CN114303278B - 袋型电池壳体、制造袋型电池壳体的设备及袋型二次电池 - Google Patents

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Abstract

为了解决问题，根据本发明实施方式的袋型电池壳体包括杯部，杯部配置为容纳通过堆叠电极和隔膜而形成的电极组件，其中杯部包括：配置为形成底面的底部；配置为形成侧表面并且与底部相接的外壁；配置为将底部与外壁连接的冲压边缘；配置为将两个相邻的外壁彼此连接的厚度边缘；以及通过将两个相邻的冲压边缘与厚度边缘连接而形成的角部，其中冲压边缘中的至少一个被圆化，厚度边缘中的至少一个被圆化，角部中的至少一个被圆化并且具有与冲压边缘和厚度边缘的每一个的曲率半径不同的曲率半径。

Description

袋型电池壳体、制造袋型电池壳体的设备及袋型二次电池
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年9月17日提交的韩国专利申请第10-2019-0114298号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请整体结合在此。
技术领域
本发明涉及一种袋型电池壳体、制造袋型电池壳体的设备及袋型二次电池，更具体地，涉及一种耐久性提高并且能够在成型过程中防止发生裂纹和白化的袋型电池壳体、制造袋型电池壳体的设备及袋型二次电池。
背景技术
通常，二次电池包括镍-镉电池、镍-氢电池、锂离子电池和锂离子聚合物电池。这种二次电池正在被应用并使用于诸如数码相机、P-DVD、MP3P、移动电话、PDA、便携式游戏装置(Portable Game Device)、电动工具(Power Tool)、电动自行车(E-bike)等之类的小型产品以及诸如电动车辆和混合动力车辆、用于存储多余电力或可再生能源的电力存储装置以及备用电力存储装置之类的需要高功率的大型产品中。
通常，为了制造锂二次电池，首先，将电极活性材料浆料施加至正极集流体和负极集流体，以制造正极和负极。然后，将电极堆叠在隔膜(Separator)的两侧，以形成电极组件(Electrode Assembly)。此外，将电极组件容纳在电池壳体中，然后在电池壳体中注入电解质之后密封电池壳体。
根据容纳电极组件的壳体的材料，这种二次电池分为袋型(Pouch Type)二次电池和罐型(Can Type)二次电池。在袋型(Pouch Type)二次电池中，电极组件容纳在由柔性聚合物材料制成的袋中。此外，在罐型(Can Type)二次电池中，电极组件容纳在由金属或塑料制成的壳体中。
通过对具有柔性的袋膜执行按压处理形成杯部来制造作为袋型二次电池的壳体的袋。此外，当形成杯部时，将电极组件容纳在杯部的容纳空间中，然后将杯部的侧面密封，以制造二次电池。
在按压处理中，通过将袋膜插入诸如按压设备之类的成型装置中并且通过使用冲头对袋膜施加压力来执行拉深(Drawing)成型，以拉伸袋膜。然而，由于袋膜设置为具有相当薄厚度的膜或片的形式，所以当袋膜被拉伸时，应力集中到边缘和角部。因此，存在在袋膜中发生裂纹或者发生白化的问题。
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够在成型过程中防止发生裂纹和白化的袋型电池壳体、制造袋型电池壳体的设备及袋型二次电池。
本发明的目的不限于上述目的，而是本领域技术人员根据下面的描述将清楚地理解本文中未描述的其他目的。
技术方案
为了解决上述问题，根据本发明实施方式的袋型电池壳体包括杯部，所述杯部配置为容纳通过堆叠电极和隔膜而形成的电极组件，其中所述杯部包括：配置为形成底面的底部；配置为形成侧表面并且与所述底部相接的外壁；配置为将所述底部与所述外壁连接的冲压边缘；配置为将两个相邻的外壁彼此连接的厚度边缘；以及通过将两个相邻的冲压边缘与所述厚度边缘连接而形成的角部，其中所述冲压边缘中的至少一个被圆化，所述厚度边缘中的至少一个被圆化，所述角部中的至少一个被圆化并且具有与所述冲压边缘和所述厚度边缘的每一个的曲率半径不同的曲率半径。
此外，所述角部可具有大于或等于所述冲压边缘和所述厚度边缘中的至少一个的曲率半径的曲率半径。
此外，所述角部可在其中具有可变的曲率半径。
此外，所述角部的中央部分的曲率半径可大于所述角部的外围部分的曲率半径。
