KR20200047183A - Tape For Secondary Battery And Lithium Ion Battery Using Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지용 테이프 및 이를 이용한 리튬이온전지에 관한 것이다. The present invention relates to a tape for a secondary battery and a lithium ion battery using the same.
리튬이온이차전지용 테이프는 이차전지의 내부 구성물, 예를 들면 권취형 전극조립체(젤리롤)를 고정 및 보호하고 전지의 생산성을 향상시킬 목적으로 사용된다. The tape for lithium ion secondary batteries is used to fix and protect the internal components of the secondary battery, for example, a wound electrode assembly (jelly roll), and to improve the productivity of the battery.
리튬이온이차전지용 테이프는 전지의 내부에 계속 존재하면서 전해질과 장시간 접촉하므로, 전해액의 염과 물리 또는 화학적으로 반응하지 않는 소재로 제작 되어야 한다. Since the tape for lithium ion secondary batteries continues to exist inside the battery and contacts the electrolyte for a long time, it must be made of a material that does not physically or chemically react with the salt of the electrolyte.
리튬이온이차전지용 테이프는 부착 위치에 따라 라미네이팅 테이프, 전극 보호 테이프, 전극 커버 테이프, 씰링테이프, 하부 마감테이프로 분류된다. 이 중 씰링테이프는 권취형 전극조립체(젤리롤)의 제조 시 외경 증가를 방지하고 젤리롤의 형태가 풀리지 않도록 고정하는 목적으로 사용된다. Tapes for lithium ion secondary batteries are classified into laminating tapes, electrode protection tapes, electrode cover tapes, sealing tapes, and bottom finishing tapes depending on the attachment location. Among them, the sealing tape is used for the purpose of preventing an increase in the outer diameter and fixing the shape of the jelly roll so as not to loosen when manufacturing the wound electrode assembly (jelly roll).
종래의 씰링테이프는 젤리롤의 형태를 고정함으로써 전지 케이스에 수납하는 공정을 용이하게 하고, 전해질과 반응하지 않는 기능만이 요구되었다. 그러나 최근에는 리튬이온전지의 활용도가 다양해지면서 씰링테이프의 또 다른 기능들이 요구되고 있다. The conventional sealing tape facilitates the process of storing in the battery case by fixing the shape of the jelly roll, and only a function that does not react with the electrolyte is required. However, in recent years, as the utilization of lithium ion batteries has been diversified, other functions of the sealing tape are required.
최근 리튬이온전지를 사용한 전기자동차의 생산이 증가하고 있다. 전기자동차는 강한 충격과 진동이 장시간 반복되는 환경이어서 기존 리튬이온전지보다 더 높은 안전성이 요구되고 있다. 미국에서는 주행 중인 전기자동차의 화재가 잇따르고 있는데 원인이 명확히 규명된 것은 아니지만 진동 및 충격에 의한 배터리의 발화가 원인으로 생각되고 있다. 기존 리튬이온전지는 충격에 취약하고 장기간 진동을 받는 경우 전극조립체가 손상되어 폭발을 일으킬 가능성이 존재한다고 알려져 있다. 따라서 충격 또는 장기간 진동에 대한 내구성이 높은 리튬이온전지가 요구되고 있다. Recently, the production of electric vehicles using lithium-ion batteries is increasing. Electric vehicles are in an environment in which strong shocks and vibrations are repeated for a long time, and thus, higher safety is required than conventional lithium ion batteries. In the United States, the fire of electric vehicles in operation has been followed, but the cause is not clearly identified, but it is thought that the ignition of the battery due to vibration and shock is the cause. It is known that existing lithium ion batteries are susceptible to shock and have the potential to cause an explosion due to damage to the electrode assembly when subjected to long-term vibration. Therefore, there is a demand for a lithium ion battery having high durability against shock or long-term vibration.
또한, 전기자동차에 사용되는 리튬이온 이차전지는 고용량, 고출력 성능이 요구되며, 이러한 요구에 부합하기 위해서는 전극 조립체의 다면체화가 불가피 하다. 다면체화 된 전극 조립체는 종래의 타원형 전극 조립체에 비해 Can의 내면까지의 거리가 불규칙하다. 그리고 Can의 내면과 접촉하는 면적 또한 감소된다.In addition, lithium ion secondary batteries used in electric vehicles require high capacity and high output performance, and in order to meet these demands, polyhedralization of the electrode assembly is inevitable. The polyhedralized electrode assembly has a more irregular distance to the inner surface of the can than the conventional elliptical electrode assembly. And the area of contact with the inner surface of the Can is also reduced.
