KR20230011575A - 이차전지 리드탭용 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 리드탭용 필름은, 이차전지의 전지케이스와, 상기 이차전지의 전극조립체의 양극 또는 음극과 전기적으로 연결되는 전극리드 사이를 밀봉하는 이차전지 리드탭용 필름으로, 상기 전지케이스와 접착되는 제1 스킨층; 상기 제1 스킨층의 상면 또는 하면 중 어느 일면에 마련되는 중간층; 및 상기 중간층의 상면 또는 하면 중 상기 제1 스킨층과 마주 보는 일면에 마련되어 상기 전극리드와 접착되는 제2 스킨층;을 포함하며, 상기 제1 스킨층 또는 상기 제2 스킨층은 고유동성 폴리프로필렌계 수지를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 이차전지 리드탭용 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열융착 과정에서 수지의 흐름성에 의해 전지케이스와 전극리드 간에 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있는 이차전지 리드탭용 필름에 관한 것이다.
이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV) 등의 동력원, 에너지저장장치(ESS)로도 주목받고 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
또한, 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.
최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 이차전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 파우치형 이차전지를 보여주는 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(1)는, 음극과 양극이 분리막으로 분리 절연되어 있는 전극조립체(3), 전극조립체(3)의 양극 및 음극으로부터 연장되어 있는 전극탭들(4,5), 전극탭들(4,5)에 용접되어 있는 전극리드(6,7) 및 전극조립체(3)를 수용하는 전지케이스(2)를 포함할 수 있다.
전극조립체(3)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극탭들(4,5)은 전극조립체(3)의 양극 및 음극으로부터 연장되어 있고, 전극리드(6,7)는 각 양극 및 음극으로부터 연장된 복수개의 전극탭들(4,5)과, 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되며, 전지케이스(2)의 외부로 일부가 노출되어 있다.
또한, 전극리드(6,7)의 상하면 일부에는 전지케이스(2)와의 밀봉성(sealing performance)을 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연성이 우수한 절연필름(8)이 부착되어 있다. 전지케이스(2)는 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 전극조립체(3)를 수용할 수 있는 공간을 제공하며, 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다.
여기서, 파우치형 전지케이스(2)는 상부캡(20)과 하부캔(30)을 포함할 수 있으며, 상부캡(20) 및 하부캔(30)은 CPP(Casting polypropylene Film; 무연신 PP)로 대표되는 열융착층(2b)/알루미늄 금속층(2c)/나일론으로 대표되는 보호층(2d)의 통상 3층 구조로 이루어질 수 있다. 상부캡(20) 및 하부캔(30)을 구성하는 시트의 열융착층이 열과 압력에 의해 서로 접착되어 전극조립체(3)를 수납할 수 있다. 상부캡(20)과 하부캔(30)을 통칭하여 전지케이스라고 할 수 있다.
한편, 종래의 절연필름(8)은, 전지케이스(2)의 내측에 충진된 전해액의 누출 등을 방지하기 위해 사용되는 전지케이스(2) 뿐만 아니라 전극리드(6,7) 양측에 대해서 양호한 밀착성 내지 접착성을 가지며, 전극리드(6,7) 및 전지케이스(2)에 대해서 전극리드(6,7)와 전지케이스(2)가 서로 간에 단락이 발행하는 것을 방지하기 위해 뛰어난 절연성이 요구된다. 이러한 절연성 등의 요구성능을 충족시키기 위해 최근에는 성질이 다른 여러 종류의 수지를 조합하여 다층으로 구성된 필름들을 사용하고 있다.
절연필름(8)은 가열시 용융되어 전극리드(6,7)와 접착하는 부분, 가열시 형상을 유지하는 내열 부분, 전지케이스(2)의 열융착층(2b)과 접착하는 부분을 포함하는 3층 구조를 가질 수 있다. 경우에 따라서는 내열 부분과 전지케이스의 열융착층과 접착하는 부분을 하나의 층으로 형성한 2층 구조를 가질 수도 있다.
이와 같이 절연필름이 다층으로 구성될 경우, 전지케이스 및 전극리드와 빨리 접착될 뿐만 아니라 동시에 절연필름의 열융착과정에서 발생할 수 있는 필름 내층의 흐름성에 의한 단락을 방지할 수 있는 성능이 요구되고 있다.
본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명을 제안하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전지케이스 및 전극리드와의 빠른 접착을 제공함과 동시에 필름의 열융착과정에서 발생할 수 있는 필름 내층의 흐름성에 의해 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있는 이차전지 리드탭용 필름을 제공한다.
본 발명은 공압출 공정에 의해서 3층 구조의 필름이 일괄 형성되는 이차전지 리드탭용 필름을 제공한다.
상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 리드탭용 필름은, 이차전지의 전지케이스와, 상기 이차전지의 전극조립체의 양극 또는 음극과 전기적으로 연결되는 전극리드 사이를 밀봉하는 이차전지 리드탭용 필름으로, 상기 전지케이스와 접착되는 제1 스킨층; 상기 제1 스킨층의 상면 또는 하면 중 어느 일면에 마련되는 중간층; 및 상기 중간층의 상면 또는 하면 중 상기 제1 스킨층과 마주 보는 일면에 마련되어 상기 전극리드와 접착되는 제2 스킨층;을 포함하며, 상기 제1 스킨층 또는 상기 제2 스킨층은 고유동성 폴리프로필렌계 수지를 포함할 수 있다.
