KR20160031639A - Pouch, flexible battery using the same and manufacturing method thereof - Google Patents

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노승윤
남지현
조현우
장주희
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주식회사 아모그린텍
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Abstract

The present invention relates to a pouch for a flexible battery, a flexible battery using the same, and a manufacturing method thereof. The pouch for a flexible battery comprises: a first exterior material formed by depositing a first adhesion thin film, a first polytetrafluoroethylene (PTFE) film, a first adhesive film, and a first metal film on which wrinkles are formed; and a second exterior material formed by depositing a second adhesion thin film, a second PTFE film, a second adhesive film, and a second metal film, wherein the second adhesion thin film is affixed to the first adhesion thin film to make a bag form.

Description

플렉서블 배터리용 파우치, 이를 이용한 플렉서블 배터리 및 그의 제조 방법{Pouch, flexible battery using the same and manufacturing method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a pouch for a flexible battery, a flexible battery using the same,

본 발명은 플렉서블 배터리용 파우치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 주름이 형성된 금속 필름이 포함된 외장재로 파우치를 구현하여, 가요성, 습기 침투 방지 및 전해액 누수 차단 기능을 향상시킬 수 있는 플렉서블 배터리용 파우치, 이를 이용한 플렉서블 배터리 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pouch for a flexible battery, and more particularly, to a pouch for a flexible battery which can realize flexibility, moisture penetration prevention and electrolyte leakage prevention function by embodying a pouch with a casing material including a corrugated metal film A pouch, a flexible battery using the same, and a method of manufacturing the same.

최근, 휴대용 전화기, 노트북, 디지털 카메라 등 모바일 전자기기의 수요가 지속적으로 증가하고 있어, 박형의 에너지 저장장치의 수요 또한 급격히 증가되고 있다. In recent years, demand for mobile electronic devices such as portable telephones, notebooks, and digital cameras is continuously increasing, and demand for thin-type energy storage devices is also rapidly increasing.

이와 같은 박형의 에너지 저장장치는 이차전지가 사용되고 있으며, 이차전지 중에서 고에너지밀도와 고출력 구동이 가능한 리튬이차전지의 사용이 증가되고 있다.In such a thin type energy storage device, a secondary battery is used and a lithium secondary battery capable of high energy density and high output driving is increasingly used.

이차전지는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬이차전지 등을 들 수 있다. 특히, 리튬 이차전지는 납 축전지와, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 높은 활용도를 갖는다.The secondary battery includes a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery. Particularly, the lithium secondary battery has a high utilization density because it has a high energy density per unit weight and can be rapidly charged as compared with lead secondary batteries and other secondary batteries such as nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries and nickel-zinc batteries.

이런 이차전지 중, 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온전지는 금속 캔을 용기로 하여 용접 실링시킨 형태로 사용되고, 금속캔을 용기로 사용하는 캔형 이차전지는 형태가 고정되므로 전기 제품의 디자인을 제한하는 단점이 있고 부피를 줄이는 데 어려움이 있다. Among such secondary batteries, a lithium ion battery using a liquid electrolyte is used in a form that is welded with a metal can as a container, and a can type secondary battery using a metal can as a container has a disadvantage of limiting the design of an electric product And there are difficulties in reducing volume.

최근, 두 전극과 세퍼레이터, 전해질을 파우치에 넣고 실링하여 사용하는 파우치형 이차전지가 개발되어 사용되고 있다.In recent years, a pouch-type secondary battery using two electrodes, a separator, and an electrolyte in a pouch and sealing them has been developed and used.

한편, 모바일 전자기기가 박막화되고 소형화됨에 따라 기존의 금속캔을 주로 사용한 원통형 전지나 각형 전지 구조의 이차전지는 모바일 전자기기에 적용되지 않고, 파우치를 외장재로 사용하는 이차전지가 사용되고 있다.On the other hand, as mobile electronic devices have become thinner and smaller, a cylindrical battery using a conventional metal can or a secondary battery using a square type battery is not applied to a mobile electronic device, and a secondary battery using a pouch as an exterior material is used.

파우치형 이차전지는 다양한 형태로 제조가 가능하며 높은 질량당 에너지밀도를 구현할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 금속캔형과 달리 연질의 파우치를 외장재로 사용하므로 기계적인 강도가 약하고 알루미늄 박막과 고분자 수지층의 박리가 일어날 수 있어 밀봉의 신뢰성이 낮아질 수 있다.The pouch-type secondary battery can be manufactured in various forms and has an advantage that high energy density per mass can be realized. However, unlike the metal can type, since the soft pouch is used as the exterior material, the mechanical strength is weak and the peeling of the aluminum thin film and the polymer resin layer may occur, so that the reliability of the sealing can be lowered.

그리고, 대량생산 시 품질관리(QC)가 어렵고 고강도 파우치임에도 불구하고 기계적 충격에는 다소 불리할 수 있다. In addition, quality control (QC) in mass production is difficult, and although it is a high-strength pouch, it may be somewhat disadvantageous to mechanical impact.

한국 공개특허공보 제10-2013-0063709호에는 내부수지층, 금속박층, 외부수지층으로 이루어지고, 내부수지층과 금속박층이 맞닿는 면에 금속박층 보다 반응성이 작은 버퍼층이 형성되어 있는 전지의 파우치 외장재가 개시되어 있어, 금속박층 보다 반응성이 작은 버퍼층을 추가로 형성함으로써, 내부수지층에 마이크로 크랙(micro crack)이 발생하는 등 손상되는 경우에도 금속박층의 산화 반응을 막음으로써, 전지의 파우치 외장재의 부식을 방지할 수 있는 장점이 있으나, 이 선행문헌의 파우치 외장재는 내부수지층, 버퍼층, 금속박층, 외부수지층으로 이루어지고, 버퍼층은 구리, 은, 백금 및 금 중에서 선택된 1종 이상의 금속이므로, 결과적으로 파우치 외장재는 수지층과 금속층으로 이루어져 고신뢰성을 만족시키는 투습율을 얻지 못하는 문제점이 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0063709 discloses a pouch having a buffer layer formed of an inner resin layer, a metal foil layer and an outer resin layer and having a reactivity lower than that of the metal foil layer on the surface where the inner resin layer and the metal foil layer are in contact with each other. A buffer layer having a smaller reactivity than the metal foil layer is additionally formed so as to prevent the oxidation reaction of the metal foil layer even when a micro crack is generated in the internal resin layer, The buffer layer is made of at least one metal selected from among copper, silver, platinum and gold. In this case, the buffer layer is formed of an inner resin layer, a buffer layer, a metal foil layer and an outer resin layer. As a result, the pouch exterior member is composed of a resin layer and a metal layer, and thus has a problem of failing to obtain a moisture permeability satisfying high reliability.

또한, 한국 공개특허공보 제10-2013-0081445호에는 알루미늄층; 상기 알루미늄층의 제1 표면에 형성되는 외층; 상기 알루미늄층과 상기 외층을 접착시키는 제1 접착층; 상기 알루미늄층의 제2 표면에 형성되는, 가교화된 고분자층을 포함하는 내층; 및 상기 알루미늄층과 상기 내층을 접착시키는 제2 접착층을 포함하는 이차전지용 알루미늄 파우치 필름이 개시되어 있으나, 파우치의 외부에 알루미늄층이 노출되어 물리적인 접촉에 의해 스크래치가 쉽게 발생되고, 알루미늄층이 구부러지는 단점이 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0081445 discloses an aluminum layer; An outer layer formed on the first surface of the aluminum layer; A first adhesive layer for bonding the aluminum layer and the outer layer; An inner layer formed on the second surface of the aluminum layer, the inner layer comprising a crosslinked polymer layer; And a second adhesive layer for bonding the aluminum layer and the inner layer. However, since the aluminum layer is exposed to the outside of the pouch, scratches are easily caused by physical contact, and the aluminum layer is bent There is a disadvantage.