此外，所述冲压边缘可具有2mm或更小的曲率半径。
此外，所述厚度边缘可具有0.5mm至5mm的曲率半径。
此外，所述厚度边缘可具有大于或等于所述冲压边缘的曲率半径的曲率半径。
此外，所述角部可自所述厚度边缘起在所述杯部的长度方向和宽度方向上以及自所述冲压边缘起在所述杯部的厚度方向上形成在预定范围内。
此外，所述角部形成的范围可随着所述杯部的深度增加而更宽。
此外，所述角部的整个外周之中的、将两个相邻的冲压边缘彼此连接的所述角部的外周可形成为曲线形状。
此外，所述角部的整个外周之中的、将所述冲压边缘与所述厚度边缘连接的所述角部的外周可形成为曲线形状。
此外，所述角部的整个外周之中的、将两个相邻的冲压边缘彼此连接的所述角部的外周可包括至少一条直线。
此外，所述角部的整个外周之中的、将所述冲压边缘与所述厚度边缘连接的所述角部的外周可包括至少一条直线。
为了解决上述问题，根据本发明实施方式的制造袋型电池壳体的设备包括：冲头，所述冲头配置为按压袋膜，从而在袋型电池壳体中形成具有凹进形状的杯部，其中所述冲头包括：按压底部，所述按压底部配置为形成底面；按压外壁，所述按压外壁配置为形成侧表面并且与所述按压底部的底面相接；按压边缘，所述按压边缘配置为将所述按压底部与所述按压外壁彼此连接；按压厚度部，所述按压厚度部配置为将两个相邻的按压外壁彼此连接；以及通过将两个相邻的按压边缘与所述按压厚度部连接而形成的按压角部，其中所述按压角部中的至少一个被圆化，并且具有与所述按压边缘和所述按压厚度部的每一个的曲率半径不同的曲率半径。
本发明提供了一种包括所述袋型电池壳体的二次电池。
详细描述和附图中包括了其他实施方式的特定事项。
有益效果
根据本发明各实施方式，至少具有以下效果。
当将袋膜成型以制造电池壳体时，杯部的至少一个角部可被圆化，以提高电池壳体的耐久性，并且在袋膜的成型过程中防止发生裂纹和白化。
本发明的效果不限于以上描述，因而在本申请中涉及更多不同的效果。
附图说明
图1是图解根据相关技术的电池壳体中形成的杯部上所形成的边缘以及杯部的外周的放大透视图。
图2是根据本发明的袋型电池壳体10中形成的杯部100的透视图。
图3是根据本发明一实施方式的电池壳体10中形成的杯部100上所形成的角部150的放大透视图。
图4是根据本发明另一实施方式的电池壳体10中形成的杯部100上所形成的角部150的放大透视图。
图5是图解根据本发明的制造电池壳体的设备20的结构的垂直剖面图。
具体实施方式
将通过以下参照附图描述的实施方式阐明本公开内容的优点和特征及其实现方法。然而，本发明可以以不同的形式实施，不应被解释为限于在此阐述的实施方式。而是，提供这些实施方式是为了使本公开内容全面和完整，并将本发明的范围充分传递给本领域技术人员。此外，本发明仅由权利要求的范围限定。相似的参考标记通篇表示相似的元件。
除非不同地定义了本发明中使用的术语，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。此外，除非在说明书中明确且明显地进行了定义，否则在常用词典中定义的术语不被理想地或过度地解释为具有形式上的含义。
在以下描述中，技术术语仅用于解释具体的示例性实施方式，而不是限制本发明。在本申请中，除非特别提及，否则单数形式的术语可包括复数形式。“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”的含义不排除所提及的部件之外的其他部件。
下文中，将参照附图详细地描述优选实施方式。
袋型电池壳体
图1是图解根据相关技术的电池壳体中形成的杯部上所形成的边缘以及杯部的外周的放大透视图。
常规地，冲头的多个边缘被以相同曲率半径进行了圆化处理。因而，在冲头的角部以相同的曲率半径进行了圆化处理。结果，当使用冲头将袋膜成型而拉伸时，袋膜的角部以与冲头的边缘相同的曲率半径被圆化。
因而，如图1中所示，在根据相关技术的袋型电池壳体中形成的杯部中，第一冲压边缘A1的曲率半径、第二冲压边缘A2的曲率半径、以及将第一冲压边缘A1和第二冲压边缘A2连接的第一角部A3的曲率半径可相同。
