KR20150142864A - 실 테이프 - Google Patents

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KR20150142864A
KR20150142864A KR1020140071334A KR20140071334A KR20150142864A KR 20150142864 A KR20150142864 A KR 20150142864A KR 1020140071334 A KR1020140071334 A KR 1020140071334A KR 20140071334 A KR20140071334 A KR 20140071334A KR 20150142864 A KR20150142864 A KR 20150142864A
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양세우
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원은 실 테이프, 전극 조립체 및 이차전지에 관한 것으로, 상기 실 테이프는 인쇄 코팅층을 적용하여 색을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 전지 내에서 부반응을 일으켜 전지 성능에 영향을 줄 수 있는 성분의 함량을 최소화하여 전지의 성능 및 안정성에 영향이 없어 이차 전지용 실 테이프로 사용될 수 있다.

Description

실 테이프{SEAL TAPE}
본 출원은 실 테이프, 전극 조립체 및 이차전지에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능하고, 휴대폰, 노트북 컴퓨터 또는 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다.
리튬 이차 전지는 전자 장비의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 약 3배의 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 급속도로 증가되는 추세에 있다.
리튬 이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류될 수 있으며, 상기 캔형 이차 전지는 다시 금속 캔의 형태에 따라 원통형 전지와 각형 전지로 분류될 수 있다.
상기 원통형 전지는 양극판과 음극판, 그리고 세퍼레이터를 적층시켜 권취시키는데, 이러한 전극 조립체의 최외곽 종단부, 즉 권취 단부에 실 테이프(seal tape)가 부착되어 전극 조립체가 풀리지 않고 권취된 상태가 유지되도록 한다.
특허문헌 1은 실 테이프에 대한 기술을 개시하고 있다.
특허 문헌 1: 대한민국공개특허 제10-2009-0105619호
본 출원은 실 테이프, 전극 조립체 및 이차전지를 제공한다.
예시적인 실 테이프는 기재층 및 상기 기재층상에 형성되어 있는 점착층을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 기재층은 아크릴 필름, 폴리올레핀 필름, 폴리아미드 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리우레탄 필름, 셀룰로오스 아세테이트 필름 및 폴리에스테르 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 필름을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 기재층으로 폴리우레탄 필름이 사용되는 경우, 폴리우레탄 필름의 단일층이거나 혹은 적어도 폴리우레탄 필름을 포함하는 다층일 수 있다. 또한, 상기 폴리우레탄 필름으로는 일축 또는 이축 연신된 필름이거나, 혹은 무연신된 필름을 사용할 수 있다.
상기 폴리우레탄 필름으로는, 폴리에스테르 TPU 필름, 폴리에테르 TPU 필름 또는 폴리카프로락톤 TPU 필름 등이 알려져 있고, 이러한 필름 중에서 적절한 종류가 선택될 수 있으나, 폴리에스테르 TPU 필름의 사용이 적절할 수 있다. 또한, 폴리우레탄 필름으로는 방향족(aromatic) 계열 또는 지방족(aliphatic) 계열의 열가소성 폴리우레탄 필름을 사용할 수 있다.
상기 폴리우레탄 필름으로는 폴리올 화합물, 예를 들면, 폴리에스테르 폴리올 화합물, 사슬 연장제(chain extender) 및 이소시아네이트 화합물, 예를 들면, 방향족 또는 지방족 디이소시아네이트 화합물을 포함하는 혼합물의 반응물을 사용할 수 있고, 소프트 체인을 형성하는 폴리올 화합물과 하드 체인을 형성하는 사슬 연장제 및 이소시아네이트 화합물의 비율이나 종류 등을 조절하여 목적하는 물성의 폴리우레탄 필름을 제공할 수 있다.
상기 기재층으로서, 폴리에스테르 필름을 사용하는 경우에는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나트탈레이트 필름 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 필름을 사용할 수 있으며, 상기 기재층으로서, 셀룰로오스계 기재층을 사용하는 경우에는, 예를 들면, 셀룰로오스 아세테이트 수지 또는 셀룰로오스 알킬레이트 수지를 포함하는 기재층으로서, 상기 수지를 포함하는 혼합물을 압출 또는 캐스팅 공정에 적용하여 제조된 기재층을 사용할 수 있다. 상기에서 셀룰로오스 알킬레이트로는, 예를 들면, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 또는 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트(cellulose acetate butylate) 등을 사용할 수 있다.
