KR102466520B1 - Cell pouch having improved high temperature stability and improved mechanical properties and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
셀 파우치 필름으로서, 에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 접착층을 포함하는, 고온 안정성 및 기계적 특성이 향상된 셀 파우치 필름 및 그 제조 방법이 개시된다. 셀 파우치 필름의 내측 접착층의 접착 조성물로서 에폭시 수지를 사용하면서 동시에 용융 실리카를 첨가하여 고온 안정성을 높이면서도 열팽창 계수를 줄이고 또한, 내전해액성, 고온 박리 강도의 기계적 특성도 향상될 수 있다.Disclosed are a cell pouch film having improved high-temperature stability and mechanical properties, including an adhesive layer containing an epoxy resin and fused silica as the cell pouch film, and a manufacturing method thereof. As the adhesive composition of the inner adhesive layer of the cell pouch film, epoxy resin is used and fused silica is added at the same time to increase high-temperature stability, reduce thermal expansion coefficient, and improve mechanical properties such as electrolyte resistance and high-temperature peel strength.
Description
본 명세서는 고온 안정성, 내전해액성 및 기계적 특성이 향상된 셀 파우치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 에폭시 수지와 함께 용융 실리카를 사용하여 열팽창 계수를 조절하여 고온 안정성을 향상시키면서도 또한 내전해액성과 고온 박리 강도의 기계적 특성도 향상시킨 셀 파우치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present specification relates to a cell pouch with improved high-temperature stability, electrolyte resistance and mechanical properties, and a method for manufacturing the same. It relates to a cell pouch with improved mechanical properties of high-temperature peel strength and a manufacturing method thereof.
리튬이차전지(LiB)는 높은 에너지밀도와 우수한 출력을 갖는 등 다양한 장점을 바탕으로 많은 어플리케이션에 적용되고 있다. Lithium secondary batteries (LiB) are being applied to many applications based on various advantages such as high energy density and excellent output.
셀 파우치는 이러한 이차전지의 전극군과 전해액을 감싸는 다층 구조의 포장용 적층 필름으로서, 전지의 안정성, 수명특성 그리고 작동지속력을 결정하는 핵심 부품소재이며, 기계적 유연성 및 강도, 높은 산소/수증기 배리어성, 높은 열적 실링강도, 전해액에 대한 내화학성, 전기절연성, 고온 안정성 등이 요구된다. A cell pouch is a multi-layered packaging film that surrounds the electrode group and electrolyte of a secondary battery, and is a key component material that determines the stability, lifespan, and durability of a battery, mechanical flexibility and strength, high oxygen/water vapor barrier, High thermal sealing strength, chemical resistance to electrolyte, electrical insulation, high temperature stability, etc. are required.
셀 파우치는 통상 외층/외측 접착층/배리어층/내측 접착층/내측 실란트층으로 이루어져 있다.A cell pouch usually consists of an outer layer/outer adhesive layer/barrier layer/inner adhesive layer/inner sealant layer.
외층 또는 최외층은 나일론이나 나일론과 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)의 혼합 소재, OPP (연신 폴리프로필렌), 폴리에틸렌 등으로 구성되고 있다. 이러한 외층 또는 최외층의 요구 특성으로서는 내열성, 내핀홀성, 내화학성, 성형성 및 절연성 등이 요구된다. The outer or outermost layer is made of nylon, a mixed material of nylon and PET (polyethylene terephthalate), OPP (stretched polypropylene), polyethylene, or the like. Heat resistance, pinhole resistance, chemical resistance, moldability and insulation are required as required properties of the outer layer or the outermost layer.
배리어층은 수증기나 기타 기체에 대한 배리어성과 함께 성형성이 요구된다. 이러한 측면에서 배리어층에는 성형 가능한 금속 예컨대 알루미늄(Al), 철(Fe), 구리(Cu), 니켈(Ni) 등이 사용되며, 현재 알루미늄이 가장 많이 사용되고 있다.The barrier layer requires moldability as well as barrier properties against water vapor or other gases. In this respect, formable metals such as aluminum (Al), iron (Fe), copper (Cu), and nickel (Ni) are used for the barrier layer, and aluminum is currently used most often.
