JP2023538385A - パウチ型電池ケースおよびパウチ型二次電池 - Google Patents

Abstract

上記課題を解決するための本発明の実施形態によるパウチ型電池ケースは、電極およびセパレータが積層されて形成される電極組立体を内部に収容するカップ部が形成され、前記カップ部は、周辺を囲む複数の外壁と底部をそれぞれ連結する複数のパンチエッジを含み、前記パンチエッジは、少なくとも一つが１ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成される。

Description

本出願は、２０２０年８月１９日付けの韓国特許出願第１０－２０２０－０１０４２２６号および２０２１年６月８日付けの韓国特許出願第１０－２０２１－００７４４７０号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されている全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。

本発明は、パウチ型電池ケースおよびパウチ型二次電池に関し、より詳細には、体積に対するエネルギー密度が増加することができ、外観も美麗であり、商品性も向上することができるパウチ型電池ケースおよびパウチ型二次電池に関する。

一般的に、二次電池の種類としては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池およびリチウムイオンポリマー電池などがある。このような二次電池は、デジタルカメラ、Ｐ－ＤＶＤ、ＭＰ３Ｐ、携帯電話、ＰＤＡ、ポータブルゲーム装置（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｇａｍｅ Ｄｅｖｉｃｅ）、パワーツール（Ｐｏｗｅｒ Ｔｏｏｌ）および電動自転車（Ｅ－ｂｉｋｅ）などの小型製品だけでなく、電気自動車やハイブリッド自動車といった高出力を要する大型製品と余剰発電電力や新再生可能エネルギーを貯蔵する電力貯蔵装置とバックアップ用電力貯蔵装置にも適用され使用されている。

このような二次電池を製造するために、先ず、電極活物質スラリーを正極集電体および負極集電体に塗布して正極と負極を製造し、これをセパレータ（Ｓｅｐａｒａｔｏｒ）の両側に積層することで、所定形状の電極組立体（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）を形成する。また、電池ケースに電極組立体を収納し、電解質を注入した後、シールする。

二次電池は、電極組立体を収容するケースの材料に応じて、パウチ型（Ｐｏｕｃｈ Ｔｙｐｅ）および缶型（Ｃａｎ Ｔｙｐｅ）などに分けられる。パウチ型（Ｐｏｕｃｈ Ｔｙｐｅ）は、柔軟なポリマー材料で製造されたパウチに電極組立体を収容する。また、缶型（Ｃａｎ Ｔｙｐｅ）は、金属またはプラスチックなどの材料で製造されたケースに電極組立体を収容する。

パウチ型二次電池のケースであるパウチは、柔軟性を有するパウチフィルムにプレス加工を施して、カップ部を形成することで製造される。また、カップ部が形成されると、前記カップ部の収容空間に電極組立体を収納し、サイドをシールして二次電池を製造する。

このようなプレス加工のうち、絞り（Ｄｒａｗｉｎｇ）成形は、プレス装置のような成形装置にパウチフィルムを挿入し、パンチでパウチフィルムに圧力を印加して、パウチフィルムを延伸させることで行われる。パウチフィルムは、複数の層で形成され、そのうち、内部に位置した水分バリア層は、金属で製造される。しかし、従来、このような水分バリア層の金属が、アルミニウム合金の中で結晶粒度が大きく、水分バリア層の厚さが薄くて、成形性が低下する問題があった。したがって、パウチフィルムにカップ部を成形する時に、カップ部の深さを深く成形しながらカップ部のエッジの曲率半径およびクリアランスを改善するのに限界があった。また、カップ部の体積に対して電極組立体の体積の比率も小さく、バットイヤの大きさを減少させるにも限界があり、二次電池の体積に対するエネルギー密度も低下していた。さらに、全体的にシャープな形状に製造するのに限界があり、そのため、二次電池の外観も美麗ではなく、商品性も低下する問題があった。

特許第６０２２９５６号

本発明が解決しようとする課題は、体積に対するエネルギー密度が増加することができ、外観も美麗であり、商品性も向上することができるパウチ型電池ケースおよびパウチ型二次電池を提供することである。

本発明の課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及していない他の課題は、以下の記載から当業者が明確に理解することができる。

上記課題を解決するための本発明の実施形態によるパウチ型電池ケースは、電極およびセパレータが積層されて形成される電極組立体を内部に収容するカップ部が形成され、前記カップ部は、周辺を囲む複数の外壁と底部をそれぞれ連結する複数のパンチエッジを含み、前記パンチエッジは、少なくとも一つが１ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成される。

また、前記パンチエッジは、少なくとも一つが０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

また、前記パンチエッジの曲率半径は、前記カップ部の深さの１／２０～１／６であることができる。

また、前記カップ部がそれぞれ形成された第１ケースおよび第２ケースと、二つの前記カップ部の間に形成されるブリッジとを含むことができる。

また、複数の前記パンチエッジのうち、前記ブリッジ側に向かうブリッジ側の外壁と前記底部を互いに連結するブリッジ側のパンチエッジが、１ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

また、前記ブリッジと前記ブリッジ側の外壁の境界点を通過し、前記底部と垂直なブリッジ垂直線と、前記ブリッジ側のパンチエッジと前記ブリッジ側の外壁の境界点を通過し、前記底部と垂直なエッジ垂直線との垂直距離が０．５ｍｍ以下であることができる。

また、複数の前記パンチエッジのうち、前記ブリッジ側に向かうブリッジ側の外壁と前記底部を互いに連結するブリッジ側のパンチエッジが、前記カップ部の深さの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

また、前記ブリッジは、丸みを帯びて形成されることができる。

また、前記カップ部は、隣接した二つの前記外壁を互いに連結する厚さエッジをさらに含み、前記厚さエッジは、互いに隣接した二つの前記パンチエッジと連結されてコーナーを形成することができる。

また、前記コーナーは、少なくとも一つが丸みを帯びて形成され、曲率半径が前記パンチエッジおよび前記厚さエッジの曲率半径より大きいことができる。

また、前記コーナーは、変化する前記曲率半径を有することができる。

また、前記コーナーは、中心部の曲率半径が周辺部の曲率半径より大きいことができる。

また、前記コーナーは、前記厚さエッジから前記カップ部の長さ方向に２ｍｍ～３．５ｍｍ、前記厚さエッジから前記カップ部の幅方向に２ｍｍ～３．５ｍｍ、前記パンチエッジから前記カップ部の厚さ方向に２ｍｍ～３．５ｍｍの範囲内で形成されることができる。

また、前記カップ部は、前記外壁とサイドまたはガス抜き部を連結する複数のダイエッジをさらに含むことができる。

また、前記ダイエッジは、少なくとも一つが１ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

また、前記ダイエッジは、少なくとも一つが０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

また、前記ダイエッジの曲率半径は、前記カップ部の深さの１／２０～１／６であることができる。

また、複数の前記パンチエッジのうち、前記ガス抜き部側に向かうガス抜き部側の外壁と前記底部を互いに連結するガス抜き部側のパンチエッジが、１ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

また、前記ダイエッジと前記ガス抜き部側の外壁の境界点を通過し、前記底部と垂直なダイエッジ垂直線と、前記ガス抜き部側のパンチエッジと前記ガス抜き部側の外壁の境界点を通過し、前記底部と垂直なエッジ垂直線との垂直距離が０．５ｍｍ以下であることができる。

また、前記カップ部は、６．５ｍｍ以上の深さを有することができる。

また、前記外壁は、前記底部から、傾斜角が９０゜～９５゜の間である傾斜を有することができる。

また、パウチフィルムを成形して製造され、前記パウチフィルムは、第１ポリマーで製造され、最内層に形成されるシーラント層と、第２ポリマーで製造され、最外層に形成される表面保護層と、前記表面保護層と前記シーラント層との間に積層される水分バリア層とを含み、前記水分バリア層は、厚さが５０～８０μｍであり、結晶粒度が１０～１３μｍであるアルミニウム合金薄膜で形成され、前記シーラント層は、厚さが６０～１００μｍであることができる。

また、前記アルミニウム合金薄膜は、合金番号ＡＡ８０２１であることができる。

また、前記アルミニウム合金薄膜は、鉄を１．３ｗｔ％～１．７ｗｔ％含み、シリコンを０．２ｗｔ％以下含むことができる。

また、前記水分バリア層は、厚さが５５～６５μｍであり、前記シーラント層は、厚さが７５～８５μｍであることができる。

また、第３ポリマーで製造され、前記表面保護層と前記水分バリア層との間に積層される延伸補助層をさらに含むことができる。

また、前記延伸補助層は、厚さが２０～５０μｍであることができる。

上記課題を解決するための本発明の実施形態によるパウチ型電池ケースは、電極およびセパレータが積層されて形成される電極組立体を内部に収容するカップ部が形成され、前記カップ部は、周辺を囲む複数の外壁と底部をそれぞれ連結する複数のパンチエッジを含み、前記パンチエッジは、少なくとも一つが前記カップ部の深さの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

上記課題を解決するための本発明の実施形態によるパウチ型二次電池は、電極およびセパレータが積層されて形成される電極組立体と、前記電極組立体を内部に収容するカップ部が形成されたパウチ型電池ケースとを含み、前記カップ部は、周辺を囲む複数の外壁と底部をそれぞれ連結する複数のパンチエッジを含み、前記パンチエッジは、少なくとも一つが１ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成される。

また、前記電極組立体の面積は１５０００ｍｍ^２以上であることができる。

また、前記パンチエッジは、少なくとも一つが０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

また、前記パンチエッジの曲率半径は、前記カップ部の深さの１／２０～１／６であることができる。

また、前記電池ケースは、前記カップ部がそれぞれ形成された第１ケースおよび第２ケースと、前記第１ケースと前記第２ケースを一体に連結するフォールディング部とを含むことができる。