然而，当袋膜被拉伸时，存在应力集中的问题，并且袋膜的厚度变薄。特别是，由于通过使三个边缘，即，两个冲压边缘和一个厚度边缘相接而形成角部，所以角部可比冲压边缘或厚度边缘被更多拉伸，因而与冲压边缘或厚度边缘相比，应力会更多集中于角部。在图1中，当第一冲压边缘A1和第二冲压边缘A2延伸的方向分别称为第一向量和第二向量，并且第一厚度边缘A4延伸的方向称为第三向量时，第一角部A3可在第一向量、第二向量和第三向量的和向量指向的方向上被拉伸。
结果，如图1中所示，由于袋膜被过度拉伸，所以在对应于角部的区域中耐久性会降低，并且在紧接破裂之前会发生特定部分变为白色的白化现象。因此，会容易发生裂纹。
在此，基于袋膜中包含的铝合金的残留率来确定裂纹的发生。如果残留率为60％或更大，则确定为优良产品，而如果残留率小于60％，则确定为是有缺陷的。残留率是指，袋膜的特定点处的铝合金在成型之后的残留量与成型之前的残留量之比。实际上，在残留率小于60％的情况下，当对袋膜拉深成型杯部100时，特定点处发生裂纹的频率较高，但当残留率超过60％时，不发生裂纹。因此，下文中，容易发生裂纹是指残留率相对较低，并且发生裂纹的频率较高。
图2是根据本发明的袋型电池壳体10中形成的杯部100的透视图。
本发明是用于解决根据相关技术的上述问题的发明。就是说，根据本发明，当通过将袋膜成型来制造电池壳体10时，杯部100的至少一个角部150可被圆化，以提高电池壳体10的耐久性，并且当将袋膜成型时，可防止发生裂纹和白化。
为此，根据本发明一实施方式的袋型电池壳体10包括配置为将通过堆叠电极和隔膜而形成的电极组件容纳在其中的杯部100。在此，杯部100包括：配置为形成底面的底部110；配置为形成侧表面并且与底部110相接的外壁120；配置为将底部110与外壁120连接的冲压边缘130；配置为将两个相邻的外壁120彼此连接的厚度边缘140；以及通过将两个相邻的冲压边缘130与厚度边缘140连接而形成的角部150，其中角部150中的至少一个被圆化并且具有与冲压边缘130和厚度边缘140的每一个的曲率半径不同的曲率半径。
如图2中所示，通过将膜或片形式的袋膜拉深成型来制造袋型电池壳体10。袋膜可具有其中由不同材料制成的多个层堆叠的结构。
如图2中所示，电池壳体10可包括具有向下凹进的形状的杯部100。杯部100可以是容纳包括电极和隔膜的电极组件(未示出)的空间。图2图解了在电池壳体10中形成一个杯部100的状态。然而，与该结构不同，可在电池壳体10中形成多个杯部100，并且电极组件可被容纳在由多个杯部100形成的空白空间中。
杯部100可包括形成底面的底部110以及形成杯部100的侧表面并且与底部110相接的外壁120。如图1中所示，底部110的外周可具有矩形形状，并且外壁120可形成为与形成底部110的外周的每个边缘相接。在此，底部110的外周具有矩形形状不仅是指底部110的外周具有几何意义上的矩形形状的情况，而且还指底部110的外周乍一看具有近似矩形形状的情况。
如图2中所示，当底部110的外周具有矩形形状时，外壁120可包括第一外壁122、第二外壁124、第三外壁126和第四外壁128。
杯部100包括各种类型的边缘。特别是，杯部100包括与冲头26(见图5)的按压边缘对应形成的冲压边缘130。冲压边缘130可将杯部100的底部110与外壁120连接，从而形成底部110与外壁120之间的边界。如图2中所示，可在底部110与第一外壁122彼此相接的区域形成第一冲压边缘132，并且可在底部110与第二外壁124彼此相接的区域形成第二冲压边缘134。此外，可在底部110与第三外壁126彼此相接的区域形成第三冲压边缘136，并且可在底部110与第四外壁128彼此相接的区域形成第四冲压边缘138。
如果未对冲头26的按压边缘进行圆化处理，则冲头26的按压边缘是锋利的。结果，当形成袋膜时，应力集中于杯部100的冲压边缘130，从而容易导致裂纹。因而，根据本发明一实施方式，可对冲头26的按压边缘进行圆化处理，使得杯部100的冲压边缘130中的至少一个被圆化而向外凸形地突出。结果，可分散集中于杯部100的冲压边缘130的应力。在此，冲压边缘130的曲率半径可定义为，当在与冲压边缘130延伸的方向垂直的方向上切割冲压边缘130时围绕剖面的曲率半径。冲压边缘130可具有2mm或更小，特别是0.7mm或更小的曲率半径。
彼此相邻的冲压边缘130可彼此垂直相接。就是说，如图2中所示，第一冲压边缘132与第二冲压边缘134，第二冲压边缘134与第三冲压边缘136，第三冲压边缘136与第四冲压边缘138，第四冲压边缘138与第一冲压边缘132可彼此垂直相接。
