KR101263485B1 - Rubber composition for insulation packing apparatus for Li-Ion battery without metal ion elution - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 이온 용출이 없는 리튬 이온 전지용 절연 패킹 부재의 고무 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 리튬 이온 전지용 절연 패킹 부재의 고무 조성물은, 에틸렌 성분이 55wt% 내지 60wt%인 EPDM 소재로 이루어지며, 가공유 없이 배합된 폴리머와, 상기 폴리머 100 중량부 대비 5 내지 10 중량부를 갖는 디큐밀 퍼옥사이드(Dicumyl peroxide)로 이루어진 가교제와, 상기 폴리머 100 중량부 대비 1 내지 2 중량부를 갖는 2,2,4-트리메탈-1,2-다이하이드로퀴놀린(2,2,4-Trimethyl-1,2-dihyroquinoline)으로 이루어진 내열노화방지제와, 상기 폴리머 100 중량부 대비 5 내지 50 중량부를 갖는 카본 블랙으로 이루어진 충진제를 포함한다. The present invention relates to a rubber composition of an insulating packing member for a lithium ion battery without metal ion elution. The rubber composition of the insulating packing member for a lithium ion battery according to the present invention comprises an EPDM material having an ethylene component of 55 wt% to 60 wt% and having a polymer blended without processing oil and having 5 to 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of the polymer. Crosslinking agent consisting of wheat peroxide and 2,2,4-trimetal-1,2-dihydroquinoline (2,2,4-Trimethyl-1) having 1 to 2 parts by weight relative to 100 parts by weight of the polymer. , 2-dihyroquinoline) and a heat-resistant anti-aging agent and a filler consisting of carbon black having 5 to 50 parts by weight relative to 100 parts by weight of the polymer.
Description
본 발명은 리튬 이온 전지에 사용되는 절연 패킹 부재에 관한 것으로서, 하이브리드차, 연료전기차, 가전제품 등에 사용되는 리튬 이온 전지에 포함되는 절연패킹부재의 고무 조성물에 관한 것이다. .BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulating packing member for use in a lithium ion battery, and to a rubber composition of an insulating packing member for use in a lithium ion battery used in a hybrid car, a fuel electric vehicle, and a home appliance. .
하이브리드(hybrid) 차량은 내연차량에 비해 유해가스 배출량을 줄이고 연비를 향상시킨 환경자동차로서, 기존 자동차에 사용되던 내연기관 엔진에 전기 모터를 결합한 형태를 말한다. 기존 자동차의 에너지 손실은 대부분 교통 혼잡에 따른 공회전 시간과 차량 정지시 발생하는데 하이브리드 시스템은 이 같은 가솔린 또는 디젤 엔진의 단점을 보완해, 저속에서는 충전된 이차전지의 전기에너지를 이용하고, 고속에서는 내연기관을 이용함으로써, 효율성을 극대화시킨 것이다. A hybrid vehicle is an environmental vehicle that reduces emissions of toxic gases and improves fuel efficiency compared to an internal combustion vehicle. The hybrid vehicle combines an electric motor with an internal combustion engine used in an existing vehicle. Most of the energy loss of conventional cars is caused by idle time and traffic stop due to traffic congestion. Hybrid system compensates for the disadvantages of gasoline or diesel engines. By using institutions, the efficiency is maximized.
전지차는 상기 내연기관 없이 이차전지의 전기에너지만을 주행한다. The battery car runs only the electric energy of the secondary battery without the internal combustion engine.
이러한 하이브리드 차량 및 전기차에는 충방전 특성이 우수한 리튬 이온 전지 가 사용되고 있다. In such hybrid vehicles and electric vehicles, lithium ion batteries having excellent charge and discharge characteristics are used.
리튬 이온 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하는 것으로 액체 전해질을 사용한다.Lithium ion batteries mainly use lithium-based oxides as positive electrode active materials and carbon materials as negative electrode active materials, and use liquid electrolytes.
리튬 이온 전지는, 전해액과, 양극과, 세퍼레이터와, 음극을 수용하는 전지케이스와, 상기 전지케이스의 상면에 관통형상으로 설치한 단자 설치구멍과, 상기 단자 설치구멍에 끼워 맞추는 출력단자와, 상기 출력단자와 단자 설치구멍 사이를 씰링하는 절연 패킹 부재를 포함한다. The lithium ion battery includes a battery case accommodating an electrolyte solution, a positive electrode, a separator, a negative electrode, a terminal installation hole provided in a through shape on an upper surface of the battery case, an output terminal fitted into the terminal installation hole, And an insulating packing member for sealing between the output terminal and the terminal installation hole.
