KR102325242B1 - Flexible battery and molding containing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플렉서블 배터리 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강성 및 탄성복원력이 우수할 뿐만 아니라, 은(Ag)나노 성분을 함유함으로서, 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취, 수맥파 차단, 및 전자파 차단 효과가 우수하며, 적외선 및 은이온을 방출함으로서 인체의 세포활성화를 도와주며 혈액순환을 원활하게 해줄 수 있다.The present invention relates to a flexible battery and a molded article including the same, and more particularly, it has excellent rigidity and elastic restoring force, and contains silver (Ag) nano components, thereby providing antibacterial, sterilizing, antifungal, deodorizing, water pulse wave blocking, and electromagnetic wave blocking effect is excellent, and by emitting infrared rays and silver ions, it can help cell activation of the human body and facilitate blood circulation.

Description

플렉서블 배터리 및 이를 포함하는 성형품{Flexible battery and molding containing the same}Flexible battery and molding containing the same

본 발명은 플렉서블 배터리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강성 및 탄성복원력이 우수할 뿐만 아니라, 은(Ag)나노 성분을 함유함으로서, 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취, 수맥파 차단, 및 전자파 차단 효과가 우수하며, 적외선 및 은이온을 방출함으로서 인체의 세포활성화를 도와주며 혈액순환을 원활하게 해주는 플렉서블 배터리 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible battery, and more particularly, it has excellent rigidity and elastic restoring power, and contains silver (Ag) nano components, thereby exhibiting antibacterial, sterilizing, antifungal, deodorizing, water pulse wave blocking, and electromagnetic wave blocking effects. It is excellent, and by emitting infrared rays and silver ions, it helps to activate cells of the human body and to facilitate blood circulation, and relates to a flexible battery and a molded article including the same.

전자제품의 디지털화와 고성능화 등으로 소비자의 요구가 바뀜에 따라 시장 요구도 박형 및 경량화와 고에너지 밀도에 의한 고용량을 지니는 전원 공급 장치의 개발로 흐름이 바뀌고 있는 상황이다. As consumer demands change due to digitalization and high performance of electronic products, the market demand is also changing to the development of a power supply device with high capacity due to thinness and weight reduction and high energy density.

이와 같은, 소비자의 요구를 충족시키기 위해 고에너지 밀도 및 대용량의 리튬이온 이차전지, 리튬이온 고분자전지, 슈퍼커패시터(전기이중층 커패시터(Electric double layer capacitor) 및 수도 커패시터(Pseudo capacitor)) 등과 같은 전원 공급 장치가 개발되고 있다.Power supply such as high energy density and large capacity lithium ion secondary battery, lithium ion polymer battery, supercapacitor (electric double layer capacitor, pseudo capacitor), etc. The device is being developed.

최근, 휴대용 전화기, 노트북, 디지털 카메라 등 모바일 전자기기의 수요가 지속적으로 증가하고 있고, 특히 두루마리형 디스플레이, 플렉서블 전자종이(flexible e-paper), 플렉서블 액정표시장치(flexible liquid crystal display, flexible-LCD), 플렉서블 유기발광다이오드(flexible organic light-emitting diode, flexible-OLED) 등이 적용된 플렉서블 모바일 전자기기에 대한 관심이 최근 증가하고 있다. 이에 따라, 플렉서블 모바일 전자기기를 위한 전원 공급 장치 역시 플렉서블한 특성을 갖는 것이 요구되고 있다.Recently, the demand for mobile electronic devices such as portable telephones, notebook computers, and digital cameras is continuously increasing, and in particular, a roll-type display, a flexible e-paper, and a flexible liquid crystal display (flexible liquid crystal display, flexible-LCD) ), flexible organic light-emitting diodes (flexible-OLEDs), etc. have been recently applied to flexible mobile electronic devices. Accordingly, a power supply device for a flexible mobile electronic device is also required to have flexible characteristics.

이와 같은 특성을 반영할 수 있는 전원 공급 장치 중 하나로 플렉서블 배터리가 개발되고 있다.A flexible battery is being developed as one of the power supply devices that can reflect these characteristics.

플렉서블 배터리는 플렉서블한 성질을 지닌 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-메탈 하이드라이드 배터리, 니켈-수소 배터리, 리튬이온 배터리 등을 들 수 있다. 특히, 리튬이온 배터리는 납 축전지와, 니켈-카드뮴 배터리, 니켈-수소 배터리, 니켈-아연 배터리 등 다른 배터리와 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 높은 활용도를 갖는다.The flexible battery may include a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium ion battery having flexible properties. In particular, the lithium-ion battery has a high energy density per unit weight compared to other batteries such as a lead-acid battery, a nickel-cadmium battery, a nickel-hydrogen battery, and a nickel-zinc battery because it can be rapidly charged.

상기 리튬이온 배터리는 액체 전해질을 사용하는데, 주로 금속캔을 용기로 하여 용접 실링시킨 형태로 사용되고 있다. 하지만, 금속캔을 용기로 사용하는 원통형 리튬이온 배터리는 형태가 고정되므로 전기 제품의 디자인을 제한하는 단점이 있고 부피를 줄이는데 어려움이 있다.The lithium ion battery uses a liquid electrolyte, and is mainly used in the form of welding and sealing a metal can as a container. However, a cylindrical lithium-ion battery using a metal can as a container has a fixed shape, so there is a disadvantage in limiting the design of an electric product, and there is a difficulty in reducing the volume.

특히, 앞서 언급했듯이 모바일 전자기기는 발전되어 박막화되고 소형화될 뿐만 아니라 플렉서블하여 기존의 금속캔을 사용한 리튬이온 배터리나, 각형 구조의 배터리는 상기와 같은 모바일 전자기기에 적용하기 용이하지 않은 문제점이 있다. In particular, as mentioned above, mobile electronic devices are not only developed, thinned and miniaturized, but also flexible, so that the lithium-ion battery using the existing metal can or the prismatic battery is not easy to apply to the mobile electronic device as described above. .

따라서, 상기와 같은 구조적인 문제를 해결하기 위해 최근, 두 전극과 세퍼레이터, 전해질을 파우치에 넣고 실링하여 사용하는 파우치형 배터리가 개발되고, 파우치형 배터리는 가요성(flexible)을 갖는 소재로 제작되어 다양한 형태로 제조가 가능하며, 높은 질량당 에너지밀도를 구현할 수 있다는 장점이 있다.Therefore, in order to solve the structural problem as described above, recently, a pouch-type battery has been developed in which two electrodes, a separator, and an electrolyte are put in a pouch and sealed, and the pouch-type battery is made of a flexible material. It can be manufactured in various forms and has the advantage of realizing high energy density per mass.

종래 기술 중 한국공개특허 제2014-0059737호에는 플렉서블 젤리롤 타입 2차 전지를 개시하고 있으며, 한국공개특허 제2012-0023491호에는 파우치형 플렉서블 필름 전지 및 그 제조방법을 개시하고 있다.Among the prior art, Korean Patent Application Laid-Open No. 2014-0059737 discloses a flexible jelly roll type secondary battery, and Korean Patent Publication No. 2012-0023491 discloses a pouch-type flexible film battery and a manufacturing method thereof.

일반적으로, 파우치형 배터리에 사용되는 파우치는 내부 수지층, 금속층 및 외부 수지층이 적층된 구조를 갖는다. 이 중 금속층은 파우치 구조를 이루는 필수 구성 요소로서, 밀도가 조밀하여 습기 및 전해액이 통과할 수 없어 파우치의 외부에서 파우치 내부로 습기가 침투되는 것을 방지함과 동시에, 파우치 내부에 위치되는 전해액이 파우치 외부로 누수되는 것을 차단하는 기능을 수행한다. 하지만, 이와 같은 금속층은 탄성 복원력이 부족하여 일정 수준 이상의 유연성을 확보하기 어려워, 상기 파우치가 사용된 플렉서블 배터리에 크랙(crack)을 유발하는 문제점이 있었다.In general, a pouch used in a pouch-type battery has a structure in which an inner resin layer, a metal layer, and an outer resin layer are stacked. Among these, the metal layer is an essential component constituting the pouch structure, and has a dense density, preventing moisture and electrolyte from passing through, preventing moisture from penetrating into the pouch from the outside of the pouch. It performs the function of blocking leakage to the outside. However, since such a metal layer lacks elastic restoring force, it is difficult to secure more than a certain level of flexibility, which causes cracks in the flexible battery in which the pouch is used.

또한, 국민 생활수준 향상과 웰빙(well-being)바람에 의해 건강한 삶을 영위하려는 기본적 욕구가 산업전반에 걸쳐 다양한 형태의 제품으로 출시되는 상황이다. 따라서, 앞서 언급한 플렉서블 배터리가 내장되어 제조된 팔찌, 시계줄 등 다양한 제품들 사용에 있어서도 이러한 기본적 욕구를 만족할 수 있는 제품 개발이 시급한 상황이다.
In addition, the basic desire to lead a healthy life due to the improvement of the people's living standards and the desire for well-being is being released in various types of products throughout the industry. Therefore, there is an urgent need to develop a product that can satisfy these basic needs even when using various products such as bracelets and watch bands manufactured with a built-in flexible battery.

한국공개특허 제2014-0059737호(명칭 : 플렉서블 젤리롤 타입 2차전지)Korean Patent Publication No. 2014-0059737 (Name: Flexible Jelly Roll Type Secondary Battery) 한국공개특허 제2012-0023491호(명칭 : 파우치형 플렉서블 필름전지 및 그 제조방법)Korean Patent Publication No. 2012-0023491 (Name: Pouch-type flexible film battery and manufacturing method thereof)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 강성 및 탄성복원력이 우수할 뿐만 아니라, 은(Ag)나노 성분을 함유함으로서, 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취, 수맥파 차단, 및 전자파 차단 효과가 우수하며, 원적외선 및 은이온을 방출함으로서 인체의 세포활성화를 도와주며 혈액순환을 원활하게 해주는 플렉서블 배터리 및 이를 포함하는 성형품을 제공하고자 한다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and the present invention has excellent rigidity and elastic restoring force, and contains silver (Ag) nano components, thereby providing antibacterial, sterilizing, antifungal, deodorizing, water pulse wave blocking, and An object of the present invention is to provide a flexible battery that has excellent electromagnetic wave blocking effect and that emits far-infrared rays and silver ions to activate cells in the human body and facilitate blood circulation, and molded products including the same.

또한, 본 발명은 인체의 건강에 유익한 성분을 방출함으로서 사용자의 건강한 생활 수준을 향상시켜주는 은(Ag) 나노 성분을 포함하는 플렉서블 배터리가 적용된 시계줄, 팔찌 등의 웨어러블 디바이스를 제공하고자 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a wearable device such as a watch band or a bracelet to which a flexible battery containing silver (Ag) nano-components that improve a user's healthy living standard by releasing components beneficial to human health is applied.