내층의 실란트층은 열접착성, 성형성과 함께 전해액과 접촉하는 층이라는 점에서 내전해액성, 절연저항성 등이 요구된다.Since the sealant layer of the inner layer is a layer in contact with the electrolyte along with thermal adhesion and moldability, electrolyte resistance and insulation resistance are required.
한편, 리튬이차전지의 적용 분야가 소형 분야에서 자동차 용이나 ESS용의 중대형으로 확대되면서 셀 파우치 역시 중대형에 적합한 특성이 요구되고 있는데, 자동차 용 LiB 등의 경우 고온 환경에서 장기간 사용되므로 그 외포장재인 셀 파우치 필름의 고온 안정성이 특히 요구된다.On the other hand, as the field of application of lithium secondary batteries expands from the small field to the medium and large size for automobiles or ESS, cell pouches are also required to have characteristics suitable for medium and large size. High temperature stability of the cell pouch film is particularly required.
종래 셀 파우치의 고온 안정성을 향상시키기 위해 여러 에폭시 접착제를 접착층에 사용하여 왔다. 그러나, 에폭시 수지는 높은 열팽창계수를 가진다는 단점이 있다.In order to improve the high-temperature stability of conventional cell pouches, various epoxy adhesives have been used in the adhesive layer. However, epoxy resin has a disadvantage in that it has a high coefficient of thermal expansion.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 일 측면에서, 열팽창 계수를 줄이고 고온 안정성을 향상할 수 있는 셀 파우치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다. In exemplary embodiments of the present invention, in one aspect, it is intended to provide a cell pouch capable of reducing a thermal expansion coefficient and improving high-temperature stability and a manufacturing method thereof.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 다른 일 측면에서, 전술한 바와 같이 열팽창 계수가 감소하여 고온 안정성이 향상될 뿐만 아니라, 내전해액성, 고온 박리 강도의 기계적 특성도 향상될 수 있는 셀 파우치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.In exemplary embodiments of the present invention, in another aspect, as described above, a cell pouch capable of improving high-temperature stability due to a reduced thermal expansion coefficient and improved mechanical properties such as electrolyte resistance and high-temperature peel strength, and It is intended to provide a manufacturing method thereof.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 셀 파우치 내측 접착층 조성물으로서, 에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 셀 파우치 내측 접착층 조성물을 제공한다.In exemplary embodiments of the present invention, as the cell pouch inner adhesive layer composition, a cell pouch inner adhesive layer composition including an epoxy resin and fused silica is provided.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 셀 파우치 필름으로서, 에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 내측 접착층을 포함하는 셀 파우치 필름을 제공한다.In exemplary embodiments of the present invention, as a cell pouch film, a cell pouch film including an inner adhesive layer containing an epoxy resin and fused silica is provided.
예시적인 일 구현예에서, 상기 내측 접착층의 접착제 조성물은 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 용융 실리카를 1~20 중량부로 포함할 수 있다.In one exemplary embodiment, the adhesive composition of the inner adhesive layer may include 1 to 20 parts by weight of fused silica based on 100 parts by weight of the epoxy resin.
예시적인 일 구현예에서, 상기 에폭시 수지는 변성 에폭시 수지인 것이 바람직하다.In one exemplary embodiment, the epoxy resin is preferably a modified epoxy resin.
예시적인 일 구현예에서, 상기 변성 에폭시 수지는 실록산 이미드계 변성 에폭시 수지인 것이 바람직하다.In one exemplary embodiment, the modified epoxy resin is preferably a siloxane imide-based modified epoxy resin.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는 또한, 셀 파우치 필름의 제조 방법으로서, 에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 접착제 조성물을 내측 접착제 조성물로 사용하는 단계;를 포함하는 셀 파우치 필름 제조 방법을 제공한다.Exemplary embodiments of the present invention also provide a cell pouch film manufacturing method comprising the step of using an adhesive composition containing an epoxy resin and fused silica as an inner adhesive composition as a method for manufacturing a cell pouch film.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는 또한, 전술한 셀 파우치 필름으로 외장된 이차 전지를 제공한다.Exemplary embodiments of the present invention also provide a secondary battery covered with the aforementioned cell pouch film.
