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KR102819270B1 - Method for manufacturing printed battery and printed battery manufactured therefrom - Google Patents

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KR102819270B1
KR102819270B1 KR1020210175792A KR20210175792A KR102819270B1 KR 102819270 B1 KR102819270 B1 KR 102819270B1 KR 1020210175792 A KR1020210175792 A KR 1020210175792A KR 20210175792 A KR20210175792 A KR 20210175792A KR 102819270 B1 KR102819270 B1 KR 102819270B1
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layer
gel
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printed
electrolyte
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강민선
우상철
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주식회사 아모그린텍
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Abstract

인쇄배터리 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 인쇄배터리는 (1) 제1외장재의 일부 영역에 양극층을 인쇄하고, 제2외장재의 일부 영역에 음극층을 인쇄하는 단계, (2) 양극층 또는 음극층 상에 산성을 띠며, 전해질 성분, 물 및 이산화규소(SiO2)인 겔 형성성분을 포함하는 겔 전해질 조성물을 인쇄시켜서 겔 전해질층을 형성시키는 단계, (3) 인쇄된 겔 전해질층의 테두리 외측에 대응하는 제1외장재 또는 제2외장재의 테두리 영역 상에 접착층을 인쇄하는 단계 및 (4) 각 층이 인쇄된 제1외장재 및 제2외장재를 합지해 접착층을 통해 제1외장재 및 제2외장재의 테두리 부분을 실링하는 단계를 포함하여 구현된다. 이에 의하면, 우수한 요변성 특성과, 반복적인 인쇄 작업성 및 양산성이 우수하며, 종이타입의 분리막에 인쇄하는 경우에도 분리막의 품질을 변동시키지 않고, 인쇄된 후 기포 등이 발생되지 않는 겔 전해질 조성물을 이용함을 통해서 1차 전지인 인쇄배터리를 우수한 품질로 대량생산이 가능하다.A method for manufacturing a printed battery is provided. The printed battery according to the present invention is implemented by including (1) a step of printing a positive electrode layer on a portion of a first outer layer and a negative electrode layer on a portion of a second outer layer, (2) a step of forming a gel electrolyte layer by printing a gel electrolyte composition having acidity and including an electrolyte component, water, and a gel-forming component that is silicon dioxide (SiO2) on the positive electrode layer or the negative electrode layer, (3) a step of printing an adhesive layer on a border area of the first outer layer or the second outer layer corresponding to an outer side of the border of the printed gel electrolyte layer, and (4) a step of bonding the first outer layer and the second outer layer, each of which is printed, to seal the border portions of the first outer layer and the second outer layer through the adhesive layer. According to this, it is possible to mass-produce a printed battery, which is a primary cell, with excellent quality by using a gel electrolyte composition that has excellent thixotropic properties, excellent repetitive printing workability and mass productivity, does not change the quality of the separator even when printed on a paper-type separator, and does not generate bubbles after printing.

Description

인쇄배터리 제조방법 및 이를 통해 제조된 인쇄배터리{Method for manufacturing printed battery and printed battery manufactured therefrom}Method for manufacturing printed battery and printed battery manufactured therefrom {Method for manufacturing printed battery and printed battery manufactured therefrom}

본 발명은 인쇄배터리 제조방법 및 이를 통해 제조된 인쇄배터리에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a printed battery and a printed battery manufactured thereby.

최근 사물인터넷과 관련된 각종 센서태그, RFID 태그, 스마트카드와 의료용 패치 산업의 활기에 힘입어 박형 전지의 수요가 증가하고 있다.Recently, the demand for thin batteries is increasing due to the vitality of various sensor tags, RFID tags, smart cards, and medical patch industries related to the Internet of Things.

특히, 라벨형 센서의 시장은 향후 잠재성이 큰 분야로 예측되고 있으며 센서를 가동시킬 수 있는 전원으로 저렴하면서 수백 미크론 이내의 두께를 가진 박형 전지가 요구되고 있다.In particular, the market for label-type sensors is expected to have great potential in the future, and a thin battery with a thickness of several hundred microns or less that is inexpensive is required as a power source to operate the sensor.

박형 전지는 필름 모양의 얇은 전지를 총칭하는 것으로서 양극, 음극 및 전해질을 포함하며, 얇은 필름형 외장재의 내부에 양극, 음극 및 전해질이 봉지된다.A thin battery is a general term for a thin battery in the shape of a film, which includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and the positive electrode, negative electrode, and electrolyte are sealed inside a thin film-shaped outer packaging material.

일반적으로 박형 전지에 사용되는 전해질은 액체 타입의 전해질을 사용하는데, 주입 공정 시간이 많이 소모될 뿐만 아니라, 박형 전지가 개방되어 있을 경우, 건조한 환경에서 고갈이 빠른 단점이 있다.Generally, the electrolyte used in thin-cell batteries is a liquid-type electrolyte, which not only takes a long time for the injection process, but also has the disadvantage of rapid depletion in a dry environment when the thin-cell battery is open.

이와 같은 단점을 보완하고자, 겔 타입 전해질이 개발되어 있지만, 기존 겔 타입 전해질은 인쇄공정으로 구현 시 표면품질 및 물성이 좋지 않고, 반복적인 인쇄 공정이 어려워 인쇄 작업성 및 양산성이 불리하다.To compensate for such shortcomings, gel-type electrolytes have been developed, but existing gel-type electrolytes have poor surface quality and physical properties when implemented through a printing process, and repetitive printing processes are difficult, resulting in disadvantages in printing workability and mass productivity.

한국공개특허공보 제10-2006-0055158호Korean Patent Publication No. 10-2006-0055158

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 요변성 특성이 우수하고, 인쇄품질 및 반복적인 인쇄공정이 가능한 겔 전해질 조성물을 통해서 인쇄방식으로 대량생산이 가능한 1차전지인 인쇄배터리 제조방법 및 이를 통해 제조된 인쇄배터리를 제공하는데 목적이 있다. The present invention has been made in consideration of the above points, and its purpose is to provide a method for manufacturing a printed battery, which is a primary battery that can be mass-produced by a printing method, using a gel electrolyte composition having excellent thixotropic properties and capable of printing quality and repeatable printing processes, and a printed battery manufactured thereby.

또한, 본 발명은 우수한 요변성 특성과, 반복적인 인쇄 작업성 및 양산성이 우수하며, 종이타입의 분리막에 인쇄하는 경우에도 분리막의 품질을 변동시키지 않고, 인쇄된 후 기포 등이 발생되지 않아서 인쇄품질과 기포로 인한 물성저하가 방지된 인쇄배터리용 겔 전해질 조성물을 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, another purpose of the present invention is to provide a gel electrolyte composition for a printed battery, which has excellent thixotropic properties, excellent repetitive printing workability and mass productivity, does not change the quality of the separator even when printed on a paper-type separator, and does not generate bubbles or the like after printing, thereby preventing deterioration of printing quality and physical properties due to bubbles.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (1) 제1외장재의 일부 영역에 양극층을 인쇄하고, 제2외장재의 일부 영역에 음극층을 인쇄하는 단계, (2) 양극층 또는 음극층 상에 산성을 띠며, 전해질 성분, 물 및 이산화규소(SiO2)인 겔 형성성분을 포함하는 겔 전해질 조성물을 인쇄시켜서 겔 전해질층을 형성시키는 단계, (3) 인쇄된 겔 전해질층의 테두리 외측에 대응하는 제1외장재 또는 제2외장재의 테두리 영역 상에 접착층을 인쇄하는 단계, 및 (4) 각 층이 인쇄된 제1외장재 및 제2외장재를 합지해 접착층을 통해 제1외장재 및 제2외장재의 테두리 부분을 실링하는 단계를 포함하는 인쇄배터리 제조방법을 제공한다.In order to solve the above-described problem, the present invention provides a method for manufacturing a printed battery, comprising the steps of: (1) printing a positive electrode layer on a portion of a first outer layer and printing a negative electrode layer on a portion of a second outer layer, (2) printing a gel electrolyte composition having acidity and including an electrolyte component, water, and a gel-forming component that is silicon dioxide (SiO 2 ) on the positive electrode layer or the negative electrode layer to form a gel electrolyte layer, (3) printing an adhesive layer on a border area of the first outer layer or the second outer layer corresponding to an outer side of the border of the printed gel electrolyte layer, and (4) bonding the first outer layer and the second outer layer, each of which is printed, to seal the border portions of the first outer layer and the second outer layer through the adhesive layer.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (3) 단계에서 겔 전해질 조성물이 인쇄되는 양극 또는 음극 상에 분리막이 배치되며, 겔 전해질 조성물은 상기 분리막 상에 인쇄될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in step (3), a separator is disposed on the positive or negative electrode on which the gel electrolyte composition is printed, and the gel electrolyte composition can be printed on the separator.

또한, 상기 전해질 성분은 염화아연(ZnCl2) 100 중량부에 대하여 염화암모늄(NH4Cl)을 2 ~ 10 중량부로 포함할 수 있다.Additionally, the electrolyte component may include 2 to 10 parts by weight of ammonium chloride (NH 4 Cl) per 100 parts by weight of zinc chloride (ZnCl 2 ).

또한, 상기 전해질 성분 100 중량부에 대해서 물은 95 ~ 120 중량부로 포함될 수 있다. Additionally, water may be included in an amount of 95 to 120 parts by weight per 100 parts by weight of the electrolyte component.

또한, 상기 전해질 성분 100 중량부에 대하여 겔 형성성분은 2 ~ 14 중량부로 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 상기 전해질 성분 100 중량부에 대하여 겔 형성성분은 6 ~ 10 중량부로 포함될 수 있다. In addition, the gel-forming component may be included in an amount of 2 to 14 parts by weight per 100 parts by weight of the electrolyte component, and more preferably, the gel-forming component may be included in an amount of 6 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the electrolyte component.

