KR20230102562A - 전지용 포장재 및 이를 포함하는 이차 전지 - Google Patents

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Abstract

전지용 포장재 및 이를 포함하는 이차 전지가 제공된다. 전지용 포장재는 액정 폴리머를 포함하는 외부 보호층, 실란트 층, 및 외부 보호층 및 실란트 층을 접합하는 접착층을 포함한다. 금속층을 생략하면서 고용량, 내화학성 및 기계적 신뢰성을 갖는 이차 전지가 제공될 수 있다.

Description

전지용 포장재 및 이를 포함하는 이차 전지{PACKAGING MATERIAL FOR BATTERY AND SECONDARY BATTERY INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전지용 포장재 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 수지 적층 구조를 포함하는 전지용 포장재 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다.
이차 전지는 충전 및 방전이 반복 가능한 전지로서, 정보 통신 및 디스플레이 산업의 발전에 따라, 캠코더, 휴대폰, 노트북PC 등과 같은 휴대용 전자통신 기기들의 동력원으로 널리 적용되고 있다. 또한, 최근에는 하이브리드 자동차와 같은 친환경 자동차의 동력원으로서도 이차 전지를 포함한 전지 팩이 개발 및 적용되고 있다.
이차 전지로서 예를 들면, 리튬 이차 전지, 니켈-카드늄 전지, 니켈-수소 전지 등을 들 수 있으며, 이들 중 리튬 이차 전지가 작동 전압 및 단위 중량당 에너지 밀도가 높으며, 충전 속도 및 경량화에 유리하다는 점에서 활발히 연구 개발이 진행되고 있다.
예를 들면, 리튬 이차 전지는 양극, 음극 및 분리막(세퍼레이터)를 포함하는 전극 조립체, 및 상기 전극 조립체를 함침시키는 전해질을 포함할 수 있다. 상기 리튬 이차 전지는 상기 전극 조립체 및 전해질을 수용하는 예를 들면, 파우치 형태의 외장재를 더 포함할 수 있다.
상기 외장재는 상기 전극 조립체로 침투하는 습기, 공기 등을 차단하기 위해 복수 층의 적층체 형태로 제조된다. 상기 적층체 내부에는 알루미늄 호일이 삽입되며, 알루미늄 호일로부터 이차 전지의 내측 및 외측에 각각 복수의 수지층이 적층된다.
예를 들면, 한국등록특허공보 제10-2331528호는 알루미늄 박 및 복수의 수지층들을 포함하는 이차 전지 포장재를 개시하고 있다.
한국 등록특허공보 제10-2331528호
본 발명의 일 과제는 향상된 화학적, 기계적 특성을 갖는 전지용 포장재를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 화학적, 기계적 특성을 갖는 전지용 포장재를 포함하는 이차 전지를 제공하는 것이다.
1. 액정 폴리머를 포함하는 외부 보호층; 실란트 층; 및 상기 외부 보호층 및 상기 실란트 층을 접합하는 접착층을 포함하는, 전지용 포장재.
2. 위 1에 있어서, 상기 외부 보호층은 전지의 외표면을 제공하는, 전지용 포장재.
3. 위 1에 있어서, 상기 외부 보호층은 상기 접착층의 일면과 직접 접촉하며, 상기 실란트층은 상기 접착층의 타면과 직접 접촉하는, 전지용 포장재.
4. 위 1에 있어서, 상기 외부 보호층, 상기 접착층 및 상기 실란트 층으로 구성된, 전지용 포장재.
5. 위 1에 있어서, 상기 실란트층은 단일층인, 전지용 포장재.
6. 위 1에 있어서, 상기 실란트층은 복층 구조를 갖는, 전지용 포장재.
7. 위 1에 있어서, 상기 외부 보호층의 두께는 상기 실란트 층의 두께보다 작은, 전지용 포장재.
8. 위 1에 있어서, 상기 접착층의 두께는 상기 외부 보호층의 두께 및 상기 실란트 층의 두께 각각 보다 작은, 전지용 포장재.
9. 위 1에 있어서, 총 두께가 120㎛ 이하인, 전지용 포장재.
10. 위 1에 있어서, 상기 액정 폴리머는 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 반복단위들 중 적어도 하나를 포함하는, 전지용 포장재:
[화학식 1]
-O-Ar1-CO-
(화학식 1 중, Ar1은 1,4-페닐렌, 2,6-나프탈렌 또는 4,4'-비페닐렌임)
[화학식 2]
-CO-Ar2-CO-
(화학식 2 중, Ar2는 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌 또는 2,6-나프탈렌임)
[화학식 3]
-X-Ar3-Y-
(화학식 3 중, X는 NH이고, Y는 O, NH 또는 C=O이며, Ar3은 1,4-페닐렌 또는 1,3-페닐렌임).
11. 위 10에 있어서, 상기 액정 폴리머는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위 및 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는, 전지용 포장재.
12. 상술한 실시예들에 따른 전지용 포장재; 및 상기 전지용 포장재 내에 수용되며, 반복적으로 적층된 양극 및 음극을 포함하는 전극 조립체를 포함하는, 이차 전지.
예시적인 실시예들에 따르면, 전지용 포장재는 실란트 층 및 액정 폴리머(LCP)층을 포함하며, 상기 실란트 층 및 상기 액정 폴리머층을 서로 결합하는 접착층을 더 포함할 수 있다. 상기 실란트 층은 상기 포장 재료의 내층으로 제공되며, 상기 액정 폴리머층은 상기 포장 재료의 외층으로 제공될 수 있다.
