(57)【要約】  本発明は、複合フィルム及びその製造方法に係り、解決しようとする課題は、可撓性または柔軟性に優れ、熱膨脹係数の差による層間変形または層間剥離現象を防止できる複合フィルム及びその製造方法を提供することにある。このために、本発明の一実施形態による複合フィルムは、第１保護層と、第１保護層に接着剤で接着された織物層とを含む。
2016524552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１保護層と、
前記第１保護層上に接着剤で接着された織物層と、を含む、複合フィルム。
【請求項２】
前記第１保護層は、ポリプロピレン系高分子樹脂、ポリエチレン系高分子樹脂及びこれらの共重合体のうちいずれか一つまたはその混合物を含む、請求項１に記載の複合フィルム。
【請求項３】
前記ポリエチレン系高分子樹脂は、エチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）、アクリル酸−エチレン共重合体（ＥＡＡ）、メタクリル酸−エチレン共重合体（ＥＭＡＡ）、アクリル酸エチル−エチレン共重合体（ＥＥＡ）、アクリル酸メチル−エチレン共重合体（ＥＭＡ）またはメタクリル酸メチル−エチレン共重合体（ＥＭＭＡ）を含むポリエチレン共重合体である、請求項２に記載の複合フィルム。
【請求項４】
前記第１保護層は、１０μｍないし４０μｍの厚さを持つ、請求項１に記載の複合フィルム。
【請求項５】
前記織物層は、綿織物、麻織物、毛織物、絹織物、混紡織物、交織物、不織布または極細糸布を含む、請求項１に記載の複合フィルム。
【請求項６】
前記織物層は、ゴアテックスを含む、請求項１に記載の複合フィルム。
【請求項７】
前記織物層は、１００μｍないし２，０００μｍの厚さを持つ、請求項１に記載の複合フィルム。
【請求項８】
前記第１保護層と前記織物層との間に金属層をさらに含み、
前記金属層は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、炭素（Ｃ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）またはその合金を含む、請求項１に記載の複合フィルム。
【請求項９】
前記金属層は、金属ホイルまたは金属薄膜を含む、請求項８に記載の複合フィルム。
【請求項１０】
前記金属層は、０．１μｍないし１００μｍの厚さを持つ、請求項８に記載の複合フィルム。
【請求項１１】
前記金属層は、０．１μｍないし１０μｍの厚さを持つ、請求項８に記載の複合フィルム。
【請求項１２】
前記金属層と前記織物層との間に第２保護層をさらに含む、請求項８に記載の複合フィルム。
【請求項１３】
前記第２保護層は、ナイロン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートまたはこれらの誘導体を含む、請求項１２に記載の複合フィルム。
【請求項１４】
前記第２保護層は、１０μｍないし３０μｍの厚さを持つ、請求項１２に記載の複合フィルム。
【請求項１５】
前記接着剤は、アクリル系接着剤またはエポキシ系接着剤を含む、請求項１に記載の複合フィルム。
【請求項１６】
第１保護層を提供する段階と、
前記第１保護層の一面に金属層を形成する段階と、
前記第１保護層と接しない前記金属層の他面に織物層を形成する段階と、を含む、複合フィルムの製造方法。
【請求項１７】
前記織物層を形成する段階前に、
前記金属層の他面に第２保護層を形成する段階をさらに含み、
前記金属層と接しない前記第２保護層の他面に前記織物層を形成する、請求項１６に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項１８】
前記織物層を形成する段階は、前記第２保護層の他面に接着剤を塗布した後、前記織物層を積層して乾燥する段階を含む、請求項１６または１７に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項１９】
前記織物層を形成する段階は、プレスで前記織物層を加圧する段階を含む、請求項１６に記載の複合フィルムの製造方法。
【請求項２０】