また、前記フォールディング部は、内側に窪んだグルーブを含んで形成されることができる。

また、前記電池ケースは、前記グルーブを挟んで外側に突出した一対の突出部を含み、前記グルーブの最内側部と前記突出部の最外側部との間隔は０．８ｍｍ以下であることができる。

また、前記電池ケースは、パウチフィルムを成形して製造され、前記パウチフィルムは、第１ポリマーで製造され、最内層に形成されるシーラント層と、第２ポリマーで製造され、最外層に形成される表面保護層と、前記表面保護層と前記シーラント層との間に積層される水分バリア層とを含み、前記水分バリア層は、厚さが５０～８０μｍであり、結晶粒度が１０～１３μｍであるアルミニウム合金薄膜で形成され、前記シーラント層は、厚さが６０～１００μｍであることができる。

また、前記アルミニウム合金薄膜は、合金番号ＡＡ８０２１であることができる。

また、前記水分バリア層は、厚さが５５～６５μｍであり、前記シーラント層は、厚さが７５～８５μｍであることができる。

上記課題を解決するための本発明の実施形態によるパウチ型二次電池は、電極およびセパレータが積層されて形成される電極組立体と、前記電極組立体を内部に収容するカップ部が形成されたパウチ型電池ケースとを含み、前記カップ部は、周辺を囲む複数の外壁と底部をそれぞれ連結する複数のパンチエッジを含み、前記パンチエッジは、少なくとも一つが前記カップ部の深さの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

本発明のその他の具体的な事項は、詳細な説明および図面に含まれている。

本発明の実施形態によると、少なくとも以下のような効果がある。

パウチフィルムの成形性が改善することにより、カップ部のエッジの曲率半径およびクリアランスを減少させることができ、二次電池の体積に対するエネルギー密度が増加することができる。

また、バットイヤの大きさを減少させることができ、二次電池の体積に対するエネルギー密度が増加することができる。

また、パウチ型電池ケースおよびパウチ型二次電池を全体的にシャープな形状に製造することができ、二次電池の外観も美麗であり、商品性も向上することができる。

本発明による効果は、以上で例示されている内容によって制限されず、より様々な効果が本明細書内に含まれている。

本発明の一実施形態による二次電池１の組立図である。 本発明の一実施形態によるパウチフィルム１３５の断面図である。 合金番号ＡＡ８０７９のアルミニウム合金と合金番号ＡＡ８０２１のアルミニウム合金の鉄およびシリコンの含量を示すグラフである。 合金番号ＡＡ８０７９のアルミニウム合金と合金番号ＡＡ８０２１のアルミニウム合金の鉄の含量による引張強度、伸び率および結晶粒度の変化を示すグラフである。 合金番号ＡＡ８０７９のアルミニウム合金と合金番号ＡＡ８０２１のアルミニウム合金の結晶粒を拡大したＳＥＭ写真である。 本発明の一実施形態による成形装置２の概略図である。 従来のカップ部３３３とブリッジ３３６を拡大した概略図である。 本発明の一実施形態によるカップ部１３３とブリッジ１３６を拡大した概略図である。 本発明の一実施形態によるカップ部１３３とガス抜き部１３７を拡大した概略図である。 本発明の一実施形態によるカップ部１３３に電極組立体１０が収納された様子を示す上面概略図である。 従来のコーナー３６４を示す概略図である。 本発明の一実施形態によるコーナー１６４を示す概略図である。 本発明の一実施形態による電池ケース１３をフォールディングする様子を示す概略図である。 本発明の一実施形態による電池ケース１３がフォールディングされた様子を示す概略図である。 本発明の一実施形態による電池ケース１３に形成されたグルーブ１３９１の拡大図である。 本発明の他の実施形態によるカップ部１３３とダイエッジ１６２１を拡大した概略図である。 本発明の他の実施形態による電池ケース１３ａをフォールディングする様子を示す概略図である。 本発明の他の実施形態による電池ケース１３ａをフォールディングした様子を示す概略図である。 本発明の他の実施形態による電池ケース１３に形成されたグルーブ１３９１ａの拡大図である。 従来の電池ケース３３のガス抜き部３３７を切断する前の様子を上方から示す概略図である。 本発明の一実施形態による電池ケース１３のガス抜き部１３７を切断する前の様子を上方から示す概略図である。 本発明の一実施形態による検査装置４のブロック図である。 本発明の一実施形態による電池ケース１３のガス抜き部１３７を切断し、二次電池１の製造を完了した様子を示す概略図である。 従来のサイド３３４をフォールディングした様子を側面から示す概略図である。 従来のサイド３３４をフォールディングした様子を上面から示す概略図である。 本発明の一実施形態によるサイド１３４をフォールディングした様子を側面から示す概略図である。 本発明の一実施形態による電池モジュール５の概略図である。 従来の二次電池３が電池モジュール５のハウジング５１に収納された様子を示す正面拡大図である。 従来の二次電池３が電池モジュール５のハウジング５１に収納された様子を示す側面拡大図である。 本発明の一実施形態による二次電池１が電池モジュール５のハウジング５１に収納された様子を示す正面拡大図である。 本発明の一実施形態による二次電池１が電池モジュール５のハウジング５１に収納された様子を示す側面拡大図である。

本発明の利点および特徴、また、それらを達成する方法は、添付の図面とともに詳細に後述している実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる様々な形態に実現されることができ、ただし、本実施形態は、本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範疇によって定義されるだけである。明細書の全体にわたり同一の参照符号は、同一の構成要素を指す。

他の定義がない場合、本明細書で使用されるすべての用語（技術および科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が共通して理解することができる意味で使用されることができる。また、一般的に使用される辞書に定義されている用語は、明白に特別に定義されていない限り、理想的にもしくは過剰に解釈されない。

本明細書で使用されている用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限するものではない。本明細書において、単数型は、句で特別に言及しない限り複数型も含む。明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含み（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素の他に一つ以上の他の構成要素の存在または追加を排除しない。

以下、添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態による二次電池１の組立図である。

本発明の一実施形態によると、パウチフィルム１３５の引張強度および伸び率が改善することで靭性（Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）が増加し、パウチフィルム１３５を成形してパウチ型電池ケース１３を製造する時に、成形性が向上することができる。

このために、本発明の一実施形態によるパウチフィルム１３５は、第１ポリマーで製造され、最内層に形成されるシーラント層１３５１（図２に図示）と、第２ポリマーで製造され、最外層に形成される表面保護層１３５３（図２に図示）と、前記表面保護層１３５３と前記シーラント層１３５１との間に積層される水分（またはガス）バリア層１３５２（図２に図示）とを含み、前記水分バリア層１３５２は、厚さが５０～８０μｍであり、結晶粒度が１０～１３μｍであるアルミニウム合金薄膜で形成され、前記シーラント層１３５１は、厚さが６０～１００μｍであることができる。特に、前記水分バリア層１３５２は、厚さが５５～６５μｍであり、前記シーラント層１３５１は、厚さが７５～８５μｍであることが好ましい。

電極組立体１０は、電極１０１（図８に図示）およびセパレータ１０２（図８に図示）を交互に積層して形成する。先ず、電極活物質とバインダーおよび可塑剤を混合したスラリーを正極集電体および負極集電体に塗布して正極と負極などの電極１０１を製造する。そして、セパレータ（Ｓｅｐａｒａｔｏｒ）１０２を電極１０１の間に積層して電極組立体１０を形成し、電極組立体１０を電池ケース１３に挿入し電解質を注入した後、シールする。

電極組立体（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１０は、全長と全幅を乗算した面積が１５０００ｍｍ^２～１０００００ｍｍ^２であることができる。特に、電極組立体１０の全幅は、６０ｍｍ以上であることができる。また、電極組立体１０は、積層方向に対して６ｍｍ～２０ｍｍの厚さを有することができる。したがって、本発明の一実施形態による電極組立体１０は、一般的な小型電池に比べて大きい電池容量を提供することができる。

具体的には、電極組立体１０は、正極および負極の２種類の電極１０１と、前記電極１０１を互いに絶縁させるために電極１０１の間に介在されるセパレータ１０２とを含む。このような電極組立体１０は、スタック型、ゼリーロール型、スタックアンドフォールディング型などがある。２種類の電極１０１、すなわち、正極と負極は、それぞれ、アルミニウムと銅を含む金属箔または金属網形態の電極集電体に活物質スラリーが塗布された構造である。活物質スラリーは、通常、粒状の活物質、導電材などを溶媒が添加された状態で、撹拌して形成されることができる。溶媒は、後続工程で除去される。

電極組立体１０は、図１に図示されているように、電極タブ（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｔａｂ）１１を含む。電極タブ１１は、電極組立体１０の正極および負極とそれぞれ連結され、電極組立体１０から外部に突出し、電極組立体１０の内部と外部との間に電子が移動することができる経路になる。電極組立体１０の電極集電体は、電極活物質が塗布された部分と電極活物質が塗布されていない末端部分、すなわち、無地部で構成される。また、電極タブ１１は、無地部を裁断して形成されるか、無地部に別の導電部材を超音波溶接などで連結して形成されることもできる。このような電極タブ１１は、図１に図示されているように、電極組立体１０のそれぞれ異なる方向に突出することもできるが、これに制限されなず、一側から同じ方向に並んで突出するなど、様々な方向に向かって突出形成されることもできる。

