KR101060378B1 - Lithium polymer secondary battery packaging material and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법 및 그에 따라 제조된 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재를 제공한다. The present invention provides a method for producing a packaging material for a lithium polymer secondary battery and a packaging material for a lithium polymer secondary battery manufactured accordingly.

본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법은 인산 크로메이트 수용액에 아질산(HNO2)을 첨가하여 상기 수용액에 존재하는 크롬 이온을 3가 크롬 이온으로 환원시키는 단계; 상기 환원된 인산 크로메이트(3가) 수용액에 인산 알루미늄을 혼합하여 화성처리액을 준비하는 단계; 및 알루미늄 합금 소재로 이루어진 배리어층의 일측면에 상기 인산 크로메이트(3가) 및 인산 알루미늄을 포함하는 화성처리액으로 처리하여 부식방지층을 형성시키는 단계;를 포함한다.Method for producing a packaging material for a lithium polymer secondary battery of the present invention comprises the steps of reducing chromium ions present in the aqueous solution to trivalent chromium by adding nitrous acid (HNO 2 ) to the aqueous solution of phosphate chromate; Preparing a chemical conversion solution by mixing aluminum phosphate with the reduced phosphate chromate (trivalent) aqueous solution; And treating the barrier layer made of an aluminum alloy with a chemical conversion treatment solution including chromate phosphate (trivalent) and aluminum phosphate to form a corrosion preventing layer.

본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법은 화학적 활성이 높은 6가 크롬 이온을 화학적으로 안정한 3가 크롬 이온으로 환원시키고, 인산 알루미늄을 첨가하여 제조된 화성처리액을 사용하여 배리어층 상에 화학적으로 안정한 부식방지층을 형성시킴으로 배리어층과 부식방지층, 및 부식방지층과 프라이머층 간의 층간 결합력이 증가된 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재를 제조할 수 있다.In the method of manufacturing a packaging material for a lithium polymer secondary battery of the present invention, chemically active hexavalent chromium ions are reduced to chemically stable trivalent chromium ions, and chemically formed on the barrier layer using a chemical conversion treatment solution prepared by adding aluminum phosphate. By forming a stable anti-corrosion layer, it is possible to manufacture a packaging material for a lithium polymer secondary battery with increased interlayer bonding force between the barrier layer, the anti-corrosion layer, and the anti-corrosion layer and the primer layer.

배리어층, 부식방지층, 프라이머층, 최내층, 접착층, 기재층 Barrier layer, corrosion prevention layer, primer layer, innermost layer, adhesive layer, substrate layer

Description

리튬 폴리머 이차 전지용 포장재 및 그 제조방법{Packing material for lithium polymer secondary battery and manufacturing method thereof}Packaging material for lithium polymer secondary battery and manufacturing method

본 발명은 리튬폴리머 이차 전지용 포장재 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a packaging material for a lithium polymer secondary battery and a method of manufacturing the same.

역사적으로 납(Lead-acid) 축전지, 니카드(Ni-Cd) 전지, 니켈수소(Ni-MH) 전지가 소형 이차 전지로 많이 사용되었다. 휴대용, 무선전자 제품들의 개발이 증가하는 현재 추세로 볼 때, 이들 제품들을 소형화하고, 경량화하기 위해 에너지 밀도가 높은 이차 전지의 필요성이 크게 대두되고 있다.Historically, lead-acid batteries, Ni-Cd batteries, and nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries have been widely used as small secondary batteries. With the current trend of increasing the development of portable and wireless electronic products, there is a great need for a secondary battery having high energy density to miniaturize and lighten these products.

이와 같은 요구를 충족시킬 수 있는 전지로 현재 리튬이온 이차 전지가 사용되고 있다. 리튬이온 이차 전지는 에너지 밀도가 높고, 작동 전압이 높을 뿐 아니라, 우수한 보존 및 수명 특성을 보이는 등 많은 장점을 지니고 있어, 개인용 컴퓨터(Personal Computer), 캠코더(Camcorder), 또는 휴대용 전화기(Cellular phone)나, 휴대용 CD 플레이어와 PDA 등 개인용 무선 전자제품에 폭넓게 사용되고 있다.Lithium-ion secondary batteries are currently used as batteries that can meet such demands. Lithium-ion secondary batteries have many advantages, such as high energy density, high operating voltage, excellent retention and lifespan characteristics, and can be used in personal computers, camcorders, or cellular phones. It is widely used in personal wireless electronic products such as portable CD players and PDAs.

이러한 리튬이온 이차 전지에는 LiPF6 유기용매로 구성된 액체 전해질이 사용된다. In such a lithium ion secondary battery, a liquid electrolyte composed of a LiPF 6 organic solvent is used.

이러한 액체 전해질을 사용하기 때문에 리튬이온 이차 전지는 전해액이 새어 나오는 것을 막고 폭발의 위험성을 감소시키기 위해 도1에 도시된 바와 같이 알루미늄 캔을 포장 재료로 사용한다. Because of using such a liquid electrolyte, a lithium ion secondary battery uses an aluminum can as a packaging material as shown in FIG. 1 to prevent leakage of the electrolyte and reduce the risk of explosion.

따라서, 리튬이온 이차 전지는 포장 재료로 사용되는 알루미늄 캔으로 인해 무게가 무겁고 부피가 클 수 밖에 없고, 이러한 알루미늄 캔을 사용한다고 하더라도 이온상태의 액체 전해질을 사용하기 때문에 폭발의 위험이 상존하고 있어 안전성이 낮은 단점이 있다. 그에 따라, 이러한 안전성 향상과 부피를 감소시키면서 에너지 밀도를 더욱 높이기 위한 업체들의 연구개발을 끊임없이 이어지고 있다.Therefore, the lithium ion secondary battery is heavy and bulky due to the aluminum can used as a packaging material, and even if the aluminum can is used, the risk of explosion exists because it uses an ionic liquid electrolyte. This has a low disadvantage. As a result, the company continues to research and development to further increase energy density while reducing safety and volume.

최근 이러한 리튬이온 이차 전지의 단점을 개선 보완한 전지로서 리튬 폴리머 이차 전지가 개발되고 있다. Recently, a lithium polymer secondary battery has been developed as a battery which improves and supplements the disadvantages of the lithium ion secondary battery.

리튬 폴리머 이차 전지는 리튬이온 이차 전지의 단점을 보완하여 전해질로 겔형 고분자 전해질을 사용하거나, 분리막에 액체 전해질을 함침하여 사용하기 때문에 전해액이 새어 나올 염려가 적다. The lithium polymer secondary battery uses a gel polymer electrolyte as an electrolyte to compensate for the shortcomings of the lithium ion secondary battery, or the liquid electrolyte is impregnated with the separator, so there is little concern about leakage of the electrolyte.

따라서, 전지 외장을 알루미늄 캔을 사용하는 리튬이온 이차 전지와는 달리 리튬폴리머 이차 전지는 외장재를 파우치 형태로 할 수 있어 전지를 경량화 할 수 있고, 이를 통해 전지를 생산할 때 생산단가를 절감할 수 있으며, 전지의 형상을 다양하게 할 수 있어 제품경쟁력을 한 차원 끌어 올릴 수 있다. 무엇보다도 리튬폴리머 이차 전지는 포장재로 라미네이트 파우치를 사용하기 때문에 리튬폴리머 이차 전지를 박형화 하여 전지 두께를 1㎜이하로 줄일 수 있는 장점이 있다. Therefore, unlike lithium-ion secondary batteries that use aluminum cans as the battery casing, lithium polymer secondary batteries can be pouched in the form of an exterior material, thereby reducing the weight of the battery and thereby reducing production costs. In addition, the shape of the battery can be varied, thereby enhancing the product competitiveness. Above all, since the lithium polymer secondary battery uses a laminate pouch as a packaging material, the lithium polymer secondary battery can be thinned to reduce the thickness of the battery to 1 mm or less.

이러한 장점을 갖는 리튬 폴리머 이차 전지의 구조를 살펴보면, 도 2에 도시 된 바와 같이 포장재인 라미네이트 알루미늄 파우치가 금속인 전극단자(양극: Al, 음극: Ni 또는 Cu)에 연결되어 있고, 내부에 전해질이 충전되어 있다.Looking at the structure of the lithium polymer secondary battery having this advantage, as shown in Figure 2, the laminated aluminum pouch as a packaging material is connected to the electrode terminal (anode: Al, cathode: Ni or Cu) is a metal, the electrolyte inside It is charged.

그런데, 상기 내부 전해질은 수분에 노출되게 되면, 가수분해에 의해 산과 열이 발생하고, 공기 중에 노출되게 되면, 수소와 결합하여 강산성의 독성 가스(Gas)가 발생하여 전지가 폭발할 위험이 있다. However, when the internal electrolyte is exposed to moisture, acid and heat are generated by hydrolysis, and when exposed to air, a strong acid toxic gas (Gas) is generated by combining with hydrogen, causing the battery to explode.

또한, 이 전해질에 있는 불산(HF)은 침투력이 강하여 파우치의 최내층인 폴리프로필렌 필름층을 통과하여 알루미늄 박막층에 도달하게 되고, 알루미늄 박막층 표면을 용해, 부식하게 된다. 이렇게 알루미늄 박막층의 표면이 부식되게 되면 상기 알루미늄 박막층과 최내층의 접착력이 떨어져 상기 최내층이 박리되게 되고, 내부 전해질이 공기나 수분에 더욱 많이 노출되게 되어 전지가 폭발할 위험이 증가한다.In addition, hydrofluoric acid (HF) in the electrolyte has a high penetration force, and passes through the polypropylene film layer, which is the innermost layer of the pouch, to reach the aluminum thin film layer, and dissolve and corrode the aluminum thin film layer surface. When the surface of the aluminum thin film layer is corroded, the adhesion between the aluminum thin film layer and the innermost layer is reduced, and the innermost layer is peeled off, and the internal electrolyte is more exposed to air or moisture, thereby increasing the risk of battery explosion.

이렇게 내부 전해질에 의해 발생하는 포장재 내층의 박리를 방지하기 위해서 알루미늄 박막층의 표면을 화성처리액으로 처리한 후, 열가소성 수지와 합지하여 포장재를 제조하고 있다.In order to prevent the peeling of the inner layer of the packaging material generated by the internal electrolyte, the surface of the aluminum thin film layer is treated with a chemical conversion treatment solution, and then laminated with a thermoplastic resin to produce a packaging material.