前記第１保護層に前記織物層を形成するか、前記織物層に前記第１保護層を形成する、請求項１６に記載の複合フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合フィルム及びその製造方法に係り、より詳しくは、優れた柔軟性を持ち、かつ層間変形または層間剥離現象が改善された複合フィルム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に液体を収容するポーチまたは包装材は、内部の液体が外部に流出されず、かつ外部からの水分や異物が内部に流入されないことを要求している。このようなポーチまたは包装材として高分子樹脂が使われるのが一般的である。このような高分子樹脂は、四角形または円形のような一定形態を持つように、プレスによるドローイングまたはフォールディング工程が適用され、様々な製品包装に応用できる。
【０００３】
従来のパウチングまたは包装材用の高分子樹脂は、液体が外部に流出されず、かつ外部からの水分や異物が内部に流入されないようにするために厚膜化または高密度化するが、このような接近は、前記包装材の可撓性または柔軟性を向上させることを制限し、他の層を積層して複合化する場合、熱膨脹係数の差による様々な変形または剥離現象を惹起するという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、可撓性または柔軟性を確保し、かつ層間変形または層間剥離現象を改善して、内部の液体が外部に流出されず、かつ外部からの水分や異物が内部に流入されない特性を満たす複合フィルムを提供することにある。
【０００５】
本発明が解決しようとする他の課題は、上述した複合フィルムの経済的かつ簡単な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明の一態様による複合フィルムは、第１保護層と、前記第１保護層上に接着剤で接着された織物層とを含む。一実施形態において、前記第１保護層は、ポリプロピレン系高分子樹脂、ポリエチレン系高分子樹脂及びこれらの共重合体のうちいずれか一つまたはその混合物を含んでもよい。前記ポリエチレン系高分子樹脂は、エチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）、アクリル酸−エチレン共重合体（ＥＡＡ）、メタクリル酸−エチレン共重合体（ＥＭＡＡ）、アクリル酸エチル−エチレン共重合体（ＥＥＡ）、アクリル酸メチル−エチレン共重合体（ＥＭＡ）またはメタクリル酸メチル−エチレン共重合体（ＥＭＭＡ）を含んでもよい。
【０００７】
一実施形態において、前記第１保護層は、１０μｍないし４０μｍの厚さを持つ。前記織物層は、綿織物、麻織物、毛織物、絹織物、混紡織物、交織物、不織布または極細糸布を含んでもよい。また、前記織物層は、ゴアテックスを含んでもよい。一実施形態において、前記織物層は、１００μｍないし２，０００μｍの厚さを持つ。
【０００８】
前記複合フィルムは、前記第１保護層と前記織物層との間に金属層をさらに含んでもよい。前記金属層は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、炭素（Ｃ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）またはその合金を含んでもよい。前記金属層は、金属ホイルまたは金属薄膜を含んでもよい。一実施形態において、前記金属層は、０．１μｍないし１００μｍの厚さを持つ。好ましくは、前記金属層は、０．１μｍないし１０μｍの厚さを持つ。
【０００９】
また、前記複合フィルムは、前記金属層と前記織物層との間に第２保護層をさらに含んでもよい。前記第２保護層は、ナイロン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートまたはこれらの誘導体を含んでもよい。一実施形態において、前記第２保護層は、１０μｍないし３０μｍの厚さを持つ。前記接着剤は、アクリル系接着剤またはエポキシ系接着剤であってもよい。
【００１０】
前記他の課題を解決するための本発明の一態様による複合フィルムの製造方法は、第１保護層を提供する段階と、前記第１保護層の一面に金属層を形成する段階と、前記第１保護層と接しない前記金属層の他面に織物層を形成する段階とを含む。他の実施形態において、前記織物層を形成する段階前に、前記金属層の他面に第２保護層を形成する段階をさらに含み、前記金属層と接しない前記第２保護層の他面に前記織物層が形成されることも可能である。
【００１１】
