KR20220037770A - Sealing film for lead tap of secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지의 리드탭용 실링필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 성형 설비나 제품에 악영향을 미치지 않고 제조할 수 있음과 아울러 외장파우치의 금속층과 리드탭의 도체 상호간의 단락을 발생시키지 않고, 리드탭과 외장파우치의 접착성을 유지할 수 있도록 한 이차전지의 리드탭용 실링필름에 관한 것이다.The present invention relates to a sealing film for a lead tab of a secondary battery, and more particularly, it can be manufactured without adversely affecting molding equipment or products, and does not cause a short circuit between the metal layer of the exterior pouch and the conductor of the lead tab, It relates to a sealing film for a lead tab of a secondary battery capable of maintaining the adhesion between the lead tab and the exterior pouch.
일반적으로 휴대폰, 노트북, 드론, 카메라 등 전자제품은 구동전원으로 전지를 내장하고 있다.In general, electronic products such as mobile phones, laptops, drones, and cameras have a built-in battery as a driving power source.
전지는 경제적인 측면을 고려하여 충방전이 가능한 이차전지가 많이 사용되고, 이차전지로서는 니켈-카드늄전지, 니켈-수소전지, 리튬전지, 리튬이온전지, 리튬폴리머전지 등이 있는데, 기기의 소형화와 더불어 보다 높은 전압과 에너지 밀도가 요구됨에 따라 리튬이온전지의 사용이 증가하고 있다.Secondary batteries that can be charged and discharged are widely used in consideration of economical aspects. As secondary batteries, there are nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, lithium batteries, lithium ion batteries, and lithium polymer batteries. As higher voltages and energy densities are required, the use of lithium-ion batteries is increasing.
종래 리튬이온전지는 원통형 구조로 되어 있었으나, 전자기기에서 전지가 차지하는 공간을 줄이고 무게를 감소시키기 위해 근래에 파우치형 리튬이온전지가 개발되었고, 최근에는 전기자동차와 같은 중대형 기기에 사용되는 대용량 전지에도 파우치형 리튬이온전지가 활용되고 있다.Conventional lithium-ion batteries have a cylindrical structure, but pouch-type lithium-ion batteries have recently been developed in order to reduce the space occupied by the battery and reduce weight in electronic devices, and recently, it is also used in large-capacity batteries used in medium and large-sized devices such as electric vehicles. A pouch-type lithium-ion battery is being used.
리튬이온전지는 양극재, 음극재, 분리막 및 전해액으로 구성되고, 이들을 봉합하는 파우치는 전해액의 누출방지나 가스의 방출방지 나아가 외부로부터의 수분침투를 방지하는 것이 관건이다. 리튬화합물이 수분에 노출되면 가스가 발생하여 전지가 파열되거나 화재로 이어질 수 있기 때문이다.A lithium ion battery is composed of a cathode material, an anode material, a separator, and an electrolyte, and the pouch sealing them is key to preventing leakage of electrolyte or release of gas, as well as preventing moisture penetration from the outside. This is because, when the lithium compound is exposed to moisture, gas may be generated, which may rupture the battery or lead to a fire.
외장파우치는 산소나 기체, 수분을 효과적으로 차단할 수 있는 알루미늄호일 등의 금속층을 수지로 피복한 라미네이트 파우치필름이 이용된다.The exterior pouch uses a laminate pouch film coated with a resin, such as a metal layer such as aluminum foil, which can effectively block oxygen, gas, and moisture.
일반적으로 이차전지의 외장파우치의 융착부(전해액과 접하는 내면)는 폴리프로필렌으로 구성되고, 금속층의 바깥층은 나일론이나 PET 수지층으로 구성된다.In general, the fusion part (the inner surface in contact with the electrolyte) of the external pouch of the secondary battery is composed of polypropylene, and the outer layer of the metal layer is composed of nylon or PET resin layer.
도 1은 일반적인 이차전지의 구조를 나타내는 요부 사시도이다.1 is a perspective view of a main part showing the structure of a general secondary battery.
일반적인 이차전지는 도 1에 도시된 바와 같이 양극 및 음극으로부터 인출된 리드탭(Lead Tab; 3)을 가지며, 이러한 리드탭(3)과 외장파우치(1)는 실링필름(Sealing Film; 2)을 통해 밀봉된다.A typical secondary battery has
리드탭(3)은 전도성이 우수한 알루미늄, 니켈, 구리 또는 이들의 합금으로 제조되며, 이러한 리드탭(3)과 외장파우치(1)와의 결합 부위에는 완전한 밀봉을 위해 실링필름(2)이 활용된다.The
실링필름(2)은 리드탭(3)과 외장파우치(1) 상호간을 밀봉시키고, 외장파우치(1)의 금속층과 리드탭(3)의 도체 상호간의 단락을 발생시키지 않도록 하며, 리드탭(3)의 도체와 외장파우치(1)의 금속층 상호간의 접합성을 유지하여야 한다.The sealing film (2) seals the lead tab (3) and the outer pouch (1) to each other, prevents a short circuit between the metal layer of the outer pouch (1) and the conductors of the lead tab (3), and the lead tab (3) ) conductor and the metal layer of the exterior pouch (1) should maintain the bonding between each other.