상기 화성처리액은 알루미늄 박막층에 단단히 결합하여 내부 전해질이 알루미늄 박막층에 침투하는 것을 방지하는 역할을 수행하는데, 현재 가장 많이 사용되고 있는 화성처리액 성분인 인산 크로메이트는 2내지 6가의 크롬 이온이 혼합되어 존재하는 혼합 형태의 인산 크로메이트가 사용된다. The chemical treatment solution is firmly bonded to the aluminum thin film layer and serves to prevent the internal electrolyte from penetrating the aluminum thin film layer. Phosphate chromate, which is the most commonly used chemical composition solution, is present in a mixture of 2 to 6 valent chromium ions. A mixed form of phosphate chromate is used.

그런데, 이 중에서 3가 크롬 이온을 제외한 다른 크롬 이온들은 화학적인 활성이 높기 때문에 종래 사용되던 인산 크로메이트 화성처리액을 알루미늄 박막층에 처리하여 화성처리층을 형성시키면 이 화성처리층에 존재하는 6가 크롬 이온 등으로 인하여 포장재 내층에 박리가 발생할 우려가 있고, 이들 이온들이 생체 독성도 강해 제조과정에서 인체에 영향을 미칠 수 있는 단점이 있다. However, among other chromium ions except trivalent chromium ions have high chemical activity, the hexavalent chromium present in the chemical conversion layer is formed by treating the aluminum thin film layer with a phosphate chromate conversion solution used in the prior art. Peeling may occur in the inner layer of the packaging material due to ions, and these ions have a disadvantage of strong biotoxicity, which may affect the human body in the manufacturing process.

또한, 포장재를 구성하는 알루미늄 박막층, 화성처리액으로 처리하여 형성된 화성처리층, 및 내부 전해질과 접촉하는 최내층은 각 층간의 접착 강도가 뛰어나야 하며, 이들이 결합하여 제조된 포장재는 다양하게 전지의 형상을 변경하여야 할 필요에 맞추어 얇으면서도 성형성이 좋을 것이 요구되고 있다.In addition, the aluminum thin film layer constituting the packaging material, the chemical conversion treatment layer formed by treatment with the chemical treatment solution, and the innermost layer in contact with the internal electrolyte must have excellent adhesive strength between the respective layers. In order to meet the need to change the thickness, it is required to have good moldability.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 배리어층과 부식방지층, 및 부식방지층과 프라이머층 간의 층간 결합력이 증가되어 박리가 발생하지 않는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법을 제공하고자 한다.In order to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a packaging material for a lithium polymer secondary battery that does not cause peeling due to an increase in the interlayer bonding force between the barrier layer and the anti-corrosion layer and the anti-corrosion layer and the primer layer. do.

또한, 본 발명의 다른 목적은 포장재의 제조 시에 6가 크롬 이온에 의해 포장재나 작업장 주위가 오염되는 것을 방지하고, 이를 통해6가 크롬 이온으로부터 작업자를 보호할 수 있는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법을 제공하고자 한다.In addition, another object of the present invention is to prepare a packaging material for a lithium polymer secondary battery that can prevent the contamination of the packaging material or the work place by the hexavalent chromium ion at the time of manufacturing the packaging material, thereby protecting the operator from the hexavalent chromium ion. To provide a method.

그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 성형성이 좋은 소재들인 폴리아마이드 필름, 알루미늄 합금, 변성 폴리프로필렌 계열의 프라이머 수지, 및 폴리프로필렌 수지들을 적층하고, 이들의 결합 강도를 최대화하여 이차 전지용 포장재를 제조함으로써 다양한 전지의 형상에 맞추어 자유 자재로 성형할 수 있는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법을 제공하고자 한다. Another object of the present invention is to laminate polyamide films, aluminum alloys, modified polypropylene-based primer resins, and polypropylene resins, which are good moldability materials, and to maximize their bonding strength to manufacture secondary battery packaging materials. By providing a method of manufacturing a packaging material for a lithium polymer secondary battery that can be freely molded according to the shape of a variety of batteries.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 이차 전지 내부 전해액에 대한 내전해액성 및 내식성이 우수하고, 이차 전지 제조 시에 가공 및 성형이 용이하며, 장기간 사용시에도 크랙과 핀홀이 발생하지 않는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재를 제공하고자 한다.In addition, another object of the present invention is a lithium polymer secondary battery, which has excellent electrolyte resistance and corrosion resistance to an internal electrolyte solution of a secondary battery, is easily processed and formed during the manufacture of a secondary battery, and does not generate cracks and pinholes even after long-term use. We want to provide a packaging material.

위와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 리튬 폴리머 이 차 전지용 포장재 제조방법은 인산 크로메이트 수용액에 아질산(HNO2)을 첨가하여 상기 수용액에 존재하는 크롬 이온을 3가 크롬 이온으로 환원시키는 단계; 상기 환원된 인산 크로메이트(3가) 수용액에 인산 알루미늄을 혼합하여 화성처리액을 준비하는 단계; 알루미늄 합금 소재로 이루어진 배리어층의 일측면에 상기 인산 크로메이트(3가) 및 인산 알루미늄을 포함하는 화성처리액으로 처리하여 부식방지층을 형성시키는 단계; 상기 부식방지층에 변성 폴리프로필렌 계열의 프라이머 수지를 코팅하여 프라이머층을 형성시키는 단계; 상기 배리어층의 타측면에 접착제를 도포하고 드라이 라미네이션 방식으로 폴리에스테르 필름 또는 폴리아마이드 필름과 합지하여 기재층을 형성시키는 단계; 및 상기 프라이머층 상에 폴리프로필렌 수지를 합지하여 최내층을 형성시키는 단계;를 포함한다.Lithium polymer secondary battery packaging material manufacturing method according to an aspect of the present invention for achieving the above object is to reduce the chromium ions in the aqueous solution to trivalent chromium by adding nitrous acid (HNO 2 ) to the aqueous solution of phosphate chromate. step; Preparing a chemical conversion solution by mixing aluminum phosphate with the reduced phosphate chromate (trivalent) aqueous solution; Forming an anti-corrosion layer on one side of a barrier layer made of an aluminum alloy with a chemical treatment solution containing chromate phosphate (trivalent) and aluminum phosphate; Forming a primer layer by coating a modified polypropylene-based primer resin on the corrosion prevention layer; Applying an adhesive to the other side of the barrier layer and laminating with a polyester film or a polyamide film in a dry lamination manner to form a base layer; And laminating a polypropylene resin on the primer layer to form an innermost layer.

바람직하게, 상기 화성처리액은 인산 크로메이트(3가) 100중량부 대비 5 내지 10 중량부의 인산 알루미늄이 혼합된 것이 좋다.Preferably, the chemical conversion solution is mixed with 5 to 10 parts by weight of aluminum phosphate relative to 100 parts by weight of phosphate chromate (trivalent).

바람직하게, 상기 알루미늄 합금 소재는 철(Fe) 함량이 1.2 중량% 내지 1.7 중량%인 A8000 시리즈 알루미늄 합금일 수 있다.Preferably, the aluminum alloy material may be an A8000 series aluminum alloy having an iron (Fe) content of 1.2 wt% to 1.7 wt%.

바람직하게, 상기 알루미늄 합금 소재는 30내지 70㎛의 두께일 수 있다.Preferably, the aluminum alloy material may be a thickness of 30 to 70㎛.

바람직하게, 상기 최내층을 형성시키는 단계는 상기 프라이머층 상에 변성 폴리프로필렌 계열의 수지를 용융 압출시키면서 무연신 폴리프로필렌 필름을 합지하는 압출 라미네이션 방식일 수 있다. Preferably, the forming of the innermost layer may be an extrusion lamination method of laminating an unstretched polypropylene film while melt extruding a modified polypropylene-based resin on the primer layer.

본 발명의 다른 특징에 따른 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재는 알루미늄 합 금 소재로 이루어진 배리어층; 상기 배리어층의 일측면에 형성되고, 인산 크로메이트(3가) 및 인산 알루미늄을 포함하는 부식방지층; 상기 부식방지층 상에 형성되고, 변성 폴리프로필렌 계열의 프라이머 수지로 이루어진 프라이머층; 상기 프라이머층 상에 형성되고, 폴리프로필렌 수지로 이루어진 최내층; 및 상기 배리어층의 타측면에 형성되고, 폴리에스테르 필름 또는 폴리아마이드 필름으로 이루어진 기재층;을 포함한다.Lithium polymer secondary battery packaging material according to another aspect of the present invention is a barrier layer made of an aluminum alloy material; A corrosion prevention layer formed on one side of the barrier layer and including chromate phosphate (trivalent) and aluminum phosphate; A primer layer formed on the anti-corrosion layer and made of a modified polypropylene-based primer resin; An innermost layer formed on the primer layer and made of a polypropylene resin; And a base layer formed on the other side of the barrier layer and comprising a polyester film or a polyamide film.

바람직하게, 상기 알루미늄 합금 소재는 철(Fe) 함량이 1.2 중량% 내지 1.7 중량%인 A8000 시리즈 알루미늄 합금일 수 있다.Preferably, the aluminum alloy material may be an A8000 series aluminum alloy having an iron (Fe) content of 1.2 wt% to 1.7 wt%.

바람직하게, 상기 알루미늄 합금 소재는 30내지 70㎛의 두께일 수 있다.Preferably, the aluminum alloy material may be a thickness of 30 to 70㎛.

본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법은 화학적 활성이 높은 6가 크롬 이온을 화학적으로 안정한 3가 크롬 이온으로 환원시켜서 제조된 화성처리액을 사용하여 알루미늄 합금으로 이루어진 배리어층 상에 화학적으로 안정한 부식방지층을 형성시킴으로 배리어층과 부식방지층, 및 부식방지층과 프라이머층 간의 층간 결합력이 증가하게 되어 박리가 발생하지 않는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재를 제조할 수 있다. The method for manufacturing a packaging material for a lithium polymer secondary battery of the present invention is chemically stable on a barrier layer made of aluminum alloy using a chemical conversion treatment liquid prepared by reducing hexavalent chromium ions having high chemical activity into chemically stable trivalent chromium ions. By forming the anti-corrosion layer, the barrier layer, the anti-corrosion layer, and the interlayer bond strength between the anti-corrosion layer and the primer layer may be increased, thereby making it possible to manufacture a packaging material for a lithium polymer secondary battery in which peeling does not occur.

또한, 본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법은 인체에 유해한 영향을 미치는 6가 크롬 이온을 인체에 무해한 3가 크롬 이온으로 환원시킨 화성처리액을 사용하여 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재를 제조함으로써, 포장재의 제조 시에 6가 크롬 이온에 의해 포장재나 작업장 주위가 오염되는 것을 방지할 수 있고, 6가 크롬으로부터 작업자를 보호할 수 있다.In addition, the manufacturing method of the packaging material for a lithium polymer secondary battery of the present invention by producing a packaging material for a lithium polymer secondary battery using a chemical conversion treatment solution of reducing hexavalent chromium ions that have a harmful effect on the human body to trivalent chromium ions that are harmless to the human body, It is possible to prevent contamination of the packaging material and the surroundings of the workplace by hexavalent chromium ions during the manufacture of the packaging material, and protect the worker from hexavalent chromium.

