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KR20220156971A - 전기화학 디바이스용 분리판, 전기화학 디바이스 및 전자 디바이스 - Google Patents

전기화학 디바이스용 분리판, 전기화학 디바이스 및 전자 디바이스 Download PDF

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KR20220156971A
KR20220156971A KR1020227039144A KR20227039144A KR20220156971A KR 20220156971 A KR20220156971 A KR 20220156971A KR 1020227039144 A KR1020227039144 A KR 1020227039144A KR 20227039144 A KR20227039144 A KR 20227039144A KR 20220156971 A KR20220156971 A KR 20220156971A
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KR
South Korea
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separator
electrode
layer
package
electrochemical device
Prior art date
Application number
KR1020227039144A
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English (en)
Inventor
위보 장
쿤 얀
차오슈 후
난 장
Original Assignee
닝더 엠프렉스 테크놀로지 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닝더 엠프렉스 테크놀로지 리미티드 filed Critical 닝더 엠프렉스 테크놀로지 리미티드
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Abstract

본 발명은 전기화학 디바이스용 분리판, 전기화학 디바이스 및 전자 디바이스를 제공하는 바, 전기화학 디바이스용 분리판은 이온 절연성을 구비하고, 중간층과 패키지층을 포함하며, 패키지층은 중간층의 상하 두 표면에 위치하며; 중간층 재료는 탄소 재료, 제1 고분자 재료 또는 금속 재료 중 적어도 1종을 포함하고; 패키지층 재료는 제2 고분자 재료를 포함하며; 패키지층의 연화 시작 온도는 중간층의 연화 시작 온도보다 적어도 10℃ 낮다. 3층의 복합막을 적층시키는 것으로, 이온 절연과 패키지의 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

전기화학 디바이스용 분리판, 전기화학 디바이스 및 전자 디바이스
본 발명은 전지 분야에 관한 것으로, 상세하게는, 전기화학 디바이스용 분리판(separator), 전기화학 디바이스 및 전자 디바이스에 관한 것이다.
리튬이온 전지는 부피당 및 질량당 에너지 밀도가 크고, 사이클 수명이 길며, 표준 전압이 높고, 자기 방전율이 낮으며, 소형, 경량 등 많은 장점을 가지므로, 소비 전자 분야에서 광범위하게 응용되고 있다. 최근, 전기 자동차 및 휴대용 전자 장비들이 고속도로 발전함에 따라, 전지의 에너지 밀도, 안전성, 사이클 성능 등에 관한 사람들의 요구 사항이 높아지고 있으며, 종합적 성능이 전면적으로 향상된 신규 리튬이온 전지가 나타나기를 기대하고 있다.
그러나, 리튬이온 전지는 자체가 고유하는 전기화학 체계의 제한에 의해 한정되어, 통상적으로 단일 전지의 작동 전압은 5 V를 초과하기 어렵다. 하지만, 리튬이온 전지의 실제 응용에서, 고전압의 응용 시나리오, 예를 들면, EV(Electric vehicle, 전기 자동차), ESS(Energy Storage System, 에너지 저장 시스템) 등의 응용 시나리오들이 많이 수요된다. 리튬이온 전지의 출력 전압을 향상시키기 위하여, 종래 기술에서는, 통상적으로 복수 개의 전극 구성 소자를 직렬 연결하여 조립한다. 통상적인 액체 전해액 전극 구성 소자는, 그의 직렬 연결 구조에서 직렬 연결된 챔버들의 이온 절연 기능을 실현하여, 액체 상태 조건에서 전위가 서로 다른 음극과 양극 간에 내부 단락이 발생하는 것을 방지하고, 또한 통상적인 액체 상태의 전해액이 고전압에서 분해되어 실효되는 것을 계획적으로 피하여야 하는 것이 요구된다. 이 외에, 분리판은 패키지 구조의 일부로서, 그의 기계적 강도, 두께, 열안정성, 전기화학 안정성 등 파라미터에 대해서도 모두 일정한 요구가 있다. 이에 기반하여, 통상적인 단일한 기초 재료는 직렬 연결된 전극 구성 소자의 분리판으로서의 요구 사항을 만족하기 어렵는 바, 신규 분리판을 개발하여 단일 전지의 직렬 연결 분리를 실현하는 것이 요구된다. 현재 흔히 사용되는 분리판의 제조 방법으로는, 첫째, 고온 내성의 치밀 분리 재료(separation materials)의 표면에 한층의 패키지용 밀봉 재료를 복합시키는 것; 둘째, 분리 재료가 외부 포장과 직접 밀접히 접착되도록, 고온 내성의 치밀 분리 재료의 표면을 개질하여, 밀봉을 실현하는 것이다.
그러나 종래 기술의 상기 첫째 방법을 사용하여 제조된 분리판은, 보편적으로, 같은 종류의 고분자 재료를 다층 적층한 것이기에, 전체 두께가 상대적으로 두껍고, 재료 자체가 고온 밀봉 조건에서 구조상의 손상이 나타나기 쉬워, 이온 분리 성능이 약하고; 상기 둘째 방법을 사용하여 제조된 분리판은, 분리판과 외부 포장 간의 확실한 패키지에 어려움이 존재하여, 구체적 응용에 난도가 크다.
본 발명은, 리튬이온 전지의 패키지의 신뢰도를 향상시키기 위한, 전기화학 디바이스용 분리판, 전기화학 디바이스 및 전자 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 측면에서, 본 발명은, 전기화학 디바이스용 분리판을 제공하는 바, 상기 전기화학 디바이스용 분리판은 이온 절연성을 구비하고, 중간층과 패키지층(package layer)을 포함하며, 상기 패키지층은 상기 중간층의 상하 두 표면에 위치하고;
상기 중간층의 재료는 탄소 재료, 제1 고분자 재료 또는 금속 재료 중 적어도 1종을 포함하고;
상기 패키지층의 재료는 제2 고분자 재료를 포함하며;
상기 패키지층의 연화 시작 온도는 상기 중간층의 연화 시작 온도보다 적어도 10℃ 낮다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 중간층의 두 표면의 주위 가장자리는 패키지층에 의해 피복되고, 상기 패키지층의 면적은 중간층의 면적의 30% 내지 100%를 차지한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 중간층의 적어도 한 표면의 전부가 패키지층에 의해 피복된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 탄소 재료는, 카본 펠트, 카본 필름, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 풀러렌(fullerene), 도전성 흑연 필름 또는 그래핀 필름 중 적어도 1종을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 고분자 재료는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아미드이미드, 폴리카보네이트, 고리형폴리올레핀, 폴리페닐렌설파이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리메틸렌나프탈렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리프로필렌카보네이트, 폴리(비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌), 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-클로로트리플루오로에틸렌), 실리콘, 비닐론(vinylon), 폴리프로필렌, 산무수물 변성 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌 및 이들의 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리에테르니트릴, 폴리우레탄, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에스테르, 폴리술폰, 비정질 α-올레핀 공중합체 또는 이들 물질의 유도체 중 적어도 1종을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 금속 재료는 Ni, Ti, Ag, Au, Pt, Fe, Co, Cr, W, Mo, Pb, In, Zn 또는 스테인리스강 중 적어도 1종을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제2 고분자 재료는, 폴리프로필렌, 산무수물 변성 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌 및 이들의 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리에테르니트릴, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에스테르, 비정질 α-올레핀 공중합체 또는 이들 물질의 유도체 중 적어도 1종을 포함한다.
본 발명의 제2 측면에서, 본 발명은, 전기화학 디바이스를 제공하는 바, 상기 전기화학 디바이스는 적어도 하나의 상기 분리판, 적어도 2개의 전극 구성 소자, 전해액 및 외부 포장을 포함하고, 상기 전극 구성 소자는 독립적으로 밀봉된 챔버 내에 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥 층은 분리막을 포함하고, 상기 분리막과 상기 분리판은 서로 인접된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 적어도 하나의 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥층은 분리막을 포함하고, 상기 분리막과 상기 분리판은 서로 인접되며; 적어도 하나의 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥층은 집전체를 포함하고, 상기 집전체와 상기 분리판의 다른 일측은 서로 인접된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분리판은 전자 전도성을 구비하고, 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥층은 집전체를 포함하고, 상기 집전체와 상기 분리판은 서로 인접되며, 상기 분리판 양측의 전극 구성 소자의 집전체는 서로 반대되는 극성을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분리판은 전자 절연성을 구비하며, 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥층은 집전체를 포함하고, 상기 집전체와 상기 분리판은 서로 인접된다.
본 발명의 제3 측면에서, 본 발명은 전자 디바이스를 제공하는 바, 상기 전자 디바이스는 제2 측면에 따른 전기화학 디바이스를 포함한다.
본 발명은 전기화학 디바이스용 분리판, 전기화학 디바이스 및 전자 디바이스를 제공하는 바, 전기화학 디바이스용 분리판은 이온 절연성을 구비하고, 중간층과 패키지층을 포함하며, 패키지층은 중간층의 상하 두 표면에 위치하며; 중간층의 재료는 탄소 재료, 제1 고분자 재료 또는 금속 재료 중 적어도 1종을 포함하고; 패키지층의 재료는 제2 고분자 재료를 포함하며; 패키지층의 연화 시작 온도는 중간층의 연화 시작 온도보다 적어도 10℃ 낮다. 3층의 복합막을 적층시키는 것을 통해, 이온 절연과 패키지의 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 발명의 실시예와 선행기술의 기술적 해결방안을 보다 명확하게 설명하기 위하여, 이하에서는 실시예 및 선행기술에서 사용이 필요되는 도면을 간략히 소개한다. 이하에서 설명되는 도면은 단지 본 발명의 일부 실시예일 뿐이고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 창조적인 노동을 하지 않는 전제하에서 이러한 도면에 따라 다른 도면을 얻을 수 있는 것은 자명하다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 분리판의 단면 개략도이고;
도 2는 본 발명의 다른 일 실시형태에 따른 분리판의 단면 개략도이고;
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 분리판의 부감 개략도이고;
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전극 구성 소자의 패키지된 후의 단면 개략도이고;
도 5는 본 발명의 비교예 2의 전기화학 디바이스의 개략도이고;
도 6은 본 발명의 비교예 3의 전기화학 디바이스의 개략도이고;
도 7은 본 발명의 비교예 4의 전기화학 디바이스의 개략도이다.
본 발명의 목적, 기술적 수단 및 장점을 더 명확하게 하기 위하여, 아래에 실시예를 참조하여, 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 여기서 설명되는 실시예는 단지 본 발명의 일부 실시예일 뿐, 전부 실시예가 아닌 것은 분명하다. 본 발명의 실시예에 기초하여, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들이 창조적인 노동을 하지 않는 전제하에서 획득된 기타 모든 실시예들은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다.
설명이 필요한 바로는, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에서는, 리튬이온 전지를 전기화학 디바이스로 하는 예로서 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 전기화학 디바이스는 리튬이온 전지에 한정되지 않는다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 본 발명은 전기화학 디바이스용 분리판을 제공하는 바, 상기 전기화학 디바이스용 분리판은 이온 절연성을 구비하고, 중간층(2)과 패키지층(1)을 포함하며, 상기 패키지층(1)은 상기 중간층(2)의 상하 두 표면에 위치하며;
상기 중간층(2)의 재료는 탄소 재료, 제1 고분자 재료 또는 금속 재료 중 적어도 1종을 포함하고;
상기 패키지층(1)의 재료는 제2 고분자 재료를 포함하며;
상기 패키지층(1)의 연화 시작 온도(용점 또는 연화점)은 상기 중간층의 연화 시작 온도보다 적어도 10℃ 낮다.
