm 내지 10 mm 정도이다. 상기 실링부의 길이가 상기 범위를 만족하는 경우, 다층막의 강도가 보다 더 개선될 수 있고, 불필요한 부피 증가를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 폴리올레핀계 수지층(211c, 221c) 및 나일론층(211a, 221a)이 알루미늄층(211b, 221b) 단부를 지나 연장되어 형성된 실링부, 즉, 알루미늄층(211b, 221b)을 포함하지 않는 실링부의 길이는 알루미늄 층의 실링 효과를 달성하기 위해 0 mm 을 초과하는 범위에서 알루미늄 층보다 더 길게 설계되어야 하며, 바람직하게는 0.5 mm 이상 길게 설계될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 mm의 길이로 설계될 수 있다. 예시적으로, 알루미늄층(211b, 221b)을 포함하지 않는 실링부의 길이는 0.5 mm일 수 있다. 상기 알루미늄층 단부를 지나 연장된 실링부의 길이가 상기 범위를 만족하는 경우, 알루미늄층 단면 보호 및 밀폐 기능의 효과가 개선되고, 폴리머 전지의 부피를 불필요하게 증가시키는 문제를 방지할 수 있다. More specifically, according to the present invention, the lengths of the sealing portions 211 and 221 including both the polyolefin-based resin layers 211c and 221c, the aluminum layers 211b and 221b, and the nylon layers 211a and 221a are particularly limited However, it is generally about 1 mm to 10 mm. When the length of the sealing portion satisfies the above range, the strength of the multilayer film can be further improved, and an unnecessary volume increase can be prevented. According to the present invention, the polyolefin resin layers 211c and 221c and the nylon layers 211a and 221a form a sealing part formed by extending the end of the aluminum layers 211b and 221b, that is, the aluminum layers 211b and 221b The length of the sealing portion which does not include should be designed to be longer than the aluminum layer in the range exceeding 0 mm to achieve the sealing effect of the aluminum layer, preferably designed to be longer than 0.5 mm, Can be designed to have a length of 2 mm. Illustratively, the length of the sealing portion not including the aluminum layers 211b and 221b may be 0.5 mm. When the length of the sealing portion extending beyond the end of the aluminum layer satisfies the above range, the effect of the aluminum layer side protection and sealing function is improved and the problem of unnecessarily increasing the volume of the polymer battery can be avoided.

상기와 같은 구조에 의해, 예를 들어, 상부 파우치 실링부(211)와 하부 파우치 실링부(221) 사이에 홀 또는 틈이 생기더라도, 알루미늄층(211b, 221b)이 나일론층(211a, 221a) 및 폴리올레핀계 수지층(211c, 221c) 사이에 덮여있으므로 파우치의 실링이 추가로 확보될 수 있다. 따라서, 파우치 외장재(200) 내부로의 수분 침투나 파우치 외장재(200) 외부로의 전해액 유출을 효과적으로 방지할 수 있다.The aluminum layers 211b and 221b are separated from the nylon layers 211a and 221a even if holes or gaps are formed between the upper pouch sealing portion 211 and the lower pouch sealing portion 221, And the polyolefin resin layers 211c and 221c, sealing of the pouch can be additionally secured. Therefore, it is possible to effectively prevent moisture infiltration into the inside of the pouch case member 200 and electrolytic solution outflow from the outside of the pouch case member 200.

반면, 종래 기술을 나타내는 도 1에 따르면, 실링부 단부를 형성하는 나일론층(111a, 121a), 알루미늄층(111b, 121b) 및 폴리올레핀계 수지층(111c, 121c)은 모두 동일한 길이의 실링부(111, 121)를 갖는다. 도 1에서 알루미늄층(111b, 121b)의 상하 단면은 접착층이나 절연층으로 덮여있으나, 두께 단면은 노출되는 구조를 갖게 된다.1, the nylon layers 111a and 121a, the aluminum layers 111b and 121b, and the polyolefin-based resin layers 111c and 121c, which form the end portion of the sealing portion, 111, and 121, respectively. In FIG. 1, the upper and lower end faces of the aluminum layers 111b and 121b are covered with an adhesive layer or an insulating layer, but have a structure in which the thickness section is exposed.