또한, 플렉서블 배터리와 상기 플렉서블 배터리를 봉지하는 포장부재 간에 접착강도가 개선된 플렉서블 배터리 및 이를 포함하는 성형품을 제공하고자 한다.
Another object of the present invention is to provide a flexible battery with improved adhesive strength between the flexible battery and a packaging member for encapsulating the flexible battery and a molded article including the same.

본 발명은 플렉서블 배터리에 관한 것으로서, 전극조립체; 및 적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지고 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재; 를 포함하고, 상기 외장재의 적어도 일면에는 은(Ag)나노 성분을 포함하는 패브릭(fabric)층이 구비된다.The present invention relates to a flexible battery, comprising: an electrode assembly; and a packaging material having a pattern for contraction and relaxation upon bending on at least one surface and encapsulating the electrode assembly together with an electrolyte; Including, at least one surface of the exterior material is provided with a fabric (fabric) layer comprising a silver (Ag) nano component.

상기 패브릭층은 직물, 편물 및 부직포 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 상기 부직포는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유를 포함할 수 있다.The fabric layer may include at least one of a woven fabric, a knitted fabric and a nonwoven fabric, and the nonwoven fabric may include polyacrylonitrile nanofibers.

상기 은나노 성분은 상기 패브릭층 전체 중량에 대하여 1 ~ 20 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 은나노 성분은 은염류(silver salts), 은나노체(nano silver), 은이온 담지체(silver ion exchangers) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The silver nano component may be included in an amount of 1 to 20% by weight based on the total weight of the fabric layer, and the silver nano component is one of silver salts, silver nano body (nano silver), silver ion exchangers. It may include more than one species.

이 때, 상기 은염류는 질산은(AgNO3), 황산은(Ag2SO4) 및 염화은(AgCl) 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 은나노체는 은나노와이어(silver nanowire), 은나노입자(silver nanoparticle), 은나노튜브(silver nanotube) 및 은나노클러스터(silver nanocluster) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.In this case, the silver salt may include at least one of silver nitrate (AgNO 3 ), silver sulfate (Ag 2 SO 4 ), and silver chloride (AgCl), and the silver nano-body is a silver nanowire, silver nano-particles (silver). nanoparticle), silver nanotube (silver nanotube), and silver nanocluster (silver nanocluster) may include one or more.

또한, 본 발명의 플렉서블 배터리는 상기 외장재와 패브릭층 사이에 본딩층을 더 포함할 수 있으며, 상기 본딩층은 양면테이프를 포함할 수 있다.In addition, the flexible battery of the present invention may further include a bonding layer between the exterior material and the fabric layer, the bonding layer may include a double-sided tape.

또한, 상기 패브릭층의 두께는 5 ~ 50㎛이고, 상기 본딩층의 두께는 5 ~ 50㎛일 수 있다.In addition, the thickness of the fabric layer is 5 ~ 50㎛, the thickness of the bonding layer may be 5 ~ 50㎛.

상기 전극조립체는 양극집전체의 일면 또는 양면에 양극 활물질층이 배치되는 양극과, 음극집전체의 일면 또는 양면에 음극 활물질층이 배치되는 음극 및 분리막을 포함하며, 상기 외장재 및 전극조립체는 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지며, 상기 외장재 및 전극조립체의 패턴은 일치하는 부분을 포함할 수 있다.The electrode assembly includes a positive electrode having a positive electrode active material layer disposed on one side or both sides of a positive electrode current collector, a negative electrode and a separator having a negative electrode active material layer disposed on one side or both sides of the negative electrode current collector, wherein the exterior material and the electrode assembly are bent It has a pattern for contraction and relaxation, and the pattern of the exterior material and the electrode assembly may include matching portions.

상기 패턴은 연속적 또는 비연속적으로 형성되어 있으며, 상기 패턴은 프리즘 패턴, 반원 패턴, 파형 패턴, 물결무늬 패턴, 다각형 패턴, 엠보싱 패턴 및 이들이 혼합된 패턴 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The pattern is formed continuously or discontinuously, and the pattern may include at least one selected from a prism pattern, a semicircle pattern, a wave pattern, a wave pattern, a polygonal pattern, an embossing pattern, and a mixed pattern thereof.

상기 분리막은 부직포층의 일면 또는 양면에 적용된 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유를 함유한 다공성 나노섬유웹층을 포함할 수 있다.The separator may include a porous nanofiber web layer containing polyacrylonitrile nanofibers applied to one or both surfaces of the nonwoven layer.

상기 양극 또는 음극은 상기 분리막으로 봉지되어 분리막과 일체화되며, 상기 분리막은 부직포층의 일면 또는 양면에 적용된 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 다공성 나노섬유웹층을 포함하며, 상기 다공성 나노섬유웹층은 양극의 양극활물질 또는 음극의 음극활물질과 접촉하고 있을 수 있다.The positive electrode or negative electrode is sealed with the separator and integrated with the separator, and the separator is one selected from polyacrylonitrile nanofibers and polyvinylidene fluoride nanofibers applied to one or both surfaces of the nonwoven layer. It includes a porous nanofiber web layer containing more than one species, and the porous nanofiber web layer may be in contact with the positive electrode active material of the positive electrode or the negative electrode active material of the negative electrode.

상기 외장재는 전극조립체 방향로부터 외부 방향으로 제1수지층, 금속박막층 및 제2수지층이 적층된 구조이며, 제1수지층은 PPa(acid modified polypropylene), CPP(casting polyprolypene), LLDPE(Linear Low Density Polyethylene), LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene), 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에폭시 수지 및 페놀 수지 중 하나의 단일층 구조 또는 이들의 적층 구조를 포함하고, 제2수지층은 나일론, PET(polyethylene terephthalate), COP(Cyclo olefin polymer), PI(polyimide) 및 불소계 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며, 상기 금속박막층은 알루미늄 박막, 구리 박막, 인청동(phosphorbronze, PB) 박막, 알루미늄청동(aluminium bronze) 박막, 백동 박막, 베릴륨-구리(Berylium-copper) 박막, 크롬-구리 박막, 티탄-구리 박막, 철-구리 박막, 코르손 합금 박막 및 크롬-지르코늄 구리 합금 박막 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The exterior material has a structure in which a first resin layer, a metal thin film layer, and a second resin layer are stacked from the direction of the electrode assembly to the outside, and the first resin layer is PPa (acid modified polypropylene), CPP (casting polyprolypene), LLDPE (Linear Low) Density Polyethylene), LDPE (Low Density Polyethylene), HDPE (High Density Polyethylene), polyethylene, polyethylene terephthalate, polypropylene, ethylene vinyl acetate (EVA), a single-layer structure of one of an epoxy resin and a phenol resin, or a laminate structure thereof The second resin layer includes at least one selected from nylon, polyethylene terephthalate (PET), cyclo olefin polymer (COP), polyimide (PI), and a fluorine-based compound, and the metal thin film layer is an aluminum thin film, a copper thin film, Phosphorbronze (PB) thin film, aluminum bronze thin film, cupronickel thin film, beryllium-copper thin film, chromium-copper thin film, titanium-copper thin film, iron-copper thin film, Corson alloy thin film and chromium - It may include at least one selected from the zirconium copper alloy thin film.

상기 전해액은 갤 고분자 전해액을 포함할 수 있으며, 본 발명의 플렉서블 배터리는 이차전지일 수 있다.The electrolyte may include a gallon polymer electrolyte, and the flexible battery of the present invention may be a secondary battery.

한편, 본 발명은 성형품에 관한 것으로서, 앞서 언급한 플렉서블 배터리; 및 상기 플렉서블 배터리를 봉지하는 포장부재; 를 포함한다.On the other hand, the present invention relates to a molded article, the above-mentioned flexible battery; and a packaging member for encapsulating the flexible battery. includes

이 때, 상기 플렉서블 배터리 및 포장부재는 일체화된 것일 수 있으며, 상기 플렉서블 배터리와 포장부재 사이에 본딩층을 더 포함할 수 있고, 상기 본딩층은 양면테이프를 포함할 수 있다.In this case, the flexible battery and the packaging member may be integrated, and a bonding layer may be further included between the flexible battery and the packaging member, and the bonding layer may include a double-sided tape.

또한, 포장부재는 가죽(leather), 패브릭(fabric), 플라스틱(plastic) 및 메탈(metal) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.In addition, the packaging member may include at least one of leather, fabric, plastic, and metal.

나아가, 본 발명은 앞서 언급한 플렉서블 배터리를 포함하는 시계줄, 팔찌 또는 플렉서블 디스플레이 디바이스를 제공한다.
Furthermore, the present invention provides a watch band, a bracelet, or a flexible display device including the above-mentioned flexible battery.

본 발명의 플렉서블 배터리에 의하면, 본 발명은 강성 및 탄성복원력이 우수할 뿐만 아니라 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취, 수맥파 차단 및 전자파 차단 효과가 우수하며, 원적외선 및 은이온을 방출함으로서 인체의 세포활성화를 도와주며 혈액순환을 원활하게 해주는 효과가 있다.According to the flexible battery of the present invention, the present invention not only has excellent rigidity and elastic restoring power, but also has excellent antibacterial, sterilization, antifungal, deodorizing, water pulse wave blocking and electromagnetic wave blocking effects, and activating cells of the human body by emitting far infrared rays and silver ions. It helps and improves blood circulation.

또한, 본 발명의 플렉서블 배터리를 포함하는 성형품에 의하면, 본 발명은 플렉서블 배터리와 상기 플렉서블 배터리를 봉지하는 포장부재 간에 접착강도가 개선될 수 있다.In addition, according to the molded article including the flexible battery of the present invention, the adhesive strength between the flexible battery and the packaging member for encapsulating the flexible battery can be improved.

또한, 본 발명의 플렉서블 배터리를 포함하는 시계줄, 팔찌 등의 웨어러블 디바이스에 의하면, 인체의 건강에 유익한 성분을 방출함으로서 사용자의 건강한 생활 수준을 향상시켜준다.
In addition, according to a wearable device such as a watch band or a bracelet including the flexible battery of the present invention, the healthy living standard of the user is improved by emitting a component beneficial to the health of the human body.