전기화학 디바이스용 분리판은, 중간층은 구조층이고, 높은 기계적 강도, 높은 용점 또는 높은 연화점을 구비하며; 양측은 패키지층이고, 패키지층은 낮은 용점 또는 낮은 연화점을 갖는다. 중간층과 패키지층은 모두 양호한 이온 절연 능력, 일정한 열안정성, 두께가 얇은 장점을 갖는다. 패키지층의 연화 시작 온도는 중간층의 연화 시작 온도보다 적어도 10℃ 낮으므로, 패키지의 신뢰성과 이온 절연의 유효성을 확보할 수 있다. 해당 분리판은 3층의 상이한 박막을 열프레스로 복합시키는 것으로 구현할 수도 있고, 중간층의 양측에 패키지층을 코팅하는 방법으로 구현할 수도 있다.
도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 중간층(2)의 두 표면의 주위 가장자리는 패키지층(1)에 의해 피복된다. 즉, 중간층(2)의 본체 표면부는 패키지층에 의해 덮혀지지 않는다. 도 3은 이러한 실시형태의 부감 개략도이다. 상기 패키지층의 면적은 중간층의 면적의 30% 내지 100%을 차지하고, 상기 패키지층의 절대 폭은 2 mm 보다 크다.
중간층의 두 표면의 주위 가장자리는 패키지층에 의해 피복되고, 패키지층 재료의 코팅량과 점유율을 될 수 있는 한 감소시키고, 비유효물질의 비율을 감속시킴으로써, 전극 구성 소자의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 중간층의 적어도 한 표면의 전부가 패키지층에 의해 피복된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 탄소 재료는 카본 펠트, 카본 필름, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 풀러렌(fullerene), 도전성 흑연 필름 또는 그래핀 필름 중 적어도 1종을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제1 고분자 재료는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아미드이미드, 폴리카보네이트, 고리형폴리올레핀, 폴리페닐렌설파이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리메틸렌나프탈렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리프로필렌카보네이트, 폴리(비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌), 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-클로로트리플루오로에틸렌), 실리콘, 비닐론(vinylon), 폴리프로필렌, 산무수물 변성 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 기타 에틸렌 및 이들의 공중합체(예를 들면, EVA, EEA, EAA, EVAL), 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 기타 유형의 폴리올레핀, 폴리에테르니트릴, 폴리우레탄, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에스테르, 폴리술폰, 비정질 α-올레핀 공중합체 또는 이들 물질의 유도체 중 적어도 1종을 포함한다.
중간층은 고분자 재료를 사용하고, 흔히 사용되는 금속 기반 집전체 재료의 밀도에 비해, 고분자 재료의 밀도가 더 작으므로, 비활성물질의 중량을 감소시켜, 전극 구성 소자의 질량당 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. 중간층은 고분자 재료를 사용하는 바, 사용되는 분리판은 금속 기반 집전체에 비해, 기계적 남용의 경우(못박기, 충돌, 눌림 등), 도전성 부스러기가 생성되는 확률이 더 작고, 기계 파손 표면에 대한 포장 효과가 더 훌륭하므로, 상기 기계적 남용 경우의 안전 한계를 개선하고, 안전 테스트 합격률을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 금속 재료는 Ni, Ti, Ag, Au, Pt, Fe, Co, Cr, W, Mo, Pb, In, Zn 또는 스테인리스강 중 적어도 1종을 포함하고, 바람직하게는, Ni, Ti, Ag, Au, Pt, Fe 또는 스테인리스강 중 적어도 1종을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제2 고분자 재료는 폴리프로필렌, 산무수물 변성 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 기타 에틸렌 및 이들의 공중합체(예를 들면, EVA, EEA, EAA, EVAL), 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 기타 유형의 폴리올레핀, 폴리에테르니트릴, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에스테르, 비정질 α-올레핀 공중합체 또는 이들 물질의 유도체 중 적어도 1종을 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분리판의 두께는 2 ㎛ 내지 500 ㎛이고, 바람직하게는, 5 ㎛ 내지 50 ㎛이며, 더욱 바람직하게는, 5 ㎛ 내지 20 ㎛이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 중간층 재료의 연화 시작 온도는 130℃ 보다 높고, 바람직하게는, 150℃ 보다 높다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 패키지층 재료의 연화 시작 온도는 120℃ 내지 240℃이고, 바람직하게는, 130℃ 내지 170℃이다.
설명이 필요한 바로는, 제1 고분자 재료를 중간층으로 선택한 경우, 본 발명에서 제조되는 분리판 중간층과 패키지층의 재료는 동일하거나 상이할 수 있고, 동일한 재료를 사용한 경우, 예를 들면, 모두가 PP(폴리프로필렌)일 경우, 중간층과 패키지층의 연화 시작 온도는 20℃ 이상의 차이가 있어야 한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 패키지층과 중간층 간의 계면 접착력은 10 N/cm 보다 크고, 바람직하게는, 20 N/cm 보다 크다.
본 발명의 일 실시형태에서, 패키지층과 외부 포장 간의 계면 접착력은 10 N/cm 보다 크고, 바람직하게는, 15 N/cm 보다 크다.
본 발명의 일 실시형태에서, 내부 미밀봉된 접착제 오버플로 영역 내의 패키지층 단면 면적과 패키지 영역 내의 패키지층 단면 면적의 비율 A는 0 내지 20이고, 바람직하게는, 0.5 내지 5이며, 더욱 바람직하게는, 0.5 내지 2이다. 리튬이온 전지의 2개 탭의 중앙 위치를 절단하여, 단면을 취하고, SEM(주사 전자 현미경) 테스트를 통해, SEM 도면 중의 접착제 오버플로 영역의 면적과 패키지 영역의 면적을 산출한다. 상술한 방법에 따라 복수 개의 리튬이온 전지의 동일한 위치의 접착제 오버플로 영역의 면적과 패키지 영역의 면적을 테스트하여, 복수 개의 접착제 오버플로 영역의 면적과 패키지 영역의 면적을 얻은 후, 접착제 오버플로 영역의 면적과 패키지 영역의 면적의 평균 값을 각각 산출하고, 두 평균 값의 비의 값을 비율 A로 기록한다. 도 4는 패키지 영역의 단면 개략도인 바, 알루미늄 플라스틱 필름(3)의 중간부는 패키지층이고, 좌측은 패키지 영역(5), 패키지 영역(5)의 접착제는 상하부의 알루미늄 플라스틱 필름(3)을 열프레스하는 것으로 접착제를 비밀봉 영역에 압출하여 접착제 오버플로 영역(4)을 형성한다.
접착제 오버플로 영역의 접착제(glue)가 지나치게 많은 경우, 접착제 오버플로 영역에 지나치게 많은 볼록부가 나타나, 패키지된 후의 전지가 파손되기 쉬우며; 접착제 오버플로 영역의 접착제가 지나치게 적은 경우, 열밀폐 효과가 열화되어, 패키지된 후의 전지가 파손되기 쉬우므로, 비율 A의 값은 지나치게 많거나 지나치게 적은 것은 좋지 않는다.
본 발명은 전기화학 디바이스를 더 제공하는 바, 해당 전기화학 디바이스는 적어도 1개의 본 발명에 따른 분리판, 적어도 2개의 전극 구성 소자, 전해액 및 외부 포장을 포함하고, 상기 전극 구성 소자는 독립적으로 밀봉된 챔버 내에 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전기화학 디바이스는 적어도 1개의 본 발명에 따른 분리판을 포함하고, 상기 분리판은 전기화학 디바이스의 외부 포장과 밀봉 연결되며, 상기 분리판 양측에 2개의 독립된 밀봉 챔버가 형성되고, 각 밀봉 챔버에 1개의 전극 구성 소자와 전해액이 구비되어, 독립된 전기화학 셀을 형성하며, 여기서, 상기 분리판은 전자 전도성을 구비하고, 상기 분리판 양측에 서로 반대되는 극성을 갖는 전극 활성재를 각각 코팅한다. 서로 인접되는 전기화학 셀 간은, 본 발명에 따른 분리판을 포함하는 전극을 통해 내부에서 직렬 연결되어, 쌍극성 리튬이온 전지를 형성하여, 더 높은 작동 전압을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분리판은 전자 전도성을 구비하고, 서로 인접되는 두 전극 구성 소자에서 각각 1개의 탭을 인출할 수 있으며, 이 두 전극 구성 소자의 탭의 극성은 서로 반대되는 바, 예를 들면, 분리판의 전극 구성 소자 A와 서로 인접되는 일측에 양극 활성재를 코팅하고, 전극 구성 소자 B와 서로 인접되는 일측에 음극 활성재를 코팅한 경우, 전극 구성 소자 A에서 음극 탭을 인출하고, 전극 구성 소자 B에서 양극 탭을 인출한다. 이때, 두 탭 간의 출력 전압은 두 전기화학 셀의 출력 전압의 합계이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분리판은 전자 절연성을 구비하고, 서로 인접되는 두 전극 구성 소자에서 각각 2개의 탭을 인출할 수 있으며, 전극 구성 소자 A의 양극 탭과 전극 구성 소자 B의 음극 탭은 함께 직렬 연결되고, 전극 구성 소자 A의 음극 탭과 전극 구성 소자 B의 양극 탭은 출력 탭이며, 출력 전압은 두 전기화학 셀의 출력 전압의 합계이다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분리판은 전자 전도성을 구비하고, 분리판에서 1개의 탭을 인출하여, 리튬이온 전지의 작동 상태를 감시하는데 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥 층은 분리막을 포함하고, 상기 분리막과 상기 분리판은 서로 인접된다.