상기 제1 스킨층은 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 랜덤 폴리머 구조의 터 폴리머를 포함하고, 상기 중간층은 블록 폴리머 구조의 폴리프로필렌계 코폴리머를 주성분으로 하는 혼합 수지를 포함하며, 상기 제2 스킨층은 산변성 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 랜덤 폴리머 구조의 터 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 제1 스킨층 또는 상기 제2 스킨층의 랜덤 폴리머 구조의 터 폴리머는 프로필렌, 에틸렌 및 부틸렌을 각각 단량체로 포함할 수 있다.
상기 중간층의 블록 폴리머 구조의 코폴리머는 에틸렌 및 프로필렌을 각각 단량체로 포함할 수 있다.
상기 중간층의 혼합 수지는 폴리프로필렌계를 주성분으로 하는 블록 폴리머 구조의 코폴리머와 에틸렌 프로필렌 고무(EPR)를 포함할 수 있다.
상기 중간층의 혼합 수지는 1~10 중량%의 에틸렌 프로필렌 고무를 포함할 수 있다.
상기 중간층은 열융착 과정 또는 열융착시 초과부의 변형을 억제할 수 있다.
상기 제1 스킨층, 상기 중간층 및 상기 제2 스킨층은 각각 용융된 후 공압출에 의해서 순서대로 적층된 상태로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 리드탭용 필름은 전지케이스 및 전극리드와 빨리 접착되기 때문에 열융착 과정에서 수지가 흘러내려서 전지케이스와 전극리드가 서로 접촉하는 것을 방지하거나 전지케이스와 전극리드 간에 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 리드탭용 필름은 전지케이스 및 전극리드와 접착되는 스킨층이 고유동성의 폴리프로필렌계 수지를 포함하기 때문에 전지케이스 및 전극리드와의 접착에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 리드탭용 필름은 중간층이 블록 폴리머 구조의 코폴리머를 포함하기 때문에 열융착시 초과부의 변형을 억제하고 초과부의 변형에 의한 전지케이스와 전극리드 간의 단락을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 리드탭용 필름은 공압출에 의해서 일괄 형성되기 때문에 각각의 층을 적층하거나 층 사이를 접착하기 위한 별도의 공정이 필요하지 않다.
도 1은 종래기술에 따른 파우치형 이차전지를 보여주는 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지 리드탭 및 리드탭용 필름을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 절단선 A-A 및 B-B에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 따른 리드탭용 필름을 제조하기 위한 공압출 시스템의 개념도이다.
도 6은 도 5에 따른 공압출 시스템의 일예를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6에 따른 공압출 시스템의 일부를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지 리드탭 및 리드탭용 필름을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 절단선 A-A 및 B-B에 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 따른 리드탭용 필름을 제조하기 위한 공압출 시스템의 개념도이다.
도 6은 도 5에 따른 공압출 시스템의 일예를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6에 따른 공압출 시스템의 일부를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도면의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지 리드탭 및 리드탭용 필름을 보여주는 사시도, 도 3은 도 2의 절단선 A-A 및 B-B에 따른 단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름의 단면을 도시한 도면, 도 5는 도 4에 따른 리드탭용 필름을 제조하기 위한 공압출 시스템의 개념도, 도 6은 도 5에 따른 공압출 시스템의 일예를 보여주는 도면, 도 7은 도 6에 따른 공압출 시스템의 일부를 보여주는 도면이다.
이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 리드탭 필름 및 그 제조방법은 리튬이차전지에 사용되는 것으로서, 파우치 타입(pouch type)의 리튬이차전지를 예로써 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 리드탭용 필름(100) 및 그 제조방법에 대해서 자세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 리드탭용 필름(100)이 적용되는 이차전지는 도 1에 도시된 파우치형 이차전지와 동일하므로 이에 대해서는 반복적인 설명을 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 리드탭용 필름(100)은 이차전지(1)의 전지케이스(20,30)와, 이차전지(1)의 전극조립체(3)의 양극 또는 음극과 전기적으로 연결되는 전극리드(6,7) 사이를 밀봉하는 이차전지 리드탭용 필름(100, 이하에서는 "리드탭용 필름"이라 함)이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)은, 전지케이스(20,30)와 전극리드(6,7) 사이에 마련되어 전극리드(6,7)를 전지케이스(20,30)에 접착 내지 밀봉시키는 부재로서, 절연성을 가지는 필름 형태로 마련될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)은 전극리드(6,7)의 상면과 하면에 각각 접착되거나 마련될 수 있다. 여기서, 전극리드(6,7)는 전극조립체(3)의 양극 및 음극에서 연장된 전극탭(4,5)에 연결되는 일단(6a,7a) 및 외부기기에 연결되는 타단(6b,7b)을 포함할 수 있다.