종래의 스웰링 테이프나, 겔(Gel)화 테이프는 Can의 내면과 전극 조립체의 접촉면적이 충분한 종래의 타원형 전극 조립체에는 적합하나, Can의 내면과 전극 조립체가 접촉하는 면적이 감소하는 다면체형 전극 조립체에 사용할 경우 효과가 감소되어 내구성이 급격히 저하된다.Conventional swelling tapes or gelled tapes are suitable for conventional elliptical electrode assemblies having sufficient contact area between the inner surface of the can and the electrode assembly, but a polyhedral electrode with a reduced area of contact between the inner surface of the can and the electrode assembly. When used in assembly, the effect is reduced and durability is drastically reduced.
상기 진동에 대한 내구성 문제를 해결하기 위한 수단으로써 전극조립체에 전달되는 진동 및 충격을 감소시킴으로써 전극조립체를 보호할 수 있는 기능을 가진 씰링테이프가 요구되고 있다. As a means for solving the durability problem against vibration, a sealing tape having a function of protecting the electrode assembly by reducing vibration and shock transmitted to the electrode assembly is required.
본 발명은 리튬이온전지의 전방향 충격에 대한 내구성을 증가시킬 수 있는 이차전지용 테이프를 제공할 수 있다. The present invention can provide a tape for a secondary battery that can increase the durability against an omni-directional impact of a lithium ion battery.
본 발명의 실시 예는 이차전지용 테이프는, 제 1 필름층; 상기 제 1 필름층 일면에 배치되고 아크릴, 고무, 핫멜트, 우레탄 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 점착층; 및 상기 제 1 필름층의 점착층이 배치된 면 중 어느 한 면에 배치되는 제 2 필름층을 포함하고, 상기 제 2 필름층은 상기 이차전지의 전해액과 반응하면 접착제화 되는 재질이다. In an embodiment of the present invention, a tape for a secondary battery includes a first film layer; An adhesive layer disposed on one surface of the first film layer and comprising at least one of acrylic, rubber, hot melt, and urethane; And a second film layer disposed on any one of the surfaces on which the adhesive layer of the first film layer is disposed, wherein the second film layer is a material that becomes adhesive when reacted with the electrolyte of the secondary battery.
상기 제 2 필름층은 폴리스티렌(PS) 재질 또는 연신 폴리스티렌(OPS) 재질을 포함할 수 있다. The second film layer may include polystyrene (PS) material or stretched polystyrene (OPS) material.
상기 제 1 필름층은 TPU을 포함할 수 있다.The first film layer may include TPU.
상기 TPU를 포함하는 제 1 필름층은 상기 이차전지의 전해액과 반응하여 부피가 팽창하는 것일 수 있다.The first film layer including the TPU may react with the electrolyte of the secondary battery to expand its volume.
본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지는, 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 권취형 전극 조립체; 및 상기 권취형 전극 조립체의 외면을 감싸도록 배치된 이차전지용 테이프; 를 포함하는 젤리롤을 포함한다. 상기 이차전지용 테이프는 앞서 설명한 것일 수 있다. A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a wound electrode assembly including a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate; And a secondary battery tape disposed to surround the outer surface of the wound electrode assembly. It includes a jelly roll containing. The secondary battery tape may be as described above.
본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지용 테이프는 권취형 전극조립체에 부착됨으로써 이차전지의 전방향 충격에 대한 내구성을 증가시킬 수 있다. Tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention can be attached to the wound electrode assembly to increase the durability of the secondary battery against impact in all directions.
또한, 이차전지에 삽입된 권취형 전극 조립체가 충방전으로 팽창할 때 안쪽 방향으로 휘어지는 것을 방지할 수 있다. Further, when the wound electrode assembly inserted in the secondary battery expands due to charge and discharge, it can be prevented from bending in the inner direction.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지용 테이프는 두께방향으로 팽창함으로써 보다 안정적으로 이차전지의 내구성을 증가할 수 있다. In addition, the tape for a secondary battery according to the embodiment of the present invention can stably increase the durability of the secondary battery by expanding in the thickness direction.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 테이프를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 테이프의 SEM 사진을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지용 테이프를 전해액에 담근 후 점착화된 것을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 테이프를 이차전지에 적용한 예를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 전해액에서 이차전지용 테이프의 세로 및 가로 폭의 길이가 변화한 것을 도시한 것이다.
도 7 및 도 8은 전해액에서 이차전지용 테이프의 두께의 길이가 변화한 것을 도시한 것이다.
도 9는 싸이클에 따른 용량 유지율(capacity retention)을 도시한 것이다.
도 10은 300 싸이클 이후의 용량 유지율(capacity retention)을 도시한 것이다.
도 11은 싸이클에 따른 충방전 효율(efficiency)을 도시한 것이다.
도 12는 싸이클에 따른 방전 용량(discharge capacity)을 도시한 것이다.
도 13은 이차전지용 테이프의 세로 및 가로 폭의 길이가 변화한 것을 도시한 것이다.
