KR20230162288A - 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents
이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230162288A KR20230162288A KR1020220061975A KR20220061975A KR20230162288A KR 20230162288 A KR20230162288 A KR 20230162288A KR 1020220061975 A KR1020220061975 A KR 1020220061975A KR 20220061975 A KR20220061975 A KR 20220061975A KR 20230162288 A KR20230162288 A KR 20230162288A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- stainless steel
- pouch film
- resin layer
- internal resin
- Prior art date
Links
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 78
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 143
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 55
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002436 steel type Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims description 19
- 238000009820 dry lamination Methods 0.000 claims description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 description 34
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 24
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 19
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 13
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 11
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 10
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 4
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N n-(2,4-dichloro-5-propan-2-yloxyphenyl)acetamide Chemical compound CC(C)OC1=CC(NC(C)=O)=C(Cl)C=C1Cl QPJSUIGXIBEQAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920000092 linear low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004707 linear low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001179 medium density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004701 medium-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
- H01M50/1243—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the internal coating on the casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/105—Pouches or flexible bags
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/117—Inorganic material
- H01M50/119—Metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/121—Organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
- H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
본 발명은 스테인레스 스틸(steel type stainless)층; 상기 스테인레스 스틸층의 제1 표면에 적층되는 내부수지층; 및 상기 스테인레스 스틸층 및 상기 내부수지층 사이에 적층되는 접착층;을 포함하고, 상기 내부수지층은 3층 구조인 것인, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래에 사용되는 파우치 필름에 비하여 내식성 및 내전해액성이 향상된 이차전지용 알루미늄 파우치 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 다양한 전자 및 전기 제품의 전원을 공급하기 위해 사용되는 전기화학적 디바이스인 이차전지는 보통 리튬 이차전지를 지칭하는 것으로, 고분자 폴리머 전해질을 갖고, 리튬이온의 이동으로 전류를 발생시키는 전지를 말하며, 이러한 이차전지를 보호하기 위하여 포장하는 외장재로서 폴리머와 금속을 적층시킨 파우치 필름이 사용된다.
이러한 이차전지용 파우치 필름은 전극 조립체와 후속 공정에 의하여 내부로 충진된 전해액으로 이루어지는 전지 셀(Cell)을 보호하고, 셀의 전기화학적 성질 등을 안정적으로 유지하기 위하여 알루미늄 박막이 개재된 형태로 구성되며,
외부의 충격으로부터 보호하기 위하여 상기 알루미늄 박막 상에 나일론(Nylon)수지 등을 이용한 외층을 형성하고, 상기 알루미늄 박막의 다른 면에는 무연신 폴리프로필렌(casted polypropylene, cPP) 또는 폴리프로필렌(poly propylene, PP) 등의 폴리올레핀 등을 이용한 내층이 형성된다.
그러나, 상기와 같은 알루미늄 파우치를 사용하는 이차 전지는 다양한 공정에서 여러 가지 이유로 손상을 입을 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 조립체를 상기 파우치 내부에 수납하는 과정에서 전극 탭이나 전극 리드 등의 돌출 부위가 파우치 내부층에 크랙(crack) 등의 손상을 주게 되고, 이러한 손상에 의해 상기 알루미늄층이 노출될 수 있다.
또한, 파우치 필름을 히트 실링(Heat Sealing)하는 경우에는 외부에서 열이 가해지게 되는데, 이러한 열에 의해 미세한 핀홀(Pin-Hole)이 발생하거나 손상을 입어 내부 접착층에 크랙이 발생하여 상기 알루미늄층이 전해액 등에 노출될 수 있다.
상기 이유뿐만 아니라 낙하, 충격, 압력 또는 압착 등에 의해서도 얇은 박막 형태로 구성되는 접착층이 손상을 입게 될 수 있으며, 손상된 부위를 통하여 알루미늄층이 전해액 등에 노출되게 된다.
