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KR20010041993A - 용접 밀봉된 전지들을 위한 패키징 물질 - Google Patents

용접 밀봉된 전지들을 위한 패키징 물질 Download PDF

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KR20010041993A
KR20010041993A KR1020007010320A KR20007010320A KR20010041993A KR 20010041993 A KR20010041993 A KR 20010041993A KR 1020007010320 A KR1020007010320 A KR 1020007010320A KR 20007010320 A KR20007010320 A KR 20007010320A KR 20010041993 A KR20010041993 A KR 20010041993A
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South Korea
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layer
thin film
metal thin
layers
bendable
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Abandoned
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KR1020007010320A
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English (en)
Inventor
다로욱스마크엘.
글로버데이비드에이.
Original Assignee
엔티케이 파워덱스 인코포레이티드
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 엔티케이 파워덱스 인코포레이티드 filed Critical 엔티케이 파워덱스 인코포레이티드
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Abstract

중합체 전해질 셀 또는 전지를 패키징하기 위한 구부러질 수 있는 다층 물질은 제 1금속 박막층과, 제 2금속 박막층과, 상기 제 1, 제 2금속 박막층 사이에 배치되는 중간 분리층과, 상기 중간 분리층은 상기 제 1금속 박막층과 상기 제 2금속 박막층 사이의 기 설정된 간격을 정하며, 상기 제 1금속 박막층 상에 제 1자동-밀봉 물질로 형성되는 제 1층으로 이루어진다.

Description

용접 밀봉된 전지들을 위한 패키징 물질{PACKAGING MATERIAL FOR HERMETICALLY SEALED BATTERIES}
마이크로 전자공학의 발전은 전자 디바이스들과 직접적으로 결합하여 휴대용, 완성된 패키지를 생산할 수 있도록 하는 전해질 셀들에 대한 요구를 증가시켜왔다. 마이크로 전자공학의 발전이 전자 디바이스의 크기를 줄여감에따라, 이러한 디바이스들 내의 전원으로 할당된 공간과 무게도 같이 줄어들었다. 그래서 전지가 제공할 수 있는 유닛당 전력(power-per-unit)의 극대화가 중요하지만, 동시에 무게를 최소화 하고, 전자 디바이스 내의 전원에 할당된 공간을 최대한 활용하는 것 역시 중요하다. 전해질 전지 또는 셀을 포함하기위한 구부러질 수 있는 패키징의 사용은 전기 또는 셀의 무게를 줄일 수 있는 한 방법이며 이러한 패키징은 특이한 형태로도 될 수 있다. 구부러질 수 있는 패키징은 여전히 전지의 용접 밀봉를 제공할 수 있으며, 부가적으로 전통적인 패키징 즉, 금속 용기들 또는 모형이 만들어진(modeled) 플라스틱 용기들 보다 가볍다. 구부러질 수 있는 패키징은 또한 전지 구조의 형상을 더욱 쉽게 틀에 맞출 수 있다.
상기 구부러질 수 있는 패키징은 중합체 막의 단일층 또는 금속 박막의 단일층으로 형성될 수 있지만, 전형적으로 강도를 위한 중합체층, 밀봉 장벽의 형성을 위한 금속 박막과 접착 또는 밀봉제(sealant) 물질의 제 3층을 가지는 다층 물질로 이루어진다. 이러한 다층 물질은 전지 또는 셀의 주위에 단단히 감겨서, 예를들어 접혀서 부피를 차지한다. 전형적으로 상기 셀 또는 전지를 포함하는 밀봉을 형성하기위해 상기 물질의 경계들을 겹치게하여 열과 압력을 가한다. 상기 전지 또는 셀의 효율적인 패키징에 필요한, 상기 물질을 접는 것과 같은 동작과 단단한 감음(wrapping)은 상기 물질을 형성하는 다양한 층들에 대해 적지않은 스트레스를 준다. 이러한 스트레스들은 금속 박막층에 부서짐(crack)을 유발할 수 있다. 이러한 부서짐과, 부가적으로 상기 박막에 존재할 수 있는 "바늘구멍(pinhole) 결함들"은 상기 패키징의 밀봉을 깨고 용제가 전지로부터 흘러나가거나 수분이 증발하고 산소가 상기 전지로 침투할 수 있도록 한다. 상기 박막의 두께를 밀봉의 논쟁을 피할만큼 충분하게하면 원하지 않는 무게와 두께의 증가, 경직성 및 비용의 증가가 필요하다.