상기 리드탭용 필름(100)은 전극리드(6,7)의 표면과의 사이에 틈새 또는 유격이 전혀 없도록 밀착 상태로 전극리드(6,7)에 접착되어야 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)은, 이차전지의 전지케이스(20,30)와, 상기 이차전지의 전극조립체(3)의 양극 또는 음극과 전기적으로 연결되는 전극리드(6,7) 사이를 밀봉하는 이차전지 리드탭용 필름(100)으로, 전지케이스(20,30)와 접착되는 제1 스킨층(110); 제1 스킨층(110)의 상면 또는 하면 중 어느 일면에 마련되는 중간층(130); 중간층(130)의 상면 또는 하면 중 제1 스킨층(110)과 마주 보는 일면에 마련되어 전극리드(6,7)와 접착되는 제2 스킨층(150);을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)은 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)이 차례대로 적층된 3층 구조를 가지는 필름 형태로 마련될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)은, 제2 스킨층(150)은 전극리드(6,7)와 접착하고, 제2 스킨층(150)의 위에 중간층(130)이 위치하며, 중간층(130)의 위에 제1 스킨층(110)이 위치하는 층상 구조를 가진다. 도시하지는 않았지만, 제1 스킨층(110)은 전지케이스(20,30)와 접착하게 된다.
도 3에 도시된 리드탭용 필름(100)의 경우, 필름(100)의 최하면과 최상면이 각각 전극리드(6,7) 및 전지케이스(20,30)와의 접착면이 될 수 있다.
여기서, 제1 스킨층(110) 또는 제2 스킨층(150)은 고유동성 폴리프로필렌(Polypropylene)계 수지를 포함할 수 있다. 이와 같이, 전지케이스(20,30) 및 전극리드(6,7)와 각각 열융착되는 제1 스킨층(110)과 제2 스킨층(150)이 일반적인 폴리프로필렌계 수지 보다도 빠르게 용융되는 고유동성의 폴리프로필렌계 수지를 포함하는 재질로 형성됨으로써 전지케이스(20,30) 및 전극리드(6,7)와 각각 열융착될 때 빠른 속도로 융착될 수 있고 접착이 원활하게 이루어질 수 있다.
한편, 제1 스킨층(110)과 제2 스킨층(150)의 사이에 위치하는 중간층(130)은 고유동성 폴로프로필렌계 수지를 포함하지 않는 재질로 형성되기 때문에 열융착과정 중에 중간층(130)이 녹아서 흘러내리는 현상이 발생하지 않고 결과적으로 전지케이스(20,30)와 전극리드(6,7)가 서로 접촉하여 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 중간층(130)은 제1 스킨층(110) 및 제2 스킨층(150)과 달리 전지케이스(20,30)와 전극리드(6,7)를 열융착할 때 용융에 의한 초과부의 변형을 억제하는 폴리프로필렌계 수지를 포함하는 재질로 형성됨으로써 열융착시 발생할 수 있는 금속의 전극리드(6,7)와 전지케이스(20,30) 간의 단락 발생을 방지할 수 있다.
이하에서는, 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
도 4에 도시된 제1 스킨층(110)은 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 랜덤 폴리머 구조(Random polymer structure)의 터 폴리머(Ter-polymer)를 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
중간층(130)은 블록 폴리머 구조(Block polymer structure)의 폴리프로필렌계 코폴리머(Copolymer)를 주성분으로 하는 혼합 수지를 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
제2 스킨층(150)은 산변성 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 랜덤 폴리머 구조(Random polymer structure)의 터 폴리머(Ter-polymer)를 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
제1 스킨층(110)은 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 터 폴리머를 포함하는 재질로 마련되기 때문에 제1 스킨층(110)은 3개의 단량체(monomer)로 구성되는 폴리머를 포함하는 재질로 마련될 수 있다.
제1 스킨층(110)의 터 폴리머를 구성하는 3개의 단량체는 프로필렌(propylene), 에틸렌(ethylene) 및 부틸렌(butylene)으로 마련될 수 있다.
여기서, 제1 스킨층(110)은 프로필렌, 에틸렌 및 부틸렌으로 구성되는 터 폴리머가 랜덤 폴리머 구조로 마련될 수 있다. 즉, 터 폴리머를 구성하는 단량체인 프로필렌, 에틸렌 및 부틸렌이 일정한 규칙성 없이 불규칙하게 구성되는 구조인 랜덤 폴리머 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터 폴리머를 구성하는 프로필렌, 에틸렌 및 부틸렌을 각각 A,B,C라고 하면, 단량체가 A-BB-AAA-CCCC-B-AA-BBBB와 같이 규칙성 없이 구성될 수 있다.
한편, 제2 스킨층(150)은 산변성 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 터 폴리머를 포함하는 재질로 마련되는 점에서 제1 스킨층(110)과 차이가 있다. 좀더 자세하 설명하면, 제2 스킨층(150)은 무수 말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌(Maleic Anhydride-grafted Polypropylene)계 수지를 주성분으로 하는 터 폴리머를 포함하는 재질로 마련될 수 있다.
제1 스킨층(110)과 유사하게, 제2 스킨층(150)도 3개의 단량체(monomer)로 구성되는 폴리머를 포함하는 재질로 마련될 수 있다. 제2 스킨층(150)의 터 폴리머를 구성하는 3개의 단량체는 프로필렌(propylene), 에틸렌(ethylene) 및 부틸렌(butylene)으로 마련될 수 있다.
여기서, 제2 스킨층(150)은 프로필렌, 에틸렌 및 부틸렌으로 구성되는 터 폴리머가 랜덤 폴리머 구조로 마련될 수 있다. 즉, 터 폴리머를 구성하는 단량체인 프로필렌, 에틸렌 및 부틸렌이 일정한 규칙성 없이 불규칙하게 구성되는 구조인 랜덤 폴리머 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터 폴리머를 구성하는 프로필렌, 에틸렌 및 부틸렌을 각각 A,B,C라고 하면, 단량체가 A-BB-AAA-CCCC-B-AA-BBBB와 같이 규칙성 없이 구성될 수 있다.