상기 기재층의 형상은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 필름 또는 시트 형상일 수 있다. 또한, 상기 필름 또는 시트 형상의 기재층은 사각형, 원형, 삼각형 또는 무정형 등의 형상을 가질 수 있다.
상기 화합물을 사용하여 기재층을 제조하는 방식은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상기 화합물 및 필요에 따라 공지의 첨가제를 포함하는 원료를 압출 또는 캐스팅과 같은 통상의 필름 또는 시트 성형 방식을 적용할 수 있다.
상기 기재층이 시트 또는 필름 형상인 경우, 기재층의 두께는, 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 10㎛ 내지 200㎛, 15㎛ 내지 100㎛, 15㎛ 내지 50㎛, 15㎛ 내지 40㎛, 15㎛ 내지 30㎛ 또는 15㎛ 내지 20㎛일 수 있다. 상기 기재층의 두께를 전술한 범위 내에서 적절하게 조절하여 전지 내 반응 공간을 줄여 전지의 성능을 높일 수 있는 이점이 있다.
본 출원의 상기 점착층은 전술한 상기 기재층상에 형성될 수 있다.
상기 점착층은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 아크릴 점착제, 우레탄 점착제, 에폭시 점착제, 실리콘 점착제 및 고무계 점착제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 아크릴 점착제를 사용할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 아크릴 점착제는 다관능성 가교제에 의해 가교된 아크릴 중합체를 포함할 수 있다.
상기 아크릴 중합체는, 예를 들면, (메타)아크릴산 에스테르 단량체 및 가교성 관능기를 가지는 공중합성 단량체를 중합된 형태로 포함하는 것일 수 있다. 상기에서 각 단량체의 중량 비율은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 목적하는 전지의 성능 및 안정성을 고려하여 설계될 수 있다.
상기 아크릴 중합체에 포함되는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체로는, 예를 들면, 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있고, 점착제의 응집력이나, 유리전이온도 또는 점착성 등을 고려하여, 탄소수가 1 내지 14인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 이러한 단량체로는, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및 테트라데실 (메타)아크릴레이트 등의 1종 또는 2종 이상이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
가교성 관능기를 가지는 공중합성 단량체는, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 또는 중합체에 포함되는 다른 단량체와 공중합될 수 있고, 공중합된 후에 중합체의 주쇄에 다관능성 가교제와 반응할 수 있는 가교점을 제공할 수 있는 단량체이다. 상기에서 가교성 관능기는 히드록시기, 카복실기, 이소시아네이트기, 글리시딜기 또는 아미드기 등일 수 있으며, 경우에 따라서는 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기 등과 같은 광가교성 관능기일 수 있다. 광가교성 관능기의 경우, 상기 공중합성 단량체에 의해 제공된 가교성 관능기에 광가교성 관능기를 가지는 화합물을 반응시켜 도입할 수 있다. 점착제의 제조 분야에서는 목적하는 관능기에 따라서 사용할 수 있는 다양한 공중합성 단량체가 공지되어 있다. 이러한 단량체의 예로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등과 같은 히드록시기를 가지는 단량체; (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산 및 말레산 무수물 등과 같은 카복실기를 가지는 단량체; 글리시딜 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 단량체는 1종 또는 2종 이상이 중합체에 포함되어 있을 수 있다.
상기 아크릴 중합체는 필요에 따라서 다른 기능성 공단량체를 중합된 형태로 추가로 포함할 수 있는데, 그 예로는, 하기 화학식 1로 표시되는 단량체를 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 식에서, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬을 나타내고, R4는 시아노; 알킬로 치환 또는 비치환된 페닐; 아세틸옥시; 또는 COR5를 나타내며, 이 때 R5는 알킬 또는 알콕시알킬로 치환 또는 비치환된 아미노 또는 글리시딜옥시를 나타낸다.
상기 식의 R1 내지 R5의 정의에서 알킬 또는 알콕시는 탄소수 1 내지 8의 알킬 또는 알콕시를 의미하며, 바람직하게는 메틸, 에틸, 메톡시, 에톡시, 프로폭시 또는 부톡시이다.
