KR20210090751A - Film for sealing of pouch type secondary battery and pouch type secondary battery comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파우치형 이차전지 실링용 필름 및 이를 포함하는 파우치형 이차전지에 관한 것이다. The present invention relates to a film for sealing a pouch-type secondary battery and a pouch-type secondary battery comprising the same.
일반적으로, 리튬 이차 전지는 전해액의 형태에 따라 리튬이온 이차전지, 리튬이온 폴리머 전지 및 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되고 있다. 그리고 외형에 따라 크게 원통형 이차전지, 각형 이차전지 및 파우치(pouch)형 이차전지 등으로 구분되고 있다. 이 중, 파우치형 이차전지는 원통형 이차전지나 각형 이차전지에 비하여 경량화 및 소형화에 유리하여, 전기 자동차 및 하이브리드 전기 자동차의 동력원으로써 주목 받고 있다. In general, lithium secondary batteries are classified into lithium ion secondary batteries, lithium ion polymer batteries, lithium polymer batteries, and the like according to the type of electrolyte. And, depending on the appearance, it is largely divided into a cylindrical secondary battery, a prismatic secondary battery, and a pouch-type secondary battery. Among them, the pouch-type secondary battery is attracting attention as a power source for electric vehicles and hybrid electric vehicles because it is advantageous for light weight and miniaturization compared to cylindrical secondary batteries or prismatic secondary batteries.
대부분의 파우치형 이차전지는 전극으로부터 인출된 리드탭(lead tab)을 가지며, 리드탭과 외장재(파우치)는 실링 필름(sealing film)을 통해 밀봉된다. 상기 실링 필름은 리드탭과 외장재인 파우치 사이에 구비되어 열압착을 통하여, 리드탭과 외장재를 밀봉시키게 된다. Most pouch-type secondary batteries have a lead tab drawn out from an electrode, and the lead tab and the packaging material (pouch) are sealed through a sealing film. The sealing film is provided between the lead tab and the pouch, which is an exterior material, to seal the lead tab and the exterior material through thermocompression bonding.
다만, 종래의 실링 필름의 경우, 열압착 과정에서 외장재의 금속과 리드탭의 접촉에 따른 단락이 발생할 수 있는 문제가 있다. 이와 같은 문제는 제조 시의 불량률 증가에 따른 생산 단가의 상승을 초래할 수 있으며, 제품화 이후 단락이 발생하는 경우 제품 신뢰도 저하 및 화재 등에 따른 2차 피해 발생을 초래할 수 있다. However, in the case of the conventional sealing film, there is a problem that a short circuit may occur due to the contact between the metal of the exterior material and the lead tab during the thermocompression bonding process. Such a problem may lead to an increase in production unit price due to an increase in the defect rate during manufacturing, and if a short circuit occurs after commercialization, it may lead to secondary damage due to a decrease in product reliability and a fire.
그러므로, 파우치형 이차전지의 단락을 효과적으로 방지하여, 파우치형 이차전지의 신뢰성 및 안정성을 향상시킬 수 있는 실링 필름에 대한 연구 개발이 필요한 실정이다. Therefore, there is a need for research and development on a sealing film capable of effectively preventing the short circuit of the pouch-type secondary battery and improving the reliability and stability of the pouch-type secondary battery.
본 발명은 파우치형 이차전지 실링용 필름 및 이를 포함하는 파우치형 이차전지를 제공하고자 한다. 구체적으로, 본 발명은 효과적으로 이차전지의 파우치와 리드탭 사이에 구비되어 파우치형 이차전지의 단락을 방지하고, 파우치형 이차전지를 밀봉할 수 있는 파우치형 이차전지 실링용 필름을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a film for sealing a pouch-type secondary battery and a pouch-type secondary battery including the same. Specifically, the present invention is to provide a film for sealing a pouch-type secondary battery that is effectively provided between the pouch and the lead tab of the secondary battery to prevent short circuit of the pouch-type secondary battery and to seal the pouch-type secondary battery.
본 발명의 일 실시상태는, 제1 열가소성 수지층 및 제2 열가소성 수지층 사이에 구비된 절연 수지층을 포함하고, 상기 절연 수지층은 금속-포스페이트계 판상 입자를 포함하는 파우치형 이차전지 실링용 필름을 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention includes an insulating resin layer provided between the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer, wherein the insulating resin layer is for sealing a pouch-type secondary battery containing metal-phosphate-based plate-shaped particles. film is provided.
본 발명의 다른 실시상태는, 금속층을 포함하는 파우치; 상기 파우치의 내부로부터 연장되어 구비되는 이차전지 리드; 상기 파우치와 상기 이차전지 리드 사이에 상기 파우치형 이차전지 실링용 필름을 포함하는 파우치형 이차전지를 제공한다.Another embodiment of the present invention, a pouch comprising a metal layer; a secondary battery lead extending from the inside of the pouch; It provides a pouch-type secondary battery including a film for sealing the pouch-type secondary battery between the pouch and the secondary battery lead.
