KR20190045683A - 이차 전지용 외장재 및 이를 포함하는 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

본 기재는 제1 고분자 수지층, 상기 제1 고분자 수지층의 제1 면에 위치하며 제1 접착층을 개재하여 부착된 제2 고분자 수지층, 및 상기 제1 고분자 수지층의 제2 면에 위치하며 제2 접착층을 개재하여 부착된 내부 수지층을 포함하고, 상기 제1 고분자 수지층 및 상기 제2 고분자 수지층은 각각 불소 함유 수지를 포함하는 이차 전지용 외장재 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다.

Description

이차 전지용 외장재 및 이를 포함하는 이차 전지{CASE FOR RECHARGEABLE BATTERY AND RECHARGEABLE BATTERY COMPRISING THE SAME}
본 기재는 이차 전지용 외장재 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지는 양극과 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터로 구성된 전극 어셈블리와 상기 전극 어셈블리가 수납되는 케이스로 구성된다. 이차 전지의 케이스로는 원통형 케이스, 각형 케이스 또는 파우치형 케이스 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
특히, 파우치형 케이스는 얇은 두께의 셀 제작에 특히 적합하며 구조가 간단하여 제작이 용이한 장점이 있어 주로 이용되고 있다.
본 기재의 일 구현예는 수분 차단성을 향상시킴과 동시에 박막화 및 경량화된 이차 전지용 외장재를 제공하는 것이다.
본 기재의 다른 구현예는 상기 이차 전지용 외장재를 포함하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 기재는, 제1 고분자 수지층, 상기 제1 고분자 수지층의 제1 면에 위치하며 제1 접착층을 개재하여 부착된 제2 고분자 수지층, 및 상기 제1 고분자 수지층의 제2 면에 위치하며 제2 접착층을 개재하여 부착된 내부 수지층을 포함하고, 상기 제1 고분자 수지층 및 상기 제2 고분자 수지층은 각각 불소 함유 수지를 포함하는 이차 전지용 외장재를 제공한다.
다른 측면에서, 본 기재는, 전극 조립체, 및 상기 전극 조립체를 수용하는 본 발명에 따른 이차 전지용 외장재를 포함하는 이차 전지를 제공한다.
본 기재의 일 실시예에 따른 이차 전지용 외장재는 과도한 성형 공정을 거친 후에도 우수한 내투습성 및 유연성을 가지며 경량화 및 박막화가 가능하다.
본 기재의 다른 실시예에 따른 이차 전지는 박막화된 이차 전지용 외장재를 적용하기 때문에 박형 이차 전지의 구현이 가능하고, 전자의 에너지 밀도를 향상시켜 이차 전지의 용량을 증가시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4는 각각 본 기재의 일 실시예에 따른 이차 전지용 외장재를 나타낸 것이다.
도 5는 본 기재의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도를 나타낸 것이다.
도 6은 도 5의 이차 전지를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
종래의 파우치형 케이스는 일반적으로 내부 수지층, 수분 차단 금속층, 외부 수지층으로 구성된다. 그런데, 이러한 구조를 갖는 파우치형 케이스에서 수분 차단 금속층은 금속 재료로 이루어지기 때문에 성형을 위하여 외부에서 과도한 힘이 가해지는 경우 수분 차단 금속층이 손상되어 이차 전지 내부로 수분 침투가 용이하게 되고, HF 가스 발생의 원인이 되어 이차 전지의 성능 저하 및 외장재의 부식을 유발하여 전해액 누액을 발생시키는 문제점이 있다.
더욱이, 최근 웨어러블 전자 기기 등에 대한 수요가 지속적으로 증가하면서 유연성이 뛰어난 이차 전지에 대한 수요가 증가하고 있으나, 종래의 파우치형 케이스는 일정 두께 이상의 수분 차단 금속층을 포함하기 때문에 벤딩시 구겨짐과 같은 변형이 발생되어 이차 전지의 유연성을 저하시키는 문제점도 있다.
본 발명의 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구를 거듭한 결과, 수분 차단 금속층 대신 불소 함유 수지를 포함하는 적어도 둘 이상의 고분자 수지층을 적층하여 사용하는 경우 과도한 성형 공정을 거친 후에도 내투습성이 우수하고 유연성이 뛰어난 이차 전지용 외장재를 얻을 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
또한, 본 기재에 따른 이차 전지용 외장재는 고분자 수지를 재료로 사용하기 때문에 경량화 및 박막화가 가능하여 이를 이차 전지에 적용하는 경우 박형 이차 전지를 구현할 수 있고, 용량이 증가된 이차 전지를 얻을 수 있다.
