KR20190041843A - 플렉시블 이차전지용 패키징 및 그를 포함하는 플렉시블 이차전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제1 고분자 수지층; 상기 제1 고분자 수지층 상에 형성되어 있고, 수분 및 기체를 차단하는 배리어층; 및 상기 배리어층 상에 형성되어 있는 제2 고분자 수지층을 포함하고, 상기 제2 고분자 수지층은, 소정 형상의 패턴을 이루고 있고, 인장 탄성률이 0.1 GPa을 초과하는 저탄성 고분자층 및 상기 저탄성 고분자층 패턴 영역 외의 나머지 영역에 형성되어 있고, 인장 탄성률이 0.1 GPa 이하인 고탄성 고분자층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 이차전지용 패키징 및 그를 포함하는 플렉시블 이차전지에 관한 것이다.
Description
본 발명은 플렉시블 이차전지용 패키징 및 그를 포함하는 플렉시블 이차전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반복 굽힘 환경에서 발생하는 인장 및 압축응력을 효과적으로 분산시킬 수 있는 플렉시블 이차전지용 패키징 및 그를 포함하는 플렉시블 이차전지에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
이차전지는 양극/세퍼레이터/음극의 전극조립체를 내장하는 전지케이스의 형상에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류되는데, 디바이스의 소형화 경향에 따라 그에 적합한 각형 전지와 파우치형 전지의 수요가 크게 증가하고 있다.
일반적으로, 각형 전지는 젤리-롤형 또는 스택형의 양극/세퍼레이터/음극 전극조립체를 금속 소재의 각형 전지케이스에 넣고 개방 상단을 탑 캡으로 덮으며 탑 캡 상의 전해액 주입구를 통해 전해액을 주입한 뒤 밀봉하는 과정으로 제작된다.
또한, 파우치형 전지는 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 전극조립체를 수납한 상태에서 외주면을 열융착 밀봉한 구조로 제조된다.
한편, 상기와 같은 전지들이 적용되는 디바이스들이 다양화됨에 따라, 전지 또한 직육면체 형상에서 벗어나서 다양한 형태로 제조되고 있다.
예를 들어, 스마트 폰의 경우에는, 파지감의 향상을 위하여, 측면이 곡선 처리될 수 있고, 플렉시블 디스플레이를 적용한 경우에는 휘거나 굽힐 수 있으므로, 이에 따라 곡면 처리된 전지, 또는 플렉시블한 구조의 전지에 관한 연구가 지속되고 있다.
이러한 플렉시블 전지를 보호하기 위한 패키징은 유연성과 수분 차단성의 특성이 동시에 요구된다. 일반적인 고분자 재질의 튜브 패키징을 사용하게 될 경우, 고분자의 미세기공을 통해 수분 또는 공기의 침투가 가능하게 되어, 전지 내부에 있는 전해질을 오염시킴으로써, 전지 성능의 열화가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해, 금속박층으로 형성된 패키징이 사용될 수 있는데, 금속박층 자체의 뻣뻣한 특성 때문에 전지를 구부릴 때, 완전히 구부러지는 것이 아니라, 금속박층의 표면이 꺾이거나 주름이 발생할 수 밖에 없고, 결국에는 금속박층이 찢어지는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 반복적인 굽힘 환경에서도 패키징의 파단 없이 안정적인 구동이 가능하게 하며, 인장 및 압축응력을 효과적으로 분산시킬 수 있는 플렉시블 이차전지용 패키징 및 그를 포함하는 플렉시블 이차전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징은, 제1 고분자 수지층; 상기 제1 고분자 수지층 상에 형성되어 있고, 수분 및 기체를 차단하는 배리어층; 및 상기 배리어층 상에 형성되어 있는 제2 고분자 수지층을 포함하고, 상기 제2 고분자 수지층은, 소정 형상의 패턴을 이루고 있고, 인장 탄성률이 0.1 GPa을 초과하는 저탄성 고분자층 및 상기 저탄성 고분자층 패턴 영역 외의 나머지 영역에 형성되어 있고, 인장 탄성률이 0.1 GPa 이하인 고탄성 고분자층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 저탄성 고분자층은 인장 탄성률이 0.15 내지 5 GPa이고, 상기 고탄성 고분자층은 인장 탄성률이 0.01 내지 0.09 GPa인 것일 수 있다.
그리고, 상기 제1 고분자 수지층은, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에틸렌이민계 수지, 폴리에테르계 수지, 시아노 아크릴레이트계 수지, 유기티타늄계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에테르우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 이미드계 수지, 이소시아네이트계 수지 및 실리콘계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 배리어층은, 금속 박막층 또는 고분자와 무기물 입자의 복합체로 이루어진 층일 수 있다.