한편, 제1 스킨층(110) 및 제2 스킨층 (150)의 용융지수는 ASTM D1238의 시험규격으로 2.16 kg의 하중으로 측정시 바람직하게는 2~20 g/10min, 보다 바람직하게는 4~15 g/10min, 더욱 바람직하게는 6~10 g/10min 일 수 있다. 제1 스킨층(110) 및 제2 스킨층(150)의 용융지수가 2 g/10min이하일 경우에는 수지의 흐름성이 저하되어 압출시 필름 형성에 문제를 야기할 수 있으며, 20 g/10min 이상일 경우에는 용융수지의 흐름성이 매우 높아 전극리드(6,7)와의 열융착시 접착 불량을 야기할 수 있다.
또한, 제1 스킨층 (110) 및 제2 스킨층 (150)의 용융온도는 바람직하게는 120~160 ℃, 보다 바람직하게는 125~155 ℃, 보다 바람직하게는 130~150 ℃ 일 수 있다. 용융온도가 120 ℃ 이하일 경우에는 필름의 기계적 강도가 낮아지는 문제점이 있으며, 용융온도가 160 ℃ 이상일 경우에는 높은 용융온도로 인하여 열 융착 속도가 지연되는 문제를 야기할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 랜덤 폴리머 구조의 터 폴리머(Ter-polymer)를 주성분으로 포함하는 제1 스킨층(110) 및 산변성 폴리프로필렌계 수지는 주성분으로 하는 랜덤 폴리머 구조의 터 폴리머(ter-polymer)를 주성분으로 포함하는 제2 스킨층(150)은 열융착과정에서 보다 낮은 융점에서 빠르게 용융되기 때문에 각각 전지케이스(20,30) 및 금속 전극리드(6,7)와 접착을 이룰 수 있게 된다.
한편, 제1 스킨층(110) 및 제2 스킨층(150)과 달리 중간층(130)은 고유동성의 폴리프로필렌계 수지를 포함하지 않는 재질로 마련될 수 있다.
중간층(130)은 폴리프로필렌계 블록 폴리머 구조(Block polymer structure)의 코폴리머(Copolymer)를 주성분으로 하는 혼합 수지를 포함하는 재질로 형성될 될 수 있다.
중간층(130)은 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 코폴리머를 포함하는 재질로 마련되기 때문에 중간층(130)은 2개의 단량체(monomer)로 구성되는 폴리머를 포함하는 재질로 마련될 수 있다.
중간층(130)의 코폴리머를 구성하는 2개의 단량체는 에틸렌(ethylene) 및 프로필렌(propylene)으로 마련될 수 있다.
여기서, 중간층(130)은 에틸렌 및 프로필렌으로 구성되는 코폴리머가 블록 폴리머 구조로 마련될 수 있다. 즉, 코폴리머를 구성하는 2개의 단량체인 에틸렌 및 프로필렌이 일정한 배열을 가지고 구성되는 구조인 블록 폴리머 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 코폴리머를 구성하는 에틸렌 및 프로필렌을을 각각 D,E라고 하면, 단량체가 DDDD-EEEE와 같이 일정한 배열을 가지고 구성될 수 있다. 즉, 에틸렌과 프로필렌이 각각 뭉쳐진 상태로 배열되는 구성을 가진다.
한편, 중간층(130)의 폴리프로필렌계 블록 코폴리머를 주성분으로 하는 혼합 수지는 폴리프로필렌계 블록 폴리머 구조의 코폴리머와 에틸렌 프로필렌 고무(EPR; Ethylene Propylene Rubber)를 포함할 수 있다.
여기서, 중간층(130)의 혼합 수지는 5~30 중량%의 에틸렌 프로필렌 고무를 포함할 수 있다. 즉, 중간층(130)의 폴리프로필렌계 블록 코폴리머를 주성분으로 하는 혼합 수지는 폴리프로필렌계 블록 폴리머 구조의 코폴리머와 5~30 중량%의 에틸렌 프로필렌 고무(EPR; Ethylene Propylene Rubber)를 포함할 수 있으며, 에틸렌 프로필렌 고무의 함량은 바람직하게는 5~30 중량%, 보다 바람직하게는 7~20 중량%, 더욱 바람직하게는 10~15 중량%가 적절하다. 에틸렌 프로필렌 고무의 함량이 5 중량% 이하일 경우에는 필름의 인열강도(Tear Strength)가 감소하여 파우치형 이차전지의 내압 성능을 하락시킬 수 있으며, 에틸렌 프로필렌 고무의 함량이 30 중량% 이상일 경우에는 필름의 기계적 물성의 하락을 야기할 수 있다.
또한, 중간층(130)의 용융온도는 바람직하게는 140~180 ℃, 보다 바람직하게는 150~170 ℃, 보다 바람직하게는 155~165 ℃ 일 수 있다. 용융온도가 140 ℃ 이하일 경우에는 열융착시 발생하는 제1 스킨층 (110) 및 제2 스킨층(150)의 초과부의 변형 억제 효과가 낮을 수 있으며, 용융온도가 180 ℃ 이상일 경우에는 스킨층(110,150)과의 용융온도 차이에 의하여 공압출 성형시 성형 불량을 야기할 수 있다.