그리고, 본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법은 알루미늄 합금으로 이루어진 배리어층 상에 인산 알루미늄을 포함하는 화성처리액으로 부식방지층을 형성시킴으로써 배리어층에 존재하는 알루미늄 재질과 화성처리액에 존재하는 알루미늄 이온간의 상호 작용에 의해 배리어층과 부식방지층 간의 결합력을 더욱 증가시킬 수 있다.In addition, in the method for manufacturing a packaging material for a lithium polymer secondary battery of the present invention, an anticorrosion layer is formed of a chemical conversion solution containing aluminum phosphate on a barrier layer made of an aluminum alloy, thereby presenting the aluminum material present in the barrier layer and the chemical conversion solution. The interaction between the aluminum ions may further increase the bonding force between the barrier layer and the corrosion protection layer.

또한, 본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법은 인산 크로메이트(3가)와 인산 알루미늄을 포함하는 화성처리액으로 처리하여 형성된 부식방지층에 분산상의 변성 폴리프로필렌계 수지로 코팅하여 프라이머층을 형성시킴으로써, 부식방지층과 최내층의 층간 결합력을 더욱 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 부식방지층과 최내층을 압출 라미네이션 방식을 통하여 손쉽게 합지할 수 있고, 이를 통해 제조된 포장재를 리튬 폴리머 이차 전지에 적용시키면 포장재의 최내층이 박리되지 않고, 전지 내부의 전해질이 완벽하게 밀봉되어, 리튬 폴리머 이차 전지가 폭발할 위험이 감소된다. In addition, the method for manufacturing a packaging material for a lithium polymer secondary battery of the present invention is coated with a dispersed phase modified polypropylene resin on a corrosion resistant layer formed by treatment with a chemical treatment solution containing chromate phosphate (trivalent) and aluminum phosphate to form a primer layer. By doing so, the interlayer bonding force between the corrosion preventing layer and the innermost layer can be further increased. Therefore, the anti-corrosion layer and the innermost layer can be easily laminated through an extrusion lamination method. When the packaging material prepared through this is applied to a lithium polymer secondary battery, the innermost layer of the packaging material is not peeled off, and the electrolyte inside the battery is completely sealed. Thus, the risk of explosion of the lithium polymer secondary battery is reduced.

그리고, 본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법은 성형성이 좋은 소재들인 폴리아마이드 필름, 알루미늄 합금, 변성 폴리프로필렌 계열의 프라이머 수지, 및 폴리프로필렌 수지들을 결합시키고, 이들의 결합 강도를 최대화하여 이차 전지용 포장재를 제조함으로써 다양한 전지의 형상에 맞추어 자유 자재로 성형할 수 있는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재를 제조할 수 있다.In addition, the method for manufacturing a packaging material for a lithium polymer secondary battery of the present invention combines polyamide films, aluminum alloys, modified polypropylene-based primer resins, and polypropylene resins, which are good moldability materials, and maximizes the bonding strength thereof. By manufacturing the secondary battery packaging material, it is possible to produce a lithium polymer secondary battery packaging material which can be freely molded to suit the shape of various batteries.

또한, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재는 이차 전지 내부 전해액에 대한 내전해액성 및 내식성이 우수하고, 이차 전지 제조 시에 가공 및 성형이 용이하며, 장기간 사용시에도 크랙과 핀홀이 발생하지 않는다.In addition, the packaging material for a lithium polymer secondary battery manufactured by the manufacturing method of the present invention is excellent in electrolyte resistance and corrosion resistance with respect to the internal electrolyte solution of the secondary battery, is easy to process and form during the manufacture of the secondary battery, and cracks and pinholes for long-term use This does not happen.

본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법은 포장재를 구성하는 층들간의 결합력을 증가시키고, 이차 전지 내부의 전해액에 의한 포장재 내층의 박리를 방지하며, 6가 크롬 이온에 의한 포장재의 품질 저하를 방지하기 위하여, 6가 크롬 이온이 혼합되어 존재하는 인산 크로메이트 수용액에 아질산(HNO2)을 첨가하여 상기 수용액에 존재하는 크롬 이온을 3가 크롬 이온으로 환원시키고, 상기 환원된 인산 크로메이트(3가) 수용액에 인산 알루미늄을 혼합하여 화성처리액을 준비한 후, 이를 알루미늄 합금 소재로 이루어진 배리어층의 일측면에 처리하여 부식방지층을 형성시킨다. The manufacturing method of the packaging material for a lithium polymer secondary battery of the present invention increases the bonding force between the layers constituting the packaging material, prevents peeling of the inner layer of the packaging material by the electrolyte solution inside the secondary battery, and reduces the quality of the packaging material due to hexavalent chromium ions. In order to prevent, nitrous acid (HNO 2 ) is added to the phosphate chromate solution in which hexavalent chromium is mixed to reduce chromium ions present in the aqueous solution to trivalent chromium ions, and the reduced phosphate chromate (trivalent) After preparing a chemical treatment solution by mixing aluminum phosphate in an aqueous solution, it is treated on one side of a barrier layer made of an aluminum alloy material to form a corrosion protection layer.

이하, 도 3및 도4을 참고하여, 본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재(100)의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.3 and 4, the manufacturing method of the lithium polymer secondary battery packaging material 100 of the present invention will be described in detail.

도 3을 참조하면, 본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재(100)의 제조방법은 6가 크롬 이온이 혼합되어 존재하는 인산 크로메이트 수용액에 아질산(HNO2)을 첨가하여 상기 화성처리액에 존재하는 크롬 이온을 3가 크롬 이온으로 환원시키는 단계; 상기 환원된 인산 크로메이트(3가) 수용액에 인산 알루미늄을 혼합하여 화성처리액을 준비하는 단계; 알루미늄 합금 소재로 이루어진 배리어층(110)의 일측면 에 상기 인산 크로메이트(3가) 및 인산 알루미늄을 포함하는 화성처리액으로 처리하여 부식방지층(120)을 형성시키는 단계; 상기 부식방지층(120)에 변성 폴리프로필렌 계열의 프라이머 수지를 코팅하여 프라이머층(130)을 형성시키는 단계; 상기 배리어층의 타측면에 접착제를 도포하고 드라이 라미네이션 방식으로 폴리에스테르 필름 또는 폴리아마이드 필름과 합지하여 기재층을 형성시키는 단계; 및 상기 프라이머층 상에 폴리프로필렌 수지를 합지하여 최내층(140)을 형성시키는 단계;를 포함한다.Referring to Figure 3, the manufacturing method of the packaging material for a lithium polymer secondary battery 100 of the present invention by adding nitrous acid (HNO 2 ) to the aqueous solution of chromate phosphate mixed with hexavalent chromium ions present in the chemical conversion treatment chromium Reducing the ions to trivalent chromium ions; Preparing a chemical conversion solution by mixing aluminum phosphate with the reduced phosphate chromate (trivalent) aqueous solution; Forming an anti-corrosion layer 120 on one side of the barrier layer 110 made of an aluminum alloy with a chemical treatment solution containing chromate phosphate (trivalent) and aluminum phosphate; Forming a primer layer 130 by coating a modified polypropylene-based primer resin on the corrosion prevention layer 120; Applying an adhesive to the other side of the barrier layer and laminating with a polyester film or a polyamide film in a dry lamination manner to form a base layer; And laminating a polypropylene resin on the primer layer to form an innermost layer 140.

우선, 본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재(100)의 제조방법은 외부에서 전지 내부로 수증기나 공기의 유입을 방지하고, 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재(100)의 강도 및 성형 형상을 유지하기 위해 알루미늄 합금 재질로 이루어진 배리어층(110)의 일측면을 화성처리액으로 처리하여 부식방지층(120)을 형성시키는 단계를 포함한다.First, the manufacturing method of the lithium polymer secondary battery packaging material 100 of the present invention to prevent the inflow of water vapor or air from the outside into the battery, to maintain the strength and shape of the aluminum polymer secondary battery packaging material 100 And treating the one side of the barrier layer 110 made of a material with a chemical conversion treatment liquid to form the corrosion preventing layer 120.

상기 배리어층(110)은 외부에서 전지 내부로 수증기나 공기의 유입을 방지하고, 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재(100)의 강도를 유지하는 층으로 알루미늄 합금 재질로 이루어진다. 상기 알루미늄 합금은 리튬 2차전지용 파우치 포장재의 생산에 필요한 성형 조건을 만족하는 재질이면 특별히 제한은 없으나, 바람직하게는 철(Fe)함유량이 1.2wt% 내지 1.7wt%인 A8000계열의 알루미늄 합금 재질을 사용하는 것이 좋다. The barrier layer 110 is a layer for preventing the inflow of water vapor or air into the battery from the outside and maintaining the strength of the lithium polymer secondary battery packaging material 100 is made of an aluminum alloy material. The aluminum alloy is not particularly limited as long as it satisfies the molding conditions required for the production of a pouch packaging material for a lithium secondary battery. Preferably, the aluminum alloy of the A8000 series having an iron (Fe) content of 1.2wt% to 1.7wt%. It is good to use.

특히, A8000계열의 A8021재는 성형이 필요치 않는 일반적인 포장재에 사용되는 A1235재에 비하여 가공 시에 결정립 간에 슬립 현상이 적게 발생하여 핀홀 수가 감소되고, 인장강도와 신율이 높아 본 발명의 포장재의 제조에 적합하다.In particular, A8021 of the A8000 series has less slippage between grains during processing than A1235, which is used for general packaging materials that do not require molding, so that the number of pinholes is reduced, and the tensile strength and elongation are high. Do.

상기 알루미늄 합금 재질에서 철(Fe)함유량이 1.2wt% 미만이면 충분한 강도를 유지할 수 없고, 1.7wt%를 초과하면 강도가 증가하는 반면 연신율은 저하되어 성형가공성이 나빠지게 된다. If the iron (Fe) content in the aluminum alloy material is less than 1.2wt%, sufficient strength cannot be maintained. If it exceeds 1.7wt%, the strength is increased while the elongation is lowered, resulting in poor molding processability.

