KR20180086153A - 이차전지용 파우치형 케이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파우치형 이차전지를 이루는 라미네이트 시트의 수지층으로서 가교된 폴리올레핀을 포함하는, 이차전지용 파우치형 케이스 및 이를 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
Description
본 발명은 이차전지용 파우치형 케이스에 관한 것으로, 보다 자세하게는 파우치형 이차전지를 이루는 라미네이트 시트의 수지층으로서 가교된 폴리올레핀을 포함하는, 이차전지용 파우치형 케이스에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지에 대한 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중에서도 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고, 사이클 수명이 길며, 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.
또한, 최근에는 환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라 대기오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원으로는 주로 니켈 수소 금속(Ni-MH) 이차전지가 사용되고 있지만, 높은 에너지 밀도, 높은 방전 전압 및 출력 안정성의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 일부 상용화 되어 있다.
리튬 이차전지는 그 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류될 수 있으며, 전해액의 형태에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류될 수도 있다.
모바일 기기의 소형화에 대한 최근의 경향으로 인해, 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히, 형태의 변형이 용이하고 제조비용이 저렴하며 중량이 작은 파우치형 전지에 대한 관심이 높은 실정이다. 파우치형 전지는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트를 파우치형으로 만든 전지케이스에 양극/분리막/음극 구조의 전극 조립체가 내장되어 있는 전지이다.
통상적으로 파우치형 전지에 사용되는 라미네이트 시트는 금속층 및 상기 금속층의 양면에 수지층이 형성되어 있다. 상기 금속층의 양면에 형성되어 있는 수지층은 하나는 파우치형 전지의 외각을 이루게 되고, 하나는 내측에 위치하게 된다. 상기 파우치형 전지의 외각을 이루는 수지층(외부층)은 외부로부터 전지를 보호하는 기능을 가지며, 상기 내측에 위치하는 수지층(내부층)은 서로 접합되어 파우치형 전지를 밀봉하는 기능을 가진다. 한편, 상기 금속층은 공기, 습기 등이 전지의 내부로 유입되는 것을 방지하는 한편, 물질의 관통을 방지하는 기능을 가진다.
상기 내부층으로는 밀봉을 위해 열 실링(heat siling) 특성이 있는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지가 사용되고 있고, 상기 외부층으로는 통상적으로 층에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 나일론 수지가 사용되고 있다.
상기 내부층으로 사용되는 폴리올레핀계 수지는 열에 의해 융해되어 서로 접착된다. 그런데, 상기 폴리올레핀계 수지는 열 실링시 그 두께가 줄어들며, 줄어든 두께로 인해 절연 성능이 감소하게 되는 문제가 있다.
한편, 상기 외부층으로 사용되는 상기 PET 또는 나일론 수지는 이들이 열 실링시 고온에 의해 변화되지 않기 때문에 주로 사용되지만, 제조과정에서 전해액이 묻을 경우 내전해액성이 없으므로 노란색으로 변색되어 외관 불량이 발생하게 된다.
이에, 실링부의 두께 변화가 일어나지 않아 밀봉성 및 절연성이 향상되고, 파우치형 전지 외부에 변색이 발생되지 않아 외관 불량이 없는 이차전지용 파우치형 케이스의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 밀봉성 및 절연성이 향상되고, 외관 불량이 없는 이차전지용 파우치형 케이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 해결하고자 하는 과제는 상기 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 금속층; 상기 금속층의 일면에 위치하는 외부층; 및 상기 금속층의 타면에 위치하는 내부층을 포함하는 라미네이트 시트를 포함하는 파우치형 이차전지 케이스로서, 상기 외부층 및 내부층이 각각 독립적으로 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함하는, 이차전지용 파우치형 케이스를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 다른 과제를 해결하기 위하여, 상기 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.
본 발명에 따른 이차전지용 파우치형 케이스는 파우치형 이차전지를 이루는 라미네이트 시트의 수지층으로서 가교된 폴리올레핀을 포함하므로, 파우치형 이차전지 케이스가 실링될 때 실링부의 수지층의 실링성이 향상되고, 파우치 외부의 수지층의 변색이 일어나지 않아, 파우치형 이차전지의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 종래의 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트의 단면, 및 상기 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부에서의 라미네이트 시트의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트의 단면, 및 상기 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부에서의 라미네이트 시트의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 리튬 이차전지가 복수개 연결되어 모듈을 구성할 경우의 연결 형태를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 실시제조예 1의 라미네이트 시트의 외주면을 전해액에 노출시킨 다음, 60℃에서 4주간 보관 후, 그 외관을 촬영한 사진이다.
도 5는 종래의 파우치형 이차전지의 외주면을 전해액에 노출시킨 다음, 60℃에서 4주간 보관 후, 그 외관을 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트의 단면, 및 상기 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부에서의 라미네이트 시트의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 리튬 이차전지가 복수개 연결되어 모듈을 구성할 경우의 연결 형태를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 실시제조예 1의 라미네이트 시트의 외주면을 전해액에 노출시킨 다음, 60℃에서 4주간 보관 후, 그 외관을 촬영한 사진이다.