상기와 같이 폴리프로필렌계 블록 코폴리머를 주성분으로 하는 혼합 수지를 포함하는 중간층(130)은 제1 스킨층(110)과 제2 스킨층(150) 사이에 위치하여 열융착 과정 또는 열융착시 초과부의 변형을 억제할 수 있다. 이로 인해, 초과부의 변형에 의한 전지케이스(20,30)와 금속 전극리드(6,7) 간의 단락 현상을 방지할 수 있다.
여기서, "초과부"라 함은 제1 스킨층(110)과 제2 스킨층(150)이 열융착 과정에서 용융에 의한 흐름성으로 인하여 정해진 위치에서 벗어나 필름 외부로 흐르는 것 또는 필름 외부로 흘러서 형성된 부분을 의미한다.
열융착시 제1 스킨층(110) 및 제2 스킨층(150)에 열과 압력을 가하기 때문에 제1 스킨층(110) 및 제2 스킨층(150)이 용융되어 전극리드(6,7)와 전지케이스(20,30)와 접착하게 되는데, 이때 압력에 의하여 제1 스킨층(110) 및 제2 스킨층(150)이 제 위치에 있지 않고 주변으로 흘러갈 경우 전극 사이에 단락이 발생할 수 있는데, 높은 융점과 탄성을 갖는 중간층(130)이 제1 스킨층(110)과 제2 스킨층(150)의 사이에 위치함으로써 전극 사이의 단락을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)은, 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)이 각각 용융된 후 공압출에 의해서 순서대로 적층된 상태로 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)의 제조방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 리드탭용 필름(100)의 제조방법은, 상기한 이차전지 리드탭용 필름(100)의 제조방법으로서, 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)은 각각 용융된 후 공압출(Co-extrusion)에 의해서 순서대로 적층된 상태로 이차전지 리드탭용 필름을 제조할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 이차전지 리드탭용 필름(100)은 3층의 공압출방식으로 제조되며, 원료 투입, 용융 및 혼련, 캐스팅(Casting) 과정을 거쳐서 제조될 수 있다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)을 제조하기 위한 공압출 시스템(200)의 개략도가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 공압출 시스템(200)은 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)의 재료가 투입되는 호퍼(210), 호퍼(210)에 투입된 재료가 용융되어 이송되는 실린더(220), 용융된 재료를 얇게 토출하여 필름 형상을 만드는 티다이(230), 티다이(230)를 통해 토출되는 얇은 형태의 재료를 냉각시키고 소정의 두께로 성형하는 캐스팅 롤러(251,252), 캐스팅 롤러(251,252)를 통과한 필름(100)을 연신된 상태로 또는 장력이 유지된 상태로 이송하는 각종 롤러들(253,254,255,256,257,258)을 포함할 수 있다. 성형이 완료된 필름(100)은 와인딩 롤러(259)에 최종적으로 감기게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)은 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)이 한꺼번에 공압출되면서 3층 구조의 리드탭용 필름(100)을 제조하게 되는데, 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)의 재료는 따로 분리되어 공급되어야 한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)을 제조하는데 사용되는 공압출 시스템(200)은 도 6에 도시된 바와 같이 제1 스킨층(110)의 원재료가 투입 및 용융 이송되는 제1 호퍼(211) 및 제1 실린더(221), 중간층(130)의 원재료가 투입 및 용융 이송되는 제2 호퍼(212) 및 제1 실린더(222), 제2 스킨층(150)의 원재료가 투입 및 용융 이송되는 제3 호퍼(213) 및 제3 실린더(223)를 포함할 수 있다.
원료 투입 과정은 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)을 형성하는 각각의 원료가 제1 내지 제3 호퍼(211,212,213) 내에 투입되는 과정이다. 이때 투입되는 원재료는 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 및 그의 공중합체(Copolymer) 또는 터폴리머(Ter-polymer)를 포함할 수 있다.
한편, 여기서, 제1 스킨층(110)은 가열 용융된 상태에 전지케이스(20,30)의 열융착층(2b)과 밀착될 수 있는 재질로 마련되고, 제2 스킨층(150)은 가열 용융된 상태에서 금속 전극리드(6,7)의 표면에 밀착될 수 있는 재질로 마련될 수 있다.
또한, 중간층(130)은 내열성이 우수한 재질로 마련되는 것이 바람직하다. 만약, 중간층(130)이 내열성이 낮은 재질로 마련되는 경우에는, 제1 스킨층(110) 및 제2 스킨층(150)을 접착하기 위해 가열할 때 중간층(130)이 녹아서 전지케이스(20,30)가 전극리드(6,7)와 접촉할 수 있다. 이렇게 되면 단락이 발생하게 된다. 따라서, 중간층(130)은 가열시에도 형상을 유지할 수 있는 내열층의 기능도 발휘함으로써 전지케이스(20,30)와 전극리드(6,7) 간의 단락 현상을 방지할 수 있다.
제1 내지 제3 호퍼(211,212,213)에 투입된 원재료는 각각 제1 내지 제3 실린더(221,222,223) 내에서 용융된 후 티다이(230, T-Die) 쪽으로 이송될 수 있다. 여기서, 제1 내지 제3 실린더(221,222,223)를 통과하는 과정인 용융 및 혼련 과정이다.
용융 및 혼련 과정은 제1 내지 제3 호퍼(211,212,213) 내로 투입된 원료가 제1 내지 제3 실린더(221,222,223) 내부로 유입되어 용융 및 혼련되는 과정을 의미하며, 이때 제1 내지 제3 실린더(221,222,223)의 내부온도는 제1구간~제4구간으로 진행될수록 높게 된다.