電極組立体１０の電極タブ１１には、二次電池１の外部に電気を供給する電極リード（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｌｅａｄ）１２がスポット（Ｓｐｏｔ）溶接などで連結される。また、電極リード１２の一部は、絶縁部１４で周辺が囲まれる。絶縁部１４は、電池ケース１３の第１ケース１３１と第２ケース１３２が熱融着されるサイド１３４に限定して位置し、電極リード１２を電池ケース１３に接着させる。また、電極組立体１０から生成される電気が電極リード１２を介して電池ケース１３に流れることを防止し、電池ケース１３のシーリングを維持する。したがって、このような絶縁部１４は、電気が通り難い非伝導性を有する不導体で製造される。一般的に、絶縁部１４としては、電極リード１２への付着が容易であり、厚さが比較的薄い絶縁テープを多く使用するが、これに制限されず、電極リード１２を絶縁することができれば、様々な部材を使用することができる。

電極リード１２は、一端が前記電極タブ１１と連結され、他端が前記電池ケース１３の外部にそれぞれ突出する。すなわち、電極リード１２は、正極タブ１１１に一端が連結され、正極タブ１１１が突出した方向に延びる正極リード１２１および負極タブ１１２に一端が連結され、負極タブ１１２が突出した方向に延びる負極リード１２２を含む。一方、正極リード１２１および負極リード１２２は、図１に図示されているように、いずれも他端が電池ケース１３の外部に突出する。それにより、電極組立体１０の内部で生成された電気を外部に供給することができる。また、正極タブ１１１および負極タブ１１２がそれぞれ様々な方向に向かって突出形成されることから、正極リード１２１および負極リード１２２もそれぞれ様々な方向に向かって延びることができる。

正極リード１２１および負極リード１２２は、互いにその材料が異なることができる。すなわち、正極リード１２１は、正極集電体と同一のアルミニウム（Ａｌ）であり、負極リード１２２は、負極集電体と同一の銅（Ｃｕ）またはニッケル（Ｎｉ）がコーティングされた銅であることができる。また、電池ケース１３の外部に突出した電極リード１２の一部分は端子部となり、外部端子と電気的に連結される。

電池ケース１３は、電極組立体１０を内部に収納する、柔軟性の材料を有するパウチフィルム１３５を成形して製造されたパウチである。以下、電池ケース１３は、パウチとして説明する。パンチ２２（図６に図示）などを用いて、柔軟性を有するパウチフィルム１３５を絞り（Ｄｒａｗｉｎｇ）成形すると、一部が延伸し、袋状の収容空間１３３１を含むカップ部１３３が形成されることで、電池ケース１３が製造される。

電池ケース１３は、電極リード１２の一部が露出するように電極組立体１０を収容し、シールされる。このような電池ケース１３は、図１に図示されているように、第１ケース１３１と第２ケース１３２を含む。第１ケース１３１にはカップ部１３３が形成されて、電極組立体１０を収容することができる収容空間１３３１が設けられ、第２ケース１３２は、前記電極組立体１０が電池ケース１３の外部に離脱しないように、前記収容空間１３３１を上方からカバーする。第１ケース１３１と第２ケース１３２は、図１に図示されているように、一側が互いに連結されて製造されることができるが、これに制限されず、互いに分離されて個別に製造されるなど、様々に製造されることができる。

パウチフィルム１３５にカップ部１３３を成形する時に、一つのパウチフィルム１３５に一つのカップ部１３３のみが形成されることもあるが、これに制限されず、一つのパウチフィルム１３５に二つのカップ部１３３を互いに隣り合うように絞り成形することもできる。これにより、図１に図示されているように、第１ケース１３１と第２ケース１３２には、それぞれカップ部１３３が形成される。この際、第１ケース１３１と第２ケース１３２に形成されたそれぞれのカップ部１３３は、互いに同じ深さＤを有することができが、これに制限されず、互いに異なる深さＤを有することもできる。

本発明の一実施形態の場合、カップ部１３３の深さＤは３ｍｍ以上、特に、６．５ｍｍ以上であることができる。したがって、本発明の一実施形態によるカップ部１３３は、一般的な小型電池に比べて、大きい電極容量を有する電極組立体１０を収納することができる。

第１ケース１３１のカップ部１３３に設けられた収容空間１３３１に電極組立体１０を収納した後、二つのカップ部１３３が互いに対向するように電池ケース１３で二つのカップ部１３３の間に形成されたブリッジ１３６を中心に電池ケース１３をフォールディングすることができる。これにより、第２ケース１３２のカップ部１３３が電極組立体１０を上方からも収容する。したがって、二つのカップ部１３３が一つの電極組立体１０を収容することから、カップ部１３３が一つである時よりも厚さがより厚い電極組立体１０も収容することができる。また、電池ケース１３がフォールディングされることで、第１ケース１３１と第２ケース１３２が互いに一体に連結されることから、以降、シーリング工程を行う時に、シールするサイド１３４の個数が減少することができる。したがって、工程速度を向上させることができ、シーリング工程数も減少させることもできる。

一方、電池ケース１３は、電極組立体１０を収容する収容空間１３３１が設けられたカップ部１３３と、カップ部１３３の側部に形成されてガス抜きホールＨを介して前記カップ部１３３の内部に生成されるガスを排出するガス抜き部１３７とを含むことができる。電池ケース１３のカップ部１３３に電極組立体１０を収納し、電解液を注入した後、活性化工程を行うと、電池ケース１３の内部でガスが発生し、このようなガスを外部に排出するために、ガス抜き工程を行う。ガス抜き部１３７に関する詳細な説明は後述する。

電極組立体１０の電極タブ１１に電極リード１２が連結され、電極リード１２の一部分に絶縁部１４が形成されると、第１ケース１３１のカップ部１３３に設けられた収容空間１３３１に電極組立体１０が収容され、第２ケース１３２が前記空間を上部からカバーする。そして、内部に電解質を注入し、第１ケース１３１と第２ケース１３２のカップ部１３３の外側に延長形成されたサイド１３４をシールする。電解質は、二次電池１の充・放電時に、電極１０１の電気化学的反応によって生成されるリチウムイオンを移動させるためのものであり、リチウム塩と高純度の有機溶媒類の混合物である非水系有機電解液または高分子電解質を用いたポリマーを含むことができる。さらに、電解質は、硫化物系、酸化物系またはポリマー系の固体電解質を含むこともでき、このような固体電解質は、外力によって容易に変形する柔軟性を有することもできる。このような方法により、パウチ型二次電池１が製造されることができる。

図２は本発明の一実施形態によるパウチフィルム１３５の断面図である。

本発明の一実施形態によるパウチ型二次電池１の電池ケース１３であるパウチは、パウチフィルム１３５を絞り（Ｄｒａｗｉｎｇ）成形して製造される。すなわち、パウチフィルム１３５をパンチ２２などで延伸させてカップ部１３３を形成することで製造される。本発明の一実施形態によると、このようなパウチフィルム１３５は、図２に図示されているように、シーラント層（Ｓｅａｌａｎｔ Ｌａｙｅｒ）１３５１と、水分バリア層（Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｌａｙｅｒ）１３５２と、表面保護層（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）１３５３とを含み、必要に応じて、延伸補助層（Ｄｒａｗｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｌａｙｅｒ）１３５４をさらに含むことができる。

シーラント層１３５１は、第１ポリマーで製造され、最内層に形成されて、電極組立体１０と直接接触することができる。ここで、最内層とは、前記水分バリア層１３５２を基準に電極組立体１０が位置する方向に向かう時に、最後に位置した層を意味する。電池ケース１３は、前記のような積層構造のパウチフィルム１３５を、パンチ２２などを用いて絞り（Ｄｒａｗｉｎｇ）成形すると、一部が延伸し、袋状の収容空間１３３１を含むカップ部１３３を形成しながら製造される。そして、このような収容空間１３３１に電極組立体１０が内部に収容されると、電解質を注入する。その後、第１ケース１３１と第２ケース１３２を互いに対向するように接触させ、サイド１３４に熱圧着を施すと、シーラント層１３５１同士が接着されることで、パウチがシールされる。この際、シーラント層１３５１は、電極組立体１０と直接接触するため、絶縁性を有する必要があり、電解質とも接触するため、耐食性を有する必要がある。また、内部を完全に密閉して内部と外部との物質移動を遮断しなければならないため、高いシール性を有する必要がある。すなわち、シーラント層１３５１同士が接着されたサイド１３４は、優れた熱接着強度を有する必要がある。一般的に、このようなシーラント層１３５１を製造する第１ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、アクリル系高分子、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、セルロース、アラミド、ナイロン、ポリエステル、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリアリレート、テフロン（登録商標）、およびガラス繊維からなる群から選択される一つ以上の物質からなることができる。特に、主に、ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン系樹脂が使用される。ポリプロピレン（ＰＰ）は、引張強度、剛性、表面硬度、耐磨耗性、耐熱性などの機械的物性と耐食性などの化学的物性に優れることから、シーラント層１３５１の製造に主に使用される。さらに、無延伸ポリプロピレン（Ｃａｔｅｄ Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）または酸処理されたポリプロピレン（Ａｃｉｄ Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）またはポリプロピレン－ブチレン－エチレン三元共重合体で構成されることもできる。ここで、酸処理されたポリプロピレンは、ＭＡＨ ＰＰ（マレイックアンハイドライドポリプロピレン）であることができる。また、シーラント層１３５１は、いずれか一つの物質からなる単一膜構造を有するか、２個以上の物質がそれぞれ層をなして形成された複合膜構造を有することができる。