실링필름(2)을 사이에 두고 외장파우치(1) 및 리드탭(3)의 열융착은 보통 220℃에서 약 3∼5초간 열을 가해 융착시키게 되는데, 이때 실링필름(2)이나 외장파우치(1)의 표면이 녹아 옆으로 밀려나면서 융착이 균일하지 못하는 현상이 초래되고, 이로 인하여 외장파우치(1)의 금속층과 리드탭(3)의 도체가 서로 단락하여 전지성능을 떨어뜨리거나 접합부위를 통해 수분이 침투해 전지성능을 퇴화시킬 뿐만 아니라 안정성에도 문제를 일으키는 문제점을 지니고 있다.Thermal fusion of the exterior pouch (1) and lead tab (3) with the sealing film (2) in between is usually performed by applying heat at 220 ° C. for about 3 to 5 seconds. At this time, the
본 발명의 목적은 실링필름의 접합과정에서 표면이 녹으면서 밀려나가 외장파우치의 금속층과 리드탭의 도체가 서로 단락되지 않도록 함과 동시에 실링필름이 녹아 밀려나가지 않도록 한 이차전지의 리드탭용 실링필름을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a sealing film for a lead tab of a secondary battery that prevents the surface of the sealing film from being melted and pushed out during the bonding process of the sealing film so that the metal layer of the exterior pouch and the conductor of the lead tab are not short-circuited, and at the same time, the sealing film is not melted and pushed out. is in providing.
본 발명의 목적은 성형 설비나 제품에 악영향을 미치지 않고 제조할 수 있음과 아울러 외장파우치의 금속층과 리드탭의 도체 상호간의 단락을 발생시키지 않고, 리드탭과 외장파우치의 접착성을 유지할 수 있는 이차전지의 리드탭용 실링필름을 제공함에 있다.An object of the present invention is to be able to manufacture without adversely affecting molding equipment or products, and to maintain the adhesion between the lead tab and the exterior pouch without causing a short circuit between the conductor of the lead tab and the metal layer of the exterior pouch. To provide a sealing film for a lead tab of a battery.
본 발명의 목적은 폴리에틸렌분말. 폴리프로필렌분말, 폴리프로필렌 코포리머분말, 폴리에틸렌 코폴리머분말 등을 방사선(전자선, 감마선, 엑스선)으로 가교시켜 열에 의해 용융되지 않도록 하고, 이것을 실링필름 제조시에 혼입함으로서 이들 가교 분말이 게재되어 외장파우치와 리드탭 상호간의 단락을 방지함과 동시에 리드탭 및 외장파우치가 융착되어 전해액의 누출 또한 없도록 한 이차전지의 리드탭용 실링필름을 제공함에 있다.An object of the present invention is polyethylene powder. Polypropylene powder, polypropylene copolymer powder, polyethylene copolymer powder, etc. are crosslinked with radiation (electron beam, gamma ray, X-ray) to prevent melting by heat, and by mixing this with heat when manufacturing the sealing film, these crosslinked powders are placed on the exterior pouch It is to provide a sealing film for a lead tab of a secondary battery that prevents a short circuit between the lead tab and the lead tab and at the same time prevents leakage of electrolyte by fusion of the lead tab and the external pouch.
본 발명의 목적은 가교 폴리올레핀분말이 화학구조적으로 가교되어 열융착시 녹아 밀려나가 외장파우치의 금속층과 리드탭의 도체가 서로 단락되지 않도록 한 이차전지의 리드탭용 실링필름을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide a sealing film for a lead tab of a secondary battery in which crosslinked polyolefin powder is chemically crosslinked and melted and pushed out during thermal fusion so that the metal layer of the exterior pouch and the conductor of the lead tab are not short-circuited.
본 발명의 목적은 리드탭과의 접착력이 우수한 이차전지의 리드탭용 실링필름을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a sealing film for a lead tab of a secondary battery having excellent adhesion to the lead tab.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,
제1절연층, 제2절연층 및 제3절연층으로 이루어져 리드탭 및 외장파우치 사이에서 상호간을 밀봉시키는 이차전지의 리드탭용 실링필름에 있어서,A sealing film for a lead tab of a secondary battery comprising a first insulating layer, a second insulating layer and a third insulating layer to seal each other between the lead tab and the exterior pouch,
상기 제1절연층은 상기 외장파우치와 접하는 절연층으로 폴리프로필렌계 또는 폴리에틸렌계 수지이고,The first insulating layer is an insulating layer in contact with the exterior pouch, and is a polypropylene-based or polyethylene-based resin,
상기 제2절연층은 상기 제1절연층 및 제3절연층 사이에 내재되어 내열성을 유지하며 상기 외장파우치 및 리드탭 상호간의 단락을 방지하기 위하여 방사선으로 가교시킨 폴리올레핀분말을 첨가한 것이고,The second insulating layer is embedded between the first insulating layer and the third insulating layer to maintain heat resistance, and to prevent a short circuit between the external pouch and the lead tab, polyolefin powder crosslinked with radiation is added;
상기 제3절연층은 상기 리드탭과의 접착력을 고려한 변성폴리올레핀을 적용한 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.The third insulating layer has a basic feature in terms of its technical configuration that modified polyolefin is applied in consideration of adhesion to the lead tab.
본 발명은 실링필름의 접합과정에서 표면이 녹으면서 밀려나가 외장파우치의 금속층과 리드탭의 도체가 서로 단락되지 않도록 함과 동시에 실링필름이 녹아 밀려나가지 않도록 하는 효과가 있다.The present invention has the effect of preventing the metal layer of the exterior pouch and the conductor of the lead tab from being short-circuited with each other as the surface is melted and pushed out during the bonding process of the sealing film, and at the same time, the sealing film is not melted and pushed out.
본 발명은 성형 설비나 제품에 악영향을 미치지 않고 제조할 수 있음과 아울러 외장파우치의 금속층과 리드탭의 도체 상호간의 단락을 발생시키지 않고, 리드탭과 외장파우치의 접착성을 유지할 수 있는 효과가 있다.The present invention can be manufactured without adversely affecting molding equipment or products, and does not cause a short circuit between the conductor of the lead tab and the metal layer of the exterior pouch, and has the effect of maintaining the adhesion between the lead tab and the exterior pouch. .