도 1a 및 도 1b 각각은 종래 배터리의 외부 형태 및 단면의 개략도이다.
도 2는 표면에 보강부재가 구비된 본 발명의 플렉서블 배터리의 외장재의 바람직한 일실시예의 개략도를 나타낸 것이다.
도 3은 표면에 보강부재가 구비된 본 발명의 플렉서블 배터리의 외장재의 바람직한 다른 일실시예의 개략도를 나타낸 것이다.
도 4는 도 2와 다른 패턴을 형성시킨 플렉서블 배터리의 개략도이다.
도 5a 및 도 5b 각각은 도 2의 플렉서블 배터리의 단면부를 나타낸 개략도로서, 도 5a는 외장재(1, 2)에는 패턴이 형성되고, 전극조립체(1000)에는 패턴이 형성되지 않은 일실시예를 나타낸 것이고, 도 5b는 외장재 (1,2) 및 전극조립체(1000)에 모두 패턴이 형성된 개략도이다.
도 6 내지 도 17 각각은 본 발명의 플렉서블 배터리에 형성된 패턴의 바람직한 일실시예의 개략도를 나타낸 것이다.
도 18은 본 발명의 플렉서블 배터리의 전극조립체를 구성하는 분리막의 바람직한 일실시 형태를 나타낸 개략도이다.
도 19는 본 발명의 플렉서블 배터리의 전극조립체의 바람직한 일실시 형태를 나타낸 개략도이다.
도 20은 본 발명의 플렉서블 배터리를 포함하는 팔찌를 도시화한 모식도이다.
도 21은 본 발명의 플렉서블 배터리를 포함하는 시계줄을 도시화한 모식도이다.1A and 1B are schematic views of an external shape and a cross-section of a conventional battery, respectively.
Figure 2 shows a schematic view of a preferred embodiment of the packaging material of the flexible battery of the present invention provided with a reinforcing member on the surface.
Figure 3 shows a schematic view of another preferred embodiment of the packaging material of the flexible battery of the present invention provided with a reinforcing member on the surface.
4 is a schematic diagram of a flexible battery having a pattern different from that of FIG. 2 .
5A and 5B are each a schematic view showing a cross-section of the flexible battery of FIG. 2, and FIG. 5A shows an embodiment in which a pattern is formed on the exterior materials 1 and 2, and the pattern is not formed on the electrode assembly 1000. 5b is a schematic diagram in which both the exterior materials 1 and 2 and the electrode assembly 1000 are patterned.
6 to 17 each show a schematic view of a preferred embodiment of a pattern formed in the flexible battery of the present invention.
18 is a schematic view showing a preferred embodiment of a separator constituting the electrode assembly of the flexible battery of the present invention.
19 is a schematic diagram showing a preferred embodiment of the electrode assembly of the flexible battery of the present invention.
20 is a schematic diagram illustrating a bracelet including a flexible battery of the present invention.
21 is a schematic diagram illustrating a watch strap including a flexible battery of the present invention.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

기존의 파우치형 배터리는 도 1a 및 도 1b와 같이 외장재의 표면이 평평한 구조를 갖고, 탄성력이 떨어져서 구부리면 외장재의 표면에 크랙이 발생하는 문제가 있었다. The conventional pouch-type battery has a structure in which the surface of the exterior material is flat as shown in FIGS. 1A and 1B, and has a problem in that cracks occur on the surface of the exterior material when bent due to low elasticity.

이러한 기존 파우치형 배터리의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 배터리의 외장재뿐만 아니라, 외장재 내부의 전극조립체에도 밴딩시 수축 및 이완을 가능케 하는 패턴을 형성시킴으로서, 표면에 크랙이 발생하는 문제를 해결할 뿐만 아니라, 유연성을 확보하였다. In order to solve the problems of the conventional pouch-type battery, the present invention not only solves the problem of cracking on the surface, but also solves the problem of cracking on the surface by forming a pattern that enables contraction and relaxation during bending not only in the battery casing but also in the electrode assembly inside the casing. , to ensure flexibility.

또한, 국민 생활수준 향상과 웰빙(well-being)바람에 의해 건강한 삶을 영위하려는 기본적 욕구가 산업전반에 걸쳐 다양한 형태의 제품으로 출시되는 상황에서, 앞서 언급한 파우치형 배터리가 내장되어 제조된 팔찌, 시계줄 등 다양한 제품들 사용에 있어서도 이러한 기본적 욕구를 만족할 수 있는 제품 개발이 시급한 상황이다.In addition, in a situation where the basic desire to lead a healthy life due to the improvement of the national standard of living and the desire for well-being is being released in various types of products throughout the industry, the bracelet manufactured with the aforementioned pouch-type battery is built-in. It is urgent to develop a product that can satisfy these basic needs even when using various products such as , watch bands, etc.

이러한 욕구를 만족시키기 위해, 본 발명은 배터리의 외장재의 적어도 일면에는 은(Ag)나노 성분을 포함하는 패브릭(fabric)층이 구비하여 항균성, 살균성, 탈취 및 전자파 차단에 우수한 효과를 보일 수 있다. 또한, 본 발명의 배터리를 포함하는 성형품을 제조할 배터리와 상기 배터리를 봉지하는 포장부재 간에 접착강도가 개선될 수 있다.
In order to satisfy this desire, the present invention is provided with a fabric layer including a silver (Ag) nano component on at least one surface of the exterior material of the battery, thereby exhibiting excellent effects in antibacterial, sterilizing, deodorizing and electromagnetic wave blocking. In addition, the adhesive strength between the battery for manufacturing the molded article including the battery of the present invention and the packaging member for encapsulating the battery can be improved.

본 발명의 플렉서블 배터리는 전극조립체 및 적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지고 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재를 포함하고, 상기 외장재의 적어도 일면에는 은(Ag)나노 성분을 포함하는 패브릭(fabric)층이 구비된다.The flexible battery of the present invention includes an electrode assembly and a packaging material that has a pattern for contraction and relaxation when bending on at least one surface and encapsulates the electrode assembly together with an electrolyte, At least one surface of the exterior material contains a silver (Ag) nano component A fabric layer is provided.

구체적으로, 도 2에 개시된 바와 같이 패브릭층(3000)은 외장재(1, 2)의 적어도 일면에 구비될 수 있으며, 적어도 일면에 전부 또는 일부에 구비될 수 있다.Specifically, as disclosed in FIG. 2, the fabric layer 3000 may be provided on at least one surface of the exterior materials 1 and 2, and may be provided on all or part of at least one surface.

달리 말하면, 도 2에 개시된 바와 같이 패브릭층(3000)은 외장재(1, 2)의 적어도 일면 전부에 구비될 수도 있으며, 도 3에 개시된 바와 같이 외장재(1,2)가 전극조립체 및 전해액을 수용하는 수용부(20) 및 상기 수용부(20) 전체를 봉지시키는 실링부(10)를 포함할 때, 패브릭층(3000)은 상기 실링부(10)의 적어도 일면에만 구비될 수 있다.In other words, as disclosed in FIG. 2, the fabric layer 3000 may be provided on all of at least one surface of the exterior materials 1 and 2, and as shown in FIG. 3, the exterior materials 1 and 2 accommodate the electrode assembly and the electrolyte. When including the accommodating part 20 and the sealing part 10 for sealing the entire accommodating part 20 , the fabric layer 3000 may be provided only on at least one surface of the sealing part 10 .

상기 패브리층(3000)은 직물, 편물 또는 부직포 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The Fabry layer 3000 may include at least one of a woven fabric, a knitted fabric, and a non-woven fabric.

상기 직물은 두 개 이상의 얀(yarn)을 전형적으로 직각으로 인터레이싱(interlacing) 또는 인터위빙(interweaving)하여 제조할 수 있는 임의의 패브릭(fabric)을 의미하며, 예를 들어, 평직, 크로우풋 직, 바스켓직, 새틴직, 능직, 언밸런스직 등 본 발명의 기술적 분야에 있어서 통상적으로 사용 가능한 모든 직물을 포함할 수 있다.By "fabric" is meant any fabric that can be made by interlacing or interweaving two or more yarns, typically at right angles, for example, plain weave, crowfoot weave. , basket weave, satin weave, twill weave, unbalanced weave, etc. may include all fabrics commonly used in the technical field of the present invention.

상기 편물은 바늘 또는 와이어로 하나 이상의 얀의 일련의 루프를 인터로킹(interlocking)하여 제조된 구조체를 의미하며, 예를 들어 경사 니트 (트리코트, 밀라니스, 또는 라셀 등) 및 위사 니트 (써큘러 또는 플랫 등) 등 본 발명의 기술적 분야에 있어서 통상적으로 사용 가능한 모든 편물을 포함할 수 있다.By knitted knitted is meant a structure made by interlocking a series of loops of one or more yarns with needles or wires, for example warp knits (tricot, milanis, or rachel, etc.) and weft knits (circular). Or flat, etc.) may include all knitted fabrics that are commonly used in the technical field of the present invention.

상기 부직포는 제직 또는 편성하지 않고 제조가능한 가요성 시트 물질을 형성하며, (i) 섬유의 적어도 일부의 기계적 인터로킹, (ii) 일부 섬유의 적어도 일부분을 용융, 또는 (iii) 결합제를 사용하여 섬유의 적어도 일부를 결합시켜 고정되는 섬유 네트워크를 의미한다. The nonwoven fabric forms a manufacturable flexible sheet material without weaving or knitting, (i) mechanical interlocking of at least a portion of the fibers, (ii) melting at least a portion of some fibers, or (iii) fibers using a binder. It refers to a fiber network that is fixed by bonding at least a portion of the.

예를 들어, 상기 부직포는 단방향 패브릭, 펠트, 스펀레이스드 패브릭, 히드로레이스드 패브릭, 스펀본디드 패브릭 등 본 발명의 기술적 분야에 있어서 통상적으로 사용 가능한 모든 부직포를 포함할 수 있다.For example, the nonwoven fabric may include any nonwoven fabric commonly used in the technical field of the present invention, such as unidirectional fabric, felt, spunlaced fabric, hydrolaced fabric, spunbonded fabric, and the like.

또한, 상기 부직포는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유를 포함할 수 있다. 상기 부직포가 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유를 포함하면, 배터리 자체에서 발생하는 열이 전기, 전자기기로 열이 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
In addition, the nonwoven fabric may include polyacrylonitrile nanofibers. When the non-woven fabric includes polyacrylonitrile nanofibers, it is possible to minimize the transfer of heat generated by the battery itself to electricity and electronic devices.

한편, 상기 은나노 성분은 패브릭층(3000)에 포함되어 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취, 수맥파 차단 및 전자파 차단에 우수한 효과를 본 발명의 플렉서블 배터리에 부여할 수 있다.On the other hand, the silver nano component may be included in the fabric layer 3000 to provide excellent effects in antibacterial, sterilizing, antifungal, deodorizing, water pulse wave blocking and electromagnetic wave blocking to the flexible battery of the present invention.

구체적으로, 은나노 성분은 인체에 무해하면서 650여 종의 박테리아나 바이러스, 곰팡이를 제어할 수 있다. 즉, 은나노 성분은 박테리아나 바이러스 등이 구성하는 단백질 시스테인의 -SH기에 부착하여 황화합물로 전환되어 번식을 억제하거나 산소와 작용하는 효소에 부착하여 산화반응을 촉진시키는 촉매제의 역할을 하여 균을 살균하는 즉, 신진대사(소화, 호흡)에 관여하는 부분에 특수한 형태로 작용하여 항균력을 발휘하는 반영구적인 항균제일 수 있다.Specifically, the silver nano component can control about 650 kinds of bacteria, viruses, and fungi while harmless to the human body. That is, the silver nano component attaches to the -SH group of the protein cysteine composed of bacteria or viruses and is converted into a sulfur compound to inhibit reproduction or to act as a catalyst to promote oxidation by attaching to an enzyme that works with oxygen to sterilize bacteria. That is, it may be a semi-permanent antibacterial agent that exerts antibacterial activity by acting in a special form on the part involved in metabolism (digestion, respiration).