상기 액정 폴리머 층은 이차 전지용 파우치에 포함되는 금속층 및 외측 수지층들을 대체하며, 실질적인 단일 층 구조를 가질 수 있다. 따라서, 포장 재료의 전체 두께를 현저히 감소시킬 수 있으며, 상기 포장 재료 내에 배터리 셀이 수용될 수 있는 공간을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 배터리 셀에 포함되는 양극 및 음극의 수를 증가시킬 수 있으며, 이차 전지의 용량이 증가될 수 있다.
상기 액정 폴리머 층은 향상된 내투습성, 내화학성을 가지며, 높은 영률을 가질 수 있다. 따라서, 상기 금속층 및 외측 수지층이 생략되더라도 배터리 셀의 기계적, 화학적 손상을 충분히 차단할 수 있다.
도 1은 비교예의 전지용 포장재를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따르는 전지용 포장재를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3 및 도 4는 예시적인 실시예들에 따르는 이차 전지를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
본 발명의 실시예들은 액정 폴리머 층 및 실란트 층을 포함하는 전지용 포장재 및 이를 포함하는 이처 전지를 제공한다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "상면", "저면", "상부", "저부", "하면", "하부" 등의 용어는 구성들의 위치를 구별하기 위해 상대적인 의미로 사용되며, 절대적인 위치를 지정하는 것이 아니다.
도 1은 비교예의 전지용 포장재를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 비교예의 전지용 포장재는 금속층(50), 금속층(50)의 저면 상에 배치된 실란트층(40), 및 금속층(50)의 상면 상에 배치된 기재층들(70, 90)을 포함할 수 있다.
금속층(50)의 저면은 베터리 셀의 내측을 향하며, 금속층(50)의 상면은 배터리 셀의 외측을 향할 수 있다.
금속층(50)은 전지용 포장재의 내투습성, 내화학성, 가스 차단 특성을 제공하는 배리어로 제공될 수 있다. 예를 들면, 금속층(50)은 알루미늄 호일(Al foil)과 같은 금속 호일로부터 제조될 수 있다.
실란트 층(40)은 배터리 셀의 상기 내측에 노출된 층일 수 있다. 실란트 층(40)은 전지용 포장재 내부에 전극 조립체를 수용한 후, 융착 공정을 포함하는 씰링 공정에 의해 용융 접합되는 부분일 수 있다.
예를 들면, 실란트 층(40)은 폴리올레핀계 수지 또는 환상 폴리올레핀계 수지를 포함할 수 있다. 상기 폴리올레핀계 수지의 예로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 블록 공중합체(예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 블록 공중합체), 폴리프로필렌의 랜덤 공중합체(예를 들어, 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체), 에틸렌-부텐-프로필렌의 삼원 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 환상 폴리올레핀계 수지는 올레핀 단량체 및 환상 단량체의 중합체를 포함할 수 있다. 상기 올레핀 단량체의 예로서, 에틸렌, 프로필렌, 4-메틸-1-펜텐, 스티렌, 부타디엔, 이소프렌, 등을 들 수 있다. 상기 환상 단량체의 예로서 노르보르넨, 시클로펜타디엔, 디시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 노르보르나디엔 등을 들 수 있다.
상기 기재층은 중간 기재층(70) 및 외부 기재층(90)을 포함할 수 있다. 중간 기재층(70) 및 외부 기재층(90)은 금속층(50)의 상기 상면으로부터 순차적으로 적층될 수 있다.
상기 기재층은 폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 불소 수지, 폴리우레탄 수지, 규소 수지, 페놀 수지, 및 이들의 혼합물 또는 공중합체 등을 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르 수지의 예로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 공중합 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 등을 들 수 있다. 상기 폴리아미드 수지의 예로서, 나일론6, 나일론6,6, 나일론6과 나일론6,6의 공중합체, 나일론6,10, 폴리메타크실릴렌아디파미드(MXD6) 등을 들 수 있다.
예를 들면, 중간 기재층(70)은 나일론과 같은 폴리아미드 수지를 포함하며, 외부 기재층(90)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리에스테르 수지를 포함할 수 있다.
상술한 층들 혹은 필름들은 접착층을 통해 서로 접합될 수 있다. 금속층(50) 및 실란트층(40)은 제1 접착층(60)을 통해 서로 접합될 수 있다. 금속층(50) 및 중간 기재층(70)은 제2 접착층(65)을 통해 서로 접합될 수 있다. 중간 기재층(70) 및 외부 기재층(90)은 제3 접착층(80)을 서로 통해 접합될 수 있다.
접착층들(60, 65, 80)은 폴리에스테르계 수지, 폴리에테르계 접착제, 폴리우레탄계 접착제, 에폭시계 수지, 페놀 수지계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아세트산 비닐계 수지, 셀룰로오스계 접착제, (메타)아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 요소 수지 또는 멜라민 수지 등의 아미노 수지, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무 또는 스티렌-부타디엔 고무 등과 같은 고무, 실리콘계 수지 등을 포함할 수 있다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따르는 전지용 포장재를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따르는 전지용 포장재는 외부 보호층(120), 접착층(110) 및 실란트층(100)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 외부 보호층(120)은 액정 폴리머(LCP)를 포함할 수 있다.
상기 액정 폴리머는 용융 시에 네마틱 결정성을 보이는 열가소성 플라스틱을 포함할 수 있다. 상기 액정 폴리머는 저흡수성 및 저흡습율을 가지며, 우수한 공기 및 수분 차단 특성을 가질 수 있다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 액정 폴리머는 액정성 폴리에스테르를 포함할 수 있다.
상기 액정성 폴리에스테르는 액정성 폴리에스테르아미드, 액정성 폴리에스테르에테르, 액정성 폴리에스테르카보네이트, 액정성 폴리에스테르이미드 등일 수 있다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 액정성 폴리에스테르는 단량체로서 방향족 화합물을 사용하여 이루어진 방향족 액정성 폴리에스테르일 수 있다.