본 발명은 폴리에틸렌분말. 폴리프로필렌분말, 폴리프로필렌 코포리머분말, 폴리에틸렌 코폴리머분말 등을 방사선(전자선, 감마선, 엑스선)으로 가교시켜 열에 의해 용융되지 않도록 하고, 이것을 실링필름 제조시에 혼입함으로서 이들 가교 분말이 게재되어 외장파우치와 리드탭 상호간의 단락을 방지함과 동시에 리드탭 및 외장파우치가 융착되어 전해액의 누출 또한 없앨 수 있는 효과가 있다.The present invention is a polyethylene powder. Polypropylene powder, polypropylene copolymer powder, polyethylene copolymer powder, etc. are crosslinked with radiation (electron beam, gamma ray, X-ray) to prevent melting by heat, and by mixing this with heat when manufacturing the sealing film, these crosslinked powders are placed on the exterior pouch It prevents the short circuit between the lead tab and the lead tab, and at the same time, the lead tab and the external pouch are fused, thereby eliminating leakage of electrolyte.
본 발명은 가교 폴리올레핀분말이 화학구조적으로 가교되어 열융착시 녹아 밀려나가 외장파우치의 금속층과 리드탭의 도체가 서로 단락되지 않도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, the crosslinked polyolefin powder is chemically crosslinked and melted and pushed out during thermal fusion to prevent short circuit between the metal layer of the exterior pouch and the conductor of the lead tab.
본 발명은 리드탭과의 접착력이 우수한 효과가 있다.The present invention has an effect of excellent adhesion to the lead tab.
도 1은 일반적인 이차전지의 구조를 나타내는 요부 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 리드탭용 실링필름을 설명하기 위한 요부 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 리드탭용 실링필름을 나타내는 요부 단면도.1 is a perspective view showing the main part of the structure of a general secondary battery.
2 is a cross-sectional view of a main part for explaining a sealing film for a lead tab of a secondary battery according to an embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view showing a sealing film for a lead tab of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 이차전지의 리드탭용 실링필름의 바람직한 실시예를 도면을 참조하면서 설명하기로 하고, 그 실시예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이러한 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 더욱 잘 이해할 수 있게 된다.A preferred embodiment of the sealing film for a lead tab of a secondary battery according to the present invention will be described with reference to the drawings, and as such an embodiment, there may be a plurality of them, and the objects, features and advantages of the present invention can be achieved through these embodiments. you will be able to better understand
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지의 리드탭용 실링필름을 설명하기 위한 요부 단면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지의 리드탭용 실링필름을 나타내는 요부 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a main part for explaining a sealing film for a lead tab of a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing a sealing film for a lead tab of a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
실링필름(2)은 리드탭(3)과 외장파우치(1) 상호간을 밀봉시키고, 외장파우치(1)의 금속층과 리드탭(3)의 도체 상호간의 단락을 발생시키지 않도록 하며, 리드탭(3)과 외장파우치(1) 상호간의 접합성을 유지시킨다.The sealing film (2) seals the lead tab (3) and the outer pouch (1) to each other, prevents a short circuit between the metal layer of the outer pouch (1) and the conductors of the lead tab (3), and the lead tab (3) ) and the exterior pouch (1) to maintain the bonding between each other.
리드탭(3)의 열융착은 보통 220℃에서 열을 가해 융착시키는데, 실링필름(2)이나 외장파우치(1)가 녹아 옆으로 밀려나면서 접착이 균일하지 못하거나, 외장파우치(1)의 금속층과 리드탭(3)의 도체가 단락되어 전지성능을 떨어뜨리고, 이 부위를 통해 수분이 침투해 전지 성능을 퇴화시킬 뿐만 아니라 안정성에도 문제를 일으키게 된다.Thermal fusion of the
따라서, 본 발명에서는 실링필름(2)의 접합과정에서 표면이 녹으면서 밀려나가 외장파우치(1)의 금속층과 리드탭(3)의 도체가 서로 단락되지 않도록 함과 동시에 실링필름(2)이 녹아 밀려나가지 않도록 새로운 실링필름(2)을 제공하고자 한 것이다.Therefore, in the present invention, the surface of the sealing
구체적으로, 이차전지의 리드탭(3)과 외장파우치(1) 상호간을 밀봉하는 본 발명의 이차전지의 리드탭용 실링필름은 도 2에 도시된 바와 같이 3층으로 구성되며, 제1절연층(2-1)은 외장파우치(1)와 접하는 절연층으로 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌계 수지가 적용되고, 제2절연층(2-2)은 제1절연층(2-1)과 제3절연층(2-3)의 사이에 내재되는 절연층으로 내열성을 유지하며, 외장파우치(1)와 리드탭(3) 상호간의 단락을 방지하기 위하여 방사선(전자선, 감마선)으로 가교시킨 폴리올레핀분말을 첨가하는 것이며, 제3절연층(2-3)은 리드탭(3)과 접하는 층으로 접착력이 우수한 변성폴리올레핀을 사용할 수 있도록 한 것이다.Specifically, the sealing film for the lead tab of the secondary battery of the present invention for sealing the
한편, 본 발명은 기본적으로 3층으로 구성되나, 도 3에 도시된 바와 같이 경제성을 고려하여, 리드탭(3)과 접하는 1개 층에 가교 폴리올레핀 분말을 첨가하여 이차전지의 리드탭용 실링필름을 구성할 수도 있다.On the other hand, although the present invention is basically composed of three layers, as shown in FIG. 3 , in consideration of economic feasibility, cross-linked polyolefin powder is added to one layer in contact with the
본 발명의 실시예에 따르면, 성형 설비나 제품에 악영향을 미치지 않고 제조할 수 있음과 아울러, 외장파우치(1)의 금속층과 리드탭(3)의 도체 상호간의 단락을 발생시키지 않고, 리드탭(3)과 외장파우치(1)의 접착성을 유지할 수 있는 이차전지의 리드탭용 실링필름을 제안한 것이며, 폴리에틸렌분말. 폴리프로필렌분말, 폴리프로필렌 코포리머분말, 폴리에틸렌 코폴리머분말 등을 방사선(전자선, 감마선, 엑스선)으로 가교시켜 열에 의해 용융되지 않도록 하고, 이것을 실링필름(2) 제조시에 혼입함으로서 이들 가교 분말이 게재되어 외장파우치(1)와 리드탭(3) 상호간의 단락을 방지함과 동시에 리드탭(3) 및 외장파우치(1)가 융착되어 전해액의 누출 또한 없도록 한 것이다.According to the embodiment of the present invention, it can be manufactured without adversely affecting molding equipment or products, and without causing a short circuit between the conductors of the metal layer of the
이차전지에서 리드탭(Lead Tap; 3)은 이차전지의 전극 군으로부터 인출된 전극단자(탭)가 외장파우치(1)의 외부로 드러난 부분을 말한다.In a secondary battery, a lead tap (Lead Tap; 3) refers to a portion in which an electrode terminal (tab) drawn out from an electrode group of a secondary battery is exposed to the outside of the external pouch (1).