또한, 본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 셀 파우치 필름의 고온 안정성 향상 방법으로서, 셀 파우치 필름 제조 시, 에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 접착제 조성물을 내측 접착제 조성물로 사용하는 단계;를 포함하는 방법을 제공한다.In addition, in exemplary embodiments of the present invention, as a method for improving the high temperature stability of a cell pouch film, when preparing a cell pouch film, using an adhesive composition containing an epoxy resin and fused silica as an inner adhesive composition; comprising provides a way
본 발명의 예시적인 구현예들에 의하면, 셀 파우치 필름의 내측 접착층의 접착 조성물로서 에폭시 수지를 사용하면서 동시에 용융 실리카를 첨가하여 고온 안정성을 높이면서도 열팽창 계수를 줄이고 또한, 내전해액성, 고온 박리 강도의 기계적 특성도 향상될 수 있다.According to exemplary embodiments of the present invention, an epoxy resin is used as an adhesive composition of the inner adhesive layer of the cell pouch film and fused silica is added at the same time to increase high temperature stability while reducing the coefficient of thermal expansion, and also to improve electrolyte solution resistance and high temperature peel strength. The mechanical properties of can also be improved.
이러한 셀 파우치는 특히 고온 안정성이 요구되는 전기 자동차나 에너지 저장 장치 등 중대형 셀 파우치로서 유용하다.Such a cell pouch is particularly useful as a medium-large cell pouch for electric vehicles or energy storage devices requiring high temperature stability.
도 1은 본 발명의 예시적인 구현예에 셀 파우치 필름 구조를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서의 열 노출 테스트를 나타내는 개략도로서, 도 2a는 열 노출 테스트 챔버를 나타내는 개략도이고, 도 2b는 결과를 보여주는 그래프이다.1 is a schematic diagram showing a cell pouch film structure in an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a heat exposure test in an embodiment of the present invention, Figure 2a is a schematic diagram showing a heat exposure test chamber, Figure 2b is a graph showing the results.
용어 정의term definition
본 명세서에서 고온 안정성이란 고온에서의 열 노출 시 폭발이 일어나지 않는 고온에서의 폭발 안정성을 의미한다. 예컨대 150℃에서 1시간 유지 후 배터리 샘플 모두의 폭발이 일어나지 않는 경우 고온에서의 폭발 안정성이 우수하다고 할 수 있다. In the present specification, high-temperature stability means explosion stability at high temperatures in which no explosion occurs when exposed to heat at high temperatures. For example, if all of the battery samples do not explode after being maintained at 150° C. for 1 hour, it can be said that the explosion stability at high temperatures is excellent .
예시적인 구현예들의 설명Description of Exemplary Embodiments
이하 본 발명의 예시적인 구현예들을 상술한다.Exemplary embodiments of the present invention are detailed below.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는 셀 파우치 필름의 내측 접착층의 접착제 조성물로서 고온 안정성을 향상하기 위하여 에폭시 수지, 바람직하게는 변성 에폭시 수지를 사용하면서, 에폭시 수지가 가지는 높은 열팽창 계수를 감소하기 위하여 특히 용융 실리카(fused silica)를 함께 사용한다. 이와 같이 에폭시 수지에 용융 실리카를 첨가하면 고온 안정성을 향상하면서도 열팽창계수 감소와 더불어 기계적 강도도 향상되는 효과를 얻을 수 있다.In exemplary embodiments of the present invention, while using an epoxy resin, preferably a modified epoxy resin, to improve high-temperature stability as an adhesive composition of the inner adhesive layer of the cell pouch film, in particular to reduce the high thermal expansion coefficient of the epoxy resin. Use with fused silica. In this way, when fused silica is added to the epoxy resin, it is possible to obtain an effect of improving mechanical strength as well as reducing the thermal expansion coefficient while improving high-temperature stability.
도 1은 본 발명의 예시적인 구현예에 따른 셀 파우치 필름 구조를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a cell pouch film structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 예시적인 일 구현예에서, 셀 파우치 필름은 외층/외측 접착층/배리어층/내측 접착층/내측 실란트층이 순서대로 포함된다. As shown in FIG. 1 , in one exemplary embodiment, the cell pouch film includes an outer layer/outer adhesive layer/barrier layer/inner adhesive layer/inner sealant layer in this order.
본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 상기 내측 접착층의 접착제 조성물로서, 에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 접착제 조성물을 사용한다.In exemplary embodiments of the present invention, an adhesive composition containing an epoxy resin and fused silica is used as the adhesive composition of the inner adhesive layer.