예를 들면, 상기 액정성 폴리에스테르는 방향족 디아민에서 유래하는 반복 단위, 히드록실기를갖는 방향족 아민에서 유래하는 반복 단위 또는 방향족 아미노산에서 유래하는 반복 단위 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 액정성 폴리에스테르는 모든 반복단위 전체 100 몰%에 대하여, 상기 방향족 화합물로부터 유래한 반복단위를 10 내지 35 몰%로 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 액정성 폴리에스테르는 방향족 히드록시 카르복실산에서 유래한 반복단위; 방향족 디카르복실산에서 유래한 반복단위; 및/또는 방향족 디아민, 히드록실기를 갖는 방향족 아민 또는 방향족 아미노산에서 유래하는 반복단위를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 액정성 폴리에스테르는 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 반복단위 들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 액정성 폴리에스테르는 하기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 반복단위 들을 함께 포함할 수 있다
상기 반복단위의 함량은 상기 액정성 폴리에스테르를 구성하는 반복단위 전체 100 몰%에 대하여, 각각 30 내지 80 몰%, 10 내지 35 몰%, 및 10 내지 35 몰%일 수 있다.
[화학식 1]
-O-Ar1-CO-
화학식 1 중, Ar1은 1,4-페닐렌, 2,6-나프탈렌 또는 4,4'-비페닐렌일 수 있다.
[화학식 2]
-CO-Ar2-CO-
화학식 2 중, Ar2는 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌 또는 2,6-나프탈렌일 수 있다.
[화학식 3]
-X-Ar3-Y-
화학식 3 중, X는 NH이고, Y는 O, NH 또는 C=O이며, Ar3은 1,4-페닐렌 또는 1,3-페닐렌일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 액정성 폴리에스테르는 에스테르 형성 유도체를 사용하여 제조할 수도 있다.
카르복실산기를 갖는 화합물의 에스테르 형성 유도체에 있어서, 카르복실기가 폴리에스테르를 생성하는 반응을 촉진하도록, 산 염화물, 산 무수물 등의 반응 활성이 높은 기로 변성되거나, 에스테르 교환 반응에 의해 폴리에스테르를 생성하도록, 알코올류나 에틸렌글리콜 등과 에스테르를 형성할 수도 있다.
방향족 히드록실기를 갖는 화합물의 에스테르 형성 유도체에 있어서, 상기 방향족 히드록실기가 에스테르교환 반응에 의해 폴리에스테르를 생성하도록 카르복실산과 에스테르를 형성할 수 있다.
아미노기를 갖는 화합물의 에스테르 형성 유도체에 있어서, 상기 아미노기가 에스테르 교환 반응에 의해 폴리에스테르를 생성하도록 카르복실산과 에스테르를 형성할 수 있다.
예를 들면, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 p-히드록시벤조산, 2-히드록시-6-나프토산, 4-히드록시-4'-비페닐카르복실산 및 6-히드록시-2-나프탈렌카르복실산 중 적어도 하나로부터 유래하는 반복단위를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위의 함량은 상기 액정성 폴리에스테르를 구성하는 반복단위 전체 100 몰%에 대하여, 30 내지 80 몰%, 바람직하게는 40 내지 70 몰%, 보다 바람직하게는 45 내지 65 몰%일 수 있다. 상기 범위 내에서 향상된 용해성 및 액정성이 확보될 수 있다.
예를 들면, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위는 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌 디카르복실산 또는 1,3-벤젠디카르복실산 중 적어도 하나로부터 유래하는 반복단위를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위의 함량은 상기 액정성 폴리에스테르를 구성하는 반복단위 전체 100 몰%에 대하여, 10 내지 35 몰%, 바람직하게는 15 내지 30 몰%, 보다 바람직하게는 17.5 내지 27.5몰%일 수 있다. 상기 범위 내에서 향상된 용해성 및 액정성이 확보될 수 있다.
예를 들면, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위는 3-아미노페놀, 4-아미노페놀, 1,4-페닐렌디아민 또는 1.3-페닐렌디아민 중 적어도 하나로부터 유래된 반복단위를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위의 함량은 상기 액정성 폴리에스테르를 구성하는 반복단위 전체 100 몰%에 대하여, 10 내지 35 몰%, 바람직하게는 15 내지 30 몰%, 보다 바람직하게는 17.5 내지 27.5 몰%일 수 있다. 상기 범위 내에서 향상된 용해성 및 액정성이 확보될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 외부 보호층(120)은 상술한 액정 폴리머와 함께, 충전제, 첨가제, 첨가 수지를 더 포함할 수도 있다.
예를 들면, 상기 충전제는 에폭시 수지 분말, 멜라민 수지 분말, 요소 수지 분말, 벤조구아나민 수지 분말, 스티렌 수지 입자 등과 같은 유기 충전제; 또는 실리카, 알루미나, 산화티탄, 지르코니아, 카올린, 탄산칼슘, 인산칼슘 등과 같은 무기 충전제를 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 커플링제, 침강 방지제, UV 흡수제, 열 안정화제 등을 포함할 수 있다.
상기 첨가 수지가 포함되는 경우 외부 보호층(120)의 신율과 같은 유연성을 증진시킬 수 있다. 상기 첨가 수지는 열가소성 수지를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 첨가 수지는 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리페닐렌 술피드, 폴리에테르 케톤, 폴리카보네이트, 폴리에테르 술폰, 폴리페닐 에테르, 폴리에테르 이미드, 글리시딜 메타크릴레이트와 에틸렌의 공중합체 등을 포함할 수 있다.