전지조립공정에서 외장파우치(1)와 리드탭(3)의 결합시 접착이 완전하지 않으면 접합부위에서 전해액 누출 가능성이 높아져, 이 부분에서 불량의 원인이 되고 있다.In the battery assembly process, if the adhesion between the external pouch (1) and the lead tab (3) is not complete, the possibility of electrolyte leakage from the joint area increases, which is a cause of defects in this part.
본 발명의 리드탭(3)의 제1절연층(2-1)은 외장파우치(1)의 내부층(주로 폴리프로필렌 필름 사용)과 접합되는 절연층으로 호모폴리프로필렌이 사용되나 적절한 필름 특성을 위해 랜던폴리프로필렌, 블록폴리프로필렌, 저밀도폴리에틸렌, EPR 또는 EPM을 혼합할 수 있다. 또한 용융 점성을 맞추기 위해 변성 폴리폴리에틸렌 또는 변성 폴리에틸렌을 혼합할 수 있다. The first insulating layer 2-1 of the
제2절연층(2-2)에는 제1절연층(2-1)과 제3절연층(2-3) 사이에 내재되어 있는 절연층으로 내열성을 유지하며, 외장파우치(1)의 금속층과 리드탭(3)의 도체 상호간의 단락을 방지하기 위해 본 발명에서는 방사선(전자선, 감마선)으로 가교시킨 폴리올레핀분말을 첨가한다.The second insulating layer 2-2 is an insulating layer embedded between the first insulating layer 2-1 and the third insulating layer 2-3 to maintain heat resistance, and the metal layer of the
여기에서, 가교 폴리올레핀분말은 화학구조적으로 가교되어 있기 때문에 열융착시 녹아 밀려나가 외장파우치(1)의 금속층과 리드탭(3)의 도체가 서로 단락되지 않도록 한다.Here, since the crosslinked polyolefin powder is chemically crosslinked, it is melted and pushed out during thermal fusion so that the metal layer of the
폴리올레핀분말로는 폴리에틸렌분말, 폴리프로필렌분말, 변성 폴리에틸렌분말, 변성 폴리프로필렌이 사용될 수 있으며, 분말 입자 크기는 10∼100㎛ 크기의 입자 크기가 더욱 바람직하다. 입자의 크기가 10㎛ 이하일 경우는 입자 크기가 너무 작아 입자가 스페이서 역할을 기대하기 어렵고, 입자 크기가 100㎛ 이상일 경우는 필름 두께가 100㎛ 이상이 되어 실란트 필름으로 적용하기 어렵다. As the polyolefin powder, polyethylene powder, polypropylene powder, modified polyethylene powder, or modified polypropylene may be used, and the particle size of the powder is more preferably 10 to 100 μm. When the particle size is 10 μm or less, the particle size is too small to expect the particle to act as a spacer, and when the particle size is 100 μm or more, the film thickness is 100 μm or more, making it difficult to apply as a sealant film.
고분자 분말을 가교시키기 위해 방사선으로 전자선, 감마선, 엑스선이 사용 가능하며, 50∼300kGy 범위의 선량이 더욱 바람직하다. 조사량이 50kGy 이하일 경우는 겔화율이 너무 낮아서 가공시에 분말이 용해되어 가교분말의 첨가효과가 없으며, 300kGy 이상일 경우, 겔화율은 약간 상승하지만 크지 않으며 경제성 측면에서 바람직하지 않으며, 열화가 발생된다.In order to crosslink the polymer powder, electron beams, gamma rays, and X-rays can be used as radiation, and a dose in the range of 50 to 300 kGy is more preferable. When the irradiation amount is 50 kGy or less, the gelation rate is too low, so that the powder is dissolved during processing and there is no effect of adding the crosslinked powder.
폴리올레핀분말의 겔화율은 30∼80%가 적합하다. 전자선 조사방법으로는 플라스틱 백에 고분자 분말을 넣어 방사선조사하거나 컨베이어에 분말을 올려놓고 방사선조사 처리한다. 방사선조사 처리 후 고분자 입자 내에 있는 자유라디칼(free radical)을 제거하기 위하여 100∼130℃에서 열처리할 수 있다.The polyolefin powder preferably has a gelation rate of 30 to 80%. As for the electron beam irradiation method, a polymer powder is put in a plastic bag and irradiated, or the powder is placed on a conveyor and irradiated. After radiation treatment, heat treatment may be performed at 100 to 130° C. in order to remove free radicals in the polymer particles.