또한, 드로잉(Drawing) 성형성을 확보하기 위한 두께를 갖추기 위해 상기 알루미늄 합금 재질은 30 내지 70 ㎛의 두께를 사용하는 것이 바람직하다. 성형이 필요 없는 3면 씨일링 파우치나 필로우 타입(Pillow Type)과 같은 포장재는 인장강도나 신율에 관계없이 10㎛이하의 두께로 대부분 사용되지만, 본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지의 제조에 사용되는 포장재와 같이 고도의 성형 조건을 요구하는 경우에는 성형성 유지를 위하여 30㎛ 이상의 두께가 바람직하다. 그리고 알루미늄 두께가 70㎛를 초과하는 경우 생산 비용이 높아지고, 전지의 무게가 증가하는 단점이 있어 70㎛ 이하 두께가 바람직하다.In addition, in order to have a thickness for securing drawing formability, the aluminum alloy material may preferably use a thickness of 30 to 70 μm. Packaging materials such as three-sided sealing pouches or pillow types that do not require molding are mostly used with a thickness of 10 μm or less regardless of tensile strength or elongation, but are used for manufacturing a lithium polymer secondary battery of the present invention. In the case of requiring high molding conditions as described above, a thickness of 30 µm or more is preferable in order to maintain moldability. In addition, when the aluminum thickness exceeds 70 μm, the production cost is increased, and the weight of the battery is increased.

상기 배리어층(110)은 전지 내부 전해액에 의해 부식되는 현상을 방지하기 위해 화성처리액으로 처리된다. The barrier layer 110 is treated with a chemical conversion treatment solution to prevent the phenomenon of corrosion by the electrolyte inside the battery.

이렇게 배리어층(110)을 화성처리액으로 처리하여 부식방지층(120)을 형성시키게 되면, 리튬 이차 전지 전해액의 주성분인 LiPF6(Lithium Hexafluorophosphate)나, 용매의 주성분인 카보네이트 계열의 성분들에 의해 알루미늄 합금으로 이루어진 배리어층(110)이 부식되는 현상을 방지할 수 있고, 배리어층(100)에 내부식성 및 내전해액성을 부여할 수 있다. When the barrier layer 110 is treated with a chemical treatment solution to form the corrosion preventing layer 120, aluminum is formed by LiPF 6 (Lithium Hexafluorophosphate), which is a main component of a lithium secondary battery electrolyte, or carbonate-based components, which are a main component of a solvent. Corrosion of the barrier layer 110 made of an alloy may be prevented, and corrosion and electrolyte resistance may be imparted to the barrier layer 100.

이때 사용되는 상기 화성처리액은 인산 크로메이트와 인산 알루미늄 수용액이 혼합되어 준비된다.In this case, the chemical treatment solution used is prepared by mixing chromate phosphate and an aqueous solution of aluminum phosphate.

상기 인산 크로메이트 수용액에는 6가 크롬 이온이 혼합되어 존재하는데, 6가 크롬 이온은 화학적인 활성이 높고 인체에 유독하므로, 6가 크롬 이온이 혼합되어 존재하는 인산 크로메이트 수용액을 3가 크롬 이온으로 환원시켜 사용하는 것이 바람직하다. Hexavalent chromium ions are mixed and present in the chromium phosphate aqueous solution. Since hexavalent chromium has high chemical activity and is toxic to the human body, the phosphate chromate aqueous solution in which hexavalent chromium is mixed is reduced to trivalent chromium ions. It is preferable to use.

상기 6가 크롬이 혼합되어 있는 인산 크로메이트 수용액에 환원제를 첨가하여 3가 크롬으로 환원시킬 수 있는데, 이때 첨가할 수 있는 바람직한 환원제로는 아질산(nitrous acid, HNO2)이 있다.The reducing agent may be reduced to trivalent chromium by adding a reducing agent to the chromium phosphate aqueous solution in which hexavalent chromium is mixed. In this case, a preferable reducing agent may be nitrous acid (nitrous acid, HNO 2 ).

이때, 환원제의 첨가량은 산화환원 전위 측정법, 또는 비색 측정법 등에 의하여 인산 크로메이트 수용액 중의 6가 크롬의 농도를 분석하여 6가 크롬의 당량에 대하여 3 내지 3.5 배의 아질산을 첨가하여 환원시킬 수 있는데, 3배 당량비 이하에서는 6가 크롬이 충분히 3가 크롬으로 환원되지 않으며, 3.5배 당량비 이상으로 첨가하더라도 더 이상 환원이 일어나지 않으므로 3 내지 3.5배의 당량비로 아질산을 첨가하는 것이 바람직하다. At this time, the addition amount of the reducing agent can be reduced by analyzing the concentration of hexavalent chromium in the aqueous solution of chromate phosphate by redox potential measurement or colorimetric measurement, etc. by adding 3 to 3.5 times nitrous acid to the equivalent of hexavalent chromium. Below the equivalence ratio, hexavalent chromium is not sufficiently reduced to trivalent chromium, and even if it is added more than 3.5 times the equivalent ratio, since no further reduction occurs, it is preferable to add nitrous acid at an equivalence ratio of 3 to 3.5 times.

6가 크롬을 환원시키기 위해 첨가된 아질산은 산화-환원 반응 결과 질산(Nitric acid, HNO3)으로 산화되는데, 이렇게 생성되어 인산 크로메이트 수용액에 존재하는 질산이나, 환원제로 첨가된 여분의 아질산은 화성처리액에 포함되어 화성처리액을 배리어층(100)에 코팅한 후 열처리하는 과정에서 용이하게 제거될 수 있 다. The nitrous acid added to reduce the hexavalent chromium is oxidized to nitric acid (HNO 3 ) as a result of the oxidation-reduction reaction. The nitric acid produced in the aqueous phosphate chromate solution or the extra nitrite added as a reducing agent is converted to chemical conversion. It is included in the liquid can be easily removed in the process of heat treatment after coating the chemical conversion treatment solution on the barrier layer (100).

상기 인산 크로메이트(3가) 수용액은 배리어층(110)을 부식시키는 성분인 LiPF6(Lithium Hexafluorophosphate)나 카보네이트 계열의 성분들에 대한 저항성이 좋아 그 자체로 화성처리액으로 사용할 수 있으나, 알루미늄 합금으로 이루어진 배리어층(110)과의 접착력 또는 결합력을 더욱 증가시키기 위해 인산 알루미늄과 혼합되어 화성처리액으로 제조될 수 있다. The aqueous solution of chromate phosphate (trivalent) has good resistance to components such as LiPF 6 (Lithium Hexafluorophosphate) or carbonate-based components that corrode the barrier layer 110, and can be used as a chemical treatment solution by itself. In order to further increase the adhesion or bonding strength with the barrier layer 110, it may be mixed with aluminum phosphate and prepared as a chemical treatment solution.

이렇게 인산 크로메이트(3가) 수용액에 인산 알루미늄을 첨가하여 화성처리액을 제조하고, 이를 배리어층(110)에 처리하게 되면, 인산에 의해 표면에 요철이 형성된 알루미늄 합금은 화성처리액에 있는 알루미늄 이온 및 크로메이트(3가) 이온과 상호작용하여 알루미늄 합금층 상에 균일하게 크롬-알루미늄 혼합 피막을 형성하게 된다. 이 과정에서 알루미늄 이온은 요철이 형성된 배리어층에 있는 알루미늄 금속에 쉽게 부착되어 크롬 이온이 배리어층(110) 상에 피막을 형성하는 것을 도와 상기 화성처리액의 배리어층에 대한 접착력 또는 결합력을 증가시키고, 안정적으로 배리어층(110) 상에 부식방지층(120)이 형성되게 하는 역할을 수행한다. In this way, by adding aluminum phosphate to the aqueous solution of chromate phosphate (trivalent) and preparing a chemical treatment solution, and treating the barrier layer 110, the aluminum alloy having irregularities on the surface by phosphoric acid is aluminum ion in the chemical treatment solution. And interact with the chromate (trivalent) ions to form a chromium-aluminum mixed film uniformly on the aluminum alloy layer. In this process, aluminum ions are easily attached to the aluminum metal in the barrier layer on which the unevenness is formed to help the chromium ions to form a film on the barrier layer 110 to increase the adhesion or bonding force of the chemical treatment solution to the barrier layer. In this case, the corrosion prevention layer 120 is stably formed on the barrier layer 110.

상기 인산 크로메이트(3가) 및 인산 알루미늄을 포함하는 화성처리액을 롤 코팅법, 그라비아 코팅법, 마이크로 콤마코터법, 또는 리버스 롤 코팅법 등으로 상기 배리어층(110)의 일측면에 도포한 후, 200 내지 250℃에서 10초 내지 20초 간 열처리 경화 과정을 거쳐서 크로메이트 성분과 알루미늄 성분이 상기 배리어층(110) 상에 단단하게 부착되어 부식방지층(120)을 형성시킬 수 있다. After applying the chemical treatment solution containing the phosphate chromate (trivalent) and aluminum phosphate to one side of the barrier layer 110 by a roll coating method, gravure coating method, micro comma coater method, or reverse roll coating method After the heat treatment curing process for 10 seconds to 20 seconds at 200 to 250 ° C, the chromate component and the aluminum component may be firmly attached onto the barrier layer 110 to form the corrosion prevention layer 120.

상기 부식방지층(120)은 두께가 0.2㎛ 이하인 경우에는 전지 내부 전해액으로부터 상기 배리어층(110)의 부식을 충분히 방지할 수 없으며, 두께가 0.5㎛ 이상인 경우에는 제조 비용이 증가하고, 두께가 증가할수록 제조된 포장재의 층간 접착력과 성형성이 감소하는 단점이 있어 0.2∼0.5㎛의 두께인 것이 바람직하다. The corrosion preventing layer 120 may not sufficiently prevent corrosion of the barrier layer 110 from the battery internal electrolyte when the thickness is 0.2 μm or less, and when the thickness is 0.5 μm or more, the manufacturing cost increases and the thickness increases. Since there is a disadvantage in that the interlayer adhesion and moldability of the manufactured packaging material are reduced, the thickness is preferably 0.2 to 0.5 μm.

상기 배리어층(110) 상에 형성된 부식방지층(120)은 폴리프로필렌 수지로 이루어진 최내층(140)과 합지되어 전지 내부의 전해액을 완전하게 밀봉하게 된다. The anti-corrosion layer 120 formed on the barrier layer 110 is laminated with the innermost layer 140 made of polypropylene resin to completely seal the electrolyte inside the battery.

이때 상기 부식방지층(120)과 상기 최내층(140)은 상호 간에 접착강도가 약하여 이들의 접착을 견고하게 하기 위해 상기 부식방지층(120) 및 상기 최내층(140)에 결합력이 좋은 변성 폴리프로필렌 계열의 프라이머 수지를 코팅하여 프라이머층(130)을 형성시키게 된다.At this time, the corrosion resistant layer 120 and the innermost layer 140 is a modified polypropylene-based good adhesion to the corrosion resistant layer 120 and the innermost layer 140 in order to strengthen the adhesion between the weak adhesive strength between each other The primer resin is coated to form a primer layer 130.

