KR102125613B1 - Sealant composition and an inner and outer packaging material for a secondary battery comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실란트 조성물 및 이를 포함하는 이차전지용 내외장 포장재에 관한 것으로, 종래 온도 대비 60 내지 200 ℃의 저온에서 실링 가능하며, 동시에 우수한 접착성, 절연성 및 밀봉성이 확보된 실란트 조성물 및 이를 포함하는 이차전지용 내외장 포장재에 관한 것이다.The present invention relates to a sealant composition and an interior and exterior packaging material for a secondary battery comprising the same, which can be sealed at a low temperature of 60 to 200°C compared to the conventional temperature, and at the same time, a sealant composition having excellent adhesion, insulation and sealing properties, and the same It relates to an interior and exterior packaging material for a secondary battery.
Description
본 발명은 실란트 조성물 및 이를 포함하는 이차전지용 내외장 포장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 실링 온도 대비 60 내지 200 ℃의 저온에서 실링 가능하며, 동시에 우수한 접착성, 절연성 및 밀봉성이 부여된 실란트 조성물 및 이를 포함하는 이차전지용 내외장 포장재에 관한 것이다.The present invention relates to a sealant composition and interior and exterior packaging materials for secondary batteries comprising the same, and more specifically, it can be sealed at a low temperature of 60 to 200°C compared to the conventional sealing temperature, and at the same time, a sealant with excellent adhesion, insulation and sealing properties It relates to an interior and exterior packaging material for a secondary battery comprising the composition and the same.
비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차전지에 대한 중요성이 증가되고 있다.As the use of portable electric products such as video cameras, portable telephones, and portable PCs is activated, the importance of secondary batteries mainly used as driving power is increasing.
특히, 이차전지 중에서, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.Particularly, among secondary batteries, lithium secondary batteries have a working voltage of 3.6 V or higher, which is three times higher than that of nickel-cadmium batteries or nickel-metal hydride batteries, and has excellent energy density characteristics per unit weight, and is rapidly used. Trend.
그러나, 이차전지가 충전이 가능하고, 친환경적인 에너지원임에도 불구하고, 이차전지의 안정성과 관련해서는 끊임없이 문제가 대두되고 있다.However, despite the fact that the secondary battery can be charged and is an environmentally friendly energy source, problems are constantly emerging regarding the stability of the secondary battery.
전지의 안정성 문제란, 전지 내의 비정상적인 에너지 변환에 따른 온도상승에 의해 각종 화학반응이 유발되고, 이로 인해 생기는 발화 및 폭발에 관련된 현상이다. 구체적으로, 이차전지는 고온에 노출되거나 외부단락 등에 의해 짧은 시간 내에 큰 전류가 흐르게 될 경우, IR 발열에 의해 전지가 가열되면서 발열, 발화, 폭발 등의 위험한 상태가 초래될 수 있으므로 내구성이 우수한 이차전지가 요구된다. 또한, 최근 그 사용 범위의 확대에 따라, 매우 과혹한 환경하에서도, 종래 이상으로 높은 안전성이 요구되고 있다. 예를 들어 만일 이차 전지가 이상적으로 고온이 되거나, 전지 내부가 고압이 된 경우에 있어서도, 전해액의 누액에 의한 기기의 손상이 전혀 없도록 요구되고 있다. The stability problem of the battery is a phenomenon related to ignition and explosion caused by various chemical reactions caused by temperature rise due to abnormal energy conversion in the battery. Specifically, when the secondary battery is exposed to high temperature or when a large current flows within a short time due to external short circuit, the battery is heated by IR heat, and a dangerous state such as heat generation, ignition, explosion, etc. may be caused. A battery is required. In addition, in recent years, with the expansion of the use range, even in a very severe environment, high safety has been demanded more than conventionally. For example, even if the secondary battery is at an ideally high temperature or the inside of the battery becomes high pressure, it is required that there is no damage to the device due to electrolyte leakage.
이러한 안정성의 확보를 위해, 각종 방법이 검토되고 있는데, 포장재에 관해서도, 고온에서의 포장재 그 자체의 안정성이나 전해액이나 금속 용기 재료에 대한 안정성, 및 전해액의 누액 방지성에 관한 연구가 이루어지고 있다.In order to secure such stability, various methods have been studied, and researches on packaging materials have also been conducted on stability of packaging materials themselves at high temperatures, stability to electrolytes or metal container materials, and prevention of leakage of electrolytes.