본 발명에서, 전극 구성 소자의 가장 바깥층은 권취하거나 기타 수단으로 마무리하고, 그기에 분리막 또는 집전체 중 적어도 1종을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 단지 분리막을 포함, 단지 집전체를 포함, 또는 일부분이 분리막을 포함, 다른 일부분이 집전체를 포함할 수 있으며; 여기서, 집전체는 해당 가장 바깥층에 활성물질 미도포, 일부에 활성물질 도포 또는 전부의 표면에 활성물질 코팅 중 적어도 1종의 상태일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 본 발명의 전기화학 디바이스는 적어도 하나의 분리판을 포함하고, 상기 분리판은 전자 절연성을 가질 수도 있고, 전자 전도성을 가질 수도 있으며, 상기 분리판은 외부 포장과 밀봉 연결되고, 분리판 양측에 각각 독립되는 밀봉 챔버를 형성하고, 각 밀봉 챔버에 1개의 전극 구성 소자 및 전해액을 포함하여, 1개의 전기화학 셀을 형성하며, 여기서, 상기 분리판 양측은 서로 인접되는 전극 구성 소자의 분리막에 직접 접촉되고 전기 절연을 형성한다. 이때, 두 전극 구성 소자에서 각각 2개의 탭을 인출하고, 탭을 통해 두 전극 구성 소자 간을 직렬 연결한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 적어도 하나의 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥 층은 분리막을 포함하고, 상기 분리막과 상기 분리판은 서로 인접되며; 적어도 하나의 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥층은 집전체를 포함하고, 상기 집전체와 상기 분리판의 다른 일측은 서로 인접된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 본 발명의 전기화학 디바이스는 적어도 하나의 분리판을 포함하고, 상기 분리판은 외부 포장과 밀봉 연결되며, 분리판 양측에는 각각 독립된 밀봉 챔버가 형성되고, 각 밀봉 챔버에 1개의 전극 구성 소자 및 전해액을 포함하여, 1개의 전기화학 셀을 형성하며, 여기서, 상기 분리판은 전자 전도성을 구비하고, 상기 분리판 일측에 전극 활성재를 코팅하고, 다른 일측을 전극 구성 소자의 분리막에 접촉시켜 전기 절연을 형성할 수 있다. 예를 들면, 분리판의 전극 구성 소자 A에 근접하는 일측은 양극 활성재가 코팅되고, 전극 구성 소자 B에 근접하는 일측은 전극 구성 소자 B의 분리막과 접촉되어 전극 구성 소자 B과 전기 절연을 형성한다. 이때, 두 전극 구성 소자에서 각각 2개의 탭을 인출하고, 분리판에서 1개의 탭을 인출하며, 해당 탭과 전극 구성 소자 A의 양극 탭을 병렬 연결한 후, 전극 구성 소자 B의 음극 탭과 직렬 연결한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 본 발명의 전기화학 디바이스는 적어도 하나의 분리판을 포함하고, 상기 분리판은 외부 포장과 밀봉 연결되며, 분리판 양측에는 각각 독립된 밀봉 챔버가 형성되고, 각 밀봉 챔버에 1개의 전극 구성 소자 및 전해액을 포함하여, 1개의 전기화학 셀을 형성하며, 상기 분리판은 전자 절연성을 구비하고, 상기 분리판의 일측은 전극 구성 소자의 분리막과 접촉하여 전기 절연을 형성하고, 상기 분리판의 다른 일측은 전극 구성 소자의 집전체에 직접 접촉된다. 이때, 두 전극 구성 소자에서 각각 2개의 탭을 인출하고, 탭을 통해 두 전극 구성 소자 간을 직렬 연결한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분리판은 전자 전도성을 구비하고, 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥층은 집전체를 포함하고, 상기 집전체와 상기 분리판은 서로 인접되며, 상기 분리판 양측의 전극 구성 소자의 집전체는 서로 반대되는 극성을 갖는다.
본 발명의 일 실시형태에서, 본 발명의 전기화학 디바이스는 적어도 하나의 분리판을 포함하고, 상기 분리판은 전자 전도성을 구비하고, 상기 분리판은 외부 포장과 밀봉 연결되며, 분리판 양측에는 각각 독립된 밀봉 챔버가 형성되고, 각 밀봉 챔버에 1개의 전극 구성 소자 및 전해액을 포함하여, 1개의 전기화학 셀을 형성하며, 여기서, 상기 분리판의 일측에는 전극 활성재가 코팅되고, 다른 일측을 전극 구성 소자의 집전체에 접촉시켜 전기 연결한다. 예를 들면, 분리판의 전극 구성 소자 A에 근접되는 일측은 양극 활성재가 코팅되고, 전극 구성 소자 B에 근접되는 일측은 전극 구성 소자 B의 음극 집전체와 직접 접촉되어 전기 연결된다. 이때, 전극 구성 소자 A에서 1개의 음극 탭을 인출할 수 있고, 전극 구성 소자 B에서 1개의 양극 탭을 인출할 수 있으며, 두 전기화학 셀 간은 분리판을 통해 내부에서 직렬 연결되거나; 전극 구성 소자 A 와 B에서 각각 2개의 탭을 인출하여, 전극 구성 소자 A의 양극 탭과 전극 구성 소자 B의 음극 탭을 직렬 연결하며, 이때, 두 전기화학 셀 간은 분리판을 통해 내부에서 직렬 연결되고, 또한 탭을 통해 외부에서 직렬 연결된다. 또한, 분리판은 1개의 탭을 인출하여, 전지의 작동 상태를 감시하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분리판은 전자 절연성을 구비하고, 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥층은 집전체를 포함하고, 상기 집전체와 상기 분리판은 서로 인접된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 본 발명의 전기화학 디바이스는 적어도 하나의 분리판을 포함하고, 상기 분리판은 외부 포장과 밀봉 연결되며, 분리판 양측에는 각각 독립된 밀봉 챔버가 형성되고, 각 밀봉 챔버에 1개의 전극 구성 소자 및 전해액을 포함하여, 1개의 전기화학 셀을 형성하며, 여기서, 상기 분리판은 전자 절연체이고, 상기 분리판의 양측은 서로 인접되는 전극 구성 소자의 가장 바깥층의 집전체와 직접 연결되어, 전기 절연을 형성한다. 이때, 두 전극 구성 소자에서 각각 2개의 탭을 인출하고, 탭을 통해 두 전극 구성 소자 간을 직렬 연결한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 분리판은 전자 전도성을 구비하고, 분리판과 전극 활성재 간에 밑코팅층이 포함될 수 있고, 밑코팅층의 역할은 분리판과 활성물질 간의 접합성능을 개선하고, 분리판과 활성물질 간의 전자전도 능력을 향상시킬 수 있다. 상기 밑코팅층은 통상적으로 도전성 카본 블랙, 스티렌부타디엔고무 및 탈이온수를 혼합시켜 형성된 슬러리를 분리판에 코팅하고, 건조를 거쳐 얻어지고, 또한, 분리판 양면의 밑코팅층은 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명은 전자 디바이스를 더 제공하는 바, 상기 전자 디바이스는 상기 어느 한 항에 따른 전기화학 디바이스를 포함한다.
본 발명의 전극 구성 소자는 특별히 제한되지 않는 바, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이라면, 선행기술의 임의의 전극 구성 소자를 사용할 수 있고, 예를 들면, 적층 시트형 전극 구성 소자 또는 권취형 전극 구성 소자를 사용할 수 있다. 전극 구성 소자는 일반적으로 양극 극편, 음극 극편 및 분리막을 포함한다.
본 발명의 음극 극편은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 음극 극편은 일반적으로 음극 집전체와 음극 활성재층을 포함한다. 여기서, 음극 집전체는 특별히 제한되지 않는 바, 해당 분야에서 공지된 임의의 음극 집전체, 예를 들면, 구리박, 알루미늄박, 알루미늄 합금박 및 복합 집전체 등을 사용할 수 있다. 음극 활성재층은 음극 활성재를 포함하고, 음극 활성재는 특별히 제한되지 않는 바, 해당 분야에서 공지된 임의의 음극 활성재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 인조흑연, 천연흑연, 메조페이스 카본 마이크로 비즈, 소프트카본, 하드카본, 실리콘, 실리콘카본, 리튬티타늄산화물 등 중 적어도 1종을 사용할 수 있다.
본 발명의 양극 극편은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 양극 극편은 통상적으로 양극 집전체와 양극 활성재를 포함한다. 여기서, 상기 양극 집전체는 특별히 제한되지 않는 바, 해당 분야에서 공지된 임의의 양극 집전체, 예를 들면, 알루미늄박, 알루미늄 합금박 또는 복합 집전체 등을 사용할 수 있다. 상기 양극 활성재는 특별히 제한되지 않는 바, 선행기술의 임의의 양극 활성재일 수 있고, 상기 활성물질은 NCM811, NCM622, NCM523, NCM111, NCA, 리튬철인산화물, 리튬코발트산화물, 리튬망간산화물, 리튬망간철인산화물 또는 리튬티타늄산화물 중 적어도 1종을 포함한다.
본 발명의 전해액은 특별히 제한되지 않는 바, 해당 분야에서 공지된 임의의 전해액, 예를 들면, 젤 상태, 고체 상태 및 액체 상태 중 어느 1종일 수 있고, 예를 들면, 액체상태의 전해액은 리튬염과 비수용매를 포함할 수 있다.
리튬염은 특별히 제한되지 않는 바, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이라면, 해당 분야에서 공지된 임의의 리튬염을 사용할 수 있다. 예를 들면, 리튬염은 리튬헥사플루오로포스페이트 (LiPF6), 리튬테트라플루오로보레이트 (LiBF4), 리튬디플루오로포스페이트 (LiPO2F2), 리튬비스트리플루오로메틸설포닐이미드 LiN(CF3SO2)2 (LiTFSI), 리튬비스(플루오로설포닐)이미드 Li(N(SO2F)2) (LiFSI), 리튬비스옥살라토보레이트 LiB(C2O4)2 (LiBOB) 또는 리튬디플루오로옥살라토보레이트 LiBF2(C2O4) (LiDFOB) 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 예를 들면, 리튬염은 LiPF6를 선택하여 사용할 수 있다.
비수용매는, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 비수용매는 카보네이트 화합물, 카르복실레이트 화합물, 에테르 화합물, 니트릴 화합물 또는 기타 유기 용매 중 적어도 1종을 포함할 수 있다.
예를 들면, 카보네이트 화합물은 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 메틸에틸카보네이트(EMC), 디프로필카보네이트(DPC), 메틸프로필카보네이트(MPC), 에틸프로필카보네이트(EPC), 메틸에틸카보네이트(MEC), 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌카보네이트(BC), 비닐에틸렌카보네이트(VEC), 플루오로에틸렌카보네이트(FEC), 1,2-디플루오로에틸렌카보네이트, 1,1-디플루오로에틸렌카보네이트, 1,1,2-트리플루오로에틸렌카보네이트, 1,1,2,2-테트라플루오로에틸렌카보네이트, 1-플루오로-2-메틸에틸렌카보네이트, 1-플루오로-1-메틸에틸렌카보네이트, 1,2-디플루오로-1-메틸에틸렌카보네이트, 1,1,2-트리플루오로-2-메틸에틸렌카보네이트 또는 트리플루오로메틸에틸렌카보네이트 중 적어도 1종을 포함할 수 있다.
본 발명의 분리막은 특별히 제한되지 않는 바, 예를 들면, 분리막은 본 발명의 전해액에 대해 안정적인 재료로 이루어진 중합체 또는 무기물 등을 포함한다. 분리막은 일반적으로 이온 전도성과 전자 절연성을 가져야 한다.
예를 들면, 분리막은 기재층과 표면처리층을 포함할 수 있다. 기재층은 다공질 구조를 갖는 부직포, 필름 또는 복합 필름일 수 있고, 기재층의 재료는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리이미드로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 선택적으로, 폴리프로필렌 다공질 필름, 폴리에틸렌 다공질 필름, 폴리프로필렌 부직포, 폴리에틸렌 부직포 또는 폴리프로필렌-폴리에틸렌-폴리프로필렌 다공질 복합필름을 사용할 수 있다. 선택적으로, 기재층의 적어도 한 표면에 표면처리층이 설치되어 있고, 표면처리층은 중합체층 또는 무기물층일 수도 있고, 중합체와 무기물을 혼합하여 이루어진 층일 수도 있다.
예를 들면, 무기물층은 무기입자 및 바인더를 포함하고, 상기 무기입자는 특별히 제한되지 않는 바, 예를 들면, 산화알루미늄, 산화규소, 산화마그네슘, 산화티타늄, 산화하프늄, 산화주석, 이산화세륨, 산화니켈, 산화아연, 산화칼슘, 산화지르코늄, 산화이트륨, 탄화규소, 베마이트, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 수산화칼슘 및 황산바륨으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 상기 바인더는 특별히 제한되지 않는 바, 예를 들면, 폴리비닐리덴플루오라이드, 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산염, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐에테르, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 폴리헥사플루오로프로필렌으로부터 선택되는 1종 또는 복수 종의 조합일 수 있다. 중합체층에는 중합체가 포함되어 있고, 중합체의 재료는 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 아크릴레이트 중합체, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산염, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐에테르, 폴리비닐리덴플루오라이드 또는 폴리(비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌) 중 적어도 1종을 포함한다.