본 발명은 이러한 것들 및 다른 문제들을 극복하고 전해질 전지 또는 셀과 같은 전기 화학적 디바이스를 위한 패키징을 형성하기위한 다층의 구부러질 수 있는 물질을 제공한다.
본 발명은 일반적으로 패키징 물질에 관한 것이고, 보다 구체적으로, 전기화학적 디바이스를 용접밀봉 및 패키징하기위한 구부러질 수 있는(flexible) 적층에 관한 것이다. 본 발명은 특히 전해질 셀들과 전지들을 패키징하는데 적용되며 그에 대한 특정 참조로 설명될 것이다. 하지만 본 발명이 중합체 전해물들을 이용하거나 환경으로부터 디바이스를 절연시키는 용접 밀봉이 필요한 전기화학적 디바이스들을 패키징하는 용도에서 이점을 찾을 수 있다는 것은 명백하다.
본 발명은 특정 부분 및 부분들의 배치, 상세한 설명에서 자세히 묘사되고 그 일부를 이루는 수반되는 도면들로 예시되는 바람직한 실시예에 관해서 물리적인 형상을 취할 것이고, 여기서,
도 1은 구부러질 수 있는 적층 물질로부터 형성되는 일반적인 전지를 보인 평면도이고,
도 2는 도 1에서 도시한 전지 패키지를 형성하는데 사용된 적층 물질의 박판(sheet)이고,
도 3A는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 구부러질 수 있는 적층물의 단면을 확대한 것이고,
도 3B는 본 발명의 제 2실시예를 예시하는 구부러질 수 있는 적층물의 단면을 확대한 것이고,
도 3C는 본 발명의 제 3실시예를 예시하는 구부러질 수 있는 적층물의 단면을 확대한 것이고,
도 3D는 본 발명의 제 4실시예를 예시하는 구부러질 수 있는 적층물의 단면을 확대한 것이다.
본 발명에 따르면, 중합체 전해질 셀 또는 전지를 패키징하기 위한 구부러질 수 있는 다층 물질은,
제 1금속 박막층과,
제 2금속 박막층과,
상기 제 1, 제 2금속 박막층 사이에 배치되는 중간 분리층과, 상기 중간 분리층은 상기 제 1금속 박막층과 상기 제 2금속 박막층 사이의 기 설정된 간격을 정하며,
상기 제 1금속 박막층 상의 제 1자동-밀봉층과, 상기 제 1자동-밀봉층은 접착성과 유사한 특성을 가지는 물질로 형성되고 두께는 약 76㎛보다 얇으며, 그리고
상기 제 2금속 박막층 상의 제 2자동-밀봉층으로 이루어져 있고, 상기 제 2자동-밀봉층은 접착성과 유사한 특성을 가지는 물질로 형성되며 두께는 약 76㎛보다 얇다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 중합체 전해질 셀 또는 전지를 패키징하기 위한 구부러질 수 있는 다층 물질은,
알루미늄 박막의 제 1층 및 제 2층과, 상기 알루미늄 박막층들은 약 2㎛에서 약 100㎛의 두께를 가지며, 그리고
상기 알루미늄 박막층들의 사이에 배치되고 두께가 약 2㎛에서 약 100㎛인 열가소성 물질의 층과,
상기 알루미늄 박막층들 각각에 적용되는 밀봉제-접착 물질층과, 상기 접착층은 열가소성 중합체로 형성된다.
본 발명의 목적은 전기 화학적 디바이스를 패키징하기위한 적층 물질을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 전해질 셀 또는 전지를 패키징 하기위해 상기 설명한 바와 같은 적층물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 열 및 압력의 적용에 의해 자동-밀봉되는 상기 설명한 바와 같은 적층 물질을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 밀봉 패키징을 보장하기위해서 다층의 금속 박막을 가지는 상기 설명한 바와 같은 적층 물질을 제공하는 것이다.
