KR20200003556A - Sealant composition and an inner and outer packaging material for a secondary battery comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 실란트 조성물 및 이를 포함하는 이차전지용 내외장 포장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 실링 온도 대비 60 내지 200 ℃의 저온에서 실링 가능하며, 동시에 우수한 접착성, 절연성 및 밀봉성이 부여된 실란트 조성물 및 이를 포함하는 이차전지용 내외장 포장재에 관한 것이다.The present invention relates to a sealant composition and an internal and external packaging material for a secondary battery including the same, and more particularly, to a sealant at a low temperature of 60 to 200 ° C. compared with a conventional sealing temperature, and at the same time, a sealant provided with excellent adhesiveness, insulation, and sealing property. It relates to a composition and an internal and external packaging material for a secondary battery including the same.
비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차전지에 대한 중요성이 증가되고 있다.As the use of portable electric products such as video cameras, portable telephones, and portable PCs is activated, the importance of secondary batteries mainly used as driving power thereof is increasing.
특히, 이차전지 중에서, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.Particularly, among secondary batteries, lithium secondary batteries have an operating voltage of 3.6 V or higher, and are three times higher in operating voltage than nickel-cadmium batteries or nickel-metal hydride batteries, and have excellent energy density per unit weight. It is a trend.
그러나, 이차전지가 충전이 가능하고, 친환경적인 에너지원임에도 불구하고, 이차전지의 안정성과 관련해서는 끊임없이 문제가 대두되고 있다.However, despite the fact that the rechargeable battery is rechargeable and is an environmentally friendly energy source, problems are constantly raised regarding the stability of the secondary battery.
전지의 안정성 문제란, 전지 내의 비정상적인 에너지 변환에 따른 온도상승에 의해 각종 화학반응이 유발되고, 이로 인해 생기는 발화 및 폭발에 관련된 현상이다. 구체적으로, 이차전지는 고온에 노출되거나 외부단락 등에 의해 짧은 시간 내에 큰 전류가 흐르게 될 경우, IR 발열에 의해 전지가 가열되면서 발열, 발화, 폭발 등의 위험한 상태가 초래될 수 있으므로 내구성이 우수한 이차전지가 요구된다. 또한, 최근 그 사용 범위의 확대에 따라, 매우 과혹한 환경하에서도, 종래 이상으로 높은 안전성이 요구되고 있다. 예를 들어 만일 이차 전지가 이상적으로 고온이 되거나, 전지 내부가 고압이 된 경우에 있어서도, 전해액의 누액에 의한 기기의 손상이 전혀 없도록 요구되고 있다. The stability problem of a battery is a phenomenon related to ignition and explosion caused by various chemical reactions caused by temperature rise due to abnormal energy conversion in the battery. Specifically, when a secondary battery is exposed to high temperature or a large current flows within a short time due to an external short circuit, a secondary battery having excellent durability may be caused as a dangerous state such as heat generation, ignition or explosion while the battery is heated by IR heat generation. Battery is required. In addition, in recent years, with the expansion of its use range, even in a very harsh environment, high safety is required more than conventionally. For example, even when the secondary battery becomes ideally high temperature or the inside of the battery becomes high pressure, it is required that there is no damage to the device due to leakage of the electrolyte solution.
이러한 안정성의 확보를 위해, 각종 방법이 검토되고 있는데, 포장재에 관해서도, 고온에서의 포장재 그 자체의 안정성이나 전해액이나 금속 용기 재료에 대한 안정성, 및 전해액의 누액 방지성에 관한 연구가 이루어지고 있다.In order to secure such stability, various methods have been examined. As for the packaging material, studies have been made on the stability of the packaging material itself at high temperatures, the stability of the electrolyte solution and the metal container material, and the leakage preventing property of the electrolyte solution.