도 14는 전해액에서 이차전지용 테이프의 두께의 길이가 변화한 것을 도시한 것이다.1 shows a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
2 is a SEM photograph of a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows that the adhesive tape after dipping the tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention in an electrolyte.
4 illustrates an example in which a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is applied to a secondary battery.
5 and 6 show that the lengths of the vertical and horizontal widths of the tape for secondary batteries in the electrolyte solution were changed.
7 and 8 show that the length of the thickness of the tape for the secondary battery in the electrolyte solution is changed.
9 illustrates capacity retention according to cycles.
FIG. 10 shows capacity retention after 300 cycles.
Figure 11 shows the charging and discharging efficiency (efficiency) according to the cycle.
12 shows a discharge capacity according to a cycle.
13 shows that the lengths of the vertical and horizontal widths of the tape for secondary batteries are changed.
14 shows that the length of the thickness of the tape for a secondary battery in the electrolytic solution is changed.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 테이프를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 테이프의 SEM 사진을 도시한 것이다.Figure 1 shows a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, Figure 2 shows a SEM picture of a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지용 테이프(100)는, 제 1 필름층(110), 상기 제 1 필름층(110) 양면에 배치되고 아크릴, 고무, 핫멜트, 우레탄 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 점착층(130a, 130b) 및 상기 제 1 필름층(110)의 점착층이 배치된 면 중 어느 한 면에 배치되는 제 2 필름층(120)을 포함하고, 상기 제 2 필름층(120)은 상기 이차전지의 전해액과 반응하여 점착제화 되는 것인 이차전지용 테이프를 제공한다. 1 and 2, the
상기 이차전지용 테이프는 전지 케이스에 수납되는 전극 조립체의 권취 단부를 포함하는 외면에 부착되는 것일 수 있다. 이를 통해 상기 전극 조립체의 유동을 방지할 수 있어 이차전지의 내구성을 증가시킬 수 있고, 이차전지에 삽입된 권취형 전극 조립체가 충방전으로 팽창할 때 안쪽 방향으로 휘어지는 것을 방지할 수 있다. The secondary battery tape may be attached to an outer surface including a wound end of an electrode assembly accommodated in a battery case. Through this, the flow of the electrode assembly can be prevented to increase the durability of the secondary battery, and it is possible to prevent the winding-type electrode assembly inserted in the secondary battery from bending inward when expanding by charging and discharging.
상기 제 2 필름층이 상기 이차전지의 전해액과 반응하여 점착제화가 되면 상기 이차전지용 테이프를 포함하는 리튬이온전지가 전방위 충격을 받거나 또는 진동을 하더라도 전극 조립체의 상하 방향 이동을 제한함으로써 상하 방향에 대한 내진동성을 가질 수 있다. 상기 상하 방향 내진동성은 점착제화된 제 2 필름층이 전지 케이스의 내부면과 점착력 또는 마찰력이 생기기 때문일 수 있다. When the second film layer reacts with the electrolyte of the secondary battery and becomes tackified, the lithium-ion battery including the tape for the secondary battery is seismic with respect to the up and down direction by limiting movement in the up and down direction of the electrode assembly even if it receives an omni-directional shock or vibrates. You can have same sex. The vibration resistance in the up-down direction may be because the second film layer tackified has adhesive force or frictional force with the inner surface of the battery case.
또한 상기 제 1 필름층이 상기 이차전지의 전해액 중 용제를 흡수하여 부피가 증가하게 되면 상기 이차전지용 테이프를 포함하는 리튬이온전지가 좌우 진동을 하더라도 전극조립체의 좌우 방향 이동을 제한함으로써 좌우 방향에 대한 내진동성을 가질 수 있다. In addition, when the volume of the first film layer absorbs a solvent in the electrolyte of the secondary battery and increases in volume, even if the lithium ion battery including the tape for the secondary battery vibrates left and right, the movement of the electrode assembly in the left and right directions is limited. It can have vibration resistance.
또한 상기 제 2 필름층이 상기 이차전지의 전해액과 반응하여 점착제화가 되면 리튬이온전지가 외부로부터 충격을 받더라도 점착제화된 제 2 필름층과 부피가 팽창한 제 1 필름층의에 의해 전극조립체에 전달되는 충격을 감소시킬 수 있고 리튬이온전지의 안전성을 증가시킬 수 있다. In addition, when the second film layer reacts with the electrolyte of the secondary battery and becomes tackified, the lithium ion battery is delivered to the electrode assembly by the tackified second film layer and the expanded volume of the first film layer even if the lithium ion battery is shocked from the outside. This can reduce the impact and increase the safety of the lithium ion battery.