도 1에는 본 기재의 일 실시예에 따른 이차 전지용 외장재의 단면을 나타내었다.
본 기재의 일 실시예에 따른 이차 전지용 외장재(130)는 제1 고분자 수지층(31), 상기 제1 고분자 수지층(31)의 제1 면에 위치하며 제1 접착층(51)을 개재하여 부착된 제2 고분자 수지층(32) 및 상기 제1 고분자 수지층(31)의 제2 면에 위치하며 제2 접착층(52)을 개재하여 부착된 내부 수지층(70)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 고분자 수지층(31) 및 상기 제2 고분자 수지층(32) 중 적어도 하나는 불소 함유 수지를 포함할 수 있다.
상기 불소 함유 수지는, 예를 들면, 클로로트리플루오르에틸렌 (ChloroTriFluoroEthylene, CTFE), 폴리클로로트리플루오르에틸렌 (PolyChloroTriFluoroEthylene, PCTFE), 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리불화비닐리덴 (polyvinylidene chloride, PVDF), 폴리불화비닐 (Polyvinyl Chloride, PVF), 퍼플루오르알콕시 (Per Fluoro Alkoxy, PFA), 4불화 에틸렌-6불화프로필렌 공중합체 (Fluorinated ethylene propylene, FEP), 에틸렌 4불화에틸렌 공중합체 (Ethylene Tetra fluoro Ethylene, ETFE) 및 에틸렌 클로로트리플루오르에틸렌공중합체 (Ethylene ChloroTriFluoroEthylene, ECTFE)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 1종일 수 있다.
이때, 상기 불소 함유 수지는 투명하기 때문에 이차 전지용 외장재를 이차 전지에 적용하는 조립 공정에서 내부의 전극 조립체 상태를 쉽게 관찰할 있어 불량 유무의 파악이 용이한 장점도 있다.
본 기재에서 상기 제1 고분자 수지층(31) 및 상기 제2 고분자 수지층(32)은 동일한 소재로 이루어질 수 있다. 이와 같이 제1 고분자 수지층(31) 및 상기 제2 고분자 수지층(32)이 동일한 소재로 이루어지는 경우, 제1 및 제2 고분자 수지층(31, 32) 간에 균일한 접착력을 가질 수 있기 때문에 성형 시 접착력이 낮은 부분이 먼저 탈리 되는 문제점을 방지할 수 있다. 아울러, 접착제 선정 시 하나의 물질에 대한 접착만 고려하면 되기 때문에 접착제 선정이 유리하다는 장점이 있다.
본 기재에서 제1 고분자 수지층(31) 및 상기 제2 고분자 수지층(32)은 각각 10 ㎛ 내지 200 ㎛일 수 있고, 보다 구체적으로, 10 ㎛ 내지 50 ㎛ 또는 10 ㎛ 내지 20 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 제1 고분자 수지층(31) 및 제2 고분자 수지층(32) 각각의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우, 제1 고분자 수지층(31) 및 제2 고분자 수지층(32) 각각을 다층으로 적층하여 외장재를 구성하는 경우에도 외장재의 두께를 제어하여 다양한 두께를 갖는 외장재를 구성할 수 있다. 또한, 제1 고분자 수지층(31) 및 제2 고분자 수지층(32)을 포함하는 외장재를 외부 환경으로부터 보호하는 별도의 부재를 따로 사용하지 않아도 되는 장점이 있다.
다음으로, 내부 수지층(70)은 이차 전지용 외장재(130)의 절연성 및 내전해액성 등을 향상시키기 위한 것으로, 예를 들면, 폴리올레핀 또는 폴리올레핀의 공중합체로 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로, 상기 폴리올레핀은 폴리에틸렌(poly ethylene, PE) 또는 폴리프로필렌(poly propylene, PP)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
내부 수지층(70)의 두께는 5 ㎛ 내지 100㎛, 10㎛ 내지 50㎛ 또는 15㎛ 내지 30㎛일 수 있다. 내부 수지층(70)의 두께가 상기 범위를 만족하는 경우 성형성, 접착성 및 내화학성이 우수하다.
도 2에는 본 기재의 다른 실시예에 따른 이차 전지용 외장재의 단면을 나타내었다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 이차 전지용 외장재(131)는 제2 고분자 수지층(32)의 양 면 중, 제1 고분자 수지층(31)이 위치하는 반대 면에 위치하는 외부 수지층(80)을 더 포함할 수 있다.