한편, 원적외선은 태양으로부터 방사되는 여러 가지 광선 중의 한가지로 동물이나 식물에게 없어서는 안될 중요한 가시광선이며, 이는 인체의 세포 활성화를 도와주며 혈액순환을 원활하게 해준다.On the other hand, far-infrared rays are one of the various rays radiated from the sun, and are important visible rays indispensable to animals and plants, which help to activate cells in the body and facilitate blood circulation.

또한, 원적외선은 주로 태양에 의해 공급을 받지만 여러가지 광물질을 조합하여 생체리듬에 알맞은 원적외선 세라믹을 만들 수도 있는데, 은(Ag)에는 인체에 해로운 물질이 없고 원적외선 방사율도 높게 나오며, 은이온(델타이온)이 많이 함유되어 있다.In addition, far-infrared radiation is mainly supplied by the sun, but it is possible to make far-infrared ceramics suitable for the biological rhythm by combining various minerals. contains a lot of this.

따라서, 본 발명의 플렉서블 배터리는 상기 은나노 성분은 패브릭층(3000)에 포함함으로서 원적외선 및 은이온을 방출함으로서 인체의 세포활성화를 도와주며 혈액순환을 원활하게 할 수 있다.Accordingly, in the flexible battery of the present invention, the silver nano component is included in the fabric layer 3000 to emit far-infrared rays and silver ions, thereby helping to activate cells of the human body and facilitate blood circulation.

한편, 상기와 같이 본 발명의 플렉서블 배터리는 시계줄, 팔찌 등의 웨어러블 디바이스에 적용시킬 수 있는데, 이를 통해 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취, 수맥파 차단 및 전자파 차단에 우수한 효과뿐만 아니라, 인체의 건강에 유익한 성분을 방출하는 효과를 통해 사용자의 건강한 생활 수준을 향상시켜줄 수 있다.
On the other hand, as described above, the flexible battery of the present invention can be applied to wearable devices such as watch bands and bracelets. It can improve the user's healthy living standard through the effect of releasing beneficial ingredients to the

이와 같은 은나노 성분은 상기 패브릭층(3000) 전체 중량에 대하여 1 ~ 20 중량%로 포함될 수 있다.Such a silver nano component may be included in an amount of 1 to 20% by weight based on the total weight of the fabric layer 3000 .

상기 은나노 성분은 은염류(silver salts), 은나노체(nano silver), 은이온 담지체(silver ion exchangers) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The silver nano component may include one or more of silver salts, silver nano bodies (nano silver), and silver ion exchangers.

상기 은염류는 질산은(AgNO3), 황산은(Ag2SO4) 및 염화은(AgCl) 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 본 발명의 기술적 분야에 있어서 통상적으로 사용 가능한 방법을 통해 은염류가 패브릭층(3000)에 포함될 수 있다.The silver salts may include one or more of silver nitrate (AgNO 3 ), silver sulfate (Ag 2 SO 4 ), and silver chloride (AgCl), and silver salts are generally available in the technical field of the present invention. It may be included in the fabric layer (3000).

또한, 상기 은염류는 다음과 같은 방법을 통해 패브릭층(3000)에 포함될 수 있는데, 이와 같은 방법을 통해 패브릭층(3000)은 보다 효과적인 항균성, 살균성, 탈취 및 전자파 차단 효과를 가질 수 있다.In addition, the silver salts may be included in the fabric layer 3000 through the following method. Through such a method, the fabric layer 3000 may have more effective antibacterial, sterilizing, deodorizing and electromagnetic wave blocking effects.

우선, 패브릭층(3000)을 형성하는 고분자를 준비한다. 상기 고분자는 전기방사에 의하여 섬유를 형성할 수 있는 모든 고분자가 사용될 수 있으며, 예를 들어, 폴리아크릴로 나이트릴(polyacrylonitrile, PAN), 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol, PVA), 셀룰로오스아세테이트, 폴리우레탄, 폴리카보네이트 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 고분자로는, 생분해성 고분자도 사용할 수 있다.First, a polymer forming the fabric layer 3000 is prepared. All polymers capable of forming fibers by electrospinning may be used as the polymer, for example, polyacrylonitrile (PAN), polyvinyl alcohol (PVA), cellulose acetate, polyurethane , polycarbonate, etc. may be used, but is not limited thereto. In addition, as the polymer, a biodegradable polymer can also be used.

상기 고분자, 은염류 및 용매를 혼합하여 방사 가능한 농도, 점도, 표면장력, 용액의 전기전도도 등을 고려하여 방사용액을 제조한다. 상기 용매는 디메칠포름아마이드(dimethylformamide, DMF)나 디메칠아세트아마이드(dimethylacetamide, DMAc), 알콜류(alcolol) 등의 유기용매를 단독 혹은 복합화하여 사용할 수 있으며, 물 등의 수용성 용매를 단독 혹은 유기용매와 혼합하여 사용할 수 있다. A spinning solution is prepared by mixing the polymer, silver salt and solvent in consideration of the spinning concentration, viscosity, surface tension, and electrical conductivity of the solution. As the solvent, an organic solvent such as dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), or alcohol may be used alone or in combination, and a water-soluble solvent such as water may be used alone or as an organic solvent. It can be used in combination with

다음으로, 상기 방사용액을 용액공급 장치를 이용하여 전기방사 노즐에 연결하고, 노즐과 집전체 사이에 고전압 발생장치를 이용하여 고전계(高電界, ~100kV)를 형성시켜 전기방사를 실시한다. 이 때, 사용되는 전기방사장치로는 일반적으로 사용되는 방법을 사용할 수 있으며, 일렉트로-브로운법이나 원심전기방사 방법 등을 사용할 수도 있다. 상기 방사용액에는 광촉매로서 이산화 티타늄을 첨가하거나 첨가하지 않고 방사할 수도 있다. 상기와 같은 방법에 의해 제조된 패브릭층을 구성하는 섬유는 캘린더 등의 방법에 의해 바로 압착한 후 사용하거나, 자외선(UV)을 조사하여 은나노 입자가 표면에 환원되도록 하는 방법을 사용할 수도 있다.Next, the spinning solution is connected to the electrospinning nozzle using a solution supply device, and a high voltage generator is used between the nozzle and the current collector to form a high electric field (高界, ~100kV) to perform electrospinning. In this case, as the electrospinning apparatus used, a generally used method may be used, and an electro-blown method or a centrifugal electrospinning method may be used. The spinning solution may be spun with or without titanium dioxide added as a photocatalyst. The fibers constituting the fabric layer prepared by the above method may be used after being pressed immediately by a method such as a calender, or a method of irradiating ultraviolet (UV) to reduce the silver nanoparticles to the surface may be used.

다음으로, 상기 전기방사된 섬유를 이송밸트(conveyer belt)를 이용하여 열풍순환로로 이동시켜 공기분위기하에서 분당 1 - 5℃의 승온 속도로 350℃ 미만까지 열처리하여 항균 열처리, 불융화(안정화)섬유를 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 열처리, 불융화 섬유는 전기방사시 내부에 존재하는 잔류 용매가 완전히 제거되고, 열가소성 고분자 구조를 열경화성 고분자 구조로 변화시켜 내열성 및 취급성을 향상시킬 수 있다. 상기 열처리 온도는 이러한 관점에서 적절히 선택되며, 일반적으로 200-400℃, 바람직하게는 250-350℃, 보다 바람직하게는 300-350℃ 정도의 범위에서 정해진다. Next, the electrospun fiber is moved to a hot air circulation path using a conveyer belt and heat-treated to less than 350° C. at a temperature increase rate of 1 - 5° C. per minute in an air atmosphere. can be manufactured. In the heat-treated and infusible fiber prepared in this way, the residual solvent present therein is completely removed during electrospinning, and the thermoplastic polymer structure is changed to a thermosetting polymer structure to improve heat resistance and handleability. The heat treatment temperature is appropriately selected from this point of view, and is generally set in the range of 200-400°C, preferably 250-350°C, and more preferably 300-350°C.

상기 은나노체는 은나노와이어(silver nanowire), 은나노입자(silver nanoparticle), 은나노튜브(silver nanotube) 및 은나노클러스터(silver nanocluster) 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 은나노와이어를 포함할 수 있다.
The silver nano-body may include one or more of silver nanowires, silver nanoparticles, silver nanotubes, and silver nanoclusters, preferably silver nanowires. have.

상기 은이온 담지체는 다공성 담지체인 제올라이트(zeolite) 등에 은이온 교환 방식을 통해 은이온을 담지시킨 파우더이며, 상기 은이온 담지체로서 은지르코늄포스페이트(silver zirconium phosphate), 은제올라이트(silver zeolite), 은글라스(silver glass) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
The silver ion carrier is a powder in which silver ions are supported through a silver ion exchange method on a porous carrier such as zeolite, and as the silver ion carrier, silver zirconium phosphate, silver zeolite, It may include one or more kinds of silver glass (silver glass).

한편, 본 발명의 플렉서블 배터리는 상기 외장재(1, 2)와 패브릭층(3000) 사이에 본딩층(3001)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the flexible battery of the present invention may further include a bonding layer 3001 between the exterior materials 1 and 2 and the fabric layer 3000 .

상기 본딩층(3001)은 점착부재 또는 접착부재일 수 있으며, 점착부재 또는 접착부재로서 양면테이프를 포함할 수 있다.The bonding layer 3001 may be an adhesive member or an adhesive member, and may include a double-sided tape as an adhesive member or an adhesive member.

상기 패브릭층(3000)의 두께는 5 ~ 50㎛일 수 있으며, 상기 본딩층(3001)의 두께는 5 ~ 50㎛일 수 있다.The thickness of the fabric layer 3000 may be 5 ~ 50㎛, the thickness of the bonding layer 3001 may be 5 ~ 50㎛.

한편, 본 발명의 플렉서블 배터리는 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 전극조립체(1000) 및 외장재(1, 2)를 포함한다.Meanwhile, the flexible battery of the present invention includes an electrode assembly 1000 and exterior materials 1 and 2 as shown in FIGS. 2 to 5 .

상기 외장재(1, 2)는 적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지고 상기 전극 조립체(1000)를 전해액과 함께 봉지할 수 있다.At least one surface of the exterior materials 1 and 2 may have a pattern for contraction and relaxation when bending, and the electrode assembly 1000 may be encapsulated together with the electrolyte.

구체적으로, 도 2 및 도 4에 나타낸 바와 같이 외장재는 수용부(20) 및 실링부(10)를 포함하며, 수용부(20) 및 실링부(10)를 형성케 하는 외장재의 외부로 음극단자(5a) 및/또는 양극단자(5b)의 전극단자가 형성된 형태일 수 있다. Specifically, as shown in FIGS. 2 and 4 , the exterior material includes a accommodating part 20 and a sealing part 10 , and a negative terminal to the outside of the exterior material for forming the accommodating part 20 and the sealing part 10 . (5a) and/or the electrode terminal of the positive terminal (5b) may be formed.