本発明の一実施形態によると、シーラント層１３５１の厚さは、６０～１００μｍであることができ、特に、７５～８５μｍであることができる。シーラント層１３５１の厚さが６０μｍより薄い場合には、シーリング時に内部が破壊されるなど、シール耐久性が低下する問題があり得る。また、シーラント層１３５１の厚さが１００μｍより厚い場合には、パウチ全体の厚さが過剰に厚くなるため、かえって成形性が低下するか、二次電池１の体積に対するエネルギー密度が低下することができる。シーラント層１３５１の厚さが小さい場合、パウチフィルム１３５の絶縁破壊電圧が低くなって絶縁性が低下し得、絶縁性が低下するパウチフィルム１３５を用いて電池を製造する場合、不良率が高くなり得る。

水分バリア層１３５２は、表面保護層１３５３とシーラント層１３５１との間に積層されてパウチの機械的強度を確保し、二次電池１の外部のガスまたは水分などの出入りを遮断し、電解質の漏水を防止する。水分バリア層１３５２は、アルミニウム合金薄膜で製造されることができる。アルミニウム合金薄膜は、所定の水準以上の機械的強度を確保することができ、且つ重量が軽く、電極組立体１０と電解質による電気化学的性質に対する補完および放熱性などを確保することができる。

より具体的には、本発明の一実施形態によるアルミニウム合金薄膜は、結晶粒度が１０～１３μｍ、好ましくは１０．５～１２．５μｍ、さらに好ましくは１１～１２μｍであることができる。アルミニウム合金薄膜の結晶粒度が前記範囲を満たす時に、カップ成形時に、ピンホール（Ｐｉｎｈｏｌｅ）や亀裂が発生することなく成形深さを増加させることができる。

このようなアルミニウム合金薄膜には、アルミニウム以外の金属元素、例えば、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）および亜鉛（Ｚｎ）からなる群から選択される１種または２種以上が含まれることができる。

従来、水分バリア層が、略３０～５０μｍ、特に、４０μｍの厚さを有して、成形性が低下した。したがって、パウチフィルムを絞り成形しても、カップ部３３３（図７に図示）の深さＤ’が深くなって、カップ部３３３の外壁３３８（図７に図示）を垂直に近く成形するには限界があり、カップ部３３３のエッジ３６（図７に図示）の曲率半径を減少させるにも限界があった。また、穿孔強度が弱くて、電池ケースが外部から衝撃を受けると、内部の電極組立体が簡単に破損する問題もあった。

これを解決するために、水分バリア層１３５２の厚さを略８０μｍより厚く増加させた場合、製造コストが増加するだけでなく、パウチ全体の厚さが過剰に厚くなって、二次電池１の体積に対するエネルギー密度が低下する問題がある。パウチ全体の厚さを減少させるために、シーラント層１３５１の厚さを６０μｍより薄く減少させ場合には、上述のように、シール耐久性が低下する問題がある。

本発明の一実施形態によると、これを改善して、このような水分バリア層１３５２は厚さが５０μｍ～８０μｍであることができ、特に、５５μｍ～６５μｍであることができる。したがって、水分バリア層１３５２の成形性が向上し、パウチフィルム１３５を絞り成形する時に、カップ部１３３の深さＤが深く形成されることができ、カップ部１３３の外壁１３８が垂直に近くなり、カップ部１３３のエッジ１６（図８に図示）の曲率半径Ｒ２も減少することができる。これにより、収容空間１３３１の体積が増加するため、内部に収納される電極組立体１０の体積も増加することができ、二次電池１の体積に対するエネルギー効率も増加することができる。また、製造コストが大きく増加しないとともに、シーラント層１３５１の厚さを減少させず、パウチ全体の厚さも大きく増加せずに、シール耐久性も低下しないことができる。

また、パウチフィルム１３５の穿孔強度が向上することから、外部から大きな圧力を受けるか、尖鋭な物体に刺されて破損しても、内部の電極組立体１０をより効果的に保護することができる。ここで、穿孔強度に優れるとは、パウチフィルム１３５にホールを穿孔する時の強度が高いことを意味する。

しかし、単純にアルミニウム合金薄膜の厚さだけ増加させる場合、成形深さは増加させることができるが、成形後にアルミニウム合金薄膜にピンホールやクラックが発生し、シール耐久性に問題が発生する。

したがって、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、ガスバリア層の材料として、特定の結晶粒度を有するアルミニウム合金薄膜を適用し、ガスバリア層とシーラント層の厚さを特定の範囲で制御する場合、カップ部を深く成形することができ、優れたシール耐久性も維持することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

具体的には、本発明によるガスバリア層１３５２は、結晶粒度が１０μｍ～１３μｍ、好ましくは１０．５～１２．５μｍ、さらに好ましくは１１～１２μｍであるアルミニウム合金薄膜を含む。アルミニウム合金薄膜の結晶粒度が前記範囲を満たす時に、カップ成形時に、ピンホール（Ｐｉｎｈｏｌｅ）や亀裂が発生することなく成形深さを増加させることができる。アルミニウム合金薄膜の結晶粒度が１３μｍを超える場合には、アルミニウム合金薄膜の強度が低下し、延伸時に、内部応力の分散が難しくて、クラックやピンホールの発生が増加し、結晶粒度が１０μｍ未満である場合には、アルミニウム合金薄膜の柔軟性が低下し、成形性の向上に限界がある。

一方、前記結晶粒度は、アルミニウム合金薄膜の組成およびアルミニウム合金薄膜の加工方法によって変化し、アルミニウム合金薄膜の厚さ方向の断面を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、ＳＥＭ）で観測して測定することができる。具体的には、本発明では、走査電子顕微鏡を用いて、アルミニウム合金薄膜の厚さ方向の断面ＳＥＭイメージを取得し、前記ＳＥＭイメージで観察される結晶粒のうち予め設定された個数の結晶粒の最大直径を測定した後、これらの平均値を結晶粒度として評価した。

表面保護層１３５３は、第２ポリマーで製造され、最外層に形成されて、外部との摩擦および衝突から二次電池１を保護しながら、電極組立体１０を外部から電気的に絶縁させる。ここで、最外層とは、前記水分バリア層１３５２を基準に、電極組立体１０が位置する方向の反対方向に向かう時に、最後に位置した層を意味する。このような表面保護層１３５３を製造する第２ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、アクリル系高分子、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、セルロース、アラミド、ナイロン、ポリエステル、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリアリレート、テフロン（登録商標）およびガラス繊維からなる群から選択される一つ以上の物質であることができる。特に、主に、耐磨耗性および耐熱性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリマーが使用されることが好ましい。また、表面保護層１３５３は、いずれか一つの物質からなる単一膜構造を有するか、２個以上の物質がそれぞれ層をなして形成された複合膜構造を有することもできる。

本発明の一実施形態によると、このような表面保護層１３５３の厚さは、５μｍ～２５μｍであることができ、特に、７μｍ～１２μｍであることができる。表面保護層１３５３の厚さが５μｍより薄い場合には、外部絶縁性が低下する問題があり得る。逆に、表面保護層１３５３の厚さが２５μｍより厚い場合には、パウチ全体の厚さが厚くなるため、かえって二次電池１の体積に対するエネルギー密度が低下し得る。

一方、ＰＥＴは、安価で耐久性に優れ、電気絶縁性に優れるが、前記水分バリア層１３５２としてよく使用されるアルミニウムとの接着性も弱く、応力を印加して延伸される時の挙動も互いに相違し得る。そのため、表面保護層１３５３と水分バリア層１３５２を直接接着すると、絞り成形の途中に表面保護層１３５３と水分バリア層１３５２とが剥離されることもある。そのため、水分バリア層１３５２が均一に延伸されず、成形性が低下する問題が発生し得る。

本発明の一実施形態によると、電池ケース１３は第３ポリマーで製造され、表面保護層１３５３と水分バリア層１３５２との間に積層される延伸補助層１３５４をさらに含むことができる。延伸補助層１３５４は、表面保護層１３５３と水分バリア層１３５２との間に積層され、表面保護層１３５３と水分バリア層１３５２が延伸される時に剥離されることを防止することができる。このような延伸補助層１３５４を製造する第３ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、アクリル系高分子、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、セルロース、アラミド、ナイロン、ポリエステル、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリアリレート、テフロン（登録商標）およびガラス繊維からなる群から選択される一つ以上の物質であることができる。特に、ナイロン（Ｎｙｌｏｎ）樹脂は、表面保護層１３５３のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とは接着が容易であり、水分バリア層１３５２のアルミニウム合金とは延伸される時の挙動が類似するため、第３ポリマーとしては、主にナイロン（Ｎｙｌｏｎ）樹脂が使用されることができる。また、延伸補助層１３５４は、いずれか一つの物質からなる単一膜構造を有するか、２個以上の物質がそれぞれ層をなして形成された複合膜構造を有することもできる。

従来、水分バリア層が略４０μｍの厚さを有しており、これに伴い、延伸補助層は、略１５μｍの相当薄い厚さを有していた。すなわち、延伸補助層と水分バリア層の厚さの比率が１：２．６７であり、水分バリア層の厚さの比率が相当高かった。しかし、上述のように、本発明の一実施形態によると、水分バリア層１３５２が、略５０～８０μｍ、特に、５５μｍ～６５μｍの厚さを有することから、水分バリア層１３５２の成形性が向上する。この際、延伸補助層１３５４も成形性を向上させるために、延伸補助層１３５４は、２０μｍ～５０μｍの厚さを有することができ、特に、２５μｍ～３８μｍの厚さを有することが好ましい。２０μｍより薄い場合には、延伸補助層１３５４が水分バリア層１３５２の向上した成形性に対応することができず、延伸される途中に破損することがある。逆に、５０μｍより厚い場合には、パウチ全体の厚さが厚くなるため、二次電池１の体積が増加し、エネルギー密度が低下し得る。特に、本発明の一実施形態によると、延伸補助層１３５４と水分バリア層１３５２の厚さの比率が１：２．５より小さいことができる。すなわち、従来よりも延伸補助層１３５４の厚さの比率がより増加することができる。ただし、延伸補助層１３５４の厚さが過剰に厚くなると、パウチ全体の厚さが厚くなるため、過剰な厚さにならないために、前記厚さの比率は、１：１．５より大きいことができる。すなわち、前記厚さの比率は、１：１．５～１：２．５であることができる。