此外，杯部100可包括将两个相邻的外壁120彼此连接的厚度边缘140。该厚度边缘140形成在杯部100的厚度方向上，此外，厚度边缘140是当袋膜被拉伸时在模具22(见图5)的角部与冲头26的按压角部之间被拉伸的同时形成的。如图2中所示，可在第一外壁122与第二外壁124彼此相接的区域形成第一厚度边缘142，并且可在第二外壁124与第三外壁126彼此相接的区域形成第二厚度边缘144。此外，可在第三外壁126与第四外壁128彼此相接的区域形成第三厚度边缘146，并且可在第四外壁128与第一外壁122彼此相接的区域形成第四厚度边缘148。第一至第四厚度边缘142、144、146和148的每一个可具有与杯部100的深度对应的长度。更优选地，第一至第四厚度边缘142、144、146和148的每一个的长度可以是通过从杯部100的深度减去冲压边缘130的宽度而获得的值。第一至第四厚度边缘142、144、146和148的长度可相同，但如果杯部100不对称地形成，则长度可彼此不同。
根据本发明一实施方式，杯部100的厚度边缘140也可被圆化而向外凸形地突出。结果，可分散集中于杯部100的厚度边缘140的应力。在此，厚度边缘140的曲率半径可定义为，当在与厚度边缘140延伸的方向垂直的方向上切割厚度边缘140时围绕剖面的曲率半径。
此外，根据本发明一实施方式，厚度边缘140可具有与两个相邻的冲压边缘130的每一个的曲率半径不同的曲率半径。厚度边缘140可具有0.5mm至5mm，特别是0.5mm至3mm的曲率半径，并且厚度边缘140可具有大于或等于冲压边缘130的曲率半径的曲率半径。
图3是根据本发明一实施方式的电池壳体10中形成的杯部100上所形成的角部150的放大透视图。
与图2不同，在图3中，杯部100被示出为具有朝向地面突出的形状。这是为了便于解释和理解。就是说，图3是图解当从电池壳体10的下侧观看图2的第一角部152以及第一角部周围时的构造的放大图。
如图3中所示，杯部100可包括通过将两个相邻的冲压边缘130与厚度边缘140连接而形成的角部150。就是说，可在第一冲压边缘132、第二冲压边缘134和第一厚度边缘142彼此相接的区域形成第一角部152，并且可在第二冲压边缘134、第三冲压边缘136和第二厚度边缘144彼此相接的区域形成第二角部154。此外，可在第三冲压边缘136、第四冲压边缘138和第三厚度边缘146彼此相接的区域形成第三角部156，并且可在第四冲压边缘138、第一冲压边缘132和第四厚度边缘148彼此相接的区域形成第四角部158。如图3中所示，第一冲压边缘132、第二冲压边缘134、第一厚度边缘142和第一角部152可不具有凹形地凹进的区域。
如上面所述，如果未对冲头26的按压角部进行圆化处理，则冲头26的按压角部是尖锐的。结果，当形成袋膜时，应力集中于杯部100的角部150，从而容易导致裂纹。因而，根据本发明一实施方式，可对冲头26的按压边缘进行圆化处理，使得杯部100的角部150中的至少一个被圆化而向外凸形地突出。在此，角部150的曲率半径可与冲压边缘130和厚度边缘140中的至少一个的曲率半径不同。特别是，角部150的曲率半径可大于或等于冲压边缘130和厚度边缘140中的至少一个的曲率半径。例如，如图3中所示，第一角部152的曲率半径可大于第一冲压边缘132、第二冲压边缘134和第一厚度边缘142中的至少一个的曲率半径。结果，可分散集中于杯部100的角部150的应力。
此外，根据本发明一实施方式，在角部150内曲率半径可变化。就是说，角部150的中央部分的曲率半径和角部150的外围部分的曲率半径可彼此不同。特别是，角部150的中央部分的曲率半径可大于角部150的外围部分的曲率半径。例如，如图3中所示，由于第一角部152的外围部分1522与第一冲压边缘132、第二冲压边缘134和第一厚度边缘142相对邻近，所以第一角部152的外围部分1522的曲率半径可与第一冲压边缘132、第二冲压边缘134和第一厚度边缘142中的至少一个的曲率半径相同。另一方面，由于第一角部152的中央部分1521与第一冲压边缘132、第二冲压边缘134和第一厚度边缘142相对间隔开，所以第一角部152的中央部分1521的曲率半径可大于第一冲压边缘132、第二冲压边缘134和第一厚度边缘142中的至少一个的曲率半径。