또한, 상기 이산화규소는 무정형인 흄드실리카이며, BET 비표면적이 170 ~ 230㎡/g일 수 있다. In addition, the above silicon dioxide is amorphous fumed silica and may have a BET surface area of 170 to 230 m2/g.

또한, 상기 이산화규소는 4중량%로 수분산 시 pH가 3.7 ~ 4.5일 수 있다. Additionally, the silicon dioxide may have a pH of 3.7 to 4.5 when dispersed in water at 4 wt%.

또한, 상기 분리막은 크라프트지를 포함하고, 상기 인쇄는 스크린 인쇄일 수 있다. Additionally, the separator may include kraft paper, and the printing may be screen printing.

또한, 본 발명은 양극층, 음극층, 상기 양극층과 음극층 사이에 개재되며 전해질 성분 및 겔 형성성분을 포함하는 겔 전해질층 및 상기 양극층, 음극층 및 겔 전해질층을 봉지하는 외장재를 포함하는 인쇄배터리를 제공한다. In addition, the present invention provides a printed battery including a positive electrode layer, a negative electrode layer, a gel electrolyte layer interposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer and including an electrolyte component and a gel-forming component, and an outer material encapsulating the positive electrode layer, the negative electrode layer, and the gel electrolyte layer.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 양극층은 이산화망간(MnO2)을 포함하고, 상기 음극층은 아연(Zn)을 포함하며, 상기 전해질 성분은 염화아연 및 염화암모늄을 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the anode layer may include manganese dioxide (MnO 2 ), the cathode layer may include zinc (Zn), and the electrolyte component may include zinc chloride and ammonium chloride.

또한, 상기 인쇄배터리는 두께가 0.5 ~ 2.0㎜일 수 있다. Additionally, the printed battery may have a thickness of 0.5 to 2.0 mm.

또한, 상기 겔 전해질층은 두께가 0.04 ~ 0.4㎜일 수 있다. Additionally, the gel electrolyte layer may have a thickness of 0.04 to 0.4 mm.

또한, 본 발명은 산성을 띠며, 전해질 성분, 물 및 이산화규소인 겔 형성성분을 포함하는 인쇄배터리용 겔 전해질 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a gel electrolyte composition for a printed battery, which is acidic and includes an electrolyte component, water, and a gel-forming component that is silicon dioxide.

본 발명에 의하면, 인쇄배터리용 겔 전해질 조성물은 우수한 요변성 특성과, 반복적인 인쇄 작업성 및 양산성이 우수하며, 종이타입의 분리막에 인쇄하는 경우에도 분리막의 품질을 변동시키지 않고, 인쇄된 후 기포 등이 발생되지 않아서 인쇄품질과 기포로 인한 물성저하가 방지될 수 있다. 이로 인해서 인쇄배터리용 겔 전해질 조성물을 통해서 1차 전지인 인쇄배터리를 우수한 품질로 대량생산이 가능하다.According to the present invention, a gel electrolyte composition for a printed battery has excellent thixotropic properties, excellent repetitive printing workability and mass productivity, and even when printed on a paper-type separator, the quality of the separator does not change, and since bubbles and the like do not occur after printing, the printing quality and deterioration of physical properties due to bubbles can be prevented. Accordingly, mass production of a printed battery, which is a primary battery, with excellent quality is possible through the gel electrolyte composition for a printed battery.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄배터리를 개략적으로 나타낸 도면,
도 2는 도 1에 대한 인쇄배터리의 A-A' 경계선에 따른 단면도, 그리고
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인쇄배터리의 단면도이다.
Figure 1 is a schematic drawing of a printed battery according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view along the AA' boundary line of the printed battery of Figure 1, and
FIGS. 3 and 4 are cross-sectional views of a printed battery according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. The present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts that are not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and the same reference numerals are added to the same or similar components throughout the specification.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄배터리(100)는 1차 전지로써, 소정의 면적을 갖는 판상의 배터리일 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2, a printed battery (100) according to one embodiment of the present invention may be a primary battery and a plate-shaped battery having a predetermined area.

구체적으로 인쇄배터리(100)는 외장재(110), 양극층(120), 음극층(130) 및 겔 전해질층(150)을 포함한다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 양극층(120), 음극층(130) 사이에 분리막(140)을 더 포함할 수 있다. 달리 말하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄배터리(100)는 외장재(110)의 내부에 양극층(120), 음극층(130) 및 겔 전해질층(150) 또는 양극층(120), 음극층(130), 겔 전해질층(150) 및 분리막(140)이 봉지되는 인쇄배터리일 수 있다.Specifically, the printed battery (100) includes an outer case (110), a positive electrode layer (120), a negative electrode layer (130), and a gel electrolyte layer (150). In addition, as illustrated in FIG. 3, a separator (140) may be further included between the positive electrode layer (120) and the negative electrode layer (130). In other words, the printed battery (100) according to one embodiment of the present invention may be a printed battery in which the positive electrode layer (120), the negative electrode layer (130), and the gel electrolyte layer (150), or the positive electrode layer (120), the negative electrode layer (130), the gel electrolyte layer (150), and the separator (140) are sealed inside the outer case (110).

상기 외장재(110)는 일정면적을 갖는 판상의 부재일 수 있다. 상기 외장재(110)는 내부에 배치되는 상기 양극층(120), 음극층(130), 겔 전해질층(150) 및 분리막(140)을 외부환경으로부터 물리적으로 보호하고, 내부의 겔 전해질층(150)에 함유된 물이 증발된 수분이 외부로 투과하는 것을 방지하는 역할을 한다. The above outer material (110) may be a plate-shaped member having a certain area. The outer material (110) physically protects the positive electrode layer (120), the negative electrode layer (130), the gel electrolyte layer (150), and the separator (140) arranged inside from the external environment, and prevents moisture contained in the gel electrolyte layer (150) inside from evaporating and permeating to the outside.

이를 위해, 상기 외장재(110)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 제1외장재(111) 및 제2외장재(112)를 포함할 수 있으며, 상기 제1외장재(111) 및 제2외장재(112)는 서로 마주하는 테두리를 따라 배치되는 접착층(160)을 통해 상호 접합될 수 있다.To this end, the outer covering (110) may include a pair of first outer coverings (111) and second outer coverings (112), as shown in FIGS. 2 and 3, and the first outer coverings (111) and second outer coverings (112) may be mutually bonded through an adhesive layer (160) arranged along edges facing each other.

대안으로, 상기 제1외장재(111) 및 제2외장재(112)는 하나의 부재로 이루어져 폭방향 또는 길이방향을 따라 반으로 접혀진 후 맞접하는 나머지 테두리 부분이 상기 접착층(160)을 통해 접합될 수도 있다.Alternatively, the first outer material (111) and the second outer material (112) may be formed as a single piece, folded in half along the width or length direction, and the remaining edge portions that are joined may be joined through the adhesive layer (160).

상기 외장재(110)는 인쇄배터리에 사용되는 공지의 외장재의 경우 제한 없이 사용할 수 있다. 일 예로 상기 제1외장재(111) 및 제2외장재(112)는 각각 독립적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등과 같은 폴리에스테르계 필름, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 필름, 폴리아미드 필름, 폴리이미드 필름 및 폴리아미드이미드 필름으로 이루어진 군에서 선택된 필름을 1종 구비한 단일층, 또는 2종 이상 구비한 복합층으로 구성될 수 있다. The above outer covering material (110) can be used without limitation as a known outer covering material used in a printed battery. For example, the first outer covering material (111) and the second outer covering material (112) can each be independently composed of a single layer including one type of film selected from the group consisting of a polyester film such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc., a polyolefin film such as polyethylene, polypropylene, etc., a polyamide film, a polyimide film, and a polyamide-imide film, or a composite layer including two or more types of films.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 인쇄배터리(100")에 배터리는 외장재 중 일부 외장재(111')가 겔 전해질층(150)의 증발된 수분이 외부로 방출되는 것을 방지하기 위하여 고분자 필름(111a,111c) 내부에 금속층(111b)이 구비된 외장재(111')를 사용할 수 있다. 상기 금속층(111b)은 포일(foil)고 같은 금속박판일 수도 있고, 상기 제1수지층(111b) 또는 제2수지층(112b)의 일면에 스퍼터링, 화학기상증착 등의 방법을 통해 형성되는 금속증착막일 수도 있다. 또한, 상기 금속층(111b)은 알루미늄, 구리, 인청동(phosphorbronze, PB), 알루미늄청동(aluminium bronze), 백동, 베릴륨-구리(Berylium-copper), 크롬-구리, 티탄-구리, 철-구리, 코르손 합금 및 크롬-지르코늄 구리 합금 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 알루미늄을 구비할 수 있으며, 상기 알루미늄은 알루미늄 증착층일 수 있다. 또한, 상기 금속층(111b)은 두께가 5 ~ 50㎛, 보다 바람직하게는 10 ~ 35㎛일 수 있고, 만일 금속층(111b)의 두께가 5㎛ 미만이면 인쇄배터리(100") 내부 겔 전해질층(150) 유래의 증발된 수분이 외부로 누설될 수 있다. 또한, 두께가 50㎛를 초과할 경우 내부에서 발생된 수소가스가 적절히 누출되지 못해 인쇄배터리의 부풀음이 과다하고 이로 인해 겔 전해질의 누출이 발생할 우려가 있다. Meanwhile, according to one embodiment of the present invention, in the printed battery (100") illustrated in FIG. 4, a battery may use an outer material (111') having a metal layer (111b) provided inside a polymer film (111a, 111c) to prevent evaporated moisture of a gel electrolyte layer (150) from being released to the outside. The metal layer (111b) may be a metal sheet such as a foil, or may be a metal deposition film formed on one surface of the first resin layer (111b) or the second resin layer (112b) by a method such as sputtering or chemical vapor deposition. In addition, the metal layer (111b) may be formed of aluminum, copper, phosphorbronze (PB), aluminum bronze, cupronickel, beryllium-copper, chromium-copper, titanium-copper, iron-copper, It may include at least one selected from a Corson alloy and a chromium-zirconium copper alloy, more preferably may include aluminum, and the aluminum may be an aluminum deposition layer. In addition, the metal layer (111b) may have a thickness of 5 to 50 μm, more preferably 10 to 35 μm, and if the thickness of the metal layer (111b) is less than 5 μm, evaporated moisture derived from the gel electrolyte layer (150) inside the printed battery (100") may leak to the outside. In addition, if the thickness exceeds 50 μm, the hydrogen gas generated inside may not leak properly, which may cause excessive swelling of the printed battery and thus leakage of the gel electrolyte.