図３は合金番号ＡＡ８０７９のアルミニウム合金と合金番号ＡＡ８０２１のアルミニウム合金の鉄およびシリコンの含量を示すグラフである。

上述のように、水分バリア層１３５２をなすアルミニウム合金薄膜は、結晶粒度が１０～１３μｍ、好ましくは１０．５～１２．５μｍ、さらに好ましくは１１～１２μｍであることができる。

また、前記アルミニウム合金薄膜の鉄（Ｆｅ）の含有量は、１．２ｗｔ％～１．７ｗｔ％、好ましくは１．３ｗｔ％～１．７ｗｔ％、より好ましくは１．３ｗｔ％～１．４５ｗｔ％であることができる。アルミニウム合金薄膜内の鉄（Ｆｅ）の含有量が１．２ｗｔ％未満である場合には、アルミニウム合金薄膜の強度が低下して、成形時にクラックおよびピンホールが発生し得、１．７ｗｔ％を超える場合には、アルミニウム合金薄膜の柔軟性が低下して、成形性の向上に限界がある。

また、前記アルミニウム合金薄膜のシリコン（Ｓｉ）の含有量は、０．２ｗｔ％以下、好ましくは０．０５～０．２ｗｔ％、より好ましくは０．１～０．２ｗｔ％であることができる。シリコン含有量が０．２ｗｔ％を超える場合には、成形性が低下し得る。

具体的には、本発明によるアルミニウム合金薄膜は、合金番号ＡＡ８０２１のアルミニウム合金であることができる。

一方、従来用の電池用パウチには、主に、合金番号ＡＡ８０７９のアルミニウム合金薄膜が使用されていた。アルミニウム合金に鉄が多く含有される場合には、機械的強度が向上し、鉄が少なく含有される場合には、柔軟性が向上する。

合金番号ＡＡ８０７９は、図３に図示されているように、鉄を０．６ｗｔ％～１．２ｗｔ％含み、シリコンは０．３ｗｔ％以下含む。合金番号ＡＡ８０７９のアルミニウム合金の場合、鉄が相対的に少なく含まれ、これを用いて水分バリア層１３５２を製造する場合、柔軟性が向上することはできるが、強度が低下し、成形性に限界が存在し得る。

一方、合金番号ＡＡ８０２１は、図３に図示されているように、鉄を１．２ｗｔ％～１．７ｗｔ％、特に、１．３ｗｔ％～１．７ｗｔ％含むことができ、シリコンは、０．２ｗｔ％以下含むことができる。このような合金番号ＡＡ８０２１のアルミニウム合金で水分バリア層１３５２を製造する場合、鉄が相対的に多く含まれるため、引張強度（Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）、伸び率（Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）および穿孔強度（ｐｕｎｃｔｕｒｅ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）が改善することができる。

一方、ある材料に引張力を印加した時に、引張強度と伸び率との関係をグラフで示すことができる。この際、グラフの縦軸を引張強度、横軸を伸び率とすると、グラフの下の面積が当該材料の靭性（Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）である。靭性とは、材料の破壊に対するねばり強さを示し、靭性が高いほど、材料が破壊しないまでより多く延伸されることができる。

したがって、合金番号ＡＡ８０２１のアルミニウム合金で水分バリア層１３５２を製造する場合、引張強度と伸び率が改善することから、靭性（Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）が増加し、成形性が向上することができる。

図４は合金番号ＡＡ８０７９のアルミニウム合金と合金番号ＡＡ８０２１のアルミニウム合金の鉄の含量による引張強度（Ｒｍ）、伸び率および結晶粒度の変化を示すグラフであり、図５は合金番号ＡＡ８０７９のアルミニウム合金と合金番号ＡＡ８０２１のアルミニウム合金の結晶粒を拡大したＳＥＭ写真である。

図４に図示されているように、アルミニウム合金の鉄の含量に応じて、引張強度、伸び率および結晶粒度が変化する。具体的には、引張強度と伸び率は、鉄の含量に比例するため、鉄の含量が増加するほど、引張強度と伸び率も増加する。一方、結晶粒度は、鉄の含量に反比例するため、鉄の含量が増加するほど、結晶粒度は減少する。

合金番号ＡＡ８０７９は、結晶粒度が１３μｍ～２１μｍと相対的に大きい。したがって、延伸される時に内部応力の分散が十分でなく、ピンホール（Ｐｉｎｈｏｌｅ）が多くなるため、電池ケース１３の成形性が低下する問題がある。

合金番号ＡＡ８０２１は、結晶粒度が１０μｍ～１３μｍと相対的に小さい。したがって、延伸される時に内部応力がより多く分散することから、ピンホール（Ｐｉｎｈｏｌｅ）が減少し、電池ケース１３の成形性が向上することができる。

このような水分バリア層１３５２を有するパウチフィルム１３５を成形して製造されたパウチ型電池ケース１３は、成形性が向上し、カップ部１３３の深さＤをより深く形成することができ、カップ部１３３の外壁１３８も垂直に近くなり、カップ部１３３のエッジ１６の曲率半径も減少することができ、より大きく厚い電極組立体１０も収容することができる。したがって、このような電池ケース１３で製造された二次電池１は、体積に対するエネルギー効率が増加することができる。

一方、本発明によるパウチフィルム１３５は、全厚が１６０μｍ～２００μｍ、好ましくは１８０μｍ～２００μｍであることができる。パウチフィルム１３５の厚さが前記範囲を満たす時に、パウチの厚さの増加による電池収容空間の減少、シール耐久性の低下などを最小化し、且つ成形深さを増加させることができる。

本発明によるパウチフィルム１３５は、特定の厚さおよび結晶粒度を有するアルミニウム合金薄膜を含むことで、引張強度および伸び率に優れる。具体的には、本発明によるパウチフィルム１３５は、１５ｍｍ×８０ｍｍの大きさに裁断した後、５０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で引っ張りながら測定した引張強度が、２００Ｎ／１５ｍｍ～３００Ｎ／１５ｍｍ、好ましくは２１０Ｎ／１５ｍｍ～２７０Ｎ／１５ｍｍ、より好ましくは２２０Ｎ／１５ｍｍ～２５０Ｎ／１５ｍｍであり、伸び率が、１２０％～１５０％、好ましくは１２０％～１４０％、さらに好ましくは１２０％～１３０％であることができる。このように本発明によるパウチフィルム積層体は、引張強度および伸び率が高く、これにより、靭性（Ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ）が増加し、カップ成形時に、成形深さが大きい場合にもクラックの発生が少ない。

また、本発明によるパウチフィルム積層体は、特定の厚さおよび結晶粒度を有するアルミニウム合金薄膜を含むことで、穿孔強度に優れる。具体的には、本発明によるパウチフィルム積層体は、穿孔強度が３０Ｎ以上であることができる。

図６は本発明の一実施形態による成形装置２の概略図である。

本発明の一実施形態によるパウチフィルム１３５を成形する成形装置２は、上面にパウチフィルム１３５が載置されるダイ２１と、ダイ２１の上方に配置され、下降してパウチフィルム１３５を成形するパンチ２２とを含む。また、ダイ２１は、上面から内側に窪んで形成された成形部２１１を含み、パンチ２２は、パウチフィルム１３５を前記成形部２１１に挿入しながら絞り成形することで、カップ部１３３を形成する。

本発明の一実施形態によると、このような成形装置２を用いてパウチフィルム１３５を成形する時に、図６に図示されているように、ダイ２１には、成形部２１１が互いに隣り合うように二つ形成され、二つの成形部２１１の間には隔壁２１２が形成されることができる。パンチ２２が二つの成形部２１１の両方に挿入しながらパウチフィルム１３５を絞り成形すると、二つの成形部２１１に対応して、第１ケース１３１と第２ケース１３２には、それぞれ１個ずつ、計２個のカップ部１３３が形成され、このような二つのカップ部１３３の間には、隔壁２１２に対応して、ブリッジ１３６もともに形成されることができる。

ブリッジ１３６は、以降、電池ケース１３をフォールディングする時に、基準になる部分であることができる。二次電池１の製造が完了すると、ブリッジ１３６は、二次電池１の一側でフォールディング部１３９（図１４に図示）を形成することができる。このようなフォールディング部１３９は、第１ケース１３１と第２ケース１３２を互いに一体に連結するため、以降、シーリング工程を行う時に、シールするサイド１３４の個数が減少し得る。したがって、工程速度を向上させ、シーリング工程数も減少させることもできる。この際、フォールディング部１３９の幅が小さいほど、カップ部１３３の外壁１３８（図８に図示）と電極組立体１０との間の空間１７（図８に図示）も減少するため、二次電池１の全体の体積が減少し、体積に対するエネルギー密度が増加することができる。