이렇게 전해액에 노출된 알루미늄층은 전지 내부로 침투 또는 확산된 전해액이 산소 또는 수분과 화학 반응을 일으키게 되어 부식될 수 있으며, 이를 통해 부식성 가스가 발생하여 전지 내부를 팽창시키는 스웰링(swelling) 현상이 발생하게 되는 문제점을 안고 있다.
보다 상세하게는, LiPF6가 물 및 산소와 반응하여 부식성 가스인 플루오르화수소산(HF)이 생성될 수 있다. 이러한 플루오르화수소산은 알루미늄과 반응하여 급격한 발열 반응을 일으킬 수도 있으며, 2차 반응으로 알루미늄 표면으로 흡착되어 조직 내부로 침투하게 되면 조직의 취성이 증가하여 미세 충격에도 파우치 필름의 크랙이 발생 가능하며 이때, 전해액의 누액으로 인해 리튬과 대기가 반응하여 발화가 발생할 수 있다.
따라서, 상기와 같이 부식성 플루오르화수소산이 생성되더라도 중심부의 알루미늄과 접촉을 방지하기 위하여, 다양한 알루미늄 표면개질 기술이 연구되고 있다. 알루미늄 표면개질 기술로는 열처리를 하거나, 기타 화성처리, 졸겔 코팅, 프라이머 처리, 코로나, 플라즈마 등의 처리 등을 들 수 있다.
그러나, 최근 이차전지의 용량이 점차 대용량화 되고 있는 추세이기 때문에, 알루미늄의 표면 개질만으로는 상기와 같은 문제점을 해결하는 것에는 한계가 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 알루미늄 대신 스테인레스 스틸(Steel Type Stainless, STS)을 이용한 파우치에 대한 기술이 연구되고 있다. 이러한 기술로는 대한민국 공개 특허 제10-2014-0051365호에서와 같이 스테인레스 스틸을 이용한 내전해액성을 개선하는 기술이 있다.
그러나, 내화학성이 뛰어난 스테인레스 스틸 파우치 필름 역시, LiPF6가 물 및 산소와 반응하여 플루오르화수소산(HF)이 생성되면서, 실란트층을 뚫고 들어와 금속층과 실란트층 사이의 디라미네이션이 발생한다는 문제가 있어, 이에 대한 개선이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 외부로부터 물리적, 화학적 충격 또는 스트레스에 노출되더라도 내부식성 및 내전해액성이 우수할 뿐만 아니라, 기계적 강도가 우수하여 고온 안정성이 향상된 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 스테인레스 스틸(steel type stainless)층; 상기 스테인레스 스틸층의 제1 표면에 적층되는 내부수지층; 및 상기 스테인레스 스틸층 및 상기 내부수지층 사이에 적층되는 접착층;을 포함하고, 상기 내부수지층은 3층 구조인 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름을 제공한다.
또한, 상기 내부수지층은 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 포함하는 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름을 제공한다.
또한, 상기 제1 스킨층은 상기 코어층의 제1 표면에 적층되고, 상기 제2 스킨층은 상기 코어층의 제2 표면에 적층되는 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름을 제공한다.
또한, 상기 내부수지층은 건조합지(dry-lamination)에 의해 상기 스테인레스 스틸층의 제1 표면에 적층되는 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름을 제공한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, (S1) 스테인레스 스틸층을 준비하는 단계; (S2) 상기 스테인레스 스틸층의 일면에 접착층을 형성하는 단계; 및 (S3) 상기 접착층의 일면에 내부수지층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 내부수지층이 건조합지(dry-lamination)에 의해 상기 스테인레스 스틸층의 일면에 형성되는 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 (S3) 단계에서, 상기 내부수지층으로 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 형성하는 단계를 더 포함하는 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 제1 스킨층은 상기 코어층의 제1 표면에 형성되고, 상기 제2 스킨층은 상기 코어층의 제2 표면에 형성되는 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름은 기계적 강도, 내전해액성 및 내부식성의 향상으로 인해 파우치형 이차전지의 고온에 대한 사용 안정성을 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름은 외층의 미적용으로 파우치 필름의 생산성 및 생산 효율이 향상되고, 경제적 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 구조를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, 각 구성 요소의 크기나 두께는 설명의 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다.