또한, 상기 금속층(111b)을 둘러싸는 고분자 필름(111a,111c)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등과 같은 폴리에스테르계 필름, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 필름, 폴리아미드 필름, 폴리이미드 필름 및 폴리아미드이미드 필름으로 이루어진 군에서 선택된 필름일 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트일 수 있다. In addition, the polymer film (111a, 111c) surrounding the metal layer (111b) may be a film selected from the group consisting of a polyester film such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc., a polyolefin film such as polyethylene, polypropylene, etc., a polyamide film, a polyimide film, and a polyamideimide film, and preferably, may be polyethylene terephthalate.

한편, 고분자 필름(111a,111c) 내부에 금속층(111b)이 구비된 외장재(111')가 인쇄배터리의 외장재로써 전부 사용될 수 있으나, 이 경우 내부에서 발생한 수소가스가 외부로 방출되기 어려워서 인쇄배터리의 사용 중 부품 현상이 과도할 수 있다. 이에 내부에서 발생한 수소가스의 배출이 원활하면서 및 내부 겔 전해질층의 수분증발이 최소화되도록 제1외장재와 제2외장재 중 어느 하나에만 고분자 필름(111a,111c) 내부에 금속층(111b)이 구비된 외장재가 구비되는 것이 바람직할 수 있다. Meanwhile, an outer material (111') having a metal layer (111b) inside a polymer film (111a, 111c) can be used as the outer material of a printed battery. However, in this case, since it is difficult for hydrogen gas generated inside to be released to the outside, excessive component phenomenon may occur during use of the printed battery. Accordingly, it may be preferable that an outer material having a metal layer (111b) inside a polymer film (111a, 111c) is provided only in one of the first outer material and the second outer material so that the discharge of hydrogen gas generated inside is smooth and moisture evaporation of the internal gel electrolyte layer is minimized.

또한 상기 제1외장재(111,111') 및 제2외장재(112)는 각각 독립적으로 두께가 10 ~ 100㎛일 수 있다.Additionally, the first outer material (111, 111') and the second outer material (112) may each independently have a thickness of 10 to 100 ㎛.

다음으로 양극층(120) 및 음극층(130)에 대해 설명한다. Next, the anode layer (120) and cathode layer (130) will be described.

상기 양극층(120) 및 음극층(130) 각각은 집전체층(122,132) 및 상기 집전체층(122,132) 상에 형성된 활물질층(121,131)을 구비할 수 있다. 또한, 상기 활물질층(121,131)은 집전체층(122,132)의 전체면적에 대응하여 구비될 수도 있고 또는 집전체층(122,132)의 일부 면적에만 국부적으로 구비될 수도 있다.Each of the positive electrode layer (120) and the negative electrode layer (130) may be provided with a current collector layer (122, 132) and an active material layer (121, 131) formed on the current collector layer (122, 132). In addition, the active material layer (121, 131) may be provided corresponding to the entire area of the current collector layer (122, 132) or may be locally provided only on a portion of the area of the current collector layer (122, 132).

이때, 양극 집전체층(122) 및 음극 집전체층(132) 각각은 외장재(110)의 내면, 구체적으로 제1외장재(111,111')의 내면 및 제2외장재(112)의 내면에 각각 인쇄를 통해서 형성될 수 있다. 또한, 양극 활물질층(121) 및 음극 활물질층(131) 각각은 상기 양극 집전체층(122) 및 음극 집전체층(132)의 일면에 인쇄를 통해서 형성될 수 있다.At this time, each of the positive electrode current collector layer (122) and the negative electrode current collector layer (132) can be formed through printing on the inner surface of the outer material (110), specifically, on the inner surface of the first outer material (111, 111') and the inner surface of the second outer material (112). In addition, each of the positive electrode active material layer (121) and the negative electrode active material layer (131) can be formed through printing on one surface of the positive electrode current collector layer (122) and the negative electrode current collector layer (132).

여기서, 상기 양극 집전체층(122) 및 음극 집전체층(132)의 일단은 소정의 폭으로 길게 연장될 수 있고, 연장된 부분은 각각의 외장재(110)로 봉지된 인쇄배터리(100,100',100") 몸체 외부로 돌출되어 외부기기와의 전기적인 연결을 위한 양극단자(123) 및 음극단자(113)로써 역할을 할 수 있다. Here, one end of the positive electrode current collector layer (122) and the negative electrode current collector layer (132) can be extended to a predetermined width, and the extended portion can protrude outside the body of the printed battery (100, 100', 100") sealed with each outer material (110) to serve as a positive electrode terminal (123) and a negative electrode terminal (113) for electrical connection with an external device.

또한, 상기 양극 집전체층(122) 및 음극 집전체층(132) 각각은 전도성의 인쇄가능한 공지된 페이스트 또는 잉크로 구현될 수 있고, 일 예로 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 니켈, 티타늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 아연, 몰리브덴, 텅스텐, 은, 금 및 이들 중 1종 이상의 금속이나 전도성 카본, 또는 전도성 폴리머가 함유된 페이스트 또는 잉크를 사용하여 인쇄를 통해 형성될 수 있다. In addition, each of the positive electrode current collector layer (122) and the negative electrode current collector layer (132) can be implemented with a known conductive printable paste or ink, and for example, can be formed through printing using a paste or ink containing one or more of copper, aluminum, stainless steel, nickel, titanium, chromium, manganese, iron, cobalt, zinc, molybdenum, tungsten, silver, gold, and metals thereof, or conductive carbon, or conductive polymer.

또한, 상기 양극 집전체층(122) 및 음극 집전체층(132) 각각은 두께가 5 ~ 200㎛로 형성될 수 있다. Additionally, each of the positive electrode current collector layer (122) and the negative electrode current collector layer (132) can be formed to a thickness of 5 to 200 μm.

또한, 상기 양극 활물질층(121) 및 음극 활물질층(131)은 각각 양극 집전체층(122) 및 음극 집전체층(132) 상에 인쇄를 통해 형성될 수 있으며, 이에 인쇄 가능한 잉크 또는 페이스트가 사용될 수 있다. 상기 잉크 또는 페이스트는 도전재, 바인더 수지 및 활물질을 함유할 수 있고, 상기 도전제는 그라파이트, 카본블랙, 덴카블랙 등을 함유할 수 있다. 또한, 상기 바인더 수지는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 비닐리덴플루오라이드와 헥사플루오로프로필렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 트리플루오로에틸렌의 공중합체, 비닐리덴플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌의 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 폴리염화비닐, 폴리부타디엔, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리에틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸메타크릴레이트, 폴리부틸아크릴레이트, 폴리부틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 전분, 폴리아크릴산, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 나일론, 나피온 등의 고분자 화합물 또는 이들의 공중합체, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.In addition, the positive electrode active material layer (121) and the negative electrode active material layer (131) may be formed by printing on the positive electrode current collector layer (122) and the negative electrode current collector layer (132), respectively, and a printable ink or paste may be used. The ink or paste may contain a conductive agent, a binder resin, and an active material, and the conductive agent may contain graphite, carbon black, Denka black, or the like. In addition, the binder resin may be a polymer compound such as polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, a copolymer of vinylidene fluoride and trifluoroethylene, a copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinyl chloride, polybutadiene, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutylacrylate, polybutyl methacrylate, polyacrylonitrile, cellulose, carboxymethyl cellulose, starch, polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyvinylacetate, nylon, Nafion, or a copolymer thereof, or a mixture thereof.

또한, 상기 활물질은 통상적으로 1차 전지에 사용하는 양극 활물질 및 음극 활물질 재료의 경우 제한 없이 사용할 수 있고, 일 예로서, 양극 활물질은 이산화망간(MnO2), 니켈옥사이드, 산화납, 이산화납, 실버옥사이드, 황화철 입자 등을 1종 이상 포함할 수 있고, 음극 활물질은 아연(Zn), 알루미늄, 철, 납, 마그네슘 입자 등을 1종 이상 포함할 수 있다. 또한, 양극 활물질 및 음극 활물질에 사용되는 활물질 입자의 평균입경은 약 10㎚ ~ 50㎛일 수 있다. In addition, the active material can be used without limitation in the case of positive electrode active material and negative electrode active material materials typically used in primary batteries, and as an example, the positive electrode active material can include one or more of manganese dioxide (MnO 2 ), nickel oxide, lead oxide, lead dioxide, silver oxide, iron sulfide particles, etc., and the negative electrode active material can include one or more of zinc (Zn), aluminum, iron, lead, magnesium particles, etc. In addition, the average particle diameter of the active material particles used in the positive electrode active material and the negative electrode active material can be about 10 nm to 50 μm.

한편, 양극 활물질 및 음극 활물질은 후술하는 겔 전해질층(150)의 전해질성분의 종류에 따라서 적정한 것을 선택할 수 있고, 전해질 성분이 염화아연 및 염화암모늄을 포함할 경우 상기 양극 활물질은 이산화망간, 음극 활물질은 아연일 수 있다. Meanwhile, the positive electrode active material and the negative electrode active material can be appropriately selected depending on the type of electrolyte component of the gel electrolyte layer (150) described later, and when the electrolyte component includes zinc chloride and ammonium chloride, the positive electrode active material can be manganese dioxide and the negative electrode active material can be zinc.