가교 폴리에틸렌 분말의 첨가량이 중요하다. 가교된 폴리에틸렌 분말을 첨가하지 않은 경우나 첨가량이 적은 경우(2중량%)는 가교 분말이 스페이서 역할을 하지 않거나 못하기 때문에 용융상태에서 프레스로 가압할 때 필름 두께가 극단적으로 얇아지게 된다. 폴리프로필렌은 용융강도(melt strength)가 가장 낮은 고분자 중 하나이므로 융점 이상에서 외부 압력에 의해 변형이 쉽게 일어나서 용융고분자가 옆으로 밀리면서 필름 두께가 상당히 감소하는 현상이 나타난다. 반면 가교한 폴리에틸렌 분말이 첨가한 폴리프로필렌의 필름의 경우는 가교 폴리에틸렌이 필름 성형온도에서도 녹지 않기 때문에 분말 폴리에틸렌이 스페이서 역할을 하여 필름 두께가 입자 크기의 두께를 유지한다. 폴리에틸렌 분말의 함량이 30중량%까지는 양호하나 40중량% 이상에서는 필름 성형이 어렵고 필름강도가 약화되어 30중량%를 초과하지 않는게 바람직하다.The amount of crosslinked polyethylene powder added is important. When the crosslinked polyethylene powder is not added or the amount added is small (2% by weight), the film thickness becomes extremely thin when the crosslinked polyethylene powder is pressed by a press in the molten state because the crosslinked powder does not or does not act as a spacer. Since polypropylene is one of the polymers with the lowest melt strength, it is easily deformed by external pressure above the melting point, and the film thickness is significantly reduced as the molten polymer is pushed aside. On the other hand, in the case of a polypropylene film with crosslinked polyethylene powder added, the crosslinked polyethylene does not melt even at the film forming temperature, so powdered polyethylene acts as a spacer to maintain the thickness of the particle size. The content of polyethylene powder is good up to 30% by weight, but it is preferable not to exceed 30% by weight because film forming is difficult and film strength is weakened at 40% by weight or more.
제3절연층(2-3)은 리드탭(3)과 접합되는 층으로 접착력이 우수한 변성 폴리올레핀을 사용한다.The third insulating layer 2-3 is a layer bonded to the
일반 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌은 무극성이기 때문에 금속과 접착력이 나쁘다.General polypropylene or polyethylene is non-polar, so it has poor adhesion to metal.
따라서, 접착력이 우수한 변성 폴리올레핀을 사용하며, 사용되는 변성 폴리올레핀으로는 말레산 무수물 그라프트 폴리프로필렌, 아크릴산 그라프트 폴리프로필렌, 메타크릴산 그라프트 폴리프로필렌, 부틸아크릴산 그라프트 폴리프로필렌, 1,6-핵산디올 아크릴산 폴리프로필렌, 글리시틸메타크릴레이트 그라프트 폴리프로필렌, 부틸메타크릴레이트 그라프트 폴리프로필렌, 아크릴아마이드 그라프트 폴리프로필렌, 에틸아크릴레이트 그라프트 폴리프로필렌, n-이소프로필아크릴아마이드 폴리프로필렌, 말레산 무수물 그라프트 폴리프로필렌, 아크릴산 그라프트 폴리에틸렌, 메타크릴산 그라프트 폴리에틸렌, 부틸아크릴산 메타크릴산 그라프트 폴리에틸렌, 1,6-핵산디올 아크릴산 폴리에틸렌, 글리시틸메타크릴산 그라프트 폴리에틸렌, 부틸메타크릴레이트 그라프트 폴리에틸렌, 아크릴아마이드 그라프트 폴리에틸렌, 에틸아크릴레이트 그라프트 폴리에틸렌 또는 n-이소프로필아크릴아마이드 그라프트 폴리에틸렌 등을 포함하며, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있으며, 여기에 일반 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 코폴리머, 랜덤 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 코폴리머의 1종 또는 그 이상을 포함할 수 있다.Therefore, a modified polyolefin having excellent adhesion is used, and the modified polyolefin used is maleic anhydride graft polypropylene, acrylic acid graft polypropylene, methacrylic acid graft polypropylene, butylacrylic acid graft polypropylene, 1,6- Nucleic acid diol acrylic acid polypropylene, glycytyl methacrylate graft polypropylene, butyl methacrylate graft polypropylene, acrylamide graft polypropylene, ethyl acrylate graft polypropylene, n-isopropyl acrylamide polypropylene, Maleic anhydride graft polypropylene, acrylic acid graft polyethylene, methacrylic acid graft polyethylene, butyl acrylic acid methacrylic acid graft polyethylene, 1,6-hexanediol acrylic acid polyethylene, glycytyl methacrylic acid graft polyethylene, butyl methacrylate It includes acrylate graft polyethylene, acrylamide graft polyethylene, ethyl acrylate graft polyethylene or n-isopropyl acrylamide graft polyethylene, and the like, and may include one or two or more of these, and general It may include one or more of polypropylene, polypropylene copolymer, random polypropylene, polyethylene, and polyethylene copolymer.
[실시예 1][Example 1]
폴리에틸렌 분말(80㎛, EPOLDER EHP040, TWO H Chem사)을 핫프레스로 500㎛ 필름을 만들고 이것을 전자가속기(이비테크 주식회사, 2.5MeV)로 20, 50, 100, 150, 200, 300, 400kGy로 각각 조사하고, 겔화율을 측정하였다[표 1].Polyethylene powder (80㎛, EPOLDER EHP040, TWO H Chem) was hot-pressed to make a 500㎛ film, and this was heated to 20, 50, 100, 150, 200, 300, and 400kGy using an electron accelerator (IB Tech, 2.5MeV), respectively. was investigated, and the gelation rate was measured [Table 1].