아울러, 한국 공개특허공보 제10-2013-0014252호에는 외장재 내부에 전극조립체가 수납되어 있는 파우치형 이차전지가 개시되어 있는바, 이 이차전지는 파우치가 구부러질때, 외장재와 전극조립체가 일체화되어 있지 않아 다수 휘어질때 구부러지는 정도 및 위치등이 상이하여 크랙 등과 같은 손상이 발생될 수 있다.In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0014252 discloses a pouch-type secondary battery in which an electrode assembly is housed inside a casing. In this secondary battery, when the pouch is bent, the casing and the electrode assembly are integrated The degree of bending and the position of the bending portion may be different, and thus, damage such as cracks may occur.

이와 같은 선행기술은 최근의 고성능화된 모바일 전자기기에 적용될 수 있는 고품질의 플렉서블 플렉서블 배터리의 특성을 충족하기 어렵다.Such prior art techniques are difficult to meet the characteristics of high-quality flexible flexible batteries that can be applied to recent high-performance mobile electronic devices.

한국 공개특허공보 제10-2013-0063709호Korean Patent Publication No. 10-2013-0063709 한국 공개특허공보 제10-2013-0081445호Korean Patent Publication No. 10-2013-0081445 한국 공개특허공보 제10-2013-0014252호Korean Patent Publication No. 10-2013-0014252

본 발명의 목적은 주름이 형성된 금속 필름이 포함된 외장재로 파우치를 제작하여, 가요성을 우수하게 할 수 있는 플렉서블 배터리용 파우치, 이를 이용한 플렉서블 배터리 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pouch for a flexible battery which can be made excellent in flexibility by manufacturing a pouch with a casing made of a corrugated metal film, a flexible battery using the same, and a method of manufacturing the same.

본 발명의 다른 목적은 주름진 금속 필름을 파우치에 접착하는 간단한 공정으로 습기 침투 방지 및 전해액 누수 차단 기능을 더욱 강화시킬 수 있는 플렉서블 배터리용 파우치, 이를 이용한 플렉서블 배터리 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a flexible battery pouch capable of preventing moisture penetration and electrolyte leakage prevention function by a simple process of adhering a corrugated metal film to a pouch, a flexible battery using the same, and a method of manufacturing the same.

상술된 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 의한 플렉서블 배터리용 파우치는, 제1접합용 박막, 제1PTFE(Polytetrafluoroethylene)막, 제1접착제막 및 주름이 형성된 제1금속 필름이 적층되어 형성된 제1외장재; 및 제2접합용 박막, 제2PTFE막, 제2접착제막 및 제2금속 필름이 적층되어 형성되고, 상기 제1접합용 박막에 상기 제2접합용 박막이 접합되어 봉지 형태를 만드는 제2외장재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-described object, a pouch for a flexible battery according to an embodiment of the present invention includes a first bonding thin film, a first PTFE (Polytetrafluoroethylene) film, a first adhesive film, and a first metal film formed with wrinkles A first exterior material formed; And a second exterior member which is formed by laminating a second bonding thin film, a second PTFE film, a second adhesive film and a second metal film, and joining the second bonding thin film to the first bonding thin film to form a sealing form; And a control unit.

더불어, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 플렉서블 배터리는, 서로 대향 배치된 양극 조립체 및 음극 조립체; 상기 양극 조립체와 음극 조립체 사이에 배치된 분리막; 상기 양극 조립체, 음극 조립체 및 분리막을 수용하여 실링하는 파우치; 및 상기 파우치 내부에 주입되어 있는 전해액;을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a flexible battery comprising: a positive electrode assembly and a negative electrode assembly disposed opposite to each other; A separator disposed between the cathode assembly and the cathode assembly; A pouch for receiving and sealing the cathode assembly, the cathode assembly, and the separation membrane; And an electrolyte injected into the pouch.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 플렉서블 배터리의 제조 방법은 접합용 박막, PTFE막이 적층된 제1 및 제2외장재가 접합되어 형성된 파우치에 전극 조립체, 분리막 및 전해액이 내장되어 있는 배터리 본체를 제조하는 단계; 및 상기 배터리 본체의 PTFE막에 주름이 형성된 금속 필름을 접착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a flexible battery. The method includes the steps of: forming an electrode assembly, a separator, and an electrolyte solution on the pouch formed by bonding a first thin film to a first thin film and a second thin film, ; And bonding a metal film having a corrugation to the PTFE film of the battery main body.

본 발명에서는 플렉서블 배터리의 파우치에 주름이 형성된 금속 필름을 포함시켜, 휘어짐에 대한 저항을 주름이 완화시켜 파우치의 휨특성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the pouch of the flexible battery is provided with the wrinkled metal film, and the resistance against the warpage can be alleviated to improve the bending property of the pouch.

그러므로, 본 발명의 파우치로 제작된 플렉서블 배터리는 가요성이 우수하여 왓치폰의 시계줄에 내장된 경우, 왓치폰을 손목에 착용시 왓치폰의 시계줄이 휘어져도 플렉서블 배터리의 특성 저하가 발생되지 않아, 왓치폰의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Therefore, when the flexible battery made of the pouch of the present invention has excellent flexibility and is built in the wristwatch of the wachipon, when the wristwatch is worn on the wrist, the characteristic of the flexible battery is not deteriorated even if the wristwatch of the wachipon is warped It is possible to improve the reliability of the Wachipon.

본 발명에서는 파우치를 제작한 후, 주름이 형성된 금속 필름을 파우치에 접착시키는 간단한 공정으로, 파우치의 강도를 보강하고, 습기 침투 방지 및 전해액 누수 차단 기능을 보강할 수 있다.In the present invention, it is possible to reinforce the strength of the pouch and to reinforce the moisture penetration prevention function and the electrolytic solution leakage prevention function by a simple process of bonding the corrugated metal film to the pouch after manufacturing the pouch.

도 1은 본 발명에 따른 플렉서블 배터리의 파우치의 외장재의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 플렉서블 배터리의 파우치를 모식적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 플렉서블 배터리의 파우치를 모식적으로 도시한 상면도,
도 4는 본 발명에 따른 플렉서블 배터리의 파우치의 외장재의 변형례의 단면도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 플렉서블 배터리의 제조방법의 흐름도이고,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 플렉서블 배터리의 제조방법의 흐름도이고,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 제조방법에서 플렉서블 배터리 본체를 제조하는 일례의 방법의 흐름도,
도 8은 본 발명에 따른 플렉서블 배터리의 모식적인 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 플렉서블 배터리의 풀셀 구조의 모식적인 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 플렉서블 배터리의 바이셀 구조의 모식적인 단면도,
도 11은 본 발명에 따라 플렉서블 배터리를 구비한 왓치폰의 개념적인 사시도이다.1 is a sectional view of a casing of a pouch of a flexible battery according to the present invention,
2 is a perspective view schematically showing a pouch of a flexible battery according to the present invention,
3 is a top view schematically showing a pouch of a flexible battery according to the present invention,
4 is a cross-sectional view of a modification of a casing of a pouch of a flexible battery according to the present invention,
5 is a flowchart of a method of manufacturing a flexible battery according to a first embodiment of the present invention,
6 is a flowchart of a method of manufacturing a flexible battery according to a second embodiment of the present invention,
7 is a flow chart of an exemplary method of manufacturing a flexible battery body in a manufacturing method according to a second embodiment of the present invention;
8 is a schematic cross-sectional view of a flexible battery according to the present invention,
9 is a schematic cross-sectional view of a pull cell structure of a flexible battery according to the present invention,
10 is a schematic sectional view of a bi-cell structure of a flexible battery according to the present invention,
Fig. 11 is a conceptual perspective view of a witch chip with a flexible battery according to the present invention.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 플렉서블 배터리의 파우치는 제1접합용 박막(110), 제1PTFE(Polytetrafluoroethylene)막(120), 제1접착제막(130) 및 주름이 형성된 제1금속 필름(140)이 순차적으로 적층되어 형성된 제1외장재(100); 및 제2접합용 박막(210), 제2PTFE(Polytetrafluoroethylene)막(220), 제2접착제막(230) 및 제2금속 필름(240)이 순차적으로 적층되어 형성되고, 상기 제1접합용 박막(110)에 상기 제2접합용 박막(210)이 접합되어 봉지 형태를 만드는 제2외장재(200);를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a pouch of a flexible battery according to the present invention includes a first bonding thin film 110, a first PTFE (Polytetrafluoroethylene) film 120, a first adhesive film 130, and a corrugated first metal film 140) are stacked in this order; And the second bonding film 230 and the second metal film 240 are sequentially laminated on the first bonding thin film 210, the second bonding thin film 210, the second PTFE (Polytetrafluoroethylene) film 220, And a second exterior material 200 joining the second bonding thin film 210 to the second exterior bonding material 110 to form an encapsulation shape.