このようなフォールディング部１３９の幅は、ブリッジ１３６の厚さｔ（図８に図示）に比例し、ブリッジ１３６は、隔壁２１２に対応して形成されるため、ブリッジ１３６の厚さｔは、隔壁２１２の厚さに比例する。したがって、パウチフィルム１３５を成形する時には、ブリッジ１３６の厚さｔを最小化することが好ましく、このために、隔壁２１２の厚さも最小化することが好ましい。しかし、隔壁２１２が厚さが薄い状態で高さが過剰に高く形成されると、絞り成形する過程で、隔壁２１２が破損し得る。特に、従来、ダイに底部が存在していたが、このような場合に、パンチ２２がパウチフィルム１３５を成形する時に、パウチフィルム１３５と成形部２１１との間の空間に存在する気体が排出されない問題があった。したがって、最近、このようなダイに底部を除去することで、パウチフィルム１３５と成形部２１１との間の空間に存在する気体が容易に排出されるが、隔壁２１２の高さが過剰に高く形成される問題があった。したがって、本発明の一実施形態によると、図６に図示されているように、隔壁２１２の下部に隔壁２１２の厚さより厚い補強部２１２１が形成されることができる。補強部２１２１は、電池ケース１３に形成されるカップ部１３３の深さＤよりは下方に形成され、且つ隔壁２１２が破損しない程度の位置に形成されることができる。補強部２１２１の正確な位置は、隔壁２１２の厚さ、隔壁２１２の材料、パンチ２２の圧力、形成されるカップ部１３３の深さＤに応じて実験的に決定されることができる。

図７は従来のカップ部３３３とブリッジ３３６を拡大した概略図である。

上述のように、従来、水分バリア層を製造する時に、合金番号ＡＡ３０ＸＸ系のアルミニウム合金がよく使用されていた。また、水分バリア層は、略３０～５０μｍ、特に４０μｍの厚さを有し、延伸補助層は、略１５μｍの相当薄い厚さを有していた。そのため、パウチフィルムの成形性に優れず、電池ケースおよび二次電池を製造しても、カップ部３３３の深さＤ’が深くなく、全体的にシャープな形状に製造するには限界があった。

具体的には、従来、カップ部３３３のエッジ３６の曲率半径を減少させるにも限界があった。

カップ部３３３のエッジ３６は、パンチ２２のエッジ２２１（図６に図示）に対応して形成されるパンチエッジ３６１と、ダイ２１のエッジ２１３（図６に図示）に対応して形成されるダイエッジ３６２（図１１に図示）とを含む。

パンチエッジ３６１は、カップ部３３３の周辺を囲む複数の外壁３３８と底部３３３２をそれぞれ連結する。しかし、パンチ２２のエッジ２２１に丸め処理が施されていないと、パンチ２２のエッジ２２１が尖鋭になるため、パウチフィルム１３５を成形する時に、カップ部３３３のパンチエッジ３６１に応力が集中し、クラックが発生しやすい問題があった。また、ダイエッジ３６２は、前記複数の外壁３３８とサイド１３４またはガス抜き部１３７をそれぞれ連結する。しかし、ダイ２１のエッジ２１３にも丸め処理が施されていないと、ダイ２１のエッジが尖鋭になるため、パウチフィルム１３５を成形する時に、カップ部３３３のダイエッジ３６２にも応力が集中し、クラックが発生しやすい問題があった。ここで、丸みを帯びるとは、曲率を有するように曲面を形成することを意味し、このような曲面は、所定の曲率のみを有することもできるが、これに制限されず、一定でない曲率を有してもよい。本明細書において、パンチエッジ１６１、ダイエッジ１６２、ブリッジ１３６などが特定の曲率を有して丸みを帯びて形成されるとは、全体的に前記特定の曲率のみを有することだけでなく、少なくとも一部でのみ前記特定の曲率を有することも含む意味である。

前記の問題を解決するために、図７に図示されているように、パンチ２２のエッジ２２１とダイ２１のエッジ２１３に丸め処理を施して、カップ部３３３のパンチエッジ３６１とダイエッジ３６２が丸みを帯びて形成された。これにより、カップ部３３３のパンチエッジ３６１およびダイエッジ３６２に集中する応力をある程度分散させることができた。

しかし、カップ部３３３のパンチエッジ３６１およびダイエッジ３６２が丸みを帯びて形成されても、カップ部３３３の深さＤ’は、各エッジ３６１、３６２の曲率半径の比率の２倍～５倍、特に、２倍～３．２５倍内で作製可能な限界があった。

したがって、カップ部３３３の深さＤ’をある程度深く成形するためには、パンチエッジ３６１の曲率半径Ｒ２’およびダイエッジ３６２の曲率半径を十分に大きく形成する必要があり、パンチエッジ３６１およびダイエッジ３６２の曲率半径に比べてカップ部３３３の深さＤ’が深すぎると、パンチエッジ３６１およびダイエッジ３６２にクラックが発生した。

したがって、従来、カップ部３３３の深さＤ’を十分に深く（例えば、６．５ｍｍ以上）成形しながら、カップ部３３３のパンチエッジ３６１の曲率半径Ｒ２’およびダイエッジ３６２の曲率半径を所定の数値（例えば、２ｍｍ）以下に形成することができない問題があった。

また、二つのカップ部１３３が形成される場合に、前記ブリッジ１３６が形成されるためには、ダイ２１に隔壁２１２が存在する必要がある。しかし、従来、パウチフィルムの成形性に優れず、このようなブリッジ３３６の厚さを薄く形成するには限界があった。すなわち、ブリッジ３３６を所定の厚さ以下に形成するために前記隔壁２１２も所定の厚さ以下に形成すると、隔壁２１２が尖鋭に形成されるため、ブリッジ３３６にクラックが発生する問題があった。

このような問題を解決するために、図７に図示されているように、隔壁２１２に丸め処理を施して、ブリッジ３３６が丸みを帯びて形成された。これにより、ブリッジ３３６に集中する応力をある程度分散させることができた。特に、ブリッジ３３６の曲率半径Ｒ１’が一定な場合、前記曲率半径Ｒ１’は、ブリッジ３３６の厚さｔ’の半分に対応する。例えば、ブリッジ３３６の曲率半径Ｒ１’を約１ｍｍに近く形成する場合、ブリッジ３３６の厚さｔ’は、約２ｍｍに近く形成された。

しかし、ブリッジ３３６が丸みを帯びて形成されても、ブリッジ３３６の曲率半径Ｒ１’を小さく形成すると、カップ部３３３の深さＤ’をある程度深く成形する時に、ブリッジ３３６にクラックが発生する問題があった。そのため、従来、カップ部３３３を所定の深さＤ’（例えば、６．５ｍｍ）以上に成形しながら、ブリッジ３３６の厚さｔ’を所定の数値（例えば、２ｍｍ）以下に形成することができない問題があった。

さらに、クリアランスＣＬ’の大きさも相当大きく、カップ部３３３の外壁３３８を垂直に近く成形するにも限界があった。クリアランスＣＬとは、ダイ２１の成形部２１１の内壁とパンチ２２の外壁との垂直距離を指す。実際、ダイ２１の成形部２１１とパンチ２２は、クリアランスＣＬだけ微細な大きさの差がある。このようなクリアランスＣＬが過剰に小さい場合には、成形部２１１の内壁とパンチ２２の外壁との距離が過剰に小さくなる。これにより、パウチフィルム１３５が成形部２１１に挿入されることができないか、摩擦が大きく発生し、パウチフィルム１３５が損傷し得る。逆に、クリアランスＣＬが過剰に大きい場合には、カップ部３３３の外壁３３８の傾斜角が大きくなり、カップ部３３３の外壁３３８と電極組立体１０との間の空間３７が増加する問題がある。したがって、パウチフィルム１３５を成形する時には、適当な大きさのクリアランスＣＬを設定する必要がある。

ブリッジ３３６は、ダイ２１の隔壁２１２に対応して形成され、パンチエッジ３６１は、パンチ２２のエッジ２２１に対応して形成される。したがって、ダイ２１の成形部２１１の内壁とパンチ２２の外壁との垂直距離であるクリアランスＣＬ’は、電池ケース３３において、ブリッジ３３６とパンチエッジ３６１との垂直距離として示されることができる。

具体的には、図７に図示されているように、ブリッジ垂直線Ｖ１’とエッジ垂直線Ｖ２’を仮想で図示する。ブリッジ垂直線Ｖ１’は、ブリッジ３３６とブリッジ３３６側の外壁３３８の境界点Ｐ１’を通過し、底部３３３２と垂直な仮想の垂直線である。また、エッジ垂直線Ｖ２’は、ブリッジ３３６側のパンチエッジ３６１とブリッジ３３６側の外壁３３８の境界点Ｐ２’を通過し、底部３３３２と垂直な仮想の垂直線である。このようなブリッジ垂直線Ｖ１’は、ダイ２１の成形部２１１の内壁、特に、隔壁２１２の内壁に対応し、エッジ垂直線Ｖ２’は、パンチ２２の外壁に対応する。したがって、ブリッジ垂直線Ｖ１’とエッジ垂直線Ｖ２’との垂直距離が、電池ケース３３で示されるクリアランスＣＬ’である。

しかし、従来、このようなクリアランスＣＬを０．５ｍｍ以下に減少させると、カップ部３３３の深さＤ’をある程度深く成形する時に、パウチフィルム１３５にクラックが発生しやすい問題が生じる可能性があった。

上述のように、従来、クリアランスＣＬ’をより小さく、カップ部３３３の深さＤ’をより深く成形するには限界があるため、カップ部３３３を所定の深さＤ’（例えば、６．５ｍｍ）以上に成形すると、カップ部３３３の外壁３３８は、底部３３３２から傾斜角が９５゜より大きく形成された。すなわち、カップ部３３３の外壁３３８を傾斜角９５゜以下に、垂直に近く成形するにも限界があった。