겔화율은 120메시 스테인리스망을 가로 80㎜, 40㎜ 크기로 절단하고, 3면 끝단을 6∼7㎜로 접어서 스테이플로 봉하고, 0.3g의 폴리에틸렌 시료를 이 망에 넣은 다음 윗단(입구)을 스테이플로 최종적으로 봉하고, 자일렌이 들어가 있는 Round-Bottom Flask에 시료를 넣고 추출하였다.For the gelation rate, cut a 120-mesh stainless steel net into a width of 80 mm and 40 mm, fold the ends of three sides to 6-7 mm and seal them with staples, put a 0.3 g polyethylene sample into this net, and then staple the upper end (inlet). was finally sealed, and the sample was placed in a Round-Bottom Flask containing xylene and extracted.
추출 후 즉시 150℃ 오븐에서 건조하였다.Immediately after extraction, it was dried in an oven at 150°C.
겔화율(%) = M1/M0 ㅧ 100 Gelation rate (%) = M1/M0 x 100
M0: 추출 전 시료 무게M0: sample weight before extraction
M1: 추출 후 남아있는 시료 무게M1: Remaining sample weight after extraction
[표 1][Table 1]
겔화율은 전자선 조사량에 따라 증가하는 경향을 보였다. 20kGy 이하에서는 겔화율이 아주 낮아서 폴리에틸렌 분말의 첨가 효과는 기대할 수 없으며, 50kGy 이상에서 조사한 폴리에틸렌 분말의 첨가 효과를 기대할 수 있다. The gelation rate showed a tendency to increase according to the amount of electron beam irradiation. At 20 kGy or less, the gelation rate is very low, so the effect of adding polyethylene powder cannot be expected, and the effect of adding polyethylene powder irradiated at 50 kGy or more can be expected.
[실시예 2][Example 2]
폴리에틸렌 분말(80㎛, EPOLDER EHP040, TWO H Chem사)을 전자선 가교(겔화율 70%)한 후, 이것을 폴리프로필렌(롯데케미칼, FC-340R)에 0, 2, 5, 10, 20, 30, 40, 50중량%씩 각각 첨가하여 블렌딩하였다.Polyethylene powder (80㎛, EPOLDER EHP040, TWO H Chem) was crosslinked with electron beam (gelation rate 70%), and then this was added to polypropylene (Lotte Chemical, FC-340R) with 0, 2, 5, 10, 20, 30, Each of 40 and 50 wt% was added and blended.
블렌딩 온도는 200℃였으며, 5분 동안 수행했다. 블렌딩 후 핫프레스로 1000㎛ 두께의 필름을 제작하였다. 필름을 절단하여 길이 5㎝, 폭 1㎝의 시편을 제작하였다.The blending temperature was 200° C. and was carried out for 5 minutes. After blending, a film having a thickness of 1000 μm was prepared by hot press. The film was cut to prepare a specimen having a length of 5 cm and a width of 1 cm.
알루미늄시트(100㎛)를 절단하여 위와 같은 크기의 시편을 제작하였다. 알루미늄 시편의 상하에 위 폴리프로필렌 시편을 포개놓고, 핫프레스에서 180℃, 20㎏/㎠, 3분 동안 유지시킨 다음 꺼냈다. 알루미늄 시편 사이에 있는 폴리프로필렌 시편의 압착 전후의 두께 변화를 측정하였다[표 2].An aluminum sheet (100 μm) was cut to prepare a specimen of the same size as above. The above polypropylene specimen was superimposed on top and bottom of the aluminum specimen, and was maintained at 180° C., 20 kg/
[표 2][Table 2]
가교 폴리에틸렌 분말이 첨가되지 않는 경우나 첨가량이 극히 작은 경우는 가교 분말이 스페이서 역할을 하지 않거나 못하기 때문에 필름 두께가 극단적으로 얇아지게 된다. 폴리프로필렌은 용융강도(melt strength)가 가장 낮은 고분자 중 하나이므로 융점 이상에서 외부 압력에 의해 변형이 쉽게 일어나서 용융고분자가 옆으로 밀리면서 필름 두께가 상당히 감소하는 현상이 나타난다. 반면 가교한 폴리에틸렌 분말이 첨가한 폴리프로필렌의 필름의 경우는 가교 폴리에틸렌이 필름 성형온도에서도 녹지 않기 때문에 분말 폴리에틸렌이 스페이서 역할을 하여 필름 두께가 입자 크기의 두께를 유지하였다. When the crosslinked polyethylene powder is not added or the amount added is extremely small, the film thickness becomes extremely thin because the crosslinked powder does not or does not act as a spacer. Since polypropylene is one of the polymers with the lowest melt strength, it is easily deformed by external pressure above the melting point, and the film thickness is significantly reduced as the molten polymer is pushed aside. On the other hand, in the case of a polypropylene film with crosslinked polyethylene powder added, the crosslinked polyethylene did not melt even at the film forming temperature, so powdered polyethylene served as a spacer to maintain the thickness of the particle size.
폴리에틸렌 분말의 함량이 30중량% 이상이면 필름 성형이 어렵고 필름이 찢어지기 쉬운 단점이 있다.If the content of the polyethylene powder is 30% by weight or more, it is difficult to form a film and there is a disadvantage in that the film is easily torn.
[실시예 3][Example 3]
폴리프로필렌(롯데케미칼, FC-340R)을 사용하여 핫프레스로 80㎛ 두께의 제1절연층(2-1)을 만들었다.Using polypropylene (Lotte Chemical, FC-340R), a first insulating layer 2-1 having a thickness of 80 μm was made by hot pressing.