因此，角部150的曲率半径可与冲压边缘130和厚度边缘140中的至少一个的曲率半径不同。此外，角部150的曲率半径可从角部150的外围部分朝向角部150的中央部分逐渐增加。此外，如上所述，由于角部150内的曲率半径不是恒定的而是变化的，所以角部150的中央部分可具有非球面形状，而不是精确的球面。
与冲压边缘130不同，角部150不仅必须清楚地设定曲率半径，而且还必须设定在杯部100中形成的范围。当在杯部100中形成角部150的范围过窄时，袋膜仍被过度拉伸，从而导致白化或破裂。另一方面，当在杯部100中形成角部150的范围过宽时，杯部100的外壁120与电极组件之间的空间减小，因而二次电池1的相对于其体积的能量密度增加。特别是，根据本发明一实施方式，如图3中所示，角部150可自厚度边缘140起在杯部100的长度方向1c和宽度方向wc上以及自冲压边缘130起在杯部100的厚度方向dc上形成在预定范围内。此外，角部150形成的范围可随着杯部100的深度增加而更宽。由于杯部100的角部150如上所述形成，所以可分散更多集中于角部150的应力，从而防止白化和破裂。
另外，如图3中所示，根据本发明一实施方式，角部150的整个外周之中的、将两个相邻的冲压边缘130彼此连接的角部150的外周可形成为曲线形状。此外，角部150的整个外周之中的、将冲压边缘130与厚度边缘140连接的角部150的外周也可形成为曲线形状。在这种情况下，由于可增加电池壳体10的内部空间的利用率，所以可增加应用该电池壳体10的二次电池的每单位体积的容量。
图4是根据本发明另一实施方式的电池壳体10中形成的杯部100上所形成的角部150的放大透视图。
如图4中所示，根据本发明另一实施方式，角部150的整个外周之中的、将两个相邻的冲压边缘130彼此连接的角部150的外周可包括至少一条直线。此外，角部150的整个外周之中的、将冲压边缘130与厚度边缘140连接的角部150的外周也可包括至少一条直线。在这种情况下，在简化制造电池壳体10的工序方面可具有优点。
参照图3和图4，第一冲压边缘132和第二冲压边缘134上面的描述可等同地适用于第三冲压边缘136和第四冲压边缘138，并且第一厚度边缘142的内容可等同地适用于第二至第四厚度边缘144、146和148。此外，第一角部152的内容可等同地适用于第二至第四角部154、156和158。
二次电池
根据本发明的二次电池可包括：电极组件，电极组件具有电极和隔膜交替设置的结构；和配置为容纳电极组件的电池壳体10。在此，电极组件具有电极和隔膜交替设置的结构是指，当电极组件被垂直切割时电极组件具有电极和隔膜交替设置的结构，因而制造电极组件的方法不限于此。
电池壳体10的内容由参照附图的上述内容代替。
制造电池壳体的设备
图5是图解根据本发明的制造电池壳体的设备20的结构的垂直剖面图。
根据本发明实施方式的制造电池壳体的设备20包括冲头26，冲头26配置为按压袋膜，从而在袋型电池壳体中形成具有凹进形状的杯部100。冲头26包括：按压底部，按压底部配置为形成底面；按压外壁，按压外壁配置为形成侧表面并且与按压底部的底面相接；按压边缘，按压边缘配置为将按压底部与按压外壁彼此连接；按压厚度部，按压厚度部配置为将两个相邻的按压外壁彼此连接；以及通过将两个相邻的按压边缘与按压厚度部连接而形成的按压角部，其中按压角部中的至少一个被圆化，并且具有与按压边缘和按压厚度部的每一个的曲率半径不同的曲率半径。
如图5中所示，根据本发明的制造电池壳体的设备20可包括模具22和脱模器24。模具22和脱模器24可配置为在袋膜(未示出)中形成杯部100的工序中固定袋膜。就是说，为了在袋膜中形成杯部100，需要固定袋膜的除被按压区域之外的其他区域。模具22和脱模器24可配置为分别按压袋膜的底表面和顶表面，从而固定袋膜。
此外，根据本发明的制造电池壳体的设备20可进一步包括冲头26，冲头26配置为按压袋膜，从而在电池壳体10中形成具有凹进形状的杯部100。冲头26可容纳在形成于上固定部的中央区域中的通孔中。
通过经由冲头26按压袋膜在电池壳体10中形成杯部100的区域可具有与形成在上述电池壳体10的杯部100(见图1)中的底部110、外壁120、冲压边缘130、厚度边缘140和角部150的形状对应的形状。因而，通过经由冲头26按压袋膜在电池壳体10中形成杯部100的区域可具有与形成在上述电池壳体的杯部100中的底部110、外壁120、冲压边缘130、厚度边缘140和角部150相同的形状。