본 발명의 일 실시상태에 따른 파우치형 이차전지 실링용 필름은 얇은 두께로 적용하더라도 효과적으로 리드탭과 파우치의 단락을 방지할 수 있고, 높은 접착력으로 리드탭과 파우치 사이를 밀봉할 수 있는 장점이 있다. The pouch-type secondary battery sealing film according to an exemplary embodiment of the present invention can effectively prevent a short circuit between the lead tab and the pouch even when applied with a thin thickness, and has the advantage of sealing between the lead tab and the pouch with high adhesive strength. .
본 발명의 일 실시상태에 따른 파우치형 이차전지 실링용 필름은 절연 수지층에 금속-포스페이트계 판상 입자를 포함함으로써, 열압착을 통한 파우치와 리드탭의 밀봉 과정에서 절연 수지층의 용융 흐름성을 낮게 할 수 있으며, 또한 절연 수지층에 분산된 금속-포스페이트계 판상 입자가 열에 의해 용융되지 않는 절연층을 형성함으로써 용융 압착 과정에서 리드탭과 파우치의 접촉을 방지할 수 있다.The film for sealing a pouch-type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention includes metal-phosphate-based plate-shaped particles in the insulating resin layer, thereby improving the melt flowability of the insulating resin layer in the sealing process of the pouch and the lead tab through thermocompression bonding. In addition, metal-phosphate-based plate-shaped particles dispersed in the insulating resin layer form an insulating layer that is not melted by heat, thereby preventing contact between the lead tab and the pouch during the melt compression process.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 파우치형 이차전지 실링용 필름의 단면에 대한 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 파우치형 이차전지의 리드탭 영역에 대한 모식도를 나타낸 것이다. 1 shows a schematic diagram of a cross-section of a film for sealing a pouch-type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing a lead tab area of a pouch-type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.In the present specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only a case in which a member is in contact with another member but also a case in which another member is present between the two members.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에 있어서, "종횡비" 는 판상형 화합물의 두께에 대한 최대 치수의 비, 구체적으로 두께에 대한 최대 길이의 비를 의미할 수 있다. In the present specification, "aspect ratio" may mean a ratio of the maximum dimension to the thickness of the plate-like compound, specifically, the ratio of the maximum length to the thickness.
본 명세서에 있어서, 어느 부재의 두께는 micrometer를 이용하여 측정될 수 있다. In the present specification, the thickness of any member may be measured using a micrometer.
본 발명자들은 파우치형 이차전지를 효과적으로 밀봉할 수 있고, 나아가 파우치의 금속층과 리드탭 간의 단락을 효과적으로 방지할 수 있는 실링 필름에 대한 연구를 지속한 결과 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 구체적으로, 본 발명은 이차전지 실링용 필름의 절연 수지층에 금속-포스페이트계 판상 입자를 적용함으로써, 외부 압력에 따른 파우치의 금속층과 리드탭의 접촉에 따른 단락을 효과적으로 방지할 수 있다. 나아가, 본 발명은 금속-포스페이트계 판상 입자를 절연 수지층에 포함하여, 절연 수지층의 용융 흐름성을 낮출 수 있으며, 이를 통하여 열압착을 통한 파우치와 리드탭의 밀봉 과정에서 발생할 수 있는 파우치의 금속층과 리드탭의 접촉에 따른 단락을 효과적으로 방지할 수 있다.The present inventors have completed the present invention as a result of continuing research on a sealing film capable of effectively sealing a pouch-type secondary battery and further effectively preventing a short circuit between the metal layer of the pouch and the lead tab. Specifically, in the present invention, by applying the metal-phosphate-based plate-shaped particles to the insulating resin layer of the film for sealing the secondary battery, it is possible to effectively prevent a short circuit due to the contact between the metal layer of the pouch and the lead tab due to external pressure. Furthermore, the present invention includes metal-phosphate-based plate-shaped particles in the insulating resin layer to lower the melt flowability of the insulating resin layer, and through this, the pouch that may be generated in the sealing process of the pouch and the lead tab through thermocompression bonding. A short circuit due to contact between the metal layer and the lead tab can be effectively prevented.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 실시상태는, 제1 열가소성 수지층 및 제2 열가소성 수지층 사이에 구비된 절연 수지층을 포함하고, 상기 절연 수지층은 금속-포스페이트계 판상 입자를 포함하는, 파우치형 이차전지 실링용 필름을 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention includes an insulating resin layer provided between a first thermoplastic resin layer and a second thermoplastic resin layer, wherein the insulating resin layer includes metal-phosphate-based plate-shaped particles, a pouch-type secondary battery sealing film is provided.