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.
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.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 구조를 나타낸 것이다.
이하 본 발명의 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 각 구성에 대하여 상세하게 설명한다.
스테인레스 스틸층 (10)
본 발명의 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름에 있어서, 상기 스테인레스 스틸층(10)을 구성하는 스테인레스강은 산소의 산화 작용이 있는 중성에 가까운 상태에서 부동태를 형성하여 불수성을 유지하는 강을 의미한다. 상기 스테인레스강의 강종(鋼種)은, 오스테나이트계, 페라이트계 및 마르텐사이트계 등이 있으나, 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다. 강종의 예에는, STS302, STS304, STS416 등이 포함된다. 또, 스테인레스강의 표면 마무리의 종류도, 특별히 한정되지 않는다. 표면 마무리 종류의 예에는, BA, 2B, 2D, No.4, HL 등이 포함된다.
본 발명의 스테인레스 스틸의 판 두께는, 전지 외장재로서 요구되는 중량이나 강도, 가공깊이 등에 따라 적절하게 설정할 수 있다. 전지 외장재의 중량을 경량화하는 관점에서는, 판두께는 얇을수록 바람직하지만, 판두께를 얇게 할수록, 강도 및 가공성이 저하하고, 그리고 또 제조 코스트가 상승해 버린다. 전지 외장재로서의 강도를 확보하는 관점에서는, 판두께는 20um이상인 것이 바람직하다. 또, 50mm정도의 딥드로잉(deep drawing)가공을 행하는 경우라 하더라도, 판두께는 400μm정도이면 충분하다. 일반적으로 요구되는 전지 외장재의 강도 및 가공 깊이를 고려하면, 스테인레스 스틸의 판두께는, 40~150μm의 범위 내인 것이 바람직하다.
접착층 (20)
본 발명의 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름에 있어서, 상기 접착층(20)은 상기 스테인레스 스틸층(10)과 내부수지층(30)을 접착시키기 위한 층이다. 상기 접착층(20)은 폴리우레탄, 산변성 폴리올레핀 수지 및 에폭시로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌(MAH PP)을 포함할 수 있다.
상기 접착층(20)은 스테인레스 스틸층(10)과 내부수지층(30)간의 접착성 및 성형 후 두께 등을 고려하여 2 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 범위를 만족하지 않는 경우 2㎛ 미만인 경우에는 점착성이 떨어지며, 10㎛를 초과하는 경우에는 전체 파우치 필름의 두께가 너무 두꺼워지는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 접착층(20)에 스테인레스 스틸층(10)과 내부수지층(30)을 적층하는 경우, 특별한 제한은 없으나 바람직하게는 드라이 라미네이션법, 압출라미네이션법을 사용하여 라미네이트하여 적층할 수 있다.
내부수지층 (30)
본 발명의 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름에 있어서, 상기 내부수지층(30)은 파우치 필름의 최내층에 해당하며, 전지의 조립 시에 내부수지층끼리 가열 융착되어 전지 소자를 밀봉하는 층이다.
상기 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름에 있어서, 상기 내부수지층(30)으로는 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 또는 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 등의 폴리올레핀 또는 이들의 공중합체를 사용할 수 있다. 상기 내부수지층은 이에 특별히 제한되는 것은 아니며 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 외에도 에틸렌코폴리머, 프로필렌코폴리머, 폴리에스테르계, 폴리아마이드계, 폴리카보네이트계, 불소계, 실리콘계, 아크릴계, 에틸렌-프로필렌-다이엔-모노머 러버(EPDM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 수지층으로 구성된다. 바람직하게는, 폴리올레핀계 수지층 또는 폴리부타디엔과 폴리올레핀의 혼합 수지층을 사용할 수 있다.