본 발명은 분리판의 제조 방법을 더 제공하는 바, 해당 방법은 상기 패키지층으로 중간층을 전부 코팅한 분리판을 제조하는데 사용할 수 있는 바, 하기 단계를 포함한다. 즉,
(1) 패키지층 재료를 분산제에 균일하게 분산시켜, 패키지층 현탁액을 제조하고;
(2) 플로우 캐스팅 머신(Flow-Casting machine)을 이용하여, 중간층 양측에 얻어진 현탁액을 각각 플로우 캐스팅하여, 패키지층을 제조하며;
(3) 패키지층 현탁액 중의 분산제를 건조시켜, 분리판의 제조를 완성한다.
본 발명은 분리판의 제조 방법을 더 제공하는 바, 해당 방법은 상기 패키지층으로 중간층을 전부 코팅하는 분리판을 제조하는데 사용할 수 있는 바, 하기 단계를 포함한다. 즉,
(1) 분산제에 패키지층 재료를 균일하게 분산시켜, 패키지층 현탁액을 제조하고;
(2) 중간층 재료를 분산제에 균일하게 분산시켜, 중간층 현탁액을 제조하며;
(3) 플로우 캐스팅 머신을 이용하여, 중간층 현탁액과 양측 패키지층 현탁액을 동시 플로우 캐스팅하여 제조하며;
(4) 패키지층과 중간층 현탁액 내의 분산제를 건조시켜, 분리판의 제조를 완성한다.
본 발명은 분리판의 제조 방법을 더 제공하는 바, 해당 방법은 상기 패키지층으로 중간층 주위를 코팅하는 분리판을 제조하는데 사용할 수 있는 바, 하기 단계를 포함한다. 즉,
(1) 패키지층 재료를 분산제에 균일하게 분산시켜, 패키지층 현탁액을 제조하고;
(2) 접착제도포기를 이용하여, 중간층 양측에서 패키지층을 각각 제조하고;
(3) 패키지층 현탁액 중의 분산제를 건조시키면, 분리판의 제조가 바로 완료된다.
본 발명은 분리판의 제조 방법을 더 제공하는 바, 해당 방법은 상기 패키지층으로 중간층 주위를 코팅하는 분리판을 제조하는데 사용할 수 있는 바, 하기 단계를 포함한다. 즉,
(1) 패키지층 재료를 분산제에 균일하게 분산시켜, 패키지층 현탁액을 제조하고;
(2) 3D 프린터를 이용하여, 중간층 양측에 패키지층을 각각 제조하고;
(3) 패키지층 현탁액 중의 분산제를 건조시켜, 분리판의 제조를 완성한다.
본 발명은 상기 분산제에 대해 특별히 제한하지 않는 바, 해당 분야에서 흔히 사용되는 극성 유기용매, 예를 들면 NMP(N-메틸피롤리돈), DMF(N,N-디메틸포름아미드), THF(테트라히드로푸란) 등일 수 있다.
이하에서는, 실시예 및 비교예를 예시하여, 본 발명의 실시형태에 대해 더 상세하게 설명한다. 각 시험 및 평가는 이하에 기재된 방법에 따라 수행한다. 또한, 특별히 명시하지 않은 한, "부", "%"는 중량을 기준으로 한다.
실시예
제조예 1：음극 극편의 제조
음극 활성재인 흑연, 도전성 카본 블랙, 스티렌부타디엔고무를 질량비 96：1.5：2.5에 따라 혼합시키고, 탈이온수를 용매로 하여 첨가하여, 고형분 함량이 70%인 슬러리로 조제하고 균일하게 교반한다. 두께가 10 ㎛인 구리박의 한 표면에 슬러리를 균일하게 코팅하고, 110 ℃ 조건에서 건조시켜, 코팅층의 두께가 150 ㎛의 층두께이고 음극 활성재층이 단일면에 코팅된 음극 극편을 얻은 후, 해당 음극 극편의 다른 한 표면에서 상시 코팅 단계를 반복한다. 코팅이 완성되면, 극편을 41 mm × 61 mm의 규격으로 절단하고 탭을 용접하여 사용을 위해 대기시킨다.
제조예 2：양극 극편의 제조
양극 활성재인 LiCoO2, 도전성 카본 블랙, PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드)를 질량비 97.5：1.0：1.5에 따라 혼합시키고, NMP을 용매로 하여 첨가하여, 고형분 함량이 75%인 슬러리로 조제하고 균일하게 교반한다. 두께가 12 ㎛인 알루미늄박의 한 표면에 슬러리를 균일하게 코팅하고, 90℃ 조건에서 건조시켜, 코팅층의 두께가 100 ㎛이고 양극 활성재층이 단일면에 코팅된 양극 극편을 얻는다. 그 후, 해당 극편의 다른 한 표면에서 상기 단계를 반복한다. 코팅이 완성되면, 극편을 38 mm × 58 mm의 규격으로 절단하고 탭을 용접하여 사용을 위해 대기시킨다.
제조예 3：전해액의 제조
건조한 아르곤 가스 분위기 속에서, 유기용매 EC(에틸렌 카보네이트), EMC(메틸에틸카보네이트) 및 DEC(디에틸카보네이트)를 질량비 EC：EMC：DEC=30：50：20에 따라 혼합시킨 후, 유기용매에 LiPF6(리튬헥사플루오로포스페이트)를 용해시키고 균일하게 혼합시켜, 리튬염 농도가 1.15 M인 전해액을 얻는다.
제조예 4：전극 구성 소자의 제조
두께가 15 ㎛인 PE(폴리에틸렌) 필름을 격리막으로 선택하여 사용하고, 제조예 1의 음극 극편의 양면에 각각 한 장의 제조예 2의 양극 극편을 설치하고, 양극 극편과 음극 극편 간에 격리막 한 층을 설치하며, 적층 시트를 이룬 후, 전반 적층 시트의 네 모서리를 잘 고정시키고, 양극 탭과 음극 탭을 인출하여, 전극 구성 소자 A를 얻는다.
두께가 15 ㎛인 PE 필름을 격리막으로 선택하여 사용하고, 양극 극편의 양면에 각각 한 장의 음극 극편을 설치하고, 양극 극편과 음극 극편 간에 격리막 한 층을 설치하여, 적층 시트를 이룬 후, 전반 적층 시트의 네 모서리를 잘 고정시키고, 양극 탭과 음극 탭을 인출하여, 전극 구성 소자 B를 얻는다.
실시예 1
분리판의 제조
(1) 패키지층 중의 패키지용 물질인 PP를 분산제 NMP (N-메틸피롤리돈)에 균일하게 분산시켜, 패키지층 현탁액을 얻고 - 현탁액의 농도는 45 wt%임 -;
(2) 접착제도포기를 이용하여, 두께가 20 ㎛인 중간층 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 박막의 두 표면의 주위 가장자리에 두께가 40 ㎛인 패키지층 PP를 제조하는 바, 패키지층 PP의 폭은 5 mm이고, 중간층 PET의 연화 시작 온도는 270℃이며, 패키지층 PP의 연화 시작 온도는 150℃이고, 패키지층의 두께 압축률은 70%이며;
(3) 130℃에서 패키지층 현탁액 내의 분산제인 NMP을 건조시켜, 분리판의 제조를 완성한다.
패키지 시간, 패키지 압력, 패키지 온도 등 파라미터를 조절하는 것으로 각 실시예의 패키지층의 두께 압축률을 조절하는바, 상세한 것은 표 1을 참조한다.
전극 구성 소자의 조립
펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 포장 필름(알루미늄 플라스틱 필름)을 피트 면이 위로 향하는 자세로 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 제조예 4의 전극 구성 소자 A를 피트 내에 설치한 후, 분리판을 전극 구성 소자 A 위에 설치하고, 분리판의 일측이 전극 구성 소자 A의 분리막에 접촉하도록 하고, 외력을 가하여 긴밀히 압착한다.
상기 조립된 반제품을 다른 한 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 제조예 4의 전극 구성 소자 B를 분리판 위에 설치하여, 분리판의 다른 일측이 전극 구성 소자 B의 분리막에 접촉하도록 하고, 펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 다른 하나의 알루미늄 플라스틱 필름을, 피트 면이 아래로 향하는 자세로 전극 구성 소자 B 위에 덮은 다음, 열프레스의 수단으로 두 알루미늄 플라스틱 필름을 분리판과 함께 열밀봉하여, 전극 구성 소자 A와 전극 구성 소자 B를 분리판로 분리시켜, 조립된 전극 구성 소자를 얻는다. 해당 조립된 전극 구성 소자는 2개의 독립된 챔버를 구비하며, 여기서, 전극 구성 소자 A는 제1 챔버에 대응되고, 전극 구성 소자 B는 제2 챔버에 대응된다.
전극 구성 소자의 전해액 주입 및 패키지
상기 조립된 전극 구성 소자의 두 챔버에 각각 제조예 3의 전해액을 주입한 후 패키지하고, 두 전극 구성 소자의 탭을 모두 외부 포장 밖으로 인출하고, 전극 구성 소자 A의 양극 탭과 전극 구성 소자 B의 음극 탭을 함께 용접하여, 두 전극 구성 소자 간의 직렬 연결 도통을 구현한다.
실시예 2
분리판의 제조 공정에서, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 3
분리판의 제조 공정에서, 패키지층 두께의 압축률이 20%인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 4
분리판의 제조 공정에서, 패키지층 재료는 PP를 사용하고, 중간층 재료는 PP를 사용하며, 패키지층의 연화 시작 온도는 130℃이고, 중간층의 연화 시작 온도는 150℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 5
분리판의 제조 공정에서, 중간층 재료는 PI(폴리이미드)를 사용하고, 중간층의 연화 시작 온도는 334℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 6
분리판의 제조 공정에서, 패키지층 재료는 PS(폴리스티렌)을 사용하고, 중간층 재료는 스테인리스강을 사용하며, 패키지층의 연화 시작 온도는 240℃이고, 중간층의 연화 시작 온도는 1440℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 7
분리판의 제조 공정에서, 중간층 재료는 PI를 사용하고, 중간층의 연화 시작 온도는 334℃이며, 패키지층 두께의 압축률은 40%이고, 패키지층과 중간층 간의 계면 접착력은 28 N/m이고, 패키지층과 외부 포장 간의 계면 접착력은 17.3 N/m인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 8
분리판의 제조 공정에서, 패키지층 재료는 PS를 사용하고, 중간층 재료는 PI이며, 패키지층의 연화 시작 온도는 240℃이고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 9
분리판의 제조 공정에서, 중간층 재료는 PI를 사용하고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이며, 비율 A가 0인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 10
분리판의 제조 공정에서, 중간층의 재료는 PI를 사용하고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이며, 비율 A가 0.1인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 11
분리판의 제조 공정에서, 중간층 재료는 PI를 사용하고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%이고, 비율 A가 1.5인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 12
분리판의 제조 공정에서, 중간층 재료는 PI를 사용하고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 20%이고, 비율 A가 20인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 9-12에서, 패키지 접착제 도포 영역의 접착제 도포 폭을 조절하는 것을 통해, 비율 A의 크기를 조절하며, 접착제 도포 폭이 작을 수록, A 값이 작다.