본 발명에 따른 파우치형 이차전지 실링용 필름은 파우치형 이차전지 리드탭 실링용 필름일 수 있다. The film for sealing a pouch-type secondary battery according to the present invention may be a film for sealing a lead tab of a pouch-type secondary battery.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 판상형 화합물로서, 높은 종횡비를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 10 내지 100,000의 종횡비(aspect ratio)를 가질 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the metal-phosphate-based plate-shaped particles are plate-shaped compounds and may have a high aspect ratio. Specifically, the metal-phosphate-based plate-shaped particles may have an aspect ratio of 10 to 100,000.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자의 금속 원소는 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 납(Pb), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 칼슘(Ca), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 망간(Mn), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 카드뮴(Cd), 갈륨(Ga), 인듐(In), 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 텅스텐(W), 철(Fe), 루테늄(Ru) 및 로듐(Rh)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 α-Zr(HPO4)2·H2O, γ-Zr(PO4)(H2PO4)·2H2O, ZrPO4Cl(CH3)2SO 등과 같은 지르코늄-포스페이트계 판상 입자; α-Ti(HPO4)2·H2O, γ-Ti(PO4)(H2PO4)·2H2O 등과 같은 티타늄-포스페이트계 판상 입자; α-Hf(HPO4)2·H2O과 같은 하프늄-포스페이트계 판상 입자; α-Si(HPO4)2와 같은 실리콘-포스페이트계 판상 입자; α-Ge(HPO4)2·H2O와 같은 게르마늄-포스페이트계 판상 입자; α-Sn(HPO4)2·H2O와 같은 주석-포스페이트계 판상 입자; α-Pb(HPO4)2·H2O와 같은 납-포스페이트계 판상 입자; VOPO4·2H2O, VO(HPO4)·0.5H2O 등과 같은 바나듐-포스페이트계 판상 입자; NbOPO4·3H2O, HNb(PO4)2 등과 같은 니오븀-포스페이트계 판상 입자; 및 HTa(PO4)2·2H2O와 같은 탄탈륨-포스페이트계 판상 입자로 선택된 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the metal element of the metal-phosphate-based plate-like particle is zirconium (Zr), titanium (Ti), hafnium (Hf), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), Lead (Pb), vanadium (V), niobium (Nb), tantalum (Ta), calcium (Ca), copper (Cu), aluminum (Al), chromium (Cr), nickel (Ni), manganese (Mn), Zinc (Zn), Molybdenum (Mo), Cadmium (Cd), Gallium (Ga), Indium (In), Silver (Ag), Gold (Au), Palladium (Pd), Cobalt (Co), Scandium (Sc), It may include at least one metal selected from the group consisting of yttrium (Y), tungsten (W), iron (Fe), ruthenium (Ru), and rhodium (Rh). Specifically, the metal-phosphate-based plate-like particles are α-Zr(HPO 4 ) 2 ·H 2 O, γ-Zr(PO 4 )(H 2 PO 4 )·2H 2 O, ZrPO 4 Cl(CH 3 ) 2 Zirconium-phosphate-based plate-shaped particles such as SO; α-Ti(HPO 4 ) 2 ·H 2 O, γ-Ti(PO 4 )(H 2 PO 4 )·2H 2 O, and the like titanium-phosphate-based plate particles; hafnium-phosphate-based particles such as α-Hf(HPO 4 ) 2 ·H 2 O; α-Si(HPO 4 ) 2 such as silicon-phosphate-based plate-shaped particles; germanium-phosphate-based platelet particles such as α-Ge(HPO 4 ) 2 ·H 2 O; tin-phosphate-based platelet particles such as α-Sn(HPO 4 ) 2 ·H 2 O; α-Pb(HPO 4 ) 2 ·H 2 O, such as lead-phosphate-based platelets; vanadium-phosphate-based plate particles such as VOPO 4 ·2H 2 O, VO(HPO 4 )·0.5H 2 O; Niobium-phosphate-based plate-like particles such as NbOPO 4 ·3H 2 O, HNb(PO 4 ) 2 and the like; And HTa(PO 4 ) 2 ·2H 2 O, such as tantalum-phosphate-based plate-like particles may include one or more selected from the group selected.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 금속-포스페이트계 층상 화합물로부터 유래되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 금속-포스페이트계 층상 화합물의 박리에 의하여 분리된 입자일 수 있다. 상기 금속-포스페이트계 층상 화합물의 박리는 당업계에 알려져 있는 intercalation 기술 및 exfoliation 기술 등을 이용하여 수행될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the metal-phosphate-based plate-shaped particles may be derived from a metal-phosphate-based layered compound. Specifically, the metal-phosphate-based plate-shaped particles may be particles separated by exfoliation of the metal-phosphate-based layered compound. The exfoliation of the metal-phosphate-based layered compound may be performed using an intercalation technique and an exfoliation technique known in the art.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 상기 절연 수지층의 면방향과 평행하게 배향될 수 있다. 구체적으로, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 높은 종횡비를 가지고, 상기 절연 수지층의 면방향과 평행하게 횡방향으로 분포되어, 낮은 함량으로도 효과적으로 파우치의 금속층과 리드탭의 접촉을 방지할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 파우치형 이차전지 실링용 필름이 열압착 되는 경우, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 단위 면적당 높은 밀도로 파우치의 금속층과 리드탭 사이에 위치하게 되고, 나아가 높은 종횡비 특성에 의하여 낮은 함량으로도 서로 겹치는 영역이 쉽게 형성되어 효과적으로 파우치의 금속층과 리드탭을 절연시킬 수 있다. 