상기 절연 패킹 부재는, 전해액의 밀봉과 외부에서의 수분 침입을 막는 기능을 가진다. 종래의 통상적인 절연 패킹 부재는 한국공개특허 10-2005-0033432에 기재된 바와 같이, 내열성 및 절연성을 가지는 폴리프로필렌(polypropylene), 4불화 에틸렌 · 퍼플로로 알콕시 에틸렌 융합체(tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene co-polymer)(PFA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)(PET), 또는 폴리페닐렌옥사이드(po1yphenyleneoxide) (PPO) 등의 합성수지 성형품을 사용하였다. 이 중, PFA가 전해액에 대한 내화학성이 우수하기 때문에 가장 많이 사용되고 있다. The insulating packing member has a function of preventing the sealing of the electrolyte and the ingress of moisture from the outside. Conventional conventional insulating packing member is a polypropylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene co-polymer having heat resistance and insulation, as described in Korean Patent Publication No. 10-2005-0033432 Synthetic resin molded articles such as (PFA), polyethylene terephthalate (PET), or polyphenylene oxide (PPO) were used. Among them, PFA is most used because of its excellent chemical resistance to the electrolyte.
그런데, PFA 수지는 전해액에 대한 내화학성은 우수한 반면, 씰링에 있어 요구되는 압축영구줄음율이 좋지 않다. 이는 PFA 수지가 플라스틱 소재이므로, 외부 응력에 대하여 회복하는 특성이 근본적으로 좋지 않기 때문이다. 이는 다른 절연 패킹 부재도 동일하다. By the way, PFA resin is excellent in chemical resistance to the electrolyte, but the compression set is not good compression required. This is because, since the PFA resin is a plastic material, the recovery property against external stress is fundamentally poor. The same is true for other insulating packing members.
이런 문제점을 해결하기 위하여, 절연 패킹 부재로 고무 소재 적용을 고려할 수 있으나, 현재에 개발된 고무의 가교조제로 인하여 금속 이온 용출이 발생한다. 상기 금속 이온 용출로 인하여 전해액의 특성을 저하시켜서, 상기 리튬 이온 전지의 수명을 단축시키는 문제점이 있어서 적용이 불가하다. In order to solve this problem, it is possible to consider the application of the rubber material as the insulating packing member, but due to the cross-linking aid of the rubber developed in the present, metal ion dissolution occurs. Due to the elution of the metal ions, there is a problem of reducing the characteristics of the electrolyte and shortening the life of the lithium ion battery.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압축영구줄음율이 우수한 동시에, 이온 용출가능성이 없는 소재로 제조된 금속 이온 용출 없는 리튬 이온 전지용 절연 패킹부재의 고무 조성물은 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a rubber composition of an insulating packing member for a lithium ion battery without a metal ion elution, which is made of a material having excellent compressive permanent shrinkage and no ion elution potential. .
따라서, 본 발명에 따른 금속 이온 용출없는 리튬 이온 전지용 절연 패킹 부재의 고무 조성물은, 에틸렌 성분이 55wt% 내지 60wt%인 EPDM 소재로 이루어지며, 가공유 없이 배합된 폴리머와, 상기 폴리머 100 중량부 대비 5 내지 10 중량부를 갖는 디큐밀 퍼옥사이드(Dicumyl peroxide)로 이루어진 가교제와, 상기 폴리머 100 중량부 대비 1 내지 2 중량부를 갖는 2,2,4-트리메탈-1,2-다이하이드로퀴놀린(2,2,4-Trimethyl-1,2-dihyroquinoline)으로 이루어진 내열노화방지제와, 상기 폴리머 100 중량부 대비 5 내지 50 중량부를 갖는 카본 블랙으로 이루어진 충진제를 포함한다. Accordingly, the rubber composition of the insulating packing member for a lithium ion battery without metal ion elution according to the present invention is composed of an EPDM material having an ethylene component of 55wt% to 60wt%, and is a polymer blended without processing oil, and compared to 100 parts by weight of the polymer. Crosslinking agent consisting of Dicumyl peroxide having 10 to 10 parts by weight, and 2,2,4-trimetal-1,2-dihydroquinoline (2,2) having 1 to 2 parts by weight relative to 100 parts by weight of the polymer. And 4-trimethyl-1,2-dihyroquinoline), and an anti-aging agent comprising 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer.