또한 상기 제 2 필름층이 상기 이차전지의 전해액과 반응하여 점착화가 되면 권취형 전극 조립체가 충방전 시 팽창 및 수축에 의해 권취형 전극 조립체 외곽부 전극이 받는 압력을 완화시켜줄 수 있고, 권취형 전극조립체의 외곽부 단선을 방지할 수 있다. In addition, when the second film layer reacts with the electrolyte of the secondary battery and becomes tackified, the wound electrode assembly can relieve pressure applied to the outer electrode of the wound electrode assembly by expansion and contraction during charging and discharging, and the wound electrode It is possible to prevent disconnection of the outer portion of the assembly.
상기 제 2 필름층을 포함하는 이차전지용 테이프가 부착된 전극 조립체를 전지 케이스에 삽입하는 공정이 원활하게 수행되기 위해 상기 제 2 필름층은 전해액과 반응하기 전에는 점착력 없거나 또는 마찰력이 적은 것이 바람직하다.In order to smoothly perform the process of inserting the electrode assembly with the tape attached to the secondary battery including the second film layer into the battery case, the second film layer is preferably low in adhesion or low in friction before reacting with the electrolyte.
상기 전해액은 이차전지에 사용할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 디메틸 카보네이트(Dimethyl Carbonate) 성분을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. The electrolyte solution is not particularly limited as long as it can be used in a secondary battery, and it may be preferable to include a dimethyl carbonate component.
상기 제 1 필름층은 유연한 구조(Soft Segment)와 단단한 구조(Hard Segment)의 공중합체로 이루어질 수 있다. 이 때, 유연한 구조와 단단한 구조의 비율이 적절하지 않을 경우, 필름층이 탄성을 유지하지 못하고 허물어지거나, 전해액중 용제를 흡수하지 못하는 현상이 발생하기 때문에 적절한 비율로 공중합체를 형성시키는 것이 중요하다. 상기 공중합체는 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 스티렌-부타디엔 공중합체, 및 스티렌-부타디엔-스티렌, 폴리올-이소시아네이트, 폴리올-글라이콜-이소시아네이트 공중합체로 이루어진 그룹에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 이를 위해, 상기 공중합체는 분자량이 1000 내지 2000인 것이 바람직하다.The first film layer may be formed of a copolymer of a flexible structure (Soft Segment) and a rigid structure (Hard Segment). At this time, when the ratio of the flexible structure to the rigid structure is not appropriate, it is important to form the copolymer in an appropriate ratio because the film layer does not maintain elasticity and collapses, or a phenomenon that the solvent cannot be absorbed in the electrolyte occurs. . The copolymer may include at least one selected from the group consisting of polystyrene, polybutadiene, styrene-butadiene copolymer, and styrene-butadiene-styrene, polyol-isocyanate, polyol-glycol-isocyanate copolymer. To this end, the copolymer preferably has a molecular weight of 1000 to 2000.
일 예에서, 상기 제 1 필름층은 TPU을 포함할 수 있다. 보다 상세하게는 제 1 필름층에 포함된 TPU는 제 1 필름층 총 중량을 기준으로 5 내지 70 중량%일 수 있다. In one example, the first film layer may include TPU. More specifically, the TPU included in the first film layer may be 5 to 70% by weight based on the total weight of the first film layer.
상기 TPU(Thermoplastic Polyurethane, 열가소성 폴리우레탄)는 폴리에스테르 TPU, 폴리에테르 TPU 또는 폴리카프로락톤 TPU일 수 있고, 바람직하게는 폴리에스테르 TPU 일 수 있다. 상기 TPU는 방향족 계열 또는 지방족 계열 열가소성 폴리우레탄을 포함할 수 있다. The TPU (Thermoplastic Polyurethane, thermoplastic polyurethane) may be a polyester TPU, a polyether TPU or a polycaprolactone TPU, preferably a polyester TPU. The TPU may include an aromatic-based or aliphatic-based thermoplastic polyurethane.
상기 TPU를 포함하는 제 1 필름층은 상기 이차전지의 전해액과 반응하여 부피가 팽창하는 것일 수 있다. 리튬 이온 전지가 좌우 방향으로 진동을 받더라도 상기 팽창한 TPU를 포함하는 제 1 필름층이 충격을 흡수하여 전극 조립체를 보호할 수 있고, 리튬 이온 전지의 좌우 방향 내진동성을 향상시킬 수 있다. The first film layer including the TPU may react with the electrolyte of the secondary battery to expand its volume. Even if the lithium ion battery is vibrated in the left and right directions, the first film layer including the expanded TPU can absorb shock to protect the electrode assembly, and improve the vibration resistance in the left and right directions of the lithium ion battery.