상기 화학식 1의 단량체의 구체적인 예로는 (메타)아크릴로니트릴, N-메틸 (메타)아크릴아미드, N-부톡시 메틸 (메타)아크릴아미드, 스티렌, 메틸 스티렌, 또는 비닐 아세테이트 등의 카복실산의 비닐 에스테르 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아크릴 중합체는, 예를 들면 용액 중합(solution polymerization), 광중합(photo polymerization), 괴상 중합(bulk polymerization), 현탁 중합(suspension polymerization) 또는 유화 중합(emulsion polymerization) 등을 통하여 제조할 수 있다.
점착층에서 상기 아크릴 중합체를 가교시키고 있는 다관능성 가교제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제, 금속 킬레이트 가교제 또는 광가교제 등의 공지의 가교제 중에서 중합체에 존재하는 가교성 관능기의 종류에 따라 적절한 가교제가 선택될 수 있다. 상기에서 이소시아네이트 가교제의 예로는 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트 등과 같은 디이소시아네이트나, 상기 디이소시아네이트와 폴리올과의 반응물 등을 들 수 있고, 상기에서 폴리올로는 트리메틸롤 프로판 등이 사용될 수 있다. 에폭시 가교제로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 또는 글리세린 디글리시딜에테르 등을 사용할 수 있고, 아지리딘 가교제로는, N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌 멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 또는 트리-1-아지리디닐포스핀옥시드 등을 들 수 있으며, 금속 킬레이트 가교제로는, 아세틸 아세톤 또는 아세토아세트산 에틸 등의 화합물에 다가 금속이 배위된 화합물을 들 수 있고, 상기에서 다가 금속으로는 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 또는 바나듐 등을 들 수 있으며, 광가교제로는 다관능성 아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 상기에서 중합체에 포함되어 있는 가교성 관능기의 종류를 고려하여, 1종 또는 2종 이상의 가교제가 사용될 수 있다.
점착층에서 상기 다관능성 가교제의 중량 비율은, 예를 들면, 목적하는 전지의 성능 및 안정성을 고려하여 조절할 수 있다.
상기와 같은 점착층은, 예를 들면, 상기와 같은 아크릴 중합체와 다관능성 가교제를 배합한 코팅액을 코팅하고, 적정한 조건에서 상기 아크릴 중합체와 다관능성 가교제의 가교 반응을 유도하여 형성할 수 있다.
상기 점착층에는 목적하는 효과에 영향을 미치지 않는 범위에서, 커플링제, 점착성 부여제, 에폭시 수지, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면 활성제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제가 추가로 포함되어 있을 수 있다.
상기 기재층상에 전술한 점착층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 목적하는 점착층의 종류에 따라서 상술한 점착제의 성분을 적절하게 배합한 점착제 조성물이나 상기 조성물을 사용하여 제조한 점착 코팅액을 바 코터 등의 수단으로 인쇄 코팅층상에 코팅하고, 이를 경화시킴으로써 형성할 수 있다. 점착제 조성물 또는 점착 코팅액의 경화는, 물리적 또는 화학적 반응을 거쳐서 점착제 조성물이 점착 성능을 발현할 수 있는 상태로 변화되는 과정을 의미한다. 이와 같은 경화는 사용된 조성물의 조성에 따라서 상기 조성물을 소정 온도에서 일정 시간 동안 유지하거나, 혹은 조성물에 자외선과 같은 전자기파를 조사하는 방식 등으로 수행될 수 있고, 이러한 방식은 점착제의 제조 분야에서 다양하게 공지되어 있으며, 공지된 방식을 적절하게 채용할 수 있다.
상기 점착층의 두께는 1㎛ 내지 100㎛, 1㎛ 내지 75㎛, 1㎛ 내지 50㎛, 1㎛ 내지 25㎛, 1㎛ 내지 10㎛, 2㎛ 내지 9㎛ 또는 3㎛ 내지 8㎛일 수 있다. 상기 점착층의 두께를 전술한 범위 내에서 조절하여, 충분한 점착력 등을 발휘할 수 있음과 동시에 전지 내 반응 공간을 줄여 전지의 성능을 높일 수 있는 이점이 있다.
