WO2014189255A1 - 파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법 - Google Patents

파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법 Download PDF

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WO2014189255A1
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이신화
이우용
김민수
이향목
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Definitions

  • the present invention relates to a pouch type secondary battery and a manufacturing method thereof.
  • These secondary batteries can be manufactured in various forms of batteries, and the demand for square batteries and pouch-type secondary batteries that can be applied to products such as mobile phones with a thin thickness in typical shapes is high, and in terms of materials, energy density and discharge voltage There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium cobalt polymer batteries having excellent safety.
  • the double pouch type secondary battery has a light weight, which is advantageous for slimming and lightening portable electronic devices.
  • the pouch type secondary battery accommodates an electrode assembly including a positive electrode, a negative electrode, and a separator in a pouch type case, which is an outer material, forms a battery first, and then performs a degassing process using an excess part, and cuts off the excess part. After removal, the battery is produced by a method of secondary formation.
  • the present invention provides a pouch type secondary battery including a polymer coating layer for improving the sealing property on the outer peripheral surface of the pouch type case.
  • the present invention also provides a method of manufacturing the pouch type secondary battery.
  • the present invention provides a pouch type secondary battery including a polymer coating layer for improving the sealing property on the outer peripheral surface of the pouch type case.
  • the present invention is a pouch-type case formed by bonding the upper sheet and the lower sheet; And an electrode assembly accommodated in the pouch-shaped case, wherein the secondary battery further comprises a polymer coating layer for improving sealing property on an outer circumferential surface of the pouch-shaped case to which the upper sheet and the lower sheet are bonded.
  • the secondary battery further comprises a polymer coating layer for improving sealing property on an outer circumferential surface of the pouch-shaped case to which the upper sheet and the lower sheet are bonded.
  • the polymer is characterized in that it is a UV curable polymer or a heat curable polymer.
  • the present invention comprises the steps of preparing a pouch-type case having an accommodating portion for receiving the electrode assembly and a gas collecting portion connected to the accommodating portion and collecting the gas generated in the accommodating portion; Accommodating an electrode assembly in the pouch-shaped case; heat sealing the periphery of the pouch-type case; Injecting an electrolyte into the pouch-type case; Activating a secondary battery and collecting the gas generated in the activation process through the gas collecting unit; Heat-sealing a boundary between the accommodating part and the gas collecting part; Cutting and removing the gas collecting unit; And forming a polymer coating layer on an outer circumferential surface of the pouch-type case in which the electrode assembly is accommodated.
  • the polymer coating layer may be performed by a contact coating method.
  • the present invention is to form a polymer coating layer for improving the sealing property on the outer peripheral surface of the pouch-type case, it is possible to manufacture a pouch-type secondary battery that can increase the reliability of the prevention of moisture penetration and electrolyte leakage.
  • FIGS. 1A and 1B are schematic views illustrating a pouch type secondary battery including a polymer coating layer according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a schematic diagram showing the adhesive coating method in the manufacturing method of the pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 3a and 3b is a schematic diagram showing the shape of the coating head in the manufacturing method of the pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention in detail.
  • 201, 202 electrode terminal of pouch type secondary battery
  • the present invention is a pouch-type case formed by bonding the upper sheet and the lower sheet; And an electrode assembly accommodated in the pouch-shaped case, wherein the secondary battery further comprises a polymer coating layer for improving sealing property on an outer circumferential surface of the pouch-shaped case to which the upper sheet and the lower sheet are bonded.
  • the secondary battery further comprises a polymer coating layer for improving sealing property on an outer circumferential surface of the pouch-shaped case to which the upper sheet and the lower sheet are bonded.
  • Figures 1a and 1b is a schematic diagram showing a pouch-type secondary battery including a polymer coating layer according to an embodiment of the present invention.
  • the pouch type secondary battery includes an upper sheet and a lower sheet, and the upper sheet and the lower sheet each include an inner layer 101 / adhesive layer 102 / metal layer 103 / anticorrosion layer. (104) / outer layer 105, and are thermally fused together.