冲头26可包括：按压底部，按压底部配置为与杯部100的底部110相接并且形成冲头26的底面；和按压外壁，按压外壁配置为与杯部100的外壁120相接并且形成冲头26的侧表面。冲头26的按压底部和按压外壁可配置为按压上述电池壳体10的杯部100的底部110(见图2)和外壁120(见图2)，并且可具有与杯部100的底部110和外壁120的形状对应的形状。
按压外壁可包括多个按压外壁。第一至第四按压外壁可分别具有与上述杯部100的第一至第四外壁122、124、126和128(见图2)的形状对应的形状。
冲头26可包括将按压底部与按压外壁连接的按压边缘。按压边缘可具有与上述杯部100的冲压边缘130(见图2)的形状对应的形状。就是说，可在按压底部与第一至第四按压外壁彼此相接的区域上分别形成第一至第四按压边缘，第一至第四按压边缘具有分别与杯部100的第一至第四冲压边缘132、134、136和138(见图2)的形状对应的形状。因此，按压边缘中的至少一个可向外凸形地突出而被圆化。
此外，冲头26可包括将两个相邻的按压外壁彼此连接的按压厚度部。按压厚度部可具有与上述杯部100的厚度边缘140(见图2)的形状对应的形状。就是说，第一至第四按压厚度部可具有分别与杯部100的第一至第四厚度边缘142、144、146和148(见图2)的形状对应的形状。因此，按压厚度部中的至少一个可向外凸形地突出而被圆化。
此外，冲头26可包括通过将两个相邻的按压边缘与按压厚度部连接而形成的按压角部。按压角部可具有与上述杯部100的角部150的形状对应的形状。就是说，第一至第四按压角部可具有分别与杯部100的第一至第四角部152、154、156和158(见图2)的形状对应的形状。因此，按压角部中的至少一个可向外凸形地突出而被圆化。
按压边缘、按压厚度部和按压角部的每一个可具有预定的曲率半径并且向外凸形地突出而被圆化。此外，按压边缘的曲率半径可对应于上述杯部100的冲压边缘130的曲率半径，按压厚度部的曲率半径可对应于上述杯部100的厚度边缘140的曲率半径，并且按压角部的曲率半径可对应于上述杯部100的角部150的曲率半径。
根据本发明的实施方式，由于厚度边缘140的曲率半径与冲压边缘130的曲率半径不同并且大于冲压边缘130的曲率半径，所以按压厚度部的曲率半径可与按压边缘的曲率半径不同并且可大于按压边缘的曲率半径。
此外，角部150可具有与冲压边缘130的曲率半径和厚度边缘140的曲率半径中的至少一个不同的曲率半径。特别是，角部150的曲率半径可大于或等于冲压边缘130的曲率半径和厚度边缘140的曲率半径中的至少一个。因此，按压角部的曲率半径可与按压边缘和按压厚度部中的至少一个的曲率半径不同，特别是，可大于或等于按压边缘和按压厚度部中的至少一个的曲率半径。
本发明技术领域中的普通技术人员将理解，在不改变技术构思或必要特征的情况下，可以以其他特定形式来实施本发明。因此，上述实施方式被认为是说明性的并且不是限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求限定，而不是由前面的描述和其中描述的示例性实施方式限定。在本发明的权利要求的等同构思的含义和权利要求的范围内做出的各种修改被认为在本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种袋型电池壳体，包括杯部，所述杯部配置为容纳通过堆叠电极和隔膜而形成的电极组件，
其中所述杯部包括：
配置为形成底面的底部；
配置为形成侧表面并且与所述底部相接的外壁；
配置为将所述底部与所述外壁连接的冲压边缘；
配置为将两个相邻的外壁彼此连接的厚度边缘；以及
通过将两个相邻的冲压边缘与所述厚度边缘连接而形成的角部，
其中所述冲压边缘中的至少一个被圆化，
所述厚度边缘中的至少一个被圆化，
所述角部中的至少一个被圆化并且具有与所述冲压边缘和所述厚度边缘的每一个的曲率半径不同的曲率半径，
其中所述角部具有大于或等于所述冲压边缘和所述厚度边缘中的至少一个的曲率半径的曲率半径，并且
其中所述角部在其中具有可变的曲率半径，并且所述角部的中央部分具有非球面形状。
2.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述角部的中央部分的曲率半径大于所述角部的外围部分的曲率半径。