이러한 것들 및 다른 목적들은 다음의 바람직한 실시예에 대한 설명을 수반되는 도면들과 함께 고려함으로써 명백해질 것이다.
이제부터 언급하는 도면은 본 발명의 바람직한 실시예들을 예시하기위한 목적으로만 도시되고, 동일성으로 제한하기위한 목적은 아니다. 도 1은 구부러질 수 있는 다층 물질(20)로부터 형성된 패키지 또는 봉합물(enclosure)(14)을 가지는 전지(10)를 도시한 것이다. 패키지(14)는 전기 화학적 디바이스를 봉입하기위해 적용된다. 도시된 실시예에서, 평반(planer), 리드들(16,18)을 가진 고체 전해질 셀(12)이 도시된다. 패키지(14)는 일반적으로 다층으로된 물질(20) 박판의 한 면 상에 사각형 셀(들)(12)을 둠으로써 다층으로된 물질(20)의 박판으로부터 형성된다. 리드들(16,18) 각각의 부분이 위치된 셀(들)(12)은 물질(20) 상에 위치되고, 리드들(16,18)의 부분은 상기 물질(20)의 경계를 넘어서 뻗어있다. 그 다음, 물질(20)의 다른 반쪽은 셀(12) 상을 넘어서 물질(20)의 다른 면과 겹치도록 접혀진다. 물질(20)은 접혀진 경우, 셀(20)의 주변 경계들을 넘도록 확장되어 위치되므로 접착 또는 밀봉 층이 그 자체와 맞물린다. 셀(12)의 주변에 대한 밀봉을 형성하기위해 열과 압력 또는 그 둘 모두가 상기 3경계부분에 가해진다. 지금까지 설명한 바와 같이, 전지(10)를 위한 패키지(14)의 형성 방법 및 패키지(14)의 모양은 일반적으로 알려진 것이다. 이러한 점에 있어서, 셀(12) 및 패키지(14)의 이러한 형성 방법 및 그 모양들이 본 발명에 사용되지 않는다. 본 발명은 명확하게 말해서 외부 패키지(14)를 형성하기위한 다층으로된 물질(20)에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 물질(20)은 다층으로 된 구조인 것이 바람직하고 적어도 두 층의 금속 박막, 상기 두층의 금속 박막 간에 위치하는 분리층, 그리고 압력-반응(pressure-sensitive) 또는 열-반응(heat-sensitive), 자동-밀봉 물질로 된 층들 중 적어도 하나를 포함하여 이루어진다.
상기 두개의 금속 박막층들은 패키지(14) 내의 밀봉 장벽을 형성하기 위한 장벽층들로서 제공된다. 상기 금속 박막층들은 공기가 상기 전지 또는 셀, 그리고/또는 상기 셀로부터의 용제로 침투하는 것을 방지하기위하여 제공된다. 상기 중간 분리층은 상기 금속 박막층들을 분리하거나 "분단(decouple)"하기위해 제공된다. 구체적으로, 상기 금속 박막층들 간의 분리는 다층 물질에 대한 밀봉의 파괴로부터 개별적인 박막층들에서 바늘구멍들 또는 부서짐과 같은 결점의 정렬 또는 등재(registry)를 방지하기위해 제공된다. 부가적으로, 상기 금속 박막들 간의 공간은 한 금속 박막의 부서짐들 또는 구멍들이 다른 하나로 전달 또는 관통하지 못하도록 한다. 이하에서 보다 자세히 설명되겠지만, 상기 분리층은 광범위한 물질들로 이루어질 수 있고, 무엇보다도 상기 두 금속 박막층들 사이에 공간을 두거나 분리하기위해 제공된다. 바람직하게, 상기 두 금속 박막층들 간에 공간을 생성하는데 부가적으로, 상기 분리층은 패키지(14)에 물리적 강도를 주는 장력(tensile strength), 관통저항(penetration resistance), 강성도(stifness)라 불리는 기계적 특성들을 가진다. 상기 자동-밀봉층은 접착성과 유사한 특성을 가지는 물질로서 제공되며, 가열 및 냉각할 경우, 또는 압력이 가해지는 경우 또는 둘다의 경우 이는 그 자체 혹은 다층 물질(20)의 다른 층들 중 하나와 접착되거나 결합하며 이것이 접촉하는 어떠한 표면과도 봉합을 형성한다.