실시예 13
분리판의 제조 공정에서, 중간층 재료는 Al를 사용하고, 패키지층 재료의 연화 시작 온도는 130℃이고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 660℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 14
분리판의 제조 공정에서, 중간층 재료는 카본 필름을 사용하고, 중간층의 연화 시작 온도는 3500℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 15
분리판의 제조 공정에서, 중간층 재료는 PI를 사용하고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%이고, 중간층 두께가 1000 ㎛인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 16
분리판의 제조 공정에서, 중간층 재료는 PI를 사용하고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%이고, 중간층 두께가 10 ㎛인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 17
분리판의 제조에서, 중간층 재료는 PI를 사용하고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%이고, 중간층 두께가 2 ㎛인 것을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 18
분리판의 제조에서, 중간층 재료는 PI를 사용하고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것;
전극 구성 소자의 조립에서,
펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 포장 필름(알루미늄 플라스틱 필름)을 피트 면이 위로 향하는 자세로 조립용 클램핑 장치 내에 설치한 후, 제조예 4의 전극 구성 소자 A를 피트 내에 설치하고, 다음 분리판을 전극 구성 소자 A 위에 설치하여, 분리판의 일측이 전극 구성 소자 A의 분리막에 접촉하도록 하고, 외력을 가하여 긴밀히 압착하는 것;
상기 조립된 반제품을 다른 하나의 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 제조예 4의 전극 구성 소자 B를 분리판 위에 설치하여, 분리판의 다른 일측이 전극 구성 소자 B의 집전체에 접촉하도록 한 후, 펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 다른 하나의 알루미늄 플라스틱 필름을, 피트 면이 아래로 향하는 자세로 전극 구성 소자 B 위에 덮은 다음, 열프레스의 수단으로 두 알루미늄 플라스틱 필름을 분리판과 함께 열밀봉하여, 전극 구성 소자 A와 전극 구성 소자 B를 분리판으로 분리시켜, 조립된 전극 구성 소자를 얻는 것; 해당 조립된 전극 구성 소자는 2개의 독립된 챔버를 구비하며, 여기서, 전극 구성 소자 A는 제1 챔버에 대응되고, 전극 구성 소자 B는 제2 챔버에 대응되는 것;
이상을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 19
분리판의 제조 공정에서, 중간층 재료는 스테인리스강, 중간층의 용점은 1440℃이고, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것;
전극 구성 소자의 조립에서,
펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 포장 필름(알루미늄 플라스틱 필름)을, 피트 면이 위로 향하는 자세로 조립용 클램핑 장치 내에 설치한 후, 제조예 4의 전극 구성 소자 A를 피트 내에 설치하고, 전극 구성 소자 A의 양극 극편이 위로 향하도록 하고, 분리판을 전극 구성 소자 A 위에 설치하여, 분리판의 일측이 전극 구성 소자 A의 양극 집전체에 접촉하도록 하고, 외력을 가하여 긴밀히 압착하는 것;
상기 조립된 반제품을, 분리판이 위로 향하는 자세로 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 제조예 4의 전극 구성 소자 B를 음극이 아래로 향하는 자세로 분리판 위에 설치하여, 분리판의 다른 일측이 전극 구성 소자 B의 음극 집전체에 접촉하도록 한 후, 펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 다른 한 알루미늄 플라스틱 필름을 피트 면이 아래로 향하는 자세로 전극 구성 소자 B 위에 덮은 다음, 열프레스의 수단으로 두 알루미늄 플라스틱 필름을 분리판과 함께 열밀봉하여, 전극 구성 소자 A와 전극 구성 소자 B를 분리판으로 분리시켜, 조립된 전극 구성 소자를 얻는 것; 해당 조립된 전극 구성 소자는 2개의 독립된 챔버를 구비하며, 여기서, 전극 구성 소자 A는 제1 챔버에 대응되고, 전극 구성 소자 B는 제2 챔버에 대응되는 것;
전극 구성 소자의 전해액 주입 및 패키징에서,
조립된 전극 구성 소자의 두 챔버에 제조예 3의 전해액을 각각 주입한 후 패키지를 행하고, 전극 구성 소자 A와 B의 탭을 모두 외부 포장 밖으로 인출하고, 분리판을 통해 두 전기화학 셀 간을 내부에서 직렬 연결하여, 리튬이온 전지를 얻는 것;
이상을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 20
분리판의 제조에서, 중간층 재료는 PI를 사용하고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이고, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것;
전극 구성 소자의 조립에서,
펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 포장 필름(알루미늄 플라스틱 필름)을, 피트 면이 위로 향하는 자세로 조립용 클램핑 장치 내에 설치한 후, 제조예 4의 전극 구성 소자 A를 피트 내에 설치하고, 분리판을 전극 구성 소자 A 위에 설치하여, 분리판의 일측이 전극 구성 소자 A의 집전체에 접촉하도록 하고, 외력을 가하여 긴밀히 압착하는 것;
상기 조립된 반제품을 다른 하나의 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 제조예 4의 전극 구성 소자 B를 분리판 위에 설치하여, 분리판의 다른 일측이 전극 구성 소자 B의 집전체에 접촉하도록 한 후, 펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 다른 하나의 알루미늄 플라스틱 필름을, 피트 면이 아래로 향하는 자세로 전극 구성 소자 B 위에 커버한 다음, 열프레스의 수단으로 두 알루미늄 플라스틱 필름을 분리판과 함께 열밀봉하여, 전극 구성 소자 A와 전극 구성 소자 B를 분리판으로 분리시켜, 조립된 전극 구성 소자를 얻는 것; 해당 조립된 전극 구성 소자는 2개의 독립된 챔버를 구비하며, 여기서, 전극 구성 소자 A는 제1 챔버에 대응되고, 전극 구성 소자 B는 제2 챔버에 대응되는 것;
이상을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 21
분리판의 제조에서, 중간층 재료는 PI를 사용하고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이고, 패키지층 두께의 압축률이 40%이고, 중간층 양측에 전부 PP를 코팅하는 것;
분리판의 제조 단계에서,
(1) 분산제인 NMP(N-메틸피롤리돈)에 패키지층 중의 패키지용 물질 PP를 균일하게 분산시켜, 패키지층 현탁액을 제조하며, 현탁액의 농도는 45 wt%이고;
(2) 접착제 도포기를 이용하여, 두께가 20 ㎛인 중간층 PI(폴리이미드) 박막 양측에 두께가 30 ㎛인 패키지층 PP를 균일하게 제조하며, 중간층 PI의 연화 시작 온도는 334℃이고, 패키지층 PP의 연화 시작 온도는 150℃이며;
(3) 130℃에서 패키지층 현탁액 내의 분산제인 NMP을 건조시켜, 분리판의 제조를 완료하는 것;
이상을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 22
분리판의 제조에서, 중간층 재료는 PI를 사용하고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이고, 패키지층 두께의 압축률이 40%이고, 중간층 양측에 전부 PP를 코팅하는 것;
분리판의 제조 단계에서,
(1) 분산제인 NMP(N-메틸피롤리돈)에 패키지층 중의 패키지용 물질 PP를 균일하게 분산시켜, 패키지층 현탁액을 제조하며, 현탁액의 농도는 45 wt%이고;
(2) 접착제 도포기를 이용하여, 두께가 20 ㎛인 중간층 PI(폴리이미드) 박막 양측에 두께가 30 ㎛인 패키지층 PP를 균일하게 제조하며, 중간층 PI의 연화 시작 온도는 334℃이고, 패키지층 PP의 연화 시작 온도는 150℃이며;
(3) 130℃에서 패키지층 현탁액 내의 분산제인 NMP을 건조시켜, 분리판의 제조를 완료하는 것;
전극 구성 소자의 조립에서,
펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 포장 필름(알루미늄 플라스틱 필름)을, 피트 면이 위로 향하는 자세로 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 제조예 4의 전극 구성 소자 A를 피트 내에 설치한 후, 분리판을 전극 구성 소자 A 위에 설치하여, 분리판의 일측이 전극 구성 소자 A의 분리막에 접촉하도록 하고, 외력을 가하여 긴밀히 압착하는 것;
상기 조립된 반제품을 다른 하나의 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 제조예 4의 전극 구성 소자 B를 분리판 위에 설치하여, 분리판의 다른 일측이 전극 구성 소자 B의 집전체에 접촉하도록 한 후, 펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 다른 하나의 알루미늄 플라스틱 필름을, 피트 면이 아래로 향하는 자세로 전극 구성 소자 B 위에 덮은 다음, 열프레스의 수단으로 두 알루미늄 플라스틱 필름을 분리판과 함께 열밀봉하여, 전극 구성 소자 A와 전극 구성 소자 B를 분리판으로 분리시켜, 조립된 전극 구성 소자를 얻는 것; 해당 조립된 전극 구성 소자는 2개의 독립된 챔버를 구비하며, 전극 구성 소자 A는 제1 챔버에 대응되고, 전극 구성 소자 B는 제2 챔버에 대응되는 것;
이상을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 23
분리판의 제조에서, 중간층 재료는 PI를 사용하고, 중간층 재료의 연화 시작 온도는 334℃이고, 패키지층 두께의 압축률이 40%이고, 중간층 양측에 전부 PP를 코팅하는 것;
분리판의 제조 단계에서,
(1) 분산제인 NMP(N-메틸피롤리돈)에 패키지층 중의 패키지용 물질 PP를 균일하게 분산시켜, 패키지층 현탁액을 제조하며, 현탁액의 농도는 45 wt%이고;
(2) 접착제 도포기를 이용하여, 두께가 20 ㎛인 중간층 PI(폴리이미드) 박막 양측에 두께가 30 ㎛인 패키지층 PP를 균일하게 제조하며, 중간층 PI의 연화 시작 온도는 334℃이고, 패키지층 PP의 연화 시작 온도는 150℃이며;
(3) 130℃에서 패키지층 현탁액 내의 분산제인 NMP을 건조시킨는 것으로, 분리판의 제조를 완료하는 것;
전극 구성 소자의 조립에서,
펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 포장 필름(알루미늄 플라스틱 필름)을, 피트 면이 위로 향하는 자세로 조립용 클램핑 장치 내에 설치한 후, 제조예 4의 전극 구성 소자 A를 피트 내에 설치하고, 분리판을 전극 구성 소자 A 위에 설치하여, 분리판의 일측이 전극 구성 소자 A의 집전체에 접촉하도록 하고, 외력을 가하여 긴밀히 압착하는 것;