여기서, 제1 및 제2외장재(100,200)의 제1 및 제2접합용 박막(110,210)이 접합되어 봉지 형태가 완성되면, 제1 및 제2외장재(100,200) 사이에 공간(A)이 형성되고, 그 공간(A)에 전극 조립체, 분리막 및 전해액이 삽입되어 수용된다. Here, when the first and second bonding thin films 110 and 210 of the first and second outer packaging materials 100 and 200 are joined to each other to form a sealed shape, a space A is formed between the first and second outer packaging materials 100 and 200 , And an electrode assembly, a separation membrane, and an electrolyte solution are inserted and accommodated in the space (A).

제1 및 제2접합용 박막(110,210)은 2개의 외장재를 접합시켜 봉지 형태의 파우치를 제조하기 위한 것으로, CPP(casting polypropylene) 필름을 사용할 수 있다.The first and second bonding thin films 110 and 210 are for producing a pouch in the form of a bag by bonding two outer covering materials, and a CPP (casting polypropylene) film can be used.

제1 및 제2PTFE막(120,220)은 내약품성, 내마모성, 내열성과 가요성이 우수하다. 그러므로, 본 발명에 따른 플렉서블 배터리용 파우치의 외장재는 외부로부터 습기 침투를 방지할 수 있으며, 플렉서블 배터리의 동작으로 발생되는 열에 잘 견딜수 있는 것이다. 이와 더불어, 파우치는 휘어짐에 대해 변형이 발생하지 않아 플렉서블 배터리의 플렉서블한 특성을 향상시킬 수 있다.The first and second PTFE films 120 and 220 are excellent in chemical resistance, abrasion resistance, heat resistance and flexibility. Therefore, the casing of the pouch for a flexible battery according to the present invention can prevent moisture penetration from the outside, and can withstand the heat generated by the operation of the flexible battery. In addition, since the pouch does not undergo warping, it is possible to improve the flexible characteristics of the flexible battery.

그리고, 제1 및 제2PTFE막(120,220)의 두께는 1㎛ - 500㎛인 것이 바람직하며, 제1 및 제2PTFE막(120,220)의 두께가 1㎛ 이하인 경우, 파우치 외부에서 침투되는 수분량이 많아서 플렉서블 배터리의 특성을 유지하기 힘들고, 두께가 500㎛ 이상인 경우, 파우치의 외장재 두께가 두꺼워서 휘어짐 특성이 저하된다.When the thickness of the first and second PTFE films 120 and 220 is 1 탆 or less, the amount of water permeated from the outside of the pouch is large, so that the first and second PTFE films 120 and 220 are flexible. It is difficult to maintain the characteristics of the battery, and when the thickness is 500 mu m or more, the thickness of the casing of the pouch becomes thick, and warping characteristics are lowered.

제1 및 제2금속 필름(140,240)은 파우치의 외측에 위치되어 파우치의 강도를 보강하고, 외부에서 인가되는 물리적인 접촉에 의하여 파우치를 보호하는 기능을 수행하고, 파우치의 외부에서 파우치 내부로 습기가 침투되는 것을 방지함과 동시에, 파우치 내부에 위치되는 전해액이 파우치 외부로 누수되는 것을 차단하는 기능을 수행한다. The first and second metal films 140 and 240 are positioned outside the pouch to reinforce the strength of the pouch and to protect the pouch by physical contact externally applied, And prevents leakage of the electrolytic solution located inside the pouch to the outside of the pouch.

제1 및 제2금속 필름(140,240)은 동일한 금속으로 형성된 금속 필름을 적용할 수 있고, 또는 각기 다른 금속으로 형성된 금속 필름으로 구현할 수 있다.The first and second metal films 140 and 240 may be formed of a metal film formed of the same metal or may be formed of a metal film formed of a different metal.

여기서, 제1금속 필름(140)은 Cu 또는 Al로 이루어진 소재의 금속 필름으로 사용할 수 있고, 제2금속 필름(240)은 인청동(phosphor bronze) 또는 베릴륨동(Beryllium Copper)의 소재로 이루어진 탄성 금속 필름으로 적용할 수 있다.Here, the first metal film 140 may be a metal film made of Cu or Al, and the second metal film 240 may be made of a phosphor bronze or an elastic metal made of beryllium copper It can be applied as a film.

이러한 탄성 금속 필름은 파우치에 탄성을 부여하여 파우치의 굽힘성(flexibility)을 우수하게 할 수 있다. Such an elastic metal film imparts elasticity to the pouch, so that flexibility of the pouch can be improved.

여기서, 인청동은 청동에 인(燐)이 첨가된 합금이고, 베릴륨동은 동에 베릴륨을 0.2~2.5% 함유시킨 동합금으로 동합금 중에서 최고의 강도이며, 내식성, 내마모성, 피로한도, 스프링특성, 전기전도성이 모두 우수하다.Phosphorus bronze is an alloy containing phosphorus added to bronze and beryllium copper is copper alloy containing 0.2 to 2.5% beryllium in copper and has the highest strength among copper alloys and has excellent corrosion resistance, abrasion resistance, fatigue limit, spring characteristic, electrical conductivity All are excellent.

그리고, 탄성 금속 필름은 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 기능도 수행할 수 있다.In addition, since the elastic metal film has a dense density, the moisture and the electrolytic solution can not pass therethrough, thereby preventing the penetration of moisture from the outside of the pouch into the pouch and preventing the electrolyte located inside the pouch from leaking to the outside of the pouch. Can also be performed.

이와 같은 본 발명에 따른 플렉서블 배터리의 파우치의 제1금속 필름(140)에 형성된 주름(141)은, 휘어짐에 대한 저항을 주름(141)이 완화시켜 파우치의 휨특성을 향상시킨다.The corrugation 141 formed on the first metal film 140 of the pouch of the flexible battery according to the present invention relaxes the corrugation 141 to improve warpage characteristics of the pouch.

즉, 도 2a에 도시된 주름(141)이 형성된 제1금속 필름(140)은 파우치가 휘어질 때, 도 2b와 같이, 제1금속 필름(140)의 주름(141)이 실질적으로 펴진 상태로 휘어져 휘어짐에 대한 저항을 최대한 완화시킬 수 있는 것이다.That is, as shown in FIG. 2B, when the pouch is bent, the first metal film 140 having the corrugations 141 shown in FIG. 2A is formed in a state in which the corrugations 141 of the first metal film 140 are substantially expanded It is possible to alleviate the resistance against warping to the maximum extent.

그러므로, 본 발명의 파우치로 제작된 플렉서블 배터리는 가요성이 우수하여 왓치폰의 시계줄에 내장된 경우, 왓치폰을 손목에 착용시 왓치폰의 시계줄이 휘어져도 플렉서블 배터리의 특성 저하가 발생되지 않아, 왓치폰의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Therefore, when the flexible battery made of the pouch of the present invention has excellent flexibility and is built in the wristwatch of the wachipon, when the wristwatch is worn on the wrist, the characteristic of the flexible battery is not deteriorated even if the wristwatch of the wachipon is warped It is possible to improve the reliability of the Wachipon.