一方、カップ部３３３のエッジの曲率半径Ｒ２’を改善するには限界があるため、カップ部３３３に収納される電極組立体１０の体積が小さくなる問題もあった。具体的には、図７に図示されているように、従来、カップ部３３３のパンチエッジ３６１の曲率半径Ｒ２’が大きいため、電極組立体１０がカップ部３３３の外壁３３８に過剰に近く位置すると、電極組立体１０の電極１０１がカップ部３３３のパンチエッジ３６１によって破損する問題があった。すなわち、金属を含む電極１０１の一端がカップ部３３３のパンチエッジ３６１上に位置するようになり、電極１０１の一端がカップ部３３３のパンチエッジ３６１と対応して変形しながら破損する問題があった。

このような問題を解決するために、従来、電極組立体１０をカップ部３３３に収納する時に、電極組立体１０をカップ部３３３の外壁３３８からある程度離隔させて収納した。先ず、前記エッジ垂直線Ｖ２’から垂直距離ｇ’が０．７５ｍｍ、特に０．５ｍｍであり、底部３３３２と垂直な基準垂直線Ｖ３’を仮想で図示した後、図７に図示されているように、電極１０１の一端が前記基準垂直線Ｖ３’の外側に位置するように電極組立体１０を収納した。これにより、電極１０１がカップ部３３３の外壁３３８からある程度離隔することから、電極１０１が破損することを防止することができた。しかし、このような場合には、カップ部３３３の外壁３３８と電極組立体１０との間の空間３７が増加し、カップ部３３３の体積に対する電極組立体１０の体積の比率が小さくなるため、二次電池３の体積に対するエネルギー密度が低下する問題があった。また、カップ部３３３の内部に無駄な空間の体積が大きくなり、サイドをシールする前に、電極組立体１０がカップ部３３３の内部で動く問題もあった。

また、電極組立体１０において、電極１０１は、外力によって簡単に変形しない剛性が大きい反面、セパレータ１０２は、外力によって簡単に変形する柔軟性が大きい。しかし、隣り合う電極１０１が直接接触すると、短絡（ｓｈｏｒｔ、ショート）が発生するため、これを防止するために、セパレータ１０２が電極１０１より大きく形成される。したがって、電極組立体１０が形成されると、セパレータ１０２が電極１０１より外側に突出した周辺部１０２１がともに形成される。しかし、従来、電極組立体１０をカップ部３３３の外壁３３８からある程度離隔させて収納していたため、このようなセパレータ１０２の周辺部１０２１がすべて無秩序にしわ寄るか、フォールディングされて、電極１０１が外部に露出することで、短絡が発生する可能性も高かった。

このように、従来、パウチフィルムの成形性に優れず、ブリッジ３３６の厚さｔ’、カップ部３３３の深さＤ’、カップ部３３３のエッジ３６１の曲率半径Ｒ２’およびクリアランスＣＬ’を改善するには限界があった。また、カップ部３３３の体積に対する電極組立体１０の体積の比率も小さく、二次電池３において無駄な体積も大きいため、体積に対するエネルギー密度も低下していた。さらに、カップ部３３３の外壁３３８が垂直に近く成形されず、カップ部１３３のエッジ３６１の曲率半径Ｒ２も大きいため、全体的にシャープな形状に製造するには限界があり、そのため、二次電池３の外観も美麗ではなく、商品性も低下する問題があった。

図８は本発明の一実施形態によるカップ部１３３とブリッジ１３６を拡大した概略図であり、図９は本発明の一実施形態によるカップ部１３３とガス抜き部１３７を拡大した概略図である。

本発明の一実施形態によると、パウチフィルム１３５の成形性が改善することにより、ブリッジ１３６の厚さｔをより薄く、カップ部１３３のエッジ１６の曲率半径Ｒ２およびクリアランスＣＬをより小さく形成することができ、電極組立体１０の体積を増加させることができる。したがって、二次電池１において無駄な体積も減少させることから、体積に対するエネルギー密度が増加することができる。また、パウチ型電池ケース１３およびパウチ型二次電池１を全体的にシャープな形状に製造することができ、二次電池１の外観も優れ、商品性も向上することができる。

このために、本発明の一実施形態によるパウチ型電池ケース１３は、電極１０１およびセパレータ１０２が積層されて形成される電極組立体１０を内部に収容するカップ部１３３が形成され、前記カップ部１３３は、周辺を囲む複数の外壁１３８と底部１３３２をそれぞれ連結する複数のパンチエッジ１６１を含み、パンチエッジ１６１は、少なくとも一つがカップ部１３３の深さＤの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。パンチエッジ１６１の曲率半径Ｒ２がカップ部１３３の深さＤの１／２０より小さい場合には、パンチエッジ１６１に応力が過剰に集中してクラックが発生し得、パンチエッジ１６１の曲率半径Ｒ２がカップ部１３３の深さＤの１／６より大きい場合には、カップ部１３３がシャープに形成されないため、エネルギー密度が低下し得る。

具体的には、前記パンチエッジ１６１は、少なくとも一つが１ｍｍ以下、特に、０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

また、前記カップ部１３３がそれぞれ形成された第１ケース１３１および第２ケース１３２と、二つの前記カップ部１３３の間に形成されるブリッジ１３６とを含み、前記ブリッジ１３６は、電極組立体１０の幅の１／２００～１／３０の厚さを有することができる。ブリッジ１３６の厚さｔが電極組立体１０の幅の１／２００より小さい場合には、ブリッジ１３６に応力が過剰に集中してクラックが発生し得、電極組立体１０の幅の１／３０より大きい場合には、ブリッジ１３６がシャープに形成されないため、エネルギー密度が低下し得る。

具体的には、ブリッジ１３６は、厚さが２ｍｍ以下、特に１．４ｍｍ以下であることができる。

また、複数の前記パンチエッジ１６１のうち、前記ブリッジ１３６側に向かうブリッジ１３６側の外壁１３８１と前記底部１３３２を互いに連結するブリッジ１３６側のパンチエッジ１６１１が、カップ部１３３の深さＤの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。具体的には、パンチエッジ１６１１は、１ｍｍ以下、特に、０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

また、前記ブリッジ１３６と前記ブリッジ１３６側の外壁１３８１の境界点Ｐ１を通過し、前記底部１３３２と垂直なブリッジ垂直線Ｖ１と、前記ブリッジ１３６側のパンチエッジ１６１１と前記ブリッジ１３６側の外壁１３８１の境界点Ｐ２を通過し、前記底部１３３２と垂直なエッジ垂直線Ｖ２との垂直距離が、０．５ｍｍ以下、特に０．３５ｍｍ以下であることができる。

カップ部１３３は、パンチ２２などを用いて、柔軟性を有するパウチフィルム１３５を成形することで形成される。このようなカップ部１３３は、複数の外壁１３８と底部１３３２で周辺が囲まれ、このような外壁１３８と底部１３３２で形成される空間が収容空間１３３１として電極組立体１０を収容する。

カップ部１３３の外壁１３８は、カップ部１３３の周辺を囲んでカップ部１３３の形状を具体化する。外壁１３８は、カップ部１３３の周辺に複数で形成され、ブリッジ１３６側にも形成され、下記で記述するガス抜き部１３７側にも形成され、電極リード１２側にも形成される。このような外壁１３８は、上端がカップ部１３３の開放部に向かい、下端が底部１３３２に向かう。

一方、上述のように、カップ部１３３のエッジ１６は、パンチ２２のエッジ２２１に対応して形成されるパンチエッジ１６１と、ダイ２１のエッジ２１３（図６に図示）に対応して形成されるダイエッジ１６２とを含む。前記外壁１３８の上端から外側にサイド１３４およびガス抜き部１３７が形成され、ダイエッジ１６２は、外壁１３８の上端とサイド１３４またはガス抜き部１３７をそれぞれ連結する。また、パンチエッジ１６１は、外壁１３８の下端と底部１３３２をそれぞれ連結する。

カップ部１３３の外壁１３８が複数で形成されることから、カップ部１３３のエッジ１６も外壁１３８の個数だけ複数で形成される。すなわち、カップ部１３３が四角形に形成されると、カップ部１３３の外壁１３８も４個が形成されるため、パンチエッジ１６１も４個、ダイエッジ１６２も４個が形成される。また、本発明の一実施形態によると、パウチフィルム１３５の成形性が改善することにより、前記カップ部１３３のパンチエッジ１６１は、少なくとも一つがカップ部１３３の深さＤの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。具体的には、パンチエッジ１６１のうち少なくとも一つは、１ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

特に、本発明の一実施形態によると、一つのパウチフィルム１３５に二つのカップ部１３３を形成し、二つのカップ部１３３の間にブリッジ１３６もともに形成される。これにより、図８に図示されているように、複数の前記パンチエッジ１６１のうち、前記ブリッジ１３６側に向かうブリッジ１３６側の外壁１３８１と前記底部１３３２を互いに連結するブリッジ１３６側のパンチエッジ１６１１が、カップ部１３３の深さＤの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。具体的には、前記ブリッジ１３６側のパンチエッジ１６１１は、１ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

また、図９に図示されているように、複数の前記パンチエッジ１６１のうち、前記ガス抜き部１３７または電極リード１２に形成されたダイエッジ１６２側に向かうダイエッジ１６２側の外壁１３８２と前記底部１３３２を互いに連結するダイエッジ１６２側のパンチエッジ１６１２も、カップ部１３３の深さＤの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。ダイエッジ１６２の曲率半径がカップ部１３３の深さＤの１／２０より小さい場合には、ダイエッジ１６２に応力が過剰に集中してクラックが発生し得、ダイエッジ１６２の曲率半径がカップ部１３３の深さＤの１／６より大きい場合には、カップ部１３３の上端がシャープに形成されないため、エネルギー密度が低下し得る。