이때, 제2 고분자 수지층(32) 및 외부 수지층(80) 사이에는 제3 접착층(53)을 배치시켜 이들을 부착할 수 있다.
외부 수지층(80)은 외부 환경으로부터 이차 전지용 외장재(131)을 보호하는 역할을 하는 것으로, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 공중합 폴리에스테르, 폴리카보네이트 및 나일론필름으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 외부 수지층(80)의 두께는 10㎛ 내지 100㎛, 또는 10㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 외부 수지층(80)의 두께가 10㎛ 이상인 경우 물리적 특성이 우수하여 쉽게 찢어지지 않고, 100㎛ 이하인 경우 사출, 포밍 등의 성형성이 우수하며 이차 전지의 단위 부피당 전지 용량을 향상시킬 수 있다.
도 2를 참고하여 설명한 본 실시예에서, 제3 접착층 및 외부 수지층을 제외한 다른 구성은 도 1을 참고하여 설명한 일 실시예에 따른 이차 전지용 외장재와 동일하므로 여기서는 생략하기로 한다.
도 3에는 본 기재의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지용 외장재의 단면을 나타내었다.
도 3을 참조하면, 이차 전지용 외장재(132)는 제2 고분자 수지층(32)의 양 면 중, 제1 고분자 수지층(31)이 위치하는 반대 면에 위치하는 적어도 하나 이상의 제3 고분자 수지층(33)을 더 포함할 수 있다.
이때, 제2 고분자 수지층(32) 및 제3 고분자 수지층(33) 사이에는 제4 접착층(54)이 위치하여 이들을 부착한다. 이때, 제3 고분자 수지층(33)이 복수개 적층되는 경우에는 복수의 제3 고분자 수지층(33) 사이에 복수의 제4 접착층(54)이 위치할 수도 있다.
제3 고분자 수지층(33)은 전술한 제1 고분자 수지층(31) 및 제2 고분자 수지층(32)과 동일한 특성을 가지므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
이와 같이 제3 고분자 수지층(33)을 적어도 한 층 이상 더 포함하는 경우 본 실시예에 따른 이차 전지용 외장재의 성형 전후 내투습성 특성이 향상되는 효과가 있다.
도 3을 참고하여 설명한 본 실시예에서, 제4 접착층 및 제3 고분자 수지층을 제외한 다른 구성은 도 1을 참고하여 설명한 일 실시예에 따른 이차 전지용 외장재와 동일하므로 여기서는 생략하기로 한다.
도 4에는 본 기재의 또 다른 실시예에 따른 이차 전지용 외장재의 단면을 나타내었다.
도 4를 참고하면, 이차 전지용 외장재(133)은 제3 고분자 수지층(33)의 면 중 최외곽, 즉, 외부에 노출되는 면에 위치하는 외부 수지층(80)을 더 포함할 수 있다.
이때, 제3 고분자 수지층(33) 및 외부 수지층(80) 사이에는 제3 접착층(53)을 배치시켜 이들을 부착할 수 있다.
외부 수지층(80)은 전술한 것과 동일하므로 여기서는 생략한다.
도 4를 참고하여 설명한 본 실시예에서, 각 구성에 관한 상세한 설명은 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한 실시예들에 기재된 이차 전지용 외장재와 동일하므로 여기서는 생략하기로 한다.
한편, 본 기재에서 상기 제1 접착층 내지 제4 접착층(51, 52, 53, 54)은 접착성을 갖는 것으로 당해 기술분야에 잘 알려진 재료를 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, 폴리 우레탄계 접착제 등을 사용할 수 있다.
또한, 제1 접착층 내지 제4 접착층(51, 52, 53, 54) 각각은 1㎛ 내지 10㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다. 각 접착층의 두께가 상기 수치 범위를 만족하는 경우 이차 전지용 외장재의 박막화가 가능하다.
본 기재에 따른 이차 전지용 외장재(130, 131, 132, 133)는 상기한 바와 같이 수분 차단 금속층 대신 불소 함유 수지를 포함하는 적어도 둘 이상의 고분자 수지층을 적층하여 사용하기 때문에 과도한 성형에도 우수한 내투습성을 유지할 수 있고, 유연성이 뛰어나 플렉서블 이차 전지에 쉽게 적용할 수 있다.