그리고, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 제2외장재(200)의 제2금속 필름(240)에도 주름이 형성될 수 있다.In the present invention, as shown in FIG. 3, the second metal film 240 of the second casing member 200 may also be formed with corrugations.

전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 배터리의 파우치는 제1금속 필름(140) 또는 제1 및 제2금속 필름(140,240)에 주름이 형성되어 있을 수 있고, 제1외장재(100) 또는 제1 및 제2외장재(100,200) 전체에 주름이 형성되어 있을 수 있다.As described above, the pouch of the flexible battery according to the present invention may have a corrugation formed on the first metal film 140 or the first and second metal films 140 and 240, and the first outer film 100 or the first And the second outer casings 100 and 200 may have wrinkles formed thereon.

예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1외장재는 제1접합용 박막(110), 제1PTFE막(120), 제1접착제막(130) 및 제1금속 필름(140) 전체에 주름이 형성되어 있다.For example, as shown in FIG. 4, the first exterior member is formed by forming wrinkles on the entire first bonding film 110, the first PTFE film 120, the first adhesive film 130, and the first metal film 140 .

도 5를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 플렉서블 배터리의 제조방법은 접합용 박막, PTFE막, 접착제막 및 금속 필름이 순차적으로 적층되어 있고, 금속 필름에 주름이 형성되어 있는 제1 및 제2외장재를 준비하고(S100), 제1 및 제2외장재의 접합용 박막을 표면 처리한다(S110). 제1 및 제2외장재 중 하나 또는 모두의 금속 필름에 주름이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5, the method for manufacturing a flexible battery according to the first embodiment of the present invention is characterized in that a thin film for bonding, a PTFE film, an adhesive film, and a metal film are sequentially laminated, And a second exterior member are prepared (S100), and a thin film for bonding the first and second exterior members is treated (S110). A corrugation may be formed on the metal film of one or both of the first and second casing materials.

여기서, 접합용 박막은 전술된 바와 같이 CPP층으로 적용할 수 있으며, 이 CPP층 표면에 플라즈마 처리 공정, 프라이머 처리 공정, 이온 빔 처리 공정 중 하나를 수행하여 후술된 공정에서 증착되는 구리 또는 알루미늄의 금속과 CPP층과의 접착력을 향상시키기 위하여 CPP층의 표면을 개질하는 것이다.Here, the bonding thin film can be applied as a CPP layer as described above, and one of the plasma treatment process, the primer treatment process, and the ion beam treatment process is performed on the surface of the CPP layer to remove the copper or aluminum The surface of the CPP layer is modified to improve the adhesion between the metal and the CPP layer.

이어서, 제1 및 제2외장재의 가장자리 중 일영역을 제외하고 접합하는 제1실링하여 파우치를 형성한다(S120).Then, a first seal is formed by joining the edges of the first and second coverings except one region (S120).

그후, 일영역을 통하여 전극 조립체 및 전해액을 삽입시켜, 전해액을 분리막의 기공에 함습시킨다(S130). 여기서, 전극 조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극을 분리시키고 다수의 기공을 갖는 분리막을 포함하며, 양극에는 양극 활물질층이 형성되어 있고, 음극에는 음극 활물질층이 형성되어 있다. 그리고, 일영역은 미접합 영역이다.Thereafter, the electrode assembly and the electrolyte solution are inserted through one region, and the electrolyte is dampened in the pores of the separation membrane (S130). The electrode assembly includes a positive electrode, a negative electrode, and a separator having a plurality of pores separated from the positive electrode and the negative electrode, wherein a positive electrode active material layer is formed on the positive electrode, and a negative electrode active material layer is formed on the negative electrode. One region is an unconjugated region.

계속, 일영역에 대응하는 제1 및 제2외장재의 가장자리를 접합하는 제2실링을 수행한다(S140).Subsequently, a second sealing is performed to join the edges of the first and second exterior materials corresponding to one area (S140).

마지막으로, 파우치를 열처리하여 전해액을 겔화시킨다(S150). Lastly, the electrolyte is gelled by heat treatment of the pouch (S150).

따라서, 전술된 본 발명의 제1실시예에 따른 플렉서블 배터리의 제조방법에서, 분리막은 전해액이 함습되어 있는 다수의 기공이 구비되어 있고, 전해액은 겔 폴리머 전해액인 것이 바람직하다. Therefore, in the above-described method of manufacturing a flexible battery according to the first embodiment of the present invention, it is preferable that the separation membrane is provided with a plurality of pores in which an electrolyte solution is impregnated, and the electrolyte solution is a gel polymer electrolyte solution.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 플렉서블 배터리의 제조방법의 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 플렉서블 배터리 본체를 제조하는 일례의 방법의 흐름도이다.FIG. 6 is a flow chart of a method of manufacturing a flexible battery according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a flowchart of an example method of manufacturing a flexible battery body according to a second embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 플렉서블 배터리의 제조방법은 먼저, 접합용 박막, PTFE막이 적층된 제1 및 제2외장재가 접합되어 형성된 파우치에 전극 조립체, 분리막 및 전해액이 내장되어 있는 배터리 본체를 제조한다(S200).Referring to FIG. 6, a method of manufacturing a flexible battery according to a second embodiment of the present invention includes firstly forming an electrode assembly, a separation membrane, and an electrolytic solution in a pouch formed by joining a thin film for bonding and a first and a second casing, The built-in battery main body is manufactured (S200).

그 후, 배터리 본체의 PTFE막에 주름이 형성된 금속 필름을 접착한다(S210).Thereafter, a metal film on which corrugations are formed is adhered to the PTFE film of the battery main body (S210).

그러므로, 접합용 박막, PTFE막 및 주름이 형성된 금속 필름이 최종적인 파우치의 외장재 구조가 되는 것이다.Therefore, the bonding thin film, the PTFE film, and the corrugated metal film become the casing structure of the final pouch.

따라서, 본 발명에서는 간단한 적층 구조가 접합되어 형성된 파우치에, 주름이 형성된 금속 필름을 접착시킴으로써, 플렉서블 배터리의 습기 침투 차단 능력을 향상시킴과 동시에, 휨 특성을 우수하게 할 수 있는 장점이 있다.Therefore, in the present invention, by adhering a wrinkled metal film to a pouch formed by bonding a simple laminated structure, the moisture permeation blocking ability of the flexible battery can be improved and the bending property can be improved.

도 7을 참고하면, 플렉서블 배터리 본체를 제조하는 일례의 방법은 접합용 박막 및 PTFE막이 적층된 제1 및 제2외장재 사이에 전극 조립체를 개재하여 적층하는 공정(S201), 및 전극 조립체가 내장되고 일영역이 개방된 봉지 형태의 파우치 형상을 만들기 위하여 상기 한 쌍의 적층 구조를 1차 실링하는 공정 및 파우치에 전해액을 주입한 후 개방된 일영역을 2차 실링하는 공정(S202)을 포함할 수 있다.7, a method of manufacturing a flexible battery body includes a step (S201) of laminating an electrode assembly between a first thin film and a second thin film of a PTFE film stacked together, and an electrode assembly A step of firstly sealing the pair of laminated structures to form a pouch-like pouch shape with one region opened, and a step (S202) of sealing the open region after injecting an electrolyte into the pouches, have.

도 8은 본 발명에 따른 플렉서블 배터리의 모식적인 단면도이다.8 is a schematic cross-sectional view of a flexible battery according to the present invention.