  • the inner layer 101 has a heat adhesiveness and serves as a sealing material, non-stretched polypropylene, polypropylene-butylene-ethylene terpolymer, chloride polypropylene, polyethylene, ethylene propylene copolymer, polyethylene and acrylic acid copolymer and It may include one or more selected from the group consisting of a copolymer of polypropylene and acrylic acid.
  • the adhesive layer 102 is formed by coating an easily-adhesive adhesive resin on the metal layer 103 to facilitate adhesion with the metal layer 103, and is made of a material similar to that of the inner layer 101, and the metal layer 103. It may include one or more selected from the group consisting of polyethylene phthalate, acid modified polypropylene and acid modified polyethylene to improve the adhesion with.
  • the metal layer 103 maintains mechanical strength, serves as a barrier layer of moisture and oxygen, and includes iron (Fe), carbon (C), chromium (Cr), manganese (Mn), nickel (Ni), and aluminum ( Al), and may include one or two or more mixtures selected from the group consisting of aluminum, more specifically aluminum; Alloys of iron, carbon, chromium and manganese; And it may include one or more selected from the group consisting of alloys of iron, carbon, chromium and nickel.
  • the outer layer 105 serves as a substrate and a protective layer, and is selected from the group consisting of polyethylene, polyphenylene ether, polyimide, polypropylene, casted polypropylene, polyether terephthalate and polyphenylene sulfide It may contain the above.
  • the anti-corrosion layer 104 may be further included between the outer layer 105 and the metal layer 103.
  • the anti-corrosion layer 104 is a layer resistant to corrosion caused by the electrolyte, and may include zirconium, chromium, or a mixture thereof.
  • the electrode assembly is a power generator in which the positive electrode and the negative electrode are sequentially stacked in a state where the separator is interposed, and has an stacked or stacked / folding structure.
  • the electrode tabs extend from each of the electrode plates of the electrode assembly, and the electrode terminals are electrically connected to the plurality of electrode tabs extending from each of the electrode plates, for example, by welding, and provide electrical connection between the battery body and the outside. Some parts of the pouch type secondary battery are exposed to the outside.
  • the first formation of the battery after the degassing process for removing the gas generated during the first charge, discharge, the gas collecting unit is cut and removed, the process of secondary formation of the battery Is carried out.
  • the metal layer constituting the pouch-type case during the cutting process is exposed to corrode to lose the packaging material capacity, while the water penetration and electrolyte loss occurs, the battery performance deterioration and safety is reduced.
  • a polymer coating layer on the outer peripheral surface of the pouch-type case before or after the secondary formation process (by further forming 106), not only the metal layer constituting the pouch-shaped case can be prevented from being energized with other metal materials, but also the outer surface of the pouch-type case can be protected during the subsequent process, so that the adverse effect of the subsequent process can be prevented. It can prevent.
  • the formation position of the polymer coating layer is not particularly limited, as shown in Figure 1b is formed only on the outer circumferential surface perpendicular to the surface protruding the electrode terminal, or the horizontal outside the surface protruding the electrode terminal of the electrode assembly Although selectively formed on the side, as shown in Figure 1a is most preferably formed on the entire outer peripheral surface of the pouch-type case.
  • the electrode terminal may include a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, may be disposed on the same side of the electrode assembly, may be disposed on each side of the opposite sides.
  • the electrode terminals may be disposed on one side and opposite sides of the battery cell so as not to be in electrical contact with each other.
  • the polymer may include all kinds of polymers that are cured after coating to generate insulation properties, and the types thereof are not particularly limited, but specifically UV curable polymers or thermosetting polymers. Can be.
  • the UV curable polymer may include a single or a mixture of two or more selected from the group consisting of an organic isocyanate compound having two or more isocyanate groups and a hydroxyalkyl (meth) acrylate resin modified with a polylactone compound. have.