외부 보호층(120)은 전술한 액정 폴리머가 용매에 용해된 액정 조성물로부터 형성될 수 있다. 상기 용매의 예로서 1-클로로부탄, 클로로벤젠, 1,1-디클로로에탄, 1,2-디클로로에탄, 클로로포름, 1,1,2,2-테트라클로로에탄 등과 같은 클로로 함유 용매; 디에틸 에테르, 테트라하이드로푸란, 1,4-디옥산 등과과 같은 에테르 용매; 아세톤, 시클로헥사논 등과 같은 케톤 용매; 에틸 아세테이트와 같은 에스테르 용매; γ-부티로락톤과 같은 락톤 용매; 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 등과 같은 카보네이트 용매; 트리에틸아민, 피리딘 등과 같은 아민 용매; 아세토니트릴, 숙시노니트릴 등과 같은 니트릴 용매; N,N'-디메틸 포름아미드, N,N'-디메틸 아세토아미드, 테트라메틸우레아, N-메틸피롤리돈 등과 같은 아미드 용매; 니트로메탄, 니트로벤젠 등과 같은 니트로 용매; 디메틸술폭시드, 술폴란 등과 같은 술피드 용매; 헥사메틸포스포르아미드, 트리-n-부틸포스페이트 등과 같은 포스페이트 용매 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
바람직하게는, 액정 폴리머의 용해성을 고려하여 상기 아미드 용매, 상기 락톤 용매가 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 액정 조성물 고형분 중, 상기 액정 폴리머의 함량은 5 내지 60중량%일 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 50중량%, 보다 바람직하게는 20 내지 40중량%일 수 있다. 상기 범위 내에서 조성물의 코팅성, 용해성이 적절한 범위로 확보되며, 외부 보호층(120)의 두께를 효과적으로 조절할 수 있다.
실란트 층(100)은 상술한 폴리올레핀계 수지 또는 환상 폴리올레핀계 수지를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 실란트 층(100)은 폴리프로필렌 필름을 포함할 수 있다.
실란트 층(100)은 상기 폴리올레핀계 수지 또는 환상 폴리올레핀계 수지를 포함하는 단일 층 구조를 가질 수 있다. 실란트 층(100)은 2 층이사의 복층 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 실란트 층(100)은 상기 폴리올레핀계 수지 또는 환상 폴리올레핀계 수지 중 서로 다른 2 이상의 수지를 포함하는 복층 구조를 가질 수도 있다.
외부 보호층(120) 및 실란트 층(100) 사이에는 접착층(110)이 포함될 수 있다. 접착층(110)에 의해 외부 보호층(120) 및 실란트 층(100)이 서로 접합되어 예시적인 실시예들에 따른 전지용 포장재가 수득될 수 있다. 접착층(110)은 상술한 접착성 수지 물질을 포함할 수 있다. 외부 보호층(120)은 접착층(110)의 일면과 직접 접촉하며, 실란트 층(100)의 접착층(110)의 타면과 직접 접촉할 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 액정 폴리머를 포함하는 외부 보호층(120)이 도 1을 참조로 설명한 비교예의 금속층(50)을 대체할 수 있다. 또한, 외부 보호층(120)은 금속층(50)과 함께 기재층(70, 90)을 포함하는 금속층(50) 위의 적층체도 대체할 수 있다.
이에 따라, 금속층(50)을 포함하는 복층 구조의 금속-수지 적층체가 외부 보호층(120)으로 대체되며, 전지용 포장재의 전체 두께를 현저히 감소시킬 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 도 1의 상기 금속-수지 적층체가 외부 보호층(120)의 단일층으로 대체될 수 있다.
상술한 액정 폴리머의 특성에 의해 외부 보호층(120)은 금속층(50)에 상응하는 또는 금속층(50)보다 향상된 내투습성, 내화학성 및 공기 차단 특성을 가질 수 있다. 따라서, 금속층(50)이 생략되는 경우에도 수분, 가스에 대한 충분한 배리어 특성이 외부 보호층(120)에 의해 제공될 수 있다.
또한, 액정 폴리머는 상술한 화학 구조에 의해 향상된 탄성율 또는 영률을 가질 수 있다. 따라서, 외부 보호층(120)은 상기 배리어 특성과 함께 충분한 내충격성을 갖는 보호층으로 제공될 수 있다.
이에 따라, 예를 들면, 단일층 구조의 외부 보호층(120)을 사용하여 도 1의 비교예에 따른 전지용 포장재의 금속층(50) 및 기재층들(70, 90)을 대체 또는 생략할 수 있다. 또한, 금속층(50)의 상면 상에 포함되는 접착층들(65, 80)도 생략될 수 있다.
그러므로, 적층수 증가에 따른 수분 및 외부 충격에 의한 계면 박리 또는 계면을 통한 수분 침투를 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 외부 보호층(120)의 두께는 5 내지 50㎛일 수 있고, 바람직하게는 10 내지 40㎛, 보다 바람직하게는 10 내지 30㎛ 또는 20 내지 30㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서, 외부 보호층(120)의 배리어 특성 및 내충격성을 유지하면서, 충분한 성형성을 확보할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 실란트 층(100)의 두께는 약 50 내지 150㎛, 바람직하게는 60 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 70 내지 100㎛ 또는 70 내지 90㎛일 수 있다. 상기 범위 내에서, 실란트 층(100)을 통한 전지용 포장재의 용융 또는 융착 특성을 충분히 구현할 수 있다.
바람직한 일 실시예에 있어서, 실란트 층(100)의 두께는 외부 보호층(120)의 두께 이하일 수 있다. 보다 바람직하게는, 실란트 층(100)의 두께는 외부 보호층(120)의 두께보다 작을 수 있다.
접착층(110)의 두께는 외부 보호층(120) 및 실란트층(100)의 충분한 접착력을 제공할 수 있도록 적절하게 조절될 수 있다. 예를 들면, 접착층(110)의 두께는 1 내지 10㎛, 바람직하게는 2 내지 8㎛, 보다 바람직하게는 3 내지 6㎛일 수 있다.