이제 도면들에 관해 설명하면, 물질(20)의 바림직한 실시예들은 도 3A-3D에 예시된다. 도면 3A-3D에 도시된 각 적층들은 기본적으로 단지 다른 순서와 집단화(grouping)로 배열되었을 뿐인 유사한 물질들의 층들로 형성된다. 상기 바람직한 실시예에 따르면, 도 3A-3D에 도시된 다층 물질들 각각은 적어도 두 금속 박막층들을 포함한다. 상기 금속 박막층들은 유사하거나 유사하지 않은 금속 박막들로 형성될 수 있으며 이는 다층 물질(20)에 특정 기계적 특성들을 제공하기위해 선택된다. 예를들어, 한 층은 알루미늄 박막으로 형성될 수 있으며, 다른 층은 구리 박막으로 형성될 수 있다. 물질(20)에 사용되기위한 바람직한 금속 박막들은 알루미늄, 구리, 니켈 그리고 스테인레스 스틸로 이루어진 집단에서 선택된다. 상기 금속 박막들은 100㎛(미크론)보다 작은 두께를 가지는 것이 바람직하고, 5에서 50㎛사이의 두께를 가지는 것이 더욱 바람직하며, 5에서 12㎛ 사이의 두께를 가지는 것이 가장 바람직하다. 바람직한 실시예들에서, 두 금속 박막층들 모두는 알루미늄 박막으로 형성된다.
이제 중간 분리층에대해 설명하면, 상기 층은 직물(fabric), 포(scrim), 종이(paper), 중합체 막, 접착제, 다른 금속 박막 또는 이들의 조합들로 형성될 수 있다. 이러한 관점에서, 상기 중간 분리층은 그 자체가 다층들로 형성될 수 있다. 예를들어, 상기 중간 분리층은 금속층들 각각에 대해 천(cloth)을 보호하도록 그 양면들에 접착층을 가지는 짜여진 천으로 형성될 수 있다. 상기 지적한 바와 같이, 상기 분리층의 주된 기능은 상기 금속 박막층들을 분리하는 것이다. 부가적으로, 상기 중간 분리층은 물질(20)에 대한 구조적 강도 또한 제공한다. 이는 원하는 기계적 특성들을 가지는 물질로부터 형성된 중간 분리층을 이러한 물질을 예를들어 부가적인 얇은 접착층을 이용하여 상기 금속 박막층들로 보호하면서 형성하는 것으로 달성되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 상기 중간 분리층은 중합 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 중합 물질은 막 또는 수지(resinous) 물질일 수 있고, 이러한 막 또는 수지 물질은 접착제와 유사한 특성들을 가질 수 있으며, 여기서 상기 막 자체 또는 수지 물질 자체는 상기 금속 박막층들에 접착된다. 접착 물질 층은 홀로 상기 금속 박막층들 사이의 중간 분리층을 형성할 수 있다.
상기 중간 분리층의 총 두께는 약 2㎛에서 약 100㎛인 것이 바람직하고, 약 3㎛에서 약 18㎛인 것이 더욱 바람직하다. 바람직한 실시예에서, 상기 물질(20)의 중간 분리층은 중합체 물질로 형성되며, 열가소성 물질들, 공작(engineering) 열가소성 물질들, 동일물들의 혼합들, 열경화성 물질들 그리고 열가소성 물질들과 열경화성 물질들의 혼합물들을 포함하지만 이로써 제한되지는 않는다. 상기 중합 물질은 얇은 접착층들을 이용하여 상기 금속층에 접착된다. 상기 중합층은 한 금속 박막층을 다른 금속 박막층 또는 다른 물질로부터 분리하고 물질(20)에 강도를 주기위해 제공된다. 바람직한 실시예에서, 상기 중간 분리층은 얇은 접착층을 이용하여 상기 금속 박막에 접착된 마일라(Mylar)를 포함한다.