이 경우, 폴리머의 무니(Mooney) 점도가 25 MU(ML 1 + 4/100 ℃)인 것이 바람직하다. In this case, it is preferable that the Mooney viscosity of the polymer is 25 MU (ML 1 + 4/100 ° C.).
또한, 상기 EPDM은 에틸렌 성분이 58wt%이고, ENB(ethylidene norbornene) 성분이 4.7 wt%일 수 있다.In addition, the EPDM may be 58 wt% of an ethylene component and 4.7 wt% of an ethylidene norbornene (ENB) component.
본 발명에 따르면, 압축영구줄임율이 우수한 EPDM 폴리머를 사용한 동시에, 이온용출 가능성이 없는 배합제를 선정하여 절연 패킹 부재를 제조함으로써, 씰링력이 우수함과 동시에, 전해액을 오염시키지 않게 되어 내구성이 향상되고, 소재 단가 또한 낮아지게 된다. According to the present invention, by using an EPDM polymer excellent in compression permanent reduction rate and at the same time by selecting a compounding agent having no ion elution potential to produce an insulating packing member, it is excellent in sealing force and does not contaminate electrolyte solution, thereby improving durability. And the unit cost is also lowered.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절연 패킹 부재가 적용되는 리튬 이온 전지의 단자부의 일 예를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 절연 패킹 부재를 도시한 사시도이다..1 is a cross-sectional view illustrating an example of a terminal unit of a lithium ion battery to which an insulating packing member according to an exemplary embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view of the insulating packing member of FIG. 1. FIG.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절연 패킹 부재(100)가 적용되는 리튬 이온 전지(1)의 단자부의 일 예를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an example of a terminal portion of a lithium ion battery 1 to which an
도 1에 도시된 바와 같이, 리튬 이온 전지(1)는 전지케이스(10)와, 덮개(20)와, 출력 단자(30)와, 인슐레이터(40)를 포함한다. 전지케이스(10)는 전해액과, 양극과, 세퍼레이터와, 음극을 수용한다. 상기 전지케이스(10)는 알루미늄(aluminum), 스테인리스(stainless), 니켈도금(nickel-plated)한 알루미늄, 니켈도금한 철, 또는 알루미늄과 니켈의 클래드(clad) 등으로 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 1, the lithium ion battery 1 includes a
덮개(20)는 전지케이스(10)의 개구 상면을 폐쇄한다. 상기 덮개(20)에는 단자 설치구멍(21)이 관통 형성된다. The
출력 단자(30)는 상기 단자 설치구멍(21)에 절연 패킹 부재(100)를 거쳐 끼워진다. 상기 출력 단자(30)는 상기 덮개(20)의 상면으로 노출하는 머리부(31)와, 상기 덮개를 관통하는 축부(32)와, 상기 전지케이스(10) 내부에서 전극과 연결되는 연결부(33)를 포함한다. 상기 출력 단자(30)는 양극 단자이거나, 음극 단자일 수 있다. 상기 출력 단자(30)는 너트(50)에 끼워져서 고정될 수 있다. The
상기 덮개 상, 하로는 인슐레이터(40)가 배치될 수 있다. The
상기 절연 패킹 부재(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 단자 설치구멍(21)에 내접하는 중공 환형형상으로, 상기 출력 단자(30)의 축부(32)가 관통되도록 배치된다. 상기 절연 패킹 부재(100)는 출력 단자(30)의 축부(32)와 덮개 사이를 밀봉하도록 배치된다. 상기 절연 패킹 부재(100)는 전해액의 밀봉 기능 및 외부에서의 수분 침입을 막는 기능을 한다.1 and 2, the
이를 위하여, 상기 절연 패킹 부재(100)는 조립시 상기 출력 단자(30)와 간섭을 일으키면서 접하도록 탄성을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 우수한 압축영구줄음율을 가지고 있어야 한다. To this end, the
이를 위하며, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절연 패킹 부재(100)는, 폴리머와, 가교제와, 내열노화방지제와, 충진제를 포함한다.To this end, the
폴리머는 에틸렌 성분이 55wt% 내지 60wt%, 보다 바람직하게는 58wt%인 EPDM 소재로 이루어지며, 가공유 없이 배합된다. 이 경우, 상기 EPDM의 무니(Mooney) 점도는 15 내지 35 MU(ML 1 + 4/100 ℃)인 EPDM 소재로 이루어질 수 있다. The polymer consists of EPDM material with an ethylene component of 55 wt% to 60 wt%, more preferably 58 wt%, and is formulated without process oil. In this case, the Mooney (Mooney) viscosity of the EPDM may be made of EPDM material of 15 to 35 MU (ML 1 + 4/100 ℃).