前記織物層を形成する段階は、前記第２保護層の他面に接着剤を塗布した後、前記織物層を積層して乾燥する段階を含む。前記織物層を形成する段階は、プレスで前記織物層を加圧する段階を含んでもよい。また、前記複合フィルムの製造方法は、前記第１保護層に前記織物層を形成してもよいし、前記織物層に前記第１保護層を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複合フィルムを成す基材層である保護層の表面に織物層をラミネーティングすることで、可撓性または柔軟性に優れ、前記基材層と織物層の熱膨脹係数の差による変形または層間剥離現象を前記織物層が抑制または改善して、包装の寿命を延長し、製品の信頼性を向上させることが可能な複合フィルム及びその製造方法が提供される。
【００１３】
なお、本発明によれば、基材層である保護層への電解液のような液体の浸湿及び外部からの水分の流入が困難であるので、電解液を含むリチウムイオン電池、キャパシタまたは二重層キャパシタなどのエネルギー保存装置を収容するポーチのような電池の外装材として使用する際、外皮として外部に織物層が露出する複合フィルム及びその製造方法が提供される。
【００１４】
また、本発明によれば、可撓性及び柔軟性に優れるだけでなく、防水性に優れた基材層及び織物層を用いることで、身に着用したり着けたりする時計、ベルト、めがね、バッテリーなどのウェアラブルスマート機器の外装材として使用可能な複合フィルム、前記外装材を含む電池及びその製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態による複合フィルムを示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態による複合フィルムを示す断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態による複合フィルムを示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による複合フィルムの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態による複合フィルムの製造方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態による複合フィルムの製造方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明のさらに他の実施形態による複合フィルムの製造方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態による電池外装材及びこれを含む電池を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
本発明の実施形態は、当業者に本発明をさらに完全に説明するために提供されるものであり、下記の実施形態は、色々な他の形態に変形可能であり、本発明の範囲が下記の実施形態に限定されるものではない。かえって、それらの実施形態は、本開示をさらに充実かつ完全にし、当業者に本発明の思想を完全に伝達するために提供されるものである。
【００１８】
また、以下の図面において、各層の厚さやサイズは、説明の便宜及び明確性のために誇張されたものであり、図面上で、同じ符号は同じ要素を指す。本明細書で使われたように、用語“及び／または”は、当該列挙された項目のうちいずれか一つ及び一つ以上の全ての組み合わせを含む。
【００１９】
本明細書で使われた用語は、特定の実施形態を説明するために使われ、本発明を制限するためのものではない。本明細書で使われたように、単数の形態は、文脈上明確に取り立てて指摘するものでなければ、複数の形態を含む。また、本明細書で使われる場合、“含む(comprise)”及び／または“含んだ(comprising)”は、言及した形状、段階、数字、動作、部材、要素及び／またはそれらのグループの存在を特定するものであり、一つ以上の他の形状、段階、数字、動作、部材、要素及び／またはそれらのグループの存在または付加を排除するものではない。
【００２０】
本明細書において、第１、第２などの用語は、多様な部材、部品、領域、層及び／または部分を説明するために使われるが、それらの部材、部品、領域、層及び／または部分は、それらの用語によって限定されてはならない。それらの用語は、一つの部材、部品、領域、層または部分を、他の領域、層または部分と区別するためにのみ使われる。したがって、後述する第１部材、部品、領域、層または部分は、本発明の思想から逸脱しない範囲内で、第２部材、部品、領域、層または部分を指す。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態による複合フィルム１０の断面図である。