상기에서 사용하는 폴리올레핀의 구체적인 예로서는, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌 등의 폴리에틸렌; 호모폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 블록 공중합체(예를 들어 프로필렌과 에틸렌의 블록 공중합체), 폴리프로필렌의 랜덤 공중합체(예를 들어 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체) 등의 폴리프로필렌; 에틸렌-부텐-프로필렌의 3원 공중합체; 등을 들 수 있다. 이들 폴리올레핀 중에서도, 바람직하게는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 들 수 있다.
상기 내부수지층에 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 또는 이들의 공중합체를 사용하는 경우, 양호한 히트 시일성, 방습성, 내열성 등의 이차전지용 포장재료로서 요구되는 물성을 갖을 뿐만 아니라 라미네이션 등의 가공성이 좋기 때문에 바람직하다. 상기 내부수지층의 고분자층의 두께는 성형성, 절연성 및 내전해액성 등을 고려하여 20 내지 100 ㎛ 인 것이 바람직하고, 30 내지 80 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위를 만족하지 않는 경우 성형성, 절연성 및 내전해액성이 떨어지게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 내부수지층은 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 포함하고, 상기 제1 스킨층은 상기 코어층의 제1 표면에 적층되고, 상기 제2 스킨층은 상기 코어층의 제2 표면에 적층될 수 있다.
상기 내부수지층은 건조합지(dry-lamination)에 의해 상기 스테인레스 스틸층의 제1 표면에 적층될 수 있다.
이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 제조방법
본 발명은 (S1) 스테인레스 스틸층을 준비하는 단계; (S2) 상기 스테인레스 스틸층의 일면에 접착층을 형성하는 단계; 및 (S3) 상기 접착층의 일면에 내부수지층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 내부수지층이 건조합지(dry-lamination)에 의해 상기 스테인레스 스틸층의 일면에 형성되는 것인, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 제조방법은 (S1) 스테인레스 스틸층을 준비하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스테인레스 스틸층은 스테인레스강을 포함하는 층으로, 상기 스테인레스강의 강종은 오스테나이트계, 페라이트계 및 마르텐사이트계 등이 있으나, 본 발명에서는 이를 특별히 한정하지 않는다. 강종의 예에는, STS302, STS304, STS416 등이 포함된다. 또, 스테인레스강의 표면 마무리의 종류도, 특별히 한정되지 않는다. 표면 마무리 종류의 예에는, BA, 2B, 2D, No.4, HL 등이 포함된다.
상기 스테인레스 스틸층은 일면에 표면처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 표면처리하는 단계는 스테인레스 스틸층의 일면에 내부수지층의 형성을 향상시키기 위함이다.
상기 스테인레스 스틸층의 두께는 내핀홀성, 가공성, 산소 및 수분 차단 특성 등을 고려하여 10 내지 100㎛인 것이 바람직하며, 30 내지 50㎛인 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위를 만족하지 않는 경우, 10㎛ 미만이면 쉽게 찢어지고 내전해액성 및 절연성이 떨어지게 되고, 100㎛를 초과하면 성형성이 안 좋아지는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 제조방법은 (S2) 상기 스테인레스 스틸층의 일면에 접착층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 스테인레스 스틸층의 일면에 접착층을 형성하는 단계는 상기 스테인레스 스틸층(10)과 내부수지층(30)을 접착시키기 위한 것이다. 상기 접착층을 형성하는 단계에 사용되는 접착제로는 폴리우레탄, 산변성 폴리올레핀 수지 및 에폭시로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌(MAH PP)을 사용할 수 있다.
상기 접착층은 스테인레스 스틸층(10)과 내부수지층(30)간의 접착성 및 성형 후 두께 등을 고려하여 2 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다. 상기 범위를 만족하지 않는 경우 2㎛ 미만인 경우에는 점착성이 떨어지며, 10㎛를 초과하는 경우에는 전체 파우치 필름의 두께가 너무 두꺼워지는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 제조방법은 (S3) 상기 접착층의 일면에 내부수지층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 접착층의 일면에 형성되는 내부수지층은 파우치 필름의 최내층에 해당하며, 전지의 조립 시에 내부수지층끼리 가열 융착되어 전지 소자를 밀봉하는 층이다.