접착층(110)의 두께는 외부 보호층(120) 및 실란트 층(100) 각각의 두께보다 작을 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 전지용 포장재의 전체 두께는 120㎛ 이하일 수 있다. 예를 들면, 전지용 포장재의 전체 두께는 60 내지 120㎛, 바람직하게는 70 내지 120㎛, 보다 바람직하게는 70 내지 110㎛, 80 내지 110㎛, 또는 90 내지 110㎛일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 전지용 포장재는 외부 보호층(120), 접착층(110) 및 실란트층(100)으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 전지용 포장재는 실질적으로 3층 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 실란트층(100)은 복층 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 전지용 포장재는 4층 구조(혹은 4층 이상)를 가질 수 있다.
도 3 및 도 4는 예시적인 실시예들에 따르는 이차 전지를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다. 구체적으로, 도 4는 도 3의 I-I' 라인을 따라 두께 방향으로 절단한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 이차 전지는 파우치(200) 및 파우치(200) 내에 수용된 전극 조립체(205)를 포함할 수 있다. 전극 조립체(205)는 반복적으로 적층된 전극들(210) 및 전극들(210) 사이에 배치된 분리막(240)을 포함할 수 있다. 전극들(210)은 각각 전극 집전체(215) 상에 형성된 활물질 층을 포함할 수 있다.
전극들(210)은 양극(220) 및 음극(230)을 포함할 수 있다. 전극 집전체(215)는 양극(220)에 포함된 양극 집전체(225) 및 음극(230)에 포함된 음극 집전체(235)를 포함할 수 있다. 상기 활물질 층은 양극(220)에 포함된 양극 활물질 층(222) 및 음극(230)에 포함된 음극 활물질 층(232)을 포함할 수 있다.
양극(220)은 양극 집전체(225) 및 양극 집전체(225) 상에 양극 활물질을 도포하여 형성한 양극 활물질 층(222)을 포함할 수 있다. 상기 양극 활물질은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션 할 수 있는 화합물을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 이차 전지는 리튬 이차 전지로 제공될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 양극 활물질은 리튬-전이금속 복합 산화물 입자를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 리튬-전이금속 복합 산화물 입자는 니켈(Ni)을 포함하며, 코발트(Co) 또는 망간(Mn) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 양극 집전체(225)는 스테인레스강, 니켈, 알루미늄, 티탄, 구리, 아연 또는 이들의 합금을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 양극 활물질을 용매 내에서 바인더, 도전재 및/또는 분산재 등과 혼합 및 교반하여 슬러리를 제조할 수 있다. 상기 슬러리를 양극 집전체(225)에 코팅한 후, 압축 및 건조하여 양극 활물질층(222)을 포함하는 양극(220)을 제조할 수 있다.
상기 바인더는, 예를 들면, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 코폴리머(PVDF-co-HFP), 폴리비닐리덴플루오라이드(polyvinylidenefluoride, PVDF), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate) 등의 유기계 바인더, 또는 스티렌-부타디엔 러버(SBR) 등의 수계 바인더를 포함할 수 있으며, 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC)와 같은 증점제와 함께 사용될 수 있다.
예를 들면, 양극 바인더로서 PVDF 계열 바인더를 사용할 수 있다. 이 경우, 양극 활물질 층 형성을 위한 바인더의 양을 감소시키고 상대적으로 양극 활물질의 양을 증가시킬 수 있으며, 이에 따라 이차 전지의 출력, 용량을 향상시킬 수 있다.
상기 도전재는 활물질 입자들 사이의 전자 이동을 촉진하기 위해 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 도전재는 흑연, 카본 블랙, 그래핀, 탄소 나노 튜브 등과 같은 탄소계열 도전재 및/또는 주석, 산화주석, 산화티타늄, LaSrCoO3, LaSrMnO3와 같은 페로브스카이트(perovskite) 물질 등을 포함하는 금속 계열 도전재를 포함할 수 있다.
음극(230)은 음극 집전체(235), 및 음극 활물질을 음극 집전체(235)에 코팅하여 형성된 음극 활물질 층(232)을 포함할 수 있다.
상기 음극 활물질은 리튬 이온을 흡장 및 탈리할 수 있는, 당 분야에서 공지된 활물질이 사용될 수 있다. 예를 들면 결정질 탄소, 비정질 탄소, 탄소 복합체, 탄소 섬유 등의 탄소 계열 재료; 리튬 합금; 실리콘(Si) 계 활물질 등이 사용될 수 있다. 상기 비정질 탄소의 예로서 하드카본, 코크스, 메조카본 마이크로비드(mesocarbon microbead: MCMB), 메조페이스피치계 탄소섬유(mesophase pitch-based carbon fiber: MPCF) 등을 들 수 있다.
상기 결정질 탄소의 예로서 천연흑연, 인조흑연, 흑연화 코크스, 흑연화 MCMB, 흑연화 MPCF 등과 같은 흑연계 탄소를 들 수 있다. 상기 리튬 합금에 포함되는 원소로서 알루미늄, 아연, 비스무스, 카드뮴, 안티몬, 실리콘, 납, 주석, 갈륨 또는 인듐 등을 들 수 있다.
음극 집전체(235)는 스테인레스강, 구리, 니켈, 알루미늄, 티탄, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 음극 집전체(235)는 구리 또는 구리 합금을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 음극 활물질 및 용매 내에서 상술한 바인더, 도전재, 증점제 등과 함께 혼합 및 교반하여 슬러리 형태로 제조될 수 있다. 상기 슬러리를 음극 집전체(235)의 적어도 일면 상에 코팅한 후, 압축 및 건조하여 음극 활물질층(232)을 포함하는 음극(230)을 제조할 수 있다.