폴리에틸렌 분말(80㎛, EPOLDER EHP040, TWO H Chem사)을 전자선으로 가교(겔화율 40%)한 분말 20wt%를 폴리프로필렌(롯데케미칼, FC-340R)에 첨가하여 80㎛ 두께의 제2절연층(2-2)을 만들었다.20wt% of polyethylene powder (80㎛, EPOLDER EHP040, TWO H Chem) crosslinked with an electron beam (gelation rate 40%) was added to polypropylene (Lotte Chemical, FC-340R) to form a second insulating layer with a thickness of 80㎛ (2-2) was made.
말레산무수물 그라프트 폴리프로필렌(롯데케미칼, BP-402)으로 80㎛ 두께의 제3절연층(2-3) 필름을 제작하였다. 3종류의 필름으로부터 길이 10㎝, 폭 1㎝ 크기로 절단하였다. 또한 알루미늄(두께 80㎛) 시트로부터 같은 크기로 시편을 절단하였다. 알루미늄, 그라프트 폴리프로필렌, 가교분말 첨가 폴리프로필렌, 그리고 폴리프로필렌 시료를 순서대로 쌓고, 핫프레스에서 180℃, 10kg/cm2, 1분 동안 가압하여 리드탭용 실링필름(2)을 완성하였다. 수지와 알루미늄간의 접착력은 인장시험기를 이용하여 180도 방향으로 당겨 떼어내는 순간 강도를 측정하였는데, 18 N/cm 접착강도는 우수하였다.A third insulating layer (2-3) film having a thickness of 80 μm was prepared using maleic anhydride graft polypropylene (Lotte Chemical, BP-402). The three types of films were cut to a length of 10 cm and a width of 1 cm. Also, a specimen was cut to the same size from an aluminum (thickness 80 μm) sheet. Aluminum, graft polypropylene, polypropylene with crosslinked powder, and polypropylene samples were stacked in order, and pressed in a hot press at 180° C., 10 kg/cm 2 , for 1 minute to complete a sealing film for lead tab (2). The adhesive strength between the resin and aluminum was measured using a tensile tester to measure the instantaneous strength when pulling it off in the 180 degree direction, and the adhesive strength of 18 N/cm was excellent.
[실시예 4][Example 4]
가교한 분말 20wt%를 말레산무수물-그라프트 폴리프로필렌에 혼합한 다음, 이것으로부터 두께 200㎛ , 가로 20㎝, 세로 20㎝의 필름을 제작하였다. 이것으로부터 길이 10㎝, 폭 1㎝의 시편을 절취하였다. 이 고분자 시편과 같은 크기로 절단한 알루미늄 시트 시편과 중첩하고, 핫프레스에서 180℃, 10kg/cm2, 1분 동안 유지시킨 다음 꺼내서, 상호 접착력을 평가하였다. 비교를 위해 가교한 분말을 첨가하지 않은 말레산무수물-그라프트 폴리프로필렌 필름과 알루미늄 시트 간의 접착력도 평가하였다. 인장시험기를 이용한 필 테스트(peel test) 결과 가교 분말 폴리에틸렌의 첨가 여부에 상관없이 약 18 N/cm의 양호한 접착력을 보였다. After 20 wt% of the crosslinked powder was mixed with maleic anhydride-grafted polypropylene, a film having a thickness of 200 μm, a width of 20 cm, and a length of 20 cm was prepared from this. A specimen having a length of 10 cm and a width of 1 cm was cut out from this. It overlapped with an aluminum sheet specimen cut to the same size as this polymer specimen, and held at 180° C., 10 kg/cm 2 , for 1 minute in a hot press, and then taken out, and mutual adhesion was evaluated. For comparison, the adhesive force between the maleic anhydride-grafted polypropylene film and the aluminum sheet to which crosslinked powder was not added was also evaluated. As a result of a peel test using a tensile tester, good adhesion of about 18 N/cm was shown regardless of whether crosslinked powdered polyethylene was added.
본 발명은 이차전지 산업분야에 이용될 수 있다.The present invention can be used in the secondary battery industry.
1 : 외장파우치
2 : 실링필름
2-1 : 제1절연층
2-2 : 제2절연층
2-3 : 제3절연층
3 : 리드탭1: External pouch
2: sealing film
2-1: first insulating layer
2-2: second insulating layer
2-3: third insulating layer
3: lead tap
Claims (10)
상기 제1절연층(2-1)은 상기 외장파우치(1)와 접하는 절연층으로 폴리프로필렌계 또는 폴리에틸렌계 수지이고,
상기 제2절연층(2-2)은 상기 제1절연층(2-1) 및 제3절연층(2-3) 사이에 내재되어 내열성을 유지하며 상기 외장파우치(1) 및 리드탭(3) 상호간의 단락을 방지하기 위하여 방사선으로 가교시킨 폴리올레핀분말을 첨가한 것이고,
상기 제3절연층(2-3)은 상기 리드탭(3)과의 접착력을 고려한 변성폴리올레핀을 적용한 것을 특징으로 하는 이차전지의 리드탭용 실링필름.A secondary battery comprising a first insulating layer (2-1), a second insulating layer (2-2), and a third insulating layer (2-3) sealing each other between the lead tab (3) and the exterior pouch (1) In the sealing film for the lead tab of
The first insulating layer 2-1 is an insulating layer in contact with the exterior pouch 1, and is a polypropylene-based or polyethylene-based resin,
The second insulating layer (2-2) is embedded between the first insulating layer (2-1) and the third insulating layer (2-3) to maintain heat resistance, and the external pouch (1) and the lead tab (3) ) to prevent short circuit between each other, polyolefin powder crosslinked by radiation is added,
The third insulating layer (2-3) is a sealing film for a lead tab of a secondary battery, characterized in that a modified polyolefin in consideration of the adhesion to the lead tab (3) is applied.