예시적인 일 구현예에서, 상기 접착제 조성물은 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 용융 실리카를 1~20 중량부로 포함할 수 있다. 해당 범위보다 작을 경우 열팽창계수 조절 효과가 미비하며, 클 경우 셀파우치의 각 층간 접착력이 낮아질 수 있다.In an exemplary embodiment, the adhesive composition may include 1 to 20 parts by weight of fused silica based on 100 parts by weight of the epoxy resin. If it is smaller than the corresponding range, the thermal expansion coefficient control effect is insufficient, and if it is large, the adhesive strength between each layer of the cell pouch may be lowered.
예시적인 일 구현예에서, 열팽창 계수 조절 효과의 측면에서 상기 용융 실리카는 열팽창계수가 0.1~5.0 PPM/℃이고, 사이즈는 10~15㎛ 인 것이 적합하다. 용융 실리카의 사이즈는 예컨대 SEM 사진 등을 통해 측정할 수 있다.In an exemplary embodiment, in terms of the thermal expansion coefficient control effect, the fused silica preferably has a thermal expansion coefficient of 0.1 to 5.0 PPM/°C and a size of 10 to 15 μm. The size of the fused silica can be measured through, for example, a SEM photograph or the like.
예시적인 일 구현예에서, 상기 에폭시 수지는 접착층의 접착제 조성물 중 5~30 중량%로 사용할 수 있다. In an exemplary embodiment, the epoxy resin may be used in an amount of 5 to 30% by weight of the adhesive composition of the adhesive layer .
예시적인 일 구현예에서, 상기 에폭시 수지는 바람직하게는 변성 에폭시 수지이고, 더욱 바람직하게는 실록산 이미드계 변성 에폭시 수지이다. 실록산 이미드계 변성 에폭시 수지를 사용하게 되면 경화 반응 시간이 감소되고 반응 안정성이 향상되어 고온에서도 균일한 접착력을 확보할 수 있어 신뢰성이 더욱 우수하게 될 수 있다.In one exemplary embodiment, the epoxy resin is preferably a modified epoxy resin, more preferably a siloxane imide-based modified epoxy resin. When the siloxane imide-based modified epoxy resin is used, the curing reaction time is reduced and the reaction stability is improved, so that uniform adhesive strength can be secured even at high temperatures, and reliability can be further improved.
비제한적인 예시에서, 상기 실록산 이미드계 변성 에폭시 수지는 내열성이 우수한 폴리이미드 합성 중 실록산을 투입하여 실록산이미드를 제조하고, 실록산이미드의 말단을 에폭시기와 반응시켜 변성 에폭시 수지를 합성하여 사용할 수 있다. 이를 통해 내열성과 접착력을 향상시킬 수 있다.In a non-limiting example, the siloxane imide-based modified epoxy resin can be used by preparing a siloxane imide by adding siloxane during the synthesis of a polyimide having excellent heat resistance, and reacting the terminal of the siloxane imide with an epoxy group to synthesize and use the modified epoxy resin. have. Through this, it is possible to improve heat resistance and adhesive strength.
비제한적인 예시에서, 상기 실록산 이미드계 변성 에폭시 수지는 실록산 이미드계 변성에폭시수지 100 중량 중에 실록산이미드가 10~40 중량% 및 에폭시 수지는 60~90 중량%로 포함되는 것이 내열성 및 접착력 측면에서 바람직할 수 있다. In a non-limiting example, the siloxane imide-based modified epoxy resin contains 10 to 40% by weight of siloxaneimide and 60 to 90% by weight of the epoxy resin in 100% by weight of the siloxane imide-based modified epoxy resin, in terms of heat resistance and adhesive strength. may be desirable.
한편, 예시적인 일 구현예에서, 상기 접착층의 접착제 조성물에는 추가적으로 경화제 및 첨가제등이 더 포함될 수 있다.Meanwhile, in one exemplary embodiment, the adhesive composition of the adhesive layer may additionally include a curing agent and an additive.