EPDM은 에틸렌과 프로필렌 및 약간의 디엔 성분과의 3원 중합체로서, 내노화성, 내오존성, 내약품성 및 내열성이 우수하다. 이 경우, 상기 EPDM은 금속 이온이 용출되지 않고, 전기절연성이 우수하여야 한다. 이를 위하여, 본 발명에 적용되는 EPDM은 무니(Mooney) 점도가 15 내지 35 MU(ML 1 + 4/100 ℃), 보다 바람직하게는 25 MU(ML 1 + 4/100 ℃)일 수 있다. EPDM is a ternary polymer of ethylene with propylene and some diene components and is excellent in aging resistance, ozone resistance, chemical resistance and heat resistance. In this case, the EPDM should not elute metal ions and should have excellent electrical insulation. To this end, the EPDM applied to the present invention may have a Mooney viscosity of 15 to 35 MU (ML 1 + 4/100 ° C.), more preferably 25 MU (ML 1 + 4/100 ° C.).
(ML 1+4/100℃)은 고무의 점도 (Mooney viscosity) 측정 하는 시험 조건을 의미하는 것으로서, 100℃에서 큰 로터(100M)를 사용하여 1분간 예열하여 로터 시동 후 4분의 값을 읽은 값을 의미한다. (ML 1 + 4/100 ℃) refers to the test conditions for measuring the viscosity of rubber, and preheated for 1 minute using a large rotor (100M) at 100 ℃ to read the value of 4 minutes after starting the rotor. It means the value.
EPDM의 점도가 25 MU로서 낮은 점도를 가진다. 이에 따라서 가공유없이 배합이 가능하게 됨으로써, 금속 또는 이온 용출 성분을 포함하지 않게 된다. EPDM has a low viscosity of 25 MU. Accordingly, the compounding can be performed without processing oil, so that the metal or the ion eluting component is not contained.
이 경우, 상기 EPDM은 에틸렌(ethylene) 성분이 50wt% 내지 65wt%, 보다 바람직하게는 55wt% 내지 60wt%이고, ENB (ethylidene norbornene) 성분이 3wt% 내지 6wt%일 수 있다. ENB는 디엔의 모노머의 일종으로서 황 가황이 가능하도록 소량 첨가된다. 이러한 성분으로 제조시에, 저온 특성 및 전기적 특성이 우수하게 된다. In this case, the EPDM may be 50wt% to 65wt% of ethylene, more preferably 55wt% to 60wt%, and 3wt% to 6wt% of ENB (ethylidene norbornene). ENB is a monomer of diene and is added in small amounts to allow sulfur vulcanization. At the time of preparation with such a component, low temperature characteristics and electrical characteristics are excellent.
이 경우, EPDM으로 ㈜금호폴리켐의 KEP 2320 제품을 사용할 수 있다. 상기 KEP 2320 제품은 에틸렌 성분이 58wt%이고, ENB 성분이 4.7wt%이다. In this case, KEP 2320 product of Kumho Polychem Co., Ltd. can be used as EPDM. The KEP 2320 product is 58 wt% ethylene component and 4.7 wt% ENB component.
배합제는 금속 성분이나 이온 용출 성분을 가지지 않는 성분으로 이루어진다. 이에 따라서 금속이온 용출에 의하여 전해액의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. The compounding agent consists of a component which does not have a metal component or an ion elution component. Thereby, the performance of electrolyte solution can be prevented from falling by metal ion elution.
이 경우, 상기 배합제는, 입자경이 200 내지 500 nm인 카본블랙 MT로 이루어진 충진제를 포함할 수 있다.In this case, the compounding agent may include a filler made of carbon black MT having a particle diameter of 200 to 500 nm.