즉, 상기 파우치형 이차전지 실링용 필름의 열압착 시 국지적으로 높은 압력이 걸리게 되는 경우, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 파우치의 금속층과 리드탭의 단락을 효과적으로 방지할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the metal-phosphate-based plate-shaped particles may be oriented parallel to the plane direction of the insulating resin layer. Specifically, the metal-phosphate-based plate-shaped particles have a high aspect ratio and are distributed in the transverse direction parallel to the plane direction of the insulating resin layer, so that even with a low content, contact between the metal layer of the pouch and the lead tab can be effectively prevented. . More specifically, when the pouch-type secondary battery sealing film is thermocompression-bonded, the metal-phosphate-based plate-like particles are positioned between the metal layer of the pouch and the lead tab at a high density per unit area, and furthermore, low due to the high aspect ratio characteristics. Areas overlapping each other are easily formed even with the content, so that it is possible to effectively insulate the metal layer of the pouch and the lead tab. That is, when a high local pressure is applied during thermocompression bonding of the pouch-type secondary battery sealing film, the metal-phosphate-based plate-shaped particles can effectively prevent a short circuit between the metal layer of the pouch and the lead tab.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 파우치형 이차전지 실링용 필름의 단면에 대한 모식도를 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 1은 금속-포스페이트계 판상 입자가 내부에 분포된 절연 수지층(30)이 제1 열가소성 수지층(10) 및 제2 열가소성 수지층(20) 사이에 구비된 파우치형 이차전지 실링용 필름(40)을 나타낸다. 1 is a schematic diagram showing a cross-section of a film for sealing a pouch-type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 1 shows a sealing pouch-type secondary battery in which an insulating resin layer 30 in which metal-phosphate-based plate-shaped particles are distributed is provided between the first
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자의 최대 직경은 10 ㎚ 이상 100 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 금속-포스페이트계 판상 입자의 최대 직경은 횡 방향 면에서의 최대 직경을 의미할 수 있다. 상기 금속-포스페이트계 판상 입자의 최대 직경이 상기 범위 내인 경우, 상기 절연 수지층을 형성하기 위한 절연 수지 조성물 내에서 효과적으로 분산될 수 있고, 이에 따라 상기 절연 수지층 내에서 높은 균일도를 가지며 구비될 수 있다. 나아가, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자의 최대 직경이 상기 범위 내인 경우, 상기 절연 수지층을 제조하는 과정에서의 절연 수지 조성물의 유동성을 적절하게 확보하여, 균질한 두께의 절연 수지층을 제조할 수 있도록 할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the maximum diameter of the metal-phosphate-based plate-shaped particles may be 10 nm or more and 100 μm or less. The maximum diameter of the metal-phosphate-based plate-shaped particles may mean a maximum diameter in the transverse direction. When the maximum diameter of the metal-phosphate-based plate-shaped particles is within the above range, they can be effectively dispersed in the insulating resin composition for forming the insulating resin layer, and thus can be provided with high uniformity in the insulating resin layer there is. Furthermore, when the maximum diameter of the metal-phosphate-based plate-shaped particles is within the above range, the fluidity of the insulating resin composition in the process of manufacturing the insulating resin layer is appropriately secured, and an insulating resin layer of a homogeneous thickness can be manufactured. can make it
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자의 함량은 상기 절연 수지층에 대하여 5 vol% 이상 70 vol% 이하일 수 있다. 상기 금속-포스페이트계 판상 입자의 함량이 상기 범위 내인 경우, 전술한 바와 같이 효과적으로 파우치의 금속층과 리드탭의 단락을 방지할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the content of the metal-phosphate-based plate-shaped particles may be 5 vol% or more and 70 vol% or less with respect to the insulating resin layer. When the content of the metal-phosphate-based plate-shaped particles is within the above range, it is possible to effectively prevent a short circuit between the metal layer of the pouch and the lead tab as described above.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 절연 수지층은 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 절연 수지층은 내열성의 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 절연 수지층이 열가소성 수지를 포함하는 경우, 상기 제1 열가소성 수지층 및 상기 제2 열가소성 수지층에 포함되는 수지보다 높은 용융점을 가지는 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 이를 통하여, 상기 열압착 과정에서의 절연 수지층의 흐름성이 제어되어 파우치의 금속층과 리드탭의 접촉에 의한 단락을 방지할 수 있다. 즉, 상기 파우치형 이차전지 실링용 필름의 열압착 시 절연 수지층이 지지력을 가지게 되어 절연 수지층의 구조가 붕괴되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 절연 수지층은 금속-포스페이트계 판상 입자를 포함함으로써, 상기 파우치형 이차전지 실링용 필름의 열압착 시 절연 수지층의 점도를 높게 유지할 수 있게 하여 효과적으로 절연 수지층의 지지력을 확보할 수 있게 할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the insulating resin layer may include a thermoplastic resin. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the insulating resin layer may include a heat-resistant thermoplastic resin. Specifically, when the insulating resin layer includes a thermoplastic resin, it may include a thermoplastic resin having a higher melting point than resins included in the first and second thermoplastic resin layers. Through this, the flow property of the insulating resin layer in the thermocompression bonding process is controlled to prevent a short circuit due to the contact between the metal layer of the pouch and the lead tab. That is, it is possible to prevent the structure of the insulating resin layer from collapsing because the insulating resin layer has a supporting force during thermocompression bonding of the pouch-type secondary battery sealing film. In addition, since the insulating resin layer contains metal-phosphate-based plate-shaped particles, it is possible to maintain a high viscosity of the insulating resin layer during thermocompression bonding of the pouch-type secondary battery sealing film, thereby effectively securing the supporting force of the insulating resin layer. can make it
예를 들어, 상기 절연 수지층에 포함되는 열가소성 수지는 열가소성 폴리올레핀 수지로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리이소부틸렌, 프로필렌과 에틸렌의 공중합체, 프로필렌과 올레핀계 모노머의 공중합체, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌술파이드(SPS), 폴리페닐렌에테르, 폴리스티렌, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리이미드, 폴리아미드, 아크릴 수지, 폴리케톤, 고리형 올레핀 수지 및 폴리메틸펜텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 당업계에 알려진 열가소성 수지가 적용될 수 있다.For example, the thermoplastic resin included in the insulating resin layer is a thermoplastic polyolefin resin, and includes polyethylene, polypropylene, poly-1-butene, polyisobutylene, a copolymer of propylene and ethylene, and a copolymer of propylene and an olefinic monomer. , polyether ether ketone, polyphenylene sulfide (SPS), polyphenylene ether, polystyrene, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate (PET), polyimide, polyamide, acrylic resin, polyketone, cyclic olefin resin and poly It may include one or more selected from the group consisting of methylpentene. However, the present invention is not limited thereto, and a thermoplastic resin known in the art may be applied in a range that does not impair the effects of the present invention.
상기 절연 수지층이 열가소성 수지를 포함하는 경우, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자가 분산된 열가소성 수지 조성물을 필름 형태로 성형하고 이의 광가교 및/또는 열가교를 통하여 절연 수지층이 형성될 수 있다. When the insulating resin layer includes a thermoplastic resin, the insulating resin layer may be formed by molding the thermoplastic resin composition in which the metal-phosphate-based plate-like particles are dispersed in a film form, and optically and/or thermally cross-linked thereof.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 절연 수지층은 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 상기 절연 수지층이 열경화성 수지를 포함하는 경우, 상기 절연 수지층이 보다 얇은 두께로 구비되더라도 효과적으로 파우치의 금속층과 리드탭을 이격시켜 단락을 방지할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the insulating resin layer may include a thermosetting resin. When the insulating resin layer includes a thermosetting resin, even if the insulating resin layer is provided with a thinner thickness, a short circuit can be prevented by effectively separating the metal layer and the lead tab of the pouch.
예를 들어, 상기 절연 수지층에 포함되는 열경화성 수지는 불소 수지, 페놀 수지, 우레아 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지, 멜라닌 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 및 에폭시 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 당업계에 알려진 열경화성 수지가 적용될 수 있다. For example, the thermosetting resin included in the insulating resin layer is at least one selected from the group consisting of a fluorine resin, a phenol resin, a urea resin, a urethane resin, a silicone resin, a melanin resin, an unsaturated polyester resin, and an epoxy resin. may include However, it is not limited thereto, and thermosetting resins known in the art may be applied in a range that does not impair the effects of the present invention.
또한, 절연 수지층에 포함되는 열경화성 수지는 전술한 열가소성 수지를 개질한 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 열경화성 수지는 열가소성 수지에 소정의 작용기를 추가하는 방법 등을 통한 개질된 열가소성 수지일 수 있으며, 상기 개질된 열가소성 수지는 필름 형태로의 성형 이후 열경화성 수지와 유사한 거동(즉, 성형 이후 열을 가하는 경우 녹지 않는 거동 등)을 나타낼 수 있다. In addition, the thermosetting resin included in the insulating resin layer may be a modified thermoplastic resin. Specifically, the thermosetting resin may be a modified thermoplastic resin through a method of adding a predetermined functional group to the thermoplastic resin, and the modified thermoplastic resin behaves similar to the thermosetting resin after molding into a film form (that is, after molding) It does not melt when heat is applied, etc.).