다음으로, 본 기재의 일 실시예에 따른 이차 전지의 구성을 살펴보기로 한다.
도 5는 본 기재의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도를 나타낸 것이고, 도 6은 도 5의 이차 전지를 분해하여 도시한 분해 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 기재의 일 실시예에 따른 이차 전지(200)는 전극 조립체(10) 및 상기 전극 조립체(10)를 수용하는 외장재(130)를 포함하고, 상기 외장재(130)는 전술한 본 발명에 따른 외장재들(130, 131, 132, 133)일 수 있다.
먼저, 상기 전극 조립체(10)는 충전 및 방전 기능을 수행하는 것으로, 제1 전극인 양극(11)과 제2 전극인 음극(12) 사이에 세퍼레이터(13)가 개재된 형태로 제조된다. 이때, 제1 전극 및 제2 전극의 극성은 특별히 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 전극이 음극(12)이고, 제2 전극이 양극(11)일 수도 있다.
한편, 양극(11)은 알루미늄 등의 금속 박판으로 이루어진 양극 집전체와 양극 집전체 상에 형성된 양극 활물질층으로 이루어지고, 음극(12)은 구리 등의 금속 박판으로 이루어진 음극 집전체와 음극 집전체 상에 형성된 음극 활물질층으로 이루어진다.
또한, 전극 조립체(10)는 띠 형상의 양극(11)과 음극(12) 사이에 세퍼레이터(13)가 개재된 후, 권취된 후 가압하여 납작한 구조로 이루어질 수도 있다.
다만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며 상기 전극 조립체(10)는 사각 시트(sheet) 형상으로 이루어진 복수 개의 양극(11)과 음극(12)이 세퍼레이터(13)를 사이에 두고 교대로 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 이때, 세퍼레이터(13)는 양극(11)과 음극(12) 사이에 개재되어 양극(11)과 음극(12)을 절연하면서 이온이 이동하는 통로를 제공한다.
다음으로, 상기 전극 조립체(10)에서 일 측 단부에는 양극 무지부와 음극 무지부가 위치하며, 양극 무지부에는 양극 단자(21)가 용접으로 부착되고 음극 무지부에는 음극 단자(22)가 용접으로 부착된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지에서 외장재(130)는 상기 전극 조립체(10)가 내장되며 일 측에 개구가 형성된 수납부(15) 및 상기 개구를 밀봉하는 덮개부(25)를 포함할 수 있다.
이때, 수납부(15)는, 예를 들면, 사출, 포밍 등의 방법으로, 육면체에서 넓은 면의 일 측에 개구가 형성된 형태로 제조될 수 있다.
이러한 개구에 전술한 전극 조립체(10)가 삽입되며, 상기 개구는 덮개부(25)에 의해 밀봉된다.
여기서, 덮개부(25)는 상기 수납부(15)의 개구가 위치하는 일 측의 라인을 따라 접착제를 이용하여 합착하여 밀폐될 수 있다.
또는, 본 발명에서 상기 덮개부(25)는 별도의 접착제 없이 수납부(15) 및 덮개부(25)를 이루는 외장재의 내부 수지층(70)끼리 직접 부착한 후 열 융착 등의 방법으로 밀폐될 수도 있다.
본 기재에 따른 이차 전지(200)는 박막화된 이차 전지용 외장재를 적용하기 때문에 박형 이차 전지의 구현이 가능하고, 전자의 에너지 밀도를 향상시켜 이차 전지의 용량을 증가 시킬 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 살펴보기로 한다.
실시예 1
25㎛ 두께의 폴리프로필렌으로 이루어진 내부 수지층, 2㎛ 두께의 제2 접착층, 클로로트리플루오르에틸렌 (ChloroTriFluoroEthylene, CTFE)로 이루어진 15㎛ 두께의 제1 고분자 수지층, 2㎛ 두께의 제1 접착층 및 클로로트리플루오르에틸렌 (ChloroTriFluoroEthylene, CTFE)로 이루어진 15㎛ 두께의 제2 고분자 수지층을 차례로 적층하여 적층체를 제조하였다.
실시예 2
제2 고분자 수지층 상에 2㎛ 두께의 제3 접착층을 개재하여 25㎛ 두께의 나일론으로 이루어진 외부 수지층을 더 적층한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 적층체를 제조하였다
실시예 3
제2 고분자 수지층 상에 2㎛ 두께의 제4 접착층을 개재하여 클로로트리플루오르에틸렌 (ChloroTriFluoroEthylene, CTFE)로 이루어진 15㎛ 두께의 제3 고분자 수지층을 더 적층한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 적층체를 제조하였다.