도 8을 참고하면, 본 발명에 따른 플렉서블 배터리는 양극 활물질(211)이 코팅되어 있는 양극용 집전체(210); 음극 활물질(221)이 코팅되어 있는 음극용 집전체(220); 양극용 집전체(210)와 음극용 집전체(220) 사이에 배치된 분리막(250); 및 접합용 박막, PTFE막, 금속 필름이 순차적으로 적층된 구조로 이루어지고, 양극용 집전체(210), 음극용 집전체(220) 및 분리막(250)을 수용하여 실링된 제1 및 제외장재(100,200)로 이루어진 파우치;를 포함한다.Referring to FIG. 8, the flexible battery according to the present invention includes a positive electrode current collector 210 coated with a positive electrode active material 211; A negative electrode current collector 220 coated with the negative electrode active material 221; A separation membrane (250) disposed between the anode current collector (210) and the cathode current collector (220); And a separator 250. The separator 250 is formed of a laminated body of a separator 250 and a separator 250. The separator 250 includes a first separator 250, a second separator 250, (100, 200).

양극 활물질(211)은 리튬 이온을 가역적으로 인터칼레이션 및 디인터칼레이션할 수 있는 양극 활물질을 포함하며, 이러한 양극 활물질의 대표적인 예로는 LiCoO2, LiNiO2, LiNiCoO2, LiMnO2, LiMn2O4, V2O5, V6O13, LiNi1-x-yCoxMyO2(0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤y ≤ 1, 0 ≤ x+y ≤ 1, M은 Al, Sr, Mg, La 등의 금속)와 같은 리튬-전이금속 산화물, NCM(Lithium Nickel Cobalt Manganese)계 활물질 중 하나를 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 상기 양극 활물질 이외에도 다른 종류의 양극 활물질을 사용하는 것도 물론 가능하다. The positive electrode active material 211 and reversibly including a positive electrode active material capable of migration intercalation and de-intercalation of lithium ions, and a typical example of such a positive electrode active material is LiCoO 2, LiNiO 2, LiNiCoO 2 , LiMnO 2, LiMn 2 O 4, V 2 O 5, V 6 O 13, LiNi 1-xy Co x M y O 2 (0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1, M is Al, Sr, Mg , A metal such as La), and a lithium-transition metal oxide (NCM) -based active material. However, in the present invention, it is of course possible to use other kinds of cathode active materials in addition to the cathode active material.

음극 활물질(221)은 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. The negative electrode active material 221 includes a negative electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions. Examples of the negative electrode active material include a carbon-based negative electrode active material of a crystalline or amorphous carbon, carbon fiber, or carbon composite, Oxides, lithium compounds thereof, lithium, lithium alloys, and mixtures thereof. However, the present invention is not limited to the above-mentioned negative electrode 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(211) 및 음극 활물질(221)에는 집전체로부터 박리를 방지하고, 양극 활물질(211) 및 음극 활물질(221)의 크랙을 방지하기 위하여 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 성분을 함유할 수 있다. PTFE 성분은 양극 활물질(211) 및 음극 활물질(221) 각각의 총중량에서 0.5 ~ 20wt%를 함유할 수 있고, 바람직하게는 최대 5wt% 이하 함유하는 것이다. In the present invention, the positive electrode active material 211 and the negative electrode active material 221 may contain a PTFE (Polytetrafluoroethylene) component in order to prevent peeling from the current collector and to prevent cracking of the positive electrode active material 211 and the negative electrode active material 221 . The PTFE component may contain 0.5 to 20 wt%, and preferably 5 wt% or less, of the total weight of the cathode active material 211 and the anode active material 221, respectively.

그리고, 양극용 집전체(210) 및 음극용 집전체(220)는 0.5 ~ 2㎛ 두께로 형성하는 것이 바람직하다.The anode current collector 210 and the cathode current collector 220 are preferably formed to a thickness of 0.5 to 2 탆.

또한, 본 발명에서 분리막(250)은 겔 폴리머 전해액의 함침성을 최적화시킬 수 있는 복합 다공성 분리막을 적용할 수 있다.In addition, in the present invention, the separation membrane 250 may be a composite porous separation membrane capable of optimizing the impregnation property of the gel polymer electrolytic solution.

즉, 복합 다공성 분리막은 지지체(matrix)로서 사용되며 미세 기공을 갖는 다공성 부직포와 다공성 부직포의 일 측면에 박막으로 적층되며, 방사 가능한 고분자 물질로 형성되어 전해액을 함침하고 있는 다공성 나노섬유 웹을 구비하고 있다. That is, the composite porous separator includes a porous nonwoven fabric which is used as a matrix and has a porous nonwoven fabric layered on one side of a porous nonwoven fabric, a porous nanofibrous web formed of a spinnable polymer material and impregnated with an electrolytic solution have.

또한, 복합 다공성 분리막은 지지체(matrix)로서 사용되며 미세 기공을 갖는 다공성 부직포와, 다공성 부직포의 양 측면에 박막으로 적층되며, 방사 가능한 고분자 물질로 형성되어 전해액을 함침하고 있는 다공성 나노섬유 웹을 구비할 수 있다. In addition, the composite porous separator may be a porous nonwoven fabric which is used as a matrix and has micropores, a porous nanofiber web laminated with a thin film on both sides of the porous nonwoven fabric and formed of a spinnable polymer material and impregnated with an electrolytic solution can do.

상기 기재로 사용 가능한 다공성 부직포는 PP 부직포, PE 부직포, 코어로서 PP 섬유의 외주에 PE가 코팅된 이중 구조의 PP/PE 섬유로 이루어진 부직포, PP/PE/PP의 3층 구조로 이루어지며 상대적으로 융점이 낮은 PE에 의해 셧다운 기능을 갖는 부직포, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET: polyethyleneterephthalate) 섬유로 이루어진 PET 부직포, 또는 셀룰로즈 섬유로 이루어진 부직포 중 어느 하나를 사용할 수 있다.The porous nonwoven fabric which can be used as the base material is composed of a PP nonwoven fabric, a PE nonwoven fabric, a three-layer structure of PP / PE / PP having a dual structure of PP / PE fibers coated with PE on the outer periphery of PP fiber as a core, A nonwoven fabric having a shutdown function by a PE having a low melting point, a PET nonwoven fabric made of polyethylene terephthalate (PET) fibers, or a nonwoven fabric made of cellulose fibers can be used.

상기 PE 부직포는 융점이 110℃이고, PP 부직포는 융점이 130~150℃이고, PET 부직포는 융점이 230~250℃이다. The PE nonwoven fabric has a melting point of 110 ° C, the PP nonwoven fabric has a melting point of 130 to 150 ° C, and the PET nonwoven fabric has a melting point of 230 to 250 ° C.

상기 다공성 부직포는 두께가 10 내지 40㎛ 범위로 설정되고, 기공도가 5 내지 55%, 걸리값(Gurley value)은 1 내지 1000sec/100cc로 설정되는 것이 바람직하다.The porous nonwoven fabric preferably has a thickness in the range of 10 to 40 mu m, a porosity of 5 to 55% and a Gurley value of 1 to 1000 sec / 100 cc.

상기 다공성 나노섬유 웹은 각각 전해액에 팽윤이 이루어지는 팽윤성 고분자 단독 또는 팽윤성 고분자에 내열성을 강화할 수 있는 내열성 고분자가 혼합된 혼합 고분자를 사용할 수 있다.The porous nanofiber web may be composed of a swellable polymer which is swollen in an electrolytic solution or a mixed polymer in which a heat-resistant polymer capable of enhancing heat resistance is mixed with a swellable polymer.

상기 다공성 나노섬유 웹은 용매에 용해되어 방사용액을 형성한 후 전기방사 방법으로 방사되어 나노섬유를 형성할 수 있는 폴리머라면 어떤 것도 사용 가능하다. 이 경우, 단일 폴리머 또는 혼합 폴리머를 사용할 수 있다. 폴리머는 전해액에 팽윤이 이루어지는 팽윤성 폴리머, 비팽윤성 폴리머, 내열성 폴리머, 팽윤성 폴리머와 비팽윤성 폴리머가 혼합된 혼합 폴리머, 팽윤성 폴리머와 내열성 폴리머가 혼합된 혼합 폴리머를 사용할 수 있다.The porous nanofiber web may be any polymer that can dissolve in a solvent to form a spinning solution and then be spin-coated to form nanofibers. In this case, a single polymer or a mixed polymer can be used. The polymer may be a mixed polymer in which a swelling polymer in which an electrolyte solution swells, a non-swelling polymer, a heat resistant polymer, a mixed polymer in which a swelling polymer and a non-swelling polymer are mixed, or a mixed polymer in which a swelling polymer and a heat resistant polymer are mixed.