한편, 최근 내구성을 향상시킬 수 있으면서도, 다양한 형상으로 가공이 용이하여, 박형화나 경량화를 실현할 수 있는 전지용 포장 재료로서, 일반적으로 실란트층, 가스 배리어층 및 외측 수지층을 포함하는 다층 구조의 플렉시블(flexible) 필름 형상이 제안되고 있다. 이러한 포장재는, 실란트층끼리를 대향시켜서 주연부를 히트 시일로 열 용착시킴으로써 전지 소자를 밀봉하여, 전해액이나 가스 등의 유출을 방지한다. 따라서 주로 열 융착이 가능한 저융점의 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE), 폴리우레탄(PU) 계열 등의 수지가 사용되곤 한다.On the other hand, while being able to improve durability in recent years, it is easy to process in various shapes, and as a packaging material for batteries that can realize thinning and weight reduction, it is generally a flexible multi-layer structure including a sealant layer, a gas barrier layer and an outer resin layer ( flexible) film shape has been proposed. In such a packaging material, the sealant layers are opposed to each other, and the peripheral portion is heat-sealed with a heat seal to seal the battery element to prevent leakage of electrolyte or gas. Therefore, resins such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), and polyurethane (PU) series of low melting point, which can be thermally fused, are often used.
폴리프로필렌은, 융점이 120℃ 이상이므로 전지용 포장재가 고온에 노출되었을 경우에도 높은 실링 강도를 확보할 수 있다. Since polypropylene has a melting point of 120° C. or higher, high sealing strength can be ensured even when the battery packaging material is exposed to high temperatures.
다만, 리튬이온전지는 최대 135℃의 실링 온도를 허용하기는 하나, 그 이상의 온도를 가하여 결정 부분이 많은 실란트로 실링하는 경우, 융점이 높아져, 고온 시의 실링 강도는 높지만, 실링 후의 냉각 과정에서의 결정성 제어로 인해 실란트층의 실링부 또는 그 근방 부분에 크랙이 발생하여, 절연성이 저하되기 쉬워진다는 문제가 있다. 또한, 폴리우레탄 계열의 접착제는 고온 또는 물과 전해액의 부산물인 HF와 같은 산성 물질에 취약하여 접착 강도가 저하되는 문제가 있다. However, the lithium ion battery allows a sealing temperature of up to 135°C, but when sealing with a sealant with a large number of crystal parts by applying a higher temperature, the melting point increases and the sealing strength at high temperature is high, but in the cooling process after sealing There is a problem that cracks are generated in the sealing portion of the sealant layer or in the vicinity of the sealant layer due to the crystallinity control, and the insulating properties are easily deteriorated. In addition, polyurethane-based adhesives are susceptible to high temperatures or acidic substances such as HF, a by-product of water and electrolytes, resulting in a decrease in adhesive strength.
이러한 문제점들을 해결하기 위해서, 결정 부분이 많고 융점이 높은 폴리프로필렌을 실란트층에 사용해서 실링한 후에 실링부에 냉각판을 가압하거나, 냉각 에어를 분사하는 냉각 공정을 마련하는 경우도 있으나, 이러한 냉각에도 실링부에서의 크랙의 발생을 완전히 억제하는 것은 용이하지 않다. 또한, 무수말레산을 그라프팅 시킨 폴리올레핀 수지를 압출하면서 금속층과 라미네이트하는 방법이 고안되기도 하였으나, 상기 방법은 고가의 무수말레산을 사용하여 경제적이지 못하며, 압출 장비의 사용은 공정성을 저하시키는 문제가 있다.In order to solve these problems, there are cases in which a cooling process is performed by pressing a cooling plate on a sealing part or spraying cooling air after sealing by using polypropylene having a large amount of crystal parts and having a high melting point in a sealant layer. It is not easy to completely suppress the occurrence of cracks in the sealing portion. In addition, a method of laminating with a metal layer while extruding polyolefin resin grafted with maleic anhydride has been devised, but the method is not economical using expensive maleic anhydride, and the use of extrusion equipment has a problem of deteriorating processability. have.
따라서, 종래 리튬이온전지용 내외장 포장재를 약 180℃의 온도에서 고온 실링을 하여 부착시키지만, 이러한 제품은 절연저항의 불량이 발생이 되는 문제가 있다. Therefore, the conventional interior and exterior packaging materials for lithium ion batteries are adhered by high temperature sealing at a temperature of about 180° C., but these products have a problem of poor insulation resistance.