또한, 상기 양극 활물질층(121) 및 음극 활물질층(131)은 각각 두께가 10 ~ 200㎛로 형성될 수 있다. Additionally, the positive electrode active material layer (121) and the negative electrode active material layer (131) can each be formed to have a thickness of 10 to 200 μm.

다음으로 양극층(120)과 음극층(130) 사이에 배치되는 겔 전해질층(150)에 대해 설명한다. Next, the gel electrolyte layer (150) positioned between the positive electrode layer (120) and the negative electrode layer (130) will be described.

상기 겔 전해질층(150)은 전해질 성분, 물 및 겔 형성성분을 포함하는 겔 전해질 조성물이 인쇄되어 형성될 수 있으며, 이산화규소를 겔 형성성분으로 포함해 상기 겔 전해질 조성물은 반복 인쇄성이 뛰어나고, 우수한 요변성 특성을 가질 수 있다.The above gel electrolyte layer (150) can be formed by printing a gel electrolyte composition including an electrolyte component, water, and a gel-forming component, and by including silicon dioxide as a gel-forming component, the gel electrolyte composition can have excellent repeatability and excellent thixotropic properties.

상기 전해질 성분은 1차 전지에 사용되는 공지의 전해질 성분을 사용할 수 있으며, 수용액에서 산성을 띠는 성분이 좋고, 바람직하게는 염화아연 및 염화암모늄을 포함할 수 있다. 이때 전해질 성분은 염화아연(ZnCl2) 100 중량부에 대하여 염화암모늄(NH4Cl)을 2 ~ 10 중량부로 포함하며, 이를 통해 본 발명의 목적을 달성하기에 유리할 수 있다. The electrolyte component may use a known electrolyte component used in a primary battery, and a component that is acidic in an aqueous solution is preferable, and may preferably include zinc chloride and ammonium chloride. At this time, the electrolyte component includes 2 to 10 parts by weight of ammonium chloride (NH 4 Cl) per 100 parts by weight of zinc chloride (ZnCl 2 ), and this may be advantageous in achieving the purpose of the present invention.

또한, 겔 전해질 조성물은 전해질 성분 100 중량부에 대해서 물을 95 ~ 120 중량부로 포함할 수 있으며, 이를 통해 1차 전지로서 우수한 성능을 발휘하기 유리한 동시에 겔 형성성분이 우수한 요변성 특성을 갖도록 하는데 도움이 될 수 있는 등 본 발명의 목적을 달성하기에 유리할 수 있다. In addition, the gel electrolyte composition may contain 95 to 120 parts by weight of water per 100 parts by weight of the electrolyte component, which may be advantageous in achieving the purpose of the present invention, as it may help to exhibit excellent performance as a primary battery and at the same time, help the gel-forming component have excellent thixotropic properties.

또한, 상기 겔 형성성분으로 이산화규소가 함유된다. 종래 인쇄배터리에 사용되는 전해질층에는 상술한 전해질 성분 이외에 다공질 구조를 형성시킬 수 있는 폴리머, 예를 들어 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈과 같은 성분이 함께 사용되었는데, 이들 성분들은 겔 형성성이 적고, 이들 성분을 함유한 겔 전해질 조성물이 종이, 예를 들어 크라프트지나, 전분이 코팅된 크라프트지와 같은 분리막에 직접 인쇄되는 경우 분리막을 침해할 우려가 있다. 이에 본 발명은 우수한 요변성 특성으로 인해 인쇄방식을 적용하기에 용이하면서, 인쇄장치의 스크린 메쉬 또는 노즐을 막지 않거나 인쇄롤러에 인쇄되지 못한 잔여물이 남지 않아서 인쇄반복성이 우수하고, 우수한 요변성 특성으로 인해서 인쇄 후 흐름성이 급격히 적어져 목적한 영역에 목적한 모양으로 인쇄성이 뛰어나며, 인쇄된 겔 전해질층 표면과 내부에 공기거품이 구비되지 않아 인쇄품질이 개선되도록 이산화규소를 사용한다. 한편, 다른 종류의 무기재료, 예를 들어 이산화티타늄, 알루미나 등은 겔을 형성시킬 수는 있으나 요변성 특성, 반복 인쇄성 및 인쇄품질 등을 고려할 때 이산화규소를 사용했을 때에 대비해 목적하는 물성을 발현하기에 부족할 수 있다. In addition, silicon dioxide is contained as the gel-forming component. In addition to the electrolyte components described above, conventionally used electrolyte layers for printed batteries include polymers capable of forming a porous structure, such as polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, and polyvinyl pyrrolidone. However, these components have low gel-forming properties, and when a gel electrolyte composition containing these components is directly printed on a separator such as paper, for example, kraft paper or starch-coated kraft paper, there is a concern that the separator may be damaged. Accordingly, the present invention uses silicon dioxide so that the printing method is easy to apply due to excellent thixotropic properties, and the screen mesh or nozzle of the printing device is not blocked or unprinted residues are not left on the printing roller, so that the printing repeatability is excellent, and the flowability after printing is drastically reduced due to the excellent thixotropic properties, so that the printability is excellent in the intended shape in the intended area, and the printing quality is improved because no air bubbles are formed on the surface and inside of the printed gel electrolyte layer. Meanwhile, other types of inorganic materials, such as titanium dioxide and alumina, can form gels, but may be insufficient to express the desired properties when compared to silicon dioxide when considering thixotropic characteristics, repeatability, and print quality.

바람직하게는 상기 이산화규소는 비정질일 수 있다. 또한, 상기 이산화규소는 흄드 실리카일 수 있고, 다른 종류, 예를 들어 침전된 실리카(precitated silica)나, 실리카겔, 실리카 에어로겔 중 어느 하나 이상을 사용한 경우에 대비해 우수한 반복 인쇄성, 인쇄된 겔 전해질층 표면의 인쇄품질을 달성하기 유리하고, 분리막 침해를 최소화시킬 수 있다. 또한, 상기 이산화규소는 실라놀기가 캡핑되지 않는 친수성 흄드 실리카일 수 있고, 실라놀기가 탄화수소기로 캡핑된 소수성의 흄드실리카를 사용 시 목적하는 효과를 발현하기 어려울 수 있다. Preferably, the silicon dioxide may be amorphous. In addition, the silicon dioxide may be fumed silica, and compared to the case where one or more of other types, for example, precitated silica, silica gel, and silica aerogel, is used, it is advantageous in achieving excellent repeatability, printing quality of the surface of the printed gel electrolyte layer, and minimizing membrane damage. In addition, the silicon dioxide may be hydrophilic fumed silica in which silanol groups are not capped, and when hydrophobic fumed silica in which silanol groups are capped with hydrocarbon groups is used, it may be difficult to exhibit the desired effect.

상기 이산화규소는 바람직하게는 BET 비표면적이 170 ~ 230㎡/g인 것을 사용할 수 있고, 4중량%로 수분산 시 pH가 3.7 ~ 4.5일 수 있으며, 이와 같은 물성값을 만족함을 통해서 이산화규소를 통해 목적하는 효과를 발현하기에 유리할 수 있다. 만일 BET 비표면적 및/또는 수분산 시 pH 값이 전술된 범위를 벗어날 경우 인쇄반복성, 인쇄후 표면품질, 인쇄후 형상 구현성 및 분리막 침해성 중 어느 하나 이상의 특성이 목적한 수준으로 발현되지 않을 수 있다. The silicon dioxide may preferably have a BET surface area of 170 to 230 m2/g, and may have a pH of 3.7 to 4.5 when dispersed in water at 4 wt%. By satisfying such property values, it may be advantageous to express the desired effect through silicon dioxide. If the BET surface area and/or the pH value when dispersed in water are out of the above-mentioned range, one or more of the characteristics of print repeatability, post-printing surface quality, post-printing shape implementability, and membrane invasiveness may not be expressed at the desired level.

상기 이산화규소인 겔 형성성분은 전해질 성분 100 중량부에 대하여 2 ~ 14 중량부, 보다 바람직하게는 6 ~ 10 중량부로 겔 전해질 조성물에 함유될 수 있다. 만일 겔 형성성분이 2 중량부 미만으로 함유 시 인쇄 시 흐름성이 강해 정해진 영역을 벗어나 인쇄될 수 있으며, 인쇄후 표면품질, 인쇄후 형상 구현성이 좋지 않고, 분리막 침해가 증가할 수 있다. 또한, 겔 형성성분이 14 중량부를 초과 시 인쇄를 통해 겔 전해질층의 구현이 어렵거나 인쇄반복성이 저하될 우려가 있다. 또한, 인쇄된 겔 전해질층 영역 내에 인쇄되지 못한 빈 부분이나 인쇄가 제대로 되지 못해서 움푹 패인 부분이 존재할 수 있어서 인쇄품질이 저하될 수 있다.The gel-forming component, which is the silicon dioxide, may be contained in the gel electrolyte composition in an amount of 2 to 14 parts by weight, more preferably 6 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the electrolyte component. If the gel-forming component is contained in an amount of less than 2 parts by weight, the flowability during printing may be strong, printing may occur beyond a specified area, surface quality after printing may be poor, shape realization after printing may be poor, and membrane damage may increase. In addition, if the gel-forming component exceeds 14 parts by weight, it may be difficult to implement a gel electrolyte layer through printing or printing repeatability may be reduced. In addition, there may be unprinted blank areas or recessed areas due to improper printing within the printed gel electrolyte layer area, which may reduce the print quality.

또한, 겔 전해질층(150)은 두께가 0.04 ~ 0.4mm로 형성될 수 있다. 만일 두께가 0.04㎜ 미만일 경우 충분한 전지성능이 발현되기 어려울 수 있고, 두께가 0.4㎜를 초과 시 배터리 조립 및 실링공정에서 겔 전해질이 누액될 우려가 있다. In addition, the gel electrolyte layer (150) may be formed with a thickness of 0.04 to 0.4 mm. If the thickness is less than 0.04 mm, it may be difficult to achieve sufficient battery performance, and if the thickness exceeds 0.4 mm, there is a risk that the gel electrolyte may leak during the battery assembly and sealing process.