본 발명에 따른 파우치형 폴리머 전지는 다음 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다:The pouch-type polymer battery according to the present invention can be manufactured by a method including, but not limited to, the following steps:

(S1) 실링부 길이가 동일한 폴리올레핀계 수지층(211c, 221c)과 나일론층(211a, 221a), 및 이보다 짧은 실링부 길이를 갖는 알루미늄층(211b, 221b)을 제공하는 단계; (S2) 폴리올레핀계 수지층(211c, 221c), 알루미늄층(211b, 221b) 및 나일론층(211a, 221a)을 순차적으로 적층시켜서 상부 파우치(210) 및 하부 파우치(220) 각각을 형성하는 단계; 및 (S3) 상부 파우치 실링부(211)와 하부 파우치 실링부(221)를 서로 접착시키는 단계.(S1) providing a polyolefin-based resin layer (211c, 221c) and nylon layers (211a, 221a) having the same sealing portion length and aluminum layers (211b, 221b) having a shorter sealing portion length; (S2) stacking sequentially the polyolefin resin layers 211c and 221c, the aluminum layers 211b and 221b and the nylon layers 211a and 221a to form the upper pouch 210 and the lower pouch 220, respectively; And (S3) bonding the upper pouch sealing portion 211 and the lower pouch sealing portion 221 to each other.

본원 명세서에서 ‘폴리올레핀계 수지층’은 폴리프로필렌, 염화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌과 아크릴산 공중합체 및 폴리프로필렌과 아크릴산의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하며, 염화 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌과 아크릴산의 공중합체인 것이 더욱 바람직하다. 상기 폴리올레핀계 수지층은 열접착성과 절연성을 가짐으로써 상기 전지 셀을 전기적으로 실드시키는 역할을 한다.In the present specification, the 'polyolefin resin layer' is preferably any one selected from the group consisting of polypropylene, chlorinated polypropylene, polyethylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene and acrylic acid copolymer, and copolymers of polypropylene and acrylic acid. More preferably, it is a copolymer of polypropylene or polypropylene and acrylic acid. The polyolefin-based resin layer has thermal adhesion and insulating properties to electrically shield the battery cells.

본원 명세서에서 ‘알루미늄층’은 전지 내부로 수분이나 공기 등이 침투하는 것을 방지하며, 상기 다층막의 강도를 유지하는 기재(基材)의 역할을 한다.In the present specification, the 'aluminum layer' serves to prevent penetration of water or air into the inside of the battery, and serves as a base material for maintaining the strength of the multilayered film.

본원 명세서에서 ‘나일론층’은 소정의 경도와 연성과 절연성을 가짐으로써 그 내부층을 보호하는 역할을 한다.As used herein, the term 'nylon layer' has a predetermined hardness and ductility and insulation to protect the inner layer.

본 발명에서 폴리올레핀계 수지층, 알루미늄층 및 나일론층 각각의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니나, 폴리올레핀계 수지층, 알루미늄층 및 나일론층 각각의 두께는 10 내지 40㎛이며, 알루미늄층의 두께는 5 내지 100㎛인 것이 바람직하다In the present invention, the thickness of each of the polyolefin resin layer, the aluminum layer and the nylon layer is not particularly limited, but the thickness of each of the polyolefin resin layer, the aluminum layer and the nylon layer is 10 to 40 탆, Mu] m

또한, 상기 각 층간의 각 계면(界面)은 강력한 접착제를 사용, 접착하여 접착강도와 인장강도 등을 향상시킴으로써 장시간 경과시 전해액 침투로 인하여 다층막의 각 층간이 떨어지는 분리, 탈리현상, 낙하 등으로 인한 외부충격으로 인하여 파우치가 훼손되는 것을 방지할 수 있다. 사용가능한 접착제의 구체적인 예로는 우레탄계 수지류가 포함된 접착제 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, each interface (interface) between the above-described layers is bonded by using a strong adhesive to improve the adhesive strength and tensile strength. As a result, due to separation, detachment and dropping of the respective layers of the multi- It is possible to prevent the pouch from being damaged due to an external impact. Specific examples of usable adhesives include adhesives containing urethane-based resins, but the present invention is not limited thereto.