이와 더불어, 최근 전지의 박형화나 경량화의 요구에 수반하여, 더욱 얇은 전지용 포장재가 요구되고, 실란트층에 대해서도, 두께를 보다 한층 얇게 하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 실란트층의 두께가 얇아지면, 전지용 포장재의 절연성이 더욱 저하되기 쉬워진다는 문제가 있다.In addition, in recent years, with the demand for thinner and lighter batteries, thinner packaging materials for batteries are required, and the sealant layer is also required to have a thinner thickness. However, when the thickness of the sealant layer becomes thin, there is a problem that the insulating properties of the battery packaging material are more likely to decrease.
이에 따라 전지용 포장재의 절연저항 불량을 개선할 수 있으며, 다양한 요구에 부합할 수 있는 신규한 전지용 포장재에 대한 연구가 필요하다Accordingly, it is possible to improve the insulation resistance of the battery packaging material, and it is necessary to study a novel battery packaging material that can meet various needs.
전술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 저온 실링이 가능하면서도 우수한 접착성, 절연성 및 밀봉성이 부여된 실란트 조성물 및 이를 포함하는 이차전지용 내외장 포장재를 제공하고자 한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is to provide a sealant composition to which low-temperature sealing is possible, while providing excellent adhesion, insulation and sealing properties, and interior and exterior packaging materials for secondary batteries including the same.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일 실시예에서, 실링 수지 100 중량부, 고온 수지 50~60중량부, 실리카 10~30중량부 및 첨가제 10~30중량부로 구성되고, 상기 실링 수지는 우레탄 10~15 중량부, 에폭시 10~15중량부, 실리콘 10~15중량부, 폴리에스터 10~15중량부 및 아크릴 10~15중량부를 포함하는 실란트 조성물을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is composed of 100 parts by weight of a sealing resin, 50 to 60 parts by weight of a high temperature resin, 10 to 30 parts by weight of silica, and 10 to 30 parts by weight of an additive. Provided is a sealant composition comprising 10-15 parts by weight of urethane, 10-15 parts by weight of epoxy, 10-15 parts by weight of silicone, 10-15 parts by weight of polyester, and 10-15 parts by weight of acrylic.
본 발명은 또한, 상기 실란트 조성물을 포함하는 단층 또는 다층 구조의 이차전지용 내외장 포장재를 제공한다.The present invention also provides an interior and exterior packaging material for a secondary battery having a single-layer or multi-layer structure including the sealant composition.
본 발명에 따른 실란트 조성물은 종래 실링 온도 대비 60 내지 200 ℃의 저온에서 실링이 가능하며, 10년간 2N 이상을 유지하는 우수한 접착 강도를 갖는다. The sealant composition according to the present invention can be sealed at a low temperature of 60 to 200°C compared to the conventional sealing temperature, and has excellent adhesive strength to maintain 2N or more for 10 years.
아울러, 상기 조성물을 포함하는 포장재를 이차전지에 적용 시, 슬립 외장재 또는 왁스 성분으로 이루어진 외장재(리튬폴리머 전지의 외장재)에도 우수한 접착성과 밀봉성을 갖는다. 이로써, 종래 실링부에 발생하여 전지의 절연성을 떨어뜨리는 크랙을 방지하여, 전지의 절연 저항 불량을 개선할 수 있다.In addition, when the packaging material containing the composition is applied to a secondary battery, it also has excellent adhesion and sealing properties to a slip exterior material or an exterior material made of a wax component (a exterior material of a lithium polymer battery). This prevents cracks occurring in the conventional sealing portion and deteriorating the insulating properties of the battery, thereby improving the insulation resistance of the battery.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실란트 조성물을 포함하는 이차전지용 내외장 포장재를 나타낸 것으로, 도 1은 단층 구조의 포장재 및 도 2는 다층 구조의 포장재를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실란트 조성물의 실링 가능 온도 범위를 나타내는 DSC 분석 결과 그래프이다.1 to 2 show the interior and exterior packaging material for a secondary battery comprising a sealant composition according to an embodiment of the present invention, Figure 1 is a schematic diagram showing a single-layer structure of the packaging material and Figure 2 is a multi-layer structure of the packaging material.