【００２２】
図１を参照すれば、複合フィルム１０は、綿状の第１保護層１１と、第１保護層１１上に接着層１３を介して接着された綿状の織物層１２とを含む。第１保護層１１は、熱融着層であってもよい。複合フィルム１０を重ねて第１保護層１１の露出した底面１１Ｓ同士互いに対向させた後、互いに熱融着ができるか、または他の基板に第１保護層１１を重ねた後に熱を加えることで、複合フィルムを前記基板上に融着させることができる。
【００２３】
前記熱融着層は、ポリプロピレン系高分子樹脂、ポリエチレン系高分子樹脂またはこれらの共重合体（例えば、エチレン−プロピレン共重合体）を含み、好ましくは、ポリエチレン系高分子樹脂またはその共重合体を含む。前記ポリエチレン系高分子樹脂は、前記ポリプロピレン系高分子樹脂よりも低い融点を持つため、相対的に低温、例えば、８０℃ないし１３０℃で熱融着工程が可能である。
【００２４】
一実施形態において、前記ポリエチレン系高分子樹脂は、ポリエチレン（ＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線形低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）または高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含んでもよい。他の実施形態において、前記ポリエチレン系高分子樹脂は、エチレンビニルアセテート共重合体（ＥＶＡ）、アクリル酸−エチレン共重合体（ＥＡＡ）、メタクリル酸−エチレン共重合体（ＥＭＡＡ）、アクリル酸エチル−エチレン共重合体（ＥＥＡ）、アクリル酸メチル−エチレン共重合体（ＥＭＡ）またはメタクリル酸メチル−エチレン共重合体（ＥＭＭＡ）を含むポリエチレン共重合体であってもよい。低融点のポリエチレン系高分子樹脂は、織物層１２により熱伝導率が低下し、複合フィルムの厚さが厚くなるとしても、相対的に低い温度で熱融着または包装のシーリングができるので、複合フィルム１０を用いた包装工程の信頼性と速度を向上させることができる。一実施形態として、複合フィルム１０は、低温工程が可能な電池の外装材として使用できる。
【００２５】
上述した第１保護層１１に係る材料は例示的であり、本発明がこれに制限されるものではない。例えば、第１保護層１１は、水分または電解液に対して安定性を確保し、かつ熱融着が可能な材料であるＰＥＴ樹脂、ナイロン樹脂などポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂を含んでもよい。
【００２６】
第１保護層１１は、１０μｍないし４０μｍの厚さを持つ。第１保護層１１の厚さが１０μｍ未満の場合、塩または電解質のような内容物に対する耐化学性及び漏れ問題が生じ、外部からの水分流入の防止特性が低下する。また、複合フィルム１０を用いた包装またはパッケージング工程時に、第１保護層１１の底面間の熱融着工程による接合厚さが減少して、十分な機械的強度と機密特性を維持できない。第１保護層１１の厚さが４０μｍを超える場合、包装またはパッケージング工程において複合フィルム１０のドローイングまたはフォールディングが困難であり、複合フィルム１０の厚さが厚くなって柔軟性が低下する。
【００２７】
織物層１２は、第１保護層１１を含む内部層を外部環境から保護し、その纎維構造が持つ柔軟性に基づいて、前記内部層の割れを防止し、複合フィルム１０の外周面１２Ｓ（例えば、前記外周面は、ポーチの外皮である）に割れが生じることを防止し、製品の寿命を延長するだけでなく、包装またはパッケージングのための複合フィルム１０のドローイング工程またはフォールディング工程における耐性と信頼性を確保することができる。なお、織物層１２は、纎維構造の特異性に基づいて、複合フィルム１０の可撓性または柔軟性を向上し、前記内部層と織物層１２との間または前記内部層が複数の積層構造を持つ場合、これらの内部層間の熱膨脹係数の差による応力に伴う変形または層間剥離現象を織物層１２が吸収及び補完することで、複合フィルム１０の構造を安定して維持することができる。
【００２８】
また、織物層１２が包装材として使われる際、その柔軟性と共にユーザ親和的な質感や触感を持つインターフェースを具現できるので、商品性が向上し、その応用が拡大する。例えば、スマート衣服または履き物のようなウェアラブルデバイスの外装材として複合フィルム１０が適用されるか、そのエネルギー源である電池のポーチとして使われる場合、別途の外装材なくそれ自体が外装材として既存の衣服、履き物、かばんまたはキャンピング用品に付着されたり一体化されるので、その応用はいうまでもなく、新たな規格とデザインを持つ製品を創出することができる。