비제한적인 예시에서, 상기 접착제 조성물에 첨가제로 경화촉진제, 커플링제 등을 하나 이상 사용할 수 있으며, 해당 첨가제는 에폭시 수지 100 중량부 대비 0.1~30 중량부를 사용할 수 있다. 경화제로는 아민과 카르복실무수산 등을 사용할 수 있고, 에폭시 수지 1당량에 0.5~5 당량 사용하는 것이 적절하다.In a non-limiting example, one or more curing accelerators, coupling agents, etc. may be used as additives in the adhesive composition, and the additive may be used in an amount of 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin. An amine, carboxylic anhydride, etc. can be used as a curing agent, and it is appropriate to use 0.5 to 5 equivalents per 1 equivalent of an epoxy resin.
예시적인 일 구현예에서, 상기 접착층은 예컨대 1~5㎛의 두께로 접착될 수 있다.In one exemplary embodiment, the adhesive layer may be adhered to a thickness of, for example, 1 to 5 μm.
한편, 본 발명의 예시적인 구현예들에서는 전술한 셀 파우치 필름으로 외장된 이차 전지를 제공한다. 이러한 이차전지는 대표적으로 리튬이차전지일 수 있으며, 특히 전기자동차(EV)나 에너지저장장치(ESS) 등의 중대형 이차전지일 수 있다.Meanwhile, exemplary embodiments of the present invention provide a secondary battery covered with the aforementioned cell pouch film. Such a secondary battery may typically be a lithium secondary battery, and in particular, may be a medium or large secondary battery such as an electric vehicle (EV) or an energy storage system (ESS).
또한, 본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 전술한 셀 파우치 필름 제조 방법으로서, 셀 파우치 필름 제조 시, 에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 접착제 조성물을 내측 접착제 조성물로 사용하는 단계;를 포함하는 셀 파우치 제조 방법을 제공한다.In addition, in exemplary embodiments of the present invention, as the cell pouch film manufacturing method described above, when manufacturing the cell pouch film, using an adhesive composition containing an epoxy resin and fused silica as an inner adhesive composition; a cell comprising A pouch manufacturing method is provided.
또한, 본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 셀 파우치 필름의 고온 안정성 향상 방법으로서, 셀 파우치 필름 제조 시, 에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 접착제 조성물을 내측 접착제 조성물로 사용하는 단계;를 포함하는 방법을 제공한다.In addition, in exemplary embodiments of the present invention, as a method for improving the high temperature stability of a cell pouch film, when preparing a cell pouch film, using an adhesive composition containing an epoxy resin and fused silica as an inner adhesive composition; comprising provides a way
이하의 실시예를 통하여 본 발명의 예시적인 구현예들을 더욱 상세하게 설명된다. 본 명세서에 개시된 실시예들은 단지 설명을 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. Exemplary embodiments of the present invention are described in more detail through the following examples. Embodiments disclosed herein are illustrated for purposes of explanation only, and embodiments of the present invention may be implemented in various forms and should not be construed as being limited to the embodiments described herein.
[실시예 및 비교예][Examples and Comparative Examples]
실시예 및 비교예에서 도 1과 같이 외층/외측 접착층/배리어층/내측 접착층/실란트 층으로 셀 파우치 필름을 구성하였다. 상기 외층, 외층 접착층, 배리어층, 실란트층은 통상적으로 사용되는 구성을 사용할 수 있다. 실시예, 비교예 1, 비교예 2에서 각 내측 접착층의 구성만을 달리하였다. As shown in FIG. 1 in Examples and Comparative Examples, a cell pouch film was constructed with an outer layer/outer adhesive layer/barrier layer/inner adhesive layer/sealant layer. The outer layer, the outer layer adhesive layer, the barrier layer, and the sealant layer may use commonly used configurations. In Example, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, only the configuration of each inner adhesive layer was different.
실시예 내측 접착제 조성물 : 에폭시 수지 접착제 + 용용 실리카Examples Inner adhesive composition: epoxy resin adhesive + dissolved silica
실시예에서는 에폭시 수지 접착제 100 중량부에 용융 실리카 1~20 중량부를 사용하였다. 에폭시 수지 접착제로는 실록산 이미드계 변성 에폭시 수지를 사용하였다.In an embodiment, 1 to 20 parts by weight of fused silica in 100 parts by weight of an epoxy resin adhesive Parts by weight were used. A siloxane imide-based modified epoxy resin was used as the epoxy resin adhesive.
비교예 1 내측 접착제 조성물 : 에폭시 수지 접착제 + 탈크Comparative Example 1 Inner adhesive composition: epoxy resin adhesive + talc
비교예 1에서는 용융 실리카 외에 탈크(talc)를 사용한 것을 제외하고는 실시예와 동일하다.In Comparative Example 1, it is the same as Example except for using talc in addition to fused silica.