이제 자동-밀봉층에 대내 설명하면, 이 층은 적층의 외부층들 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 자동-밀봉층(또는 층들)은 열-반응 또는 압력-반응중 하나이거나 둘 모두인 물질로 형성되며, 그래서 유사 물질의 다른 층과 접착되고, 그로인해 열 그리고/또는 압력 공정을 통해 전지 패키지를 형성할 수 있다. 상기 자동-밀봉층(층들)은 어떠한 단일, 공동-압출(co-ectruded)되거나 적층된 전기적으로 절연되는 물질로 형성될 수 있고, 접촉될 수 있는 상기 전기 화학적 디바이스의 요소 또는 요소들과 화학적 물리적으로 양립할 수 있다(예를들어 이는 전지의 전해질 용액으로 용해되지 않아야만 한다). 이러한 물질들을 대표하는 것은 아크릴들, 에틸렌 아크릴 산(ethylene acrylic acid: EAA) 공중합체(copolymer)들, EAA 공중합체, 에틸렌 메타크릴 산(ethylene methacrylic acid: EMA) 공중합체들, 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate: EVA) 공중합체들, 폴리메틸 아크릴레이트(polymethyl acrylate: PMA) 아크릴로니트라이트(acrylonitrite), 비닐 클로라이드 폴리프로필렌(vinyl chloride polypropylene: VCPP) 공중합체, 아크릴릭 니트릴-부타디엔-스틸렌(nitrile-butadiene-styrene: ABS) 공중합체들, 폴리에틸렌 (PE) 및 폴리프로필렌(PP), 그리고 앞서 말한것의 고무 변경 요소들(rubber modified compounds)이다. 바람직한 실시예에서, 상기 자동-밀봉층은 듀퐁(DuPont)에서 생산되는 서린(SURLYN) 또는 누크렐(NUCREL) 열가소성 물질들로 형성된다. 상기 자동-밀봉층은 약 76㎛ 미만이고, 약 38㎛에서 약 64㎛사이인 것이 바람직하다.
물질(20)의 전체 두께는 물질(20)이 셀(12)을 감쌀 수 있는 충분한 구부러짐을 유지할 수 있도록 가능한한 얇게 유지되는 것이 바람직하며, 이후 설명될 것이다. 동시에, 물질(20) 및 그 개별적인 층들은 패키지(14)에 요구되는 강도와 밀봉을 제공하는데 필요한 기계적 특성들을 가지는 물질(20)에 대한 충분한 두께들을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 물질(20)의 전체 두께는 152.4㎛ 미만인 것이 바람직하고, 약 60㎛에서 약 127.0㎛의 범위인 것이 바람직하며, 약 101.6㎛에서 약 127.0㎛의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
이제 도면들에 대해 언급하면, 본 발명의 특정 실시예들이 도시된다. 도 3A는 바람직한 물질(20)을 보이며, 여기서 상기 중간 분리층을 두개의 중합체막의 층들로 이루어진다. 상기 두개의 중합층들은 두개의 금속 박막층들 사이에 끼여있다. 얇은 첩착층들(미도시)은 상기 구조적, 중합층들을 함께를 접착하고, 금속 박막층들을 접착하는데 이용되는 것이 바람직하다. 자동-밀봉층이나 접착제는 각각의 금속 박막층 상부에 제공된다.
도 3B는 다층 물질(20)을 보이며, 여기서 내부 중합층들과 도 3A의 금속 박막은 대안적으로 재배열된다. 이러한 구조에서, 중합층들 중 하나는 상기 두개의 금속 박막층들 사이의 중간 분리층을 형성하고, 다른 중합층은 부가적 구조 적층으로서 제공된다. 도 3A에서 되시된 실시예에서와 같이, 얇은 첩착층들(미도시)은 하나 이상의 층들을 다른 층에 대해 보호하기위해 사용될 수 있다. 상기 금속 박막의 두개 층들과 중합 물질의 두개 층들은 자동-밀봉 중합체의 두 층들 사이에 끼여있다.