상기 다공성 나노섬유 웹은 단일 또는 혼합 폴리머를 용매에 용해시켜 방사용액을 형성한 후, 방사용액을 전기방사장치를 사용하여 방사하면 방사된 나노섬유가 콜렉터에 축적되어 기공 구조를 갖는 다공성 나노섬유 웹을 형성한다. The porous nanofiber web may be prepared by dissolving a single or mixed polymer in a solvent to form a spinning solution, spinning the spinning solution using an electrospinning device, and spinning nanofibers are accumulated in the collector to form porous nanofibers .

또한, 팽윤성 폴리머와 비팽윤성 폴리머(또는 내열성 폴리머)의 혼합 폴리머를 사용하는 경우, 팽윤성 폴리머와 비팽윤성 폴리머는 9:1 내지 1:9 범위의 중량비, 바람직하게는 8:2 내지 5:5 범위의 중량으로 혼합될 수 있다. When a mixed polymer of a swellable polymer and a non-swellable polymer (or a heat-resistant polymer) is used, the swellable polymer and the non-swellable polymer have a weight ratio in the range of 9: 1 to 1: 9, preferably in the range of 8: 2 to 5: By weight.

비팽윤성 폴리머는 일반적으로 내열성 폴리머인 것이 많으며 팽윤성 폴리머와 비교할 때 분자량이 크기 때문에 융점도 상대적으로 높다. 이 경우, 비팽윤성 폴리머는 융점이 180℃ 이상인 내열성 폴리머인 것이 바람직하고, 팽윤성 폴리머는 융점이 150℃이하, 바람직하게는 100~150℃ 범위 내의 융점을 가지는 수지인 것이 바람직하다.The non-swellable polymer is generally a heat-resistant polymer and has a relatively high melting point because of its high molecular weight as compared with the swellable polymer. In this case, the non-swelling polymer is preferably a heat-resistant polymer having a melting point of 180 ° C or higher, and the swelling polymer is preferably a resin having a melting point of 150 ° C or lower, preferably 100-150 ° C.

본 발명에 사용 가능한 팽윤성 폴리머는 전해액에 팽윤이 일어나는 수지로서 전기 방사법에 의하여 초극세 나노섬유로 형성 가능한 것으로, 예를 들어, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리(비닐리덴플루오라이드-코-헥사플루오로프로필렌), 퍼풀루오로폴리머, 폴리비닐클로라이드 또는 폴리비닐리덴 클로라이드 및 이들의 공중합체 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에테르 및 폴리에틸렌글리콜 디알킬에스터를 포함하는 폴리에틸렌글리콜 유도체, 폴리(옥시메틸렌-올리 고-옥시에틸렌), 폴리에틸렌옥사이드 및 폴리프로필렌옥사이드를 포함하는 폴리옥사이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리(비닐피롤리돈-비닐아세테이트), 폴리스티렌 및 폴리스티렌 아크릴로니트릴 공중합체, 폴리아크릴로니트릴 메틸메타크릴레이트 공중합체를 포함하는 폴리아크릴로니트릴 공중합체, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 공중합체 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.The swellable polymer usable in the present invention is a resin which swells in an electrolytic solution and can be formed by ultrafine nanofiber by electrospinning. Examples of the swellable polymer include polyvinylidene fluoride (PVDF), poly (vinylidene fluoride-co- Polypropylene), perfluoropolymers, polyvinyl chloride or polyvinylidene chloride, and copolymers thereof, and polyethylene glycol derivatives including polyethylene glycol dialkyl ethers and polyethylene glycol dialkyl esters, poly (oxymethylene-oligo- Polyvinyl acetate, poly (vinylpyrrolidone-vinyl acetate), polystyrene and polystyrene acrylonitrile copolymers, polyacrylonitrile methyl methacrylate copolymers, polyacrylonitrile methyl methacrylate copolymers, Polyacrylonitrile < / RTI > Trityl copolymer, polymethyl methacrylate, polymethyl methacrylate copolymer, and mixtures thereof.

또한, 본 발명에서 사용 가능한 내열성 또는 비팽윤성 폴리머는 전기방사를 위해 유기용매에 용해될 수 있고 유기 전해액에 포함되는 유기 용매에 의해 팽윤성 폴리머보다 팽윤이 더디게 일어나거나 팽윤이 일어나지 않으며, 융점이 180℃ 이상인 수지로서, 예를 들어, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드이미드, 폴리(메타-페닐렌 이소프탈아미이드), 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리트리메틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등과 같은 방향족 폴리에스터, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디페녹시포스파젠, 폴리{비스[2-(2-메톡시에톡시)포스파젠]} 같은 폴리포스파젠류, 폴리우레탄 및 폴리에테르우레탄을 포함하는 폴리우레탄공중합체, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등을 사용할 수 있다. The heat-resistant or non-swellable polymer usable in the present invention can be dissolved in an organic solvent for electrospinning and is swollen more slowly or swells than the swellable polymer due to the organic solvent contained in the organic electrolytic solution, (Poly) amide, polyamide, imide, poly (meta-phenylene isophthalamide), polysulfone, polyether ketone, polyethylene terephthalate, poly Aromatic polyesters such as trimethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyphosphazenes such as polytetrafluoroethylene, polydiphenoxaphospazene and poly {bis [2- (2-methoxyethoxy) phosphazene] , Polyurethane copolymers including polyurethane and polyether urethane, cellulose acetate, cellulose acetic acid Sites butyrate, and the like can be used cellulose acetate propionate.

한편, 본 발명에서는 제1외장재(100) 및 제2외장재(200)를 포밍(forming)하여 홈을 형성한 다음, 그 홈에 양극 및 음극 활물질(211,221)이 각각 형성된 양극 및 음극용 집전체(210,220)를 수용시켜 플렉서블 배터리를 구현할 수 있다. In the present invention, the first casing member 100 and the second casing member 200 are formed to form a groove, and then a current collector for a positive electrode and a negative electrode 210, and 220 to accommodate flexible batteries.

즉, 파우치의 외장재에는 전극 조립체를 수용하기 위한 수용홈이 형성되어 있는 것이다. 이 수용홈에 외장재와 분리되어 있는 전극 조립체를 삽입시킬 수 있다.That is, the casing of the pouch is formed with a receiving groove for receiving the electrode assembly. And the electrode assembly separated from the case member can be inserted into the receiving groove.

그리고, 본 발명의 플렉서블 배터리는 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2외장재(100,200) 사이에 양극 활물질(211)이 형성된 양극용 집전체(210), 음극 활물질(221)이 형성된 음극용 집전체(220) 및 분리막(250)를 개재시켜, 양극 활물질(211)이 음극 활물질(221)과 대향하여 배치된 풀셀(full cell) 구조로 구현될 수 있다.9, the flexible battery of the present invention includes a positive electrode current collector 210 having a positive electrode active material 211 formed between first and second casing materials 100 and 200, a negative electrode 210 having a negative electrode active material 221 formed thereon, A full cell structure in which the positive electrode active material 211 is arranged opposite to the negative electrode active material 221 can be realized through the current collector 220 and the separator 250. [

또한, 본 발명의 플렉서블 배터리는 바이셀(by-cell) 구조로 구현할 수 있다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이 제1 및 제2외장재(100,200)로부터 이격된 영역에 양극(105)을 배치하고, 제1외장재(100)와 양극(105) 사이에 음극 활물질(221a)이 형성된 음극용 집전체(220a), 분리막(251) 및 양극 활물질(211a,211b)이 형성된 양극용 집전체(210a)를 배치하며, 제2외장재(200) 사이에 양극 활물질(211b)이 형성된 양극용 집전체(210b), 분리막(252) 및 음극 활물질(221b)이 형성된 음극용 집전체(220b)를 배치함으로써, 바이셀 구조를 구현할 수 있다.In addition, the flexible battery of the present invention can be implemented in a by-cell structure. 10, a positive electrode 105 is disposed in a region spaced apart from the first and second casing members 100 and 200, and a negative electrode active material 221a is disposed between the first casing member 100 and the positive electrode 105 A separator 251 and a positive electrode collector 210a on which the positive electrode active material 211a and the negative electrode active material 211b are formed are disposed and the positive electrode active material 211b having the positive electrode active material 211b formed therebetween, A bi-cellular structure can be realized by disposing the negative electrode current collector 220b having the current collector 210b, the separator 252 and the negative electrode active material 221b.