이때, 상기 금속 박막층은, 철, 탄소, 크롬, 망간, 니켈, 구리, 은, 금 및 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 합금으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제2 고분자 수지층은, 상기 저탄성 고분자층과 상기 고탄성 고분자층의 하면에 형성되어 있는 접착층을 더 포함하는 것일 수 있다.
그리고, 상기 저탄성 고분자층은, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지 및 폴리아미드계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어진 것일 수 있다.
그리고, 상기 고탄성 고분자층은, 열가소성 우레탄계 탄성체, 열가소성 우레아-우레탄계 탄성체, 열가소성 에스테르계 탄성체, 열가소성 스타이렌계 탄성체, 열가소성 올레핀계 탄성체, 열가소성 염화비닐계 탄성체 및 열가소성 아미드계 탄성체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어진 것일 수 있다.
그리고, 상기 저탄성 고분자층은, 선형 패턴, 물결무늬 패턴, 격자무늬 패턴 및 불규칙적인 패턴으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 패턴을 이루고 있는 것일 수 있다.
그리고, 상기 제2 고분자 수지층은, 상기 저탄성 고분자층과 상기 고탄성 고분자층이 1:1 내지 10:1의 면적비율이 되도록 형성된 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 플렉시블 이차전지는, 플렉시블 전극 조립체 및 상기 플렉시블 전극 조립체를 내장하는 패키징을 포함하는 플렉시블 이차전지로서, 상기 패키징은, 전술한 본 발명에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수분 및 기체를 차단하는 배리어층을 포함함으로써 플렉시블 이차전지의 내부에 존재하는 전해질의 오염을 방지하여 전지 성능의 열화를 방지할 수 있고, 플렉시블 이차전지의 기계적인 강도를 유지할 수 있다.
그리고, 패턴을 이루고 있는 저탄성 고분자층과 고탄성 고분자층을 포함하는 제2 고분자 수지층의 도입을 통해 패키징의 기계적인 물성을 더욱 강화시킬 수 있고, 반복적인 굽힘 환경에서 발생하는 인장 및 압축응력을 효과적으로 분산시킬 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징이 반복적으로 굽혀진 후의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 고분자 수지층의 단면 및 평면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 비교예에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징이 반복적으로 굽혀진 후의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 비교에에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징이 반복적으로 굽혀진 후의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징이 반복적으로 굽혀진 후의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 고분자 수지층의 단면 및 평면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 비교예에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징이 반복적으로 굽혀진 후의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 비교에에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징이 반복적으로 굽혀진 후의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 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.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징이 반복적으로 굽혀진 후의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 고분자 수지층의 단면 및 평면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징(100)은, 제1 고분자 수지층(110); 상기 제1 고분자 수지층(110) 상에 형성되어 있고, 수분 및 기체를 차단하는 배리어층(120); 및 상기 배리어층(120) 상에 형성되어 있는 제2 고분자 수지층(130)을 포함하고, 상기 제2 고분자 수지층(130)은, 소정 형상의 패턴을 이루고 있고, 인장 탄성률이 0.1 GPa을 초과하는 저탄성 고분자층(133) 및 상기 저탄성 고분자층(133) 패턴 영역 외의 나머지 영역에 형성되어 있고, 인장 탄성률이 0.1 GPa 이하인 고탄성 고분자층(132)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 플렉시블 이차전지용 패키징(100)은, 수분 및 기체를 차단하는 배리어층(120)을 포함함으로써 플렉시블 이차전지의 내부에 존재하는 전해질의 오염을 방지하여 전지 성능의 열화를 방지할 수 있고, 플렉시블 이차전지의 기계적인 강도를 유지할 수 있다.
나아가, 패턴을 이루고 있는 저탄성 고분자층(133)과 고탄성 고분자층(132)을 포함하는 제2 고분자 수지층(130)의 도입을 통해 패키징의 기계적인 물성을 더욱 강화시킬 수 있고, 도 2의 A 부분 및 도 3의 B 부분에서는 반복적인 굽힘 환경에서 발생하는 인장 및 압축응력을 효과적으로 분산시킬 수 있다.
여기서, 상기 저탄성 고분자층(133)은 인장 탄성률이 0.1 GPa 초과, 바람직하게는 0.15 내지 5 GPa일 수 있고, 상기 고탄성 고분자층(132)은 인장 탄성률이 0.1 GPa 이하, 바람직하게는 0.01 내지 0.09 GPa일 수 있다. 이러한 수치 범위를 만족함으로써, 이차전지의 롤투롤(Roll-to-roll) 제조 공정성 확보 및 반복 굽힘 환경에서의 효율적 인장/압축응력 분산을 통해 패키징의 파단을 방지하는 효과가 발생한다.