도 3C는 물질(20)을 보이며, 이는 상기물질이 자동-밀봉층을 하나만 가진다는 것을 제외하면 도 3B에 도시된 것과 대부분 유사하다. 상기 자동-밀봉층은 금속 박막층을 덮는 것이 바람직하다.
도 3D는 두 층의 금속 박막과 분리층을 형성하는 단일 접착층으로 이루어진 물질을 도시한다. 자동-밀봉 물질 단일층은 한 금속 박막층 상부에 배치된다. 이러한 실시예에서, 강화 중합체는 제공되지 않는다. 본 실시예에서, 금속 박막층들을 서로 접착하기위해서 압력-반응 접착제와 같은 실질적인 접착제가 상기 금속 박막층들 사이에 적용된다.
그래서 본 발명은 물질(20)의 밀봉을 향상시키는 떨어져있는 두 층의 금속 박막(24, 26)을 가진다. 두층의 금속 박막(24, 26)을 이용하면, 패키지(13)에서의 누출 가능성은 획기적으로 줄어든다. 비록 두 금속 박막층들(24, 26) 모두에 부서짐이나 결함들이 존재한다 할지라도, 상기 두 금속층들의 분리 때문에 이러한 부서짐또는 결합들이 각각에 대해 기재되는 (예를들어 일직선 상에 위치할) 경우는 거의 없다. 그래서, 만일 액체가 한 금속층의 보이드(void)나 부서짐을 통해 유출되면, 이는 제 2금속 박막층의 다른 보이드나 부서짐에 다다르기 위해서는 개별적 층들의 평면들을 따라 옆으로 전달되어야만 한다. 물질(20)의 평면을 통한 액체의 이동은 누출 속도를 확연하게 늦추고 이러한 누출이 제 2금속 박막층을 통해 유출될 가능성을 줄인다. 두개의 서로 분리된 금속 박막층들을 제공하는 것으로 상기 패키지의 밀봉은 향상되고, 그의 물리적 강도도 함께 향상된다.
상기 언급한 것은 본 발명의 바람직한 실시예의 설명이다. 당 업자들은 본 상세한 설명을 통해 다수의 대안들과 변경들을 얻을 수 있다. 내구성이 있는 밀봉을 제공하기위한 두개 이상의 금속 박막은 구조적 그리고/또는 원하는 정도의 강도, 구부러짐, 내구성, 두께, 무게, 접착 강도를 달성하기위한 접착 중합층들의 다양한 결합들과 연합될 수 있다는 것은 당 업자에게 명백하다. 예를 들어서, 열가소성 물질을 제외한 접착제의 다른 종류들은 예를들어 접촉 접착과 같은 원칙에 대해 사용될 수 있다. 밀봉 방법들은 열, 압력, 초음파, RF 유도 등과, 그들의 결합들을 포함할 수 있다. 청구된 본 발명의 범위 또는 그와 동등한 것에 포함되는 한 모든 변경들과 대안들을 포괄한다.

Claims (15)

  1. 중합체 전해질 셀 또는 전지를 패키징하기 위한 구부러질 수 있는 다층 물질은,
    제 1금속 박막층과,
    제 2금속 박막층과,
    상기 제 1, 제 2금속 박막층 사이에 배치되는 중간 분리층과, 상기 중간 분리층은 상기 제 1금속 박막층과 상기 제 2금속 박막층 사이의 기 설정된 간격을 정하며,
    상기 제 1금속 박막층 상에 제 1자동-밀봉 물질로 형성되는 제 1층과, 상기 제 1층은 약 76㎛보다 얇은 두께를 가지며, 그리고
    상기 제 2금속 박막층 상에 제 2자동-밀봉 물질로 형성되는 제 2층과, 상기 제 2층은 약 76㎛보다 얇은 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 구부러질 수 있는 물질.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1및 제 2금속 박막층들은 알루미늄으로 형성된 것을 특징으로 하는 구부러질 수 있는 물질.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1및 제 2금속 박막층들은 구리로 형성된 것을 특징으로 하는 구부러질 수 있는 물질.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 제 1및 제 2금속 박막층들은 약 2㎛에서 약 100㎛ 사이의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 구부러질 수 있는 물질.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제 1및 제 2금속 박막층들은 약 3㎛에서 약 18㎛ 사이의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 구부러질 수 있는 물질.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제 1및 제 2자동-밀봉층들은 서린으로 형성되는 것을 특징으로 하는 구부러질 수 있는 물질.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 중간 분리층은 짜여진 직물, 포, 중합체 막, 접착제, 수지 막 그리고 이들의 조합들 그리고/또는 이들의 적층들로 구성된 집단에서 선택되는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 물질.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 중간 분리층은 약 2㎛에서 100㎛ 사이의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 물질.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 자동-밀봉층 또는 층들은 압력-반응 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 물질.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 자동-밀봉층 또는 층들은 열가소성 또는 열경화성 열-반응 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 물질.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 자동-밀봉층은 폴리올레핀(polyolefin) 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 물질.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 자동-밀봉층은 에틸렌 비닐 아세테이트 혼합인 것을 특징으로 하는 물질.