여기서, 제1외장재(100)와 양극(105) 사이에, 음극 활물질(221a)이 형성된 음극용 집전체(220a), 분리막(251) 및 양극 활물질(211a,211b)이 형성된 양극용 집전체(210a)를 배치하여 얻어진 제1셀구조; 및 제2외장재(200)와 양극(105) 사이에 양극 활물질(211b)이 형성된 양극용 집전체(210b), 분리막(252) 및 음극 활물질(221b)이 형성된 음극용 집전체(220b)를 배치하여 얻어진 제2셀구조;로 바이셀 구조를 구현하는 것이다.A positive electrode current collector 220a having a negative electrode active material 221a formed thereon and a separator 251 and positive electrode active materials 211a and 211b formed therebetween are disposed between the first casing member 100 and the positive electrode 105 A first cell structure obtained by disposing a first cell structure 210a; And a cathode current collector 220b having a cathode current collector 210b having a cathode active material 211b formed between the second casing member 200 and the anode 105, a separator 252, and a cathode active material 221b are disposed And a second cell structure obtained by the second cell structure.

도 11은 본 발명에 따라 플렉서블 배터리를 구비한 왓치폰의 개념적인 사시도이다.Fig. 11 is a conceptual perspective view of a witch chip with a flexible battery according to the present invention.

도 11을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따라 플렉서블 배터리를 구비한 왓치폰은 왓치폰 본체(1000); 및 상기 왓치폰 본체(1000)에 전원을 공급하는 플렉서블 배터리가 내장되며, 사용자 손목에 착용되는 시계줄(2000)을 포함하여 구성된다.Referring to Fig. 11, a witch chip having a flexible battery according to an embodiment of the present invention includes a witch chip body 1000; And a wrist strap 2000 to be worn on the wrist of the user. The wrist strap 2000 includes a flexible battery for supplying power to the wrist chock main body 1000.

왓치폰 본체(1000)는 카메라 기능, 보이스 명령 및 메모 기능, 음악 감상 기능 등 시계 기능 이외의 다양한 기능을 가질 수 있고 이와 더불어, 문자 및 전화통화를 포함한 스마트폰의 기능 및 스마트폰과 연동하는 기능을 가질 수 있는 본체로 정의되며, 왓치폰 본체(1000)에는 외장 케이스, 외장 케이스에 노출된 디스플레이부; 및 디스플레이부 및 왓치폰을 구동시키는 구동부 등을 포함하는 부품들이 내장되어 있다. The Wachipon main body 1000 can have various functions other than the clock function such as a camera function, a voice command and a memo function, and a music appreciation function. In addition, a function of a smart phone including a character and a phone call, And the wich chimney main body 1000 is defined by an exterior case, a display unit exposed to the exterior case, And a drive unit for driving the display unit and the Wachipon.

시계줄(2000)은 외관상 미감을 갖는 외장재 내부에 플렉서블 배터리가 내장된 구조를 갖는다. 이와 같은 시계줄(2000)에 내장된 플렉서블 배터리는 왓치폰 본체(1000)에 내장되어 있는 부품들 중 전원을 필요로하는 부품들에 전원을 공급하게 된다.The watch strap 2000 has a structure in which a flexible battery is built in an outer casing having an aesthetically pleasing appearance. The flexible battery built in the watch strap 2000 supplies power to components requiring power supply among the components built in the wrist chip main body 1000.

여기서, 왓치폰 본체(1000)에는 부품들에 전원을 인가하는 메인 배터리(main battery)가 장착될 수 있으며, 이 경우, 플렉서블 배터리는 보조 배터리가 될 수 있고, 메인 배터리와 플렉서블 배터리는 직렬 연결 또는 병렬 연결될 수 있다. 이때, 시계줄(2000)에 하나의 플렉서블 배터리가 내장될 때는 메인 배터리와 하나의 플렉서블 배터리를 직렬 연결하여 구성할 수 있고, 시계줄(2000)에 다수의 플렉서블 배터리가 내장될 때는 메인 배터리와 다수의 플렉서블 배터리가 직렬 또는 병렬 연결하여 왓치폰의 사용 시간을 증가하도록 구성할 수 있다.Here, the main body of the witch chip main body 1000 may be equipped with a main battery for applying power to the components. In this case, the flexible battery may be a secondary battery, and the main battery and the flexible battery may be connected in series or Can be connected in parallel. In this case, when one flexible battery is installed in the watch 200, a main battery and a flexible battery may be connected in series. When a plurality of flexible batteries are installed in the watch 200, Of flexible batteries can be configured to increase the use time of the < RTI ID = 0.0 > Wachipon < / RTI >

본 발명에서는 왓치폰 본체(1000)의 시계줄(2000)에 가요성이 우수한 플렉서블 배터리를 내장함으로써, 사용자가 시계줄(2000)을 손목에 착용할 때 뛰어난 유연성으로 착용감을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In the present invention, the flexible wristwatch 2000 having the flexible wristwatch 200 has a built-in flexible battery, which is advantageous in that the wristwatch 2000 can be worn on the user's wrist with excellent flexibility have.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.

100,200:외장재 105:양극
110,210:접합용 박막 120,220:PTFE막
130,230:접착제막 140,240:금속 필름
141:주름 210,210a,210b:양극용 집전체
211,211a,211b:양극 활물질 220,220a,220b:음극용 집전체
221,221a,221b:음극 활물질 250,251,252:분리막
1000:왓치폰 본체 2000:시계줄 100, 200: exterior material 105: anode
110, 210: Thin film for bonding 120, 220: PTFE film
130, 230: adhesive film 140, 240: metal film
141: wrinkles 210, 210a, 210b: collector for positive electrode
211, 211a, 211b: cathode active material 220, 220a, 220b: cathode current collector
221, 221a, 221b: negative electrode active material 250, 251,
1000: Wachipon Body 2000: Watch band

Claims (18)