본 출원에 따른 실 테이프는 상기 기재층과 점착층 사이에 형성된 인쇄 코팅층을 포함할 수 있다.
도 1은 본 출원에 따른 실 테이프의 구조를 바람직하게 구현한 예로서, 기재층(10); 상기 기재층(10)상에 형성된 인쇄 코팅층(20); 및 상기 인쇄 코팅층(20)상에 순차적으로 형성된 점착층(30)을 포함하는 실 테이프를 모식적으로 나타낸 것이다.
상기 인쇄 코팅층에 도포될 수 있는 인쇄 코팅액은 공지된 방법으로 형성할 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 인쇄 코팅층에 포함될 수 있는 유기 또는 무기계 안료나 유기 또는 무기계 염료를 분쇄하여 용융된 수지와 기계적으로 배합하는 용융분산법; 또는 상기 유기 또는 무기계 안료나 유기 또는 무기계 염료를 밀링하여 미세 입자로 만든 후, 분산제 및 바인더와 혼합하여 제조한 현탁액을 사용하는 방법으로 형성할 수 있다.
다른 예시에서, 상기 유기 또는 무기계 안료를 인쇄 코팅액의 재료로 사용하는 경우 바인더 및 수지 이외에도 기타 첨가제로서 분산제 또는 경화제 등을 추가로 포함하여 형성할 수 있다. 상기 바인더는 포함된 안료를 보다 잘 분산될 수 있도록 하는 역할을 하며 수지와 혼합된 형태로 사용될 수 있다. 또한, 상기 수지는 공지된 수지로서 셀룰로오스계 수지, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 에스터계 수지 또는 에폭시계 수지 등 다양한 종류의 수지를 제한없이 사용할 수 있다.
상기 인쇄 코팅층은 실 테이프에 적용될 경우 색을 부여할 수 있으며, 이를 위해 염소 원소와 같은 무기물을 포함할 수 있다.
상기 인쇄 코팅층에 포함된 염소 원소의 함량은 적을수록 전지 내에서 불필요한 부반응이 발생하는 현상을 방지할 수 있어, 특별히 하한은 제한되지 않으나, 예를 들어 상기 인쇄 코팅층에 포함된 염소 원소의 함량은 30ppm 미만, 20ppm 미만 또는 10ppm 미만으로 포함할 수 있다. 상기 인쇄 코팅층에 포함된 염소 원소의 함량을 전술한 범위 내에서 조절하여, 전지에 색을 부여함에도 전지 내에서 발생 가능한 부반응을 효과적으로 방지할 수 있어 전지의 성능 및 안정성을 높일 수 있다.
상기 인쇄 코팅층은 전지 성능에 영향을 줄 수 있는 전지 내의 부반응을 일으키지 않는 한, 어떠한 성분이라도 포함할 수 있으며, 예를 들어 유기계 안료, 무기계 안료, 유기계 염료 또는 무기계 염료를 추가적으로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 인쇄 코팅층은 무기계 안료 또는 무기계 염료를 포함할 수 있으며, 상기 무기계 안료 또는 무기계 염료로서는, 특별히 제한되는 것은 아니나,
상기 무기계 안료 또는 무기계 염료는 플루오르(F), 사산화황(SO4), 질산염(NO3), 금속 및 상기 금속의 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 금속으로는 예를 들어, 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 코발트(Co), 철(Fe), 지르코늄(Zr), 망간(Mn), 아연(Zn), 티타늄(Ti), 납(Pb), 구리(Cu) 또는 크롬(Cr) 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 인쇄 코팅층의 두께는 0.1㎛ 내지 10㎛, 0.25㎛ 내지 7.5㎛ 또는 0.5㎛ 내지 5㎛일 수 있다. 상기 인쇄 코팅층의 두께를 전술한 범위 내에서 조절하여, 추후 전극 조립체에 적용될 경우 두께 증가로 인한 전지케이스에 삽입 시 공정성 저하로 인한 전극 조립체의 손상 및 동일 규격의 크기에서 용량 저하를 방지할 수 있다.
본 출원은 또한, 상기 실 테이프가 부착되어 있는 전극 조립체에 관한 것이다.