비교예 1 내측 접착제 조성물 : 에폭시 수지 접착제Comparative Example 1 Inner adhesive composition: epoxy resin adhesive
비교예 2에서는 무기 첨가물을 사용하지 않고 에폭시 수지 접착제만 사용한 것을 제외하고는 실시예와 동일하다.Comparative Example 2 is the same as Example 2 except that only the epoxy resin adhesive was used without using inorganic additives.
[실험 1][Experiment 1]
본 실험 1에서는 실시예의 및 비교예들의 셀 파우치로 물성비교를 진행하였다. In Experiment 1, physical properties were compared with the cell pouches of Examples and Comparative Examples.
열 노출 테스트heat exposure test
도 2는 본 발명의 실시예에서의 열 노출 테스트를 나타내는 개략도로서, 도 2a는 열 노출 테스트 챔버를 나타내는 개략도이고, 도 2b는 결과를 보여주는 그래프이다.Figure 2 is a schematic diagram showing a heat exposure test in an embodiment of the present invention, Figure 2a is a schematic diagram showing a heat exposure test chamber, Figure 2b is a graph showing the results.
도 2에 도시된 바와 같이, 각 셀 파우치 필름으로 외장된 배터리 10개를 열 노출 챔버에 넣었다(도 2a). 온도를 30분에 걸쳐서 150℃까지 승온하고, 150℃에서 1시간 유지시킨 후, 각 전지의 발화 상태를 확인하였다. 요구되는 스펙은 1시간 유지 후에도 폭발이 없어야 한다.As shown in Fig. 2, 10 batteries each covered with a cell pouch film were placed in a thermal exposure chamber (Fig. 2a). After the temperature was raised to 150°C over 30 minutes and held at 150°C for 1 hour, the ignition state of each battery was confirmed. The required specification is that there should be no explosion even after maintaining for 1 hour.
아래 표 1에 실험 결과를 기재하였다. Table 1 below shows the experimental results.
테스트heat exposure
test
(10개 모두 폭발 없이 양호)○
(All 10 are good without explosion)
(6개 폭발, 4개 양호)△
(6 Explosive, 4 Good)
(10개 모두 폭발; 20분-1시간 내)X
(All 10 explode; within 20 minutes - 1 hour)
위 표 1 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 비교예 1이나 비교예 2와 달리 실시예의 경우 샘플 모두 폭발이 없어서 고온 안정성이 우수한 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 1 and FIG. 2B above, unlike Comparative Example 1 or Comparative Example 2, in the case of the examples, it can be seen that all samples have excellent high temperature stability because there is no explosion.
[실험 2] [Experiment 2]
셀 파우치 필름을 표준전해액[EC:DEC:EMC 1:1:1, LiPF6 1M 인 전해액]에 함침 후 일정 시간 간격으로 금속층//실런트층 박리강도를 측정하였다. 측정 시 시료의 폭은 15mm, 표점거리는 300mm, 속도는 200mm/min으로 하였다. 박리강도가 높을 수록 내전해액성이 우수하다고 판단한다. 내전해액성 테스트 결과를 표 2에 나타내었다.After impregnating the cell pouch film in a standard electrolyte [EC:DEC:EMC 1:1:1, LiPF6 1M phosphorus electrolyte], the peel strength of the metal layer//sealant layer was measured at regular intervals. When measuring, the width of the sample was 15 mm, the gauge length was 300 mm, and the speed was 200 mm/min. It is judged that the higher the peel strength, the better the electrolyte resistance. The results of the electrolyte resistance test are shown in Table 2.
박리강도
(N/15mm)Metal Layer // Sealant Layer
peel strength
(N/15mm)
우수(◎) 박리강도 10N/15mm 이상Excellent (◎) Peel strength over 10N/15mm
양호(○) 박리강도 7~10N/15mmGood (○) Peel strength 7~10N/15mm
보통(△) 박리강도 3~7N/15mmNormal (△) peel strength 3~7N/15mm
불만족(X) 박리강도 3N/15mm 이하Unsatisfactory (X) Peel strength 3N/15mm or less
표 2에서 알 수 있듯이, 실시예들은 비교예들과 대비하여 우수한 박리 강도를 보여준다. As can be seen from Table 2, the examples show excellent peel strength compared to the comparative examples.