3 is a DSC analysis result graph showing a sealable temperature range of a sealant composition according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor appropriately explains the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Accordingly, the embodiments described in the embodiments and the drawings described in this specification are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, and various equivalents can be substituted for them at the time of this application It should be understood that there may be water and variations.
본 발명은 신규한 실링 수지를 포함하는 실란트 조성물 및 이를 포함하는 이차전지용 내외장 포장재를 제공한다.The present invention provides a sealant composition comprising a new sealing resin and a packaging material for interior and exterior for a secondary battery comprising the same.
본 명세서에서 용어 '실란트 조성물'은 이차전지 포장재에 포함되는 필름 또는 시트를 접착하기 위하여 사용되는 접착제 조성물을 의미한다.The term'sealant composition' in the present specification means an adhesive composition used for bonding a film or sheet included in a secondary battery packaging material.
본 발명은 일 실시예에서, 실링 수지 100중량부, 고온 수지 50~60중량부, 실리카 10~30중량부 및 첨가제 10~30중량부를 포함하며, 상기 실링 수지는 우레탄 수지 10~15중량부, 에폭시 수지 10~15중량부, 실리콘 수지 10~15중량부, 폴리에스터 수지 10~15중량부 및 아크릴 수지 10~15중량부를 포함하는 실란트 조성물을 제공한다. In one embodiment, the present invention includes 100 parts by weight of a sealing resin, 50-60 parts by weight of a high temperature resin, 10-30 parts by weight of silica and 10-30 parts by weight of an additive, and the sealing resin is 10-15 parts by weight of a urethane resin, Provided is a sealant composition comprising 10-15 parts by weight of an epoxy resin, 10-15 parts by weight of a silicone resin, 10-15 parts by weight of a polyester resin, and 10-15 parts by weight of an acrylic resin.
상기 실링 수지는 본 발명에 따른 실란트 조성물의 기본 골격 구조를 이루며 직접적으로 접착이 가능하게 하는 주요 물질이다. 상세하게 상기 실링 수지는 우레탄 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리에스터 수지 및 아크릴 수지로 구성될 수 있으며, 이들 실링 수지가 첨가됨으로써, 상기 조성물 포함하는 포장재를 이차전지에 적용 시, 내/외층면에 접착성을 확보할 수 있다.The sealing resin forms a basic skeleton structure of the sealant composition according to the present invention and is a main material that enables direct adhesion. In detail, the sealing resin may be composed of a urethane resin, an epoxy resin, a silicone resin, a polyester resin, and an acrylic resin, and by adding these sealing resins, when the packaging material containing the composition is applied to the secondary battery, the inner/outer layer surface It can ensure adhesiveness.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 조성물은 실링 수지 100중량부, 고온 수지 50~60중량부, 실리카 10~30중량부 및 첨가제 10~30중량부로 포함하여 구성될 수 있으며, 이 때 실링 수지를 상기 범위 미만으로 포함하는 경우, 접착성이 부족하여 10년의 기간도 유지하기 어려우며, 상기 범위를 초과하여 포함하는 경우, 접착 후 포장재의 흘러내림의 문제 및 온도, 습도에 영향을 받아 접착성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the composition may be composed of 100 parts by weight of a sealing resin, 50 to 60 parts by weight of a high temperature resin, 10 to 30 parts by weight of silica, and 10 to 30 parts by weight of an additive. When it is included below the above range, it is difficult to maintain a period of 10 years due to insufficient adhesion, and when it is included above the above range, the adhesion is affected by the problem of the flow of packaging material after adhesion, temperature, and humidity This falling problem can occur.
상기 실리콘 수지는 예컨대, 폴리디메틸실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디메틸페닐실록산, 폴리프로필렌-실리콘 공중합체, 폴리에틸렌-실리콘 공중합체를 포함할 수 있으며, 그 분자량이 3만 이상, 구체적으로는 3만 ~ 100만의 것이 바람직하다. 상기 폴리에스터 수지는 기계적 물성, 내열성, 절연성 및 외부로부터 보호하는 역할을 하며, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트 등을 포함할 수 있다. The silicone resin may include, for example, polydimethylsiloxane, polydiphenylsiloxane, polydimethylphenylsiloxane, polypropylene-silicon copolymer, polyethylene-silicon copolymer, and has a molecular weight of 30,000 or more, specifically 30,000 It is preferred that ~ 1 million. The polyester resin serves to protect from mechanical properties, heat resistance, insulation, and the outside, and may include, for example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, and the like.