여기서, 제 1구간의 온도는 바람직하게는 140℃ 이상 220℃ 이하, 보다 바람직하게는 150℃ 이상 210℃ 이하, 더욱 바람직하게는 160℃ 이상 200℃ 이하로 결정될 수 있다. 제 2구간의 온도는 바람직하게는 150℃ 이상 230℃ 이하, 보다 바람직하게는 160℃ 이상 220℃ 이하, 더욱 바람직하게는 170℃ 이상 210℃ 이하로 결정될 수 있다. 제3 구간의 온도는 바람직하게는 180℃ 이상 240℃ 이하, 보다 바람직하게는 190℃ 이상 230℃ 이하, 보다 바람직하게는 180℃ 이상 220℃ 이하로 결정될 수 있다. 제4 구간의 온도는 바람직하게는 190℃ 이상 250℃ 이하, 보다 바람직하게는 200℃ 이상 240℃ 이하, 더욱 바람직하게는 210℃ 이상 230℃ 이하로 결정될 수 있다.
선행하는 실린더 구간의 내부온도가 후행하는 실린더 구간의 내부온도보다 높을 경우에는 용융 수지의 흐름성이 저하되어 수지가 실린더 내에서 이동하지 못하고 선행구간에서 정체되는 현상이 발생할 수 있다. 또한, 실린더의 내부온도가 140℃ 이하인 경우에는 수지가 용융되지 않아서 실린더 내부에서 이동하지 않을 수 있으며, 온도가 250℃를 초과할 경우에는 수지의 열화로 인하여 리드탭용 필름(100)의 물성이 저하되거나 심할 경우 수지의 열분해가 발생할 가능성이 있다.
도 7을 참조하면, 제1 실린더(221) 내지 제3 실린더(223)의 토출구는 공통적으로 티다이(230)에 연결될 수 있다.
캐스팅(Casting) 과정은 제1 내지 제3 실린더(221,222,223)를 통과한 용융 수지가 티다이(T-die, 230)를 통과한 후 토출되어 캐스팅 롤러(Casting Roller, 251,252)에 의하여 필름화되는 과정을 통칭하며, 리드탭용 필름(100)의 두께를 결정하는 중요한 단계이다.
그런데, 용융 수지가 티다이(230)를 통과한 후 캐스팅 롤러(251,252)에 의하여 냉각되는 과정에서 용융 수지의 네킹(necking)이 발생하여 리드탭용 필름(100)의 가장자리(Edge) 부분의 두께가 가운데 부분에 비하여 작아지는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해 티다이(230)의 토출구(231)의 크기 내지 폭은 중앙부 대비 가장자리(Edge) 부분을 크게(두껍게) 설정하여야 한다. 이와 같이, 티다이(230)의 토출구(231)는 가장자리 부분의 폭이 가운데 부분의 폭 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 리드탭용 필름(100)이 티다이(230)를 통과한 후 토출되어 캐스팅 롤러(251,252)에 의하여 냉각되어 최종적으로 필름 성형이 이루어지게 되는데, 이 과정에서 캐스팅 롤러(251,252)의 표면에 형성되어 있는 패턴(미도시)이 리드탭용 필름(100)의 표면에 전사되어 리드탭용 필름(100)의 표면적이 증가하도록 제조할 수도 있다.
상기한 방법에 의해서 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)은 공압출 시스템(200)에 의해서 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)는 일체로 형성되거나 일괄적으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)이 각각 필름 형태로 제조된 후에 제1 스킨층(110)을 중간층(130)의 일면에 접착하고 제2 스킨층(150)을 중간층(130)의 타면에 접착하는 것이 아니라, 일체로 형성되거나 일괄적으로 형성됨으로써 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)이 3층 구조를 이루게 된다. 따라서, 리드탭용 필름(100)은 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)의 순서로 층상 구조를 이루지만 이웃하는 층 사이에 별도의 결합구조(접착구조)가 존재하지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)은 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)을 일체로 공압출(Co-Extrusion) 하여 형성될 수 있다. 즉, 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150) 각각을 필름의 형태로 제조한 후 각 필름을 부착 또는 열접착하는 것이 아니라, 공압출 시스템(200)을 이용함으로써 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)이 적층된 필름이 일체로 한꺼번에 제조될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)은, 제1 스킨층(110)과 중간층(130) 사이, 중간층(130)과 제2 스킨층(150) 사이에 별도의 접착성분 또는 접착층이나 접착구조가 존재하지 않고, 전지케이스(20,30) 및 전극리드(6,7)에 리드탭용 필름(100)을 접착하기 위해 가열한 상태에서 가압해도 리드탭용 필름(100)에서 층간 분리(박리)가 일어나지도 않고 끝단에서 각 층이 밀려 나오는 문제도 생기지 않는다.
한편, 본 발명자들은 본 발명의 일 실시예에 따른 리드탭용 필름(100)의 열 융착 성능에 대한 비교실험을 하였고, 그 결과는 다음과 같다.