상기 조립된 반제품을 다른 하나의 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 제조예 4의 전극 구성 소자 B를 분리판 위에 설치한 후, 펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 다른 하나의 알루미늄 플라스틱 필름을, 피트 면이 아래로 향하는 자세로 전극 구성 소자 B 위에 설치하여, 분리판의 다른 일측이 전극 구성 소자 B의 집전체에 접촉하도록 한 다음, 열프레스의 수단으로 두 알루미늄 플라스틱 필름을 분리판과 함께 열밀봉하여, 전극 구성 소자 A와 전극 구성 소자 B를 분리판으로 분리시켜, 조립된 전극 구성 소자를 얻는 것; 해당 조립된 전극 구성 소자는 2개의 독립된 챔버를 구비하며, 전극 구성 소자 A는 제1 챔버에 대응되고, 전극 구성 소자 B는 제2 챔버에 대응되는 것;
이상을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 24
분리판의 제조에서, 중간층은 스테인리스강이고, 용점은 1440℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것;
전극 구성 소자의 조립에서,
펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 포장 필름(알루미늄 플라스틱 필름)을, 피트 면이 위로 향하는 자세로 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 제조예 4의 전극 구성 소자 A를 피트 내에 설치한 후, 분리판을 전극 구성 소자 A 위에 설치하여, 분리판의 일측이 전극 구성 소자 A의 분리막에 접촉하도록 하고, 외력을 가하여 긴밀히 압착하는 것;
상기 조립된 반제품을 다른 하나의 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 제조예 4의 전극 구성 소자 B를 분리판 위에 설치하여, 분리판의 다른 일측이 전극 구성 소자 B의 양극 집전체에 접촉하도록 한 후, 펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 다른 하나의 알루미늄 플라스틱 필름을, 피트 면이 아래로 향하는 자세로 전극 구성 소자 B 위에 설치한 다음, 열프레스의 수단으로 두 알루미늄 플라스틱 필름을 분리판과 함께 열밀봉하여, 전극 구성 소자 A와 전극 구성 소자 B를 분리판으로 분리시켜, 조립된 전극 구성 소자를 얻는 것; 해당 조립된 전극 구성 소자는 2개의 독립된 챔버를 구비하며, 여기서, 전극 구성 소자 A는 제1 챔버에 대응되고, 전극 구성 소자 B는 제2 챔버에 대응되는 것;
전극 구성 소자의 전해액 주입 및 패키징에서,
조립된 전극 구성 소자의 두 챔버에 각각 제조예 3의 전해액을 주입한 후 패키지를 행하고, 두 전극 구성 소자의 탭을 모두 외부 포장 밖으로 인출하며, 전극 구성 소자 A의 양극 탭과 전극 구성 소자 B의 음극 탭을 함께 용접하여, 두 전극 구성 소자 간의 직렬 연결 도통을 구현하는 것; 분리판의 해당 탭을 전극 구성 소자 A의 양극 탭과 병렬 연결한 후, 전극 구성 소자 B의 음극 탭과 직렬 연결하여, 리튬이온 전지를 얻는 것;
이상을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 25
분리판의 제조에서, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것;
전극 구성 소자의 제조에서,
양면 코팅된 음극 극편, 제1 분리막, 양면 코팅된 양극 극편, 제2 분리막을 차례로 적층 설치하여 적층 시트를 이룬 후, 적층 시트 전체를 권취하고, 양극 탭과 음극 탭을 인출하며, 제1 분리막을 가장 바깥 측에 설치하며, 여기서, 분리막은 두께가 15 ㎛인 폴리에틸렌(PE) 필름을 선택하여 사용하고, 음극 극편은 제조예 1을 통해 제조하며, 양극 극편은 제조예 2를 통해 제조하며; 전극 구성 소자 A를 제조하는 것;
양면 코팅된 음극 극편, 제1 분리막, 양면 코팅된 양극 극편, 제2 분리막을 차례로 적층 설치하여 적층 시트를 이룬 후, 적층 시트 전체를 권취하고, 양극 탭과 음극 탭을 인출하며, 제2 분리막을 가장 바깥 측에 설치하며, 음극 극편은 제조예 1을 통해 제조하고, 양극 극편은 제조예 2를 통해 제조하며, 여기서, 분리막은 두께가 15 ㎛인 폴리에틸렌(PE) 필름을 선택하여 사용하며; 전극 구성 소자 B를 제조하는 것;
이상을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 26
분리판의 제조에서, 중간층 재료는 스테인리스강이고, 용점은 1440℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것;
전극 구성 소자의 제조에서,
양면 코팅된 음극 극편, 제1 분리막, 양면 코팅된 양극 극편, 제2 분리막을 차례로 적층 설치하여 적층 시트를 이룬 후, 적층 시트 전체를 권취하고, 양극 탭과 음극 탭을 인출하며, 제1 분리막을 가장 바깥 측에 설치하며, 여기서, 분리막은 두께가 15 ㎛인 폴리에틸렌(PE) 필름을 선택하여 사용하고, 음극 극편은 제조예 1을 통해 제조하며, 양극 극편은 제조예 2를 통해 제조하며; 전극 구성 소자 A를 제조하는 것;
양면 코팅된 음극 극편, 제1 분리막, 양면 코팅된 양극 극편, 제2 분리막을 차례로 적층 설치하여 적층 시트를 이룬 후, 적층 시트 전체를 권취하고, 양극 탭과 음극 탭을 인출하며, 양극 극편의 양극 집전체를 가장 바깥 측에 설치하며, 여기서, 분리막은 두께가 15 ㎛인 폴리에틸렌(PE) 필름을 선택하여 사용하고, 음극 극편은 제조예 1을 통해 제조하며, 양극 극편은 제조예 2를 통해 제조하며; 전극 구성 소자 B를 제조하는 것;
전극 구성 소자의 조립에서,
펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 포장 필름(알루미늄 플라스틱 필름)을, 피트 면이 위로 향하는 자세로 조립용 클램핑 장치 내에 설치한 후, 상기 전극 구성 소자 A를 피트 내에 설치하고, 분리판을 전극 구성 소자 A 위에 설치하여, 분리판 일측이 전극 구성 소자 A의 제1 분리막에 접촉하도록 하고, 외력을 가하여 긴밀히 압착하는 것;
상기 조립된 반제품을 다른 하나의 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 상기 전극 구성 소자 B를 분리판 위에 설치하여, 분리판의 다른 일측이 전극 구성 소자 B의 양극 집전체에 접촉하도록 한 후, 펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 다른 하나의 알루미늄 플라스틱 필름을, 피트 면이 아래로 향하는 자세로 전극 구성 소자 B 위에 설치한 다음, 열프레스의 수단으로 두 알루미늄 플라스틱 필름을 분리판과 함께 열밀봉하여, 전극 구성 소자 A와 전극 구성 소자 B를 분리판으로 분리시켜, 조립된 전극 구성 소자를 얻는 것; 해당 조립된 전극 구성 소자는 2개의 독립된 챔버를 구비하며, 전극 구성 소자 A는 제1 챔버에 대응되고, 전극 구성 소자 B는 제2 챔버에 대응되는 것;
전극 구성 소자의 전해액 주입 및 패키징에서,
조립된 전극 구성 소자의 두 챔버에 각각 제조예 3의 전해액을 주입한 후 패키지를 행하고, 두 전극 구성 소자의 탭을 모두 외부 포장 밖으로 인출하며, 전극 구성 소자 A의 양극 탭과 전극 구성 소자 B의 음극 탭을 함께 용접하여, 두 전극 구성 소자 간의 직렬 연결 도통을 구현하는 것;
이상을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
실시예 27
분리판의 제조에서, 중간층 재료는 스테인리스강이고, 용점은 1440℃이며, 패키지층 두께의 압축률이 40%인 것;
전극 구성 소자의 제조에서,
양면 코팅된 음극 극편, 분리막, 양면 코팅된 양극 극편을 차례로 적층 설치하여 적층 시트를 이룬 후, 적층 시트 전체를 권취하고, 양극 탭과 음극 탭을 인출하며, 음극 극편의 음극 집전체를 가장 바깥 측에 설치하며, 여기서, 분리막은 두께가 15 ㎛인 폴리에틸렌(PE) 필름을 선택하여 사용하고, 음극 극편은 제조예 1을 통해 제조하며, 양극 극편은 제조예 2를 통해 제조하며; 전극 구성 소자 A를 제조하는 것;
양면 코팅된 음극 극편, 분리막, 양면 코팅된 양극 극편을 차례로 적층 설치하여 적층 시트를 이룬 후, 적층 시트 전체를 권취하고, 양극 탭과 음극 탭을 인출하며, 양극 극편의 양극 집전체를 가장 바깥 측에 설치하며, 여기서, 분리막은 두께가 15 ㎛인 폴리에틸렌(PE) 필름을 선택하여 사용하고, 음극 극편은 제조예 1을 통해 제조하며, 양극 극편은 제조예 2를 통해 제조하며; 전극 구성 소자 B를 제조하는 것;
전극 구성 소자의 조립에서,
펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 포장 필름(알루미늄 플라스틱 필름)을, 피트 면이 위로 향하는 자세로 조립용 클램핑 장치 내에 설치한 후, 상기 전극 구성 소자 A를 피트 내에 설치하여, 전극 구성 소자 A의 양극 극편이 위로 향하도록 하고, 분리판을 전극 구성 소자 A 위에 설치하여, 분리판의 일측이 전극 구성 소자 A의 음극 집전체에 접촉하도록 하고, 외력을 가하여 긴밀히 압착하는 것;
상기 조립된 반제품을, 분리판이 위로 향하는 자세로 다른 하나의 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 상기 전극 구성 소자 B를 음극이 아래로 향하는 자세로 분리판 위에 설치하여, 분리판의 다른 일측이 전극 구성 소자 B의 양극 집전체에 접촉하도록 한 후, 펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 다른 하나의 알루미늄 플라스틱 필름을, 피트 면이 아래로 향하는 자세로 전극 구성 소자 B 위에 설치한 다음, 열프레스의 수단으로 두 알루미늄 플라스틱 필름을 분리판과 함께 열밀봉하여, 전극 구성 소자 A와 전극 구성 소자 B를 분리판으로 분리시켜, 조립된 전극 구성 소자를 얻는 것; 해당 조립된 전극 구성 소자는 2개의 독립된 챔버를 구비하며, 전극 구성 소자 A는 제1 챔버에 대응되고, 전극 구성 소자 B는 제2 챔버에 대응되는 것;
전극 구성 소자의 전해액 주입 및 패키징에서,
조립된 전극 구성 소자의 두 챔버에 제조예 3의 전해액을 각각 주입한 후 패키지를 행하고, 전극 구성 소자 A와 B의 탭을 모두 외부 포장 밖으로 인출하고, 분리판을 통해 두 전기화학 셀 간을 내부에서 직렬 연결하여, 리튬이온 전지를 얻는 것;
이상을 제외하고, 나머지는 실시예 1과 동일하다.
비교예 1
단일 전극의 리튬이온 전지
제조예 2의 양극 극편과 제조예 1의 음극 극편을 함께 적층하고, 양극 극편과 음극 극편 사이에 두께가 15 ㎛인 PE 분리막이 있으며, 알루미늄박 포장을 사용하여, 패키지를 행하고 제조예 3의 전해액을 주입하며, 양극과 음극 극편의 탭을 외부 포장 밖으로 인출한다. 이로써, 리튬이온 전지를 얻는다.
비교예 2
도 5에서 도시한 바와 같이, 독립된 두 전극 구성 소자를 외부 직렬 연결하고,
전극 구성 소자의 전해액 주입 및 패키징에서,
제조예 4의 전극 구성 소자 A, B의 네 모서리를 각각 고정시키고, 알루미늄 플라스틱 필름으로 포장한 다음, 포장 주위를 밀봉시키고; 알루미늄 플라스틱 필름에 제조예 3의 전해액을 각각 주입하고, 전극 구성 소자 A와 B의 모든 탭을 알루미늄 플라스틱 필름 밖으로 인출하며; 레이저 용접의 수단으로 전극 구성 소자 A의 양극 탭과 전극 구성 소자 B의 음극 탭을 용접시켜 함께 연결시켜, 전극 구성 소자 A와 B 간의 직렬 연결 도통을 구현하고, 전지의 조립을 완성한다.