  13. 중합체 전해질 셀을 패키징하기위한 구부러질 수 있는 적층물은,
    제 1및 제 2알루미늄 박막층과, 상기 알루미늄 막박층들 각각은 약 2㎛에서 약 100㎛의 두께를 가지며,
    상기 알루미늄층들 사이에 위치되면서 약 2㎛에서 약 100㎛의 두께를 가지는 열가소성 물질의 내부 분리층과, 그리고
    상기 알루미늄 박막층들 각각에 적용되는 밀봉제와 접착 물질층들로 이루어지며, 상기 접착층들은 열가소성 중합체로 형성되는 것을 특징으로 하는 구부러질 수 있는 적층물.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 내부층은 폴리에스터로 형성되는 것을 특징으로 하는 구부러질 수 있는 적층물.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 접착층들은 서린으로 형성되는 것을 특징으로 하는 구부러질 수 있는 적층물.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001056096A1 (en) * 2000-01-24 2001-08-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Package for material containing nonaqueous solvent and cell comprising the same
US6482544B1 (en) * 2000-06-30 2002-11-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Battery package
US6849358B2 (en) 2001-04-06 2005-02-01 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Lithium ion battery
FR2828010B1 (fr) * 2001-07-24 2007-01-19 Tecmachine Procede de protection de microgenerateur au lithium et microgenerateur protege par ce procede
US7453705B2 (en) * 2002-05-07 2008-11-18 Alien Technology Corporation Barrier, such as a hermetic barrier layer for O/PLED and other electronic devices on plastic
US20040161615A1 (en) * 2002-12-27 2004-08-19 Cohen Lewis S. Facing having increased stiffness for insulation and other applications
US20040126597A1 (en) * 2002-12-27 2004-07-01 Cohen Lewis S. Facing for insulation and other applications
EP1578597B1 (en) * 2002-12-27 2013-01-23 3M Innovative Properties Company Facing for insulation and other applications
US20040151922A1 (en) * 2002-12-27 2004-08-05 Cohen Lewis S. Facing having increased stiffness for insulation and other applications
US7186478B2 (en) * 2003-01-23 2007-03-06 Lithium Technology Corporation Electrochemical device
KR100561284B1 (ko) * 2003-12-26 2006-03-15 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 리튬 이차 전지
EP1756888A2 (en) * 2004-06-04 2007-02-28 Hille & Müller GmbH & Co. Method for producing a battery case, a battery case, and metal strip for producing said battery case
FR2876625B1 (fr) * 2004-10-19 2008-08-08 Alsacienne D Aluminium Sa Soc Film d'emballage multicouche metalloplastique
JP2006231327A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Inventio Ag ブランク表面を一時的に腐食から保護する方法、および一時的に腐食から保護される構成要素
UY31459A1 (es) * 2007-11-09 2009-07-17 Paquete para dispositivo dispensador
JP2013222687A (ja) * 2012-04-19 2013-10-28 Gs Yuasa Corp 電池
JP6121346B2 (ja) * 2014-02-19 2017-04-26 河西工業株式会社 車両用空調装置
US9997746B1 (en) * 2015-04-03 2018-06-12 Amazon Technologies, Inc. Battery package structure
JP2017126491A (ja) * 2016-01-14 2017-07-20 凸版印刷株式会社 アルミニウム箔積層体および蓄電装置用外装材
CN109789673A (zh) * 2016-09-28 2019-05-21 爱索尔包装有限公司 多层膜和基于箔的层压体
US20190058214A1 (en) * 2017-08-17 2019-02-21 Medtronic, Inc. Polymer solution electrolytes