한편, 최근 내구성을 향상시킬 수 있으면서도, 다양한 형상으로 가공이 용이하여, 박형화나 경량화를 실현할 수 있는 전지용 포장 재료로서, 일반적으로 실란트층, 가스 배리어층 및 외측 수지층을 포함하는 다층 구조의 플렉시블(flexible) 필름 형상이 제안되고 있다. 이러한 포장재는, 실란트층끼리를 대향시켜서 주연부를 히트 시일로 열 용착시킴으로써 전지 소자를 밀봉하여, 전해액이나 가스 등의 유출을 방지한다. 따라서 주로 열 융착이 가능한 저융점의 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE), 폴리우레탄(PU) 계열 등의 수지가 사용되곤 한다.On the other hand, as a battery packaging material that can be easily processed into various shapes while being able to improve durability in recent years, and that can be made thinner and lighter, there is generally a flexible structure having a multilayer structure including a sealant layer, a gas barrier layer and an outer resin layer. flexible) Film shapes have been proposed. Such a packaging material seals a battery element by opposing the sealant layers to each other and thermally welding the periphery with a heat seal to prevent leakage of the electrolyte solution, gas, or the like. Accordingly, resins such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), and polyurethane (PU) of low melting point, which are mainly heat-sealed, are used.
폴리프로필렌은, 융점이 120℃ 이상이므로 전지용 포장재가 고온에 노출되었을 경우에도 높은 실링 강도를 확보할 수 있다. Since polypropylene has a melting point of 120 ° C. or higher, high sealing strength can be ensured even when the battery packaging material is exposed to high temperature.
다만, 리튬이온전지는 최대 135℃의 실링 온도를 허용하기는 하나, 그 이상의 온도를 가하여 결정 부분이 많은 실란트로 실링하는 경우, 융점이 높아져, 고온 시의 실링 강도는 높지만, 실링 후의 냉각 과정에서의 결정성 제어로 인해 실란트층의 실링부 또는 그 근방 부분에 크랙이 발생하여, 절연성이 저하되기 쉬워진다는 문제가 있다. 또한, 폴리우레탄 계열의 접착제는 고온 또는 물과 전해액의 부산물인 HF와 같은 산성 물질에 취약하여 접착 강도가 저하되는 문제가 있다. However, although lithium ion batteries allow a sealing temperature of up to 135 ° C, when a sealant with a large number of crystal parts is added at a temperature higher than that, the melting point becomes high, and the sealing strength at high temperature is high, but the cooling process after sealing is high. Due to the crystallinity control, cracks occur in the sealing portion of the sealant layer or in the vicinity of the sealant layer, and there is a problem that the insulating property tends to decrease. In addition, polyurethane-based adhesives have a problem in that the adhesive strength is lowered due to high temperature or a weakness to an acidic material such as HF which is a by-product of water and an electrolyte.
이러한 문제점들을 해결하기 위해서, 결정 부분이 많고 융점이 높은 폴리프로필렌을 실란트층에 사용해서 실링한 후에 실링부에 냉각판을 가압하거나, 냉각 에어를 분사하는 냉각 공정을 마련하는 경우도 있으나, 이러한 냉각에도 실링부에서의 크랙의 발생을 완전히 억제하는 것은 용이하지 않다. 또한, 무수말레산을 그라프팅 시킨 폴리올레핀 수지를 압출하면서 금속층과 라미네이트하는 방법이 고안되기도 하였으나, 상기 방법은 고가의 무수말레산을 사용하여 경제적이지 못하며, 압출 장비의 사용은 공정성을 저하시키는 문제가 있다.In order to solve these problems, a polycrystalline high melting point polypropylene is used in the sealant layer to seal the pressurizing plate, or a cooling process is performed to inject cooling air. It is not easy to completely suppress the occurrence of cracks in the sealing part. In addition, a method of laminating a metal layer while extruding a polyolefin resin grafted maleic anhydride has been devised, but the method is not economical using expensive maleic anhydride, and the use of extrusion equipment has a problem of deteriorating processability. have.
따라서, 종래 리튬이온전지용 내외장 포장재를 약 180℃의 온도에서 고온 실링을 하여 부착시키지만, 이러한 제품은 절연저항의 불량이 발생이 되는 문제가 있다. Therefore, although the conventional internal and external packaging materials for lithium ion batteries are attached by high temperature sealing at a temperature of about 180 ° C., these products have a problem in that poor insulation resistance occurs.
이와 더불어, 최근 전지의 박형화나 경량화의 요구에 수반하여, 더욱 얇은 전지용 포장재가 요구되고, 실란트층에 대해서도, 두께를 보다 한층 얇게 하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 실란트층의 두께가 얇아지면, 전지용 포장재의 절연성이 더욱 저하되기 쉬워진다는 문제가 있다.In addition, with the recent demand for thinner and lighter batteries, thinner battery packaging materials are required, and the sealant layer is also required to be thinner. However, when the thickness of a sealant layer becomes thin, there exists a problem that the insulation of a battery packaging material becomes easy to fall further.