[실험 3][Experiment 3]
한편, 고온의 환경에서 셀파우치 필름의 금속층//실런트층 박리강도를 측정하였다. 즉, 고온의 환경에서 챔버형 UTM기를 이용하여 셀파우치의 금속층//실런트층 박리강도를 측정하였다. 표 3에 평가 결과를 표시하였다. 참고로, 챔버의 온도를 80℃, 100℃, 120℃로 설정한 후 박리강도를 측정하였을 때 De-lamination 현상이 없어야 한다.Meanwhile, the peel strength of the metal layer//sealant layer of the cell pouch film was measured in a high-temperature environment. That is, the metal layer//sealant layer peel strength of the cell pouch was measured using a chamber-type UTM machine in a high-temperature environment. Table 3 shows the evaluation results. For reference, when the peel strength is measured after setting the temperature of the chamber to 80 ℃, 100 ℃, 120 ℃, there should be no de-lamination phenomenon.
박리강도
(N/15mm)Metal Layer // Sealant Layer
peel strength
(N/15mm)
우수(◎) 박리강도 7N/15mm 이상Excellent (◎) Peel strength over 7N/15mm
양호(○) 박리강도 5~7N/15mmGood (○) Peel strength 5~7N/15mm
보통(△) 박리강도 3~5N/15mmNormal (△) peel strength 3~5N/15mm
불만족(X) 박리강도 3N/15mm 이하Unsatisfactory (X) Peel strength 3N/15mm or less
표 2에서 알 수 있듯이, 실시예들은 비교예들과 대비하여 우수한 고온 박리 강도를 보여준다. As can be seen from Table 2, the examples show excellent high-temperature peel strength compared to the comparative examples.
이상에서 알 수 있듯이, 에폭시 수지 접착제와 함께 용융 실리카를 사용한 실시예의 경우 열 노출 테스트 시 안정성이 매우 우수하였으며, 또한 내전해액성이나 고온 박리 강도 특성도 우수하였다.As can be seen from the foregoing, in the case of the examples using the fused silica together with the epoxy resin adhesive, the stability during the heat exposure test was excellent, and the electrolyte resistance and high-temperature peel strength properties were also excellent.
이와 같이 내측 접착층에 에폭시 수지 접착제와 함께 용융 실리카를 사용하면 열 노출 시에도 폭발하지 않는 고온 안정성 및 신뢰성이 우수하고 또한 내전해액성과 고온 박리 강도의 기계적 특성도 우수하다.In this way, when fused silica is used together with an epoxy resin adhesive for the inner adhesive layer, it has excellent high temperature stability and reliability that does not explode even when exposed to heat, and also has excellent mechanical properties such as electrolyte resistance and high temperature peel strength.
이상에서 본 발명의 비제한적이고 예시적인 구현예들을 설명하였으나, 본 발명의 기술 사상은 첨부 도면이나 상기 설명 내용에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함이 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하며, 또한, 이러한 형태의 변형은 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 할 것이다. Although non-limiting and illustrative implementations of the present invention have been described above, the technical idea of the present invention is not limited to the accompanying drawings or the above description. It is obvious to those skilled in the art that various types of modifications are possible within the scope of the technical spirit of the present invention, and also, these types of modifications will fall within the scope of the claims of the present invention.
Claims (12)
에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 것이고,
상기 용융 실리카를 함유하지 않는 경우와 대비하여 고온 안정성이 향상되는 것이고,
상기 셀 파우치 내측 접착층 조성물로 이루어진 내측 접착층을 포함하는 셀 파우치 필름으로 외장된 배터리 샘플을 150℃에서 1시간 유지 후 폭발이 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 셀 파우치 내측 접착층 조성물.
As a cell pouch inner adhesive layer composition,
comprising an epoxy resin and fused silica;
Compared to the case of not containing the fused silica, high temperature stability is improved,
Cell pouch inner adhesive layer composition, characterized in that the explosion does not occur after maintaining the battery sample exterior with the cell pouch film containing the inner adhesive layer made of the cell pouch inner adhesive layer composition at 150 ° C. for 1 hour.