가교제(cross-linking agent)는 상기 폴리머를 구성하는 단량체들을 상호 가교하는 기능을 하는 것으로, 가황제라고도 불린다. 퍼옥사이드 계열의 가교제의 순도가 95%이상이다. 이에 따라서 순도가 낮은 퍼옥사이드 계열의 가교제를 사용하여 제작된 EPDM 고무에서 용출되는 칼슘, 규소 이온이 용출되지 않는다. 주 가교제의 순도가 98% 이상인 것이 보다 바람직하다. Cross-linking agent (cross-linking agent) is a function of cross-linking the monomers constituting the polymer, also called a vulcanizing agent. The purity of the peroxide crosslinking agent is at least 95%. Accordingly, calcium and silicon ions eluted from EPDM rubbers manufactured using a low purity peroxide crosslinking agent are not eluted. It is more preferable that the purity of a main crosslinking agent is 98% or more.
상기 주 가교제는 디큐밀 퍼옥사이드(Dicumyl peroxide)일 수 있다. 이 경우, 본 발명은 디큐밀 퍼옥사이드로서 ㈜NOF의 PERCUMYL D제품을 사용할 수 있다. The main crosslinking agent may be Dicumyl peroxide. In this case, the present invention may use NOF's PERCUMYL D product as dicumyl peroxide.
한편, 본 발명은 부 가교제를 포함할 수 있다. 상기 부 가교제는 가황력을 촉진시키고, 가교 밀도를 향상시키며, 낮은 압축영구줄음율을 향상시키기 위함이다.Meanwhile, the present invention may include a secondary crosslinking agent. The secondary crosslinking agent is for promoting the vulcanization force, improving the crosslinking density, and improving the low compression set.
이 경우 상기 부 가교제로서는, 순도 95% 이상의 트리알릴 이소시아누레이드(Triallyl Isocyanurate)일 수 있다. 상기 트리알릴 이소시아누레이드의 순도가 95% 이상으로, 칼슘, 규소 이온이 용출되지 않는다. 보다 바람직하게는 이소시아누레이드의 순도가 98% 이상인 것이 금속 이온 용출이 발생하지 않는다.In this case, the secondary crosslinking agent may be Triallyl Isocyanurate with a purity of 95% or more. The purity of the triallyl isocyanurate is 95% or more, and calcium and silicon ions are not eluted. More preferably, the metal ion elution does not generate | occur | produce that the purity of isocyanuride is 98% or more.
본 발명에서는 순도 98%이며 ㈜NIPPON KASEI CHEM.의 TAIC 제품을 사용할 수 있다. In the present invention, the purity is 98% and TAIC products of NIPPON KASEI CHEM.
한편, 충진제는, 입자경이 200nm 내지 500nm인 요구물성치, 예를 들어 경도, 인장강도 등을 조절하기 위함이다. 여기서 카본 블랙이란 천연가스, 석유계, 또는 석탄타아르계 중질유 등의 함탄소 물질을 불완전 연소 또는 열분해하여 만든 물질로서, 탄소원자들이 무질서한 육각형 꼴로 배열되어 있어서 보강성이 우수하다. On the other hand, the filler is to control the required physical properties, such as hardness, tensile strength, etc. having a particle diameter of 200nm to 500nm. Here, carbon black is a material produced by incomplete combustion or pyrolysis of carbon-containing materials such as natural gas, petroleum, or coal tar-based heavy oil, and has excellent reinforcement because carbon atoms are arranged in a disordered hexagonal shape.
이 경우 카본블랙은 입자경이 클 것이 요구된다. 입자경이 클수록 전기절연성이 우수하다. 따라서 본 발명에 적용되는 카본 블랙은 중립열분해(MT) 계열인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 상기 입자경이 200nm 내지 280nm인 것이 바람직하다. In this case, carbon black is required to have a large particle diameter. The larger the particle diameter, the better the electrical insulation. Therefore, the carbon black applied to the present invention is preferably neutral pyrolysis (MT) series. More preferably, the particle diameter is 200 nm to 280 nm.