상기 전극 조립체의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 이 분야에서 사용되는 일반적인 조립체가 모두 포함될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 전극 조립체는 이차 전지, 예를 들면 리튬 이차 전지용 전극 조립체일 수 있다.
전극 조립체는 양극판; 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함하는 것이고, 상기 방법에서 상기 실 테이프는 상기 점착층을 매개로 상기 전극 조립체에 외주면에 부착될 수 있다. 상기 전극 조립체는, 경우에 따라 젤리롤 형상으로 권취되어 있을 수 있다.
양극판은 도전성이 우수한 금속 박판 등으로 구성되는 양극 집전체; 및 상기 양극 집전체의 표면에 코팅되어 있는 양극 활물질층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 양극판의 양 말단에는 상기 양극활물질이 코팅되지 않은 영역이 형성되어 있고, 그 영역에는 전극 조립체의 상부 또는 하부로 소정의 길이로 돌출되어 있는 양극 탭이 부착되어 있을 수 있다. 양극 탭은 상기 전극 조립체와 전지의 다른 부분을 전기적으로 연결하는 역할을 할 수 있다.
또한, 음극판은, 전도성 금속 박판 등으로 구성되는 음극 집전체; 및 상기 음극 집전체의 표면에 코팅되어 있는 음극 활물질층을 포함할 수 있다. 또한, 양극판과 유사하게 음극판의 양 말단에는 음극 활물질층이 코팅되지 않은 영역이 형성되어 있고, 상기 영역에는 전극 조립체의 상부 또는 하부로 소정의 길이로 돌출되어 있으며, 전극 조립체와 전지의 다른 부분을 전기적으로 연결할 수 있는 음극 탭이 부착되어 있을 수 있다.
또한, 상기 전극 조립체는 캡조립체 또는 원통형 캔과의 접촉을 방지하기 위한 것으로서, 상부 및/또는 하부에 형성되어 있는 절연 플레이트를 추가로 포함할 수 있다.
상기 실 테이프는 상기 전극 조립체의 외주면의 상기 세퍼레이터의 최외측 단부가 위치하는 마감부를 포함하여 상기 외주면을 둘러싸도록 부착될 수 있다. 또한, 상기 실 테이프는 상기 전극 조립체의 외주면 전체 면적의 적어도 30% 이상을 덮도록 부착될 수 있으며, 상기 전극 조립체의 외주면에서 상단부 및 하단부는 상기 조립체가 그대로 노출되도록 부착되어 있을 수 있다.
상기 전극 조립체가 수납되는 캔의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 이 분야의 공지의 종류로서 원통형의 캔 등이 예시될 수 있다.
또한, 본 출원은 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수납하고 있는 캔 또는 파우치; 및 상기 캔 또는 파우치 내부에 존재하는 전해질을 포함하는 이차전지에 관한 것이다.
상기 전해질의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 전지의 종류에 따라서 이 분야의 공지의 전해질이 사용된다. 예를 들어, 상기 전지가 리튬 이차 전지인 경우, 상기 전해질은 예를 들면, 비수성 유기 용매 및 리튬염을 포함할 수 있다. 상기에서 리튬염은 유기 용매에 용해되어, 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하고, 양극과 음극 사이의 리튬 이온의 이동을 촉진시킬 수 있다. 리튬염의 예로는, LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)3, Li(CF3SO2)2N, LiC4F9SO3, LiClO4, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수), LiCl, LiI, 및 리튬 비스옥살레이트 보레이트(lithium bisoxalate borate) 등의 일종 또는 이종 이상을 지지(supporting) 전해염으로 포함하는 것을 들 수 있다. 전해질에서 리튬염의 농도는, 용도에 따라 변화될 수 있는 것으로, 통상적으로는 0.1M 내지 2.0M 범위 내에서 사용한다. 