(1) 실시예 1
공압출을 통하여 중간층, 제1 스킨층, 제2 스킨층의 3개 층을 가지며, 제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)의 두께가 각각 20㎛, 30㎛ 및 50㎛인 리드탭용 필름(100)을 제조 하였다. 여기서, 제1 스킨층(110)은 용융흐름지수측정기(Dynisco社, LMI4000)을 활용하여 ASTM D1238의 시험규격으로 측정된 용융지수(Melt Index) 8 g/10min을 가지며, 시차주사열량계 (TA instrument社, Q20)을 활용하여 50~300 ℃의 온도범위, 10 ℃/min의 승온속도 하에서 측정된 용융온도(Melting Temperature) 137 ℃를 가지는 폴리프로필렌계 랜덤 터폴리머(Random - Terpolymer)를 사용하였으며, 제2 스킨층(150)은 상기 제1 스킨층(110)과 동일한 방법으로 측정된 용융지수 6 g/10min, 용융온도 140 ℃를 가지며, 말레산무수물(MAH)가 그라프팅(Grafting) 된 폴리프로필렌계 랜덤 터폴리머(Random - Terpolymer)를 사용하였다. 중간층(130)은 상기와 같은 방식으로 측정된 용융지수 4 g/10min, 용융온도 165℃를 가지며 에틸렌-프로필렌 고무(EPR) 10 중량%가 포함된 블록 코폴리머(Block - Copolymer)를 사용하였다.
상기 리드탭용 필름에 대하여 기계적 물성 측정을 위하여 인장강도 측정시편 및 인열강도 시험 시편을 제작 한 후 UTM(SHIMADZU사의 AGS-500NX 모델)을 사용하여 인장속도 50 mm/min의 속도로 측정하였고, 인장강도는 22 N/mm2, 인열강도는 4.8 N으로 측정되었다.
제조된 리드탭용 필름을 폭 5 mm, 길이 5 cm 로 절단한 후, Al 및 Ni/Cu 전극리드와 각각 185 ℃의 열과 30 kgf의 압력을 5초 동안 부여하여 열융착하였다.
융착된 각 시편에 대하여 UTM(SHIMADZU사의 AGS-500NX 모델)을 사용하여 인장속도 50 mm/min, 인장거리 30 mm, 박리각도 180˚의 시험조건으로 융착 후 금속 전극리드와 리드탭용 필름과의 접착력을 측정하였으며, 측정된 Al lead/film의 접착력은 30.94 N/Cm, Ni/Cu lead/film의 접착력은 32.22 N/Cm로 각각 나타났다.
(2) 실시예 2
제1 스킨층(110), 중간층(130) 및 제2 스킨층(150)의 두께가 각각 30㎛, 45㎛ 및 75㎛인 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 리드탭용 필름(100)을 제조 하였다.
상기 리드탭용 필름에 대하여 실시예 1과 같은 방식으로 기계적 물성을 측정하였으며, 인장강도는 24 N/mm2, 인열강도는 9.2 N으로 측정되었다.
제조된 리드탭용 필름을 폭 5 mm, 길이 5 cm 로 절단한 후, Al 및 Ni/Cu 전극리드와 각각 185 ℃의 열과 30 kgf의 압력을 5초 동안 부여하여 열융착하였다. 상기 융착된 각 시편에 대하여 상기 실시예 1과 같은 방식으로 접착력을 측정하였으며, 측정된 Al lead/film 의 접착력은 43.77 N/Cm, Ni/Cu lead/film의 접착력은 39.71 N/Cm로 각각 나타났다.
(3) 비교예 1
중간층을 사용하지 않고 제1 스킨층과 제2 스킨층의 총 2개층으로 이루어지고, 제1 스킨층 및 제2 스킨층의 두께가 각각 50㎛ 및 50㎛인 리드탭용 필름인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 필름을 제조하였다.
상기 리드탭용 필름에 대하여 실시예 1과 같은 방식으로 기계적 물성을 측정하였으며, 인장강도는 8 N/mm2, 인열강도는 2.1 N으로 측정되었다.
제조된 리드탭용 필름을 폭 5 mm, 길이 5 cm 로 절단한 후, Al 및 Ni/Cu 전극리드와 각각 185 ℃의 열과 30 kgf의 압력을 5초 동안 부여하여 열융착하였다. 상기 융착된 각 시편에 대하여 상기 실시예 1과 같은 방식으로 접착력을 측정하였으며, 측정된 Al lead/film 의 접착력은 8.36 N/Cm, Ni/Cu lead/film의 접착력은 7.19 N/Cm로 각각 나타났다.
(4) 비교예 2
에틸렌-프로필렌 고무(EPR)가 포함되지 않은 중간층을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 리드탭용 필름을 제조하였다
상기 리드탭용 필름에 대하여 실시예 1과 같은 방식으로 기계적 물성을 측정하였으며, 인장강도는 13 N/mm2, 인열강도는 3.2 N으로 측정되었다.
제조된 리드탭용 필름을 폭 5 mm, 길이 5 cm 로 절단한 후, Al 및 Ni/Cu 전극리드와 각각 185 ℃의 열과 30 kgf의 압력을 5초 동안 부여하여 열융착하였다. 상기 융착된 각 시편에 대하여 상기 실시예 1과 같은 방식으로 접착력을 측정하였으며, 측정된 Al lead/film 의 접착력은 21.47 N/Cm, Ni/Cu lead/film의 접착력은 19.68 N/Cm로 각각 나타났다.
(5) 비교예 3
에틸렌-프로필렌 고무(EPR)가 30 중량% 포함된 중간층을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 리드탭용 필름을 제조하였다.