도 5는 종래의 파우치형 이차전지의 외주면을 전해액에 노출시킨 다음, 60℃에서 4주간 보관 후, 그 외관을 촬영한 사진이다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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.
본 발명의 이차전지용 파우치형 케이스는 금속층; 상기 금속층의 일면에 위치하는 외부층; 및 상기 금속층의 타면에 위치하는 내부층을 포함하는 라미네이트 시트를 포함하는 파우치형 이차전지 케이스이고, 상기 외부층 및 내부층은 각각 독립적으로 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함한다.
본 발명의 이차전지용 파우치형 케이스는 통상적인 파우치형 이차전지의 전지케이스의 형상을 가질 수 있다.
상기 금속층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있으며, 예컨대 알루미늄의 층일 수 있다.
상기 외부층은 상기 파우치형 이차전지 케이스의 외각을 형성하며, 전지 케이스가 외부 환경에 대해 우수한 내성을 가질 수 있도록 한다. 따라서, 상기 외부층은 적절한 인장 강도와 내후성을 가질 필요가 있다. 본 발명의 파우치형 이차전지 케이스에서 상기 외부층은 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함하며 상기 가교된 폴리올레핀계 수지는 폴리올레핀의 일부가 가교되어 있는 것이므로, 적절한 인장 강도와 내후성을 가질 수 있으며, 열에 의해서 쉽게 융해되지 않을 수 있다. 또한, 상기 외부층이 포함하는 가교된 폴리올레핀계 수지는 내전해액성을 가지므로 전해액과 접촉할 경우에도 색상의 변화가 일어나지 않는다.
상기 외부층의 가교된 폴리올레핀계 수지는 10% 내지 70%의 가교도를 가지는 것일 수 있고, 구체적으로 30% 내지 50%의 가교도를 가지는 것일 수 있다.
상기 외부층이 포함하는 상기 가교된 폴리올레핀계 수지는 10% 내지 70%의 가교도를 가지므로, 상기 외부층이 적절한 인장 강도와 내후성을 가질 수 있다. 또한, 상기 폴리올레핀계 수지에 일부 비가교 영역이 존재하므로, 상기 파우치형 이차전지 케이스에 전극 조립체를 탑재한 후, 상기 라미네이트 시트를 겹쳐서 실링 처리하여 실링부를 형성한 이후에 상기 실링부를 절곡하여 상기 파우치형 이차전지 케이스에 상기 절곡 부위를 열접착할 수 있고, 상기 파우치형 이차전지 케이스에 별도의 모듈을 설치할 경우, 상기 모듈이 상기 파우치형 이차전지 케이스의 외부층에 열접착되도록 할 수 있다.
상기 이차전지용 파우치형 케이스는 가장자리를 따라 형성된 실링부를 포함하고, 상기 실링부에서 상기 라미네이트 시트는 상기 내부층이 서로 마주하도록 겹쳐져 서로 열접착에 의해 실링될 수 있다. 상기 열접착을 위해 상기 내부층은 열융착성을 가질 수 있다.
상기 내부층은 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함하므로, 낮은 흡습성을 가져 전해액의 침입을 억제할 수 있고, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 특성을 가질 수 있다.
상기 내부층의 가교된 폴리올레핀계 수지는 10% 내지 70%의 가교도를 가지는 것일 수 있고, 구체적으로 30% 내지 50%의 가교도를 가지는 것일 수 있다.
상기 내부층이 포함하는 상기 가교된 폴리올레핀계 수지는 10% 내지 70%의 가교도를 가지므로, 열접착시 열에 의해서 상기 내부층을 이루는 수지의 금속층 방향의 안쪽까지 쉽게 융해되어 상기 내부층의 두께가 줄어들지 않도록 함으로써, 상기 내부층이 실링부를 형성할 때 상기 내부층의 두께가 유지되어 상기 실링부의 밀봉성 및 절연성이 향상되도록 할 수 있다. 상기 내부층의 상기 열접착 후의 두께는 구체적으로 열접착 전의 두께를 기준으로 60% 내지 100%일 수 있고, 보다 구체적으로 80% 내지 100%일 수 있다.
상기 외부층 또는 내부층에서, 상기 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 및 폴리에틸렌(Polyethylene, PE)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있고, 상기 가교된 폴리올레핀계 수지는 구체적으로 가교된 폴리에틸렌, 가교된 폴리프로필렌, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 가교된 폴리프로필렌일 수 있다.