  • the thermally curable polymers also include epoxy alkyl (meth) acrylates, allyl glycidyl ethers, allyl glycidyl esters, aryl glycidyl ethers, aryl glycidyl esters, glycidyl 5-norbornene-2-methyl -2-carboxylate (endo, exo mixture), 1,2-epoxy-5-hexene, 1,2-epoxy-9-decene, glycidyl (meth) acrylate, glycidyl ⁇ -ethyl (meth) Acrylate, glycidyl ⁇ -n-propyl (meth) acrylate, glycidyl ⁇ -n-butyl (meth) acrylate, methylglycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxybutyl (meth) Single or two or more selected from the group consisting of acrylate, 4,5-epoxy
  • the thickness of the polymer coating layer 106 is not particularly limited, and the minimum thickness to limit the moisture penetration in accordance with the type of the polymer forming the coating layer is to be a minimum thickness, within the range that does not deviate from the appearance specification of the pouch type secondary battery The thicker the better.
  • the present invention comprises the steps of preparing a pouch-type case having an accommodating portion for receiving the electrode assembly and a gas collecting portion connected to the accommodating portion and collecting the gas generated in the accommodating portion; Accommodating an electrode assembly in the pouch-shaped case; heat sealing the periphery of the pouch-type case; Injecting an electrolyte into the pouch-type case; Activating a secondary battery and collecting the gas generated in the activation process through the gas collecting unit; Heat-sealing a boundary between the accommodating part and the gas collecting part; Cutting and removing the gas collecting unit; And forming a polymer coating layer on an outer circumferential surface of the pouch-type case in which the electrode assembly is accommodated.
  • the forming of the polymer coating layer may be performed before or after the secondary battery formation process, but more preferably after the secondary battery formation process.
  • the polymer coating layer may be performed by a contact coating method.
  • the contact coating method may be performed using a sponge coating head or a roller coating head.
  • the coating method is not particularly limited, and can be appropriately used.
  • the method of the present invention may further perform a conventional heat drying process for drying the polymer coating layer after it is formed.
  • Figure 2 is a schematic diagram showing the adhesive coating method in the manufacturing method of the pouch type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the gas collecting part is removed, the secondary battery is formed, and then the polymer coating layer 203 is formed on the entire surface of the exposed outer pouch case.
  • the polymer coating layer is not particularly limited in position, but is formed solely on the outer circumferential surface perpendicular to the surface on which the electrode terminals 201 and 202 protrude, or on the outer surface horizontal to the surface on which the electrode terminals of the electrode assembly protrude.
  • the pouch-shaped case is formed on the entire outer circumferential surface thereof.
  • the polymer coating layer may be formed using a contact coating method.
  • the coating device having the application head 204 and the container 205 in which the polymer material is stored may be contacted with the outer circumferential surface of the pouch type case and then formed by coating along the outer circumferential surface.
  • the contact coating head 204 may use a sponge coating head 204a as shown in FIG. 3A or a roller coating head 204b as a fibrous material as shown in FIG. 3B.

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Abstract

본 발명은 파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로 상부 시트와 하부 시트가 접합되어 형성된 파우치형 케이스; 및 상기 파우치형 케이스 내부에 수납되는 전극조립체를 포함하는 이차전지에 있어서, 상기 파우치형 케이스의 상부 시트 및 하부 시트가 접합되는 파우치형 케이스 외주면 상에 밀봉성을 향상시키기 위한 폴리머 코팅층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지와 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법
본 발명은 파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다. 특히, 충방전이 가능한 이차전지는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로도 주목받고 있다.
이러한 이차전지는 전지의 다양한 형태로 제조가 가능한데, 대표적인 형상 면에서 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 에너지 밀도, 방전 전압, 안전성이 우수한 리튬 코발트 폴리머 전지와 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
이중 파우치형 이차전지는 무게가 가벼워서 휴대용 전자기기의 슬림화 및 경량화에 유리하다고 할 것이다.