상기 바인더 및 도전재로서 양극 활물질층(222)에서 사용된 상술한 물질들과 실질적으로 동일하거나 유사한 물질들이 사용될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 음극 형성을 위한 바인더는 예를 들면, 탄소 계열 활물질과의 정합성을 위해 스티렌-부타디엔 러버(SBR) 등의 수계 바인더를 포함할 수 있으며, 카르복시메틸 셀룰로오스(CMC)와 같은 증점제와 함께 사용될 수 있다.
양극(220) 및 음극(230) 사이에는 분리막(240)이 개재될 수 있다. 분리막(240)은 에틸렌 단독중합체, 프로필렌 단독중합체, 에틸렌/부텐 공중합체, 에틸렌/헥센 공중합체, 에틸렌/메타크릴레이트 공중합체 등과 같은 폴리올레핀계 고분자로 제조한 다공성 고분자 필름을 포함할 수 있다. 분리막(120)은 고융점의 유리 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유 등으로 형성된 부직포를 포함할 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 양극(220) 및 음극(230)이 분리막(240)을 사이에 두고 교대로, 반복적으로 적층되어 전극 조립체(205)가 정의될 수 있다.
도시의 편의를 위해, 도 4에서는 전극 조립체(205)가 적층형 타입으로 도시되었으나, 전극 조립체(205)는, 예를 들면 분리막(240)의 권취(winding) 또는 접음(folding)에 의한 젤리-롤 구조를 가질 수도 있다.
전극 조립체(205)는 파우치(200) 내에 전해질과 함께 수용되어 이차 전지가 정의될 수 있다. 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 파우치(200) 및 파우치(200)에 수용된 전극 조립체(205)에 의해 배터리 셀이 정의될 수 있다.
파우치(200)는 상술한 예시적인 실시예들에 따른 전지용 포장재로부터 제조될 수 있다. 이에 따라, 파우치(200)로부터 금속층 및 기재층이 생략되고 액정 폴리머를 포함하는 외부 보호층(120)이 상기 금속층 및 기재층을 대체할 수 있다.
따라서, 파우치(200)의 두께가 감소되면서, 파우치(200) 내에 수용될 수 있는 전극 조립체(205)의 두께 또는 부피가 증가될 수 있다. 이에 따라, 전극 조립체(205)에 포함되는 전극들(210)의 수 및 활물질의 로딩량이 증가될 수 있으며, 동일 부피의 베터리 셀에서 보다 증가된 용량 및 출력을 확보할 수 있다.
소정의 개수의 배터리 셀들이 집합되어 배터리 모듈이 제조되고, 복수의 배터리 모듈이 집합되어 배터리 팩이 제조될 수 있다. 이 경우, 상기 배터리 셀에서 예시적인 실시예들에 따른 전지용 포장재 또는 파우치(200)를 적용하여 증가된 용량은 더욱 증폭될 수 있다.
또한, 전지용 포장재 또는 파우치(200)는 수지 또는 폴리머 재질로 형성되며, 금속층이 배제되므로 향상된 유연성 또는 탄성을 가질 수 있다. 따라서, 전극 조립체(205)가 수용될 수 있는 성형 깊이를 증가시킬 수 있으며, 추가적인 용량 증가가 확보될 수 있다.
상기 전해질로서 비수 전해액을 사용할 수 있다. 비수 전해액은 전해질인 리튬염과 유기 용매를 포함하며, 상기 리튬염은 예를 들면 Li+X-로 표현되며 상기 리튬염의 음이온(X-)으로서 F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, PF6 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N- , CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- 및 (CF3CF2SO2)2N- 등을 예시할 수 있다.
상기 유기 용매로서 예를 들면, 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate, PC), 에틸렌 카보네이트(ethylene carbonate, EC), 디에틸 카보네이트(diethyl carbonate, DEC), 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC), 에틸메틸 카보네이트(EMC), 메틸프로필 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 디메틸설퍼옥사이드, 아세토니트릴, 디메톡시에탄, 디에톡시에탄, 비닐렌 카보네이트, 설포란, 감마-부티로락톤, 프로필렌 설파이트 및 테트라하이드로퓨란 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
전극 집전체(205)는 탭 부(117)를 포함할 수 있다. 탭부(217)는 양극 집전체(225)로부터 돌출된 양극 탭부(227) 및 음극 집전체(235)로부터 돌출된 음극 탭부(237)를 포함할 수 있다.
전극 리드(260)는 탭부(217)와 전기적으로 연결되며 파우치(200)의 외부로 노출될 수 있다. 전극 리드(260)는 이차 전지로 전력 인가를 위한 외부 연결 리드로 제공될 수 있다.
전극 리드(260)는 파우치(200) 측부와 함께 융착될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 양극 리드(262) 및 음극 리드(265)는 이차 전지의 서로 대향하는 양 측부들에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 양극 리드(262) 및 음극 리드(265)는 파우치(200)의 일 측부에서 함께 융착될 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 파우치(200) 내에 전극 조립체(205) 및 전해질이 수용된 후 실란트 층(100)이 마주보도록 파우치(200)가 접힐 수 있다. 이후, 씰링 공정을 통해 씰링부(202)가 형성될 수 있다.
이하에서는, 구체적인 실험예들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 추가적으로 설명한다. 실험예에 포함된 실시예 및 비교예들은 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예의 전지용 포장재의 제조
40μm 두께의 cPP Film 상에 폴리올핀계 수지 및 에폭시계 경화제를 100:13의 비율로 혼합하고, 용제로서 톨루엔 및 메틸에틸케톤에서 교반한 열경화성 접착제를 #16 Meyer Bar를 사용해 4㎛ 두께로 도포한 후, 100℃ 오븐에서 30초간 건조시켜 접착층을 형성하였다.