상기 가교된 폴리올레핀계 수지의 제조방법으로는, 예컨대 상기 폴리올레핀계 수지에 전자빔 또는 감마선과 같은 방사선을 조사하여 가교 구조를 형성하는 방법; 상기 폴리올레핀계 수지에 가교제 등의 기능성 모노머를 첨가한 후 방사선을 조사하는 방법; 및 상기 폴리올레핀계 수지에 가교제 등의 기능성 모노머를 첨가한 후 UV 등을 조사하는 방법 등을 들 수 있지만, 상기 폴리올레핀계 수지에 가교 구조를 형성할 수 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않는다.
상기 가교된 폴리올레핀계 수지를 제조하는 과정에서 사용될 수 있는 상기 폴리올레핀계 수지는 상기 폴리올레핀의 호모 중합체, 및 2종 이상의 올레핀 유래 반복단위를 포함하는 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 가교된 폴리올레핀계 수지가, 예컨대 가교된 폴리프로필렌일 경우 상기 가교된 폴리프로필렌은 호모 폴리프로필렌 및/또는 1 몰% 내지 10 몰%의 에틸렌과 부텐을 각각 포함하는 랜텀 터폴리프로필렌(random ter-polypropylene; RTPP)일 수 있다.
상기 가교제 등의 기능성 모노머로는 상기 폴리올레핀계 수지의 가교를 촉진할 수 있는 가교제라면 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 트리알릴시아누레이트(triallyl cyanurate, TAC), 트리알릴이소시아누레이트(TAIC), 트리메틸올프로판트리아크릴레이트(trimethylolpropanetriacrylate; TMPTA), 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트(TMPTMA), 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 또는 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
본 발명의 명세서에서 상기 외부층 및 내부층이 각각 독립적으로 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함한다는 것은 상기 외부층과 내부층이 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함하되 그 종류 및/또는 가교 정도는 서로 같거나, 각각 다를 수 있다는 것을 의미한다.
상기 가교된 폴리올레핀계 수지의 가교도는 ASTM D2765 방법을 이용하여 측정될 수 있다. 구체적으로 일정량의 시료를 분쇄하여 분말 형태로 제조한 후, 팀블 필터(Timble Filter)에 투입하고, 이어서 냉각기와 연결된 반응기에 담긴 자일렌(xylene)을 이용하여, 상기 시료를 110℃에서 12시간 동안 순환시켜 가교되지 않은 성분 모두를 용해시킨 후, 최초 투입한 시료의 중량 대비 가교되어 용해되지 않은 시료의 중량을 측정한 다음, 하기 식으로 계산하여 얻어질 수 있다.
가교도(%)=(용매에 용해되지 않은 시료의 중량 / 최초 투입한 시료의 중량)×100
상기 파우치형 이차전지 케이스는 예컨대, 라미네이트 시트를 2장 준비하여 상기 라미네이트 시트를 한장씩 각각 상기 전극 조립체의 상면 및 하면에 위치시킨 후, 상면 및 하면에 위치하는 상기 라미네이트 시트의 외주면을 서로 접하게 한 후, 이를 서로 결합하여 형성될 수 있고, 다르게는 1장의 라미네이트 시트의 중간을 절곡하여 1장의 라미네이트 시트가 서로 포개지게 한 후, 절곡된 라미네이트 시트의 내부에 상기 전극 조립체를 위치시킨 후, 상기 라미네이트 시트의 외주면을 서로 접하게 한 후, 이를 서로 결합하여 형성될 수 있다.
상기 외부층과 상기 금속층 사이, 상기 내부층과 상기 금속층 사이, 또는 이들 모두에는 추가로 접착층이 포함될 수 있다. 상기 접착층은 상기 외부층 및 내부층이 포함하는 상기 가교된 폴리올레핀계 수지의 금속과의 접착력을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 상기 접착층은, 특별히 제한되지 않지만 예컨대 우레탄(urethane)계 물질, 아크릴(acryl)계 물질, 열가소성 엘라스토머(elastomer), 및 이들의 조합을 함유하는 조성물을 포함할 수 있다.
상기 이차전지용 파우치형 케이스는 리튬 이차전지의 케이스로 사용될 수 있으며, 따라서 본 발명은 상기 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.
본 발명의 일례에 따른 리튬 이차전지는 금속층, 외부층, 및 내부층을 포함하는 라미네이트 시트를 포함하는 파우치형 이차전지 케이스에 전극 조립체가 내장되어 있는 파우치형 이차전지일 수 있다.
상기 라미네이트 시트의 전지 케이스는 파우치(pouch) 형상으로 이루어져 있고, 상기 파우치의 내부에 상기 전극 조립체가 내장되어 있을 수 있다.
상기 라미네이트 시트의 면 내부, 즉 내부층에 양극, 음극 및 상기 양극 및 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체를 위치시킨 후, 상기 라미네이트 시트로 상기 전극 조립체를 감싸서 형성될 수 있다.
상기 실링부는 상기 파우치형 이차전지 케이스의 가장자리를 따라 형성될 수 있고, 상기 실링부의 폭은 100 ㎛ 내지 5 mm, 구체적으로 1 mm 내지 3 mm일 수 있다.