또한, 상기 유기 용매는 전지의 전기 화학적 반응에 관여하는 이온들이 이동할 수 있는 매질의 역할을 하는 것으로서, 그 예로는, 벤젠, 톨루엔, 플루오로벤젠, 1,2-디플루오로벤젠, 1,3-디플루오로벤젠, 1,4-디플루오로벤젠, 1,2,3-트리플루오로벤젠, 1,2,4-트리플루오로벤젠, 클로로벤젠, 1,2-디클로로벤젠, 1,3-디클로로벤젠, 1,4-디클로로벤젠, 1,2,3-트리클로로벤젠, 1,2,4-트리클로로벤젠, 아이오도벤젠(iodobenzene), 1,2-디이오도벤젠, 1,3-디이오도벤젠, 1,4-디이오도벤젠, 1,2,3-트리이오도벤젠, 1,2,4-트리이오도벤젠, 플루오로톨루엔, 1,2-디플루오로톨루엔, 1,3-디플루오로톨루엔, 1,4-디플루오로톨루엔, 1,2,3-트리플루오로톨루엔, 1,2,4-트리플루오로톨루엔, 클로로톨루엔, 1,2-디클로로톨루엔, 1,3-디클로로톨루엔, 1,4-디클로로톨루엔, 1,2,3-트리클로로톨루엔, 1,2,4-트리클로로톨루엔, 아이오도톨루엔, 1,2-디이오도톨루엔, 1,3-디이오도톨루엔, 1,4-디이오도톨루엔, 1,2,3-트리이오도톨루엔, 1,2,4-트리이오도톨루엔, R-CN(여기에서, R은 탄소수 2 내지 50의 직쇄상, 분지상 또는 고리상 구조의 탄화 수소기로서, 상기 탄화수소기는 이중결합, 방향족 고리 또는 에테르 결합 등을 포함할 수 있다), 디메틸포름아마이드, 디메틸아세테이트, 크실렌, 사이클로헥산, 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 사이클로헥사논, 에탄올, 이소프로필 알콜, 디메틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 메틸프로필 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 디메톡시에탄, 1,3-디옥솔란, 디글라임, 테트라글라임, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 감마-부티로락톤, 설포란(sulfolane), 발레로락톤, 데카놀라이드 또는 메발로락톤의 일종 또는 이종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원에 따른 실 테이프는 인쇄 코팅층을 적용하여 색을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 전지 내에서 부반응을 일으켜 전지 성능에 영향을 줄 수 있는 성분의 함량을 최소화하여 전지의 성능 및 안정성에 영향이 없어 이차 전지용 실 테이프로 사용될 수 있다.
도 1은, 본 출원의 하나의 예시에 따른 실 테이프의의 구조를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예 및 비교예에서 사용된 연소 IC 기기의 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다.
이하 실시예를 통하여 상기 실 테이프를 상세히 설명하나, 상기 실 테이프의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하 실시예에서의 성분 분석은 하기의 방식으로 평가하였다.
염소 원소 분석 방법
제조된 인쇄 코팅액에 포함된 염소 원소 분석을 위해 연소 IC 기기를 사용하였다. 상기 연소 IC 기기는 이온 크로마토그래피(ion chromatograph)에 시료 전처리를 위한 연소부인 자동 신속 전기로(automatic quick furnace)를 연결한 기기이다. 구체적인 측정 조건은 하기와 같다.
(1) 전처리 장비: AQF-100
연소 온도: Inlet temperature 900℃, Outlet temperature 1 000　℃
Gas 유량: 아르곤 200mL/min, 산소 400mL/min
가습량: 0.23mL/min
내부표준물질 (PO4 3 -): 20mg/kg
Absorbent (H2O2): 990mg/kg
흡수액 부피: 5mL
최종 희석 부피: 10mL
(2) 분석장비: ICS-2100
Column: IonPac AS18(4×250 mm)
Eluent 종류: KOH(30.5mM)
Eluent 유량: 1mL/min
검출기: Suppressed Conductivity Detector
SRS Current: 76mA
Injection volumn: 20L
Isocratic/Gradient 조건: Isocratic
<염소 성분의 함량에 대한 평가 기준>
○: 염소 성분이 30ppm 미만으로 검출됨
×: 염소 성분이 30ppm 이상으로 검출됨
무기물 원소 분석 방법
백금 도가니에 제조된 인쇄 코팅액을 분취한 후, 황산을 첨가하여 전기로에서 탄화시킨다. 이 후, 황산과 불산을 함께 첨가하여 용해시킨 후 초순수로 희석하여 유도 결합 플라즈마 분광 분석기(ICP-OES, perkinelmer사를 이용하여 포함된 무기물 원소들을 분석하였다.