접착층 상에 표 1에 기재된 두께로 후술하는 제조된 액정 폴리머 필름을 라미네이터로 합지한 후 60℃ 오븐에서 7일 간 숙성해 실시예들 전지용 포장재를 수득하였다.
상기 액정 폴리머 필름은 액정 폴리머로서 1,3-벤젠디카르복실산, 4-아미노페놀 및 6-히드록시-2-나프탈렌카르복실산의 공중합체를 포함하는 조성물(SCC사 제)을 사용하여 형성하였다.
비교예의 전지용 포장재의 제조
아래의 외부 기재층-제3 접착층-중간 기재층-제2 접착층-금속층-제1 접착층-실란트 층 구조의 전지용 포장재를 표 1에 기재된 두께로 제조하였다.
구체적으로, 외부 기재층 일 면에, 제3 접착층을 형성하고, 중간 기재층과 열 라미네이터를 이용하여 접합하였다. 중간 기재층의 일 면에 제2 접착층을 형성한 후 마찬가지로 열 라미네이터를 금속층을 접합하였다.
이어서, 금속층 노출면에 제1 접착층을 형성하고, 열 라미네이터를 이용하여 실란트층을 접합하였다. 수득된 적층체를 60℃ 온도에서 숙성하여 비교예의 전지용 포장재를 수득하였다.
각 층의 재료는 아래와 같다.
i) 외부 기재층
외부 기재층은 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)로 형성된 원단 필름을 텐터법에 의한 2축 연장한 후, 210℃로 열처리하여 제조하였다. 연장 배율은 MD 방향 3. 2배, TD 방향 3. 2배로 조절되었다.
ii) 제2 접착층 및 제3 접착층
제2 및 제3 접착제들은 융점 142℃, MFR(230℃)이 6g/10분인 에틸렌 프로필렌 공중합체 (랜덤 공중합 타입)로 이루어지는 산변성 폴리프로필렌을 포함하는 접착제를 사용하여 형성되었다.
iii) 중간 기재층
중간 기재층은 나일론 6을 주성분으로 하는 원단 필름을 튜블러법에 의한 동시 2축 연장한 후, 200℃로 열처리하는 것에 의해 제조하였다. 연장 배율은 MD 방향 3.0배, TD 방향 3. 3배로 조절되었다.
iv) 금속층
금속층으로서 알루미늄 호일을 사용하였다.
v) 제1 접착층
융점 142℃, MFR (230℃)이 6g/10분인 에틸렌 프로필렌 공중합체 (랜덤 공중합 타입)로 이루어지는 산변성 폴리프로필렌을 포함하는 접착제가 사용되었다.
vi) 실란트층
융점 132℃, MFR(230℃)이 12g/10분인 프로필렌 중합체를 이용하여 실란트층을 제조하였다.
아래 표 1에 전지용 포장재에 포함된 각 층의 두께 및 총 두께를 표시하였다. 표 1의 수치는 마이크로미터(㎛)를 나타낸다.
실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5		 비교예
1		 비교예
2
외부
기재층		 - - - - - - 12
제3 접착층 - - - - - X 4
중간기재층 - - - - - 15 15
제2 접착층 - - - - - 4 4
금속층 - - - - - 40 40
LCP층(외부보호층) 15 20 25 30 35 - -
제1 접착층 4 4 4 4 4 4 4
실란트층 80 80 80 80 80 80 80
총 두께 99 104 109 114 119 143 159
실험예
1) 두께비
실시예 및 비교예의 전지용 포장재의 총 두께를 社의 Digimicro Stand(Nikon)을 사용하여 측정하고, 비교예 2의 두께 대비 비율(%)을 계산하였다.
2) 팩당 부피 확보량
가로 300mm, 세로 400mm 및 높이 200mm 사이즈의 표준 셀(부피: 23917.4ml)을 비교예 2의 포장재에 수용하였을 때의 잔여 부피를 0(zero)으로 설정하였다. 10개의 셀이 하나의 모듈을 정의하고, 10개의 모듈이 하나의 배터리 팩을 형성할 때, 실시예들 및 비교예 1의 전지용 포장재의 셀당 감소되는 두께에 의해, 하나의 팩당 비교예 2 대비 추가 확보되는 부피를 계산하였다.
3) 내화학성 평가
상기 실시예 및 비교예 각각의 전지용 포장재를 폭 15 mm, 길이 100mm로 절단하여 샘플을 제조하였다. 상기 샘플을 전해액(디메틸카르보네이트 : 에틸카르보네이트 = 1:2(부피비) + Li염)에 침지시키고 85℃를 유지시켰다. 4시간 경과 후 샘플을 채취하여 층간 박리 여부를 육안 및 무게 변화로 관찰하여 아래의 기준으로 내화학성을 평가하였다.
◎: 전해액 침지 6시간 후, 박리 미발생
○: 전해액 침지 6시간 후, 박리가 발생
△: 전해액 침지 1일 후, 박리가 발생
×: 전해액 침지 3일 후, 박리가 발생
4) 내투습성 평가
MOCON 장비를 이용하여 비교예 2의 투습도를 측정하고, 동일 조건에서 실시예들 및 비교예 1의 투습도를 측정하여 아래와 같이 평가하였다.
○: 비교예 2의 투습도 이하
×: 비교예 2의 투습도 초과
5) 성형성 평가
실시예 및 비교예의 전지용 포장재를 110 mm ×180 mm 사이즈로 절단하고, 스트레이트 금형으로 딥 드로잉 1단 성형을 수행하여, 성형 높이(7mm, 6 mm, 5 mm, 4 mm)마다 성형성을 평가하였다(금형의 펀치 형상: 긴 변 60 mm, 짧은 변 45 mm, 코너 R: 1 내지 2 mm, 펀치 어깨부 R: 1 내지 2 mm, 다이 어깨부 R: 0.5 mm). 평가기준은 아래와 같다.