3.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述冲压边缘具有2mm或更小的曲率半径。
4.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述厚度边缘具有0.5mm至5mm的曲率半径。
5.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述厚度边缘具有大于或等于所述冲压边缘的曲率半径的曲率半径。
6.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述角部自所述厚度边缘起在所述杯部的长度方向和宽度方向上以及自所述冲压边缘起在所述杯部的厚度方向上形成在预定范围内。
7.根据权利要求6所述的袋型电池壳体，其中所述角部形成的范围随着所述杯部的深度增加而更宽。
8.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述角部的整个外周之中的、将两个相邻的冲压边缘彼此连接的所述角部的外周形成为曲线形状。
9.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述角部的整个外周之中的、将所述冲压边缘与所述厚度边缘连接的所述角部的外周形成为曲线形状。
10.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述角部的整个外周之中的、将两个相邻的冲压边缘彼此连接的所述角部的外周包括至少一条直线。
11.根据权利要求1所述的袋型电池壳体，其中所述角部的整个外周之中的、将所述冲压边缘与所述厚度边缘连接的所述角部的外周包括至少一条直线。
12.一种制造袋型电池壳体的设备，所述设备包括：
冲头，所述冲头配置为按压袋膜，从而在袋型电池壳体中形成具有凹进形状的杯部，
其中所述冲头包括：
按压底部，所述按压底部配置为形成底面；
按压外壁，所述按压外壁配置为形成侧表面并且与所述按压底部的底面相接；
按压边缘，所述按压边缘配置为将所述按压底部与所述按压外壁彼此连接；
按压厚度部，所述按压厚度部配置为将两个相邻的按压外壁彼此连接；以及
通过将两个相邻的按压边缘与所述按压厚度部连接而形成的按压角部，
其中所述按压角部中的至少一个被圆化并且具有与所述按压边缘和所述按压厚度部的每一个的曲率半径不同的曲率半径，
其中所述按压角部具有大于或等于所述按压边缘和所述按压厚度部中的至少一个的曲率半径的曲率半径，并且
其中所述按压角部在其中具有可变的曲率半径，并且所述按压角部的中央部分具有非球面形状。
13.一种二次电池，包括根据权利要求1至11中任一项所述的袋型电池壳体。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116097503A (zh) * 2020-08-19 2023-05-09 株式会社 Lg新能源 软包型电池壳体和软包型二次电池
US20230361389A1 (en) * 2020-08-19 2023-11-09 Lg Energy Solution, Ltd. Pouch Type Battery Case and Pouch Type Secondary Battery
KR102562686B1 (ko) * 2021-03-30 2023-08-03 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치 형 전지 케이스 및 그의 성형 장치, 파우치 형 이차 전지
KR20220142025A (ko) * 2021-04-14 2022-10-21 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치형 전지케이스 및 그 제조장치, 파우치형 이차전지
KR20230097596A (ko) * 2021-12-24 2023-07-03 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치형 전지 케이스 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002208384A (ja) * 2001-01-11 2002-07-26 Sony Corp 非水電解質電池およびその製造方法