한편, 본 발명은 내열노화방지제를 더 포함할 수 있다. 내열노화방지제는 노화현상의 주요 인자인 산소에 의해서 자동 산화되는 연쇄반응을 정지시키는 작용을 한다. 본 발명에서는 내열노화방지제가 2,2,4-트리메탈-1,2-다이하이드로퀴놀린(2,2,4-Trimethyl-1,2-dihyroquinoline)일 수 있다. 상기 2,2,4-트리메탈-1,2-다이하이드로퀴놀린은 내열성과 내굴곡성 및 내오존성이 우수하고, 고무와 상용성도 좋아 블루밍(BLOOMING)이 없고, 고무의 스코치(Scorch)에 대한 영향이 없다는 장점이 있다. On the other hand, the present invention may further comprise a heat-resistant anti-aging agent. Anti-aging agent acts to stop the chain reaction which is automatically oxidized by oxygen which is the main factor of aging phenomenon. In the present invention, the anti-aging agent may be 2,2,4-trimetal-1,2-dihydroquinoline (2,2,4-Trimethyl-1,2-dihyroquinoline). The 2,2,4-trimetal-1,2-dihydroquinoline has excellent heat resistance, flex resistance and ozone resistance, good compatibility with rubber, no BLOOMING, and the effect of rubber on scorch. There is no advantage to this.
폴리머에 대한 각 배합제의 함량은, 상기 상기부가교제는 0.1 내지 2phr이며, 내열노화방지제가 1 내지 2phr인 것이 바람직하다.The content of each compounding agent for the polymer is preferably 0.1 to 2 phr of the above-mentioned crosslinking agent, and preferably 1 to 2 phr of the heat aging inhibitor.
종래의 EPDM 고무는 리튬 이온 전지용 절연 패킹 부재로 적용 불가능하였다. 이는 EPDM에 널리 사용되는 가교조제들인 ZnO, MgO, TiO2, Ca(OH)2, SiO2·Al2O3 등으로 인하여, 전해액의 대표적인 유기 용매인 프로필렌 카보네이트에서 금속이온의 용출이 발생되기 때문이다.The conventional EPDM rubber was not applicable as an insulation packing member for lithium ion batteries. This is because elution of metal ions occurs in propylene carbonate, a representative organic solvent of electrolyte, due to ZnO, MgO, TiO 2 , Ca (OH) 2 , SiO 2 · Al 2 O 3, etc., which are widely used in EPDM. .
본 발명의 절연 패킹 부재는, 저온 특성 및 전기적 특성이 우수한 EPDM을 폴리머로 함과 동시에, 금속 이온 용출이 되지 않는 배합제로 이루어진다. 이에 따라서 전해액의 오염을 방지함과 동시에, 압축영구줄음율이 우수하다. 특히, 종래의 EPDM 고무에 적용하지 않았던 입자크기 및 순도를 가진 배합제를 사용하여, 리튬 이온 전지에 적용가능하게 되었다.The insulating packing member of the present invention is composed of EPDM, which is excellent in low-temperature characteristics and electrical characteristics, as a polymer, and is made of a compounding agent which does not elute metal ions. This prevents contamination of the electrolyte and at the same time provides excellent compression set. In particular, it has been made applicable to lithium ion batteries by using a compounding agent having a particle size and purity not applied to conventional EPDM rubber.
이하에서는, 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 절연 패킹 부재의 조성물(이하 편의상 "실시예"라고 칭함.)을 종래의 리튬 이온 전지에 적용된 절연 패킹 부재의 조성물(이하, 편의상 "비교예"라고 칭함.)간의 성질을 각종 테스트하여 서로 비교함으로써, 상기 효과를 더욱 명확하게 설명한다.Hereinafter, the composition of the insulating packing member (hereinafter referred to as "example" for convenience) according to the embodiment of the present invention as described above is applied to a conventional lithium ion battery (hereinafter referred to as "comparative example" for convenience). The above-described effects are more clearly explained by comparing the properties of each of the two tests with each other.
표 1은 EPDM의 배합제로서, ZnO(비교예 1), MgO(비교예 2), TiO2(비교예 3), Ca(OH)2(비교예 4), SiO2·Al2O3(비교예 5)가 포함되어 있는 경우에, 금속이온용출량과, 기본 물성을 나타낸 표이다.
Table 1 shows a compounding agent for EPDM, in which ZnO (Comparative Example 1), MgO (Comparative Example 2), TiO2 (Comparative Example 3), Ca (OH) 2 (Comparative Example 4), and SiO2Al2O3 (Comparative Example 5) When included, the table shows the metal ion elution amount and basic physical properties.
(금속이온
용출)
(㎎/㎏)ICP
(Metal ion
Elution)
(Mg / kg)
2) TMQ: 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihyroquinoline, (주) FLESYS
3) PERCUMYL D: DCP(디큐밀 퍼옥사이드), ㈜NOF1) Carbon black: N990, cancarb
2) TMQ: 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihyroquinoline, FLESYS Co., Ltd.