*한편, 본 발명에 따른 겔 전해질 조성물로 구현된 겔 전해질층(150)은 요변성 특성이 매우 우수해 인쇄된 후에 형상유지력이 뛰어나고 이로 인해 양극층(120)과 음극층(130) 간의 분리효과를 발현하므로 별도의 분리막이 생략될 수 있는 이점이 있고, 고체전해질층에 대비해서는 가요성이 우수하면서도 크랙이 발생하지 않아서 벤딩에 따른 배터리 물성의 변동을 최소화할 수 있는 이점이 있다. *Meanwhile, the gel electrolyte layer (150) implemented with the gel electrolyte composition according to the present invention has excellent thixotropic properties, so it has excellent shape retention after printing, and thus exhibits a separation effect between the positive electrode layer (120) and the negative electrode layer (130), so there is an advantage in that a separate separator can be omitted, and compared to the solid electrolyte layer, it has excellent flexibility and does not generate cracks, so there is an advantage in that it can minimize changes in battery properties due to bending.

또한, 본 발명의 인쇄배터리(100')는 상기 양극층(120)과 음극층(130) 사이에 배치되어 양극층(120) 및 음극층(130)의 단락을 방지하기 위하여 분리막(140)을 더 포함할 수 있다. 이때 겔 전해질층(150)은 양극층(120)과 분리막(140) 사이 또는 음극층(130)과 분리막(140) 사이에 배치될 수 있다.In addition, the printed battery (100') of the present invention may further include a separator (140) disposed between the positive electrode layer (120) and the negative electrode layer (130) to prevent short circuiting of the positive electrode layer (120) and the negative electrode layer (130). At this time, a gel electrolyte layer (150) may be disposed between the positive electrode layer (120) and the separator (140) or between the negative electrode layer (130) and the separator (140).

상기 분리막(140)은 소정의 면적을 갖는 판상의 부재로 형성될 수 있으며, 상기 양극 활물질층(121) 및 음극 활물질층(131) 사이에 배치될 수 있다.The above separator (140) can be formed as a plate-shaped member having a predetermined area and can be placed between the positive electrode active material layer (121) and the negative electrode active material layer (131).

또한, 상기 분리막(140)은 인쇄배터리에 사용되는 공지의 다공성층의 경우 제한 없이 사용할 수 있고, 일 예로 종이로 통칭될 수 있는 셀룰로오스 성분으로 제조된 것이거나 합성고분자로 제조된 것일 수 있다. 바람직하게는 경량성, 유연성 등 고려해 상기 분리막은 종이의 일 예인 크라프트지 또는 전분 등이 코팅된 크라프트지를 사용할 수 있다. In addition, the separator (140) can be used without limitation in the case of a known porous layer used in a printed battery, and may be manufactured from a cellulose component that can be generally referred to as paper, or may be manufactured from a synthetic polymer. Preferably, considering lightness, flexibility, etc., the separator may use kraft paper, an example of paper, or kraft paper coated with starch, etc.

또한, 상기 접착층(160)은 서로 마주하는 상기 제1외장재(111) 및 제2외장재(112)의 테두리를 따라 배치될 수 있으며, 상기 제1외장재(111) 및 제2외장재(112)의 테두리를 상호 접합할 수 있다.In addition, the adhesive layer (160) can be arranged along the edges of the first outer material (111) and the second outer material (112) facing each other, and can mutually bond the edges of the first outer material (111) and the second outer material (112).

여기서, 상기 접착층(160)은 무기재 타입의 액상 또는 겔상의 접착제일 수도 있고, 기재의 양면에 접착제가 도포된 양면테이프일 수도 있다.Here, the adhesive layer (160) may be a liquid or gel-type adhesive of an inorganic material type, or may be a double-sided tape with adhesive applied to both sides of the substrate.

또한, 본 발명에 따른 상기 인쇄배터리(100,100',100')는 두께가 0.5 ~ 2.0㎜일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 목적에 따른 적절히 변경할 수 있다. In addition, the printed battery (100, 100', 100') according to the present invention may have a thickness of 0.5 to 2.0 mm, but is not limited thereto and may be appropriately changed according to the purpose.

또한, 상술한 본 발명에 따른 인쇄배터리(100,100',100')는 후술하는 제조방법으로 제조될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. In addition, the printed battery (100, 100', 100') according to the present invention described above can be manufactured by the manufacturing method described below, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄배터리는 (1) 제1외장재의 일부 영역에 양극층을 인쇄하고, 제2외장재의 일부 영역에 음극층을 인쇄하는 단계, (2) 양극층 또는 음극층 상에 산성을 띠며, 전해질 성분, 물 및 이산화규소(SiO2)인 겔 형성성분을 포함하는 겔 전해질 조성물을 인쇄시켜서 겔 전해질층을 형성시키는 단계, (3) 인쇄된 겔 전해질층의 테두리 외측에 대응하는 제1외장재 또는 제2외장재의 테두리 영역 상에 접착층을 인쇄하는 단계 및 (4) 각 층이 인쇄된 제1외장재 및 제2외장재를 합지해 접착층을 통해 제1외장재 및 제2외장재의 테두리 부분을 실링하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, a printed battery can be manufactured by including the steps of (1) printing a positive electrode layer on a portion of a first outer casing and printing a negative electrode layer on a portion of a second outer casing, (2) printing a gel electrolyte composition that is acidic and includes an electrolyte component, water, and a gel-forming component that is silicon dioxide (SiO2) on the positive electrode layer or the negative electrode layer to form a gel electrolyte layer, (3) printing an adhesive layer on a border area of the first outer casing or the second outer casing corresponding to an outer side of the border of the printed gel electrolyte layer, and (4) bonding the first outer casing and the second outer casing, each of which is printed, together to seal border portions of the first outer casing and the second outer casing with the adhesive layer.

먼저, 본 발명의 (1) 단계로써 제1외장재의 일부 영역에 양극층을 인쇄하고, 제2외장재의 일부 영역에 음극층을 인쇄하는 단계를 수행한다. 상기 인쇄는 통상적인 인쇄방법, 예를 들어 스크린 인쇄, 스텐실 인쇄, 오프셋 인쇄 및/또는 제트 인쇄를 통해 수행할 수 있고, 바람직하게는 본 발명에 따른 겔 전해질 조성물의 특성을 고려할 때 스크린 인쇄를 통해 수행할 수 있다. 구체적인 인쇄조건은 각 인쇄법에 대해 공지된 조건, 장치를 적절히 이용해 수행할 수 있으므로 본 발명은 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. First, as step (1) of the present invention, a step of printing a positive electrode layer on a portion of a first outer covering material and a negative electrode layer on a portion of a second outer covering material is performed. The printing can be performed through a conventional printing method, for example, screen printing, stencil printing, offset printing, and/or jet printing, and preferably, considering the characteristics of the gel electrolyte composition according to the present invention, can be performed through screen printing. Since specific printing conditions can be performed by appropriately utilizing known conditions and devices for each printing method, a detailed description thereof is omitted in the present invention.

구체적으로 (1) 단계는 양극층(120)을 형성시키기 위해서 제1외장재(111)의 일면에 양극 집전체 조성물을 인쇄 후 건조하여 양극 집전체층(122)을 형성시킨 뒤, 다시 양극 집전체층(122) 상에 양극 활물질 조성물을 인쇄 후 건조해 양극 활물질층(121)을 형성시켜서 양극층(120)을 구현할 수 있다. 또한, 음극층(130) 역시 동일한 방법으로 제2외장재(112)의 일면에 음극 집전체 조성물을 인쇄 후 건조하여 음극 집전체층(132)을 형성시킨 뒤, 다시 음극 집전체층(132) 상에 음극 활물질 조성물을 인쇄 후 건조해 음극 활물질층(131)을 형성시켜서 음극층(130)을 구현할 수 있다. 이때, 건조는 통상의 건조방법, 예를 들어 상온에서의 자연건조일 수 있다. Specifically, in step (1), in order to form a positive electrode layer (120), a positive electrode collector composition is printed on one surface of a first outer material (111), dried to form a positive electrode collector layer (122), and then a positive electrode active material composition is printed on the positive electrode collector layer (122), dried to form a positive electrode active material layer (121), thereby implementing the positive electrode layer (120). In addition, a negative electrode layer (130) can also be implemented by printing a negative electrode collector composition on one surface of a second outer material (112) in the same way, dried to form a negative electrode collector layer (132), and then again printing a negative electrode active material composition on the negative electrode collector layer (132), dried to form a negative electrode active material layer (131). At this time, the drying can be a conventional drying method, for example, natural drying at room temperature.

다음으로 본 발명에 따른 (2) 단계로써 양극층(120) 또는 음극층(130) 상에 산성을 띠며, 전해질 성분, 물 및 이산화규소(SiO2)인 겔 형성성분을 포함하는 겔 전해질 조성물을 인쇄시켜서 겔 전해질층(150)을 형성시키는 단계를 수행한다. 여기서 인쇄 역시 상술한 공지의 인쇄법을 사용할 수 있고, 바람직하게는 스크린 인쇄를 통해 수행할 수 있다. Next, in step (2) according to the present invention, a step of forming a gel electrolyte layer (150) is performed by printing a gel electrolyte composition that is acidic and includes an electrolyte component, water, and a gel-forming component that is silicon dioxide (SiO 2 ) on the positive electrode layer (120) or the negative electrode layer (130). Here, the printing can also be performed using the known printing method described above, and preferably, it can be performed through screen printing.