제 2 필름층은 전해액과 반응하여 점착화되는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 점착화란 고분자 사슬이 움직이기 쉬운 유동적인 상태가 되고 점성의 액체 상태 또는 겔 상태가 된 것을 의미할 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지용 테이프를 전해액에 담근 후 점착화된 것을 도시한 것이다. 도 3(a)는 본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지용 테이프이고, 도 3(b)는 상기 이차전지용 테이프를 전해액에 담근 후를 도시한 것이다. 도 3(c)는 전해액에 의해 제 2 필름층이 점착성을 가지게 된 것을 도시한 것이다. The second film layer is not particularly limited as long as it is tackified by reacting with the electrolyte. Adhesion may mean that the polymer chain is in a fluid state that is liable to move and becomes a viscous liquid state or a gel state. Figure 3 shows that the adhesive tape after dipping the tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention in an electrolyte. 3 (a) is a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 (b) is a diagram showing a dipping of the tape for a secondary battery in an electrolyte. FIG. 3 (c) shows that the second film layer has tackiness due to the electrolytic solution.
상기 제 2 필름층은 폴리스티렌(PS) 재질 또는 연신 폴리스티렌(OPS) 재질을 포함할 수 있다. 폴리스티렌 재질 또는 연신 폴리스티렌 재질은 전해액의 일정 성분(예를 들면 디메틸 카보네이트)와 반응하면 고분자 사슬의 공극에 디메틸 카보네이트가 침투하여 고분자 사슬이 움직이기 쉬운 유동적인 상태가 되고 점성의 액체 상태 또는 겔 상태가 될 수 있다. 겔 상태가 된 연신 폴리스티렌 재질을 포함하는 제 2 필름층은 점착성 또는 접착성을 가질 수 있다. 겔 상태가 된 제 2 필름층은 전지 케이스의 내면과 점착, 접착 또는 마찰력이 생길 수 있고 상하 진동에 대한 내구성이 증가될 수 있다. The second film layer may include polystyrene (PS) material or stretched polystyrene (OPS) material. When polystyrene or elongated polystyrene material reacts with a certain component of the electrolyte (for example, dimethyl carbonate), dimethyl carbonate penetrates into the pores of the polymer chain, resulting in a fluid state in which the polymer chain is easy to move, and a viscous liquid or gel state. Can be. The second film layer comprising the stretched polystyrene material in a gel state may have adhesive or adhesive properties. The second film layer in the gel state may have adhesion, adhesion or friction with the inner surface of the battery case, and durability against vertical vibration may be increased.
이와 같이, 상기 제 2 필름층은 전해액과 반응하여 점착성을 갖는 점착제화되는 것일 수 있다. As such, the second film layer may be an adhesive that has adhesiveness by reacting with an electrolyte solution.
본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지용 테이프는 상기 제 1 필름층 및 제 2 필름층을 포함함으로써, 전해질과 반응하여 팽창할 수 있다. 이 경우, 상기 이차전지용 테이프는 두께 방향으로 팽창할 수 있다. 또한, 상기 이차전지용 테이프는 두께 방향으로 팽창하면서 가로 및 세로 폭 방향으로는 수축할 수 있다. The tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention may expand by reacting with an electrolyte by including the first film layer and the second film layer. In this case, the secondary battery tape may expand in the thickness direction. In addition, the secondary battery tape may contract in the horizontal and vertical width directions while expanding in the thickness direction.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 테이프를 이차전지에 적용한 예를 도시한 것이다.4 illustrates an example in which a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is applied to a secondary battery.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지는, 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재되는 분리막을 포함하는 권취형 전극 조립체; 및 상기 권취형 전극 조립체의 외면을 감싸도록 배치된 이차전지용 테이프; 를 포함하는 젤리롤을 포함한다. 상기 이차전지용 테이프는 앞서 설명한 것일 수 있다. Referring to Figure 4, a secondary battery according to an embodiment of the present invention, a positive electrode plate, a negative electrode plate and a wound electrode assembly including a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate; And a secondary battery tape disposed to surround the outer surface of the wound electrode assembly. It includes a jelly roll containing. The secondary battery tape may be as described above.
상기 권치형 전극 조립체에 포함되는 상기 양극판, 음극판 및 분리막은 이차전지에서 일반적으로 사용되는 것일 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다. The positive electrode plate, negative electrode plate, and separator included in the wound electrode assembly may be generally used in secondary batteries, and are not particularly limited.
상기 이차전지용 테이프는 권취형 전극 조립체의 외주면의 길이를 기준으로 50 내지 90%, 바람직하게는 60 내지 80%의 크기로 부착될 수 있다. 상기 이차전지용 테이프의 상기 길이가 너무 짧으면 겔화가 되더라도 완충 효과 및 내진동성이 충분하지 않을 수 있고, 상기 길이가 너무 길면 전지 케이스 내부에서 지나치게 부피를 많이 차지하여 용량 저하를 초래할 수 있다. The secondary battery tape may be attached in a size of 50 to 90%, preferably 60 to 80%, based on the length of the outer circumferential surface of the wound electrode assembly. If the length of the tape for the secondary battery is too short, even if it is gelled, the buffering effect and vibration resistance may not be sufficient, and if the length is too long, the volume may be excessively occupied inside the battery case, resulting in capacity deterioration.