상기 고온 수지는 상기 조성물을 포함하는 포장재의 강도를 부여하기 위하여 첨가되는 것으로, 상기 고온 수지가 첨가된 조성물을 포함하는 포장재의 경우 향상된 강도로 인하여 상기 포장재의 절단 시 규격에 맞게 커팅을 가능하게 한다. 더불어, 함께 첨가되는 상기 실리카는 상기 고온 수지의 강도 부여 기능을 도와 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.The high temperature resin is added to impart the strength of the packaging material containing the composition, and in the case of the packaging material containing the composition to which the high temperature resin is added, it is possible to cut according to the specification when cutting the packaging material due to improved strength. . In addition, the silica added together may help improve the strength of the high temperature resin and further improve strength.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 조성물은 실링 수지 100중량부, 고온 수지 50~60중량부, 실리카 10~30중량부 및 첨가제 10~30중량부로 포함하여 구성될 수 있으며, 이 때 고온 수지를 상기 범위 미만으로 포함하는 경우 포장재의 강도 부족으로 연질되어 포장재를 절단 시 규격에 맞게 자르기 어렵거나, 혹은 끈적거림이 심해지는 문제가 발생할 수 있다. 또한 상기 고온 수지가 상기 범위를 초과하여 포함하는 경우 강도가 너무 높아져 낮은 온도에서 접착 되지 않는 문제가 발생할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the composition may be composed of 100 parts by weight of a sealing resin, 50 to 60 parts by weight of a high temperature resin, 10 to 30 parts by weight of silica, and 10 to 30 parts by weight of an additive. If it is included below the above range, it may be difficult to cut the packaging material according to specifications when cutting the packaging material due to the lack of strength of the packaging material, or a problem that the stickiness becomes severe may occur. In addition, when the high temperature resin is included in an amount exceeding the above range, the strength may be too high to cause adhesion problems at a low temperature.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 고온 수지는 아크릴 수지, 폴리올레핀 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종 이상일 수 있다. 고온 수지로서 아크릴 수지를 첨가함으로써 한층 더 강도 및 성형성의 향상을 도모할 수 있으며, 폴리올레핀 수지를 첨가함으로써 우수한 유연성, 내충격성 및 슬립성 등에 기인해 성형성이 탁월한 효과를 기대할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the high temperature resin may be any one or more selected from the group consisting of acrylic resins, polyolefin resins, and mixtures thereof. By adding an acrylic resin as a high temperature resin, it is possible to further improve the strength and formability, and by adding a polyolefin resin, an excellent moldability effect due to excellent flexibility, impact resistance, and slip properties can be expected.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 실링 수지는 유리전이온도가 40 내지 110℃인 것일 수 있다. 상기 유리 전이 온도가 40℃ 이상을 만족함으로써 절연성 저하로 인한 절연 저항 불량을 방지할 수 있으며, 110℃ 이하를 만족함으로써 상기 조성물의 접착성을 높이고, 전지의 적용 시, 필름화되어 이차전지의 내부 저항이 증대하는 것을 억제하여, 출력 특성 등의 전지 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the sealing resin may have a glass transition temperature of 40 to 110°C. When the glass transition temperature satisfies 40° C. or higher, it is possible to prevent insulation resistance defects due to deterioration in insulation, and by satisfying 110° C. or lower, the adhesion of the composition is increased, and when the battery is applied, the film is filmed and inside the secondary battery. It is possible to suppress an increase in resistance, and to prevent deterioration of battery characteristics such as output characteristics.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 실링 수지는 융점이 50 내지 130 ℃인 것일 수 있다. 상기 융점이 50℃ 내지 130℃인 수지란, DSC(시차 주사 열량계)에 의해 승온 속도 20℃/분으로 측정되는 피크 온도(융점)가 50℃ 내지 130℃인 수지를 의미한다. 융점이 상기 범위를 만족함으로써, 저온에서도 우수한 접착성을 확보할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sealing resin may have a melting point of 50 to 130 ℃. The resin having a melting point of 50°C to 130°C means a resin having a peak temperature (melting point) measured at a heating rate of 20°C/min by DSC (differential scanning calorimeter) of 50°C to 130°C. When the melting point satisfies the above range, excellent adhesiveness can be secured even at low temperatures.