이에 따라 전지용 포장재의 절연저항 불량을 개선할 수 있으며, 다양한 요구에 부합할 수 있는 신규한 전지용 포장재에 대한 연구가 필요하다Accordingly, poor insulation resistance of battery packaging materials can be improved, and new battery packaging materials that can meet various needs are required.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 저온 실링이 가능하면서도 우수한 접착성, 절연성 및 밀봉성이 부여된 실란트 조성물 및 이를 포함하는 이차전지용 내외장 포장재를 제공하고자 한다.In order to solve the above problems, the present invention is to provide a sealant composition which is capable of low-temperature sealing, but is provided with excellent adhesiveness, insulation, and sealability, and an internal and external packaging material for a secondary battery including the same.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일 실시예에서, 실링 수지 100 중량부, 고온 수지 50~60중량부, 실리카 10~30중량부 및 첨가제 10~30중량부로 구성되고, 상기 실링 수지는 우레탄 10~15 중량부, 에폭시 10~15중량부, 실리콘 10~15중량부, 폴리에스터 10~15중량부 및 아크릴 10~15중량부를 포함하는 실란트 조성물을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is composed of 100 parts by weight of the sealing resin, 50 to 60 parts by weight of the high temperature resin, 10 to 30 parts by weight of silica and 10 to 30 parts by weight of the additive, the sealing resin is Provided is a sealant composition comprising 10 to 15 parts by weight of urethane, 10 to 15 parts by weight of epoxy, 10 to 15 parts by weight of silicone, 10 to 15 parts by weight of polyester, and 10 to 15 parts by weight of acrylic.
본 발명은 또한, 상기 실란트 조성물을 포함하는 단층 또는 다층 구조의 이차전지용 내외장 포장재를 제공한다.The present invention also provides an internal and external packaging material for a secondary battery having a single layer or a multilayer structure containing the sealant composition.
본 발명에 따른 실란트 조성물은 종래 실링 온도 대비 60 내지 200 ℃의 저온에서 실링이 가능하며, 10년간 2N 이상을 유지하는 우수한 접착 강도를 갖는다. Sealant composition according to the present invention is capable of sealing at a low temperature of 60 to 200 ℃ compared to the conventional sealing temperature, has a good adhesive strength to maintain more than 2N for 10 years.
아울러, 상기 조성물을 포함하는 포장재를 이차전지에 적용 시, 슬립 외장재 또는 왁스 성분으로 이루어진 외장재(리튬폴리머 전지의 외장재)에도 우수한 접착성과 밀봉성을 갖는다. 이로써, 종래 실링부에 발생하여 전지의 절연성을 떨어뜨리는 크랙을 방지하여, 전지의 절연 저항 불량을 개선할 수 있다.In addition, when the packaging material containing the composition is applied to a secondary battery, it also has excellent adhesiveness and sealability to an exterior material made of a slip exterior material or a wax component (the exterior material of a lithium polymer battery). Thereby, the crack which arises in the conventional sealing part and degrades the insulation of a battery can be prevented, and the insulation resistance defect of a battery can be improved.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실란트 조성물을 포함하는 이차전지용 내외장 포장재를 나타낸 것으로, 도 1은 단층 구조의 포장재 및 도 2는 다층 구조의 포장재를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실란트 조성물의 실링 가능 온도 범위를 나타내는 DSC 분석 결과 그래프이다.1 to 2 illustrate an internal and external packaging material for a secondary battery including a sealant composition according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a packaging material of a single layer structure and FIG. 2.
Figure 3 is a DSC analysis graph showing the sealable temperature range of the sealant composition according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
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. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 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. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings described in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents that may be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations.
본 발명은 신규한 실링 수지를 포함하는 실란트 조성물 및 이를 포함하는 이차전지용 내외장 포장재를 제공한다.The present invention provides a sealant composition comprising a novel sealing resin and an internal and external packaging material for a secondary battery including the same.