상기 파우치형 이차전지가 포함하는 전극 조립체는 리튬 이차전지용 전극 조립체일 수 있으며, 따라서 본 발명의 파우치형 이차전지는 파우치형 리튬 이차전지일 수 있다.
상기 리튬 이차전지는 양극, 음극, 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 것일 수 있고, 상기 리튬 이차전지는 스택(stack)형 또는 스택 앤 폴딩(stack and folding)형 리튬 이차전지일 수 있다.
상기 스택형 리튬 이차전지는 음극, 세퍼레이터, 양극을 수직으로 적층하는 방식으로 제조되는 전극조립체를 포함하는 리튬 이차전지일 수 있고, 상기 스택 앤 폴딩형 리튬 이차전지는 일정한 단위 크기의 양극/세퍼레이터/음극 구조의 풀 셀(full cell) 또는 양극(음극)/세퍼레이터/음극(양극)/세퍼레이터/양극(음극) 구조의 바이 셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리필름을 사용하여 말거나 접어서 제조되는 전극 조립체를 포함하는 리튬 이차전지일 수 있다.
상기 양극은 당 분야에 알려져 있는 통상적인 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 양극 활물질에 용매, 필요에 따라 바인더, 도전재, 분산제를 혼합 및 교반하여 슬러리를 제조한 후 이를 금속 재료의 집전체에 도포(코팅)하고 압축한 뒤 건조하여 양극을 제조할 수 있다.
상기 금속 재료의 집전체는 전도성이 높은 금속으로서, 상기 양극 활물질의 슬러리가 용이하게 접착할 수 있는 금속으로 전지의 전압 범위에서 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예컨대 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 또한, 집전체 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있다. 집전체는 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용 가능하며, 3 내지 500 ㎛의 두께를 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 리튬 이차전지의 제조방법에 있어서, 상기 양극 활물질은, 예컨대 리튬 코발트 산화물(LiCoO2); 리튬 니켈 산화물(LiNiO2); Li[NiaCobMncM1 d]O2(상기 식에서, M1은 Al, Ga 및 In으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 원소이고, 0.3≤a<1.0, 0≤b≤0.5, 0≤c≤0.5, 0≤d≤0.1, a+b+c+d=1이다); Li(LieM2 f-e-f'M3 f')O2 - gAg(상기 식에서, 0≤e≤0.2, 0.6≤f≤1, 0≤f'≤0.2, 0≤g≤0.2이고, M2는 Mn과, Ni, Co, Fe, Cr, V, Cu, Zn 및 Ti로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하며, M3은 Al, Mg 및 B로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이고, A는 P, F, S 및 N로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이다) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; Li1 + hMn2 - hO4(상기 식에서 0≤h≤0.33), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 - iM4 iO2(상기 식에서, M4는 Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga이고, 0.01≤i≤0.3)로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2 - jM5 jO2(상기 식에서, M5는 Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta이고, 0.01≤j≤0.1) 또는 Li2Mn3M6O8(상기 식에서, M6는 Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn)로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; LiFe3O4, Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 양극을 형성하기 위한 용매로는 NMP(N-메틸 피롤리돈), DMF(디메틸 포름아미드), 아세톤, 디메틸 아세트아미드 등의 유기 용매 또는 물 등이 있으며, 이들 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 용매의 사용량은 슬러리의 도포 두께, 제조 수율을 고려하여 상기 양극 활물질, 바인더, 도전재를 용해 및 분산시킬 수 있는 정도이면 충분하다.
상기 바인더로는 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로오스, 재생 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴산, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 불소 고무, 폴리 아크릴산(poly acrylic acid) 및 이들의 수소가 Li, Na 또는 Ca 등으로 치환된 고분자, 또는 다양한 공중합체 등의 다양한 종류의 바인더 고분자가 사용될 수 있다.
상기 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예컨대 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 파네스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 탄소 나노 튜브 등의 도전성 튜브; 플루오로카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. 상기 도전재는 양극 슬러리 전체 중량에 대해 1 중량% 내지 20 중량%의 양으로 사용될 수 있다.
상기 분산제는 수계 분산제 또는 N-메틸-2-피롤리돈 등의 유기 분산제를 사용할 수 있다.
상기 음극은 당 분야에 알려져 있는 통상적인 방법으로 제조될 수 있으며, 예컨대 상기 음극 활물질 및 바인더 및 도전재 등의 첨가제들을 혼합 및 교반하여 음극 활물질 슬러리를 제조한 후, 이를 음극 집전체에 도포하고 건조한 후 압축하여 제조할 수 있다.