또한, 인쇄배터리가 분리막(140)을 포함하는 경우 상기 (2) 단계는 겔 전해질 조성물이 인쇄되는 양극층(120) 또는 음극층(130) 상에 분리막이 먼저 배치되며, 겔 전해질 조성물은 상기 분리막(140) 상에 인쇄될 수 있다. In addition, when the printed battery includes a separator (140), in step (2), the separator is first placed on the positive electrode layer (120) or negative electrode layer (130) on which the gel electrolyte composition is printed, and the gel electrolyte composition can be printed on the separator (140).

다음으로 본 발명에 따른 (3) 단계로써, 인쇄된 겔 전해질층(150)의 테두리 외측에 대응하는 제1외장재(111) 또는 제2외장재(112)의 테두리 영역 상에 접착층(160)을 인쇄하는 단계를 수행한다. Next, as step (3) according to the present invention, a step of printing an adhesive layer (160) on the edge area of the first outer material (111) or the second outer material (112) corresponding to the outer edge of the printed gel electrolyte layer (150) is performed.

상기 접착층(160)은 인쇄가능하도록 설계된 공지된 접착조성물을 통해서 형성시킬 수 있고, 접착조성물로 이루어진 무기재 접착층 또는 접착조성물이 기재 양면에 배치된 접착층 일 수 있다. The above adhesive layer (160) can be formed using a known adhesive composition designed to be printable, and can be an inorganic adhesive layer made of the adhesive composition or an adhesive layer in which the adhesive composition is placed on both sides of a substrate.

접착조성물이 인쇄된 후 소정의 건조과정을 거칠 수 있으며, 상기 건조는 자연건조 또는 열을 가해 수행할 수 있다. After the adhesive composition is printed, it may undergo a predetermined drying process, and the drying may be performed naturally or by applying heat.

다음으로 본 발명에 따른 (4) 단계로써, 각 층이 인쇄된 제1외장재(111) 및 제2외장재(112)를 합지해 접착층(160)을 통해 제1외장재(111) 및 제2외장재(112)의 테두리 부분을 실링하는 단계를 수행한다. Next, as a step (4) according to the present invention, a step of bonding the first outer material (111) and the second outer material (112) on which each layer is printed and sealing the edge portions of the first outer material (111) and the second outer material (112) through an adhesive layer (160) is performed.

상기 실링은 압력 및 부가적으로 접착조성물의 종류에 따라서 온도를 가하여 수행될 수 있다. 이때 가해지는 압력 및 온도의 조건은 접착층(160)의 종류, 두께 등을 고려해 적절히 변경될 수 있으며 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.The above sealing can be performed by applying pressure and additionally temperature depending on the type of adhesive composition. At this time, the conditions of pressure and temperature applied can be appropriately changed in consideration of the type and thickness of the adhesive layer (160), and the present invention is not particularly limited thereto.

하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention will be described more specifically through the following examples, but the following examples do not limit the scope of the present invention, and should be interpreted as helping to understand the present invention.

<제조예><Manufacturing Example>

외장재로써 두께가 50㎛인 폴리이미드 필름인 제2외장재와, 두께 20㎛인 알루미늄 증착막 상 하부에 PET가 라미네이션된 총 두께 54㎛인 제1외장재를 각각 준비한 뒤 각각의 폴리이미드 필름 상에 카본 잉크(Nippon Graphite, EVERYOHM T-30PLB-U)를 건조 후 두께가 150㎛가 되도록 스크린 인쇄 후 150℃로 건조시켜서 각각 양극 집전체층과 음극집전체층을 제조했다. 이후 각각의 양극 집전체층과 음극집전체층 상에 다시 이산화망간인 양극활물질을 함유한 양극활물질 잉크와 아연인 음극활물질을 함유한 음극활물질 잉크를 열을 가해 건조 후 두께가 80㎛가 되도록 스크린 인쇄 건조시켜서 각각 양극 활물질층 및 음극활물질층을 제조했다. 이후 양극 활물질층 상에 두께가 150㎛인 전분이 코팅된 크라프트지 분리막을 놓고 겔 전해질 조성물을 두께가 200㎛가 되도록 스크린 인쇄하여 겔 전해질층을 제조했다. 이후 제1외장재에 형성된 각 층을 둘러싸도록 제1외장재 테두리에 아크릴계 접착조성물을 배치시키고, 각 층이 인쇄된 제2외장재 내측과 제1외장재 내측을 서로 마주보도록 합지 후 테두리를 압력을 가해 실링 후 하기 도 1과 같은 인쇄배터리를 제조했다.A second outer covering material made of a polyimide film with a thickness of 50 ㎛ as an outer covering material and a first outer covering material with a total thickness of 54 ㎛ in which PET is laminated on and underneath a 20 ㎛ thick aluminum deposition film were respectively prepared. After drying carbon ink (Nippon Graphite, EVERYOHM T-30PLB-U) on each polyimide film, screen printing was performed to a thickness of 150 ㎛, and drying at 150°C was performed to manufacture a positive electrode collector layer and a negative electrode collector layer, respectively. Thereafter, a positive electrode active material ink containing a positive electrode active material, which is manganese dioxide, and a negative electrode active material ink containing a negative electrode active material, which is zinc, were applied onto each positive electrode collector layer and negative electrode collector layer again, dried by applying heat, and screen printing and drying to a thickness of 80 ㎛ was performed to manufacture a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer, respectively. Thereafter, a kraft paper separator coated with starch having a thickness of 150 μm was placed on the cathode active material layer, and a gel electrolyte composition was screen-printed to a thickness of 200 μm to manufacture a gel electrolyte layer. Thereafter, an acrylic adhesive composition was placed on the edge of the first outer material so as to surround each layer formed on the first outer material, and the inner side of the second outer material and the inner side of the first outer material, on which each layer was printed, were laminated so as to face each other, and then pressure was applied to the edge to seal, and a printed battery as shown in Fig. 1 below was manufactured.

이때, 사용된 겔 전해질 조성물은 염화아연 100 중량부에 대해서 염화암모늄이 4중량부로 포함된 전해질 성분 100 중량부에 대해서 물 100 중량부 및 이산화규소 A(비정질의 친수성 흄드 실리카, ISO 9277에 의거한 BET 비표면적 175 ~ 225㎡/g, 물에 4중량%로 분산된 후 pH가 3.7~4.5, 탭밀도 약 50g/l, 1차입자 평균입경 14nm, 2차입자 크기 117 ~ 198nm)를 9.5중량부 혼합된 것을 사용했다. At this time, the gel electrolyte composition used was a mixture of 100 parts by weight of an electrolyte component containing 4 parts by weight of ammonium chloride per 100 parts by weight of zinc chloride, 100 parts by weight of water, and 9.5 parts by weight of silicon dioxide A (amorphous hydrophilic fumed silica, BET surface area according to ISO 9277 of 175 to 225 m2/g, dispersed in water at 4 wt%, pH of 3.7 to 4.5, tap density of approximately 50 g/l, average primary particle size of 14 nm, and secondary particle size of 117 to 198 nm).

<실시예 1><Example 1>

염화아연 100 중량부에 대해서 염화암모늄이 4중량부로 포함된 전해질 성분 100 중량부에 대해서 물 100 중량부 및 이산화규소 A(비정질의 친수성 흄드 실리카, ISO 9277에 의거한 BET 비표면적 175 ~ 225㎡/g, 물에 4중량%로 분산된 후 pH가 3.7~4.5, 탭밀도 약 50g/l, 1차입자 평균입경 14nm, 2차입자 크기 117 ~ 198nm)를 9.5중량부 혼합하여 겔 전해질 조성물을 제조했다.A gel electrolyte composition was prepared by mixing 100 parts by weight of an electrolyte component containing 4 parts by weight of ammonium chloride per 100 parts by weight of zinc chloride, 100 parts by weight of water, and 9.5 parts by weight of silicon dioxide A (amorphous hydrophilic fumed silica, BET surface area of 175 to 225 m2/g according to ISO 9277, pH of 3.7 to 4.5 after dispersion in water at 4 wt%, tap density of approximately 50 g/l, average primary particle size of 14 nm, and secondary particle size of 117 to 198 nm).

<비교예 1 ~ 2><Comparative examples 1 ~ 2>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되 겔 전해액에서 이산화규소 대신에 폴리에틸렌옥사이드 또는 폴리비닐알코올으로 변경해 겔 전해질 조성물을 제조했다.A gel electrolyte composition was manufactured in the same manner as in Example 1, except that silicon dioxide in the gel electrolyte was replaced with polyethylene oxide or polyvinyl alcohol.

<실험예 1><Experimental Example 1>

실시예1 및 비교예 1 ~ 2 겔 전해액에 대해서 하기의 물성을 평가해 표 1에 나타내었다.The following physical properties were evaluated for the gel electrolytes of Example 1 and Comparative Examples 1 to 2, and are shown in Table 1.

1. 인쇄반복성1. Print repeatability

스크린 인쇄장치를 통해 전분이 코팅된 크라프트지(제조사, 상품명)에 겔전해질층을 10회 반복인쇄하여 인쇄 시 문제가 없는지 평가했다. The gel electrolyte layer was repeatedly printed 10 times on starch-coated kraft paper (manufacturer, product name) using a screen printer to evaluate whether there were any problems during printing.

2. 인쇄품질2. Print quality

인쇄 후 겔전해질층 표면에 공기기포가 발생되는지 여부를 평가했고, 기포가 발생하는 경우 ○, 발생되지 않는 경우 ×로 평가했다. We evaluated whether air bubbles were generated on the surface of the gel electrolyte layer after printing, and if air bubbles were generated, we evaluated them as ○, and if not, we evaluated them as ×.

3. 분리막 침해여부3. Whether the membrane has been breached

전분이 코팅된 크라프트지에서 분리막의 침해가 발생했는지 육안으로 관찰 해 전분이 용해되거나 크라프트지의 손상이 발생하는 경우 ○, 발생되지 않는 경우 ×로 평가했다.In the case of starch-coated kraft paper, the occurrence of membrane damage was visually observed, and if starch was dissolved or the kraft paper was damaged, it was evaluated as ○, and if not, it was evaluated as ×.