상기 프라이머층(130)은 화성처리액으로 처리되어 형성된 부식방지층(120)과 최내층(140)과의 접착이 용이하도록 상기 부식방지층(130)에 접착이 용이한 변성 폴리프로필렌 계열의 접착성 프라이머 수지를 코팅하여 형성된 층이며, 자체적으로도 전해액에 의해 발생하는 부식에 대해 내성을 갖는다. The primer layer 130 is a modified polypropylene-based adhesive primer that is easily adhered to the corrosion prevention layer 130 to facilitate adhesion between the corrosion prevention layer 120 and the innermost layer 140 formed by treatment with a chemical treatment solution. It is a layer formed by coating the resin, and itself is resistant to corrosion caused by the electrolyte solution.

이렇게 상기 부식방지층(120) 상에 접착성 프라이머 수지를 코팅하여 프라이머층(130)을 형성시키면, 금속재질로 이루어진 상기 부식방지층(120)이 고분자 수지 재질로 이루어진 필름에 대한 결합력이 증가되기 때문에, 압출 라미네이션 방식으로 손쉽게 상기 부식방지층과 최내층을 합지할 수 있다.When the primer layer 130 is formed by coating the adhesive primer resin on the corrosion preventing layer 120 as described above, since the corrosion preventing layer 120 made of a metal material increases the bonding force to the film made of a polymer resin material, Extrusion lamination method can easily laminate the corrosion-resistant layer and the innermost layer.

상기 사용되는 접착성 프라이머 수지는 리튬 폴리머 이차 전지의 사용 조건에 따라 고온에서 작동해야 할 때를 고려하여, 연화점이 100℃ 이상인 변성 폴리프 로필렌 계열의 접착성 프라이머 수지를 사용함이 바람직하다. The adhesive primer resin used is preferably a modified polypropylene-based adhesive primer resin having a softening point of 100 ° C. or higher in consideration of when it is required to operate at a high temperature according to the conditions of use of the lithium polymer secondary battery.

또한, 변성 폴리프로필렌 계열의 프라이머 수지는 미세하게 크로메이트와 알루미늄의 결정이 형성된 부식방지층(120)에 골고루 결합할 수 있도록, 분산(dispersion) 상의 프라이머 수지를 사용할 수 있다.In addition, the modified polypropylene-based primer resin may be used as the primer resin in the dispersion (dispersion) so that it can be evenly bonded to the corrosion prevention layer 120 in which the crystals of chromate and aluminum are finely formed.

상기 변성 폴리프로필렌 계열의 프라이머 수지를 처리하여 형성된 상기 프라이머층(130)은 자체적으로 내전해액성을 가져 전지 내부의 전해액에 의해 배리어층(110)이 부식되는 것을 방지하며, 이후 공정에서 상기 부식방지층(120)에 단단하게 결합하여 폴리프로필렌 수지로 이루어진 최내층(140)과 합지되어 전지 내부의 전해액을 완전하게 밀봉하게 된다.The primer layer 130 formed by treating the modified polypropylene-based primer resin has its own electrolyte resistance to prevent the barrier layer 110 from being corroded by the electrolyte inside the battery. It is firmly bonded to the 120 and laminated with the innermost layer 140 made of a polypropylene resin to completely seal the electrolyte in the battery.

상기와 같이 내부 전해액이 외부로 새어 나오는 것을 방지하고, 내부 전해액에 의해 포장재가 부식하거나 박리되는 것을 방지하기 위해 일측면에 부식방지층(120), 및 프라이머층(130)이 차례로 형성된 상기 배리어층(110)은 그 타측면에 기재층(150)을 형성시키고, 상기 프라이머층(130) 방향으로 최내층(140)을 형성시켜 리튬 폴리머 이차 전지(110)로 완성될 수 있다.As described above, in order to prevent the internal electrolyte from leaking out and to prevent the packaging material from being corroded or peeled off by the internal electrolyte, the barrier layer 120 and the primer layer 130 are sequentially formed on one side thereof. The 110 may be formed of the lithium polymer secondary battery 110 by forming the base layer 150 on the other side and forming the innermost layer 140 in the direction of the primer layer 130.

이때, 상기 기재층(150)이나 상기 최내층(140)을 형성시키는 순서는 본 발명의 방법에 큰 영향을 미치지 않으나, 상기 최내층(140)을 형성시키는 과정에서 열 또는 압출 라미네이션 방법을 사용하는 경우 최내층(140)의 면적이 증가하여 상기 기재층(150)과 규격을 맞추기 어려운 점이 있어, 여기서는 상기 기재층(150)을 상기 배리어층(110)의 타측면에 합지하는 공정을 먼저 설명하기로 한다. At this time, the order of forming the base layer 150 or the innermost layer 140 does not significantly affect the method of the present invention, but using a heat or extrusion lamination method in the process of forming the innermost layer 140. In this case, since the innermost layer 140 has an increased area, it is difficult to meet the specification with the base layer 150. Here, the process of laminating the base layer 150 on the other side of the barrier layer 110 will be described first. Shall be.

상기 기재층(150)은 외부에서 가해지는 충격이나 손상행위로부터 리튬 폴리 머 이차 전지(110)의 표면을 보호하는 역할을 수행하는데, 드라이 라미네이션(dry lamination) 방식으로 상기 배리어층(110)의 타측면에 형성될 수 있다. The base layer 150 serves to protect the surface of the lithium polymer secondary battery 110 from an impact or damage applied from the outside, the other of the barrier layer 110 in a dry lamination (dry lamination) method It may be formed on the side.

상기 드라이 라미네이션 방식은 기재 필름에 접착제를 도포하고, 건조 챔버(Chamber)에서 희석용제를 휘발시켜 점성을 증가시킨 후, 다른 기재(필름류 또는 금속박)와 적층하는 방식이다. The dry lamination method is a method in which an adhesive is applied to a base film, the dilution solvent is evaporated in a drying chamber to increase the viscosity, and then laminated with another base material (films or metal foils).

본 발명에서는 드라이 라미네이션 방식으로 상기 배리어층(110)의 타측면 상에 주제와 경화제로 구성된 2액형 접착제(160)를 도포한 후, 기재층(150)과 합지하고, 숙성 과정을 통하여 상기 접착제의 가교 및 경화 반응를 촉진하여 상기 배리어층(110)과 상기 기재층(150)을 접착층(160)을 통하여 합지시킬 수 있다.In the present invention, after applying the two-component adhesive 160 composed of the main material and the curing agent on the other side of the barrier layer 110 by dry lamination method, it is laminated with the base material layer 150, the aging process of the adhesive The barrier layer 110 and the base layer 150 may be laminated through the adhesive layer 160 by promoting a crosslinking and curing reaction.

상기 2 액형 접착제로는 바람직하게 아크릴계, 우레탄계, 또는 에폭시계를 사용할 수 있다. As the two-component adhesive, preferably acrylic, urethane, or epoxy may be used.

상기 숙성 과정을 통해 상기 배리어층(110)과 상기 기재층(150)은 층간 결합 강도가 증가되게 되는데, 이 숙성 과정은 당업계에서 통상 사용되는 공정 조건에서 수행될 수 있으며, 그 예로는 40 내지 60 ℃에서 3 내지 5일간 숙성하는 과정을 들 수 있다. The barrier layer 110 and the base layer 150 through the aging process is to increase the interlayer bond strength, this aging process may be carried out under process conditions commonly used in the art, for example 40 to The process of ripening at 60 degreeC for 3 to 5 days is mentioned.

상기 기재층으로 사용할 수 있는 재질로는 전지 내부의 전해액에 대한 내성이 우수한 폴리에스테르(polyester) 필름을 사용하거나, 강도 및 성형성이 우수한 폴리아마이드(Polyamide: NY) 필름을 사용할 수 있다. As the material that can be used as the substrate layer, a polyester film having excellent resistance to the electrolyte solution inside the battery may be used, or a polyamide (NY) film having excellent strength and moldability may be used.

상기 폴리에스테르 필름의 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Poly ethylene terephthalate; PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Poly butylene terephthalate; PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Poly ethylene naphthalate; PEN), 폴리부틸렌 나프탈레이트(Poly butylene naphthalate; PBN), 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC)가 있으며, 상기 폴리아마이드 필름의 예로는 나일론 6, 나일론 66, 나일론 6-나일론 66 공중합체, 나일론 610, 또는 폴리메타키실렌 아미파미드(MAD6) 등이 있다. Examples of the polyester film include polyethylene terephthalate (PET), poly butylene terephthalate (PBT), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene naphthalate (Poly butylene) naphthalate (PBN), or polycarbonate (PC), and examples of the polyamide film include nylon 6, nylon 66, nylon 6-nylon 66 copolymer, nylon 610, or polymethacylene amamiamide (MAD6). ).

상기와 같이 접착제를 사용하여 상기 배리어층(110)과 기재층(150)을 합지되어 생성된 원단은 최내층(140)과 결합되어 본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재로 완성되게 된다. The fabric produced by laminating the barrier layer 110 and the base layer 150 using the adhesive as described above is combined with the innermost layer 140 to be completed with the lithium polymer secondary battery packaging material of the present invention.

상기 최내층(140)은 폴리프로필렌 수지 재질로 이루어지는데, 압출 라미네이션 또는 열 라미네이션 방식으로 상기 부식방지층(120)과 결합되게 된다. The innermost layer 140 is made of a polypropylene resin material, and is coupled to the corrosion preventing layer 120 by an extrusion lamination or a thermal lamination method.

상기 압출 라미네이션(extrusion lamination) 방식은 고분자 수지를 고온에서 녹여 필름 형태로 압출하면서 기재에 단독으로 코팅하는 방식과 서로 다른 두 개의 기재 사이로 고분자 수지를 용융 압출시켜 두 기재를 합지하는 샌드위치 적층 방식이 있다. The extrusion lamination method includes a method in which a polymer resin is melted at a high temperature and extruded in the form of a film to be coated on a substrate alone, and a sandwich lamination method in which the polymer resin is melt-extruded between two different substrates is laminated. .

본 발명에서는 압출 라미네이션 방식을 이용하여 상기 프라이머층(130)과 상기 최내층(140)을 합지시킬 수 있는데, 상기 프라이머층(130) 상에 폴리프로필렌 수지 계열 또는 변성 폴리프로필렌 계열의 수지를 용융 압출시키면서 무연신 폴리프로필렌(Casted Polypropylene) 필름으로 이루어진 최내층(140)을 샌드위치 적층 방식으로 합지할 수 있다. In the present invention, it is possible to laminate the primer layer 130 and the innermost layer 140 by using an extrusion lamination method, melt extrusion of a polypropylene resin-based or modified polypropylene-based resin on the primer layer 130 While the innermost layer 140 made of an unstretched polypropylene film can be laminated in a sandwich lamination method.