이하 본 발명의 실시 예를 통하여 보다 자세히 설명한다. 그러나 이들 실시 예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명이 하기 실시 예로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter will be described in more detail through an embodiment of the present invention. However, these examples are for illustrative purposes only, and the present invention is not limited to the following examples.
실시 예: 이차전지용 테이프의 제조Example: Preparation of a tape for secondary batteries
제 1 필름층 및 제 2 필름층을 각각 제조하고, 상기 제 1 필름층의 양면에 점착층을 도포한 후, 제 1 필름층의 일면에 제 2 필름층을 접합하였다.A first film layer and a second film layer were respectively prepared, and after applying an adhesive layer to both sides of the first film layer, a second film layer was bonded to one surface of the first film layer.
비교 예: 이차전지용 테이프Comparative example: Tape for secondary battery
OPP 재질의 이차전지용 테이프를 사용하였다.A tape for secondary batteries made of OPP material was used.
실험 예: 전해액에서의 길이 변화 관찰Experimental Example: Observation of length change in electrolyte
도 5 및 도 6은 전해액에서 이차전지용 테이프의 세로 및 가로 폭의 길이가 변화한 것을 도시한 것이고, 도 7 및 도 8은 전해액에서 이차전지용 테이프의 두께의 길이가 변화한 것을 도시한 것이다. 이를 위해 앞서 제조된 실시 예 및 비교 예의 이차전지용 테이프를 전해액에 담지하여 이차전지용 테이프의 크기 변화를 관찰하였다. 상기 이차전지용 테이프를 25℃ 및 60℃의 온도 조건에서 각각 담지 하였으며, 담지 전, 담지 후 1일 경과 시, 담지 후 2일 경과 시 및 담지 후 3일 경과 시에 이차전지용 테이프의 세로 및 가로의 길이 변화와, 두께 길이 변화를 측정하였다. 5 and 6 show that the lengths of the vertical and horizontal widths of the tapes for secondary batteries in the electrolyte solution are changed, and FIGS. 7 and 8 show that the lengths of the thicknesses of the tapes for secondary batteries in the electrolyte solution are changed. To this end, the tapes for secondary batteries of Examples and Comparative Examples prepared above were supported in an electrolyte solution to observe changes in the size of the tapes for secondary batteries. The secondary battery tapes were respectively supported at a temperature of 25 ° C. and 60 ° C., before and after loading, 1 day after loading, 2 days after loading, and 3 days after loading. Changes in length and thickness were measured.
도 5 및 도 6에서 0은 담지 전 이차전지용 테이프이며, 1, 2 및 3은 각각 담지 후 1일, 2일 및 3일 경과 시점에서의 이차전지용 테이프이다. 또한, 그림에서 가장 윗 행에 배치된 것은 비교 예의 사진이고, 그 아래의 3행에 배치된 것은 실시 예의 사진이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 25℃ 및 60℃의 온도 조건에서 실시 예 및 비교 예의 이차전지용 테이프는 전해액 내에서 세로 및 가로의 길이 변화가 크지 않음을 알 수 있다. In FIGS. 5 and 6, 0 is a tape for secondary batteries before loading, and 1, 2 and 3 are tapes for secondary batteries at 1, 2, and 3 days after loading, respectively. In addition, in the figure, the one arranged in the top row is a picture of the comparative example, and the one arranged in the bottom three lines is a picture of the embodiment. 5 and 6, it can be seen that the tapes for secondary batteries of Examples and Comparative Examples under temperature conditions of 25 ° C and 60 ° C do not have a large change in length in length and width in the electrolyte.
도 7 및 도 8을 참조하면, 전해액에 담지 된 이차전지용 테이프의 두께는 1일 경과 시까지 두께가 급격하게 팽창하고, 이후에는 두께 변화가 크지 않음을 알 수 있다. Referring to FIGS. 7 and 8, it can be seen that the thickness of the tape for secondary batteries supported in the electrolyte solution rapidly expanded until 1 day elapsed, and thereafter, the thickness change was not large.
이를 통해, 본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지용 테이프는 이차전지 내에서 전해질에 의해 팽창함으로써 전극 조립체 및 이차전지 용기의 벽면 사이 공간을 충분히 채울 수 있음을 알 수 있다. Through this, it can be seen that the tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention can sufficiently fill the space between the electrode assembly and the wall surface of the secondary battery container by expanding with an electrolyte in the secondary battery.