【００２９】
一実施形態において、織物層１２は、綿織物、麻織物、毛織物、絹織物、混紡織物、交織物、不織布または極細糸布を含む。他の実施形態において、織物層１２は複合繊維層であってもよく、例えば、織物層に防水加工膜が積層されたゴアテックスを含む。しかしながら、これらの材料は例示的であり、本発明がこれに制限されるものではない。例えば、織物層１２は、接着剤１３と共に第１保護層１１上に載置された後、常温（例えば、２５℃）を含む２０℃ないし５０℃で乾燥して形成されるか、またはプレスで加圧されて形成されるいかなる材料であってもよい。このような織物層１２の積層工程は例示的であり、本発明がこれに限定されるものではない。
【００３０】
織物層１２は、１００μｍないし２，０００μｍの厚さに形成される。織物層１２の厚さがほぼ１００μｍ未満の場合、外部衝撃により容易に破損されたり、熱膨脹係数の差による層間変形または層間剥離現象の抑制率が小さいため、外皮として好ましくない。なお、織物層１２の厚さが２，０００μｍを超える場合、複合フィルム１０を用いた包装工程、例えば、ポーチの製造工程において、例えば、ドローイングまたはフォールディングが困難であり、加工コストの上昇と不良を惹起し、複合フィルム１０の厚さ自体が増加して、可撓性または柔軟性が低下する。
【００３１】
接着剤１３は、アクリル系接着剤またはエポキシ系接着剤であり、本発明がこれに制限されるものではない。接着剤１３は、織物層１２を第１保護層１１に接着させるだけでなく、一定範囲の弾性力を持っていることで、複合フィルム１０がドローイングされたり、フォールディングされたりする際、第１保護層１１と織物層１２とが相互間分離されないようにする。
【００３２】
図２は、本発明の他の実施形態による複合フィルム２０の断面図である。
【００３３】
図２を参照すれば、複合フィルム２０は、綿状の第１保護層１１と、第１保護層１１上に形成された綿状の金属層２１と、金属層２１に接着剤１３で接着された綿状の織物層１２とを含む。図２の構成部材のうち、図１の構成部材と同じ参照符号を持つ構成部材については、上述した開示事項を参照する。
【００３４】
金属層２１は、外部環境から下地の第１保護層１１に水分またはガスが浸透して、第１保護層１１が膨らんだり劣化することを防止する。また、包装またはパッケージング工程時に、その内容物が電解質のような液状物質である場合、第１保護層１１を介して漏れることを防止し、全体パッケージングの強度を維持する役割を行う。
【００３５】
金属層２１は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、炭素（Ｃ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）またはその合金を含む。例えば、金属層２１は、機械的強度を高くするために鉄を含有し、柔軟性及び可撓性を向上させるためにアルミニウムを主な組成として含有する。金属層２１が鉄を含有する材料を含む場合、鉄８４〜８８．２％、炭素０．５％以下、クロム１１〜１５％及びマンガン０．３〜０．５％からなる合金、または鉄６３．７〜７５．９％、炭素０．１〜０．３％、クロム１２〜１８％及びニッケル７〜１２％からなる合金が使われる。
【００３６】
金属層２１の厚さは、０．１μｍないし１００μｍ、好ましくは、１μｍないし２０μｍの範囲内である。金属層２１の厚さが０．１μｍよりも薄い場合には、包装及びパッケージング工程のためのドローイングまたはフォールディング工程時に容易にクラック、破断または損傷され、金属層２１の厚さが１００μｍよりも厚い場合には、ドローイングやフォールディングが困難であり、包装またはパッケージング工程が困難であり、包装された製品の柔軟性とそれに係る期待寿命が低下する。
【００３７】
金属層２１は、金属ホイルまたは金属薄膜であってもよい。前記金属ホイルの場合、第１保護層１１を金属層２１の表面にコーティングまたはラミネーティングし、複合フィルム２０を製造するための中間製造物を形成する。前記金属薄膜の場合には、第１保護層１１上にスパッタリングや熱蒸着のような気相蒸着工程、無電解メッキ工程または両方の複合工程により金属層２１を形成する。
【００３８】