◎: 성형 높이 7mm 이상에서 균열 미발생
○: 성형 높이 7mm 미만, 6mm 이상에서 균열 미발생
△: 성형 높이 6mm 미만, 5mm 이상에서 균열이 미발생
×: 성형 높이 5mm 미만, 4mm 이상에서 균열 미발생
6) 히트 씰링(Heat Sealing) 강도 평가
실시예 및 비교예의 전지용 포장재를 110 mm ×180 mm 사이즈로 절단한 후, Heat Sealing기를 이용하여 180℃ 조건에서 내측면끼리 씰링하였다. 이 후, 씰링된 부분을 포함한 포장재 폭 4mm, 길이 50mm으로 절삭하여 샘플을 준비한 후, 만능시험기(Shimadzu 社)를 이용하여 180o 박리력을 측정하였다.
구체적으로, 포장재 샘플의 한 쪽 측면을 만능시험기의 로드셀 클램프에 고정시키고, 속도 30mm/min으로 박리하며 접착 강도를 측정하였다. 평가 기준은 아래와 같다.
◎: 박리력 0.5kgf/4mm 이상
○: 박리력 0.5kgf/4mm 미만 0.4kgf/4mm 이상
△: 박리력 0.4kgf/4mm 미만 0.3kgf/4mm 이상
×: 박리력 0.3kgf/4mm 미만
7) 내측 접착 강도 평가
실시예 및 비교예의 전지용 포장재를 포장재를 폭 15mm, 길이 50mm으로 절단하여 샘플을 준비한 후, 만능시험기(Shimadzu 社)를 이용하여 180o 박리력을 측정하였다.
구체적으로, 샘플의 외측 코팅층을 만능시험기의 로드셀 클램프에 고정시키고, 내측인 실란트층 및 금속층 사이, 또는 실란트층 및 LCP층 사를 속도 30mm/min으로 박리하며 접착 강도를 측정하였다. 평가 기준은 아래와 같다.
◎: 박리력 6N/15mm 이상
○: 박리력 6N/15mm 미만 5N/15mm 이상
△: 박리력 5N/15mm 미만 4N/15mm 이상
×: 박리력 4N/15mm 미만
평가 결과는 하기의 표 2에 나타낸다.
실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 실시예
5		 비교예
1		 비교예
2
두께비 62% 65% 68% 72% 75% 90% 100%
팩당 부피
확보량		 3.1ℓ 2.9ℓ 2.6ℓ 2.3ℓ 2.1ℓ 0.8ℓ 0ℓ
내화학성 ○ ◎ ◎ ◎ ◎ △ ○
내투습성 ○ ○ ○ ○ ○ × -
성형성 ○ ◎ ◎ ○ △ ○ △
히트 씰링강도 ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ○
내측 접착강도 ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ○ ◎
표 2를 참조하면, LCP로 외부 보호층을 형성하고, 금속층 및 기재층을 생략한 실시예들에서 내화학성 및 내투습성이 비교예보다 향상되면서, 씰링 특성 및 성형성과 같은 기계적 특성 역시 향상되었다.
또한, 포장재의 두께 감소에 의해 배터리 팩으로부터 현저히 증가한 여분의 부피가 확보되었다.
40: 실란트층 50: 금속층
60: 제1 접착층 65: 제2 접착층
70: 중간 기재층 80: 제3 접착층
90: 외부 기재층 100: 실란트 층
110: 접착층 120: 외부 보호층
200: 파우치 205: 전극 조립체
220: 양극 222: 양극 활물질층
225: 양극 집전체 230: 음극
232: 음극 활물질층 235: 음극 집전체

Claims (12)

  1. 액정 폴리머를 포함하는 외부 보호층;
    실란트 층; 및
    상기 외부 보호층 및 상기 실란트 층을 접합하는 접착층을 포함하는, 전지용 포장재.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 외부 보호층은 전지의 외표면을 제공하는, 전지용 포장재.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 외부 보호층은 상기 접착층의 일면과 직접 접촉하며, 상기 실란트층은 상기 접착층의 타면과 직접 접촉하는, 전지용 포장재.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 외부 보호층, 상기 접착층 및 상기 실란트 층으로 구성된, 전지용 포장재.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 실란트층은 단일층인, 전지용 포장재.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 실란트층은 복층 구조를 갖는, 전지용 포장재.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 외부 보호층의 두께는 상기 실란트 층의 두께보다 작은, 전지용 포장재.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 접착층의 두께는 상기 외부 보호층의 두께 및 상기 실란트 층의 두께 각각 보다 작은, 전지용 포장재.
  9. 청구항 1에 있어서, 총 두께가 120㎛ 이하인, 전지용 포장재.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 액정 폴리머는 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 반복단위들 중 적어도 하나를 포함하는, 전지용 포장재:
    [화학식 1]
    -O-Ar1-CO-
    (화학식 1 중, Ar1은 1,4-페닐렌, 2,6-나프탈렌 또는 4,4'-비페닐렌임)
    [화학식 2]
    -CO-Ar2-CO-
    (화학식 2 중, Ar2는 1,4-페닐렌, 1,3-페닐렌 또는 2,6-나프탈렌임)
    [화학식 3]
    -X-Ar3-Y-
    (화학식 3 중, X는 NH이고, Y는 O, NH 또는 C=O이며, Ar3은 1,4-페닐렌 또는 1,3-페닐렌임).
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 액정 폴리머는 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위 및 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는, 전지용 포장재.
  12. 청구항 1의 전지용 포장재; 및
    상기 전지용 포장재 내에 수용되며, 반복적으로 적층된 양극 및 음극을 포함하는 전극 조립체를 포함하는, 이차 전지.
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