실시예1Example 1 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 겔형성성분Gel-forming ingredient 이산화규소ASilicon dioxide A PEOPEO PVAPVA 인쇄반복성Print repeatability 문제없음No problem 4회 인쇄 후 스크린 메쉬막힘으로 중단After 4 printings, the screen mesh was blocked and stopped. 문제없음No problem 인쇄후 기포발생여부Whether bubbles occur after printing ×× 분리막침해여부Whether the membrane is breached ×× ××

표 1을 통해 확인할 수 있듯이, As can be seen in Table 1,

고분자 화합물을 겔 형성성분으로 사용한 비교예1, 비교예2의 경우 반복인쇄성이 좋지 않고, 인쇄 후 기포가 과량발생해 인쇄품질이 좋지 않으며, 기포로 인해서 저항이 증가함에 따라서 배터리 물성도 저하될 것이 예상되었고, 비교예2의 경우 분리막의 침해를 발생시킨 것을 확인할 수 있다. 그러나 실시예1의 경우 인쇄반복성에도 문제가 없고, 인쇄품질이 우수하며, 분리막 침해를 발생시키지 않음을 확인할 수 있다. In the case of Comparative Examples 1 and 2, which used polymer compounds as gel-forming components, the repeatability of printing was poor, excessive bubbles were generated after printing, which resulted in poor print quality, and it was expected that battery properties would deteriorate as resistance increased due to the bubbles. In addition, in the case of Comparative Example 2, it was confirmed that damage to the separator occurred. However, in the case of Example 1, it was confirmed that there was no problem with the repeatability of printing, the print quality was excellent, and no damage to the separator occurred.

<실시예 2 ~ 4><Examples 2 to 4>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되 겔 전해액에서 사용된 이산화규소 대신에 다른 종류의 이산화규소B(비정질의 친수성 흄드 실리카, ISO 9277에 의거한 BET 비표면적 130 ~ 170㎡/g, 물에 4중량%로 분산된 후 pH가 3.7~4.7, 탭밀도 약 50g/l), 이산화규소C(비정질의 친수성 흄드 실리카, ISO 9277에 의거한 BET 비표면적 270 ~ 330㎡/g, 물에 4중량%로 분산된 후 pH가 3.7~4.7, 탭밀도 약 50g/l), 또는 이산화규소 D(비정질 침전된 이산화규소, 4중량% 수분산액에서 pH 5.5 ~ 6.5, BET 비표면적 180 ~ 230㎡/g)(강신산업주식회사, Nipsil AQ)로 변경하여 겔 전해질 조성물을 제조했다.A process for manufacturing a gel electrolyte is the same as in Example 1, except that instead of the silicon dioxide used in the gel electrolyte, another type of silicon dioxide B (amorphous hydrophilic fumed silica, BET surface area of 130 to 170 m2/g according to ISO 9277, pH 3.7 to 4.7 after being dispersed in 4 wt% of water, tap density of approximately 50 g/l), silicon dioxide C (amorphous hydrophilic fumed silica, BET surface area of 270 to 330 m2/g according to ISO 9277, pH 3.7 to 4.7 after being dispersed in 4 wt% of water, tap density of approximately 50 g/l), or silicon dioxide D (amorphous precipitated silicon dioxide, pH 5.5 to 6.5 in a 4 wt% aqueous dispersion, BET surface area of 180 to A gel electrolyte composition was manufactured by changing the content of the electrolyte to 230㎡/g (Kangshin Industrial Co., Ltd., Nipsil AQ).

<실험예2><Experimental Example 2>

실시예 1 ~ 4에 대하여 하기의 물성을 평가해 하기 표 2에 나타내었다.The following physical properties were evaluated for Examples 1 to 4 and are shown in Table 2 below.

1. 인쇄 후 형상 유지성1. Shape retention after printing

전분이 코팅된 크라프트지 상에 실시예 별로 동일한 두께 및 면적으로 인쇄 후 5분 경과된 뒤 겔전해질층의 면적을 계산하고, 10분 경과된 뒤 겔 전해질층의 면적을 계산해 면적의 변화 비율을 하기 식에 의해 계산했다. 각 실시예별로 10개의 시편을 제조한 뒤 각각에 대해 면적변동율을 계산했고, 이를 평균값 계산 한 뒤 실시예4의 평균값을 100으로 기준해 나머지 실시예의 평균 면적변동율을 상대적인 백분율로 표에 나타내었다. 면적의 변화가 클 경우 인쇄 시 설계한 면적 및 두께 대비 변동이 큰 것으로 인쇄 후 형상 유지성이 좋지 않음을 의미한다. After printing with the same thickness and area for each example on starch-coated kraft paper, the area of the gel electrolyte layer was calculated after 5 minutes, and after 10 minutes, the area of the gel electrolyte layer was calculated and the area change ratio was calculated using the following formula. Ten specimens were manufactured for each example, and the area change ratio was calculated for each, and then the average value was calculated. Then, the average value of Example 4 was set as 100, and the average area change ratio of the remaining examples was expressed as a relative percentage in the table. If the area change is large, it means that the change is large compared to the designed area and thickness at the time of printing, and the shape maintenance after printing is poor.

[식][ceremony]

면적변동율(%) = [(10분 경과 후 면적(㎟) - 5분 경과 후 면적(㎟))×100]/ 5분 경과 후 면적(㎟)Area change rate (%) = [(Area after 10 minutes (㎟) - Area after 5 minutes (㎟)) × 100] / Area after 5 minutes (㎟)

2. 인쇄품질2. Print quality

대량생산이 가능한지 여부를 확인하기 위하여 인쇄용이성을 평가했다. 구체적으로 실시예 별로 두께 200㎛, 가로 15㎜, 세로 15㎜ 면적으로 100회 인쇄 후 인쇄된 겔 전해질층 표면을 현미경으로 관찰해 인쇄된 영역에 인쇄되지 않은 빈 부분이나 움푹 패인 부분이 존재하는지 여부를 확인해 빈 부분이 1곳 이상, 및/또는 인쇄는 되었으나 패인 부분이 2곳 이상 존재하는 경우 불량으로 카운트해 100개 중 양품의 개수를 백분율로 나타내었다.To determine whether mass production was possible, the ease of printing was evaluated. Specifically, for each example, after printing 100 times in an area of 200 ㎛ in thickness, 15 mm in width, and 15 mm in length, the surface of the printed gel electrolyte layer was observed under a microscope to check whether there were any unprinted blank or sunken areas in the printed area. If there was one or more blank areas and/or two or more printed but sunken areas, these were counted as defective, and the number of good products out of 100 was expressed as a percentage.

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 겔형성성분Gel-forming ingredient 구분division 이산화규소ASilicon dioxide A 이산화규소BSilicon dioxide B 이산화규소CSilicon dioxide C 이산화규소DSilicon dioxide D 종류type 흄드실리카Fumed silica 흄드실리카Fumed silica 흄드실리카Fumed silica 침전된 실리카precipitated silica BET비표면적(㎡/g)BET specific surface area (㎡/g) 175 ~ 225175 ~ 225 130 ~ 170130 ~ 170 270 ~ 330270 ~ 330 180 ~ 230180 ~ 230 pHpH 3.7 ~ 4.53.7 ~ 4.5 3.7 ~ 4.73.7 ~ 4.7 3.7 ~ 4.73.7 ~ 4.7 5.5 ~ 6.55.5 ~ 6.5 함량(중량부)Content (weight parts) 9.59.5 9.59.5 9.59.5 9.59.5 인쇄 후 형상유지성
(상대적 면적변동율(%))
Shape retention after printing
(Relative area change rate (%))
2.42.4 7.57.5 2.12.1 100100
인쇄품질(%)Print Quality (%) 100100 9494 9090 6868

<실시예5 ~ 10><Examples 5 to 10>

실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 이산화규소A의 함량을 표 3과 같이 변경하여 겔 전해질 조성물을 제조했다.A gel electrolyte composition was manufactured in the same manner as in Example 1, but the content of silicon dioxide A was changed as shown in Table 3.

<실험예3><Experimental Example 3>

실시예 1, 실시예 5 ~ 10에 대하여 하기의 물성을 평가해 하기 표 3에 나타내었다.The following physical properties were evaluated for Examples 1 and 5 to 10 and are shown in Table 3 below.

1. 인쇄 번짐성1. Print blur

전분이 코팅된 크라프트지 상에 실시예 별로 두께 200㎛, 가로 15㎜, 세로 15㎜ 면적으로 100회 인쇄한 뒤 겔 전해질 조성물이 흘러서 인쇄영역을 벗어나 겔 전해질층을 형성했는지 여부를 평가했고, 겔 전해질 조성물이 흘러서 인쇄영역을 벗어나 겔 전해질층을 형성한 경우를 불량으로 카운트해 100개 중 불량의 개수를 백분율로 나타내었다.After printing 100 times on starch-coated kraft paper with an area of 200 ㎛ in thickness, 15 mm in width, and 15 mm in length for each example, it was evaluated whether the gel electrolyte composition flowed beyond the printing area to form a gel electrolyte layer. Cases in which the gel electrolyte composition flowed beyond the printing area to form a gel electrolyte layer were counted as defects, and the number of defects out of 100 was expressed as a percentage.