상기 내부수지층으로는 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 또는 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 등의 폴리올레핀 또는 이들의 공중합체를 사용할 수 있다. 상기 내부수지층은 이에 특별히 제한되는 것은 아니며 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 외에도 에틸렌코폴리머, 프로필렌코폴리머, 폴리에스테르계, 폴리아마이드계, 폴리카보네이트계, 불소계, 실리콘계, 아크릴계, 에틸렌-프로필렌-다이엔-모노머 러버(EPDM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 수지층으로 구성된다. 바람직하게는, 폴리올레핀계 수지층 또는 폴리부타디엔과 폴리올레핀의 혼합 수지층을 사용할 수 있다.
상기 내부수지층에 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 또는 이들의 공중합체를 사용하는 경우, 양호한 히트 시일성, 방습성, 내열성 등의 이차전지용 포장재료로서 요구되는 물성을 갖을 뿐만 아니라 라미네이션 등의 가공성이 좋기 때문에 바람직하다. 상기 내부수지층의 두께는 성형성, 절연성 및 내전해액성 등을 고려하여 20 내지 100 ㎛ 인 것이 바람직하고, 30 내지 80 ㎛인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위를 만족하지 않는 경우 성형성, 절연성 및 내전해액성이 떨어지게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 제조방법은 내부수지층이 건조합지(dry-lamination)에 의해 상기 스테인레스 스틸층의 일면에 형성되는 것을 포함할 수 있다.
상기 건조합지(dry-lamination)는 상기 스테인레스 스틸층의 표면에 유기용제에 용해한 접착제 용액을 도포하고 열풍 또는 가열에 의하여 용제를 증발 건조시키고 접착제 표면이 미경화로 다소 점착성을 가진 상태에서, T-die로 공압출한 상기 내부수지층을 건조합지(dry-lamination)시켜 가압 접착하고, 이것을 와인딩하여 접착제의 경화를 완결시켜 적층하는 방법이다. 여기서, 공압출이란 하나 이상의 압출기에서 압출하는 것을 의미한다.
상기 (S3) 단계에서, 상기 내부수지층으로 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 내부수지층은 T-die로 공압출하여 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 제조할 수 있다.
상기 공압출법으로 제조된 3개의 층으로 구성된 내부수지층의 융점은 동일할 수 있다.
상기 제1 스킨층은 상기 코어층의 제1 표면에 형성되고, 상기 제2 스킨층은 상기 코어층의 제2 표면에 형성될 수 있다.
10:
스테인레스 스틸층
20: 접착층
30: 내부수지층
20: 접착층
30: 내부수지층
Claims (6)
- 스테인레스 스틸(steel type stainless)층;
상기 스테인레스 스틸층의 제1 표면에 적층되는 내부수지층; 및
상기 스테인레스 스틸층 및 상기 내부수지층 사이에 적층되는 접착층;을 포함하고,
상기 내부수지층은 3층 구조인 것인, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름. - 제1항에 있어서,
상기 내부수지층은 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 포함하고,
상기 제1 스킨층은 상기 코어층의 제1 표면에 적층되고,
상기 제2 스킨층은 상기 코어층의 제2 표면에 적층되는 것인, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름. - 제1항에 있어서,
상기 내부수지층은 건조합지(dry-lamination)에 의해 상기 스테인레스 스틸층의 제1 표면에 적층되는 것인, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름. - (S1) 스테인레스 스틸층을 준비하는 단계;
(S2) 상기 스테인레스 스틸층의 일면에 접착층을 형성하는 단계; 및
(S3) 상기 접착층의 일면에 내부수지층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 내부수지층이 건조합지(dry-lamination)에 의해 상기 스테인레스 스틸층의 일면에 형성되는 것인, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 제조방법. - 제4항에 있어서,
상기 (S3) 단계에서, 상기 내부수지층으로 제1 스킨층, 코어층 및 제2 스킨층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 제조방법. - 제5항에 있어서,
상기 제1 스킨층은 상기 코어층의 제1 표면에 형성되고,