본 명세서에서 용어 '실란트 조성물'은 이차전지 포장재에 포함되는 필름 또는 시트를 접착하기 위하여 사용되는 접착제 조성물을 의미한다.As used herein, the term sealant composition refers to an adhesive composition used to adhere a film or sheet included in a secondary battery packaging material.
본 발명은 일 실시예에서, 실링 수지 100중량부, 고온 수지 50~60중량부, 실리카 10~30중량부 및 첨가제 10~30중량부를 포함하며, 상기 실링 수지는 우레탄 수지 10~15중량부, 에폭시 수지 10~15중량부, 실리콘 수지 10~15중량부, 폴리에스터 수지 10~15중량부 및 아크릴 수지 10~15중량부를 포함하는 실란트 조성물을 제공한다. The present invention, in one embodiment, 100 parts by weight of the sealing resin, 50 to 60 parts by weight of the high temperature resin, 10 to 30 parts by weight of silica and 10 to 30 parts by weight of the additive, the sealing resin is 10 to 15 parts by weight of the urethane resin, Provided is a sealant composition comprising 10 to 15 parts by weight of an epoxy resin, 10 to 15 parts by weight of a silicone resin, 10 to 15 parts by weight of a polyester resin, and 10 to 15 parts by weight of an acrylic resin.
상기 실링 수지는 본 발명에 따른 실란트 조성물의 기본 골격 구조를 이루며 직접적으로 접착이 가능하게 하는 주요 물질이다. 상세하게 상기 실링 수지는 우레탄 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리에스터 수지 및 아크릴 수지로 구성될 수 있으며, 이들 실링 수지가 첨가됨으로써, 상기 조성물 포함하는 포장재를 이차전지에 적용 시, 내/외층면에 접착성을 확보할 수 있다.The sealing resin forms a basic skeleton structure of the sealant composition according to the present invention and is a main material that enables direct adhesion. In detail, the sealing resin may be composed of a urethane resin, an epoxy resin, a silicone resin, a polyester resin, and an acrylic resin, and when these sealing resins are added, when the packaging material including the composition is applied to a secondary battery, an inner / outer layer surface Adhesiveness can be secured to the
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 조성물은 실링 수지 100중량부, 고온 수지 50~60중량부, 실리카 10~30중량부 및 첨가제 10~30중량부로 포함하여 구성될 수 있으며, 이 때 실링 수지를 상기 범위 미만으로 포함하는 경우, 접착성이 부족하여 10년의 기간도 유지하기 어려우며, 상기 범위를 초과하여 포함하는 경우, 접착 후 포장재의 흘러내림의 문제 및 온도, 습도에 영향을 받아 접착성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the composition may include 100 parts by weight of the sealing resin, 50 to 60 parts by weight of the high temperature resin, 10 to 30 parts by weight of silica and 10 to 30 parts by weight of the additive, wherein the sealing resin When it is included below the above range, it is difficult to maintain a period of 10 years due to the lack of adhesion, and when it exceeds the above range, it is affected by the problem of the flow of the packaging material after adhesion and temperature, humidity This falling problem can occur.
상기 실리콘 수지는 예컨대, 폴리디메틸실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디메틸페닐실록산, 폴리프로필렌-실리콘 공중합체, 폴리에틸렌-실리콘 공중합체를 포함할 수 있으며, 그 분자량이 3만 이상, 구체적으로는 3만 ~ 100만의 것이 바람직하다. 상기 폴리에스터 수지는 기계적 물성, 내열성, 절연성 및 외부로부터 보호하는 역할을 하며, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함할 수 있다. The silicone resin may include, for example, polydimethylsiloxane, polydiphenylsiloxane, polydimethylphenylsiloxane, polypropylene-silicon copolymer, polyethylene-silicon copolymer, and its molecular weight is 30,000 or more, specifically 30,000. 1 million is preferable. The polyester resin serves to protect from mechanical properties, heat resistance, insulation, and the outside, and may include, for example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, and the like.