한편, 상기 제2 고분자 수지층의 두께는, 상기 배리어층의 두께와 비교하여, 70 % 내지 150 %의 범위에 포함되는 것일 수 있다. 상기 제2 고분자 수지층의 두께가 상기 배리어층의 두께와 비교하여 70 % 미만인 경우, 반복적인 굽힘 시, 국부적 압축응력 증가로 인해 배리어층에 파단이 발생할 수 있고, 패키징으로서 물리적 물성이 저조하다. 한편, 상기 제2 고분자 수지층의 두께가 상기 배리어층의 두께와 비교하여 150 %를 초과하는 경우, 반복적인 굽힘 시, 압축응력 증가로 인해 배리어층에 파단이 발생할 수 있다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 비교예에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징이 반복적으로 굽혀진 후의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6은 저탄성 고분자층과 고탄성 고분자층이 공존하고 있는 본원의 제2 고분자 수지층 대신에, 인장 탄성률이 2.7 GPa 정도인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질로만 이루어지고, 두께가 9 ㎛인 얇은 수지층(13)이, 두께가 15 ㎛인 배리어층(12)에 형성된 패키징(10)을 나타낸 것이다. 반복적인 굽힘 실험 시, 국부적 압축응력 증가로 인해 배리어층(12)의 C 부위에 파단이 발생할 수 있다는 점을 보여준다. 그리고, 상기 얇은 수지층(13)은 패키징으로서의 물리적 물성이 저조하다.
그리고, 도 7 및 도 8은 본원의 제2 고분자 수지층 대신에, 인장 탄성률이 1.8 GPa 정도인 나일론 재질로만 이루어지고, 두께가 24 ㎛인 상대적으로 두꺼운 수지층(23)이, 두께가 15 ㎛인 배리어층(22)에 형성된 패키징(20)을 나타낸 것인데, 상대적으로 낮은 인장 탄성률을 가진 나일론 재질의 수지층(23)의 경우, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 재질의 고분자 수지층에 비해 우수한 배리어층 파단 방지 효과를 보이지만, 두께 증가에 의해, 반복적인 굽힘에 의한 압축응력 증가로 인해 배리어층(D 및 E 부위)에 파단이 발생할 수 있다는 점을 보여준다.
본 발명에 따른, 상기 제1 고분자 수지층(110)은, 패키징의 내부에 수납되는 전극조립체와 접착될 수 있는 역할을 하는 것으로, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에틸렌이민계 수지, 폴리에테르계 수지, 시아노 아크릴레이트계 수지, 유기티타늄계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에테르우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 이미드계 수지, 이소시아네이트계 수지 및 실리콘계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제1 고분자 수지층(110)은, 열수축 튜브층으로 작용할 수도 있다. 열수축 튜브는 가열하면 수축하는 튜브로, 단자(端子) 또는 형태나 크기가 다른 물질을 빈틈없이 꽉 싸는데, 대개는 고분자 수지로 만들어지며 절연(絶緣)이나 그 밖의 용도로 사용된다. 이러한 열수축 튜브는 다양한 재질 및 형태를 갖는 열수축 튜브가 상용화 되어 있으므로, 본 발명의 목적에 적합한 것을 용이하게 입수하여 사용할 수 있다. 이때, 이차전지에 열적 손상을 주지 않도록, 수축 가공의 온도를 저온으로 하는 것이 필요하며, 일반적으로는 70℃ 내지 200℃ 또는 70℃ 내지 120℃의 온도로 수축이 완료되는 것이 요구된다.
그리고, 상기 배리어층(120)은, 금속 박막층 또는 고분자와 무기물 입자의 복합체로 이루어진 층일 수 있다.
이때, 상기 금속 박막층은, 철, 탄소, 크롬, 망간, 니켈, 구리, 은, 금 및 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 합금으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 고분자와 무기물 입자의 복합체 중, 상기 고분자는 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트 (polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르 (polyester), 폴리아세탈 (polyacetal), 폴리아미드 (polyamide), 폴리카보네이트 (polycarbonate), 폴리이미드 (polyimide), 폴리에테르에테르케톤 (polyetheretherketone), 폴리에테르설폰 (polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드 (polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드 (polyphenylenesulfide) 및 폴리에틸렌나프탈레이트 (polyethylenenaphthalate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 무기물 입자는, SiO2, Al2O3, MgO, BaTiO3, ZrO2 및 ZnO가 있으나, 이에만 한정하는 것은 아니다. 그리고, 상기 무기물 입자의 평균 입경은 1 nm 내지 5 ㎛일 수 있다. 상기 무기물 입자를 포함함으로써 전지 내부에서의 절연효과를 더욱 향상시킬 수 있으며, 수분이 전지 내로 침투하는 것을 억제하여 전지 내부의 전해질 성분이 오염되는 것을 최소할 수 있어, 전지 성능 열화를 방지할 수 있다.