또한, 외장재의 적어도 일면에는 은(Ag)나노 성분을 포함하는 패브릭(fabric)층(3000)이 구비된다.In addition, a fabric layer 3000 including a silver (Ag) nano component is provided on at least one surface of the exterior material.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 외장재(1,2)의 외부 표면에 패브릭층(3000)층을 도입하여, 항균성, 살균성, 탈취 및 전자파 차단에 우수한 효과를 보일 수 있다.
More specifically, as shown in FIGS. 5a and 5b, the fabric layer 3000 layer is introduced on the outer surface of the exterior materials 1 and 2, and excellent effects in antibacterial, sterilizing, deodorizing and electromagnetic wave blocking are obtained. can be seen

또한, 외장재(1, 2)와 패브릭층(3000) 사이에 본딩층(3001)이 형성된 형태일 수 있으며, 상기 수용부(20) 내부에는 전극조립체(1000) 및 전해액을 포함하게 된다.In addition, the bonding layer 3001 may be formed between the exterior materials 1 and 2 and the fabric layer 3000 , and the electrode assembly 1000 and the electrolyte are included in the receiving part 20 .

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 외장재(1,2) 의 표면과 패브릭층(3000) 사이에 본딩층(3001)을 도입하여 외장재(1,2)와 패브릭층(3000)이 일체화될 수 있다.
To explain this in more detail, as shown in FIGS. 5A and 5B , the bonding layer 3001 is introduced between the surface of the exterior material 1 and 2 and the fabric layer 3000 to the exterior material 1 and 2 and the fabric. Layer 3000 may be integrated.

본 발명의 플렉서블 배터리에 있어서, 상기 외장재 및 전극조립체는 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지며, 외장재 및 전극조립체의 패턴은 일치하는 부분을 가질 수 있다. In the flexible battery of the present invention, the exterior material and the electrode assembly may have patterns for contraction and relaxation during bending, and the patterns of the exterior material and the electrode assembly may have identical portions.

그리고, 수용부 내부에 있는 상기 전극조립체는 양극집전체(501)의 일면 또는 양면에 형성된 양극 활물질층(502)을 구비하는 양극; 음극집전체(401)의 일면 또는 양면에 형성된 음극 활물질층(402)을 구비하는 음극; 및 분리막(600); 을 포함하며, 상기 양극, 음극 및 분리막(600)은 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지며, 외장재(1,2)의 패턴과 일치하는 부분을 가질 수 있다.In addition, the electrode assembly inside the receiving part includes: a positive electrode having a positive electrode active material layer 502 formed on one or both surfaces of a positive electrode current collector 501; a negative electrode having a negative electrode active material layer 402 formed on one or both surfaces of the negative electrode current collector 401; and a separation membrane 600; Including, the positive electrode, the negative electrode, and the separator 600 may have a pattern for contraction and relaxation during bending, and may have a portion matching the pattern of the exterior materials 1 and 2 .

또한, 본 발명의 플렉서블 배터리에 형성된 패턴은 도 6 ~ 도 9 및 도 15 ~ 도 17처럼 연속적인 패턴일 수도 있으며, 또는 도 10 ~ 도 14처럼 패턴이 비연속적으로 형성될 수 있다.In addition, the pattern formed in the flexible battery of the present invention may be a continuous pattern as shown in FIGS. 6 to 9 and 15 to 17 , or the pattern may be formed discontinuously as shown in FIGS. 10 to 14 .

그리고, 본 발명의 플렉서블 배터리에 형성된 패턴은 프리즘 패턴, 반원 패턴, 파형 패턴, 물결무늬 패턴, 다각형 패턴 및 이들이 혼합된 패턴 중에서 선택된 1종 이상의 패턴으로 형성될 수 있으며, 상기 패턴은 도 15 내지 도 17에 나타낸 바와 같이, 이웃 패턴간에 서로 같거나 다른 패턴 크기를 또는 패턴 형태를 가질 수 있다.In addition, the pattern formed in the flexible battery of the present invention may be formed of one or more patterns selected from a prism pattern, a semicircle pattern, a wave pattern, a wave pattern, a polygonal pattern, and a mixed pattern thereof, and the pattern is shown in FIGS. 17, the neighboring patterns may have the same or different pattern size or pattern shape.

또한, 본 발명에 있어서, 패턴은 도 4와 같이 상하 및/또는 좌우 방향으로의 유연성을 확보하기 위해 엠보싱 패턴을 가질 수 있고, 상기 엠보싱 패턴은 사면체형, 오면체형, 육면체형 및 이들의 혼합 형태로 형성될 수도 있다.In addition, in the present invention, the pattern may have an embossing pattern to ensure flexibility in the vertical and/or left and right directions as shown in FIG. may be formed as

또한, 본 발명의 플렉서블 배터리는 어느 일방향으로의 유연성 증대를 위해서, 상기 패턴은 하기 방정식 1 및/또는 방정식 2를 만족하도록 형성되어 있을 수도 있다.In addition, in the flexible battery of the present invention, in order to increase flexibility in one direction, the pattern may be formed to satisfy Equation 1 and/or Equation 2 below.

[방정식 1][Equation 1]

제1외장재(1) 패턴의 높이 ≥ 전극조립체(1000) 패턴의 높이 ≥ 제2외장재(2) 패턴의 높이The height of the first exterior material (1) pattern ≥ the height of the electrode assembly 1000 pattern ≥ the height of the second exterior material (2) pattern

[방정식 2][Equation 2]

제1외장재(1) 패턴의 피치 ≥ 전극조립체(1000) 패턴의 피치 ≥ 제2외장재(2) 패턴의 피치The pitch of the first exterior material (1) pattern ≥ the pitch of the electrode assembly 1000 pattern ≥ the pitch of the second exterior material (2) pattern

또한, 본 발명의 플렉서블 배터리에서 패턴은 플렉서블 배터리의 중심으로부터 외부방향으로 갈수록 패턴의 높이가 작아지는 형태를 갖도록 형성시킬 수도 있다.In addition, in the flexible battery of the present invention, the pattern may be formed to have a shape in which the height of the pattern decreases from the center of the flexible battery toward the outside.

이와 같이 배터리의 외장재뿐만 아니라, 전극집합체(분리막 포함)에 패턴을 형성시킴으로써, 전극집합체의 전극간의 접착강도를 개선시킬 수 있으면서도, 패턴에 의해 전해액의 유동을 방지할 수도 있다.
As described above, by forming a pattern on the electrode assembly (including the separator) as well as the battery exterior material, the adhesive strength between the electrodes of the electrode assembly can be improved, and the flow of the electrolyte can be prevented by the pattern.

본 발명의 플렉서블 배터리의 수용부 내부에 수용된 전극조립체는 앞서 설명한 바와 같이 양극, 음극 및 분리막을 포함하는데, 상기 분리막(600, 도 18 참조)은 부직포층(31)의 일면 또는 양면에 다공성 나노섬유웹층(32)을 포함할 수 있다. The electrode assembly accommodated in the accommodating part of the flexible battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode and a separator as described above, wherein the separator 600 (see FIG. 18) is a porous nanofiber on one or both sides of the nonwoven fabric layer 31 A web layer 32 may be included.

그리고, 상기 다공성 나노섬유웹층은 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 나노섬유 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(polyvinylidene fluoride) 나노섬유 중에서 선택된 1종 이상을 함유한 나노섬유를, 바람직하게는 다공성 나노섬유웹층 형성시 방사성 및 균일한 기공형성을 확보를 위해 폴리아크릴니트릴 나노섬유만으로 구성될 수 있다. 그리고, 다공성 나노섬유웹층의 상기 폴리아크릴로니트릴 나노섬유는 평균직경 0.1㎛ ~ 2㎛, 바람직하게는 0.1㎛ ~ 1.0㎛일 수 있으며, 이때, 나노섬유의 평균직경이 0.1㎛ 미만이면 분리막이 충분한 내열성을 확보하지 못하는 문제가 있을 수 있고, 2㎛를 초과하면 분리막의 기계적 강도는 우수하나, 분리막의 탄성력이 오히려 감소하여 플렉서블 배터리에 사용하기에 부적합해질 수 있다.And, the porous nanofiber web layer is a polyacrylonitrile (polyacrylonitrile) nanofibers and polyvinylidene fluoride (polyvinylidene fluoride) nanofibers containing at least one selected from nanofibers, preferably when the porous nanofiber web layer is formed It may be composed of only polyacrylnitrile nanofibers to ensure spinnability and uniform pore formation. And, the polyacrylonitrile nanofibers of the porous nanofiber web layer may have an average diameter of 0.1 μm to 2 μm, preferably 0.1 μm to 1.0 μm, and in this case, if the average diameter of the nanofibers is less than 0.1 μm, the separation membrane is sufficient There may be a problem that heat resistance cannot be secured, and when it exceeds 2 μm, the mechanical strength of the separator is excellent, but the elastic force of the separator is rather reduced, making it unsuitable for use in a flexible battery.

그리고, 본 발명에서 상기 전극조립체(1000)는 도 5와 같이 양극과 음극 사이에 분리막이 형성된 형태일 수도 있으며, 또한, 도 19 에 개략도로 나타낸 바와 같이, 양극(200), 음극(100) 및 상기 양극(200)과 음극(100)을 분리시키는 분리막(600a, 600b)을 포함하고, 상기 양극(200)은 양극집전체(501) 및 양극활물질(502a, 502b)을 포함하고, 상기 음극(100)은 음극집전체(401) 및 음극활물질(402a, 402b)을 포함하며, 상기 양극 또는 음극은 상기 분리막으로 봉지(또는 실링 또는 코팅)되어 분리막과 일체화되어 있을 수 있다. 음극집전체 및 양극집전체가 연장되어 음극단자(5a) 및 양극단자(5b)를 형성할 수 있다. And, in the present invention, the electrode assembly 1000 may have a form in which a separator is formed between the positive electrode and the negative electrode as shown in FIG. 5, and, as shown in a schematic diagram in FIG. and separators 600a and 600b for separating the positive electrode 200 and the negative electrode 100, and the positive electrode 200 includes a positive electrode current collector 501 and positive electrode active materials 502a, 502b, and the negative electrode ( 100) includes a negative electrode current collector 401 and negative electrode active materials 402a and 402b, and the positive or negative electrode may be sealed (or sealed or coated) with the separator to be integrated with the separator. The negative electrode current collector and the positive electrode current collector may extend to form a negative electrode terminal 5a and a positive electrode terminal 5b.

이와 같이 음극 또는 양극과 분리막이 일체화된 전극조립체를 제조하는 방법에 대하여 바람직한 일례를 들면, 양극 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 양극활물질층을 구비한 양극 및 음극 집전체의 일면 또는 양면에 형성된 음극활물질층을 구비한 음극을 각각 준비하는 단계; 상기 양극 또는 음극 중 어느 하나를 봉지하도록 다공성 나노섬유웹층과 부직포층을 포함하는 분리막을 형성시켜서, 양극 또는 음극과 분리막을 일체화시키는 단계; 및 분리막과 일체화된 양극 또는 음극과 분리막이 형성되지 않은 양극 또는 음극을 대향시켜 압착 조립하는 단계;를 포함하는 공정을 수행하여 제조할 수 있다.As a preferred example of a method of manufacturing an electrode assembly in which the negative electrode or the positive electrode and the separator are integrated as described above, a positive electrode having a positive electrode active material layer formed on one or both sides of the positive electrode current collector and a negative electrode formed on one or both sides of the negative electrode current collector preparing an anode each having an active material layer; forming a separator including a porous nanofiber web layer and a non-woven fabric layer to encapsulate either the anode or the cathode, thereby integrating the anode or the cathode with the separator; and pressing and assembling the positive or negative electrode integrated with the separator and the positive or negative electrode on which the separator is not formed to face each other.