金属層２１が前記金属薄膜である場合、複合フィルム２０の柔軟性／可撓性を向上させることができる。前記金属薄膜の厚さは、０．１μｍないし１０μｍの範囲内である。金属層２１が薄膜化された複合フィルム１０は一例であり、固体電解質を含む電池のための電池外装材として、上述した複合フィルム１０が用いられる場合に有効である。液体電解質を使用する電池と異なり、固体電解質を使用する電池は、電解質が電池外装材に漏液されるおそれが少ないので、上述したように金属層２１を薄膜化または省略してもよいという利点がある。
【００３９】
織物層１２は、接着剤１３で金属層２１上に付着される。織物層１２は、複合フィルム２０の柔軟性及び可撓性を向上して、複合フィルム２０自体を外皮として使用する包装及びパッケージングの柔軟性及び可撓性を向上させることができる。例えば、複合フィルム２０を水槽または電解液が充電された電池セルの外装材として使用する場合、電解液による第１保護層１１のスウェリング、並びに第１保護層１１と金属層２１の熱膨脹係数の差による剥離及び変形を緩和して、製品の寿命を延長させることができる。
【００４０】
図３は、本発明のさらに他の実施形態による複合フィルム３０の断面図である。
【００４１】
図３を参照すれば、複合フィルム３０は、第１保護層１１と、第１保護層１１上の金属層２１と、金属層２１上の第２保護層３１と、第２保護層３１上の接着剤１３による織物層１２とを含む。図３に示す複合フィルム３０は、図２に示す複合フィルム２０と類似した構造であるので、その相違点を中心に説明する。
【００４２】
第２保護層３１は、金属層２１の表面に一定厚さにコーティングまたはラミネーティングして形成される。第２保護層３１は、外部から内部層を保護する役割を行い、複合フィルム１０で形成されたポーチの外周面に割れが生じることを防止して、全体的な成形を容易にする。
【００４３】
第２保護層３１は、ナイロン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートまたはこれらの誘導体を含み、本発明がこれに限定されるものではない。第２保護層３１は、上述した高分子樹脂を金属層２１の表面に液状コーティングしたり、高分子樹脂を予めフィルム形態にし、各種ラミネーティング法により積層させて形成する。また、第２保護層３１を多層化したり、第２保護層３１の表面にフッ素系樹脂またはアクリル系樹脂層を複合化して、第２保護層３１の表面を保護し、成形加工性を向上させることができる。
【００４４】
第２保護層３１は、１０μｍないし３０μｍの厚さに形成される。第２保護層３１の厚さが１０μｍ未満の場合、包装またはパッケージング工程においてドローイングまたはフォールディングのような加工が困難であり、第２保護層３１の厚さが３０μｍを超えると、複合フィルム１０を用いた包装の厚さが厚くなって好ましくない。
【００４５】
以下、本発明による複合フィルムの製造方法について説明し、材料及び厚さなどは上述したものと同一であるので、これについての説明は省略する。
【００４６】
図４は、本発明の一実施形態による複合フィルム１０の製造方法を説明するためのフローチャートであり、図５は、本発明の他の実施形態による複合フィルム１０の製造方法を説明するためのフローチャートである。図１を合わせて参照して、製造方法について説明する。
【００４７】
図４を参照すれば、一実施形態による複合フィルム１０の製造方法は、第１保護層形成段階Ｓ１１と、織物層形成段階Ｓ１２とを含む。本発明では、第１保護層１１上に金属層２１がなく接着剤１３で直接織物層１２を形成する。
【００４８】
図５を参照すれば、他の実施形態による複合フィルム１０の製造方法は、織物層形成段階Ｓ１１´と、第１保護層形成段階Ｓ１２´とを含む。本発明では、織物層１２上に金属層２１がなく直接第１保護層１１が形成される。ここで、第１保護層１１は、織物層１２上にコーティングまたはラミネーティング法により直接形成される。
【００４９】
一部の実施形態において、上述したラミネーティング法の場合、プレスを用いた加圧方式を適用することで、第１保護層１１と織物層１２とが迅速かつ強力に接着されるようにする。金属層２１がない複合フィルム１０は一例であり、固体電解質を含む電池のための電池外装材として、上述した複合フィルム１０が用いられる場合に有効である。例えば、液体電解質を使用する電池と異なり、固体電解質を使用する電池は、電解質が電池外装材に漏液されるおそれが少ないので、上述したように金属層２１がない複合フィルム１０が電池外装材として加工される。
【００５０】
図６は、本発明の他の実施形態による複合フィルム２０の製造方法を示すフローチャートである。ここでは、図２を合わせて参照する。
【００５１】