상기 내측 접착층 조성물은 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 용융 실리카를 1~20 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 파우치 내측 접착층 조성물.
According to claim 1,
The inner adhesive layer composition contains fused silica based on 100 parts by weight of the epoxy resin. Cell pouch inner adhesive layer composition, characterized in that it comprises 1 to 20 parts by weight.
에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 것이고,
상기 용융 실리카는 열팽창계수가 0.1~5.0 PPM/℃이고, 사이즈는 10~15㎛인 것을 특징으로 하는 셀 파우치 내측 접착층 조성물.
As a cell pouch inner adhesive layer composition,
comprising an epoxy resin and fused silica;
The cell pouch inner adhesive layer composition, characterized in that the fused silica has a thermal expansion coefficient of 0.1 to 5.0 PPM / ° C, and a size of 10 to 15 μm.
에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 내측 접착층을 포함하는 것이고,
상기 용융 실리카를 함유하지 않는 것과 대비하여 고온 안정성이 향상되는 것이고,
상기 셀 파우치 필름으로 외장된 배터리 샘플을 150℃에서 1시간 유지 후 폭발이 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 셀 파우치 필름.
As a cell pouch film,
It includes an inner adhesive layer containing an epoxy resin and fused silica,
The high-temperature stability is improved compared to not containing the fused silica,
A cell pouch film, characterized in that no explosion occurs after maintaining the battery sample enclosed with the cell pouch film at 150 ° C. for 1 hour.
상기 내측 접착층의 접착제 조성물은 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 용융 실리카를 1~20 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 파우치 필름.
According to claim 4,
The adhesive composition of the inner adhesive layer contains fused silica based on 100 parts by weight of the epoxy resin. A cell pouch film comprising 1 to 20 parts by weight.
상기 에폭시 수지는 변성 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 셀 파우치 필름.
According to claim 5,
The cell pouch film, characterized in that the epoxy resin is a modified epoxy resin.
에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 내측 접착층을 포함하는 것이고,
상기 에폭시 수지는 실록산 이미드계 변성 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 셀 파우치 필름.
As a cell pouch film,
It includes an inner adhesive layer containing an epoxy resin and fused silica,
The cell pouch film, characterized in that the epoxy resin is a siloxane imide-based modified epoxy resin.
에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 접착제 조성물을 내측 접착제 조성물로 사용하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀 파우치 필름 제조 방법.
A method for manufacturing the cell pouch film of any one of claims 4 to 7,
A cell pouch film manufacturing method comprising the steps of using an adhesive composition containing an epoxy resin and fused silica as an inner adhesive composition.
A secondary battery characterized in that it is covered with the cell pouch film of any one of claims 4 to 7.
상기 이차 전지는 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
According to claim 9,
The secondary battery, characterized in that the secondary battery is a lithium secondary battery.
상기 이차 전지는 전기 자동차 또는 에너지 저장 장치 용인 것을 특징으로 하는 이차 전지.
According to claim 9,
The secondary battery, characterized in that for an electric vehicle or an energy storage device.
셀 파우치 필름 제조 시, 에폭시 수지 및 용융 실리카를 포함하는 접착제 조성물을 내측 접착제 조성물로 사용하는 단계;를 포함하는 것이고,
상기 용융 실리카를 함유하지 않는 것과 대비하여 고온 안정성이 향상되는 것이고,
상기 셀 파우치 내측 접착층 조성물로 이루어진 내측 접착층을 포함하는 셀 파우치 필름으로 외장된 배터리 샘플을 150℃에서 1시간 유지 후 폭발이 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 셀 파우치의 고온 안정성 향상 방법.As a method for improving the high temperature stability of a cell pouch film,
In preparing the cell pouch film, using an adhesive composition containing an epoxy resin and fused silica as an inner adhesive composition;
The high-temperature stability is improved compared to not containing the fused silica,
Method for improving the high temperature stability of the cell pouch, characterized in that the explosion does not occur after holding the battery sample covered with the cell pouch film including the inner adhesive layer made of the cell pouch inner adhesive layer composition at 150 ° C. for 1 hour.
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|---|---|---|---|---|
| KR102601728B1 (en) * | 2022-12-29 | 2023-11-16 | 율촌화학 주식회사 | Pouch film for secondary battery having excellent dimensional stability with controlled stress of film index, secondary battery using the same and method for preparing the secondary battery |
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