또한, 다공성 나노섬유웹층을 부직포의 일면 또는 양면에 형성시켜서 분리막을 제조한 후, 음극 또는 양극의 일표면 또는 양표면에 다공성 나노섬유웹층이 접촉하도록 음극 또는 양극 표면을 상기 분리막으로 봉지시켜서 본 발명의 전극조립체를 제조할 수도 있다.
In addition, after preparing a separator by forming a porous nanofiber web layer on one or both surfaces of a nonwoven fabric, the surface of the anode or anode is sealed with the separator so that the porous nanofiber web layer is in contact with one or both surfaces of the anode or the anode. It is also possible to manufacture an electrode assembly of

그리고, 상기 분리막의 부직포층(31a, 31b)을 구성하는 상기 부직포는 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리비닐알코올(PVA, polyvinyl alcohol), 폴리설폰(polysulfone), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리아마이드(polyamide), 폴리에틸렌옥사이드(PEO, polyethylene oxide), 폴리에틸렌(PE, polyethylene), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, poly methyl methacrylate) 및 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.In addition, the nonwoven fabric constituting the nonwoven fabric layers 31a and 31b of the separator is cellulose, cellulose acetate, polyvinyl alcohol (PVA, polyvinyl alcohol), polysulfone, polyimide, polyetherimide. ), polyamide (polyamide), polyethylene oxide (PEO, polyethylene oxide), polyethylene (PE, polyethylene), polypropylene (PP, polypropylene), polyethylene terephthalate (PET, polyethylene terephthalate), polyurethane (PU, polyurethane), At least one selected from polymethyl methacrylate (PMMA, poly methyl methacrylate) and polyacrylonitrile may be used.

그리고, 상기 부직포층은 무기첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 무기첨가제는 SiO, SnO, SnO2, PbO2, ZnO, P2O5, CuO, MoO, V2O5, B2O3, Si3N4, CeO2, Mn3O4, Sn2P2O7, Sn2B2O5, Sn2BPO6, TiO2, BaTiO3, Li2O, LiF, LiOH, Li3N, BaO, Na2O, Li2CO3, CaCO3, LiAlO2, SiO2, Al2O3 및 PTFE 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 할 수 있다. 그리고, 상기 무기첨가제인 무기물 입자는 평균입경 10 ~ 50 nm인 것을, 바람직하게는 10 ~ 30 nm인 것을, 더욱 바람직하게는 10 ~ 20 nm인 것을 사용하는 것이 좋다. And, the nonwoven layer may further include an inorganic additive, the inorganic additive is SiO, SnO, SnO 2 , PbO 2 , ZnO, P 2 O 5 , CuO, MoO, V 2 O 5 , B 2 O 3 , Si 3 N 4 , CeO 2 , Mn 3 O 4 , Sn 2 P 2 O 7 , Sn 2 B 2 O 5 , Sn 2 BPO 6 , TiO 2 , BaTiO 3 , Li 2 O, LiF, LiOH, Li 3 N, One or more selected from BaO, Na 2 O, Li 2 CO 3 , CaCO 3 , LiAlO 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 and PTFE may be included. In addition, the inorganic particles of the inorganic additive have an average particle diameter of 10 to 50 nm, preferably 10 to 30 nm, more preferably 10 to 20 nm.

상기 전극조립체에 있어서, 상기 분리막의 평균두께는 10 ~ 100㎛, 바람직하게는 10 ~ 50㎛일 수 있으며, 분리막의 평균두께가 10㎛ 미만이면 분리막이 너무 얇아서 배터리의 반복적인 구부러짐 및/또는 펴짐에 의한 분리막의 장기내구성을 확보할 수 없을 수 있고, 100㎛를 초과하면 플렉서블 배터리의 박육화에 불리하므로 상기 범위 내의 평균두께를 갖도록 제조하는 것이 좋다.In the electrode assembly, the average thickness of the separator may be 10 to 100 µm, preferably 10 to 50 µm, and if the average thickness of the separator is less than 10 µm, the separator is too thin and repetitive bending and/or unfolding of the battery It may not be possible to ensure the long-term durability of the separator due to the above, and if it exceeds 100 μm, it is disadvantageous to thinning of the flexible battery, so it is preferable to manufacture it to have an average thickness within the above range.

그리고, 상기 부직포층은 평균두께 10 ~ 30㎛로, 바람직하게는 15 ~ 30㎛로 형성시키고, 상기 나노섬유웹층은 평균두께 1 ~ 5㎛를 갖는 것이 좋다.
And, the nonwoven layer is preferably formed to have an average thickness of 10 ~ 30㎛, preferably 15 ~ 30㎛, the nanofiber web layer has an average thickness of 1 ~ 5㎛.

본 발명의 전극조립체(1000)는 양극활물질 및 양극집전체를 포함하는 양극과 음극활물질 및 음극집전체를 포함하는 음극을 포함하는데, 상기 양극집전체 및/또는 음극집전체는 박형의 금속 호일로 이루어질 수 있고, 일방향으로 길게 이어진 띠 형상으로 형성되며 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 니켈, 티타늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 아연, 몰리브덴, 텅스텐, 은, 금 및 이들의 조합에 의하여 제조되는 금속 호일로 이루어질 수 있다.The electrode assembly 1000 of the present invention includes a positive electrode including a positive electrode active material and a positive electrode current collector, and a negative electrode including a negative electrode active material and a negative electrode current collector, wherein the positive electrode current collector and/or the negative electrode current collector are made of thin metal foil. A metal formed in a band shape extending in one direction and made of copper, aluminum, stainless steel, nickel, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, zinc, molybdenum, tungsten, silver, gold, and combinations thereof It can be made of foil.

그리고, 상기 양극집전체 및/또는 음극집전체는 특별하게 한정하지는 않으나, 0.5 ~ 2㎛ 두께로 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the positive electrode current collector and/or the negative electrode current collector is not particularly limited, but is preferably formed to a thickness of 0.5 to 2 μm.

상기 양극 구성 중 양극 활물질은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하며, 이러한 양극 활물질의 대표적인 예로는 LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, 또는 LiNi1 -x-yCoxMyO2(0 ≤ x ≤1, 0 ≤y ≤ 1, 0 ≤ x+y ≤ 1, M은 Al, Sr, Mg, La 등의 금속)와 같은 리튬-전이금속 산화물을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 상기 양극 활물질 이외에도 다른 종류의 양극 활물질을 사용하는 것도 물론 가능하다. Among the cathode active materials, the cathode active material includes a cathode active material capable of reversibly intercalating and deintercalating lithium ions, and representative examples of such cathode active materials include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , or LiNi 1 -xy Co x M y O 2 (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x+y ≤ 1, M is a metal such as Al, Sr, Mg, La, etc.) Metal oxides may be used. However, in the present invention, it is of course possible to use other types of positive electrode active materials in addition to the positive electrode active material.

그리고, 상기 음극 활물질은 리튬 이온을 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 음극 활물질을 포함하며, 이러한 음극 활물질로는 결정질 또는 비정질의 탄소, 탄소 섬유, 또는 탄소 복합체의 탄소계 음극 활물질, 주석 산화물, 이들을 리튬화한 것, 리튬, 리튬합금 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택될 수 있다. 그러나, 본 발명은 상기 음극 활물질로 종류가 한정되는 것은 아니다. In addition, the negative active material includes a negative active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions, and the negative active material includes crystalline or amorphous carbon, carbon fiber, or carbon-based negative active material of carbon composite, tin oxides, lithiated ones thereof, lithium, lithium alloys, and mixtures thereof. However, the present invention is not limited to the type of the negative active material.

여기서, 탄소는 탄소나노튜브, 탄소나노와이어, 탄소나노섬유, 흑연, 활성탄, 그래핀 및 그래파이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.Here, the carbon may be at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon nanowires, carbon nanofibers, graphite, activated carbon, graphene, and graphite.

본 발명에서는 양극 활물질 및 음극 활물질은 양극집전체 또는 음극집전체로부터 박리를 방지하고, 양극 활물질층 및 음극 활물질충의 크랙을 방지하기 위하여 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 성분을 함유할 수 있다. PTFE 성분은 양극 활물질층 및 음극 활물질층 각각의 총 중량에서 0.5 ~ 20 중량%를 함유할 수 있고, 바람직하게는 최대 5 중량% 이하로 함유할 수 있다.
In the present invention, the positive electrode active material and the negative electrode active material may contain a PTFE (Polytetrafluoroethylene) component to prevent peeling from the positive electrode current collector or the negative electrode current collector and to prevent cracks in the positive electrode active material layer and the negative electrode active material. The PTFE component may contain 0.5 to 20% by weight based on the total weight of each of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and may preferably contain up to 5% by weight or less.

본 발명의 플렉서블 배터리는 앞서 설명한 바와 같이, 수용부 내에 전해액을 포함하며, 상기 전해액은 비수성 유기용매를 포함하며, 상기 비수성 유기용매로는 카보네이트, 에스테르, 에테르 또는 케톤을 사용할 수 있다. 상기 카보네이트로는 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트(DEC), 디프로필 카보네이트(DPC), 메틸프로필 카보네이트(MPC), 에틸프로필 카보네이트(EPC), 메틸에틸 카보네이트(MEC), 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC) 등이 사용될 수 있으며, 상기 에스테르로는 부티로락톤(BL), 데카놀라이드(decanolide), 발레로락톤(valerolactone), 메발로노락톤(mevalonolactone), 카프로락톤(caprolactone), n-메틸 아세테이트, n-에틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트 등이 사용될 수 있으며, 상기 에테르로는 디부틸 에테르 등이 사용될 수 있으며, 상기 케톤으로는 폴리메틸비닐케톤이 있으나, 본 발명은 비수성 유기용매의 종류에 한정되는 것은 아니다. As described above, the flexible battery of the present invention includes an electrolyte in the accommodating part, and the electrolyte includes a non-aqueous organic solvent, and carbonate, ester, ether or ketone may be used as the non-aqueous organic solvent. Examples of the carbonate include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), methylethyl carbonate (MEC), ethylene carbonate (EC) , propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), etc. may be used, and the esters include butyrolactone (BL), decanolide, valerolactone, and mevalonolactone. ), caprolactone, n-methyl acetate, n-ethyl acetate, n-propyl acetate, etc. may be used, and dibutyl ether may be used as the ether, and polymethylvinyl ketone may be used as the ketone. However, the present invention is not limited to the type of the non-aqueous organic solvent.