전술한 바와 같이, 상기 부식방지층(120)은 고분자 수지 필름에 대한 결합력 이 약하여 압출 라미네이션 방식을 사용하면 상기 최내층(140)과 직접 합지될 수 없으므로, 상기 부식방지층(120) 상에 프라이머층(130)을 형성시킨 후에 압출 라미네이션 방식으로 최내층(140)과 합지할 수 있다. 이와 달리, 상기 프라이머층(130)과 상기 최내층(140) 사이에 접착제를 사용하여 이들을 합지하는 경우에는 사용된 접착제가 전지 내부의 전해액에 의해 녹아 상기 프라이머층(130)과 상기 최내층(140)가 박리될 우려가 있다.As described above, the anti-corrosion layer 120 has a weak bonding strength to the polymer resin film, so that it may not be directly laminated with the innermost layer 140 when the extrusion lamination method is used. After forming the 130, it may be laminated with the innermost layer 140 by an extrusion lamination method. On the contrary, when laminating them using an adhesive between the primer layer 130 and the innermost layer 140, the used adhesive is melted by the electrolyte inside the battery, and the primer layer 130 and the innermost layer 140 ) May peel off.

따라서, 이렇게 압출 라미네이션 방식을 사용하여 상기 프라이머층(130)과 상기 최내층(140)을 합지하는 것이 바람직하다. Therefore, it is preferable to laminate the primer layer 130 and the innermost layer 140 by using an extrusion lamination method.

상기 압출 라미네이션 방식을 상기 프라이머층(130)과 상기 최내층(140)의 합지에 적용하는 경우에는 용융 압출된 폴리프로필렌 수지 계열 또는 변성 폴리프로필렌 계열의 수지에 의해 상기 프라이머층(130)과 상기 최내층(140)이 서로 단단하게 결합하여 전지 내부의 전해액이 이들 층 사이로 침투하는 것을 방지하고, 이를 통해 상기 프라이머층(130)과 상기 최내층(140)이 전지 내부의 전해액에 의해 박리되는 것을 방지할 수 있다.When the extrusion lamination method is applied to the lamination of the primer layer 130 and the innermost layer 140, the primer layer 130 and the outermost layer may be formed by melt-extruded polypropylene resin-based or modified polypropylene-based resin. The inner layer 140 is firmly bonded to each other to prevent the electrolyte solution inside the battery from penetrating between these layers, thereby preventing the primer layer 130 and the innermost layer 140 from being peeled off by the electrolyte solution inside the battery. can do.

또한, 상기 압출 라미네이션 방식은 원 스텝(one step)으로 상기 프라이머층(130)과 상기 최내층(140)을 합지할 수 있어 공정 속도를 단축시킬 수 있고, 작업의 편의를 도모할 수 있다. In addition, in the extrusion lamination method, the primer layer 130 and the innermost layer 140 may be laminated in one step, so that the process speed may be reduced, and the operation may be convenient.

그리고, 상기 열 라미네이선(heat lamination) 방식은 고온 고압에서 압착하여 서로 다른 두 개의 기재를 합지하는 방식이다.The heat lamination method is a method of laminating two different substrates by pressing at high temperature and high pressure.

상기 부식방지층(120) 상에 변성 폴리프로필렌 계열의 프라이머 수지를 처리 하여 형성된 상기 프라이머층(130)은 고온 고압에서 다른 기재와 열융착할 수 있는 열 봉합(heat seal) 기능을 수행할 수 있다. The primer layer 130 formed by treating a modified polypropylene-based primer resin on the corrosion preventing layer 120 may perform a heat seal function that may be heat-sealed with other substrates at high temperature and high pressure.

따라서, 상기 프라이머층(130) 상에 직접 무연신 폴리프로필렌(Casted Polypropylene) 필름으로 이루어진 최내층(140)을 열 라미네이션 방식으로 합지할 수 있는데, 통상 150 내지 250℃에서 1 내지 5 Kgf의 압력을 가하면서 5 내지 10초간 열 라미네이션 공정을 수행하여 상기 프라이머층과 상기 최내층을 열 라미네이션 방식으로 합지할 수 있다. Therefore, the innermost layer 140 made of an unstretched polypropylene film directly on the primer layer 130 may be laminated in a thermal lamination method, and a pressure of 1 to 5 Kgf at 150 to 250 ° C. is usually applied. The lamination process may be performed for 5 to 10 seconds while adding the primer layer and the innermost layer to thermal lamination.

상기 최내층(140)은 폴리프로필렌 계열의 재질로 이루어지는데, 재질 자체의 절연성에 기인하여 내부 전해액을 외부와 전기적으로 차단하는 역할을 수행한다. 상기 폴리프로필렌 계열의 예로는 변성 폴리프로필렌, 염화 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리프로필렌-아크릴산 공중합체, 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 이 때, 상기 최내층(140)이 내부 전해액을 전기적으로 충분히 차단하기 위해서 두께를 30 내지 150㎛로 하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The innermost layer 140 is made of a polypropylene-based material, and serves to electrically block the internal electrolyte from the outside due to the insulation of the material itself. Examples of the polypropylene series include modified polypropylene, chlorinated polypropylene, ethylene-propylene copolymers, polypropylene-acrylic acid copolymers, or mixtures thereof. At this time, the innermost layer 140 preferably has a thickness of 30 to 150 µm in order to sufficiently block the internal electrolyte solution, but is not limited thereto.

상기와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재(100)는 전지의 크기와 규격에 맞추어 적당한 폭과 길이로 절단되어 리튬 폴리머 이차 전지의 포장에 사용될 수 있다.The lithium polymer secondary battery packaging material 100 of the present invention manufactured by the above method may be cut to an appropriate width and length according to the size and size of the battery and used for packaging the lithium polymer secondary battery.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to a preferred embodiment so that those skilled in the art can easily practice the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

실시예Example 1 One

알루미늄(A8021 H0, 50㎛) 합금 박을 배리어층(110)으로 사용하였다.Aluminum (A8021 H0, 50 μm) alloy foil was used as the barrier layer 110.

상기 배리어층(110)의 일측면에 화성처리액을 리버스 롤(Reverse Roll) 코팅 법으로 코팅(두께 0.5㎛)하여, 230℃에서 10초간 건조(열처리)하여 부식방지층(120)을 형성시켰다. One side surface of the barrier layer 110 was coated with a reverse roll coating method (0.5 μm thick), and dried (heat treated) at 230 ° C. for 10 seconds to form a corrosion preventing layer 120.

상기 화성처리액은 비색 측정법 등에 의하여 측정된 6가 크롬 이온의 농도 대비 3 배 당량의 아질산을 첨가하여 환원된 인산 크로메이트(3가)와 인산 알루미늄을 95 : 5 중량비로 혼합하여 제조한 혼합액을 사용하였다. The chemical treatment solution was prepared by mixing a reduced phosphoric acid chromate (trivalent) and aluminum phosphate at a 95: 5 weight ratio by adding three times the equivalent of nitrous acid to the concentration of hexavalent chromium ion measured by colorimetric measurement. It was.

상기 형성된 부식방지층(120) 위에 분산(Dispersion) 상의 변성 폴리프로필렌 계열의 파티클 분산액을 프라이머 수지로 사용하여 2.0㎛의 두께로 도포한 후 건조하여 프라이머층(130)을 형성시켰다.The modified polypropylene-based particle dispersion on dispersion formed on the anti-corrosion layer 120 was applied as a primer resin to a thickness of 2.0 μm, and then dried to form a primer layer 130.

상기 배리어층의 타측면에 2액형 우레탄계 접착제를 3㎛의 두께로 도포하고, 폴리아마이드 필름(NY, 두께 25㎛)을 기재층(150)으로 사용하여, 폴리아마이드 필름의 코로나 처리면과 드라이 라미네이션 공정을 수행하였다. A two-component urethane adhesive was applied to the other side of the barrier layer to a thickness of 3 μm, and a polyamide film (NY, 25 μm in thickness) was used as the base layer 150, and the corona-treated surface and dry lamination of the polyamide film was used. The process was carried out.

상기 공정 후에 숙성(50℃, 3일) 처리를 하여 상기 배리어층(110), 상기 우레탄계 접착제에 의한 접착층(160), 및 기재층(150) 간의 가교 및 경화를 촉진시켰다.Aging (50 ° C., 3 days) after the process was performed to promote crosslinking and curing between the barrier layer 110, the adhesive layer 160 by the urethane-based adhesive, and the base layer 150.

그리고, 압출 라미네이션 방식으로 상기 프라이머층(130) 위에 변성 폴리프로필렌 수지를 용융압출코팅(20㎛) 하면서 무연신 폴리프로필렌 필름(CPP 30㎛)과 합지하여 최내층(140)을 형성시켰다.Then, the innermost layer 140 was formed by laminating the modified polypropylene resin on the primer layer 130 by extrusion extrusion (20 μm) with a non-stretched polypropylene film (CPP 30 μm).

[기재층(NY)/접착층/배리어층/부식방지층/프라이머층/최내층(변성PP/CPP)][Substrate layer (NY) / adhesive layer / barrier layer / corrosion prevention layer / primer layer / innermost layer (modified PP / CPP)]

실시예Example 2 2

상기 실시예 1의 압출 라미네이션 방식으로 최내층(140)을 형성시키는 공정을 대신하여, 상기 프라이머(130)층에 무연신 폴리프로필렌 필름(CPP 30㎛)을 200℃에서 15초 동안 5 kgf, 고온 가압하는 열라미네이션 공정을 수행하여 최내층(140)을 형성시킨 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재를 제조하였다.In place of the process of forming the innermost layer 140 by the extrusion lamination method of Example 1, a non-stretched polypropylene film (CPP 30㎛) on the primer 130 layer 5 kgf for 15 seconds at 200 ℃, high temperature A lithium polymer secondary battery packaging material was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the innermost layer 140 was formed by performing a pressurized thermal lamination process.

[기재층(NY)/접착층/배리어층/부식방지층/프라이머층/최내층(CPP)][Substrate layer (NY) / adhesive layer / barrier layer / corrosion prevention layer / primer layer / innermost layer (CPP)]

실시예Example 3 3

상기 실시예 1의 최내층(140)에 무연신 폴리프로필렌 필름을 배제하고, 변성 폴리프로필렌 수지를 두껍게 단독으로 용융압출코팅(50㎛)하고, 기타 모든 사항은 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재를 제조하였다.Excluding the unstretched polypropylene film in the innermost layer 140 of Example 1, the melt-extrusion coating (50㎛) of the modified polypropylene resin alone thick, all other matters in the same manner as in Example 1 A packaging material for a polymer secondary battery was prepared.