본 발명에 따른 실란트 조성물은 필요에 따라 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 경화제, 레벨링제, 커플링제, 반응 촉진제, 점착 부여제, 탈포제 및 가소제로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종 이상일 수 있다. 경화제로는 에폭시 접착 분야에서 주로 사용되는 것들을 제한 없이 사용하는 것이면 가능하고, 레벨링제(또는 소화제)로는 예를 들어, 폴리에테르 변성 폴리디메틸실록산, 폴리에스테르 변성 폴리디메틸실록산, 아랄킬 변성 폴리메틸알킬실록산, 폴리에스테르 변성 수산기 함유 폴리디메틸실록산, 폴리에테르에스테르 변성 수산기 함유 폴리디메틸 실록산, 아크릴계 공중합물, 메타크릴계 공중합물, 폴리에테르 변성 폴리메틸알킬실록산, 아크릴산 알킬 에스테르 공중합물, 메타크릴산 알킬 에스테르 공중합물, 레시틴 등을 사용할 수 있다. 커플링제로는 금속박 등의 금속계 소재에 대한 접착력 증진을 위하여 실란계 커플링제를 포함할 수 있으나, 당업계에서 사용하는 구성을 제한없이 사용하는 것이면 가능하고, 반응 촉진제로는 예를 들어, 디부틸틴 디아세테이트, 디부틸틴 디라우레이트, 디옥틸틴 디라우레이트, 디부틸틴디말레이트 등의 금속계 촉매; 1,8-디아자-비시 클로(5,4,0)운데센-7, 1,5-디아자비시클로(4,3,0)노넨-5, 6-디부틸아미노-1,8-디아 자비시클로(5,4,0)운데셍-7 등의 3급 아민; 트리에탄올아민과 같은 반응성 3급 아민 등이 있으며, 이들 그룹에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 반응 촉진제를 첨가제로 사용할 수 있다. The sealant composition according to the present invention may further include additives as necessary, and the additives may be any one or more selected from the group consisting of curing agents, leveling agents, coupling agents, reaction accelerators, tackifiers, defoamers and plasticizers. Can be. As the curing agent, it is possible to use those mainly used in the field of epoxy adhesion without limitation, and as the leveling agent (or extinguishing agent), for example, polyether-modified polydimethylsiloxane, polyester-modified polydimethylsiloxane, aralkyl-modified polymethylalkyl Siloxane, polyester modified hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane, polyetherester modified hydroxyl group-containing polydimethyl siloxane, acrylic copolymer, methacryl copolymer, polyether modified polymethylalkylsiloxane, acrylic alkyl ester copolymer, methacrylic acid alkyl ester Copolymers, lecithin, and the like can be used. As a coupling agent, a silane coupling agent may be included to improve adhesion to a metal-based material such as a metal foil, but any structure used in the art can be used without limitation, and as a reaction accelerator, for example, dibutyl Metal catalysts such as tin diacetate, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, and dibutyltin dimalate; 1,8-diaza-bicyclo(5,4,0)undecene-7, 1,5-diazabicyclo(4,3,0)nonen-5, 6-dibutylamino-1,8-dia Tertiary amines such as Xabicyclo(5,4,0)undec-7; And reactive tertiary amines such as triethanolamine, and one or two or more reaction promoters selected from these groups can be used as additives.
상기 첨가제의 함량은 이차전지 포장재의 구체적인 구성, 실란트 조성물의 성분 및/또는 조성 등에 따라 적절히 조절할 수 있으나, 바람직하게는 전체 실란트 조성물 100 중량부당 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. The content of the additive may be appropriately adjusted depending on the specific composition of the secondary battery packaging material, the component and/or composition of the sealant composition, but may preferably include 5 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the total sealant composition.
본 발명에 따른 상기 실란트 조성물은 상술한 구성 외에 필요에 따라 당업계에 통상적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. The sealant composition according to the present invention may further include an additive conventionally used in the art as necessary in addition to the above-described configuration.
본 발명은 또한, 상기 실란트 조성물을 포함하는 단층 또는 다층 구조를 갖는 이차전지용 내외장 포장재를 제공한다. The present invention also provides an interior and exterior packaging material for a secondary battery having a single-layer or multi-layer structure including the sealant composition.