상기 바인더는 음극 활물질 입자들을 결착시켜 성형체를 유지하기 위하여 사용될 수 있으며, 음극 활물질용 슬러리 제조 시 사용되는 통상적인 바인더라면 특별히 제한되지 않으나, 예컨대 비수계 바인더인 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로즈, 히드록시프로필렌셀룰로즈, 디아세틸렌셀룰로즈, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등을 사용할 수 있고, 또한 수계 바인더인 아크릴로나이트릴-부타디엔고무, 스티렌-부타디엔 고무 및 아크릴 고무로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 수계 바인더는 비수계 바인더에 비해 경제적, 친환경적이고, 작업자의 건강에도 무해하며, 비수계 바인더에 비하여 결착 효과가 우수하므로, 동일 체적당 활물질의 비율을 높일 수 있어 고용량화가 가능하며, 수계 바인더로는 바람직하게는 스티렌-부타디엔 고무가 사용될 수 있다.
상기 바인더는 음극 활물질용 슬러리 전체 중량 중에 10 중량% 이하로 포함될 수 있으며, 구체적으로 0.1 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 바인더의 함량이 0.1 중량% 미만이면 바인더 사용에 따른 효과가 미미하여 바람직하지 않고, 10 중량%를 초과하면 바인더 함량 증가에 따른 활물질의 상대적인 함량 감소로 인해 체적당 용량이 저하될 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 상기 도전재의 예로서는 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스커; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 또는 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등을 들 수 있다. 상기 도전재는 음극 활물질용 슬러리 전체 중량에 대해 1 중량% 내지 9 중량%의 양으로 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 음극에 사용되는 음극 집전체는 3 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 갖는 것일 수 있다. 상기 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예컨대 구리, 금, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
또한, 세퍼레이터로는 종래에 세퍼레이터로 사용된 통상적인 다공성 고분자 필름, 예컨대 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌-부텐 공중합체, 에틸렌-헥센 공중합체 및 에틸렌-메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 단독으로 또는 이들을 적층하여 사용할 수 있으며, 또는 통상적인 다공성 부직포, 예컨대 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 된 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 리튬 이차전지에는 리튬 이차전지용 전해질에 통상적으로 사용되는 리튬염이 제한 없이 사용될 수 있으며, 예컨대 상기 리튬염의 음이온으로는 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N-로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 전해질로는 리튬 이차전지 제조시 사용 가능한 유기계 액체 전해질, 무기계 액체 전해질, 고체 고분자 전해질, 겔형 고분자 전해질, 고체 무기 전해질, 용융형 무기 전해질 등을 들 수 있으며, 이들로 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 파우치형 이차전지 및 그 제조방법을 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하지만, 해당 도면은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 도면에서, 각 구성 요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.
도 1에는 종래의 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트의 단면, 및 상기 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부에서의 라미네이트 시트의 단면이 나타나있다.
도 1을 참조하면, 종래의 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트는 금속층(10, 10')의 일면에 외부층(11, 11')이, 타면에 내부층(12, 12')이 위치한다. 상기 이차전지용 파우치형 케이스는 전극 조립체(도시하지 않음)를 탑재하고 상기 라미네이트 시트의 외주면을 서로 접하게 하여 실링부를 형성하여 밀봉되며, 이때 상기 실링부는 내부층(12, 12')이 서로 접하여 열접착됨으로써 형성된다. 도 1의 화살표 우측에 나타낸 그림은 종래의 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부의 단면을 나타낸 것으로, 그림으로 나타낸 바와 같이 종래의 이차전지용 파우치형 케이스에서 내부층(12, 12')은 열접착에 의해 서로 열융착되며 그 두께가 감소된다.
도 2에는 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트의 단면, 및 상기 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부에서의 라미네이트 시트의 단면이 나타나있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트는 금속층(100, 100')의 일면에 외부층(110, 110')이, 금속층(100, 100')의 타면에 내부층(120, 120')이 위치한다. 도 1과 마찬가지로 도 2의 화살표 우측에 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스의 실링부의 단면을 나타내었으며, 이를 참조하면 본 발명의 일례에 따른 이차전지용 파우치형 케이스에서 내부층(120, 120')은 열접착에 의해 서로 열융착되더라도 그 두께가 미미하며, 이는 내부층이 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함함으로써 달성될 수 있는 효과이다.
한편, 도 3에는 상기 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 본 발명의 일례에 따른 리튬 이차전지가 복수개 연결되어 모듈을 구성할 경우의 연결 형태가 예시적으로 나타나 있다. 도 3에 대한 설명에서 리튬 이차전지 셀이 연결된다는 것, 및 결합부를 형성한다는 것은 물리적으로 서로 연결되거나 결합될 수 있다는 것을 의미하고, 전기적으로 연결되는 것을 나타내는 것은 아니다.