3) PERCUMYL D: DCP (Dicumyl Peroxide), NOF
표 1에 도시된 바와 같이, 배합제로서, ZnO(비교예 1), MgO(비교예 2), TiO2(비교예 3), Ca(OH)2(비교예 4), SiO2·Al2O3(비교예 5)가 포함되는 경우 금속 이온이 용출됨을 알 수 있다. As shown in Table 1, as a compounding agent, ZnO (Comparative Example 1), MgO (Comparative Example 2), TiO 2 (Comparative Example 3), Ca (OH) 2 (Comparative Example 4), SiO 2 Al 2 When O 3 (Comparative Example 5) is included, it can be seen that metal ions are eluted.
이와 달리 실시예의 경우, 금속이온 용출이 되지 않음을 알 수 있다. In contrast, in the case of the embodiment, it can be seen that the metal ion is not eluted.
실시예와 비교예들에 대하여, 경도, 인장강도 및 신율 시험을 실시하였다. 상기 경도는 shore A 경도계를 이용한 경도시험을 실시하였고, 인장강도와 신율은 KS M 6518에 준하여 실시하였다. For Examples and Comparative Examples, hardness, tensile strength and elongation tests were performed. The hardness was tested by the shore A hardness tester, tensile strength and elongation was carried out in accordance with KS M 6518.
그 결과 표 1에 도시된 바와 같이, 실시예의 경도가 65 (shore A), 인장강도가 80kgf/㎠, 신율이 200%로 비교예들에 비하여 우수하거나 적어도 동일한 것을 알 수 있다. As a result, as shown in Table 1, the hardness of the embodiment 65 (shore A), tensile strength 80kgf / ㎠, elongation is 200% it can be seen that the excellent or at least the same as the comparative examples.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
1: 리튬 이온 전지
10: 전지케이스
20: 덮개
30: 출력 단자
40: 인슐레이터
50: 너트
100: 절연 패킹 부재1: lithium ion battery
10: battery case
20: Cover
30: output terminal
40: insulator
50: Nut
100: insulation packing member
Claims (3)
상기 폴리머 100 중량부 대비 5 내지 10 중량부를 갖는 디큐밀 퍼옥사이드(Dicumyl peroxide)로 이루어진 가교제;
상기 폴리머 100 중량부 대비 1 내지 2 중량부를 갖는 2,2,4-트리메탈-1,2-다이하이드로퀴놀린(2,2,4-Trimethyl-1,2-dihyroquinoline)으로 이루어진 내열노화방지제; 및
상기 폴리머 100 중량부 대비 5 내지 50 중량부를 갖는 카본 블랙으로 이루어진 충진제;
를 포함하는 리튬 이온 금속 이온 용출이 없는 리튬 이온 전지용 절연 패킹 부재의 고무 조성물.A polymer made of EPDM material having an ethylene component of 55wt% to 60wt% and blended without processing oil;
Crosslinking agent consisting of Dicumyl peroxide having 5 to 10 parts by weight relative to 100 parts by weight of the polymer;
An anti-aging agent composed of 2,2,4-trimetal-1,2-dihydroquinoline (2,2,4-Trimethyl-1,2-dihyroquinoline) having 1 to 2 parts by weight relative to 100 parts by weight of the polymer; And
Filler made of carbon black having 5 to 50 parts by weight relative to 100 parts by weight of the polymer;
Rubber composition of the insulating packing member for lithium ion batteries without elution of lithium ion metal ions comprising a.
상기 폴리머의 무니(Mooney) 점도가 25 MU(ML 1 + 4/100 ℃)인 것을 특징으로 하는 금속 이온 용출이 없는 리튬 이온 전지용 절연 패킹 부재의 고무 조성물.The method of claim 1,
Mooney (Money) viscosity of the polymer is 25 MU (ML 1 + 4/100 ℃) rubber composition of the insulating packing member for a lithium ion battery without metal ion elution.
상기 EPDM은 에틸렌 성분이 58wt%이고, ENB(ethylidene norbornene) 성분이 4.7 wt%인 것을 특징으로 하는 금속 이온 용출이 없는 리튬 이온 전지용 절연 패킹 부재의 고무 조성물.The method of claim 1,
Wherein EPDM is 58wt% ethylene component, ENB (ethylidene norbornene) component 4.7wt% characterized in that the rubber composition of the insulating packing member for lithium ion batteries without metal ion elution.
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