상기 파우치형 이차전지는 양극, 음극, 분리막을 포함한 전극조립체를 외장재인 파우치형 케이스에 수납하고, 전지를 1차 포메이션한 다음, 잉여부를 이용한 탈가스 (degassing) 공정을 실시하고, 잉여부를 절단하여 제거한 다음, 전지를 2차 포메이션하는 방법에 의해 제조된다.
이때, 상기 절단 공정에 의해 노출된 파우치형 케이스의 금속층 부분으로 통전으로 인한 안전성이 저하될 뿐만 아니라, 부식에 따른 포장재 능력을 상실하여, 수분 침투 및 전해액 손실이 발생한다. 특히, 침투한 수분에 의한 전지 내부 부반응이 발생하여 전지 성능 저하 및 안전성이 저하된다.
따라서, 이러한 단점을 개선할 수 있는 파우치형 이차전지의 제조 방법의 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 파우치형 케이스 외주면 상에 밀봉성을 향상시키기 위한 폴리머 코팅층을 포함하는 파우치형 이차전지를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 파우치형 이차전지의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 파우치형 케이스 외주면 상에 밀봉성을 향상시키기 위한 폴리머 코팅층을 포함하는 파우치형 이차전지를 제공한다.
구체적으로, 본 발명은 상부 시트와 하부 시트가 접합되어 형성된 파우치형 케이스; 및 상기 파우치형 케이스 내부에 수납되는 전극조립체를 포함하는 이차전지에 있어서, 상기 상부 시트 및 하부 시트가 접합된 파우치형 케이스 외주면 상에 밀봉성을 향상시키기 위한 폴리머 코팅층을 추가로 포함하는 파우치형 이차전지를 제공한다.
상기 폴리머는 UV 경화성 폴리머 또는 열 경화성 폴리머인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 전극조립체를 수납하는 수납부와 상기 수납부와 연결되며 상기 수납부 내부에서 발생하는 가스를 포집하는 가스포집부를 구비한 파우치형 케이스를 준비하는 단계; 상기 파우치형 케이스 내부에 전극조립체를 수납하는 단계;상기 파우치형 케이스 주변부를 열융착하여 밀봉하는 단계; 상기 파우치형 케이스 내부에 전해액을 주입하는 단계; 이차전지를 활성화시키고, 상기 활성화 과정에서 발생된 가스를 상기 가스포집부를 통해 포집하는 단계; 상기 수납부와 가스포집부의 경계부를 열융착하는 단계; 상기 가스포집부를 절단하여 제거하는 단계; 및 상기 전극조립체가 수납된 파우치형 케이스 외주면 상에 폴리머 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 파우치형 이차전지의 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 폴리머 코팅층은 접촉식 도포 방법에 의해 수행될 수 있다.
본 발명은 파우치형 케이스 외주면 상에 밀봉성을 향상시키기 위한 폴리머 코팅층을 형성함으로써, 수분 침투 방지 및 전해액 누출 방지의 신뢰성을 높일 수 있는 파우치형 이차전지를 제조할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리머 코팅층을 포함하는 파우치형 이차전지를 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법에서 접착식 도포 방법을 나타낸 모식도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법에서 도포 헤드 형태를 구체적으로 나타낸 모식도이다.
[부호의 설명]
100: 파우치형 이차전지의 상부시트 또는 하부시트
101: 내부층
102: 접착체층
103: 금속층
104: 부식방지층
105: 외부층
106: 폴리머 코팅층
201, 202: 파우치형 이차전지의 전극 단자
203: 폴리머 코팅층
204: 도포 헤드
204a: 스펀지 도포 헤드
204b: 롤러 도포 헤드
205: 도포 물질 저장용기
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
먼저, 본 발명은 상부 시트와 하부 시트가 접합되어 형성된 파우치형 케이스; 및 상기 파우치형 케이스 내부에 수납되는 전극조립체를 포함하는 이차전지에 있어서, 상기 상부 시트 및 하부 시트가 접합된 파우치형 케이스 외주면 상에 밀봉성을 향상시키기 위한 폴리머 코팅층을 추가로 포함하는 파우치형 이차전지를 제공한다.