도 3의 (a)에는 리튬 이차전지가 옆으로 나란히 배열되어 있는 형태가 도시되어 있다. 도 3의 (a)를 참조하면, 리튬 이차전지 셀(200)들은 리튬 이차전지 셀의 이차전지용 파우치형 케이스의 외주면(210)들이 서로 겹쳐져 열접착되어 서로 결합부(220)를 형성할 수 있다. 또한, 도 3의 (b)에는 리튬 이차전지가 서로 포개져 있는 형태가 도시되어 있다. 도 3의 (b)를 참조하면, 리튬 이차전지 셀(200)들은 서로 포개져 연결되고 리튬 이차전지 셀의 이차전지용 파우치형 케이스 본체의 외부면들이 서로 겹쳐져 열접착되어 결합부(230)를 형성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 리튬 이차전지는, 상기 리튬 이차전지의 파우치형 케이스를 이루는 라미네이트 시트의 외부층이 가교된 폴리올레핀계 수지로 이루어져 있으므로 열융착성을 가져서 복수개의 이차전지셀을 포함하는 모듈을 구성할 경우, 별도의 접착부재나 연결부재 없이도 물리적으로 서로 연결, 결합될 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 실험예를 들어 더욱 상세하게 설명하나, 본 발명이 이들 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
제조예 1
호모폴리프로필렌 파우더 100 중량부에 트리메틸올프로판트리아크릴레이트(TMPTA) 2.96 중량부 및 산화방지제 0.5 중량부를 첨가한 후, 30분간 교반하고, 24시간 보관한 후, 전자빔가속기를 이용하여 이에 60 kGy의 전자빔을 조사하여 50% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 제조하였다.
제조예 2
전자빔가속기를 이용하여 2 kGy의 전자빔을 조사한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 마찬가지의 방법으로 10% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 제조하였다.
제조예 3
전자빔가속기를 이용하여 3 kGy의 전자빔을 조사한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 마찬가지의 방법으로 30% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 제조하였다.
제조예 4
전자빔가속기를 이용하여 5 kGy의 전자빔을 조사한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 마찬가지의 방법으로 70% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 제조하였다.
제조예 5
가교도 0%인 호모폴리프로필렌 파우더(OKAMOTO사제)를 제조예 5로 하였다.
실시 제조예 1
40 ㎛의 두께를 갖는 알루미늄 호일(동일알루미늄사 제품)을 5% 황산 용액에 침지하여 산 탈지한 후, 다시 5% 수산화 나트륨 용액에 침지하여 표면을 활성화 처리하였다. 이후, 4 ㎛ 두께의 폴리우레탄 접착제 수지(하이켐사 제품)를 도포한 후, 상기 폴리우레탄 접착제 수지가 도포된 알루미늄 호일의 양면에 상기 제조예 1에서 제조된 50% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 각각 25 ㎛ 및 80 ㎛ 두께로 도포한 후, 상기 50% 가교된 폴리프로필렌을 드라이 라미네이팅 처리하여 적층시켜 총두께 153 ㎛의 라미네이트 시트를 제조하였다.
상기 가교된 폴리프로필렌 층이 양면에 형성되어 있는 라미네이트 시트에서 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 면을 내부층으로, 25 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 타면을 외부층으로 설정하였다.
실시 제조예 2
상기 제조예 2에서 제조된 10% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 이용한 것을 제외하고는, 실시 제조예 1과 마찬가지의 방법으로, 상기 알루미늄 호일의 양면에 각각 25 ㎛ 및 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성되어 있는 라미네이트 시트를 제조하였다.
상기 가교된 폴리프로필렌 층이 양면에 형성되어 있는 라미네이트 시트에서 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 면을 내부층으로, 25 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 타면을 외부층으로 설정하였다.
실시 제조예 3
상기 제조예 3에서 제조된 30% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 이용한 것을 제외하고는, 실시 제조예 1과 마찬가지의 방법으로, 상기 알루미늄 호일의 양면에 각각 25 ㎛ 및 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성되어 있는 라미네이트 시트를 제조하였다.
상기 가교된 폴리프로필렌 층이 양면에 형성되어 있는 라미네이트 시트에서 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 면을 내부층으로, 25 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 타면을 외부층으로 설정하였다.
실시 제조예 4
상기 제조예 4에서 제조된 70% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 이용한 것을 제외하고는, 실시 제조예 1과 마찬가지의 방법으로, 상기 알루미늄 호일의 양면에 각각 25 ㎛ 및 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성되어 있는 라미네이트 시트를 제조하였다.
상기 가교된 폴리프로필렌 층이 양면에 형성되어 있는 라미네이트 시트에서 80 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 면을 내부층으로, 25 ㎛ 두께의 가교된 폴리프로필렌 층이 형성된 타면을 외부층으로 설정하였다.
실시 제조예 5
40 ㎛의 두께를 갖는 알루미늄 호일(동일알루미늄사 제품)을 5% 황산 용액에 침지하여 산 탈지한 후, 다시 5% 수산화 나트륨 용액에 침지하여 표면을 활성화 처리하였다. 이후, 4 ㎛ 두께의 폴리우레탄 접착제 수지(하이켐사 제품)를 도포한 후, 상기 폴리우레탄 접착제 수지가 도포된 알루미늄 호일의 양면에 상기 제조예 3에서 제조된 30% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정) 및 상기 제조예 1에서 제조된 50% 가교된 폴리프로필렌(ASTM D2765 측정)을 각각 25 ㎛ 및 80 ㎛ 두께로 도포한 후, 상기 50% 가교된 폴리프로필렌을 드라이 라미네이팅 처리하여 적층시켜 총두께 153 ㎛의 라미네이트 시트를 제조하였다.