상기 파우치의 외부로 노출된 상기 양극 리드와 음극 리드는 상기 외곽포장용기에 설치되어 외부로 전기적으로 연결되는 단자부의 내부노출부에 용접된다.The cathode lead and the cathode lead exposed to the outside of the pouch are welded to an inside exposed portion of a terminal portion provided in the outer packaging container and electrically connected to the outside.

전지 셀을 이루는 양극판과 음극판의 일측에는 양극 탭과 음극 탭이 형성되어 있고, 양극 탭 및 음극 탭은 일정한 간격을 두고 나란하게 배치된다. 상기 각 탭들은 양극 리드와 음극 리드에 연결됨으로써 외부 회로와 접속된다. A positive electrode tab and a negative electrode tab are formed on one side of the positive electrode plate and the negative electrode plate forming the battery cell, and the positive electrode tab and the negative electrode tab are arranged side by side at regular intervals. Each of the taps is connected to the cathode lead by connecting the cathode lead to the cathode lead.

상술한 전지 셀, 및 양극 리드와 음극 리드는 파우치에 의해 밀봉된다. 이러한 밀봉작업을 위하여 양극 리드와 음극 리드는 수직 방향으로 정렬되며 각각의 탭들은 다수개가 합쳐져서 두께가 두꺼우므로 상기 리드만 외부로 인출하기 위하여 "V" 자 형태로 벤딩되어 정렬된다. The battery cell and the positive electrode lead and negative electrode lead described above are sealed by the pouch. In order to perform such a sealing operation, the positive electrode lead and the negative electrode lead are aligned in the vertical direction, and a plurality of the tabs are combined and thick, so that the lead is bent and aligned in a "V"

또한, 이때 전지 셀과 외부와의 전기적인 연결을 위하여 양극 리드와 음극 리드의 일부가 파우치의 외부로 소정길이 노출된 상태에서 상기 파우치에 의해 밀봉된다.At this time, for the electrical connection between the battery cell and the outside, a part of the positive electrode lead and the negative electrode lead are sealed by the pouch in a state where a predetermined length is exposed to the outside of the pouch.

이상과 같이, 본 발명은 비록 예시적인 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the exemplary embodiments and that those skilled in the art, And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

100, 200: 파우치 외장재
110, 210: 상부 파우치
120, 220: 하부 파우치
111, 211: 상부 파우치 실링부
121, 221: 하부 파우치 실링부
111a, 121a, 211a, 221a: 나일론층
111b, 121b, 211b, 221b: 알루미늄층
111c, 121c, 211c, 221c: 폴리올레핀계 수지층100, 200: Pouch Exterior Material
110, 210: upper pouch
120, 220: Lower pouch
111, 211: upper pouch sealing portion
121, 221: Lower pouch sealing part
111a, 121a, 211a, 221a: nylon layer
111b, 121b, 211b, 221b: an aluminum layer
111c, 121c, 211c, and 221c: A polyolefin-based resin layer

Claims (7)