실시예 4
제3 고분자 수지층 상에 2㎛ 두께의 제3 접착층을 개재하여 25㎛ 두께의 나일론으로 이루어진 외부 수지층을 더 적층한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 적층체를 제조하였다.
비교예 1
30㎛ 두께의 폴리프로필렌으로 이루어진 내부 수지층, 25㎛ 두께의 알루미늄으로 이루어진 금속층 및 16㎛ 두께의 나일론으로 이루어진 외부 수지층을 차례로 적층하여 적층체를 제조하였다.
비교예 2
제1 고분자 수지층 및 제2 고분자 수지층의 재료로 불소를 함유하지 않는 수지인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 적층체를 제조하였다.
비교예 3
25㎛ 두께의 폴리프로필렌으로 이루어진 내부 수지층, 2㎛ 두께의 접착층 및 클로로트리플루오르에틸렌 (ChloroTriFluoroEthylene, CTFE)로 이루어진 15㎛ 두께의 고분자 수지층을 차례로 적층하여 적층체를 제조하였다.
비교예 4
고분자 수지층 상에 2㎛ 두께의 접착층을 개재하여 25㎛ 두께의 나일론으로 이루어진 외부 수지층을 더 적층한 것을 제외하고는 비교예 3과 동일한 방법으로 적층체를 제조하였다.
실험예 1 - 내투습성 평가
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 적층체에 대하여, 100 mm ×100 mm인 샘플을 각각 제작하였다.
이후, 각 샘플을 거치 대에 고정시키고 정량의 수분을 한쪽 면으로 계속 분사하여 적층체 통과 후 반대편에서 검출되는 수분의 양을 센서로 포착한 후 이를 수치화 하는 방법으로 내투습성을 평가하였다.
결과는 하기 표 1에 나타내었다.
구분 WVTR (g/m2day)
실시예 1 0.0005
실시예 2 0.0001
실시예 3 0.00006
실시예 4 0.00001
비교예 1 0.0001
비교예 2 0.01
비교예 3 0.01
비교예 4 0.007
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예들과 같이 적어도 불소 함유 수지를 포함하는 고분자 수지층을 적어도 2 이상 포함하는 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 적층체의 경우, 내투습성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
이에 반해, 고분자 수지층을 2 이상 포함하더라도 불소 함유 수지를 포함하지 않는 비교예 2에 따라 제조된 적층체, 불소 함유 수지를 포함하더라도 고분자 수지층을 한 층만 포함하는 비교예 3 및 4에 따라 제조된 적층체의 경우, 실시예들과 비교할 때, 내투습성이 현저하게 낮다.
또한, 종래와 같이 고분자 수지층 대신 금속 박막층을 포함하는 비교예 1에 따라 제조된 적층체와 비교하여도 실시예들의 적층체의 내투습성이 유사한 수준이거나 더 우수한 것을 알 수 있다.
실험예 2 - 성형 특성 측정
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 적층체를 이용하여 성형을 한 후 실험예 1과 동일한 방법으로 WVTR(Water Vapor Transmission rate)을 측정하여 성형 전 후의 내투습성을 측정하는 방법으로 성형 특성을 측정하였다.
이때, 성형은, 30 mm × 30 mm 크기의 금속으로 이루어진 스템프를 이용하여 적층체에 두께 방향으로 압력을 가한 후, 적층체가 두께 방향으로 6 mm 정도 돌출되도록 변형시키는 방법으로 수행하였다.
결과는 하기 표 2에 나타내었다.
구분 WVTR 측정 결과 (g/m2day) 변화 (g/m2day)
성형 전 성형 후
실시예 1 0.0005 0.0009 +0.0004
실시예 2 0.0001 0.0002 +0.0001
실시예 3 0.00006 0.00008 +0.00002
실시예 4 0.00001 0.00002 +0.00001
비교예 1 0.00001 0.3 +0.2999
비교예 2 0.01 0.5 +0.49
비교예 3 0.01 3.84 +3.83
비교예 4 0.007 1.04 +1.033
표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 적층체의 경우에는 성형 후에도 수분 투습량 변화가 거의 없는 것을 확인할 수 있다.
이에 반해, 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 적층체의 경우에는 성형 과정에서 외장재가 손상되어 성형 후 수분 투습량이 급격하게 증가한 것을 확인할 수 있다.