상기 제2 스킨층은 상기 코어층의 제2 표면에 형성되는 것인, 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220061975A KR20230162288A (ko) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220061975A KR20230162288A (ko) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름 및 이의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230162288A true KR20230162288A (ko) | 2023-11-28 |
Family
ID=88957609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220061975A KR20230162288A (ko) | 2022-05-20 | 2022-05-20 | 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름 및 이의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230162288A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140051365A (ko) | 2011-09-08 | 2014-04-30 | 닛신 세이코 가부시키가이샤 | 전지 외장용 적층체 및 그 제조 방법 및 2차 전지 |
-
2022
- 2022-05-20 KR KR1020220061975A patent/KR20230162288A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140051365A (ko) | 2011-09-08 | 2014-04-30 | 닛신 세이코 가부시키가이샤 | 전지 외장용 적층체 및 그 제조 방법 및 2차 전지 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101089168B1 (ko) | 파우치형 리튬 2차전지 | |
| US10026935B2 (en) | Battery exterior body, method of manufacturing battery exterior body, and lithium secondary battery | |
| US20140377636A1 (en) | Aluminum pouch film for secondary battery, packaging material including same, secondary battery including same, and method for manufacturing aluminum pouch film for secondary battery | |
| CN107768553B (zh) | 蓄电装置用外包装材料及蓄电装置 | |
| KR20130081445A (ko) | 이차전지용 알루미늄 파우치 필름, 이를 포함하는 포장재 및 이를 포함하는 이차전지 | |
| JP7058465B2 (ja) | 蓄電デバイス金属端子部密封用接着性フィルム | |
| JP5849434B2 (ja) | 蓄電デバイス | |
| JP2007157412A (ja) | リチウムイオン電池タブ及びその製造方法並びにそれを用いたリチウムイオン電池 | |
| JP6003170B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP6738164B2 (ja) | 蓄電デバイス用外装材及び蓄電デバイス | |
| KR102351865B1 (ko) | 축전 디바이스용 외장재 및 축전 디바이스 | |
| JP5088662B2 (ja) | 扁平型電気化学セル | |
| JP5569065B2 (ja) | リチウムイオン電池用容器、これを備えたリチウムイオン電池、およびリチウムイオン電池用容器の製造方法 | |
| KR101897667B1 (ko) | 이차전지 파우치용 필름 및 그 제조방법 | |
| KR20130081446A (ko) | 이차전지용 알루미늄 파우치 필름의 제조방법 | |
| CN105720216A (zh) | 蓄电装置用外包装材料及蓄电装置 | |
| KR20230162288A (ko) | 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름 및 이의 제조방법 | |
| JP2004098409A (ja) | 積層体及びその製造方法 | |
| KR102647429B1 (ko) | 실란트 수지 조성물 및 이를 이용한 이차전지용 외장재 | |
| WO2020246072A1 (ja) | 蓄電デバイス、蓄電デバイス集合体、電動自動車及び蓄電デバイスの製造方法 | |
| KR20240000780A (ko) | 이차전지용 알루미늄 파우치 필름 및 이의 제조방법 | |
| KR20160100605A (ko) | 알루미늄 파우치 필름의 제조방법 | |
| KR20160100604A (ko) | 알루미늄 파우치 필름 및 이를 포함하는 이차전지 | |
| KR101581454B1 (ko) | 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름, 이를 포함하는 포장재 및 이를 포함하는 이차전지 | |
| KR101628993B1 (ko) | 이차전지용 스테인레스 스틸 파우치 필름, 이를 포함하는 포장재 및 이를 포함하는 이차전지 |