비교예 3
도 6에서 도시한 바와 같이, 독립된 두 전극 구성 소자의 선단과 말단을 직렬 연결하고,
전극 구성 소자의 조립과 전해액 주입 및 패키징에서,
제조예 4의 전극 구성 소자의 양극 탭에 밀봉용 접착제를 코팅하고, 전극 구성 소자 A의 음극 및 전극 구성 소자 B의 양극의 탭을 용접하여, 전극 구성 소자 A와 전극 구성 소자 B의 전극을 직렬 연결하고, 직렬 연결된 전극 구성 소자를 성형된 알루미늄 플라스틱 필름 속에 밀봉시킨다. 패키징 시, 외부 윤곽의 상부 측 밀봉 외에, 각 전극 구성 소자 간의 양극 밀봉용 접착제 위치에 따라, 전극 구성 소자의 폭 방향에서 밀봉 패키지를 수행하는 것으로, 각 전극 구성 소자 간 챔버의 분리를 구현하고, 제조예 3의 전해액을 두 전극 구성 소자가 있는 챔버에 각각 주입한다. 패키지된 후, 전극 구성 소자의 길이 방향의 일측에서 양극 탭을 인출하고, 다른 일측에서 음극 탭을 인출하며, 이를 제외한 직렬 연결 탭은 모두 전극 구성 소자의 외부 포장 내에 있다.
비교예 4
도 7에서 도시한 바와 같이, 독립된 두 전극 구성 소자를 나란히 배열하여 직렬 연결하고,
전극 구성 소자의 조립에서,
제조예 4의 전극 구성 소자 A를 성형된 알루미늄 플라스틱 필름 내의 일측에 넣어 두고, 상층 알루미늄 플라스틱 필름을 피복하고, 전극 구성 소자 A가 있는 일측을 긴밀히 압착하며; 전극 구성 소자 A를 넣은 알루미늄 플라스틱 필름의 경계 위치에 접착제를 코팅하고, 상층과 하층의 알루미늄 플라스틱 필름을 긴밀히 압착하여, 전극 구성 소자의 길이 방향에 따라 전극 구성 소자의 말단부에서 상부에 이르는 패키지 영역을 코팅하여, 응고 성형을 수행한다.
상기 반제품 중, 전극 구성 소자 A의 측면의 비어 있는 영역에 제조예 4의 전극 구성 소자 B를 넣어 두고, 전반 알루미늄 플라스틱 필름에 대해 상부 패키지를 수행한다. 상부 패키지와 접착제 코팅 영역은 수직으로 교차하고, 접촉식 밀봉하여, 전극 구성 소자 A 와 B가 각각 독립된 밀봉 챔버 내에 처하도록 한다.
전극 구성 소자의 전해액 주입 및 패키징
두 전극 구성 소자가 있는 챔버에 제조예 3의 전해액을 각각 주입하고, 알루미늄 플라스틱 필름을 밀봉시키고, 두 전극 구성 소자의 탭을 모두 외부 포장 밖으로 인출하고, 전극 구성 소자 A의 양극 탭과 전극 구성 소자 B의 음극 탭을 용접한다. 두 전극 구성 소자가 독립된 두 밀봉 챔버 내에 처하도록 하여, 전해액이 교환될 가능성이 없도록 확보한다.
비교예 5
단일 포장팩 두께 적층/무 분리판
전극 구성 소자의 조립에서,
펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 알루미늄 플라스틱 필름으로 된 포장 필름을, 피트 면이 위로 향하는 자세로 조립용 클램핑 장치 내에 설치한 후, 제조예 4의 전극 구성 소자 A를 피트 내에 설치하고, 제조예 4의 전극 구성 소자 B를 전극 구성 소자 A 위에 설치하여, 전극 구성 소자 A와 전극 구성 소자 B 간을 분리막으로 분리시키고, 긴밀히 압착한다. 그 후, 다른 한 장의 포장 필름을, 피트 면이 아래로 향하는 자세로 전극 구성 소자 B 위에 설치하고, 주위를 열프레스한다.
전극 구성 소자의 전해액 주입 및 패키징에서,
두 전극 구성 소자가 있는 챔버에 제조예 3의 전해액을 주입하고, 전해액 주입 후 주위를 패키징하고, 전극 구성 소자의 양/음극 탭을 모두 외부 포장 밖으로 인출하고, 각 탭이 겹치지 않게 분포되도록 하여, 탭이 두께 방향에서 적층되어 밀봉 실효를 초래하는 것을 방지한다.
전극 구성 소자 A의 양극 탭과 전극 구성 소자 B의 음극 탭을 함께 용접하여, 두 전극 구성 소자 간의 직렬 연결 도통을 구현한다.
비교예 6
분리판은, 통상적인 단일 층 PP 분리막을 분리판으로 직접 사용하는 바, 두께는 20 ㎛이고, 연화 시작 온도는 165℃이고;
전극 구성 소자의 조립에서,
펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 포장 필름(알루미늄 플라스틱 필름)을, 피트 면이 위로 향하는 자세로, 조립용 클램핑 장치 내에 설치한 후, 제조예 4의 전극 구성 소자 A를 피트 내에 설치하고, PP 분리막을 전극 구성 소자 A 위에 설치하며, 외력을 가하여 긴밀히 압착한다.
상기 조립된 반제품을 다른 하나의 조립용 클램핑 장치 내에 설치하고, 제조예 4의 전극 구성 소자 B를 PP 분리막 위에 설치하며, 펀치에 의해 피트 성형되고 두께가 90 ㎛인 다른 하나의 알루미늄 플라스틱 필름을, 피트 면이 아래로 향하는 자세로 전극 구성 소자 B 위에 설치한 다음, 열프레스의 수단으로 두 알루미늄 플라스틱 필름을 PP 분리막과 함께 열밀봉하여, 전극 구성 소자 A와 전극 구성 소자 B를 PP 분리막으로 분리시켜, 조립된 전극 구성 소자를 얻는다. 해당 조립된 전극 구성 소자는 2개의 독립된 챔버를 구비하며, 전극 구성 소자 A는 제1 챔버에 대응되고, 전극 구성 소자 B는 제2 챔버에 대응된다.
전극 구성 소자의 전해액 주입 및 패키징
두 전극 구성 소자가 있는 챔버에 제조예 3의 전해액을 주입하고, 전해액 주입 후 주위를 패키징하고, 전극 구성 소자의 양/음극 탭을 모두 외부 포장 밖으로 인출하며, 전극 구성 소자 A의 양극 탭을 전극 구성 소자 B의 음극 탭과 함께 용접하여, 두 전극 구성 소자 간의 직렬 연결 도통을 구현한다.
비교예 7
단일 층 PP를 분리판으로 사용하고, 분리판의 두께는 20 ㎛이며, 연화 시작 온도는 165℃인 것을 제외하고, 나머지는 비교예 6과 동일하다.
비교예 8
단일 층 PI를 분리판으로 사용하고, 분리판의 두께는 20 ㎛이며, 연화 시작 온도는 334℃인 것을 제외하고, 나머지는 비교예 6과 동일하다.
비교예 9
단일 층 스테인리스강를 분리판으로 사용하고, 분리판의 두께는 20 ㎛이며, 용점은 1440℃인 것을 제외하고, 나머지는 비교예 6과 동일하다.
<성능 테스트>
하기 방법을 사용하여 각 실시예 및 각 비교예에서 제조된 전기화학 디바이스용 분리판, 쌍극성 리튬이온 전지에 대해 테스트를 수행한다.
패키지층과 중간층 간의 계면 접착력 F 1 테스트
1) 전극 구성 소자에서 봉인 영역부를 떼어내여, 샘플 1로 하고;
2) 샘플 1을 액체 질소 속에서 냉각시키고, 패키지층과 중간층 간의 계면이 노출되도록 패키지층 일측의 외부 포장을 갈아 없애고;
3) 샘플 1을 폭이 8 mm, 길이가 6 cm인 시편으로 절단시켜, 해당 영역 내에서 패키지층이 중간층을 완전히 피복하도록 확보하여, 샘플 2를 얻으며;
4) 샘플 2의 패키지층 표면에 고점도 고강도 접착 용지를 붙여 놓고;
5) Gotech 인장 시험기를 사용하여, 패키지층과 중간층 간의 계면이 분리되도록 90°각으로 고점도 고강도 접착 용지를 샘플 2의 표면에서 천천히 뜯어 내며;
6) 상기 계면이 분리될 때의 안정된 인장력을 기록하고, 이에 기초하여 패키지층과 중간층 간의 계면 접착력을 산출한다.
패키지층과 외부 포장 간의 계면 접착력 F 2 테스트
1) 전극 구성 소자에서 봉인 영역부를 떼어내여, 샘플 1로 하고;
2) 샘플 1을 액체 질소 속에서 냉각시키고, 패키지층과 외부 포장 간의 계면이 노출되도록 패키지층 일측의 중간층을 갈아 없애고;
3) 샘플 1을 폭이 8 mm, 길이가 6 cm인 시편으로 절단시켜, 해당 영역 내에서 패키지층이 외부 포장을 완전히 피복하도록 확보하여, 샘플 2를 얻으며;
4) 샘플 2의 접착제 도포층 표면에 고점도 고강도 접착 용지를 붙여 놓고;
5) Gotech 인장 시험기를 사용하여, 패키지층과 외부 포장 간의 계면이 분리되도록 90°각으로 고점도 고강도 접착 용지를 샘플 2의 표면에서 천천히 뜯어 내며;
6) 상기 계면이 분리될 때의 안정된 인장력을 기록하고, 이에 기초하여 패키지층과 외부 포장 간의 계면 접착력을 산출한다.
패키지 강도 테스트
1) 전극 구성 소자에서 봉인 영역부를 떼어내여, 샘플 1로 하고;
2) 샘플1을 폭이 8 mm인 시편으로 절단시키고, 해당 시편에 전체 봉인 영역이 보존되어 있고, 또한 봉인 영역 두측의 외부 포장이 완전하고 손상이 없도록 확보하여, 샘플 2를 얻으며;
3) Gotech 인장 시험기를 사용하여, 패키지 영역 내 두 층의 외부 포장이 서로 분리되도록 180°각으로 양측의 외부 포장을 뜯어내고;
4) 상기 두 층의 외부 포장이 분리될 때의 안정된 인장력을 기록하고, 이에 기초하여 패키지 강도를 산출한다.
1.5미터 낙하 테스트 시 패키지부의 파손 상황 테스트
1) 테스트를 거친 전극 구성 소자 샘플를 분해하고, 봉인 영역을 별도로 떼어내여 사용을 위해 준비해두고;
2) 봉인 영역에 빨간 물약을 적하하고, 공간 차원에서 빨간 물약은 상부에 있고, 봉인 영역은 하부에 있도록 하여, 12 h 동안 정치시키며;
3) 이어서, 패키지 강도 테스트를 통해 봉인 영역을 파괴시키고, 빨간 물약이 봉인 영역에 침투되는 상황을 관찰하고;
4) 만약 봉인 영역에 대한 빨간 물약의 침투 깊이가 봉인 영역의 폭의 1/2를 초과한 경우, 패키지부 파손으로 판정하고, 아니면, 패키지부 미파손으로 판정한다.