[기재층(NY)/접착층/배리어층/부식방지층/프라이머층/최내층(변성PP)][Substrate layer (NY) / adhesive layer / barrier layer / corrosion prevention layer / primer layer / innermost layer (modified PP)]

비교예Comparative example 1 One

상기 실시예 1에서 사용한 알루미늄 합금(A8021 H0, 50㎛) 박 대신 알루미늄 합금(A1235 H0, 50㎛) 박을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재를 제조하였다.An aluminum alloy (A1235 H0, 50 μm) foil was used instead of the aluminum alloy (A8021 H0, 50 μm) foil used in Example 1, except that a packaging material for a lithium polymer secondary battery was manufactured using the same method as in Example 1. It was.

[기재층(NY)/접착층/배리어층/부식방지층/프라이머층/최내층(변성PP/CPP)][Substrate layer (NY) / adhesive layer / barrier layer / corrosion prevention layer / primer layer / innermost layer (modified PP / CPP)]

비교예Comparative example 2 2

상기 실시예 1에서 배리어층(110) 상에 부식방지층을 형성시키는 공정을 제 외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 부식방지층(120)이 없는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재를 제조하였다.Except for forming a corrosion protection layer on the barrier layer 110 in Example 1, using the same method as in Example 1 to prepare a packaging material for a lithium polymer secondary battery without the corrosion prevention layer 120.

[기재층(NY)/접착층/배리어층/프라이머층/최내층(변성PP/CPP)][Substrate layer (NY) / adhesive layer / barrier layer / primer layer / innermost layer (modified PP / CPP)]

비교예Comparative example 3 3

알루미늄(A8021 H0, 50㎛) 합금 박을 배리어층으로 사용하였다.Aluminum (A8021 H0, 50 μm) alloy foil was used as the barrier layer.

상기 배리어층(110)의 일측면에 2액형 우레탄계 접착제를 3㎛의 두께로 도포하고, 폴리아마이드 필름(NY, 두께 25㎛)을 기재층(150)으로 사용하여, 상기 폴리아마이드 필름의 코로나 처리면과 드라이 라미네이션 방식으로 합지하였다.A two-component urethane-based adhesive is applied to one side of the barrier layer 110 to a thickness of 3 μm, and a polyamide film (NY, 25 μm in thickness) is used as the base layer 150 to corona treatment of the polyamide film. It was laminated by cotton and dry lamination method.

그리고, 상기 배리어층(110)의 타측면에 2액형 우레탄계 접착제를 3㎛의 두께로 도포하고, 무연신 폴리프로필렌 필름(CPP 30㎛)과 드라이 라미네이션 방식으로 합지하여 최내층(140)을 형성시켰다.Then, a two-component urethane-based adhesive was applied to the other side of the barrier layer 110 to a thickness of 3 μm, and the innermost layer 140 was formed by laminating with an unstretched polypropylene film (CPP 30 μm) in a dry lamination method. .

[기재층(NY)/접착층/배리어층/접착층/최내층(CPP)][Substrate layer (NY) / adhesive layer / barrier layer / adhesive layer / innermost layer (CPP)]

비교예Comparative example 4 4

상기 실시예 1에서, 상기 인산 크로메이트(3가) 및 인산 알루미늄을 혼합한 화성처리액 대신에 상기 인산 크로메이트를 아질산으로 환원시키지 않아서 화성처리액 총 중량 기준으로 0.05 중량%의 크로메이트(6가) 이온을 함유한 화성처리액을 사용하여 부식방지층을 형성시킨 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재를 제조하였다.In Example 1, 0.05% by weight of chromate (hexavalent) ions based on the total weight of the chemical conversion solution without reducing the phosphoric acid chromate to nitrous acid instead of the chemical conversion solution mixed with the phosphate chromate (trivalent) and aluminum phosphate. A packaging material for a lithium polymer secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the corrosion prevention layer was formed using a chemical conversion treatment solution containing the same.

[기재층/접착층/배리어층/부식방지층(크로메이트6가)/프라이머층/최내층(변성PP/CPP)][Substrate layer / adhesive layer / barrier layer / corrosion prevention layer (chromate hexavalent) / primer layer / innermost layer (modified PP / CPP)]

비교예Comparative example 5 5

상기 실시예 1에서, 상기 인산 크로메이트(3가) 및 인산 알루미늄을 혼합한 화성처리액 대신에 인산 알루미늄 없이 인산 크로메이트(3가)만을 함유한 화성처리액을 사용하여 부식방지층을 형성시킨 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재를 제조하였다.In Example 1, except that the anti-corrosion layer was formed by using a chemical treatment solution containing only phosphate chromate (trivalent) without aluminum phosphate in place of the chemical treatment solution in which the phosphate chromate (trivalent) and aluminum phosphate were mixed. Using the same method as in Example 1, a packaging material for a lithium polymer secondary battery was prepared.

[기재층/접착제층/배리어층/부식방지층(크로메이트3가)/프라이머층/최내층(변성PP/CPP)][Substrate layer / adhesive layer / barrier layer / corrosion prevention layer (chromate trivalent) / primer layer / innermost layer (modified PP / CPP)]

실험예Experimental Example 1 One

상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 리튬 폴리머 이차 전지용 포장제의 성형 특성 및 성형 깊이를 측정하기 위해 에릭션 시험기(독일 ERICHEN社 229/E)를 사용하여 포장재의 복합체 특성을 측정하고 하기 표 1에 나타내었다.In order to measure the molding properties and molding depth of the packaging material for the lithium polymer secondary battery prepared in Example 1 and Comparative Example 1, the composite properties of the packaging material were measured using an Ericsson tester (ERICHEN Co., Ltd. 229 / E). 1 is shown.

[표 1]TABLE 1

Figure 112009053483400-pat00001
Figure 112009053483400-pat00001

그 결과, 8021재의 알루미늄 합금을 사용하여 제조한 실시예 1의 포장재는 최소 13.5mm 의 에릭션 값을 가져, 최대 11.5mm의 에릭션 값을 갖는 비교예1의 포장재보다 성형성이 우수함을 알 수 있었고, 이를 통해 본 발명의 포장재를 사용하여 이차 전지를 제조하는 경우에 전지의 가공 및 성형이 용이함을 알 수 있었다.As a result, it can be seen that the packaging material of Example 1 manufactured using an aluminum alloy of 8021 had an emulsification value of at least 13.5 mm, and was superior in formability to the packaging material of Comparative Example 1 having an emulation value of at most 11.5 mm. In this case, when the secondary battery was manufactured using the packaging material of the present invention, it was found that the processing and molding of the battery were easy.

실험예Experimental Example 2 2

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 내전해액 특성을 측정하였다.The electrolytic solution characteristics of the lithium polymer secondary battery packaging material prepared in Examples and Comparative Examples were measured.

실제 전지 내부의 전해액과 유사한 조건에서 실험하기 위하여, 에틸렌 카보네이트(EC, ethylene carbonate), 다이메틸 카보네이트(DMC, dimethyl carbonate), 및 다이에틸 카보네이트(DEC, diethyl carbonate)을 각각 1:1:1로 혼합한 유기용매 1몰의 LiPF6(Lithium Hexafluoro Phosphate)를 혼합하여 전해액을 제조하였다. To experiment under conditions similar to the actual electrolyte in the cell, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and diethyl carbonate (DEC) were each 1: 1: 1. An electrolyte was prepared by mixing LiPF 6 (Lithium Hexafluoro Phosphate) in 1 mol of the mixed organic solvent .

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 포장재를 절단하여 7cm×7cm로 제작한 다음, 상기 제조된 전해액을 15g 주입하고 보관하면서 포장재를 구성하는 각각의 층들의 특성을 관찰하였다. The packaging material prepared in Examples and Comparative Examples was cut to prepare 7 cm × 7 cm, and then 15 g of the prepared electrolyte solution was injected and stored to observe the properties of each layer constituting the packing material.

내전해액 특성에 대한 시험은 각각 60℃와 85℃에서 30일 동안 실시하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. Tests on the characteristics of the electrolyte solution were carried out at 60 ° C. and 85 ° C. for 30 days, and the results are shown in Table 2.

[표 2]TABLE 2

Figure 112009053483400-pat00002
Figure 112009053483400-pat00002

그 결과, 내전해액 특성에서는 인산 크로메이트(3가) 및 인산 알루미늄을 포함하는 화성처리액으로 부식방지층(120)을 형성시킨 실시예 1, 실시예 3, 및 비교예 1의 포장재는 전해액 침지시험에서 유의한 차이점이 발견되지 않았다. 반면, 부식방지층(120)을 형성시키지 않은 비교예 2, 및 부식방지층(120) 및 프라이머층(130)을 형성시키지 않은 비교예 3의 포장재에서는 약 24시간이 경과하면서 배리어층(110)과 최내층(140) 사이가 박리되는 현상이 발생하였다.As a result, in the electrolytic solution characteristics, the packaging materials of Examples 1, 3, and Comparative Example 1, in which the corrosion preventing layer 120 was formed of a chemical treatment solution containing chromate phosphate (trivalent) and aluminum phosphate, were tested in the electrolyte immersion test. No significant differences were found. On the other hand, in the packaging material of Comparative Example 2, in which the corrosion protection layer 120 was not formed, and Comparative Example 3 in which the corrosion protection layer 120 and the primer layer 130 were not formed, the barrier layer 110 and the outermost layer were passed for about 24 hours. The phenomenon that the inner layer 140 is peeled off occurred.

따라서, 배리어층(110) 상에 부식방지층(120)을 형성시키지 않으면, 전지 내부의 전해액에 의해 포장재가 박리되어 전해액이 새어나오게 되므로 부식방지층(120)이 필수임을 알 수 있었다.Therefore, when the corrosion prevention layer 120 is not formed on the barrier layer 110, the corrosion prevention layer 120 is essential because the packaging material is peeled off by the electrolyte solution inside the battery and the electrolyte leaks.

또한, 인산 크로메이트(6가) 이온을 함유하는 화성처리액으로 처리하여 부식방지층(120)을 형성시킨 비교예 4의 포장재의 경우 65℃에서 30일 경과 후에 배리어층(110)과 최내층(140) 사이가 미세하게 박리되는 현상이 발생하였는데, 이는 화학적 활성이 높은 크로메이트(6가) 이온이 내부 전해액이나 폴리프로필렌 수지층에 존재하는 수분 또는 미세 화합물과 반응하여 배리어층(110), 부식방지층(120), 프라이머층(130), 및 최내층(140)들 간의 결합을 약화시키고, 이로 인해 박리현상이 일어나는 것으로 추정된다. In addition, in the case of the packaging material of Comparative Example 4 in which the anti-corrosion layer 120 was formed by treating with a chemical treatment solution containing phosphate chromate (hexavalent) ions, the barrier layer 110 and the innermost layer 140 after 30 days at 65 ° C. ), A phenomenon in which the fine peeling occurs between the layers, which causes the chromate (hexavalent) ions having high chemical activity to react with moisture or fine compounds present in the internal electrolyte solution or the polypropylene resin layer. 120), the bond between the primer layer 130, and the innermost layer 140 is weakened, it is estimated that the peeling phenomenon occurs.