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 절연 수지층의 두께는 5 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 절연 수지층의 두께가 상기 범위 내인 경우, 열압착을 통하여 효과적으로 파우치와 리드탭 사이를 절연시킬 수 있으며, 전술한 바와 같이 상기 절연층을 형성하는 수지의 종류에 따라 상기 두께 범위는 조절될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the thickness of the insulating resin layer may be 5 μm or more and 100 μm or less. When the thickness of the insulating resin layer is within the above range, it is possible to effectively insulate the pouch and the lead tab through thermocompression bonding, and as described above, the thickness range can be adjusted according to the type of resin forming the insulating layer. there is.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 열가소성 수지층 및 상기 제2 열가소성 수지층은 각각 열가소성 수지를 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, each of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer may include a thermoplastic resin.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 열가소성 수지층 및 상기 제2 열가소성 수지층 중 적어도 하나는 산성 작용기를 가지는 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 열가소성 수지층은 리드탭에 접하고, 상기 제2 열가소성 수지층은 파우치의 코팅층에 접하게 될 수 있다. 그러므로, 상기 제1 열가소성 수지층은 리드탭 금속과 높은 접착력을 가질 필요가 있으므로, 산성 작용기를 가지는 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 나아가, 상기 제2 열가소성 수지층은 파우치의 코팅층과 동일 소재의 열가소성 수지를 포함할 수 있으며, 예를 들어 파우치의 코팅층이 폴리프로필렌계 수지층인 경우 상기 제2 열가소성 수지층은 폴리프로필렌계 수지일 수 있다. 또한, 파우치형 이차전지 실링용 필름의 작업시 상기 제1 열가소성 수지층과 제2 열가소성 수지층의 위치에 대한 혼동 가능성이 있으므로, 상기 제2 열가소성 수지층은 상기 제1 열가소성 수지층과 마찬가지로 산성 작용기를 가지는 열가소성 수지를 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, at least one of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer may include a thermoplastic resin having an acidic functional group. Specifically, according to an exemplary embodiment of the present invention, the first thermoplastic resin layer may be in contact with the lead tab, and the second thermoplastic resin layer may be in contact with the coating layer of the pouch. Therefore, since the first thermoplastic resin layer needs to have high adhesion to the lead tab metal, it may include a thermoplastic resin having an acidic functional group. Furthermore, the second thermoplastic resin layer may include a thermoplastic resin of the same material as the coating layer of the pouch. For example, when the coating layer of the pouch is a polypropylene-based resin layer, the second thermoplastic resin layer may be a polypropylene-based resin. can In addition, since there is a possibility of confusion about the positions of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer during the operation of the pouch-type secondary battery sealing film, the second thermoplastic resin layer has an acidic functional group like the first thermoplastic resin layer. It may include a thermoplastic resin having a.
상기 열가소성 수지는 열가소성 폴리올레핀 수지로서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리이소부틸렌, 프로필렌과 에틸렌의 공중합체, 프로필렌과 올레핀계 모노머의 공중합체, 폴리에테르에테르케톤, 폴리페닐렌술파이드 수지(SPS), 폴리페닐렌에테르, 폴리스티렌, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 및 폴리부틸렌나프탈레이트(PBN) 및 폴리메틸펜텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 당업계에 알려진 열가소성 수지가 적용될 수 있다. The thermoplastic resin is a thermoplastic polyolefin resin, and includes polyethylene, polypropylene, poly-1-butene, polyisobutylene, a copolymer of propylene and ethylene, a copolymer of propylene and an olefinic monomer, polyether ether ketone, and polyphenylene sulfide. Resin (SPS), polyphenylene ether, polystyrene, polyethylene naphthalate, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT) and polybutylene naphthalate (PBN) and polymethylpentene It may include one or more selected from the group consisting of. However, the present invention is not limited thereto, and a thermoplastic resin known in the art may be applied in a range that does not impair the effects of the present invention.
또한, 상기 산성 작용기를 가지는 열가소성 수지는 산 변성 폴리프로필렌 수지 또는 산 변성 폴리에틸렌 수지일 수 있으며, 구체적으로 무수말레산이 그라프트된 폴리프로필렌 또는 무수말레산이 그라프트된 폴리에틸렌일 수 있다. In addition, the thermoplastic resin having an acidic functional group may be an acid-modified polypropylene resin or an acid-modified polyethylene resin, and specifically may be polypropylene grafted with maleic anhydride or polyethylene grafted with maleic anhydride.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 열가소성 수지층 및 상기 제2 열가소성 수지층의 두께는 각각 10 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 두께 범위 내에서, 상기 제1 열가소성 수지층 및 상기 제2 열가소성 수지층은 열압착에 의하여 효과적으로 파우치형 이차전지를 밀봉할 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the thickness of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer may be 10 μm or more and 100 μm or less, respectively. Within the thickness range, the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer may effectively seal the pouch-type secondary battery by thermocompression bonding.