상기 고온 수지는 상기 조성물을 포함하는 포장재의 강도를 부여하기 위하여 첨가되는 것으로, 상기 고온 수지가 첨가된 조성물을 포함하는 포장재의 경우 향상된 강도로 인하여 상기 포장재의 절단 시 규격에 맞게 커팅을 가능하게 한다. 더불어, 함께 첨가되는 상기 실리카는 상기 고온 수지의 강도 부여 기능을 도와 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.The high temperature resin is added to impart strength of the packaging material including the composition, and in the case of the packaging material including the composition to which the high temperature resin is added, the high temperature resin enables cutting according to a standard when cutting the packaging material due to improved strength. . In addition, the silica added together may help the strength imparting function of the high temperature resin to further improve the strength.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 조성물은 실링 수지 100중량부, 고온 수지 50~60중량부, 실리카 10~30중량부 및 첨가제 10~30중량부로 포함하여 구성될 수 있으며, 이 때 고온 수지를 상기 범위 미만으로 포함하는 경우 포장재의 강도 부족으로 연질되어 포장재를 절단 시 규격에 맞게 자르기 어렵거나, 혹은 끈적거림이 심해지는 문제가 발생할 수 있다. 또한 상기 고온 수지가 상기 범위를 초과하여 포함하는 경우 강도가 너무 높아져 낮은 온도에서 접착 되지 않는 문제가 발생할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the composition may be configured to include 100 parts by weight of the sealing resin, 50 to 60 parts by weight of the high temperature resin, 10 to 30 parts by weight of silica and 10 to 30 parts by weight of the additive, wherein the high temperature resin If it is included in the less than the above range may be soft due to lack of strength of the packaging material is difficult to cut to meet the specification when cutting the packaging material, or may be a problem that the stickiness worsens. In addition, when the high temperature resin is included in the above range, the strength is too high may cause a problem that the high temperature resin is not bonded at a low temperature.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 고온 수지는 아크릴 수지, 폴리올레핀 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종 이상일 수 있다. 고온 수지로서 아크릴 수지를 첨가함으로써 한층 더 강도 및 성형성의 향상을 도모할 수 있으며, 폴리올레핀 수지를 첨가함으로써 우수한 유연성, 내충격성 및 슬립성 등에 기인해 성형성이 탁월한 효과를 기대할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the high temperature resin may be any one or more selected from the group consisting of acrylic resins, polyolefin resins and mixtures thereof. By adding an acrylic resin as a high temperature resin, the strength and moldability can be further improved, and by adding a polyolefin resin, an effect excellent in moldability can be expected due to excellent flexibility, impact resistance, slip resistance, and the like.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 실링 수지는 유리전이온도가 40 내지 110℃인 것일 수 있다. 상기 유리 전이 온도가 40℃ 이상을 만족함으로써 절연성 저하로 인한 절연 저항 불량을 방지할 수 있으며, 110℃ 이하를 만족함으로써 상기 조성물의 접착성을 높이고, 전지의 적용 시, 필름화되어 이차전지의 내부 저항이 증대하는 것을 억제하여, 출력 특성 등의 전지 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the sealing resin may have a glass transition temperature of 40 to 110 ℃. When the glass transition temperature satisfies 40 ° C. or more, it is possible to prevent a poor insulation resistance due to insulation deterioration, and by satisfying 110 ° C. or less, the adhesiveness of the composition is increased, and when the battery is applied, the film is formed into a film to form an inner portion of the secondary battery. Increasing resistance can be suppressed and battery characteristics such as output characteristics can be prevented from decreasing.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 실링 수지는 융점이 50 내지 130 ℃인 것일 수 있다. 상기 융점이 50℃ 내지 130℃인 수지란, DSC(시차 주사 열량계)에 의해 승온 속도 20℃/분으로 측정되는 피크 온도(융점)가 50℃ 내지 130℃인 수지를 의미한다. 융점이 상기 범위를 만족함으로써, 저온에서도 우수한 접착성을 확보할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the sealing resin may have a melting point of 50 to 130 ℃. Resin whose melting | fusing point is 50 degreeC-130 degreeC means resin whose peak temperature (melting point) measured by DSC (differential scanning calorimeter) at the temperature increase rate of 20 degreeC / min is 50 degreeC-130 degreeC. By satisfy | filling the said melting | fusing point, the outstanding adhesiveness can be ensured at low temperature.