한편, 상기 제2 고분자 수지층(130)은, 상기 저탄성 고분자층(133)과 상기 고탄성 고분자층(132)의 하면에 형성되어 있는 접착층(131)을 더 포함하는 것일 수 있다.
이러한 접착층(131)을 통해, 상기 배리어층(120)과 상기 제2 고분자 수지층(130)이 더욱 견고하게 접착될 수 있다.
참고로, 도 4는 제2 고분자 수지층(130)이 접착층(131)을 더 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 반드시 접착층(131)을 포함해야 하는 것은 아니고, 접착층(131)을 포함하지 않고, 저탄성 고분자(133)층 및 고탄성 고분자층(132)으로만 이루어질 수 도 있다.
그리고, 상기 저탄성 고분자층(133)은, 인장 탄성률이 0.1 GPa을 초과하거나, 바람직하게는 0.15 내지 5 GPa인 고분자층으로, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지 및 폴리아미드계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 고탄성 고분자층(132)은, 인장 탄성률이 0.1 GPa 이하이거나, 바람직하게는 0.01 내지 0.09 GPa인 고분자층으로, 열가소성 우레탄계 탄성체, 열가소성 우레아-우레탄계 탄성체, 열가소성 에스테르계 탄성체, 열가소성 스타이렌계 탄성체, 열가소성 올레핀계 탄성체, 열가소성 염화비닐계 탄성체 및 열가소성 아미드계 탄성체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어질 수 있다.
본원의 제2 고분자 수지층(130)은, 배리어층(120)의 표면에, 소정 형상의 패턴을 이루고 있는 저탄성 고분자층(133)을 라미네이션한 후, 상기 저탄성 고분자층(133)과 동일한 평면의 상기 소정 형상의 패턴 영역 이외의 나머지 영역에, 용액 코팅(solution coating) 방식을 적용하여, 고탄성 고분자층(132)을 코팅함으로써 제작될 수 있다.
상기 제2 고분자 수지층(130)이 접착층(131)을 포함하는 경우라면, 배리어층(120)의 표면에 접착층(131)을 형성한 후, 전술한 방법을 거쳐 저탄성 고분자층(133)과 고탄성 고분자층(132)을 코팅하여 제작될 수 있다.
상기 저탄성 고분자층(133)의 뼈대를 통해 패키징의 인장강도를 향상시킬 수 있고, 저탄성 고분자층(133)의 뼈대 이외의 영역에 형성되어 있는 고탄성 고분자층(132)을 통해 반복적인 굽힘 동작에서 발생하는 압축응력 및 인장응력을 효율적으로 해소시켜줄 수 있다.
여기서, 상기 저탄성 고분자층(133)은, 선형 패턴, 물결무늬 패턴, 격자무늬 패턴 및 불규칙적인 패턴으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 패턴을 이루고 있는 것일 수 있는데, 저탄성 고분자층(133)의 인장강도 향상 효과 및 고탄성 고분자층(132)의 압축응력 및 인장응력 해소 효과를 조화롭게 발휘할 수 있는 패턴이기만 하면, 상기 패턴들에 한정되지 않고 다양한 패턴이 가능하다.
그리고, 상기 제2 고분자 수지층(130)은, 상기 저탄성 고분자층(133)과 상기 고탄성 고분자층(132)이 1:1 내지 10:1의 면적비율이 되도록 형성된 것일 수 있다.