<무기물 성분의 함량에 대한 평가 기준>
○: 무기물 성분이 10ppm 미만으로 검출됨
×: 무기물 성분이 10ppm 이상으로 검출됨
실시예
오렌지 계열 64번 유기 안료를 Mill Base법으로 분산한 후, 우레탄계 수지와 혼합하여 경화제로서 이소시아네이트 경화제를 투입하여 인쇄 코팅액을 제조하였다. 두께가 19㎛인 PET 필름 일면에 상기 인쇄 코팅액을 도포한 후 건조하여 두께가 1㎛인 인쇄 코팅층을 제조하였다.
상기 인쇄 코팅층 상에 부틸아크릴레이트 98g, 히드록실부틸아크릴레이트 2g 및 3관능기 이소시아네이트 가교제 0.3 중량부를 혼합하고, 용제로서 에틸 아세테이트를 적절하게 배합하여 제조한 점착제 조성물(코팅액)을 도포하였다. 그 후, 코팅 및 건조시켜 두께가 5㎛인 점착층을 형성한 후 권취하여 이를 실 테이프 형태로 가공하기 위해 폭 50mm로 슬리팅하고 권취하여 실 테이프를 제조하였다.
상기 제조된 실 테이프에 포함된 무기물 성분을 분석하였다.
상기 실시예에 대하여 분석된 무기물의 함량은 하기 표 1에 나타난 바와 같다.
무기물(ppm) 실시예
Cl ○
F ○
SO4 ○
NO3 ○
Al ○
Ca ○
Na ○
Co ○
Fe ○
Zr ○
Mn ○
상기 표 1로부터 확인되는 바와 같이, 본 출원의 실 테이프에 포함되는 인쇄 코팅층에 포함되는 무기물의 함량이 전지 성능에 영향을 미치지 않는 수준으로 미량 검출되었으므로, 이에 따라 전지 내 부반응으로 인한 전지 성능 및 안정성에 영향이 없는 이차전지용 실 테이프에 유용하게 적용될 수 있다.
10: 기재층
20: 인쇄 코팅층
30: 점착층

Claims (12)

  1. 기재층;
    상기 기재층상에 형성되어 있는 점착층; 및
    상기 기재층과 점착층 사이에 형성되어 있고, 염소 원소의 함량이 30ppm 미만인 인쇄 코팅층을 포함하는 이차전지용 실 테이프.
  2. 제 1 항에 있어서, 기재층은 아크릴 필름, 폴리올레핀 필름, 폴리아미드 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리우레탄 필름, 셀룰로오스 아세테이트 필름 및 폴리에스테르 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 이차전지용 실 테이프.
  3. 제 2 항에 있어서, 폴리에스테르 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌나트탈레이트 필름 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 이차전지용 실 테이프.
  4. 제 1 항에 있어서, 기재층의 두께가 10㎛ 내지 200㎛인 이차전지용 실 테이프.
  5. 제 1 항에 있어서, 인쇄 코팅층은 유기계 안료, 무기계 안료, 유기계 염료 및 무기계 염료로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 이차전지용 실 테이프.
  6. 제 5 항에 있어서, 인쇄 코팅층은 무기계 안료 또는 무기계 염료인 이차전지용 실 테이프.
  7. 제 6 항에 있어서, 무기계 안료 또는 무기계 염료는 플루오르, 사산화황, 질산염, 금속 및 상기 금속의 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 이차전지용 실테이프.
  8. 제 1 항에 있어서, 인쇄 코팅층의 두께가 0.1㎛ 내지 10㎛인 이차전지용 실 테이프.
  9. 제 1 항에 있어서, 점착층은 아크릴 점착제, 우레탄 점착제, 에폭시 점착제, 실리콘 점착제 및 고무계 점착제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 이차전지용 실 테이프.
  10. 제 1 항에 있어서, 점착층의 두께가 1㎛ 내지 100㎛인 이차전지용 실 테이프.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 실 테이프가 부착되어 있는 전극 조립체.
  12. 제 11 항의 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수납하고 있는 캔 또는 파우치; 및
    상기 캔 또는 파우치 내부에 존재하는 전해질을 포함하는 이차전지.
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