본 발명에 따른 실란트 조성물은 필요에 따라 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 경화제, 레벨링제, 커플링제, 반응 촉진제, 점착 부여제, 탈포제 및 가소제로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종 이상일 수 있다. 경화제로는 에폭시 접착 분야에서 주로 사용되는 것들을 제한 없이 사용하는 것이면 가능하고, 레벨링제(또는 소화제)로는 예를 들어, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산, 폴리에스테르 변성 폴리디메틸실록산, 아랄킬 변성 폴리메틸알킬실록산, 폴리에스테르 변성 수산기 함유 폴리디메틸실록산, 폴리에테르에스테르 변성 수산기 함유 폴리디메틸 실록산, 아크릴계 공중합물, 메타크릴계 공중합물, 폴리에테르 변성 폴리메틸알킬실록산, 아크릴산 알킬 에스테르 공중합물, 메타크릴산 알킬 에스테르 공중합물, 레시틴 등을 사용할 수 있다. 커플링제로는 금속박 등의 금속계 소재에 대한 접착력 증진을 위하여 실란계 커플링제를 포함할 수 있으나, 당업계에서 사용하는 구성을 제한없이 사용하는 것이면 가능하고, 반응 촉진제로는 예를 들어, 디부틸틴 디아세테이트, 디부틸틴 디라우레이트, 디옥틸틴 디라우레이트, 디부틸틴디말레이트 등의 금속계 촉매; 1,8-디아자-비시 클로(5,4,0)운데센-7, 1,5-디아자비시클로(4,3,0)노넨-5, 6-디부틸아미노-1,8-디아 자비시클로(5,4,0)운데셍-7 등의 3급 아민; 트리에탄올아민과 같은 반응성 3급 아민 등이 있으며, 이들 그룹에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 반응 촉진제를 첨가제로 사용할 수 있다. The sealant composition according to the present invention may further include an additive as necessary, and the additive may be any one or more selected from the group consisting of a curing agent, a leveling agent, a coupling agent, a reaction accelerator, a tackifier, a defoamer, and a plasticizer. Can be. As the curing agent, any one mainly used in the field of epoxy bonding may be used without limitation. As the leveling agent (or the extinguishing agent), for example, polyether-modified polydimethylsiloxane, polyester-modified polydimethylsiloxane, and aralkyl-modified polymethylalkyl Siloxane, polyester-modified hydroxyl-containing polydimethylsiloxane, polyetherester-modified hydroxyl-containing polydimethyl siloxane, acrylic copolymer, methacryl-based copolymer, polyether-modified polymethylalkylsiloxane, acrylic acid alkyl ester copolymer, methacrylic acid alkyl ester Copolymers, lecithin and the like can be used. The coupling agent may include a silane coupling agent in order to enhance adhesion to a metal material such as metal foil, but it is possible to use any structure used in the art without limitation, and as the reaction accelerator, for example, dibutyl Metal catalysts such as tin diacetate, dibutyl tin dilaurate, dioctyl tin dilaurate and dibutyl tin dimaleate; 1,8-diaza-bicyclo (5,4,0) undecene-7, 1,5-diazabicyclo (4,3,0) nonene-5, 6-dibutylamino-1,8-dia Tertiary amines such as xabicyclo (5,4,0) undecsin-7; Reactive tertiary amines such as triethanolamine, and the like, and one or two or more reaction promoters selected from these groups may be used as the additive.
상기 첨가제의 함량은 이차전지 포장재의 구체적인 구성, 실란트 조성물의 성분 및/또는 조성 등에 따라 적절히 조절할 수 있으나, 바람직하게는 전체 실란트 조성물 100 중량부당 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. The amount of the additive may be appropriately adjusted according to the specific configuration of the secondary battery packaging material, the component and / or composition of the sealant composition, and may preferably include 5 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the total sealant composition.
본 발명에 따른 상기 실란트 조성물은 상술한 구성 외에 필요에 따라 당업계에 통상적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. The sealant composition according to the present invention may further include additives conventionally used in the art as necessary in addition to the above-described configuration.
본 발명은 또한, 상기 실란트 조성물을 포함하는 단층 또는 다층 구조를 갖는 이차전지용 내외장 포장재를 제공한다. The present invention also provides an internal and external packaging material for a secondary battery having a single layer or a multilayer structure containing the sealant composition.