상기 리드탭용 필름에 대하여 실시예 1과 같은 방식으로 기계적 물성을 측정하였으며, 인장강도는 20 N/mm2, 인열강도는 4.4 N으로 측정되었다.
제조된 리드탭용 필름을 폭 5 mm, 길이 5 cm 로 절단한 후, Al 및 Ni/Cu 전극리드와 각각 185 ℃의 열과 30 kgf의 압력을 5초 동안 부여하여 열융착하였다. 상기 융착된 각 시편에 대하여 상기 실시예 1과 같은 방식으로 접착력을 측정하였으며, 측정된 Al lead/film 의 접착력은 16.83 N/Cm, Ni/Cu lead/film의 접착력은 16.26 N/Cm로 각각 나타났다.
상기 비교실험 결과를 정리하면 다음 [표 1]과 같다.
| 인장강도 (N/mm2) |
인열강도(N) | Al lead/film의 접착력(N/Cm) |
Ni/Cu lead/film의 접착력(N/Cm) |
|
| 실시예 1 | 22 | 4.8 | 30.94 | 32.22 |
| 실시예 2 | 24 | 9.2 | 43.77 | 39.71 |
| 비교예 1 | 8 | 2.1 | 8.36 | 7.19 |
| 비교예 2 | 13 | 3.2 | 21.47 | 19.68 |
| 비교예 3 | 20 | 4.4 | 16.83 | 16.26 |
상기 [표 1]에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 리드탭용 필름(100)을 이용한 실시예 1 및 실시예 2의 인장강도, 인열강도, 접착력이 비교예 1 내지 3의 인장강도, 인열강도, 접착력 보다 우수하다는 것을 알 수 있다. 특히, 실시예 2의 경우가 기계적 물성과 접착력이 가장 우수하다는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 파우치형 이차전지
3: 전극조립체
6,7: 전극리드 20,30: 전지케이스
100: 리드탭용 필름 110: 제1 스킨층
130: 중간층 150: 제2 스킨층
200: 공압출 시스템 230: 티다이
252: 캐스팅 롤러
6,7: 전극리드 20,30: 전지케이스
100: 리드탭용 필름 110: 제1 스킨층
130: 중간층 150: 제2 스킨층
200: 공압출 시스템 230: 티다이
252: 캐스팅 롤러
Claims (8)
- 이차전지의 전지케이스와, 상기 이차전지의 전극조립체의 양극 또는 음극과 전기적으로 연결되는 전극리드 사이를 밀봉하는 이차전지 리드탭용 필름으로,
상기 전지케이스와 접착되는 제1 스킨층;
상기 제1 스킨층의 상면 또는 하면 중 어느 일면에 마련되는 중간층; 및
상기 중간층의 상면 또는 하면 중 상기 제1 스킨층과 마주 보는 일면에 마련되어 상기 전극리드와 접착되는 제2 스킨층;을 포함하며,
상기 제1 스킨층 또는 상기 제2 스킨층은 고유동성 폴리프로필렌계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 리드탭용 필름.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 스킨층은 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 랜덤 폴리머 구조의 터 폴리머를 포함하고,
상기 중간층은 블록 폴리머 구조의 폴리프로필렌계 코폴리머를 주성분으로 하는 혼합 수지를 포함하며,
상기 제2 스킨층은 산변성 폴리프로필렌계 수지를 주성분으로 하는 랜덤 폴리머 구조의 터 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 리드탭용 필름.
- 제2항에 있어서,
상기 제1 스킨층 또는 상기 제2 스킨층의 랜덤 폴리머 구조의 터 폴리머는 프로필렌, 에틸렌 및 부틸렌을 각각 단량체로 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 리드탭용 필름.
- 제3항에 있어서,
상기 중간층의 블록 폴리머 구조의 코폴리머는 에틸렌 및 프로필렌을 각각 단량체로 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 리드탭용 필름.
- 제4항에 있어서,
상기 중간층의 혼합 수지는 폴리프로필렌계를 주성분으로 하는 블록 폴리머 구조의 코폴리머와 에틸렌 프로필렌 고무를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 리드탭용 필름.
- 제5항에 있어서,
상기 중간층의 혼합 수지는 1~10 중량%의 에틸렌 프로필렌 고무를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 리드탭용 필름.
- 제6항에 있어서,
상기 중간층은 열융착 과정 또는 열융착시 초과부의 변형을 억제하는 것을 특징으로 하는 이차전지 리드탭용 필름.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 스킨층, 상기 중간층 및 상기 제2 스킨층은 각각 용융된 후 공압출에 의해서 순서대로 적층된 상태로 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지 리드탭용 필름.
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| KR102584257B1 (ko) * | 2023-02-14 | 2023-10-05 | 주식회사 클라비스 | 이차전지 리드 필름 및 이를 포함하는 이차전지용 리드탭 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR101540857B1 (ko) | 2013-11-28 | 2015-07-31 | 율촌화학 주식회사 | 이차 전지 리드 탭용 고분자 필름 |
| JP2015232945A (ja) * | 2014-06-09 | 2015-12-24 | 凸版印刷株式会社 | 蓄電デバイス用端子フィルム及び蓄電デバイス |
| KR20200060487A (ko) * | 2017-10-17 | 2020-05-29 | 오꾸라 고교 가부시키가이샤 | 탭 리드용 필름, 및 이것을 이용한 탭 리드 |
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- 2021-07-14 KR KR1020210091960A patent/KR102645030B1/ko active IP Right Grant
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