또한, 상기 전해액은 리튬염을 포함할 수 있으며, 상기 리튬염은 전지 내에서 리튬 이온의 공급원으로 작용하여 기본적인 리튬 전지의 작동을 가능하게 하며, 그 예로는 LiPF6, LiBF4, LiSbF6, LiAsF6, LiClO4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2)2, LiAlO4, LiAlCl4, LiN(CxF2x +1SO2)(CyF2x +1SO2)(여기서, x 및 y는 자연수임) 및 LiSO3CF3로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. In addition, the electrolyte may include a lithium salt, and the lithium salt acts as a source of lithium ions in the battery to enable basic lithium battery operation, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiN(C x F 2x +1 SO 2 )(C y F 2x +1 SO 2 ) (where x and y are natural numbers) and LiSO 3 CF 3 At least one selected from the group consisting of may be included.

또한, 전해액은 갤 고분자 전해액을 포함할 수 있다.
In addition, the electrolyte may include a galling polymer electrolyte.

본 발명의 플렉서블 배터리 구성 중 하나인 상기 외장재는 제1수지층(109), 금속박막층(209) 및 제2수지층(309)이 적층된 구조를 포함할 수 있다.The packaging material, which is one of the flexible battery components of the present invention, may include a structure in which a first resin layer 109 , a metal thin film layer 209 , and a second resin layer 309 are stacked.

상기 제1수지층은 PPa(acid modified polypropylene), CPP(casting polyprolypene), LLDPE(Linear Low Density Polyethylene), LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene), 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 에폭시 수지 및 페놀 수지 중 하나의 단일층 구조 또는 이들의 적층 구조를 포함할 수 있고, 바람직하게는 PPa(acid modified polypropylene), CPP (casting polyprolypene), LLDPE(Linear Low Density Polyethylene), LDPE(Low Density Polyethylene), HDPE(High Density Polyethylene) 중 하나의 단일층 구조 또는 이들의 적층 구조를 포함할 수 있다.The first resin layer is PPa (acid modified polypropylene), CPP (casting polyprolypene), LLDPE (Linear Low Density Polyethylene), LDPE (Low Density Polyethylene), HDPE (High Density Polyethylene), polyethylene, polyethylene terephthalate, polypropylene, It may include a single layer structure of one of ethylene vinyl acetate (EVA), an epoxy resin, and a phenol resin, or a laminate structure thereof, and preferably PPa (acid modified polypropylene), CPP (casting polyprolypene), LLDPE (Linear Low Density) Polyethylene), low-density polyethylene (LDPE), and high-density polyethylene (HDPE) may include a single-layer structure or a stacked structure thereof.

그리고, 상기 제1수지층은 평균두께 20 ㎛ ~ 80㎛로, 바람직하게는 20 ㎛ ~ 60㎛로 형성시키는 것이 좋은데, 이때, 평균두께 20 ㎛ 미만이면 제1외장재 및 제2외장재간 접합력 및 기밀성 확보에 불리할 수 있으며, 80 ㎛를 초과하는 것은 비경제적이며, 박편화에 불리하므로 상기 범위 내의 두께로 형성시키는 것이 좋다.
In addition, the first resin layer is preferably formed to have an average thickness of 20 μm to 80 μm, preferably 20 μm to 60 μm. It may be disadvantageous in securing, and it is uneconomical to exceed 80 μm, and it is disadvantageous to flaking, so it is preferable to form the thickness within the above range.

상기 금속박막층은 밀도가 조밀하여 습기 및 전해액이 통과할 수 없는 층으로 본 발명의 플렉서블 배터리용 파우치 내부로 습기가 침투되는 것을 방지함과 동시에, 파우치 내부에 위치되는 전해액이 파우치 외부로 누수되는 것을 차단하는 기능을 수행한다.The metal thin film layer is a dense layer that prevents moisture and electrolyte from passing through, preventing moisture from penetrating into the pouch for a flexible battery of the present invention, and at the same time preventing the electrolyte located inside the pouch from leaking out of the pouch. blocking function.

상기 금속박막층의 평균두께는 5㎛ 이상일 수 있으며, 바람직하게는 5㎛ ~ 100㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 30 ~ 50㎛일 수 있다. 만일, 금속박막층의 두께가 5㎛ 미만이면 금속박막층의 수행할 수 없게 될 수 있다. 달리 말하면, 앞서 언급했듯이 금속박막층은 밀도가 조밀하여 습기 및 전해액을 통과할 수 없는데, 금속박막층의 두께가 5㎛ 미만이면, 파우치 내부로 습기가 침투될 수 있을 뿐만 아니라, 파우치 내부에 위치되는 전해액이 파우치 외부로 누수될 수 있다.The average thickness of the metal thin film layer may be 5 μm or more, preferably 5 μm to 100 μm, and more preferably 30 to 50 μm. If the thickness of the metal thin film layer is less than 5 μm, it may not be possible to perform the metal thin film layer. In other words, as mentioned above, the metal thin film layer is dense and cannot pass moisture and electrolyte. It can leak out of this pouch.

그리고, 상기 금속박막층은 알루미늄 박막, 구리 박막, 인청동(phosphorbronze, PB) 박막, 알루미늄청동(aluminium bronze) 박막, 백동 박막, 베릴륨-구리(Berylium-copper) 박막, 크롬-구리 박막, 티탄-구리 박막, 철-구리 박막, 코르손 합금 박막 및 크롬-지르코늄 구리 합금 박막 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.And, the metal thin film layer is an aluminum thin film, a copper thin film, a phosphorbronze (PB) thin film, an aluminum bronze (aluminum bronze) thin film, a cupronickel thin film, a beryllium-copper (Berylium-copper) thin film, chromium-copper thin film, titanium-copper thin film , an iron-copper thin film, a Corson alloy thin film, and a chromium-zirconium copper alloy thin film may include at least one selected from the group consisting of.

여기서, 상기 인청동 박막은 청동에 인을 첨가한 합금이고, 베릴륨동은 베릴륨을 0.2 ~ 2.5% 함유시킨 동합금으로 동합금 중에서 최고의 강도를 가지며, 내식성, 내마모성, 피로한도, 스프링 특성 및 전기전도성이 모두 우수할 수 있다.Here, the phosphor-bronze thin film is an alloy in which phosphorus is added to bronze, and copper beryllium is a copper alloy containing 0.2 to 2.5% beryllium and has the highest strength among copper alloys, and has excellent corrosion resistance, wear resistance, fatigue limit, spring characteristics and electrical conductivity. can do.

상기 인청동 박막은 선팽창 계수가 1.0 ~ 1.7×10-7/℃일 수 있으며, 바람직하게는 1.2 ~ 1.5×10-7/℃일 수 있다. 만일, 선팽창 계수가 1.0 ×10-7/℃미만이면, 유연성을 충분히 확보할 수 없어, 외력에 의해 크랙(crack)이 발생할 수 있으며, 선팽창 계수가 1.7 ×10-7/℃을 초과하면 강성을 확보할 수 없어, 본 발명의 플렉서블 배터리용 파우치의 변형이 심해진다.The phosphor bronze thin film may have a coefficient of linear expansion of 1.0 to 1.7×10 -7 /°C, preferably 1.2 to 1.5×10 -7 /°C. If, when the linear expansion coefficient is less than 1.0 × 10 -7 / ℃, it can not secure a sufficient flexibility, which may cause a crack (crack) by an external force, when the linear expansion coefficient exceeds 1.7 × 10 -7 / ℃ rigidity It cannot be ensured, and the deformation of the pouch for a flexible battery of the present invention becomes severe.

상기 인청동 박막은 주석(Sn) 3.5 ~ 10 중량%, 바람직하게는 4 ~ 8 중량%, 인(P) 0.03 ~ 0.35 중량%, 구리 89.3 ~ 96.2 중량%을 포함할 수 있다. 이때, 인청동 박막은 인청동 박막에 포함된 주석의 함량에 따라 특성이 변화할 수 있는데, 주석의 함량이 3.5 중량% 미만으로 포함되면, 인청동 박막의 강성이 저하되어, 본 발명의 플렉서블 배터리용 파우치의 변형이 심해지고, 주석의 함량이 10 중량%를 초과하면, 유연성을 충분히 확보할 수 없어, 외력에 의해 크랙(crack)이 발생할 수 있다.
The phosphor bronze thin film may contain 3.5 to 10 wt% of tin (Sn), preferably 4 to 8 wt%, 0.03 to 0.35 wt% of phosphorus (P), and 89.3 to 96.2 wt% of copper. At this time, the characteristics of the phosphor bronze thin film may change depending on the content of tin contained in the phosphor bronze thin film. If the deformation becomes severe and the content of tin exceeds 10 wt%, it is not possible to sufficiently secure flexibility, and cracks may occur due to external force.

다음으로, 상기 제2 수지층은 적층 구조의 파우치를 구현하기 위한 가요성이 있는 기재로써, 본 발명의 플렉서블 배터리용 파우치의 최외각층을 이루는 부분으로서, 파우치의 강도를 보강하고, 외부에서 인가되는 물리적인 접촉에 의하여 외장재에 스크래치가 발생하는 것을 방지하는 등 파우치를 외력으로부터 보호하기 위한 것이다. 상기 제2수지층은 나일론, PET(polyethylene terephthalate), COP(Cyclo olefin polymer), PI(polyimide) 및 불소계 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 나일론 또는 불소계 화합물을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 불소계 화합물은 PTFE(polytetra fluoroethylene), PFA(perfluorinated acid), FEP(fluorinated ethelene propylene copolymer), ETFE(polyethylene tetrafluoro ethylene), PVDF(polyvinylidene fluoride), ECTFE(Ethylene Chlorotrifluoroethylene) 및 PCTFE(polychlorotrifluoro ethylene) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. Next, the second resin layer is a flexible substrate for realizing a pouch of a laminated structure, a portion forming the outermost layer of the pouch for a flexible battery of the present invention, and reinforces the strength of the pouch, and is applied from the outside. This is to protect the pouch from external force, such as preventing scratches on the exterior material by physical contact. The second resin layer may include at least one selected from nylon, polyethylene terephthalate (PET), cyclo olefin polymer (COP), polyimide (PI), and a fluorine-based compound, preferably nylon or a fluorine-based compound. have. And, the fluorine-based compound is PTFE (polytetra fluoroethylene), PFA (perfluorinated acid), FEP (fluorinated ethelene propylene copolymer), ETFE (polyethylene tetrafluoro ethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), ECTFE (Ethylene Chlorotrifluoroethylene) and PCTFE (polychlorotrifluoro ethylene) It may include one or more selected from among.

그리고, 제2수지층은 평균두께 10 ㎛ ~ 50 ㎛로, 바람직하게는 평균두께 15 ㎛ ~ 40 ㎛로, 더욱 바람직하게는 15 ㎛ ~ 35 ㎛로 형성시키는 것이 좋다. 이때, 제2수지층이 평균두께 10 ㎛ 미만이면 충분한 파우치의 기계적 물성을 확보하지 못할 수 있으며, 50㎛를 초과하는 것은 비경제적이다.In addition, the second resin layer has an average thickness of 10 μm to 50 μm, preferably, an average thickness of 15 μm to 40 μm, more preferably 15 μm to 35 μm. In this case, if the average thickness of the second resin layer is less than 10 μm, it may not be possible to secure sufficient mechanical properties of the pouch, and it is uneconomical to exceed 50 μm.