2. 인쇄품질2. Print quality

대량생산이 가능한지 여부를 확인하기 위하여 인쇄용이성을 평가했다. 구체적으로 실시예 별로 두께 200㎛, 가로 15㎜, 세로 15㎜ 면적으로 100회 인쇄 후 인쇄된 겔 전해질층 표면을 현미경으로 관찰해 인쇄된 영역에 인쇄되지 않은 빈 부분이나 움푹 패인 부분이 존재하는지 여부를 확인해 빈 부분이 1곳 이상, 인쇄는 되었으나 패인 부분이 2곳 이상 존재하는 경우, 및/또는 표면이 울퉁불퉁한 부분이 전체 면적(15㎜×15㎜)의 10% 이상인 경우 불량으로 카운트해 100개 중 양품의 개수를 백분율로 나타내었다.To determine whether mass production was possible, the ease of printing was evaluated. Specifically, for each example, after printing 100 times in an area of 200 ㎛ in thickness, 15 mm in width, and 15 mm in length, the surface of the printed gel electrolyte layer was observed under a microscope to check whether there were any unprinted blank or sunken areas in the printed area. If there was one or more blank areas, two or more printed but sunken areas, and/or if the surface had an uneven area of 10% or more of the total area (15 mm × 15 mm), these were counted as defective, and the number of good products out of 100 was expressed as a percentage.

실시예1Example 1 실시예5Example 5 실시예6Example 6 실시예7Example 7 실시예8Example 8 실시예9Example 9 실시예10Example 10 겔형성성분Gel-forming ingredient 구분division 이산화규소ASilicon dioxide A 이산화규소ASilicon dioxide A 이산화규소ASilicon dioxide A 이산화규소ASilicon dioxide A 이산화규소ASilicon dioxide A 이산화규소ASilicon dioxide A 이산화규소ASilicon dioxide A 함량
(중량부)
Content
(weight)
9.59.5 1.51.5 2.22.2 5.55.5 6.26.2 12.512.5 16.016.0
인쇄 번짐성(%)Print smudging (%) 00 2828 1010 66 00 00 00 인쇄품질(%)Print Quality (%) 100100 7878 8585 9292 100100 9090 7373

표 3을 통해 확인할 수 있듯이, As can be seen in Table 3,

이산화규소A의 함량이 본 발명의 바람직한 일 실시예의 범위로 함유한 실시예1 및 실시예 6 ~ 9가 실시예 5 및 실시예 10에 대비해 인쇄 번짐성 및 인쇄품질에서 우수한 것을 확인할 수 있다. It can be confirmed that Examples 1 and 6 to 9, which contain the content of silicon dioxide A within the range of a preferred embodiment of the present invention, are superior in printing blurring and printing quality compared to Examples 5 and 10.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiment presented in this specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention will be able to easily suggest other embodiments by adding, changing, deleting, or adding components within the scope of the same spirit, but this will also be considered to fall within the spirit of the present invention.

100,100',100" : 인쇄배터리 110 : 외장재
111 : 제1외장재 112 : 제2외장재
120 : 양극층 121 : 양극 활물질층
122 : 양극 집전체층 123 : 양극단자
130 : 음극층 131 : 음극 활물질층
132 : 음극 집전체층 113 : 음극단자
140 : 분리막 150 : 겔 전해질층
160 : 접착층
100,100',100" : Printed Battery 110 : Outer Material
111: First exterior material 112: Second exterior material
120: Cathode layer 121: Cathode active material layer
122: Positive collector layer 123: Positive terminal
130: Negative electrode layer 131: Negative electrode active material layer
132: Negative current collector layer 113: Negative terminal
140: Separator 150: Gel electrolyte layer
160 : Adhesive layer

Claims (14)

(1) 제1외장재의 일부 영역에 양극층을 인쇄하고, 제2외장재의 일부 영역에 음극층을 인쇄하는 단계;
(2) 양극층 또는 음극층 상에 산성을 띠며, 전해질 성분, 물 및 BET 비표면적이 170 ~ 230㎡/g인 무정형인 흄드 실리카(SiO2)인 겔 형성성분을 포함하되, 상기 겔 형성성분이 폴리머를 불포함하고 전해질 성분 100 중량부에 대해서 2 ~ 14 중량부로 포함되는 겔 전해질 조성물을 인쇄시켜서 겔 전해질층을 형성시키는 단계;
(3) 인쇄된 겔 전해질층의 테두리 외측에 대응하는 제1외장재 또는 제2외장재의 테두리 영역 상에 접착층을 인쇄하는 단계; 및
(4) 각 층이 인쇄된 제1외장재 및 제2외장재를 합지해 접착층을 통해 제1외장재 및 제2외장재의 테두리 부분을 실링하는 단계;를 포함하는 인쇄배터리 제조방법.
(1) A step of printing an anode layer on some areas of the first outer material and printing a cathode layer on some areas of the second outer material;
(2) a step of forming a gel electrolyte layer by printing a gel electrolyte composition comprising an acidic electrolyte component, water, and a gel-forming component that is an amorphous fumed silica (SiO2) having a BET surface area of 170 to 230 m2/g, on a cathode layer or anode layer, wherein the gel-forming component does not contain a polymer and is contained in an amount of 2 to 14 parts by weight per 100 parts by weight of the electrolyte component;
(3) a step of printing an adhesive layer on a border area of the first outer material or the second outer material corresponding to the outer side of the border of the printed gel electrolyte layer; and
(4) A method for manufacturing a printed battery, comprising the step of bonding the first outer material and the second outer material, each layer of which is printed, and sealing the edges of the first outer material and the second outer material through an adhesive layer.
제1항에 있어서,
상기 (2) 단계에서 겔 전해질 조성물이 인쇄되는 양극 또는 음극 상에 분리막이 배치되며, 겔 전해질 조성물은 상기 분리막 상에 인쇄되는 것을 특징으로 하는 인쇄배터리 제조방법.
In the first paragraph,
A method for manufacturing a printed battery, characterized in that a separator is arranged on a positive or negative electrode on which a gel electrolyte composition is printed in the step (2) above, and the gel electrolyte composition is printed on the separator.
제1항에 있어서
상기 전해질 성분은 염화아연(ZnCl2) 100 중량부에 대하여 염화암모늄(NH4Cl)을 2 ~ 10 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄배터리 제조방법.
In the first paragraph
A method for manufacturing a printed battery, characterized in that the electrolyte component comprises 2 to 10 parts by weight of ammonium chloride (NH 4 Cl) per 100 parts by weight of zinc chloride (ZnCl 2 ).
제1항에 있어서
전해질 성분 100 중량부에 대해서 물은 95 ~ 120 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 인쇄배터리 제조방법.
In the first paragraph
A method for manufacturing a printed battery, characterized in that water is included in an amount of 95 to 120 parts by weight per 100 parts by weight of electrolyte components.
삭제delete 제1항에 있어서,
전해질 성분 100 중량부에 대하여 겔 형성성분은 6 ~ 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 인쇄배터리 제조방법.
In the first paragraph,
A method for manufacturing a printed battery, characterized in that the gel-forming component is included in an amount of 6 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the electrolyte component.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 흄드 실리카는 4중량%로 수분산 시 pH가 3.7 ~ 4.5인 인쇄배터리 제조방법.
In the first paragraph,
A method for manufacturing a printed battery, wherein the above fumed silica has a pH of 3.7 to 4.5 when dispersed in water at 4 wt%.
제2항에 있어서,
상기 분리막은 크라프트지를 포함하고, 상기 인쇄는 스크린 인쇄인 것을 특징으로 하는 인쇄배터리 제조방법.
In the second paragraph,
A method for manufacturing a printed battery, characterized in that the separator comprises kraft paper and the printing is screen printing.
양극층;
음극층;
상기 양극층과 음극층 사이에 개재되며 전해질 성분, 물 및 BET 비표면적이 170 ~ 230㎡/g인 무정형인 흄드 실리카(SiO2)인 겔 형성성분을 포함하되, 상기 겔 형성성분은 폴리머를 불포함하고 전해질 성분 100 중량부에 대해서 2 ~ 14 중량부로 포함되는 겔 전해질층; 및
상기 양극층, 음극층 및 겔 전해질층을 봉지하는 외장재;를 포함하는 인쇄배터리.
bipolar layer;
cathode layer;
A gel electrolyte layer interposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer and comprising an electrolyte component, water, and a gel-forming component that is an amorphous fumed silica (SiO2) having a BET surface area of 170 to 230 m2/g, wherein the gel-forming component does not contain a polymer and is included in an amount of 2 to 14 parts by weight per 100 parts by weight of the electrolyte component; and
A printed battery comprising an outer material encapsulating the positive electrode layer, the negative electrode layer, and the gel electrolyte layer.
제10항에 있어서,
상기 양극층은 이산화망간(MnO2)을 포함하고,
상기 음극층은 아연(Zn)을 포함하며,
상기 전해질 성분은 염화아연 및 염화암모늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄배터리.
In Article 10,
The above anode layer contains manganese dioxide (MnO 2 ),
The above cathode layer contains zinc (Zn),
A printed battery characterized in that the electrolyte component includes zinc chloride and ammonium chloride.
제10항에 있어서,
상기 인쇄배터리는 두께가 0.5 ~ 2.0㎜인 것을 특징으로 하는 인쇄배터리.
In Article 10,
The above printed battery is characterized by a thickness of 0.5 to 2.0 mm.
제10항에 있어서,
상기 겔 전해질층은 두께가 0.04 ~ 0.4㎜인 것을 특징으로 하는 인쇄배터리.
In Article 10,
A printed battery, characterized in that the gel electrolyte layer has a thickness of 0.04 to 0.4 mm.
산성을 띠며, 전해질 성분, 물, 및 BET 비표면적이 170 ~ 230㎡/g인 무정형인 흄드 실리카(SiO2)인 겔 형성성분을 포함하되,
상기 겔 형성성분은 폴리머를 불포함하고 전해질 성분 100 중량부에 대해서 2 ~ 14 중량부로 포함되는 인쇄배터리용 겔 전해질 조성물.
An acidic gel composition comprising an electrolyte component, water, and a gel-forming component which is amorphous fumed silica (SiO2) having a BET surface area of 170 to 230 m2/g.
A gel electrolyte composition for a printed battery, wherein the gel-forming component does not contain a polymer and is included in an amount of 2 to 14 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrolyte component.
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