제1접합용 박막, 제1PTFE(Polytetrafluoroethylene)막, 제1접착제막 및 주름이 형성된 제1금속 필름이 적층되어 형성된 제1외장재; 및
제2접합용 박막, 제2PTFE막, 제2접착제막 및 제2금속 필름이 적층되어 형성되고, 상기 제1접합용 박막에 상기 제2접합용 박막이 접합되어 봉지 형태를 만드는 제2외장재;를 포함하는 플렉서블 배터리용 파우치.A first exterior member formed by laminating a first bonding thin film, a first PTFE (Polytetrafluoroethylene) film, a first adhesive film, and a corrugated first metal film; And
A second exterior member which is formed by laminating a second bonding thin film, a second PTFE film, a second adhesive film and a second metal film, and bonding the second bonding thin film to the first bonding thin film to form an encapsulation shape; Includes flexible battery pouch. 제1항에 있어서,
상기 제1금속 필름은 Cu 또는 Al로 이루어진 소재의 금속 필름이고,
상기 제2금속 필름은 인청동(phosphor bronze) 또는 베릴륨동(Beryllium Copper)의 소재로 이루어진 탄성 금속 필름인 플렉서블 배터리용 파우치.The method according to claim 1,
The first metal film is a metal film made of Cu or Al,
Wherein the second metal film is an elastic metal film made of phosphor bronze or beryllium copper. 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2금속 필름은 동일한 금속으로 형성된 금속 필름 또는 다른 금속으로 형성된 금속 필름인 플렉서블 배터리용 파우치.The method according to claim 1,
Wherein the first and second metal films are metal films formed of the same metal or metal films formed of different metals. 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2접합용 박막은 CPP(casting polypropylene) 필름인 플렉서블 배터리용 파우치.The method according to claim 1,
Wherein the first and second bonding thin films are CPP (casting polypropylene) films. 제1항에 있어서,
상기 제2금속 필름에 주름이 형성된 플렉서블 배터리용 파우치.The method according to claim 1,
Wherein the second metal film is wrinkled. 서로 대향 배치된 양극 조립체 및 음극 조립체;
상기 양극 조립체와 음극 조립체 사이에 배치된 분리막;
상기 양극 조립체, 음극 조립체 및 분리막을 수용하여 실링하는 청구항 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 파우치; 및
상기 파우치 내부에 주입되어 있는 전해액;을 포함하는 플렉서블 배터리.A cathode assembly and a cathode assembly disposed opposite to each other;
A separator disposed between the cathode assembly and the cathode assembly;
The pouch according to any one of claims 1 to 5, which seals and receives the anode assembly, the cathode assembly, and the separation membrane. And
And an electrolyte injected into the pouch. 제6항에 있어서, 상기 전해액은 겔 폴리머 전해액인 플렉서블 배터리.The flexible battery according to claim 6, wherein the electrolyte is a gel polymer electrolyte. 제6항에 있어서,
상기 분리막은,
미세 기공을 갖는 다공성 부직포; 및
상기 다공성 부직포의 일측면 또는 양측면에 박막으로 적층되며, 방사 가능한 고분자 물질로 형성된 나노 섬유 웹;을 포함하는 플렉서블 배터리.The method according to claim 6,
The separation membrane includes:
A porous nonwoven fabric having micropores; And
And a nanofiber web laminated with a thin film on one side or both sides of the porous nonwoven fabric and formed of a spinnable polymer material. 제6항에 있어서, 상기 양극 조립체는,
양극 집전체; 및
상기 양극 집전체에 양극 활물질을 간헐 코팅하여 형성된 전극;을 포함하는 플렉서블 배터리.7. The battery module according to claim 6,
Anode collector; And
And an electrode formed by intermittently coating the positive electrode active material on the positive electrode current collector. 제9항에 있어서,
상기 양극 집전체는 동박 또는 상기 접합용 박막에 증착된 Cu 증착막을 포함하고,
상기 양극 활물질은 LiCoO2, LiNiO2, LiNiCoO2, LiMnO2, LiMn2O4, V2O5, V6O13, LiNi1-x-yCoxMyO2(0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤y ≤ 1, 0 ≤ x+y ≤ 1, M은 Al, Sr, Mg, La의 금속)와 같은 리튬-전이금속 산화물, NCM(Lithium Nickel Cobalt Manganese)계 활물질 중 하나인 플렉서블 배터리.10. The method of claim 9,
Wherein the positive electrode current collector comprises a copper foil or a Cu vapor deposition film deposited on the bonding thin film,
Wherein the positive electrode active material is at least one selected from the group consisting of LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , LiNi 1-xy Co x M y O 2 (0 ≤ x ≤ 1, transition metal oxide such as y? 1, 0? x + y? 1, and M is a metal of Al, Sr, Mg, or La) or an NCM (Lithium Nickel Cobalt Manganese) active material. 제9항에 있어서,
상기 양극 활물질에는 전극의 크랙을 방지하고 양극 집전체로부터 전극의 박리를 방지하기 위한 PTFE(Polytetrafluoroethylene)가 포함된 플렉서블 배터리.10. The method of claim 9,
Wherein the positive electrode active material includes PTFE (Polytetrafluoroethylene) for preventing electrode cracking and preventing peeling of the electrode from the positive electrode current collector. 제11항에 있어서,
상기 양극 집전체는 0.5 ~ 2㎛ 두께로 형성되며,
상기 PTFE는 0.5 ~ 20wt% 함유된 플렉서블 배터리.12. The method of claim 11,
The cathode current collector is formed to a thickness of 0.5 to 2 탆,
Wherein the PTFE is contained in an amount of 0.5 to 20 wt%. 제6항에 있어서, 상기 음극 조립체는,
음극 집전체; 및
상기 음극 집전체에 음극 활물질을 간헐 코팅하여 형성된 전극;을 포함하는 플렉서블 배터리.7. The apparatus of claim 6,
Cathode collector; And
And an electrode formed by intermittently coating the negative electrode active material on the negative electrode current collector. 제13항에 있어서,
상기 음극 집전체는 Al박 또는 상기 접합용 박막에 증착된 Al 증착막을 포함하고,
상기 음극 활물질은 결정질 또는 비정질의 탄소, 탄소 섬유 또는 탄소 복합체의 탄소계 음극 활물질, 주석 산화물, 이들을 리튬화한 것, 리튬, 리튬합금 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 1종인 플렉서블 배터리.14. The method of claim 13,
Wherein the anode current collector comprises an Al foil or an Al vapor deposition film deposited on the foil for bonding,
Wherein the negative electrode active material is one selected from the group consisting of a carbonaceous anode active material of a crystalline or amorphous carbon, a carbon fiber or a carbon composite, a tin oxide, a lithium oxide, lithium, a lithium alloy and a mixture thereof. 제14항에 있어서,
상기 탄소는 탄소나노튜브, 탄소나노와이어, 탄소나노섬유, 흑연, 활성탄, 그래핀 및 그래파이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 플렉서블 배터리.15. The method of claim 14,
Wherein the carbon is at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon nanowires, carbon nanofibers, graphite, activated carbon, graphene and graphite. 제13항에 있어서,
상기 음극 활물질에는 전극의 크랙을 방지하고 음극 집전체로부터 전극의 박리를 방지하기 위한 PTFE(Polytetrafluoroethylene)가 포함된 플렉서블 배터리.14. The method of claim 13,
Wherein the negative electrode active material includes PTFE (Polytetrafluoroethylene) for preventing electrode cracking and preventing peeling of the electrode from the negative electrode current collector. 접합용 박막, PTFE막이 적층된 제1 및 제2외장재가 접합되어 형성된 파우치에 전극 조립체, 분리막 및 전해액이 내장되어 있는 배터리 본체를 제조하는 단계; 및
상기 배터리 본체의 PTFE막에 주름이 형성된 금속 필름을 접착하는 단계;를 포함하는 플렉서블 배터리의 제조 방법.Preparing a battery main body having an electrode assembly, a separator, and an electrolytic solution built in a pouch formed by joining first and second outer materials laminated with a thin film for bonding and a PTFE film; And
And bonding a metal film having a corrugation to the PTFE film of the battery main body. 제17항에 있어서,
상기 배터리 본체를 제조하는 단계는,
상기 접합용 박막 및 PTFE막이 적층된 제1 및 제2외장재 사이에 전극 조립체를 개재하여 적층하는 단계;
상기 전극 조립체가 내장되고 일영역이 개방된 봉지 형태의 파우치 형상을 만들기 위하여 상기 한 쌍의 적층 구조를 1차 실링하는 단계;
상기 파우치에 전해액을 주입하는 단계; 및
상기 파우치의 개방된 일영역을 2차 실링하는 공정;을 포함하는 플렉서블 배터리의 제조 방법.




18. The method of claim 17,
Wherein the step of fabricating the battery body comprises:
Stacking the first and second outer sheaths with the bonding thin film and the PTFE film interposed therebetween;
Sealing the pair of stacked structures in order to form a pouch-shaped pouch in which the electrode assembly is embedded and one region is opened;
Injecting an electrolyte into the pouch; And
And secondarily sealing one open area of the pouch.




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