본 발명에 따른 포장재의 바람직한 일 실시예를 도 1 및 도 2에 도시한다.1 and 2 illustrate a preferred embodiment of the packaging material according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 포장재는 상기 실란트 조성물만으로 구성된 단층 구조를 갖는다.As shown in Figure 1, the packaging material according to an embodiment has a single-layer structure consisting only of the sealant composition.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 포장재는 상기 실란트 조성물로 구성된 제1 실란트층(10), 상기 제1 실란트층 상에 형성된 내부 수지층(20) 및 상기 내부 수지층 상에 형성된 상기 실란트 조성물로 구성된 제2 실란트층(30)을 포함하는 다층 구조를 갖는다. In addition, as shown in Figure 2, the packaging material according to an embodiment of the first sealant layer (10) made of the sealant composition, the
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 내부 수지층(20)은 내전해액성의 충분한 확보에 의한 포장재의 내용 수명의 증대를 도모하는 점에서, 바람직하게는 폴리올레핀계 수지일 수 있으며, 상기 제1 실란트층(10) 또는/및 제2 실란트층(30)에 도포하여 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 상기 내부 수지층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 나일론(Nylon), 폴리마이드(PI) 및 에틸렌비닐아세테이트(EVA)로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종 이상일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 내부 수지층(20)은 적어도 상기 제1 실란트층(10)과 제2 실란트층(30)의 최내층의 사이에 또 다른 내부 수지층이 추가적으로 개재되는 것일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 하기의 실시예들은 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들 실시예에 의하여 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples. However, the following examples are only for illustrating the invention, and the present invention is not limited by these examples.
실시예Example . 실란트 조성물의 제조. Preparation of sealant composition
먼저, 우레탄 15중량부, 에폭시 15중량부, 실리콘 15중량부, 폴리에스터 15중량부 및 아크릴 15중량부를 혼합하여 실링 수지를 준비하였다. 이어서, 상기 준비된 실링 수지 100 중량부당 고온 수지 60중량부, 실리카 20중량부 및 첨가제 20중량부를 첨가하여 실란트 조성물을 제조하였다. First, a sealing resin was prepared by mixing 15 parts by weight of urethane, 15 parts by weight of epoxy, 15 parts by weight of silicone, 15 parts by weight of polyester, and 15 parts by weight of acrylic. Subsequently, a sealant composition was prepared by adding 60 parts by weight of high temperature resin, 20 parts by weight of silica, and 20 parts by weight of additives per 100 parts by weight of the prepared sealing resin.
실험예Experimental Example 1. 실란트 조성물의 접착성 평가 1. Evaluation of adhesiveness of sealant composition
상기 제조된 실란트 조성물의 접착성을 평가하기 위하여, 상기 일 실시예에서 제조된 실란트 조성물을 1.5 cm X 6 cm의 시편으로 제작하였다. In order to evaluate the adhesiveness of the prepared sealant composition, the sealant composition prepared in the above example was prepared as a specimen of 1.5 cm X 6 cm.
상기 시편을 상온에서 인장 시험기를 사용하여 5 mm/sec의 박리 속도 및 180도의 박리 각도로 박리하여 접착 강도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The specimens were peeled at a peeling rate of 5 mm/sec and a peeling angle of 180 degrees using a tensile tester at room temperature to measure adhesive strength, and the results are shown in Table 1 below.
표 1에서 보는 바와 같이, 상기 일 실시예에 따른 실란트 조성물은 높은 초기 접착 강도를 보였으며, 실란트층에 포함되는 첨가제로 인하여 산소 및 수분에 의한 경화를 방지하여, 접착 강도의 감소를 개선할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 상기 실란트 조성물은 10년간 2N 이상의 접착 강도가 유지되는 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, the sealant composition according to the embodiment showed a high initial adhesive strength, and prevents curing by oxygen and moisture due to an additive included in the sealant layer, thereby improving the reduction in adhesive strength. have. Accordingly, it can be confirmed that the sealant composition according to the present invention maintains an adhesive strength of 2N or more for 10 years.
실험예Experimental Example 2. 실란트 조성물의 실링 온도 범위 분석 2. Analysis of sealing temperature range of sealant composition
상기 제조된 실란트 조성물의 실링 온도 범위를 확인하기 위하여, 상기 실험예 1에서 제조된 실란트 조성물 시편의 융점 및 유리전이온도를 측정하였다. In order to confirm the sealing temperature range of the prepared sealant composition, the melting point and glass transition temperature of the sealant composition specimen prepared in Experimental Example 1 were measured.