図６を参照すれば、他の実施形態による複合フィルム２０の製造方法は、金属層形成段階Ｓ２１と、第１保護層／織物層形成段階Ｓ２２とを含む。金属層２１の形成段階Ｓ２１では、母材に通常の成形工程を適用して、所望の厚さのホイルに形成し、ドローイングやフォールディング時に金属層２１がクラックされず、延伸率が向上するように不活性ガスの雰囲気で熱処理などの更なる工程が遂行されてもよい。第１保護層１１／織物層１２の形成段階Ｓ２２では、金属層２１の一面に第１保護層１１をコーティングまたはラミネーティングした後、金属層２１の他面に織物層１２を接着剤１３で接着する。ここで、第１保護層１１を形成した後、織物層１２を形成してもよいし、織物層１２を形成した後、第１保護層１１を形成してもよい。さらに他の実施形態において、第１保護層１１と織物層１２とが同時に形成されることも可能である。
【００５２】
金属層２１は、第１保護層１１の表面にスパッタリングやメッキ工程を適用して、所望の厚さの金属箔に形成することもできる。第１保護層１１が先に提供され、その後、第１保護層１１が形成されていない金属層２１の表面に織物層１２が接着剤１３で接着される。織物層１２は、接着剤１３を挟んで金属層２１の表面に位置し、常温で乾燥したり、プレスにより一定圧力で加圧されて形成される。
【００５３】
図７は、本発明のさらに他の実施形態による複合フィルム３０の製造方法を示すフローチャートである。ここでは、図３を合わせて参照する。
【００５４】
図７を参照すれば、さらに他の実施形態による複合フィルム３０の製造方法は、金属層形成段階Ｓ３１と、第１保護層／第２保護層形成段階Ｓ３２と、織物層形成段階Ｓ３３とを含む。
【００５５】
第１保護層１１／第２保護層３１の形成段階Ｓ３２では、金属層２１の一面に第１保護層１１を形成し、金属層２１の他面に第２保護層３１を形成する。選択的には、金属層２１の一面に第２保護層３１を形成し、金属層２１の他面に第１保護層１１を形成してもよい。第１保護層１１及び第２保護層３１は、上述したようにコーティングやラミネーティング法により金属層２１の一面及び他面にそれぞれ形成される。織物層１２の形成段階Ｓ３３は、第２保護層３１上に接着剤１３を挟んで織物層１２を位置し、常温で乾燥したり、プレスで加圧して遂行される。
【００５６】
図８は、本発明の一実施形態による電池外装材３２０及びこれを含む電池の分解斜視図である。
【００５７】
図８を参照すれば、一実施形態による電池外装材３２０は、電極組立体３１０を収納可能な空間部３２５が形成されている外装材本体３２４と、外装材本体３２４と少なくとも一辺が接している外装材カバー３２２とを含む。外装材カバー３２２が一体に連結されている一側辺を除いた外装材本体３２４の３辺端に沿って、外装材カバー３２２との接合のための密封部３２４ａが形成されている。
【００５８】
電池外装材３２０は、例えば、上述した複合フィルムのように、織物層３２２ａ／金属層３２２ｂ／第１保護層３２２ｃを含む。織物層３２２ａは、電池の包装外皮を構成し、第１保護層３２２ｃは熱融着層であって、電池の包装内皮を構成する。外装材本体３２４と外装材カバー３２２とを密着させた状態で、密封部３２４ａを熱融着させると、密封部３２４ａの第１保護層（熱接着層）が互いに接着して電池外装材が密封される。前記層構造については、上述した色々な実施形態による複合フィルム、例えば、第１保護層／織物層、第１保護層／金属層／第２保護層／織物層のような構造のフィルムが適用され、上述した開示事項を参照する。
【００５９】
電極組立体３１０は、第１電極３１２と、第２電極３１４と、これらの間の分離膜３１３とを介して巻き取られたゼリ・ロール形態に製造されたり、これらが積層された板状積層型電極組立体として製造される。第１電極３１２及び第２電極３１４は、互いに極性を異ならせ、正極または負極にそれぞれ対応する。第１電極３１２及び第２電極３１４は、集電体と、集電体の少なくとも一面に塗布される電極活物質、すなわち、正極活物質または負極活物質とを含む。あるいは、第１電極３１２及び第２電極３１４は、本出願人が２０１０年１０月１６日付け出願した韓国登録特許第１０８８０７３号による電極構造を持ち、これは例示的であり、本発明がこれに制限されるものではない。
【００６０】