구체적으로, 도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 폴리머 코팅층을 포함하는 파우치형 이차전지를 나타낸 모식도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 파우치형 이차전지는 상부 시트 및 하부 시트를 포함하며, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 각각 내부층(101)/접착체층(102)/금속층(103)/부식방지층(104)/외부층(105)으로 이루어져 있으며, 서로 열융착되어 있다.
상기 내부층(101)은 열접착성을 가져 실링재 역할을 하며, 무연신 폴리프로필렌, 폴리프로필렌-부틸렌-에틸렌 삼원 공중합체, 염화 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌과 아크릴산 공중합체 및 폴리프로필렌과 아크릴산의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 접착제층(102)은 금속층(103)과의 접착이 용이하도록 금속층(103)에 접착이 용이한 접착성 수지를 코팅하여 형성되며 내부층(101)과 유사한 물질로 만들어지고, 금속층(103)과의 접착성을 향상시키기 위해 폴리에틸렌프탈레이트, 산 변성(acid modified) 폴리프로필렌 및 산 변성 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 금속층(103)은 기계적 강도를 유지하고, 수분과 산소의 배리어층의 역할을 하며, 철(Fe), 탄소(C), 크롬(Cr), 망간(Mn), 니켈(Ni) 및 알루미늄(Al)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있고, 더욱 국체적으로 알루미늄; 철, 탄소, 크롬 및 망간의 합금; 및 철, 탄소, 크롬 및 니켈의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 외부층(105)은 기재 및 보호층으로 작용하며, 폴리에틸렌, 폴리페닐렌에테르, 폴리이미드, 폴리프로필렌, 캐스티드 폴리프로필렌, 폴리에테르테레프탈레이트 및 폴리페닐렌설파이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 외부층(105)과 금속층(103) 사이에 추가로 부식방지층(104)을 더 포함할 수 있다.
상기 부식방지층(104)은 전해액에 의해 발생하는 부식에 대해 내성을 갖는 층이며, 지르코늄, 크롬 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전극조립체는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극탭들은 전극조립체의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극단자는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극탭들과 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지 본체와 외부와의 전기적 연결을 위해 파우치형 이차전지의 외부로 일부가 노출되어 있다.
한편, 상기 파우치형 이자전지의 경우, 전지를 1차 포메이션 한 다음, 최초 충,방전시 발생되는 가스를 제거하기 위한 디개싱 공정 후, 가스포집부를 절단하여 제거하고, 전지를 2차 포메이션하는 공정을 실시한다. 이때, 상기 절단 공정 시 파우치형 케이스를 이루는 금속층이 노출되면서 부식되어 포장재 능력을 상실하게 됨에 따라, 수분 침투 및 전해액 손실이 발생하면서, 전지 성능 저하 및 안전성이 저하된다.
이에, 본 발명에서는 이러한 문제점을 개선하고자, 상기 상부 시트 및 하부 시트가 접합된 파우치형 케이스 외주면 상에 밀봉성을 향상시키기 위해, 상기 2차 포메이션 공정 전 또는 후에 파우치형 케이스 외주면 상에 폴리머 코팅층(106)을 추가로 형성함으로써, 파우치형 케이스를 이루는 금속층이 다른 금속 물질과 통전되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 후속 공정 시에 파우치형 케이스의 외측면을 보호할 수 있어 후속 공정에 따른 악영향을 방지할 수 있다.