상기 폴리프로필렌 층이 양면에 형성되어 있는 라미네이트 시트에서 80 ㎛ 두께의 폴리프로필렌 층이 형성된 면을 내부층으로, 25 ㎛ 두께의 폴리프로필렌 층이 형성된 타면을 외부층으로 설정하였다.
비교 제조예 1
40 ㎛의 두께를 갖는 알루미늄 호일(동일알루미늄사 제품)을 5% 황산 용액에 침지하여 산 탈지한 후, 다시 5% 수산화 나트륨 용액에 침지하여 표면을 활성화 처리하였다. 이후, 4 ㎛ 두께의 폴리우레탄 접착제 수지(하이켐사 제품)를 도포한 후, 상기 폴리우레탄 접착제 수지가 도포된 알루미늄 호일의 양면에 상기 제조예 5의 호모 폴리프로필렌을 각각 25 ㎛ 및 80 ㎛ 두께로 도포한 후, 호모 폴리프로필렌을 드라이 라미네이팅 처리하여 적층시켜 총두께 153 ㎛의 라미네이트 시트를 제조하였다.
실험예 1 : PP 잔존율 및 실링강도 측정
상기 실시 제조예 1 내지 4 및 비교 제조예 1에서 제조된 라미네이트 시트를 160 mm × 100 mm 사이즈로 준비한 후, 내부 수지층이 서로 맞닿도록 접고, 열 실링 장치를 이용하여 외주면을 200℃로 열융착함으로써 파우치형 케이스를 제조하였다.
이후 샘플 폭 15 mm가 되도록 실링된 필름을 자른 후, 실링부의 두께를 측정하였으며, UTM 장비(test speed: 50 mm/min, 지그 간격: 30 mm, 강도:5 N)를 이용하여 실링 강도를 측정하였다 . 상기 실시 제조예 1 내지 4 및 비교 제조예 1에서 제조된 라미네이트 필름을 각각 5개씩 준비하여 각각 5회씩 실험을 수행하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
실링 후 두께(㎛) | 실링 후 PP 잔존율 | 실링강도(N/15mm) | ||
실시 제조예 1 |
#1 | 284 | 86% | 96.32 |
#2 | 281 | 84% | 74.74 | |
#3 | 281 | 84% | 82.16 | |
#4 | 281 | 84% | 92.92 | |
#5 | 286 | 88% | 88.60 | |
평균 | 282.6 | 85% | 86.95 | |
실시 제조예 2 |
#1 | 250 | 65% | 80.70 |
#2 | 253 | 67% | 86.80 | |
#3 | 252 | 66% | 85.28 | |
#4 | 252 | 66% | 81.92 | |
#5 | 252 | 66% | 78.92 | |
평균 | 251.8 | 66% | 82.72 | |
실시 제조예 3 |
#1 | 266 | 75% | 119.28 |
#2 | 272 | 79% | 113.92 | |
#3 | 268 | 76% | 128.62 | |
#4 | 267 | 76% | 122.86 | |
#5 | 265 | 74% | 121.80 | |
평균 | 267.6 | 76% | 121.30 | |
실시 제조예 4 |
#1 | 291 | 91% | 76.72 |
#2 | 291 | 91% | 76.96 | |
#3 | 296 | 94% | 71.02 | |
#4 | 292 | 91% | 75.52 | |
#5 | 292 | 91% | 70.28 | |
평균 | 292.4 | 92% | 74.10 | |
비교 제조예 1 |
#1 | 233 | 54% | 55.48 |
#2 | 233 | 54% | 50.9 | |
#3 | 228 | 51% | 55.10 | |
#4 | 229 | 52% | 45.44 | |
#5 | 231 | 53% | 57.78 | |
평균 | 230.8 | 53% | 52.94 |
상기 표 1에서 실링 후 PP 잔존율은 내부층(실링부)의 열융착 후 두께를 열융착 전 두께로 나눈 값이다.
상기 표 1을 참조하면, 가교된 폴리프로필렌 수지를 포함하는 실시 제조예 1 내지 4의 라미네이트 수지를 이용하여 파우치형 케이스를 제조했을 때에는 일반적인 비가교 폴리프로필렌 수지를 포함하는 비교 제조예 1의 라미네이트 수지를 이용하여 파우치형 케이스를 제조했을 때에 비해 실링 후 실링 강도가 증가하여 향상된 밀봉성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
또한, 가교된 폴리프로필렌 수지를 포함하는 실시 제조예 1 내지 4의 라미네이트 수지를 이용하여 파우치형 케이스를 제조했을 때에는 비가교 폴리프로필렌 수지를 포함하는 비교 제조예 1의 라미네이트 수지를 이용하여 파우치형 케이스를 제조했을 때에 비해 실링 후 실링 부의 두께 감소량이 줄어들어 향상된 밀봉성과 함께 절연성 역시 향상되었음을 확인할 수 있었다.