이러한 수치범위를 만족하게 되면, 반복적인 굽힘 환경에서 발생하는 압축 및 인장응력을 효율적으로 해소할 수 있어, 내부 배리어층의 파단을 방지할 수 있다. 고탄성 고분자층의 면적이 저탄성 고분자층의 면적보다 더 넓게 되면, 압축 및 인장응력을 쉽게 해소할 수 있지만, 인장강성이 낮아져 내부 배리어층의 파단 문제가 발생할 수 있고, 저탄성 고분자층의 면적이 고탄성 고분자층의 면적보다 10배를 더 초과하게 되면 압축 및 인장응력의 집중으로 인해 내부 배리어층이 파단될 수 있어 바람직하지 않다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 플렉시블 이차전지는, 플렉시블 전극 조립체 및 상기 플렉시블 전극 조립체를 내장하는 패키징을 포함하는 것으로, 상기 패키징은, 전술한 본 발명에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 플렉시블 전극 조립체는, 양극 및 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 상기 플렉시블 전극 조립체는 하나의 양극 및 하나의 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 권취된 구조를 갖거나, 다수의 양극 및 다수의 음극이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 구조를 가질 수도 있다. 그리고, 상기 플렉시블 전극 조립체는, 내부전극, 세퍼레이터 및 외부전극을 포함하는 케이블형 전극 조립체일 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 20, 100: 패키징
11, 21, 110: 제1 고분자 수지층
12, 22, 120: 배리어층
13, 23: 수지층
130: 제2 고분자 수지층
131: 접착층
132: 고탄성 고분자층
133: 저탄성 고분자층
11, 21, 110: 제1 고분자 수지층
12, 22, 120: 배리어층
13, 23: 수지층
130: 제2 고분자 수지층
131: 접착층
132: 고탄성 고분자층
133: 저탄성 고분자층
Claims (11)
- 제1 고분자 수지층;
상기 제1 고분자 수지층 상에 형성되어 있고, 수분 및 기체를 차단하는 배리어층; 및
상기 배리어층 상에 형성되어 있는 제2 고분자 수지층을 포함하고,
상기 제2 고분자 수지층은, 소정 형상의 패턴을 이루고 있고, 인장 탄성률이 0.1 GPa을 초과하는 저탄성 고분자층 및 상기 저탄성 고분자층 패턴 영역 외의 나머지 영역에 형성되어 있고, 인장 탄성률이 0.1 GPa 이하인 고탄성 고분자층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 이차전지용 패키징. - 제1항에 있어서,
상기 저탄성 고분자층은 인장 탄성률이 0.15 내지 5 GPa이고,
상기 고탄성 고분자층은 인장 탄성률이 0.01 내지 0.09 GPa인 것을 특징으로 하는 플렉시블 이차전지용 패키징. - 제1항에 있어서,
상기 제1 고분자 수지층은, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에틸렌이민계 수지, 폴리에테르계 수지, 시아노 아크릴레이트계 수지, 유기티타늄계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에테르우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 이미드계 수지, 이소시아네이트계 수지 및 실리콘계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉시블 이차전지용 패키징. - 제1항에 있어서,
상기 배리어층은, 금속 박막층 또는 고분자와 무기물 입자의 복합체로 이루어진 층인 것인 것을 특징으로 하는 플렉시블 이차전지용 패키징. - 제4항에 있어서,
상기 금속 박막층은, 철, 탄소, 크롬, 망간, 니켈, 구리, 은, 금 및 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉시블 이차전지용 패키징. - 제1항에 있어서,
상기 제2 고분자 수지층은, 상기 저탄성 고분자층과 상기 고탄성 고분자층의 하면에 형성되어 있는 접착층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 이차전지용 패키징. - 제1항에 있어서,
상기 저탄성 고분자층은, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리염화비닐계 수지 및 폴리아미드계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉시블 이차전지용 패키징. - 제1항에 있어서,
상기 고탄성 고분자층은, 열가소성 우레탄계 탄성체, 열가소성 우레아-우레탄계 탄성체, 열가소성 에스테르계 탄성체, 열가소성 스타이렌계 탄성체, 열가소성 올레핀계 탄성체, 열가소성 염화비닐계 탄성체 및 열가소성 아미드계 탄성체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나, 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉시블 이차전지용 패키징. - 제1항에 있어서,
상기 저탄성 고분자층은, 선형 패턴, 물결무늬 패턴, 격자무늬 패턴 및 불규칙적인 패턴으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 패턴을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블 이차전지용 패키징. - 제1항에 있어서,
상기 제2 고분자 수지층은, 상기 저탄성 고분자층과 상기 고탄성 고분자층이 1:1 내지 10:1의 면적비율이 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 플렉시블 이차전지용 패키징. - 플렉시블 전극 조립체 및 상기 플렉시블 전극 조립체를 내장하는 패키징을 포함하는 플렉시블 이차전지로서,
상기 패키징은, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 플렉시블 이차전지용 패키징인 것을 특징으로 하는 플렉시블 이차전지.
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KR1020170133576A KR102495286B1 (ko) | 2017-10-13 | 2017-10-13 | 플렉시블 이차전지용 패키징 및 그를 포함하는 플렉시블 이차전지 |
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CN110265589A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-09-20 | 常州斯威克光伏新材料有限公司 | 一种柔性电池封装材料 |
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-
2017
- 2017-10-13 KR KR1020170133576A patent/KR102495286B1/ko active IP Right Grant
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