이때, 상기 폴리머 코팅층의 형성 위치는 특별히 한정하지 않으나, 도 1b에 도시한 바와 같이 전극 단자가 돌출되는 면과 수직인 외주면에만 단독으로 형성되거나, 전극조립체의 전극 단자가 돌출되는 면과 수평인 외측면에 선택적으로 형성될 수도 있으나, 도 1a에 도시한 바와 같이 파우치형 케이스 전체 외주면에 형성되는 것이 가장 바람직하다. 이때, 상기 전극 단자는 양극단자 및 음극단자를 포함할 수 있으며, 전극조립체의 동일 측변에 배치될 수 있고, 상호 대향하는 양측변상에 각각 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 전극단자는 상호 전기적으로 접촉되지 않도록 전지셀의 일변, 대향하는 양변에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 파우치형 이차전지에 있어서, 상기 폴리머는 도포 후 경화되어 절연 특성을 발생하는 모든 폴리머 종류를 포함할 수 있고, 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 구체적으로 UV 경화성 폴리머 또는 열 경화성 폴리머일 수 있다.
구체적으로, 상기 UV 경화성 폴리머는 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 유기 이소시아네이트 화합물 및 폴리락톤계 화합물로 변성된 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 단일물 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 열 경화성 폴리머는 에폭시 알킬 (메트)아크릴레이트, 알릴 글리시딜 에테르, 알릴 글리시딜 에스테르, 아릴 글리시딜 에테르, 아릴 글리시딜 에스테르, 글리시딜 5-노보넨-2-메틸-2-카복실레이트 (엔도, 엑소 혼합물), 1,2-에폭시-5-헥센, 1,2-에폭시-9-데센, 글리시딜 (메트)아크릴레이트, 글리시딜 α-에틸(메트)아크릴레이트, 글리시딜 α-n-프로필(메트)아크릴레이트, 글리시딜 α-n-부틸(메트)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메트)아크릴레이트, 3,4-에폭시부틸 (메트)아크릴레이트, 4,5-에폭시펜틸 (메트)아크릴레이트, 5,6-에폭시헵틸(메트)아크릴레이트 및 6,7-에폭시헵틸 α-에틸아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 단일물 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리머 코팅층(106)의 두께는 특별히 제한하지 않으며, 코팅층을 형성하는 폴리머의 종류에 따라 수분 침투가 제한되는 두께를 최소두께로 하며, 파우치형 이차전지의 외관 규격을 벗어나지 않는 범위내에서 두꺼울수록 유리하다.
또한, 본 발명은 전극조립체를 수납하는 수납부와 상기 수납부와 연결되며 상기 수납부 내부에서 발생하는 가스를 포집하는 가스포집부를 구비한 파우치형 케이스를 준비하는 단계; 상기 파우치형 케이스 내부에 전극조립체를 수납하는 단계;상기 파우치형 케이스 주변부를 열융착하여 밀봉하는 단계; 상기 파우치형 케이스 내부에 전해액을 주입하는 단계; 이차전지를 활성화시키고, 상기 활성화 과정에서 발생된 가스를 상기 가스포집부를 통해 포집하는 단계; 상기 수납부와 가스포집부의 경계부를 열융착하는 단계; 상기 가스포집부를 절단하여 제거하는 단계; 및 상기 전극조립체가 수납된 파우치형 케이스 외주면 상에 폴리머 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 파우치형 이차전지의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 방법에서 상기 폴리머 코팅층을 형성하는 단계는 2차 전지 포메이션 공정 전 또는 후에 실시할 수 있으나, 2차 전지 포메이션 공정 후 실시하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 폴리머 코팅층은 접촉식 도포 방법에 의해 수행될 수 있다.
상기 접촉식 도포 방법은 스펀지 도포 헤드 또는 롤러 도포 헤드를 이용하여 수행될 수 있다. 특히, 본 발명의 폴리머 코팅층은 물 또는 유기 용매 등에 폴리머를 용해한 상태에서 코팅하기 때문에, 도포 방법을 특별하지 제한하지 않으며, 적절히 이용하여 실시할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법은 상기 폴리머 코팅층 형성 후, 이를 건조하기 위한 통상적인 열 건조 공정을 추가로 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법에서 접착식 도포 방법을 나타낸 모식도이다.
도 2를 참조하면, 디개싱 공정 후, 가스포집부를 제거하고, 2차 전지 포메이션을 실시한 다음, 노출된 파우치형 케이스 외주면 전면에 폴리머 코팅층(203)을 형성한다.