본 발명에 따른 포장재의 바람직한 일 실시예를 도 1 및 도 2에 도시한다.One preferred embodiment of the packaging according to the invention is shown in FIGS. 1 and 2.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 포장재는 상기 실란트 조성물만으로 구성된 단층 구조를 갖는다.As shown in FIG. 1, the packaging material according to an embodiment has a single layer structure composed of only the sealant composition.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 포장재는 상기 실란트 조성물로 구성된 제1 실란트층(10), 상기 제1 실란트층 상에 형성된 내부 수지층(20) 및 상기 내부 수지층 상에 형성된 상기 실란트 조성물로 구성된 제2 실란트층(30)을 포함하는 다층 구조를 갖는다. In addition, as shown in FIG. 2, the packaging material according to the exemplary embodiment includes a
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 내부 수지층(20)은 내전해액성의 충분한 확보에 의한 포장재의 내용 수명의 증대를 도모하는 점에서, 바람직하게는 폴리올레핀계 수지일 수 있으며, 상기 제1 실란트층(10) 또는/및 제2 실란트층(30)에 도포하여 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 내부 수지층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 나일론(Nylon), 폴리마이드(PI) 및 에틸렌비닐아세테이트(EVA)로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종 이상일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 내부 수지층(20)은 적어도 상기 제1 실란트층(10)과 제2 실란트층(30)의 최내층의 사이에 또 다른 내부 수지층이 추가적으로 개재되는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 하기의 실시예들은 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들 실시예에 의하여 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are merely to illustrate the invention, the present invention is not limited by these examples.
실시예Example . 실란트 조성물의 제조. Preparation of Sealant Compositions
먼저, 우레탄 15중량부, 에폭시 15중량부, 실리콘 15중량부, 폴리에스터 15중량부 및 아크릴 15중량부를 혼합하여 실링 수지를 준비하였다. 이어서, 상기 준비된 실링 수지 100 중량부당 고온 수지 60중량부, 실리카 20중량부 및 첨가제 20중량부를 첨가하여 실란트 조성물을 제조하였다. First, the sealing resin was prepared by mixing 15 weight part of urethanes, 15 weight part of epoxy, 15 weight part of silicone, 15 weight part of polyester, and 15 weight part of acrylic. Subsequently, 60 parts by weight of the high temperature resin, 20 parts by weight of silica and 20 parts by weight of the additive were added per 100 parts by weight of the prepared sealing resin to prepare a sealant composition.
실험예Experimental Example 1. 실란트 조성물의 접착성 평가 1. Evaluation of Adhesion of Sealant Composition
상기 제조된 실란트 조성물의 접착성을 평가하기 위하여, 상기 일 실시예에서 제조된 실란트 조성물을 1.5 cm X 6 cm의 시편으로 제작하였다. In order to evaluate the adhesion of the prepared sealant composition, the sealant composition prepared in the above Example was prepared in 1.5 cm X 6 cm specimen.
상기 시편을 상온에서 인장 시험기를 사용하여 5 mm/sec의 박리 속도 및 180도의 박리 각도로 박리하여 접착 강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The specimen was peeled at a peel rate of 5 mm / sec and a peel angle of 180 degrees using a tensile tester at room temperature to measure the adhesive strength, and the results are shown in Table 1 below.
표 1에서 보는 바와 같이, 상기 일 실시예에 따른 실란트 조성물은 높은 초기 접착 강도를 보였으며, 실란트층에 포함되는 첨가제로 인하여 산소 및 수분에 의한 경화를 방지하여, 접착 강도의 감소를 개선할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 상기 실란트 조성물은 10년간 2N 이상의 접착 강도가 유지되는 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, the sealant composition according to the embodiment showed a high initial adhesive strength, due to the additives included in the sealant layer to prevent curing by oxygen and moisture, it is possible to improve the decrease in adhesive strength have. Accordingly, the sealant composition according to the present invention can be confirmed that the adhesive strength of 2N or more is maintained for 10 years.
실험예Experimental Example 2. 실란트 조성물의 실링 온도 범위 분석 2. Analysis of sealing temperature range of sealant composition
상기 제조된 실란트 조성물의 실링 온도 범위를 확인하기 위하여, 상기 실험예 1에서 제조된 실란트 조성물 시편의 융점 및 유리전이온도를 측정하였다. In order to confirm the sealing temperature range of the prepared sealant composition, the melting point and glass transition temperature of the sealant composition specimens prepared in Experimental Example 1 were measured.