상기 시편을 DSC(Differential scanning calorimetry)를 이용하여, 20 ℃/min 의 승온 속도로 측정하고, 그 결과를 도 3에 도시하였다.The specimen was measured using a differential scanning calorimetry (DSC) at a heating rate of 20° C./min, and the results are shown in FIG. 3.
도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실란트 조성물의 유리전이온도 및 융점은 50 ℃ 이하인 것을 확인할 수 있다. 3, it can be seen that the glass transition temperature and melting point of the sealant composition according to the present invention are 50° C. or less.
결과적으로, 본 발명에 따른 실란트 조성물은 저온에서 실링 가능하면서도 우수한 접착 특성을 확보할 수 있음을 상기 실시예들을 통하여 확인할 수 있었다. As a result, it was confirmed through the above examples that the sealant composition according to the present invention can be sealed at a low temperature and secure excellent adhesive properties.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.So far, the present invention has been focused on the preferred embodiments. Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.
10 : 제1 실란트층
20 : 내부 수지층
30 : 제2 실란트층10: first sealant layer
20: inner resin layer
30: second sealant layer
Claims (9)
상기 실링 수지는 우레탄 수지 10~15 중량부, 에폭시 수지 10~15중량부, 실리콘 수지 10~15중량부, 폴리에스터 수지 10~15중량부 및 아크릴 수지 10~15중량부를 포함하며,
상기 고온 수지는 아크릴 수지, 폴리올레핀 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종이고,
상기 실링 수지는 유리전이온도가 40 내지 110 ℃이며,
상기 실링 수지는 융점이 50 내지 130 ℃인 이차전지 내외장 포장재용 실란트 조성물.
It consists of 100 parts by weight of sealing resin, 50 to 60 parts by weight of high temperature resin, 10 to 30 parts by weight of silica and 10 to 30 parts by weight of additives,
The sealing resin includes 10-15 parts by weight of urethane resin, 10-15 parts by weight of epoxy resin, 10-15 parts by weight of silicone resin, 10-15 parts by weight of polyester resin, and 10-15 parts by weight of acrylic resin,
The high temperature resin is any one selected from the group consisting of acrylic resins, polyolefin resins, and mixtures thereof,
The sealing resin has a glass transition temperature of 40 to 110 ℃,
The sealing resin is a sealant composition for interior and exterior packaging of secondary batteries having a melting point of 50 to 130°C.
상기 첨가제는 경화제, 레벨링제, 커플링제, 반응 촉진제, 점착 부여제, 탈포제 및 가소제로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종 이상인 실란트 조성물.
According to claim 1,
The additive is at least one sealant composition selected from the group consisting of curing agents, leveling agents, coupling agents, reaction accelerators, tackifiers, defoamers and plasticizers.
상기 조성물은 60 내지 200 ℃ 의 온도에서 실링 가능한 것인 실란트 조성물.
According to claim 1,
The composition is a sealant composition that can be sealed at a temperature of 60 to 200 ℃.
A single or multi-layered secondary battery interior and exterior packaging material comprising the sealant composition of any one of claims 1, 5, and 6.
상기 다층 구조의 포장재는 상기 실란트 조성물로 구성된 제1 실란트층;
상기 제1 실란트층 상에 형성된 내부 수지층; 및
상기 내부 수지층 상에 형성되며, 상기 실란트 조성물로 구성된 제2 실란트층을 포함하는 이차전지용 내외장 포장재.
The method of claim 7,
The multilayer structure packaging material includes a first sealant layer composed of the sealant composition;
An inner resin layer formed on the first sealant layer; And
An inner and outer packaging material for a secondary battery, which is formed on the inner resin layer and includes a second sealant layer composed of the sealant composition.
상기 내부 수지층은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리스티렌(PS), 폴리카보네이트(PC), 나일론(Nylon), 폴리마이드(PI) 및 에틸렌비닐아세테이트(EVA)로 이루어진 군에서 선택된 어느 1종 이상인 이차전지용 내외장 포장재.The method of claim 8,
The inner resin layer is polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene naphthalate (PEN), polystyrene (PS), polycarbonate (PC), nylon (Nylon), polyamide (PI) ) And ethylene vinyl acetate (EVA).
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