이때, 상기 폴리머 코팅층은 형성 위치를 특별히 한정하지 않으나, 전극 단자(201, 202)가 돌출되는 면과 수직인 외주면에만 단독으로 형성되거나, 전극조립체의 전극 단자가 돌출되는 면과 수평인 외측면에 선택적으로 형성될 수 있으나, 파우치형 케이스 전체 외주면에 형성되는 것이 가장 바람직하다.
상기 폴리머 코팅층은 접촉식 도포 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
즉, 도포 헤드(204)와 폴리머 물질이 저장된 용기(205)를 구비한 도포 장치를 파우치형 케이스의 외주면에 접촉시킨 후, 외주면을 따라 코팅하면서 형성할 수 있다.
상기 접촉식 도포 헤드(204)는 도 3a에 도시한 바와 같이 스펀지 도포 헤드(204a) 또는 도 3b에 도시한 바와 같이 섬유계 재료를 롤러 도포 헤드(204b)를 이용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 상부 시트와 하부 시트가 접합되어 형성된 파우치형 케이스; 및
    상기 파우치형 케이스 내부에 수납되는 전극조립체를 포함하는 이차전지에 있어서,
    상기 상부 시트 및 하부 시트가 접합된 파우치형 케이스 외주면 상에 밀봉성을 향상시키기 위한 폴리머 코팅층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부시트 및 하부시트는 각각 내부층, 금속층 및 외부층을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리머는 UV 경화성 폴리머 또는 열 경화성 폴리머인 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 UV 경화성 폴리머는 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 유기 이소시아네이트 화합물 및 폴리락톤계 화합물로 변성된 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 열경화성 폴리머는 에폭시 알킬 (메트)아크릴레이트, 알릴 글리시딜 에테르, 알릴 글리시딜 에스테르, 아릴 글리시딜 에테르, 아릴 글리시딜 에스테르, 글리시딜 5-노보넨-2-메틸-2-카복실레이트 (엔도, 엑소 혼합물), 1,2-에폭시-5-헥센, 1,2-에폭시-9-데센, 글리시딜 (메트)아크릴레이트, 글리시딜 α-에틸(메트)아크릴레이트, 글리시딜 α-n-프로필(메트)아크릴레이트, 글리시딜 α-n-부틸(메트)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메트)아크릴레이트, 3,4-에폭시부틸 (메트)아크릴레이트, 4,5-에폭시펜틸 (메트)아크릴레이트, 5,6-에폭시헵틸(메트)아크릴레이트 및 6,7-에폭시헵틸 α-에틸아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리머 코팅층은 상기 전극조립체의 전극 단자가 돌출되는 면과 수직인 외주면에 형성하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리머 코팅층은 상기 전극조립체의 전극 단자가 돌출되는 면과 수평인 외주면에 형성하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴리머 코팅층은 상부 시트 및 하부 시트가 접합된 파우치형 케이스 전체 외주면에 형성하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  9. 전극조립체를 수납하는 수납부와 상기 수납부와 연결되며 상기 수납부 내부에서 발생하는 가스를 포집하는 가스포집부를 구비한 파우치형 케이스를 준비하는 단계;
    상기 파우치형 케이스 내부에 전극조립체를 수납하는 단계;
    상기 파우치형 케이스 주변부를 열융착하여 밀봉하는 단계;
    상기 파우치형 케이스 내부에 전해액을 주입하는 단계;
    이차전지를 활성화시키고, 상기 활성화 과정에서 발생된 가스를 상기 가스포집부를 통해 포집하는 단계;
    상기 수납부와 가스포집부의 경계부를 열융착하는 단계;
    상기 가스포집부를 절단하여 제거하는 단계; 및
    상기 전극조립체가 수납된 파우치형 케이스 외주면 상에 폴리머 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 파우치형 이차전지의 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 폴리머 코팅층은 접촉식 도포 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 접촉식 도포 방법은 스펀지 도포 헤드 또는 롤러 도포 헤드를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
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