상기 실험 결과를 통해 알 수 있듯이, 가교 정도가 증가할수록 실링 후 실링 부의 두께 변화는 줄어들고, 가교 정도가 감소할수록 실링 강도가 증가하므로, 상기 실험 결과를 참조하여 적절한 밀봉성과 절연성을 위해 폴리프로필렌 수지의 가교도를 적절히 선택하고 조절할 수 있을 것이다.
실험예 2 : 전해액에 의한 변색 여부 확인
상기 실시제조예 1의 라미네이트 시트를 160mm x 100mm 사이즈로 준비한 후, 내부층이 서로 맞닿도록 접고, 열 실링 장치를 이용하여 외주면을 200℃로 열융착함으로써 파우치형 케이스를 제조하는 하였다. 또한, 폴리프로필렌/알루미늄/나일론/PET 형태로 적층된 라미네이트 시트를 이용하여 제조된 통상적인 리튬 이차전지용 파우치형 케이스에 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)를 30:70의 부피비로 혼합한 용매에 1M LiPF6가 용해된 전해액을 주입한 더미(dummy) 셀을 준비하였으며, 상기 통상적인 리튬 이차전지용 파우치형 케이스의 내부층은 폴리프로필렌으로 가교되지 않은 폴리프로필렌이며, 외부층은 나일론/PET이고, 최 외각은 PET이다.
각각의 파우치형 케이스의 외부층의 외주면에 에틸렌 카보네이트(EC) 및 디에틸 카보네이트(DEC)를 30:70의 부피비로 혼합한 용매에 1M LiPF6가 용해된 전해액을 떨어뜨린 후, 60℃에서 4주간 보관 후 전해액 노출 위치의 변색 여부를 확인하였으며, 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다.
도 4를 참조하면, 상기 실시제조예 1의 라미네이트 시트는 전해액에 접촉된 후 60℃에서 4주간 보관 후에도 전해액 접촉 부위에 변색이 발생하지 않았음을 확인할 수 있다. 그러나, 외부층이 최외각층이 PET 수지층으로 이루어진 종래의 파우치형 리튬 이차전지는 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 전해액 접촉 부위가 노란색으로 변색이 일어났음을 확인할 수 있었다.
10, 10', 100, 100': 금속층
11, 11', 110, 110': 외부층
12, 12', 120, 120': 내부층
210: 이차전지용 파우치형 케이스의 외주면
220, 230: 101: 금속층의 결합부
112: 제 1 수지층의 결합부
11, 11', 110, 110': 외부층
12, 12', 120, 120': 내부층
210: 이차전지용 파우치형 케이스의 외주면
220, 230: 101: 금속층의 결합부
112: 제 1 수지층의 결합부
Claims (8)
- 금속층; 상기 금속층의 일면에 위치하는 외부층; 및 상기 금속층의 타면에 위치하는 내부층을 포함하는 라미네이트 시트를 포함하는 파우치형 이차전지 케이스로서,
상기 외부층 및 내부층이 각각 독립적으로 가교된 폴리올레핀계 수지를 포함하는, 이차전지용 파우치형 케이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 가교된 폴리올레핀계 수지는 10% 내지 70%의 가교도를 가지는, 이차전지용 파우치형 케이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 폴리올레핀계 수지는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 및 폴리에틸렌(Polyethylene, PE)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인, 이차전지용 파우치형 케이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 외부층과 상기 금속층 사이, 상기 내부층과 상기 금속층 사이, 또는 이들 모두에 위치하는 접착층을 추가로 포함하는, 이차전지용 파우치형 케이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 접착층은 우레탄(urethane)계 물질, 아크릴(acryl)계 물질, 열가소성 엘라스토머(elastomer), 및 이들의 조합을 함유하는 조성물을 포함하는, 이차전지용 파우치형 케이스.
- 제 1 항에 있어서,
상기 이차전지용 파우치형 케이스는 가장자리를 따라 형성된 실링부를 포함하고,
상기 실링부에서 상기 라미네이트 시트는 상기 내부층이 서로 마주하도록 겹쳐져 서로 열접착에 의해 실링되는, 이차전지용 파우치형 케이스.
- 제 6 항에 있어서,
상기 내부층은 상기 열접착 후의 두께가 열접착 전의 두께를 기준으로 80% 내지 100%인, 이차전지용 파우치형 케이스.
- 제 1 항에 따른 이차전지용 파우치형 케이스를 포함하는 리튬 이차전지.
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2018
- 2018-01-19 KR KR1020180007056A patent/KR102379222B1/ko active IP Right Grant
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