실시 예: 이차전지의 제조Example: Preparation of secondary battery
양극판, 음극판, 분리막을 권취하여 권취형 전극 조립체를 형성하였다. 다음으로 상기 권취형 전극 조립체의 외면에 앞서 설명한 실시 예의 이차전지용 테이프를 감싸 젤리롤을 제조하였다. 이차전지용 용기 내부에 상기 젤리롤을 넣고, 상기 젤리롤 및 이차전지용 용기 사이에 전해액을 채워 넣었다. 이후 상기 이차전지용 용기를 밀봉하여 이차전지를 완성하였다. The positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator were wound to form a wound electrode assembly. Next, a jelly roll was prepared by wrapping the tape for a secondary battery of the above-described embodiment on the outer surface of the wound electrode assembly. The jelly roll was put inside a container for a secondary battery, and an electrolyte solution was filled between the jelly roll and a container for a secondary battery. Then, the secondary battery was sealed to complete the secondary battery.
비교 예: 이차전지의 제조Comparative Example: Manufacturing Secondary Battery
양극판, 음극판, 분리막을 권취하여 권취형 전극 조립체를 형성하였다. 다음으로 상기 권취형 전극 조립체의 외면에 앞서 설명한 비교 예의 이차전지용 테이프를 감싸 젤리롤을 제조하였다. 이차전지용 용기 내부에 상기 젤리롤을 넣고, 상기 젤리롤 및 이차전지용 용기 사이에 전해액을 채워 넣었다. 이후 상기 이차전지용 용기를 밀봉하여 이차전지를 완성하였다. The positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator were wound to form a wound electrode assembly. Next, a jelly roll was prepared by wrapping the tape for a secondary battery of the comparative example described above on the outer surface of the wound electrode assembly. The jelly roll was put inside a container for a secondary battery, and an electrolyte solution was filled between the jelly roll and a container for a secondary battery. Then, the secondary battery was sealed to complete the secondary battery.
실험 예: 이차전지의 평가Experimental Example: Evaluation of secondary battery
앞서 제조한 이차전지를 이용하여 용량 유지율(capacity retention), 충방전 효율(efficiency) 및 방전 용량(discharge capacity)를 측정하였다. 실시 예 3개 및 비교 예 1개의 이차전지를 사용하였다. The capacity retention, charge and discharge efficiency and discharge capacity were measured using the secondary battery prepared above. Secondary batteries of Example 3 and Comparative Example 1 were used.
도 9는 싸이클에 따른 용량 유지율(capacity retention)을 도시한 것이고, 도 10은 300 싸이클 이후의 용량 유지율(capacity retention)을 도시한 것이다. 도 11은 싸이클에 따른 충방전 효율(efficiency)을 도시한 것이고, 도 12는 싸이클에 따른 방전 용량(discharge capacity)을 도시한 것이다. 9 shows capacity retention according to cycles, and FIG. 10 shows capacity retention after 300 cycles. FIG. 11 shows the efficiency of charging and discharging according to the cycle, and FIG. 12 shows the discharge capacity according to the cycle.
도 9 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지용 테이프를 적용한 이차전지의 경우에도 용량 유지율(capacity retention), 충방전 효율(efficiency) 및 방전 용량(discharge capacity)이 우수함을 알 수 있다. 9 to 12, even in the case of a secondary battery to which a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention is applied, it is understood that capacity retention, efficiency of charging and discharging, and discharge capacity are excellent. You can.
실험 예: 이차전지에 적용된 이차전지용 테이프의 평가Experimental Example: Evaluation of tape for secondary battery applied to secondary battery
앞선 실험 예에서 이차전지에 적용된 이차전지용 테이프의 세로 및 가로 폭의 길이와, 두께의 길이 변화를 관찰하였다. 이를 위해, 이차전지에 적용하기 전의 이차전지용 테이프와, 300회 충방전 싸이클을 거친 이차전지를 분해하여 수득한 이차전지용 테이프를 비교하였다. In the previous example of experiment, the length of the length and width of the tape and the width of the secondary battery tape applied to the secondary battery were observed. To this end, the tape for the secondary battery before being applied to the secondary battery and the tape for the secondary battery obtained by disassembling the secondary battery after 300 charge / discharge cycles were compared.
도 13은 이차전지용 테이프의 세로 및 가로 폭의 길이가 변화한 것을 도시한 것이고, 도 14는 전해액에서 이차전지용 테이프의 두께의 길이가 변화한 것을 도시한 것이다. 도 13에서 가장 윗 행에 배치된 것은 비교 예의 사진이고, 그 아래의 3행에 배치된 것은 실시 예의 사진이다. 또한, 도 14에서 가장 낮은 두께 증가를 보이는 검정색 그래프는 비교 예이며, 나머지는 실시 예이다.13 shows that the lengths of the vertical and horizontal widths of the tape for the secondary battery are changed, and FIG. 14 shows that the lengths of the thicknesses of the tapes for the secondary battery in the electrolyte are changed. 13, the uppermost row is a photograph of a comparative example, and the lowermost row is a photograph of an example. In addition, the black graph showing the lowest thickness increase in FIG. 14 is a comparative example, and the rest are examples.