본 발명의 다른 실시상태에 따르면, 금속층을 포함하는 파우치; 상기 파우치의 내부로부터 연장되어 구비되는 이차전지 리드; 상기 파우치와 상기 이차전지 리드 사이에 상기 파우치형 이차전지 실링용 필름을 포함하는 파우치형 이차전지를 제공한다. According to another embodiment of the present invention, a pouch comprising a metal layer; a secondary battery lead extending from the inside of the pouch; It provides a pouch-type secondary battery including a film for sealing the pouch-type secondary battery between the pouch and the secondary battery lead.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 열융착 수지층은 상기 금속-포스페이트계 판상 입자에 의하여 상기 파우치의 금속층과 상기 이차전지 리드 간의 단락이 방지될 수 있다. 상기 열융착 수지층은 상기 파우치형 이차전지 실링용 필름의 수지 성분 및 상기 파우치의 표면 코팅층이 열융착된 수지 매트릭스 내부에 상기 금속-포스페이트계 판상 입자가 구비된 것일 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 열압착에 의한 국지적인 단락 가능 영역을 효과적으로 방지하여 파우치형 이차 전지의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the heat-sealing resin layer may prevent a short circuit between the metal layer of the pouch and the secondary battery lead by the metal-phosphate-based plate-shaped particles. The heat-sealed resin layer may include the metal-phosphate-based plate-shaped particles in a resin matrix to which the resin component of the pouch-type secondary battery sealing film and the surface coating layer of the pouch are heat-sealed. As described above, the metal-phosphate-based plate-shaped particles can effectively prevent a local short-circuitable region due to thermocompression bonding, thereby greatly improving the reliability of the pouch-type secondary battery.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 파우치형 이차전지는 양극, 분리막 및 음극이 적층된 전극군을 포함하고, 상기 전극군으로부터 인출되어 외부 단자와 접속되는 리드탭 및 상기 전극군을 포장하는 외장재로서 파우치를 포함할 수 있다. 상기 전극군은 전해액에 함침되며, 상기 전극군의 양극 및 음극은 각각 리드 탭이 용접이나 리벳(revet) 등을 통해 결합되어 외부로 인출될 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the pouch-type secondary battery includes an electrode group in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode are stacked, a lead tab drawn out from the electrode group and connected to an external terminal, and a packaging material for packaging the electrode group As such, it may include a pouch. The electrode group is immersed in the electrolyte, and the anode and the cathode of the electrode group may be drawn out by coupling a lead tab through welding or a rivet, respectively.
상기 리드탭은 주로 판상 또는 봉 형상을 가지며, 이는 전도성을 위해 금속으로 구성될 수 있다. 일반적으로, 리드탭은 전도성에서 유리한 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 이들의 합금으로부터 선택된 전도성의 금속으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 양극으로서의 리드탭은 알루미늄(Al)으로 구성될 수 있고, 음극으로서의 리드탭은 니켈(Ni), 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)이 도금된 구리(Cu)로 구성될 수 있다. 나아가, 상기 리드탭과 파우치의 결합 부위에는 상기 리드탭 실링용 필름이 개재되며, 상기 리드탭 실링용 필름은 전술한 바와 같이 리드탭과 파우치를 밀봉시키며 이들을 전기적으로 절연시킬 수 있다. The lead tab mainly has a plate shape or a rod shape, which may be made of metal for conductivity. In general, the lead tab may be made of a conductive metal selected from aluminum (Al), nickel (Ni), copper (Cu), and alloys thereof advantageous in conductivity. Specifically, the lead tab serving as the anode may be made of aluminum (Al), and the lead tab serving as the cathode may be made of nickel (Ni), copper (Cu), or copper (Cu) plated with nickel (Ni). Further, the film for sealing the lead tab is interposed between the lead tab and the pouch, and the film for sealing the lead tab can seal the lead tab and the pouch as described above and electrically insulate them.