第１電極３１２または第２電極３１４が正極として使われる場合、電極集電体には、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、チタンまたはこれらの合金、アルミニウムまたはステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀を表面処理させたものなどを使用でき、そのうちアルミニウムまたはアルミニウム合金が好ましい。第１電極３１２または第２電極３１４が負極として使われる場合、電極集電体には、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタンまたはこれらの合金、銅またはステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタン、銀を表面処理させたものなどを使用でき、そのうち銅または銅合金が好ましい。
【００６１】
正極活物質には、通常リチウム含有遷移金属酸化物またはリチウムカルコゲナイド化合物を全て使用でき、その代表的な例には、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４またはＬｉＮｉ１−ｘ−ｙＣｏｘＭｙＯ２（０＝ｘ＝１、０＝ｙ＝１、０＝ｘ＋ｙ＝１、ＭはＡｌ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｌａなどの金属）などの金属酸化物が使われる。負極活物質には、結晶質炭素、非晶質炭素、炭素複合体、炭素纎維などの炭素材料、リチウム金属、リチウム合金などが使われる。分離膜３１３は、第１電極３１２と第２電極３１４の短絡を防止し、リチウムイオンの移動通路を提供するものであって、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系高分子膜またはこれらの多重膜、微細多孔性フィルム、織布及び不織布のような公知のものを使用できる。
【００６２】
電極組立体３１０の第１電極３１２及び第２電極３１４には、それぞれ第１電極タブ３１５及び第２電極タブ３１６がレーザー溶接、超音波溶接、抵抗溶接などの溶接や、導電性接着剤により通電可能に付着されている。前記第１及び第２電極タブ３１５、３１６は、電極組立体３１０が巻き取られる方向と垂直な方向に電極組立体３１０から突出して形成されている。
【００６３】
密封部３２４ａのうち、外装材本体３２４と外装材カバー３２２とが連結されている辺と反対側に位置した密封部により、電極組立体３１０の第１電極タブ３１５と第２電極タブ３１６とが引き出される。第１及び第２電極タブ３１５、３１６には、絶縁性素材で作られた保護テープ３１７が付着して、電極間の短絡を防止する。
【００６４】
図示していないが、第１電極タブ３１５と第２電極タブ３１６に保護回路モジュールが電気的に連結されることで、電池の過充電及び過放電を防止し、外部短絡時に電池が危険な状態とならないようにする。上述した電池外装材及びこれを使用した電池も、本発明の実施形態に含まれることを理解しなければならない。
【００６５】
以上で説明したものは、本発明による複合フィルム及びその製造方法を実施するための実施形態に過ぎず、本発明は、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲で請求するように、本発明の要旨を逸脱することなく、本発明の属する分野における通常の知識を持つ者ならば誰でも色々な変更実施が可能な範囲まで本発明の技術的精神があるといえるであろう。
【符号の説明】
【００６６】
１０、２０、３０  本発明の実施形態による複合フィルム
１１  第１保護層
１２  織物層
１３  接着剤
２１  金属層
３１  第２保護層
【図１】
2016524552.tif 000003
【図２】
2016524552.tif 000004
【図３】
2016524552.tif 000005
【図４】
2016524552.tif 000006
【図５】
2016524552.tif 000007
【図６】
2016524552.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年10月14日(2015.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
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【国際調査報告】
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2016524552.tif 000013
2016524552.tif 000014
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