방전 에너지 밀도 ED 테스트
리튬이온 전지를 실온에서 30분 동안 정치시키고, 0.05 C의 충전 속도로 전압이 4.45 V(비교예 1의 정격 전압) 또는 8.90 V(기타 비교예 및 모든 실시예의 정격 전압)로 될 때까지 정전류로 충전시킨 후, 0.05 C의 배율로 전기화학 디바이스를 3.00 V(비교예 1의 정격 전압) 또는 6.00 V(기타 비교예 및 모든 실시예)까지 방전시키며, 상기 충/방전 단계를 3 사이클 반복시켜 측정 대기 전기화학 디바이스의 화성을 완성한다. 전기화학 디바이스의 화성을 완성한 후, 0.1 C의 충전 속도로 전압이 4.45 V(비교예 1의 정격 전압) 또는 8.90 V(기타 비교예 및 모든 실시예의 정격 전압)로 될 때까지 정전류로 충전시키고, 이어서 0.1 C의 방전 배율로 전기화학 디바이스를 3.00 V(비교예 1의 정격 전압) 또는 6.00 V(기타 비교예 및 모든 실시예 )까지 방전시키며, 그의 방전 용량을 기록하고, 이어서 그의 0.1C 방전 시의 에너지 밀도를 산출한다. 즉,
에너지 밀도(Wh/L)＝방전 용량(Wh)/리튬이온 전지 부피 크기(L)
50회 사이클 후의 방전 용량/첫 회 방전 용량 Q 50 /Q 0 (%) 테스트
테스트 온도는 25℃이고, 0.5 C으로 4.45 V(비교예 1의 정격 전압) 또는 8.90 V(기타 비교예 및 모든 실시예 )까지 정전류로 충전시키고, 0.025 C까지 정전압으로 충전시키며, 5 분 동안 정치시킨 후, 0.5 C으로 3.00 V(비교예 1의 정격 전압) 또는 6.00 V(기타 비교예 및 모든 실시예 )까지 방전시키며, 이 단계에서 얻어진 용량을 초기 용량으로 하고, 0.5 C 충전 / 0.5 C 방전의 사이클 테스트를 50회 수행한 후의 리튬이온 전지의 용량이 초기 용량과의 비의 값을 산출한다.
3 C 충전 온도 상승 테스트
테스트 온도는 25℃이고, 3 C으로 4.45 V(비교예 1정격 전압) 또는 8.90 V(기타 비교예 및 모든 실시예 )까지 정전류로 충전시키고, 0.025 C까지 정전압으로 충전시킨다. 충전 과정에서, 코어의 바로 위 중심부에 열전대를 설치하고, 충전 과정에서의 온도 변화를 실시적으로 테스트하고, 상기 온도의 최대 값에서 테스트 온도인 25℃를 빼면 바로 3 C 충전시의 온도 상승량이다
못박기 합격률 테스트
측정 대기 리튬이온 전지를 0.05 C의 배율로 전압이 4.45 V(비교예 1정격 전압) 또는 8.90 V(기타 비교예 및 모든 실시예)로 될 때까지 정전류로 충전시킨 후, 전류가 0.025 C(차단 전류)로 될 때까지 정전압으로 충전시켜, 전지가 풀 충전 상태에 도달하도록 하고, 테스트 전의 전지의 겉모양을 기록한다. 25 ± 3 ℃ 환경에서 전지에 대해 못박기 테스트를 수행는 바, 강철 못의 직경은 4 mm이고, 천공 속도는 30 mm/s이며, 못박기 위치는 각각 Al 탭 전극 구성 소자의 가장자리에서 15 mm 떨어진 위치와 Ni 탭 전극 구성 소자의 가장자리에서 15 mm 떨어진 위치이고, 테스트를 3.5 min 수행하거나 전극 구성 소자 표면 온도가 50℃로 하강된 후에 테스트를 중지하고, 10개의 전극 구성 소자를 한 그룹으로 하여, 테스트 과정에서 전지 상태를 관찰하며, 전지의 미연소, 미폭발을 판단 기준으로 하여, 10회의 못박기 테스트에서 9회 이상 합격한 경우 못박기 테스트에 합격한 것으로 판정한다.
[표 1]
각 실시예 및 비교예의 테스트 파라미터 및 그에 대응하는 실험 결과
Figure pct00001
Figure pct00002
표 1에서 표시한 바와 같이, 비교예 2-4에 비해, 실시예 15를 제외한 본 발명의 실시예는 에너지 밀도가 증가되었고, 표 1에서 보아낼 수 있듯이, 기존의 독립된 두 전극 구성 소자를 외부 직렬 연결하는 구조를 가진 리튬이온 전지, 독립된 두 전극 구성 소자의 선단부와 말단부를 직렬 연결한 구조를 가진 리튬이온 전지, 독립된 두 전극 구성 소자를 나란히 배열하여 직렬 연결하는 구조를 가진 리튬이온 전지에 비해, 본 발명의 실시예에 따른 분리판을 직렬 연결하는 구조를 가진 리튬이온 전지는 더 높은 에너지 밀도를 갖는다(NG는 미측정됨을 표시한다).
비교예 1-9에 비해, 본 발명의 실시예 1-5, 7, 11-27의 패키지 강도가 증가되었고, 더불어, 비교예 1-4 및 9에 비해, 본 발명의 실시예 1-5, 7-12, 15-16, 18, 20-23, 25의 못박기 합격 비율이 더 높다.
비교예 1-2에 비해, 본 발명의 실시예 1-10, 12-14, 16-17, 19, 24-27의 낙하 파손 비율이 증가되었으나, 비교예 1의 단일 전극 구성 소자를 가진 리튬이온 전지의 방전 전압이 낮고, 비교예 2의 독립된 두 전극 구성 소자를 외부에서 직렬 연결하는 구조를 가진 리튬이온 전지는, 두 전극 구성 소자의 방전 전압이 비슷하여야 하고, 그렇지 않으면, 단락이 발생하기 쉽고, 또한 본 발명의 실시예 11, 15, 18, 20-23의 낙하 파손 비율은 비교예 1-2에 비해, 여전히 같으며; 비교예 3-4에 비해, 본 발명의 실시예 1-5, 7, 11-12, 15-18, 20-23, 25의 낙하 파손 비율이 감소된 것으로 보면, 기존의 독립된 두 전극 구성 소자의 선단부와 말단부를 직렬 연결하는 구조를 가진 리튬이온 전지, 독립된 두 전극 구성 소자를 나란히 배열하여 직렬 연결하는 구조를 가진 리튬이온 전지에 비해, 그들은 더 낮은 낙하 파손 비율을 갖고 있음을 설명하고 있고; 비교예 8-9에 비해, 본 발명은 실시예의 낙하 파손 비율이 뚜렷하게 감소된 것으로 보면, 본 발명에 의해 제조된 분리판이 리튬이온 전지에 응용될 경우 낙하 파손에 잘 견딜 수 있다는 것이 설명을 설명하고 있다.
비교예 1, 단일 전극 리튬이온 전지에 비해, 본 발명의 실시예의 3 C 충전 온도 상승량이 감소되었고, 이를 제외한, 비교예 2-4 및 7-9에 비해서는, 본 발명의 실시예의 충전 온도 상승은 거의 변화가 없다.
비교예에 비해, 본 발명의 실시예의 50회 사이클 후의 방전 용량이 첫 회 방전 용량과의 비의 값은 거의 변화가 없다.
이로부터 보아낼 수 있듯이, 본 발명에 의해 제조되는 분리판이 리튬이온 전지에 응용될 경우 리튬이온 전지의 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있어, 훌륭한 기술적 효과를 얻었다.
상술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명의 보호 범위를 제한하려는 것이 아니다. 본 발명의 정신 및 원칙 내에서의 모든 수정, 동등 교체, 개진 등은 모두 본 발명의 보호범위 내에 포함된다.

Claims (17)

  1. 전기화학 디바이스용 분리판에 있어서,
    이온 절연성을 구비하고, 중간층과 패키지층을 포함하며, 상기 패키지층은 상기 중간층의 상하 두 표면에 위치하고;
    상기 중간층의 재료는 탄소 재료, 제1 고분자 재료 또는 금속 재료 중 적어도 1종을 포함하고;
    상기 패키지층의 재료는 제2 고분자 재료를 포함하며;
    상기 패키지층의 연화 시작 온도는 상기 중간층의 연화 시작 온도보다 적어도 10℃ 더 낮은, 전기화학 디바이스용 분리판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층의 두 표면의 주위 가장자리는 패키지층에 의해 피복되고, 상기 패키지층의 면적은 중간층의 면적의 30% 내지 100%을 차지하는, 전기화학 디바이스용 분리판.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 중간층의 적어도 한 표면의 전부가 패키지층에 의해 피복되는, 전기화학 디바이스용 분리판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소 재료는 카본 펠트, 카본 필름, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 풀러렌(fullerene), 도전성 흑연 필름 또는 그래핀 필름 중 적어도 1종을 포함하는, 전기화학 디바이스용 분리판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 고분자 재료는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리아미드이미드, 폴리카보네이트, 고리형폴리올레핀, 폴리페닐렌설파이드, 폴리비닐아세테이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리메틸렌나프탈렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리프로필렌카보네이트, 폴리(비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌), 폴리(비닐리덴 플루오라이드-코-클로로트리플루오로에틸렌), 실리콘, 비닐론(vinylon), 폴리프로필렌, 산무수물 변성 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌 및 이들의 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리에테르니트릴, 폴리우레탄, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에스테르, 폴리술폰, 비정질 α-올레핀 공중합체 또는 이들 물질의 유도체 중 적어도 1종을 포함하는, 전기화학 디바이스용 분리판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 재료는 Ni, Ti, Ag, Au, Pt, Fe, Co, Cr, W, Mo, Pb, In, Zn 또는 스테인리스강 중 적어도 1종을 포함하는, 전기화학 디바이스용 분리판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 고분자 재료는 폴리프로필렌, 산무수물 변성 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌 및 이들의 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 폴리에테르니트릴, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에스테르, 비정질 α-올레핀 공중합체 또는 이들 물질의 유도체 중 적어도 1종을 포함하는, 전기화학 디바이스용 분리판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리판의 두께는 2 ㎛ 내지 500 ㎛인, 전기화학 디바이스용 분리판.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층 재료의 연화 시작 온도는 130℃보다 높은, 전기화학 디바이스용 분리판.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 패키지층 재료의 연화 시작 온도는 120℃ 내지 240℃인, 전기화학 디바이스용 분리판.
  11. 제 1 항에 있어서,
    (a) 상기 분리판의 두께가 5 ㎛ 내지 50 ㎛인 것;
    (b) 상기 중간층 재료의 연화 시작 온도가 150℃보다 높은 것; 및
    (c) 상기 패키지층 재료의 연화 시작 온도가 130℃ 내지 170℃인 것
    중 적어도 하나를 갖는, 전기화학 디바이스용 분리판.
  12. 전기화학 디바이스에 있어서,
    적어도 하나의 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 분리판, 적어도 2개의 전극 구성 소자, 전해액 및 외부 포장을 포함하고, 상기 전극 구성 소자는 독립적으로 밀봉된 챔버 내에 있는, 전기화학 디바이스.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전극 구성 소자의 가장 바깥 층은 분리막을 포함하고, 상기 분리막과 상기 분리판은 서로 인접되는, 전기화학 디바이스.
  14. 제 12 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥 층은 분리막을 포함하고, 상기 분리막과 상기 분리판은 서로 인접되며; 적어도 하나의 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥층은 집전체를 포함하고, 상기 집전체와 상기 분리판의 다른 일측은 서로 인접되는, 전기화학 디바이스.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 분리판은 전자 전도성을 구비하고, 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥층은 집전체를 포함하고, 상기 집전체와 상기 분리판은 서로 인접되며, 상기 분리판 양측의 전극 구성 소자의 집전체는 서로 반대되는 극성을 갖는, 전기화학 디바이스.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 분리판은 전자 절연성을 구비하고, 상기 전극 구성 소자의 가장 바깥층은 집전체를 포함하며, 상기 집전체와 상기 분리판은 서로 인접되는, 전기화학 디바이스.
  17. 전자 디바이스에 있어서,
    제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 전기화학 디바이스를 포함하는, 전자 디바이스.
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