상기 파우치는 내측 실란트층, 가스 배리어층 및 외측 수지층을 포함하는 다층 구조일 수 있으며, 상기 가스 배리어층은 습기나 공기 등의 출입을 차단하기 위한 것으로서, 주로 알루미늄 (Al)과 같은 금속 박막으로 구성될 수 있고, 상기 내측 실란트층은 상기 리드탭 실링용 필름과 열압착을 통하여 내부의 전해액 및 가스 등의 유출을 방지할 수 있다. The pouch may have a multilayer structure including an inner sealant layer, a gas barrier layer, and an outer resin layer, and the gas barrier layer is to block the ingress of moisture or air, and is mainly made of a metal thin film such as aluminum (Al). may be configured, and the inner sealant layer may prevent leakage of the electrolyte and gas therein through thermocompression bonding with the film for sealing the lead tab.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 파우치형 이차전지의 리드탭 영역에 대한 모식도를 나타낸 것이다. 구체적으로, 도 2는 열 압착되기 전의 파우치형 이차전지의 리드탭 영역으로서, 파우치형 이차전지 실링용 필름(40)이 리드탭(60, 60')과 파우치(50) 사이의 영역에 구비된 것을 나타내며, 열압착을 통하여 리드탭(60, 60')과 파우치(50) 사이가 밀봉된다. 2 is a schematic diagram showing a lead tab area of a pouch-type secondary battery according to an exemplary embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 2 shows the lead tab area of the pouch-type secondary battery before thermal compression, in which the pouch-type secondary
10: 제1 열가소성 수지층
20: 제2 열가소성 수지층
30: 절연 수지층
40: 파우치형 이차전지 실링용 필름
50: 파우치
60, 60': 리드탭10: first thermoplastic resin layer
20: second thermoplastic resin layer
30: insulating resin layer
40: pouch-type secondary battery sealing film
50: pouch
60, 60': lead tab
Claims (11)
상기 절연 수지층은 금속-포스페이트계 판상 입자를 포함하는, 파우치형 이차전지 실링용 필름.An insulating resin layer provided between the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer,
The insulating resin layer includes a metal-phosphate-based plate-shaped particle, a pouch-type secondary battery sealing film.
상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 10 내지 100,000의 종횡비(aspect ratio)를 가지는 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지 실링용 필름.The method according to claim 1,
The metal-phosphate-based plate-shaped particles are characterized in that having an aspect ratio (aspect ratio) of 10 to 100,000, pouch-type secondary battery sealing film.
상기 금속-포스페이트계 판상 입자의 최대 직경은 10 ㎚ 이상 100 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지 실링용 필름.The method according to claim 1,
The metal-phosphate-based plate-shaped particles have a maximum diameter of 10 nm or more and 100 μm or less, a pouch-type secondary battery sealing film.
상기 금속-포스페이트계 판상 입자의 금속 원소는 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 납(Pb), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 칼슘(Ca), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 망간(Mn), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 카드뮴(Cd), 갈륨(Ga), 인듐(In), 은(Ag), 금(Au), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 텅스텐(W), 철(Fe), 루테늄(Ru) 및 로듐(Rh)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지 실링용 필름.The method according to claim 1,
The metal element of the metal-phosphate-based plate-like particle is zirconium (Zr), titanium (Ti), hafnium (Hf), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), lead (Pb), vanadium (V) , niobium (Nb), tantalum (Ta), calcium (Ca), copper (Cu), aluminum (Al), chromium (Cr), nickel (Ni), manganese (Mn), zinc (Zn), molybdenum (Mo) , Cadmium (Cd), Gallium (Ga), Indium (In), Silver (Ag), Gold (Au), Palladium (Pd), Cobalt (Co), Scandium (Sc), Yttrium (Y), Tungsten (W) , iron (Fe), ruthenium (Ru) and rhodium (Rh), characterized in that it contains at least one metal selected from the group consisting of, pouch-type secondary battery sealing film.
상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 금속-포스페이트계 층상 화합물로부터 유래되는 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지 실링용 필름.The method according to claim 1,
The metal-phosphate-based plate-like particles are metal-phosphate-based layered compounds, characterized in that derived from, pouch-type secondary battery sealing film.
상기 금속-포스페이트계 판상 입자의 함량은 상기 절연 수지층에 대하여 5 vol% 이상 70 vol% 이하인 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지 실링용 필름.The method according to claim 1,
The content of the metal-phosphate-based plate-like particles is 5 vol% or more and 70 vol% or less with respect to the insulating resin layer, characterized in that the film for sealing a pouch-type secondary battery.
상기 금속-포스페이트계 판상 입자는 상기 절연 수지층의 면방향과 평행하게 배향되는 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지 실링용 필름.The method according to claim 1,
The metal-phosphate-based plate-shaped particles are characterized in that oriented parallel to the plane direction of the insulating resin layer, a pouch-type secondary battery sealing film.
상기 절연 수지층은 열가소성 수지 또는 열경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지 실링용 필름.The method according to claim 1,
The insulating resin layer is a pouch-type secondary battery sealing film, characterized in that it comprises a thermoplastic resin or a thermosetting resin.
상기 절연 수지층의 두께는 5 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지 실링용 필름.The method according to claim 1,
The thickness of the insulating resin layer is 5 μm or more and 100 μm or less, A pouch-type secondary battery sealing film.
상기 제1 열가소성 수지층 및 상기 제2 열가소성 수지층 중 적어도 하나는 산성 작용기를 가지는 열가소성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 파우치형 이차전지 실링용 필름.The method according to claim 1,
At least one of the first thermoplastic resin layer and the second thermoplastic resin layer comprises a thermoplastic resin having an acidic functional group, a pouch-type secondary battery sealing film.
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| KR20090076278A (en) | 2008-01-08 | 2009-07-13 | 주식회사 엘지화학 | Secondary battery with excellent sealability |
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