상기 제1절연층(2-1)은 호모폴리프로필렌, 랜덤폴리프로필렌, 블록폴리프로필렌, 폴리프로필렌코폴리머, EPR, EPDM 및 변성폴리프로필렌 중에서 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 리드탭용 실링필름.According to claim 1,
The first insulating layer (2-1) is a secondary characterized in that it contains one or two or more of homopolypropylene, random polypropylene, block polypropylene, polypropylene copolymer, EPR, EPDM, and modified polypropylene. Sealing film for lead tabs of batteries.
상기 제2절연층(2-2)은 상기 제1절연층(2-1) 및 제3절연층(2-3) 사이에 개재되어 내열성이 요구되는 중간층으로 용융지수(MI)가 낮은 폴리프로필렌 또는 LCB(Linear Chain Branch)구조의 폴리프로필렌, 폴리프로필렌코폴리머, EPR 및 EPDM 중에서 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 리드탭용 실링필름.According to claim 1,
The second insulating layer 2-2 is an intermediate layer that is interposed between the first insulating layer 2-1 and the third insulating layer 2-3 and requires heat resistance, and is polypropylene having a low melt index (MI). Or LCB (Linear Chain Branch) structure polypropylene, polypropylene copolymer, EPR and EPDM sealing film for a lead tab of a secondary battery, characterized in that it contains one or two or more types.
상기 변성폴리올레핀은 말레산 무수물 그라프트 폴리프로필렌, 아크릴산 그라프트 폴리프로필렌, 메타크릴산 그라프트 폴리프로필렌, 부틸아크릴산 그라프트 폴리프로필렌, 1,6-핵산디올 아크릴산 폴리프로필렌, 글리시틸메타크릴레이트 그라프트 폴리프로필렌, 부틸메타크릴레이트 그라프트 폴리프로필렌, 아크릴아마이드 그라프트 폴리프로필렌, 에틸아크릴레이트 그라프트 폴리프로필렌, n-이소프로필아크릴아마이드 폴리프로필렌, 말레산 무수물 그라프트 폴리프로필렌, 아크릴산 그라프트 폴리에틸렌, 메타크릴산 그라프트 폴리에틸렌, 부틸아크릴산 메타크릴산 그라프트 폴리에틸렌, 1,6-핵산디올 아크릴산 폴리에틸렌, 글리시틸메타크릴산 그라프트 폴리에틸렌, 부틸메타크릴레이트 그라프트 폴리에틸렌, 아크릴아마이드 그라프트 폴리에틸렌, 에틸아크릴레이트 그라프트 폴리에틸렌 또는 n-이소프로필아크릴아마이드 그라프트 폴리에틸렌을 포함하며, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 리드탭용 실링필름.According to claim 1,
The modified polyolefin is maleic anhydride grafted polypropylene, acrylic acid grafted polypropylene, methacrylic acid grafted polypropylene, butylacrylic acid grafted polypropylene, 1,6-nucleic acid diol acrylic acid polypropylene, glycytyl methacrylate graft polypropylene, butyl methacrylate graft polypropylene, acrylamide graft polypropylene, ethyl acrylate graft polypropylene, n-isopropyl acrylamide polypropylene, maleic anhydride graft polypropylene, acrylic acid graft polyethylene, Methacrylic acid graft polyethylene, butyl acrylic acid methacrylic acid graft polyethylene, 1,6-nucleic acid diol acrylic acid polyethylene, glycyethyl methacrylic acid graft polyethylene, butyl methacrylate graft polyethylene, acrylamide graft polyethylene, ethyl A sealing film for a lead tab of a secondary battery, comprising acrylate graft polyethylene or n-isopropyl acrylamide graft polyethylene, and comprising one or two or more of them.
청구항 4에 나열된 극성기를 가진 폴리올레핀 단독으로 사용하며, 여기에 호모폴리프로필렌, 랜덤폴리프로필렌, 블록폴리프로필렌, 폴리프로필렌 코폴리머, EPR 및 EPDM 중 1종 또는 2종 이상의 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 리드탭용 실링필름.5. The method of claim 4,
A polyolefin having the polar group listed in claim 4 is used alone, and it comprises one or more resins of homopolypropylene, random polypropylene, block polypropylene, polypropylene copolymer, EPR and EPDM. Sealing film for lead tabs of secondary batteries.
상기 방사선으로 가교시킨 폴리올레핀분말은 폴리에틸렌분말, 폴리프로필렌분말, 변성폴리에틸렌분말 또는 변성폴리프로필렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 리드탭용 실링필름.According to claim 1,
The radiation-crosslinked polyolefin powder includes polyethylene powder, polypropylene powder, modified polyethylene powder or modified polypropylene. A sealing film for a lead tab of a secondary battery.
상기 폴리올레핀분말은 10∼100㎛의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 이차전지의 리드탭용 실링필름.7. The method of claim 6,
The polyolefin powder is a sealing film for a lead tab of a secondary battery, characterized in that it has a size of 10 to 100㎛.
상기 방사선은 전자선, 감마선 또는 엑스선이며, 조사선량은 50∼300kGy인 것을 특징으로 하는 이차전지의 리드탭용 실링필름.7. The method of claim 6,
The radiation is an electron beam, gamma ray or X-ray, the sealing film for a lead tab of a secondary battery, characterized in that the irradiation dose is 50 ~ 300 kGy.
상기 폴리올레핀분말은 5∼20wt% 첨가되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 리드탭용 실링필름.9. The method of claim 8,
The sealing film for a lead tab of a secondary battery, characterized in that the polyolefin powder is added in an amount of 5 to 20 wt%.
상기 전자선 조사는 플라스틱백에 고분자분말을 넣어 방사선조사하거나 컨베이어에 분말을 올려놓고 방사선조사하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 리드탭용 실링필름.
9. The method of claim 8,
The electron beam irradiation is a sealing film for a lead tab of a secondary battery, characterized in that the polymer powder is put in a plastic bag and irradiated or the powder is placed on a conveyor and irradiated.
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