도 13 및 도 14를 참조하면 이차전지용 테이프는 충방전 싸이클에 따라 두께는 증가하고, 세로 및 가로 폭은 축소하였음을 알 수 있다. 13 and 14, it can be seen that the thickness of the tape for the secondary battery increased with the charging and discharging cycle, and the length and width decreased.
실험 예: 이차전지의 내충격 테스트Experimental Example: Impact resistance test of secondary battery
본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지(실시 예1 내지 4) 및 이차전지용 테이프로 TPU 필름만을 사용한 이차전지(비교 예)를 이용하여 내충격 테스트(Drum)를 진행하였다. 내충격 테스트는 다수의 이차전지를 다각형의 통에 넣어 통의 벽 및 이차전지들끼리 충돌하도록 하였으며, 시간이 지남에 따른 전압 및 저항을 측정하여 수행하였다. 표 1은 실험 결과를 기재한 것이다. The impact resistance test (Drum) was performed using a secondary battery according to an embodiment of the present invention (Examples 1 to 4) and a secondary battery (Comparative Example) using only a TPU film as a tape for secondary batteries. The impact resistance test was performed by putting a plurality of secondary batteries in a polygonal cylinder to collide with the walls of the cylinder and secondary batteries, and measuring voltage and resistance over time. Table 1 describes the experimental results.
[표 1][Table 1]
표 1을 참조하면 TPU 필름만을 사용한 이차전지의 경우 60분이 경과한 시점부터 전압 강하가 관찰되고 저항이 무한대로 커짐을 알 수 있다. 반면, 본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지는 시간이 경과하여도 전압 및 저항이 일정 수준으로 유지됨을 알 수 있다. Referring to Table 1, it can be seen that in the case of the secondary battery using only the TPU film, the voltage drop was observed from the
앞선 실험 데이터를 참조하면, 본 발명의 실시 예를 따르는 이차전지용 테이프는 두께방향으로 팽창함으로써 보다 안정적으로 이차전지의 내구성을 증가할 수 있다. Referring to the previous experimental data, the tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention can increase the durability of the secondary battery more stably by expanding in the thickness direction.
100: 이차전지용 테이프
110: 제 1 필름층
120: 제 2 필름층
130a, 130b: 점착층
10: 이차전지
11: 전극 조립체100: secondary battery tape
110: first film layer
120: second film layer
130a, 130b: adhesive layer
10: secondary battery
11: electrode assembly
Claims (5)
상기 이차전지용 테이프는,
제 1 필름층;
상기 제 1 필름층 일면에 배치되고 아크릴, 고무, 핫멜트, 우레탄 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 점착층; 및
상기 제 1 필름층의 점착층이 배치된 면 중 어느 한 면에 배치되는 제 2 필름층을 포함하고,
상기 제 2 필름층은 상기 이차전지의 전해액과 반응하면 접착제화 되는 재질인 이차전지용 테이프.
In the tape for a secondary battery attached to the outer surface including the wound end of the electrode assembly accommodated in the battery case,
The secondary battery tape,
A first film layer;
An adhesive layer disposed on one surface of the first film layer and comprising at least one of acrylic, rubber, hot melt, and urethane; And
And a second film layer disposed on any one of the surfaces on which the adhesive layer of the first film layer is disposed,
The second film layer is a tape for a secondary battery, which is an adhesive material when reacted with an electrolyte of the secondary battery.
상기 제 2 필름층은 폴리스티렌(PS) 재질 또는 연신 폴리스티렌(OPS) 재질을 포함하는 것인 이차전지용 테이프.
According to claim 1,
The second film layer is a secondary battery tape comprising a polystyrene (PS) material or a stretched polystyrene (OPS) material.
상기 제 1 필름층은 TPU을 포함하는 이차전지용 테이프.
According to claim 1,
The first film layer is a tape for a secondary battery comprising a TPU.
상기 TPU를 포함하는 제 1 필름층은 상기 이차전지의 전해액과 반응하여 부피가 팽창하는 것인 이차전지용 테이프.
The method of claim 3,
The first film layer comprising the TPU is a secondary battery tape that expands in volume by reacting with the electrolyte of the secondary battery.
상기 권취형 전극 조립체의 외면을 감싸도록 배치된 제 1 항의 이차전지용 테이프; 를 포함하는 젤리롤을 포함하는 이차전지.
A wound electrode assembly including a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate; And
The secondary battery tape of claim 1 disposed to surround the outer surface of the wound electrode assembly; Secondary battery comprising a jelly roll comprising a.
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