KR102335205B1 (ko) * 2017-09-19 2021-12-03 주식회사 엘지에너지솔루션 방열층을 포함하는 파우치형 전지케이스
JPWO2019103038A1 (ja) * 2017-11-22 2020-12-03 武田薬品工業株式会社 複合材料、包装容器、端子、および、複合材料の検査方法
CN110391360A (zh) * 2018-04-19 2019-10-29 北京国能电池科技股份有限公司 电池包装壳材料、电池壳体、制备方法和电池
KR102389407B1 (ko) * 2019-02-27 2022-04-25 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 외장재 및 그 외장재를 포함하는 이차전지
KR102417198B1 (ko) * 2019-03-04 2022-07-06 주식회사 엘지에너지솔루션 이차 전지용 파우치 및 파우치 형 이차 전지
DE102019132433B4 (de) * 2019-11-29 2021-08-12 Marcel P. HOFSAESS Temperaturabhängiger Schalter und Verfahren zu dessen Herstellung
CN114008839A (zh) * 2020-12-30 2022-02-01 宁德新能源科技有限公司 电池包装壳及电池
WO2025084359A1 (ja) * 2023-10-20 2025-04-24 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス用外装フィルム及び蓄電デバイス
JP7687547B1 (ja) * 2023-11-10 2025-06-03 大日本印刷株式会社 蓄電デバイス、外装フィルム、蓄電デバイスの製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3239380A (en) 1963-10-02 1966-03-08 Yardney International Corp Electrode assembly for battery cells
US3375136A (en) 1965-05-24 1968-03-26 Army Usa Laminated thin film flexible alkaline battery
US3572499A (en) 1967-01-19 1971-03-30 Custom Materials Inc Conductive packaging material and container for explosives
US3494796A (en) 1968-02-08 1970-02-10 Union Carbide Corp Galvanic dry tape cell construction
NL170255C (nl) 1970-05-15 1982-10-18 Basf Farben & Fasern Werkwijze voor het verpakken van viskeuze massa's en aldus verkregen verpakking.
US4135622A (en) 1973-03-28 1979-01-23 American Cyanamid Company Packaged, desiccated surgical elements
US4022206A (en) 1975-08-01 1977-05-10 Merck & Co., Inc. Vaccine delivery system
US4284672A (en) 1979-12-18 1981-08-18 Champion International Corporation Flexible packaging composite comprising an outer polyamide layer, an intermediate metal foil layer and an interior heat-sealable layer
US4647714A (en) 1984-12-28 1987-03-03 Sohwa Laminate Printing Co., Ltd. Composite sheet material for magnetic and electronic shielding and product obtained therefrom
DE3620595A1 (de) * 1985-07-26 1987-02-05 Mitec Moderne Ind Gmbh Kabel
JPH0532288Y2 (ko) 1986-04-07 1993-08-18
NL8601090A (nl) * 1986-04-29 1987-11-16 Smitweld Bv Werkwijze voor het verpakken van elektroden en daarbij toe te passen verpakkingsmateriaal.
US4980223A (en) * 1988-07-27 1990-12-25 Toyo Aluminium Kabushiki Kaisha Sheet for forming article having electromagnetic wave shieldability
US4965408A (en) * 1989-02-01 1990-10-23 Borden, Inc. Composite sheet material for electromagnetic radiation shielding
US5227264A (en) 1991-02-14 1993-07-13 Hydro-Quebec Device for packaging a lithium battery

Also Published As

Publication number Publication date
AU3357599A (en) 1999-10-11
US6207271B1 (en) 2001-03-27
WO1999047350A1 (en) 1999-09-23
JP2002507050A (ja) 2002-03-05
EP1085977A4 (en) 2001-10-31
EP1085977A1 (en) 2001-03-28
CA2323898A1 (en) 1999-09-23

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