전극 리드가 형성된 전극 조립체가 파우치 외장재에 수용되는 파우치형 폴리머 전지에 있어서,
상기 파우치 외장재는 상부 파우치 및 하부 파우치로 구성되어 있고,
상기 상부 파우치 및 하부 파우치 각각은 순차적으로 적층된 폴리올레핀계 수지층, 알루미늄층 및 나일론층을 포함하며 상부 파우치의 폴리올레핀계 수지층 및 하부 파우치의 폴리올레핀계 수지층의 접착에 의해 결합되어 상기 파우치 외장재의 외주면에서 실링부를 형성하고,
상기 실링부의 폴리올레핀계 수지층과 나일론층이 알루미늄층의 단부를 지나 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 파우치형 폴리머 전지.
A pouch type polymer battery in which an electrode assembly having an electrode lead is accommodated in a pouch outer casing,
The pouch exterior material is composed of an upper pouch and a lower pouch,
The upper pouch and the lower pouch each include a polyolefin-based resin layer, an aluminum layer and a nylon layer which are sequentially stacked, and are joined by adhesion of a polyolefin-based resin layer of an upper pouch and a polyolefin- A sealing portion is formed on the outer peripheral surface,
Wherein the polyolefin-based resin layer and the nylon layer of the sealing portion extend beyond an end portion of the aluminum layer.
제1항에 있어서,
상기 상부 파우치 및 하부 파우치의 실링부가 1 mm 내지 10 mm의 길이를 가짐을 특징으로 하는 파우치형 폴리머 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the sealing portion of the upper pouch and the lower pouch has a length of 1 mm to 10 mm.
제1항에 있어서,
상기 알루미늄층의 단부를 지나 연장되어 있는 실링부가 0 mm보다 크고 2 mm 이하의 길이를 가짐을 특징으로 하는 파우치형 폴리머 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the sealing portion extending beyond the end of the aluminum layer has a length greater than 0 mm and no greater than 2 mm.
제1항에 있어서,
상기 폴리올레핀계 수지층이 폴리프로필렌, 염화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌과 아크릴산 공중합체 및 폴리프로필렌과 아크릴산의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물임을 특징으로 하는 파우치형 폴리머 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the polyolefin resin layer is one or a mixture of two or more selected from the group consisting of polypropylene, chlorinated polypropylene, polyethylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene and acrylic acid copolymer, and polypropylene and acrylic acid copolymer. Type polymer battery.
제1항에 있어서,
상기 실링부가 동일한 길이의 폴리올레핀계 수지층과 나일론층, 및 이보다 짧은 길이의 알루미늄층을 포함함을 특징으로 하는 파우치형 폴리머 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the sealing portion includes a polyolefin-based resin layer and a nylon layer having the same length, and an aluminum layer having a shorter length than the nylon layer.
제1항에 있어서,
상기 폴리올레핀계 수지층, 알루미늄층 및 나일론층 각각의 두께가 10 내지 40㎛이고, 알루미늄층의 두께는 5 내지 100㎛ 인 것을 특징으로 하는 파우치형 폴리머 전지.
The method according to claim 1,
Wherein the polyolefin resin layer, the aluminum layer and the nylon layer each have a thickness of 10 to 40 占 퐉 and the aluminum layer has a thickness of 5 to 100 占 퐉.
전극 리드가 형성된 전극 조립체가 파우치 외장재에 수용되는 파우치형 폴리머 전지를 제조하는 방법에 있어서,
폴리올레핀계 수지층, 알루미늄층 및 나일론층을 순차적으로 적층시키고, 상기 폴리올레핀계 수지층과 나일론층이 상기 알루미늄층 단부를 지나 연장되도록 상부 파우치 및 하부 파우치를 각각 형성하는 단계; 및
상기 상부 파우치의 폴리올레핀계 수지층 및 하부 파우치의 폴리올레핀계 수지층을 서로 접착시켜 실링부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 폴리머 전지의 제조 방법.

A method of manufacturing a pouch-type polymer battery in which an electrode assembly having an electrode lead is accommodated in a pouch outer casing,
Forming an upper pouch and a lower pouch so that the polyolefin resin layer and the nylon layer extend over the end of the aluminum layer, respectively, and sequentially stacking the polyolefin resin layer, the aluminum layer, and the nylon layer; And
And bonding the polyolefin resin layer of the upper pouch and the polyolefin resin layer of the lower pouch to each other to form a sealing portion.

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