한편, 본 발명의 플렉서블 배터리는 상기 금속박막층 및 제2수지층 사이에 접착제층을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the flexible battery of the present invention may further include an adhesive layer between the metal thin film layer and the second resin layer.

상기 접착제층은 파우치 안에 수용되어 플렉서블 배터리에 이상 과열 등의 문제점이 발생할 때, 안전성 및 내부 단락 등에 대한 신뢰성을 부여할 수 있다. 또한 접착제층은 금속박막층과 제2수지층 사이의 접착이 용이하도록 하는 역할을 할 수 있다.The adhesive layer may be accommodated in a pouch to provide safety and reliability against internal short circuits when a problem such as abnormal overheating occurs in the flexible battery. In addition, the adhesive layer may serve to facilitate adhesion between the metal thin film layer and the second resin layer.

상기 접착제층은 제2수지층과 유사한 물질로 만들어 질 수 있고, 실리콘, 폴리프탈레이트, 산 변성 폴리프로필렌(PPa, acid modified polypropylene) 및 산 변성 폴리에틸렌(Pea, acid modified polyethylene) 중에서 선택된 1종 이상의 접착제를 포함할 수 있다. 그리고, 이때 상기 접착제층은 평균두께 5 ㎛ ~ 30 ㎛, 바람직하게는 10 ㎛ ~ 20 ㎛일 수 있으며, 상기 접착제층의 평균두께가 5 ㎛를 초과하면 안정적인 접착력 확보가 어려울 수 있고, 30 ㎛를 초과하면 박리화에 불리할 수 있다.The adhesive layer may be made of a material similar to that of the second resin layer, and at least one adhesive selected from silicone, polyphthalate, acid modified polypropylene (PPa, acid modified polypropylene) and acid modified polyethylene (Pea, acid modified polyethylene). may include. And, in this case, the adhesive layer may have an average thickness of 5 μm to 30 μm, preferably 10 μm to 20 μm, and when the average thickness of the adhesive layer exceeds 5 μm, it may be difficult to secure a stable adhesive force, and 30 μm If it exceeds, it may be detrimental to peeling.

또한, 상기 금속박막층 및 제2수지층 사이에 드라이 라미네이트층(dry lamination layer)을 포함할 수도 있으며, 이때, 상기 드라이 라미네이트층은 평균두께 1 ㎛ ~ 7 ㎛로, 바람직하게는 2 ㎛ ~ 5 ㎛로, 더욱 바람직하게는 2.5 ㎛ ~ 3.5 ㎛로 형성시키는 것이 좋다. 이때, 드라이 라미네이트층의 평균두께가 1 ㎛ 미만이면 접착력이 너무 약해서 금속박막층과 제2수지층간 박리가 발생할 수 있고, 7 ㎛를 초과하면 불필요하게 드라이 라미네이트층이 두꺼워지고, 패턴형성이 불리한 영향을 미칠 수 있으므로 상기 두께로 형성시키는 것이 바람직하다.In addition, a dry lamination layer may be included between the metal thin film layer and the second resin layer, wherein the dry lamination layer has an average thickness of 1 μm to 7 μm, preferably 2 μm to 5 μm. , more preferably 2.5 μm to 3.5 μm. At this time, if the average thickness of the dry laminate layer is less than 1 μm, the adhesive force is too weak and peeling between the metal thin film layer and the second resin layer may occur. It may be extended, so it is preferable to form it to the above thickness.

한편, 본 발명의 플렉서블 배터리는 플렉서블을 요하는 전기적 및/또는 전자적 기기의 배터리에 사용하기에 적합한 바, 전기적 및/또는 전자적 기기가 포함된 팔찌, 스마트 워치의 시계줄, 플렉서블 디스플레이 디바이스 등과 같은 휴대용 전기적, 전자적 디바이스, 몸에 착용 가능한 팔찌 등으로 대표되는 웨어러블 디바이스 등에 폭 넓은 응용이 가능할 것이다.
On the other hand, the flexible battery of the present invention is suitable for use in a battery of an electrical and/or electronic device requiring flexibility, and a wristband including an electrical and/or electronic device, a watch band of a smart watch, a flexible display device, etc. A wide range of applications will be possible to wearable devices, such as electrical and electronic devices, and bracelets that can be worn on the body.

나아가, 본 발명은 본 발명의 플렉서블 배터리를 포함하는 성형품을 제조할 수 있으며, 도 20을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Furthermore, the present invention can manufacture a molded article including the flexible battery of the present invention, which will be described with reference to FIG. 20 as follows.

본 발명의 성형품은 앞서 언급한 플렉서블 배터리(60) 및 상기 플렉서블 배터리를 봉지하는 포장부재(4000)를 포함한다.The molded article of the present invention includes the above-mentioned flexible battery 60 and a packaging member 4000 for encapsulating the flexible battery.

이 때, 상기 포장부재(4000)는 가죽(leather), 패브릭(fabric), 플라스틱(plastic) 및 메탈(metal) 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 다만, 본 발명의 기술적 분야에 있어서 내부에 배터리를 내장하고 포장할 수 있는 통상적인 다양한 소재들이 포함될 수 있다.At this time, the packaging member 4000 may include one or more of leather, fabric, plastic, and metal, however, in the technical field of the present invention, A variety of conventional materials capable of embedding and packaging the battery may be included.

앞서 언급했듯이, 플렉서블 배터리(60)의 최외각 표면에는 패브릭층이 구비되어 있는데, 상기 패브리층은 플렉서블 배터리(60)와 포장부재(4000) 간에 접착강도를 개선할 수 있다.As mentioned above, a fabric layer is provided on the outermost surface of the flexible battery 60 , and the fabric layer may improve adhesive strength between the flexible battery 60 and the packaging member 4000 .

상기 플렉서블 배터리(60) 및 포장부재(4000)는 일체화될 수 있으며, 예를 들어, 니들펀칭, 박음질, 봉제, 몰딩, 사출 등의 본 발명의 기술적 분야에 있어서 통상적으로 이용될 수 있는 다양한 방법 등을 통해 상기 플렉서블 배터리(60) 및 포장부재(4000)는 일체화될 수 있다.The flexible battery 60 and the packaging member 4000 may be integrated, for example, various methods that can be commonly used in the technical field of the present invention, such as needle punching, stitching, sewing, molding, injection, etc. Through this, the flexible battery 60 and the packaging member 4000 may be integrated.

또한, 플렉서블 배터리(60)와 포장부재(4000) 사이에는 본딩층이 더 포함될 수 있으며, 상기 본딩층을 통해 플렉서블 배터리(60) 및 포장부재(4000)는 일체화될 수 있다. 이 때, 상기 본딩층은 점착부재 또는 접착부재일 수 있으며, 점착부재 또는 접착부재로서 양면테이프를 포함할 수 있다.
In addition, a bonding layer may be further included between the flexible battery 60 and the packaging member 4000 , and the flexible battery 60 and the packaging member 4000 may be integrated through the bonding layer. In this case, the bonding layer may be an adhesive member or an adhesive member, and may include a double-sided tape as the adhesive member or the adhesive member.

이와 같이, 상기 성형품은 도 20에 나타낸 바와 같이 앞서 언급한 플렉서블 배터리를 포함하는 팔찌일 수 있고, 도 21에 도시된 바와 같이 시계줄, 바람직하게는 스마트와치(smart watch)용 시계줄일 수 있으며, 플렉서블 디스플레이 디바이스일 수도 있다.
As such, the molded article may be a bracelet including the aforementioned flexible battery as shown in FIG. 20, and may be a watch strap as shown in FIG. 21, preferably a watch strap for a smart watch, It may be a flexible display device.

1 : 제1외장재 2 : 제2외장재
5a : 음극단자 5b: 양극단자
10 : 실링부 20 : 수용부
31, 31a, 31b : 부직포층
32, 33a, 33b : 다공성 나노섬유웹층
60 : 플렉서블 배터리
100 : 음극 200 : 양극
109 : 제1수지층 209 : 금속 박막층
309 : 제2수지층
401 : 음극집전체 402 : 음극활물질
501 : 양극집전체 502 : 양극활물질
600, 600a, 600b : 분리막 1000 : 전극조립체
3000 : 패브릭층 3001 : 본딩층
4000 : 포장부재 1: first exterior material 2: second exterior material
5a: negative terminal 5b: positive terminal
10: sealing part 20: receiving part
31, 31a, 31b: non-woven fabric layer
32, 33a, 33b: porous nanofiber web layer
60: flexible battery
100: negative electrode 200: positive electrode
109: first resin layer 209: metal thin film layer
309: second resin layer
401: negative electrode current collector 402: negative electrode active material
501: positive electrode current collector 502: positive electrode active material
600, 600a, 600b: separator 1000: electrode assembly
3000: fabric layer 3001: bonding layer
4000: packaging member

Claims (25)

밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴이 구비된 전극조립체; 및
적어도 일면에 밴딩시 수축 및 이완을 위한 패턴을 가지고 상기 전극조립체를 전해액과 함께 봉지하는 외장재; 를 포함하고,
상기 외장재에 형성되는 패턴과 상기 전극조립체에 형성되는 패턴은 서로 일치하도록 형성되며,
상기 외장재의 적어도 일면에는 은(Ag)나노 성분을 포함하는 패브릭(fabric)층이 구비되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 배터리.
an electrode assembly having a pattern for contraction and relaxation during bending; and
an exterior material having a pattern for contraction and relaxation upon bending on at least one surface and sealing the electrode assembly together with an electrolyte; including,
The pattern formed on the exterior material and the pattern formed on the electrode assembly are formed to coincide with each other,
A flexible battery, characterized in that at least one surface of the exterior material is provided with a fabric (fabric) layer comprising a silver (Ag) nano component.
 제1항에 있어서,
상기 은나노 성분은 상기 패브릭층 전체 중량에 대하여 1 ~ 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 배터리.
According to claim 1,
The silver nano component is a flexible battery, characterized in that it is included in 1 to 20% by weight based on the total weight of the fabric layer.
 제1항에 있어서,
상기 은나노 성분은 은염류(silver salts), 은나노체(nano silver), 은이온 담지체(silver ion exchangers) 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 배터리.
According to claim 1,
The silver nano component is a silver salt (silver salts), silver nano body (nano silver), a flexible battery, characterized in that it comprises at least one of silver ion exchangers (silver ion exchangers).
 삭제delete 제1항 내지 제3항 중에서 선택된 어느 한 항의 플렉서블 배터리; 및
상기 플렉서블 배터리를 봉지하는 포장부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품.
The flexible battery of any one of claims 1 to 3 selected from; and
a packaging member for encapsulating the flexible battery;
A molded article comprising a.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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