이를 통해 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 적층체가 비교예 1 내지 4의 적층체와 비교할 때, 100배 이상 정도의 우수한 성형성 특성을 가짐을 알 수 있다.
실험예 3 - 탄성 변형률 평가
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 적층체에 대하여, 탄성 변형률 평가를 실시하였다.
평가는 UTM (Universal test machine)장비를 이용하여 ASTM D3039 및 ASTM D638 방법에 따라 stress-strain curve를 측정하는 방법으로 수행하였다.
결과는 하기 표 3에 나타내었다.
구분 탄성 변형률(%)
실시예 1 3.012
실시예 2 3.4
실시예 3 3.321
실시예 4 3.548
비교예 1 0.65
비교예 2 3.204
비교예 3 2.709
비교예 4 2.95
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예들과 같이 적어도 불소 함유 수지를 포함하는 고분자 수지층을 적어도 2 이상 포함하는 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 적층체의 경우 탄성 변형률이 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.
그러나, 종래와 같이 고분자 수지층 대신 금속 박막층을 포함하는 비교예 1에 따라 제조된 적층체의 경우에는 실시예들과 비교할 때, 탄성 변형률이 현저하게 떨어지는 것을 알 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
31: 제1 고분자 수지층
32: 제2 고분자 수지층
33: 제3 고분자 수지층
51: 제1 접착층
52: 제2 접착층
53: 제3 접착층
54: 제4 접착층
70: 내부 수지층
80: 외부 수지층
130, 131, 132, 133: 이차 전지용 외장재
200: 이차 전지
10: 전극 조립체
21: 양극 단자
22: 음극 단자
15: 수납부
25: 덮개부
11: 양극
12: 음극
13: 세퍼레이터

Claims (9)

  1. 제1 고분자 수지층;
    상기 제1 고분자 수지층의 제1 면에 위치하며 제1 접착층을 개재하여 부착된 제2 고분자 수지층; 및
    상기 제1 고분자 수지층의 제2 면에 위치하며 제2 접착층을 개재하여 부착된 내부 수지층;
    을 포함하고,
    상기 제1 고분자 수지층 및 상기 제2 고분자 수지층은, 각각, 불소 함유 수지를 포함하는 이차 전지용 외장재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고분자 수지층 및 상기 제2 고분자 수지층은, 각각, 10㎛ 내지 200㎛ 범위의 두께를 갖는 이차 전지용 외장재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 불소 함유 수지는 클로로트리플루오르에틸렌 (ChloroTriFluoroEthylene, CTFE), 폴리클로로트리플루오르에틸렌 (PolyChloroTriFluoroEthylene, PCTFE), 폴리테트라플루오르에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리불화비닐리덴 (polyvinylidene chloride, PVDF), 폴리불화비닐 (Polyvinyl Chloride, PVF), 퍼플루오르알콕시 (Per Fluoro Alkoxy, PFA), 4불화 에틸렌-6불화프로필렌 공중합체 (Fluorinated ethylene propylene, FEP), 에틸렌 4불화에틸렌 공중합체 (Ethylene Tetra fluoro Ethylene, ETFE) 및 에틸렌 클로로트리플루오르에틸렌공중합체 (Ethylene ChloroTriFluoroEthylene, ECTFE)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 이차 전지용 외장재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고분자 수지층 및 상기 제2 고분자 수지층은 동일한 소재로 이루어진 이차 전지용 외장재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접착층 및 상기 제2 접착층은 각각 1㎛ 내지 10㎛ 범위의 두께를 갖는 것인 이차 전지용 외장재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 고분자 수지층은,
    상기 제1 고분자 수지층이 위치하는 반대 면에 위치하며 제3 접착층을 개재하여 부착되는 외부 수지층을 더 포함하는 이차 전지용 외장재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 고분자 수지층은,
    상기 제1 고분자 수지층이 위치하는 반대 면에 위치하며 제4 접착층을 개재하여 부착된 적어도 하나 이상의 제3 고분자 수지층을 더 포함하는 이차 전지용 외장재.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 고분자 수지층은,
    상기 제2 고분자 수지층이 위치하는 반대 면에 위치하며 제3 접착층을 개재하여 부착되는 외부 수지층을 더 포함하는 이차 전지용 외장재.
  9. 전극 조립체, 및
    상기 전극 조립체를 수용하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 이차 전지용 외장재
    를 포함하는 이차 전지.
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