CN101083311A (zh) * 2006-05-30 2007-12-05 株式会社华努迪克日本 电池罐
JP2014120470A (ja) * 2012-12-18 2014-06-30 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池
KR20140131714A (ko) * 2013-05-06 2014-11-14 주식회사 엘지화학 파우치 필름 포밍 장치
CN107546343A (zh) * 2016-06-27 2018-01-05 三星Sdi株式会社 二次电池
CN108701783A (zh) * 2017-01-11 2018-10-23 株式会社Lg化学 袋型二次电池和袋膜形成装置
CN109964334A (zh) * 2016-11-22 2019-07-02 昭和电工包装株式会社 蓄电设备用外包装壳体及其制造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4664614B2 (ja) * 2004-04-05 2011-04-06 株式会社東芝 密閉型電池
JP4776408B2 (ja) * 2006-03-20 2011-09-21 三洋電機株式会社 ラミネート外装電池
KR101243560B1 (ko) * 2006-05-09 2013-03-20 삼성에스디아이 주식회사 파우치형 리튬 이차 전지
JP6016368B2 (ja) * 2012-01-31 2016-10-26 昭和電工パッケージング株式会社 絞り加工用金型
EP2916365B1 (en) * 2013-02-13 2017-07-19 Lg Chem, Ltd. Electric device comprising round corner
US9484560B2 (en) * 2013-02-13 2016-11-01 Lg Chem, Ltd. Electric device having a round corner and including a secondary battery
KR102143366B1 (ko) * 2016-02-02 2020-08-12 주식회사 엘지화학 곡면 엣지를 가진 전지셀 케이스 및 이의 제조 장치
KR101866132B1 (ko) * 2016-04-15 2018-07-13 주식회사 엘지화학 이차 전지용 파우치 외장재 성형 장치 및 방법
JP6914035B2 (ja) 2016-12-28 2021-08-04 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー シート状積層体の製造方法、シート状積層体を成形する金型、及びシート状積層体

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002208384A (ja) * 2001-01-11 2002-07-26 Sony Corp 非水電解質電池およびその製造方法
CN101083311A (zh) * 2006-05-30 2007-12-05 株式会社华努迪克日本 电池罐
JP2014120470A (ja) * 2012-12-18 2014-06-30 Samsung Sdi Co Ltd 二次電池
KR20140131714A (ko) * 2013-05-06 2014-11-14 주식회사 엘지화학 파우치 필름 포밍 장치
CN107546343A (zh) * 2016-06-27 2018-01-05 三星Sdi株式会社 二次电池
CN109964334A (zh) * 2016-11-22 2019-07-02 昭和电工包装株式会社 蓄电设备用外包装壳体及其制造方法
CN108701783A (zh) * 2017-01-11 2018-10-23 株式会社Lg化学 袋型二次电池和袋膜形成装置

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