또한, 인산 알루미늄 없이 인산 크로메이트(3가) 만을 포함하는 화성처리액으로 처리되어 제조된 비교예 5의 경우에는 30일이 경과 시에 배리어층과 최내층 간의 미세 박리 현상이 관찰되었는데, 이를 통해 화성처리액에 포함되어 있는 인산 알루미늄이 포장재의 층간 결합에 미세하게나마 영향을 주는 것을 알 수 있었다.In addition, in Comparative Example 5 prepared by treating with a chemical treatment solution containing only chromate phosphate (trivalent) without aluminum phosphate, fine peeling was observed between the barrier layer and the innermost layer after 30 days. It was found that the aluminum phosphate contained in the treatment liquid slightly affected the interlayer bonding of the packaging material.

상기 결과에 비추어 인산 크로메이트(3가) 및 인산 알루미늄을 포함하는 화성처리액으로 처리하여 생성된 부식방지층을 갖는 본 발명의 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재는 전지 내부의 전해액에 대한 내전해액성에 있어서 우수함을 알 수 있었다.In view of the above results, it is found that the packaging material for a lithium polymer secondary battery of the present invention having an anti-corrosion layer formed by treating with a chemical treatment solution containing chromate phosphate (trivalent) and aluminum phosphate is excellent in electrolyte resistance to the electrolyte solution inside the battery. Could.

실험예Experimental Example 3 3

리튬 폴리머 이차 전지는 양극(알루미늄) 리드 탭, 및 음극(구리 또는 니켈) 리드 탭이 전지 내부의 극판 셀과 연결되고, 포장재의 외부로 돌출된 형태를 갖는데, 전해액의 새어 나오지 않고, 수분이 침투되지 않도록 포장재와 리드 탭을 열융착 밀봉시켜 전지 내부와 외부를 밀폐 시켜야 한다.The lithium polymer secondary battery has a positive lead (aluminum) lead tab and a negative lead (copper or nickel) lead tab connected to the electrode plate cell inside the battery, and protrude out of the packaging material. The sealing material and lead tab should be heat sealed to seal the inside and outside of the battery.

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 포장재와 리드 탭의 열융착 특성을 평가하기 위하여, 상기 실험예 2와 같은 조건에서 전해액을 주입하고, 표면 처리된 양극과 음극 리드 탭(두께 100㎛×폭 20mm)을 파우치와 열융착 밀봉하여 리드 탭 부위의 전해액 누액여부를 관찰하였다. In order to evaluate the thermal fusion characteristics of the packaging material and the lead tabs prepared in Examples and Comparative Examples, the electrolyte was injected under the same conditions as in Experimental Example 2, and the surface-treated positive and negative lead tabs (thickness 100 μm × 20 mm in width) ) Was heat-sealed and sealed with a pouch to observe whether the electrolyte leaked in the lead tab area.

실험 조건은 60℃ 오븐에서 수평으로 15일 방치 후 무게를 측정하여 표 3에 나타내었다.Experimental conditions are shown in Table 3 by measuring the weight after standing for 15 days in a 60 ℃ oven horizontally.

[표 3][Table 3]

Figure 112009053483400-pat00003
Figure 112009053483400-pat00003

그 결과, 실시예 1, 및 실시예 3의 포장재는 전지 내부의 리드 탭과 단단하게 결합되어 연결 부위에서 전해액이 새어 나오지 않음을 알 수 있었다.As a result, it was found that the packaging materials of Example 1 and Example 3 were firmly bonded to the lead tabs inside the battery so that the electrolyte solution did not leak from the connection site.

그러나, 부식방지층이 형성되지 않은 비교예 3의 포장재에서는 최내층이 박리될 뿐만 아니라, 양극, 및 음극 탭의 밀봉 부위 모두에서 전지 내부의 전해액이 누액하는 현상이 발생하였다. However, in the packaging material of Comparative Example 3 in which the corrosion preventing layer was not formed, not only the innermost layer was peeled off, but also a phenomenon in which the electrolyte solution leaked inside the battery at both the positive and negative electrode tab sealing portions occurred.

그리고, 비교예 4의 포장재에서는 음극 탭의 밀봉 부위에서, 비교예 5의 포장재에서는 양극 탭의 밀봉 부위에서 누액이 발생하였다.In the packaging material of Comparative Example 4, leakage occurred at the sealing site of the negative electrode tab, and in the packaging material of Comparative Example 5, leakage occurred at the sealing site of the positive electrode tab.

상기와 같은 결과로 본 발명의 포장재는 비교예의 포장재와는 달리 전지 내부의 리드 탭과의 연결 부위에서 전해액이 새어 나오지 않아 리튬 폴리머 이차 전지에 적합하게 사용할 수 있음을 알 수 있었다. As a result, the packaging material of the present invention, unlike the packaging material of the comparative example it can be seen that the electrolyte does not leak from the connection portion with the lead tab inside the battery can be used suitably for lithium polymer secondary batteries.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention, and it is obvious that the present invention belongs to the appended claims. Do.

도 1은 종래 리튬 이온 이차 전지의 구조를 설명하는 설명도이다. 1 is an explanatory diagram illustrating a structure of a conventional lithium ion secondary battery.

도 2는 종래 리튬 폴리머 이차 전지의 구조를 설명하는 설명도이다.2 is an explanatory diagram illustrating a structure of a conventional lithium polymer secondary battery.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조방법을 설명하는 모식도이다. Figure 3 is a schematic diagram illustrating a manufacturing method of a packaging material for a lithium polymer secondary battery according to an embodiment of the present invention.

도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 단면도 이다. Figure 4 is a cross-sectional view of a packaging material for a lithium polymer secondary battery according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재 110 : 배리어층100: packaging material for lithium polymer secondary battery 110: barrier layer

120 : 부식방지층 130 : 프라이머층120: corrosion protection layer 130: primer layer

140 : 최내층 150 : 기재층 140: innermost layer 150: substrate layer

160 : 접착층 160: adhesive layer

Claims (8)

리튬 폴리머 이차 전지용 포장재의 제조에 있어서,In manufacture of the packaging material for lithium polymer secondary batteries, 인산 크로메이트 수용액에 아질산(HNO2)을 첨가하여 상기 수용액에 존재하는 크롬 이온을 3가 크롬 이온으로 환원시키는 단계;Adding nitrous acid (HNO 2 ) to the aqueous solution of chromate phosphate to reduce chromium ions present in the aqueous solution to trivalent chromium ions; 상기 환원된 인산 크로메이트(3가) 100 중량부에 인산 알루미늄 5 내지 10 중량부를 혼합하여 화성처리액을 준비하는 단계;Preparing a chemical conversion solution by mixing 5 to 10 parts by weight of aluminum phosphate with 100 parts by weight of the reduced phosphate chromate (trivalent); 알루미늄 합금 소재로 이루어진 배리어층의 일측면에 상기 인산 크로메이트(3가) 및 인산 알루미늄을 포함하는 화성처리액으로 처리하여 부식방지층을 형성시키는 단계;Forming an anti-corrosion layer on one side of a barrier layer made of an aluminum alloy with a chemical treatment solution containing chromate phosphate (trivalent) and aluminum phosphate; 상기 부식방지층에 변성 폴리프로필렌 계열의 프라이머 수지를 코팅하여 프라이머층을 형성시키는 단계;Forming a primer layer by coating a modified polypropylene-based primer resin on the corrosion prevention layer; 상기 배리어층의 타측면에 접착제를 도포하고 드라이 라미네이션 방식으로 폴리에스테르 필름 또는 폴리아마이드 필름과 합지하여 기재층을 형성시키는 단계; 및Applying an adhesive to the other side of the barrier layer and laminating with a polyester film or a polyamide film in a dry lamination manner to form a base layer; And 상기 프라이머층 상에 폴리프로필렌 수지를 합지하여 최내층을 형성시키는 단계; Laminating a polypropylene resin on the primer layer to form an innermost layer; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재 제조방법.Method for producing a packaging material for a lithium polymer secondary battery comprising a. 삭제delete 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 알루미늄 합금 소재는 철(Fe) 함량이 1.2 중량% 내지 1.7 중량%인 A8000 시리즈 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재 제조방법.The aluminum alloy material is a method for manufacturing a packaging material for a lithium polymer secondary battery, characterized in that the iron (Fe) content of A8000 series aluminum alloy of 1.2% to 1.7% by weight. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 알루미늄 합금 소재는 30 내지 70㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재 제조방법.The aluminum alloy material is a manufacturing method for a packaging material for a lithium polymer secondary battery, characterized in that having a thickness of 30 to 70㎛. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 최내층을 형성시키는 단계는 상기 프라이머층 상에 변성 폴리프로필렌 계열의 수지를 용융 압출시키면서 무연신 폴리프로필렌 필름을 합지하는 압출 라미네이션 방식인 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재 제조방법.The forming of the innermost layer is an extrusion lamination method of laminating an unstretched polypropylene film while melt extruding a modified polypropylene-based resin on the primer layer. 알루미늄 합금 소재로 이루어진 배리어층;A barrier layer made of an aluminum alloy material; 상기 배리어층의 일측면에 형성되고, 인산 크로메이트(3가) 100 중량부 및 인산 알루미늄 5 내지 10 중량부를 포함하여 이루어지는 부식방지층; A corrosion prevention layer formed on one side of the barrier layer and including 100 parts by weight of chromate phosphate (trivalent) and 5 to 10 parts by weight of aluminum phosphate; 상기 부식방지층 상에 형성되고, 변성 폴리프로필렌 계열의 프라이머 수지로 이루어진 프라이머층;A primer layer formed on the anti-corrosion layer and made of a modified polypropylene-based primer resin; 상기 프라이머층 상에 형성되고, 폴리프로필렌 수지로 이루어진 최내층; 및An innermost layer formed on the primer layer and made of a polypropylene resin; And 상기 배리어층의 타측면에 형성되고, 폴리에스테르 필름 또는 폴리아마이드 필름으로 이루어진 기재층;A base layer formed on the other side of the barrier layer and formed of a polyester film or a polyamide film; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재.Lithium polymer secondary battery packaging material comprising a. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 알루미늄 합금 소재는 철(Fe) 함량이 1.2 중량% 내지 1.7 중량%인 A8000 시리즈 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재.The aluminum alloy material is a lithium polymer secondary battery packaging material, characterized in that the A8000 series aluminum alloy having an iron (Fe) content of 1.2% by weight to 1.7% by weight. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 알루미늄 합금 소재는 30 내지 70㎛의 두께인 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 이차 전지용 포장재.The aluminum alloy material is a packaging material for a lithium polymer secondary battery, characterized in that the thickness of 30 to 70㎛.
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