상기 시편을 DSC(Differential scanning calorimetry)를 이용하여, 20 ℃/min 의 승온 속도로 측정하고, 그 결과를 도 3에 도시하였다.The specimen was measured at a temperature rising rate of 20 ° C./min using differential scanning calorimetry (DSC), and the results are shown in FIG. 3.
도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실란트 조성물의 유리전이온도 및 융점은 50 ℃ 이하인 것을 확인할 수 있다. As shown in Figure 3, the glass transition temperature and melting point of the sealant composition according to the present invention can be confirmed that the 50 ℃ or less.
결과적으로, 본 발명에 따른 실란트 조성물은 저온에서 실링 가능하면서도 우수한 접착 특성을 확보할 수 있음을 상기 실시예들을 통하여 확인할 수 있었다. As a result, it was confirmed through the above examples that the sealant composition according to the present invention can secure excellent adhesive properties while being sealable at low temperature.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention.
10 : 제1 실란트층
20 : 내부 수지층
30 : 제2 실란트층10: first sealant layer
20: internal resin layer
30: second sealant layer
Claims (9)
상기 실링 수지는 우레탄 수지 10~15 중량부, 에폭시 수지 10~15중량부, 실리콘 수지 10~15중량부, 폴리에스터 수지 10~15중량부 및 아크릴 수지 10~15중량부를 포함하는 실란트 조성물.
100 parts by weight of sealing resin, 50 to 60 parts by weight of high temperature resin, 10 to 30 parts by weight of silica and 10 to 30 parts by weight of additives,
The sealing resin is a sealant composition comprising 10 to 15 parts by weight of urethane resin, 10 to 15 parts by weight of epoxy resin, 10 to 15 parts by weight of silicone resin, 10 to 15 parts by weight of polyester resin and 10 to 15 parts by weight of acrylic resin.
상기 실링 수지는 유리전이온도가 40 내지 110 ℃인 실란트 조성물.
The method of claim 1,
The sealing resin has a glass transition temperature of 40 to 110 ℃ sealant composition.
상기 실링 수지는 융점이 50 내지 130 ℃인 실란트 조성물.
The method of claim 1,
The sealing resin has a melting point of 50 to 130 ℃ sealant composition.
상기 고온 수지는 아크릴 수지, 폴리올레핀 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종인 것인 실란트 조성물.
The method of claim 1,
The high temperature resin is a sealant composition of any one selected from the group consisting of acrylic resins, polyolefin resins and mixtures thereof.
상기 첨가제는 경화제, 레벨링제, 커플링제, 반응 촉진제, 점착 부여제, 탈포제 및 가소제로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종 이상인 실란트 조성물.
The method of claim 1,
The additive is a sealant composition of any one or more selected from the group consisting of a curing agent, a leveling agent, a coupling agent, a reaction accelerator, a tackifier, a defoamer and a plasticizer.
상기 조성물은 60 내지 200 ℃ 의 온도에서 실링 가능한 것인 실란트 조성물.
The method of claim 1,
The composition is a sealant composition that can be sealed at a temperature of 60 to 200 ℃.
An internal and external packaging material for a secondary battery having a single layer or a multilayer structure, comprising the sealant composition of any one of claims 1 to 6.
상기 다층 구조의 포장재는 상기 실란트 조성물로 구성된 제1 실란트층;
상기 제1 실란트층 상에 형성된 내부 수지층; 및
상기 내부 수지층 상에 형성되며, 상기 실란트 조성물로 구성된 제2 실란트층을 포함하는 이차전지용 내외장 실링재.
The method of claim 7, wherein
The multilayer packaging material may include a first sealant layer composed of the sealant composition;
An internal resin layer formed on the first sealant layer; And
An internal and external sealing material for a secondary battery, which is formed on the internal resin layer and includes a second sealant layer composed of the sealant composition.
상기 내부 수지층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 나일론(Nylon), 폴리마이드(PI), 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종 이상인 이차전지용 내외장 포장재.The method of claim 7, wherein
The inner resin layer is polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene naphthalate (PEN), polystyrene (PS), polycarbonate (PC), nylon (Nylon), polyamide (PI) ), Ethylene vinyl acetate (EVA) and any one or more selected from the group consisting of a secondary battery interior and exterior packaging material.
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