具体的には、前記ダイエッジ１６２側のパンチエッジ１６１２も１ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることもできる。この際、パンチエッジ１６１と外壁１３８の境界点Ｐ２、Ｐ４で、勾配が連続することが好ましい。

このために、パンチ２２のエッジ２２１にも、所定の曲率半径で丸め処理が施されることができる。ここで、パンチ２２のエッジ２２１の曲率半径は、パンチエッジ１６１の曲率半径Ｒ２からパウチフィルム１３５自体の厚さを減算した数値であることができる。例えば、パウチフィルム１３５の厚さが０．２ｍｍであると、パンチ２２のエッジ２２１の曲率半径が０．５ｍｍ以下である時に、パンチエッジ１６１の曲率半径Ｒ２は、０．７ｍｍ以下である。

本発明の一実施形態によると、パウチフィルム１３５の成形性が改善することにより、カップ部１３３の深さＤをある程度深く成形しても、このようなパンチ２２がパウチフィルム１３５を絞り成形すると、カップ部１３３のパンチエッジ１６１にクラックが発生することを防止することができる。例えば、カップ部１３３を一つ成形する場合を基準に７ｍｍ以上、カップ部１３３を二つ成形する場合を基準に６．５ｍｍ以上、さらには、１０ｍｍ以上に成形してもカップ部１３３のパンチエッジ１６１にクラックが発生しないことができる。

ここで、上述のクラックが発生し得るカップ部１３３の深さＤは、水分バリア層１３５２のアルミニウム合金の残存率を基準に、前記残存率が６０％以上である場合には良品、残存率が６０％未満である場合には不良と判断する。前記残存率とは、パウチフィルム１３５の特定の地点で、水分バリア層１３５２のアルミニウム合金の成形前の残存量に対する成形後の残存量の比率を意味する。実際、前記残存率が６０％未満である場合には、パウチフィルム１３５にカップ部１３３を絞り成形すると、特定の地点でクラックの発生する頻度が高いが、残存率が６０％以上である場合には、クラックが発生しない。

従来、カップ部３３３の深さＤ’をパンチエッジ３６１の曲率半径Ｒ２’またはダイエッジ３６２の曲率半径の５倍、特に３．２５倍より大きく形成すると、残存率が相対的に低くてクラックが発生する頻度が高かった。以下、クラックが発生しやすいとは、残存率が相対的に低くてクラックが発生する頻度が高いことを意味する。

一方、外壁１３８は、上端がカップ部１３３の開放部に向かい、カップ部１３３の外側にサイド１３４およびガス抜き部１３７が延びる。この際、図９に図示されているように、カップ部１３３は、外壁１３８の上端とサイド１３４またはガス抜き部１３７をそれぞれ連結する複数のダイエッジ１６２をさらに含むことができる。また、少なくとも一つのダイエッジ１６２もカップ部１３３の深さＤの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。具体的には、少なくとも一つのダイエッジ１６２は、１ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。このために、ダイ２１のエッジ２１３も所定の曲率半径で丸め処理されることができる。ここで、ダイ２１のエッジ２１３の曲率半径は、ダイエッジ１６２の曲率半径からパウチフィルム１３５自体の厚さを減算した数値であることができる。例えば、パウチフィルム１３５の厚さが０．２ｍｍであると、ダイ２１のエッジ２１３の曲率半径が０．５ｍｍ以下である時に、ダイエッジ１６２の曲率半径は０．７ｍｍ以下である。

特に、上述のように、一つのパウチフィルム１３５に二つのカップ部１３３を形成することもでき、二つのカップ部１３３の間にブリッジ１３６もともに形成される。すなわち、本発明の一実施形態によるパウチ型電池ケース１３は、電極１０１およびセパレータ１０２が積層されて形成される電極組立体１０を内部に収容するカップ部１３３がそれぞれ形成された第１ケース１３１および第２ケース１３２と、二つの前記カップ部１３３の間に形成されるブリッジ１３６とを含む。ブリッジ１３６もダイ２１の隔壁２１２に対応して形成されるため、ブリッジ１３６は、複数のダイエッジ１６２の１種類になることができる。

したがって、本発明の一実施形態によると、パウチフィルム１３５の成形性が改善することにより、ブリッジ１３６の厚さｔは、電極組立体１０の幅ＥＷ（図１０参照）の１／２００～１／３０であることができる。具体的には、ブリッジ１３６の厚さｔを２ｍｍ以下、特に１．４ｍｍ以下に形成することができる。

ここで、ブリッジ１３６の厚さｔは、図８に図示されているように、ブリッジ１３６とブリッジ１３６側の外壁１３８１の二つの境界点Ｐ１の間の距離であることが好ましい。具体的には、ブリッジ１３６とブリッジ１３６側の外壁１３８１の境界点Ｐ１をそれぞれ通過し、底部１３３２と垂直な二つのブリッジ垂直線Ｖ１の間の距離であることが好ましい。したがって、ブリッジ１３６が所定の曲率半径を有する場合、ブリッジ１３６の曲率半径は、厚さｔの半分に対応することができる。すなわち、ブリッジ１３６の曲率半径は、１ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下であることができる。

このために、成形部２１１の隔壁２１２の上面にも所定の曲率半径で丸め処理が施されることができる。この際、ブリッジ１３６と前記ブリッジ１３６側の外壁１３８１の境界点Ｐ１において、勾配が連続することが好ましい。ここで、成形部２１１の隔壁２１２の上面の曲率半径は、ブリッジ１３６の曲率半径からパウチフィルム１３５自体の厚さを減算した数値であることができる。例えば、パウチフィルム１３５の厚さが０．２ｍｍであると、隔壁２１２の上面の曲率半径が０．５ｍｍ以下である時に、ブリッジ１３６の曲率半径は、０．７ｍｍ以下である。

本発明の一実施形態によると、パウチフィルム１３５の成形性が改善することにより、カップ部１３３の深さＤをある程度深く成形し、このようなダイ２１のエッジ２１３の曲率半径が減少し、隔壁２１２の厚さが薄く形成されても、ダイエッジ１６２およびブリッジ１３６にクラックが発生することを防止することができる。このようなブリッジ１３６は、断面が扇形の形状を有することができ、カップ部１３３の外壁１３８が垂直に近く形成されるほど、断面が半円に近い形状を有することができる。

ここで、カップ部１３３の深さＤを、カップ部１３３を二つ成形する場合を基準に、３ｍｍ以上、特に６．５ｍｍ以上、さらには１０ｍｍ以上に成形しても、ブリッジ１３６にクラックが発生することを防止することができる。

さらに、パウチフィルム１３５の成形性が改善することにより、クリアランスＣＬを０．５ｍｍ以下に減少させ、複数の外壁１３８がいずれも垂直に近く形成されることができる。例えば、図８に図示されているように、複数の外壁１３８のうち、ブリッジ１３６側の外壁１３８１が、垂直に近く形成されることができる。すなわち、前記ブリッジ１３６と前記ブリッジ１３６側の外壁１３８１の境界点Ｐ１を通過し、前記底部１３３２と垂直なブリッジ垂直線Ｖ１と、前記ブリッジ１３６側のパンチエッジ１６１１と前記ブリッジ１３６側の外壁１３８１の境界点Ｐ２を通過し、前記底部１３３２と垂直なエッジ垂直線Ｖ２との垂直距離であるクリアランスＣＬが、０．５ｍｍ以下、特に０．３５ｍｍ以下であることができる。

また、図９に図示されているように、複数の外壁１３８のうちダイエッジ１６２側の外壁１３８２も垂直に近く形成されることができる。すなわち、ダイエッジ１６２とダイエッジ１６２側の外壁１３８２の境界点Ｐ３を通過し、前記底部１３３２と垂直なダイエッジ垂直線Ｖ４と、前記ダイエッジ１６２側のパンチエッジ１６１２と前記ダイエッジ１６２側の外壁１３８２の境界点Ｐ４を通過し、前記底部１３３２と垂直なエッジ垂直線Ｖ２との垂直距離であるクリアランスＣＬが、０．５ｍｍ以下、特に０．３５ｍｍ以下であることができる。

これにより、カップ部１３３の深さＤを、カップ部１３３を二つ成形する場合を基準に、３ｍｍ以上、特に６．５ｍｍ以上、さらには１０ｍｍ以上に成形しても、カップ部１３３の外壁１３８が底部１３３２から傾斜角が９０゜～９５゜の傾斜を有することができ、さらには、９０゜～９３゜の傾斜を有するように垂直に近く形成することができ、電池ケース１３にクラックが発生することを防止することができる。また、カップ部１３３の外壁１３８と電極組立体１０との間の空間１７も減少するため、二次電池１の体積に対するエネルギー密度も増加することができる。

一方、カップ部１３３のパンチエッジ１６１の曲率半径Ｒ２をより減少させることができ、電極組立体１０がカップ部１３３の外壁１３８に非常に近く位置しても、電極組立体１０の電極１０１が破損することを防止することができる。

このために、本発明の一実施形態によるパウチ型二次電池１の製造方法は、電極１０１およびセパレータ１０２を積層して、電極組立体１０を形成するステップと、パウチフィルム１３５を成形してカップ部１３３を形成することで、パウチ型電池ケース１３を製造するステップと、前記カップ部１３３の収容空間１３３１に前記電極組立体１０を収納するステップと、前記カップ部１３３の外側に延長形成されたサイド１３４をシールして、パウチ型二次電池１を製造するステップとを含むことができる。

特に、前記電極組立体１０を収納するステップにおいて、前記カップ部１３３の幅ＣＷと前記電極組立体１０の幅ＥＷとの差は、２．５ｍｍ以下、特に１．７ｍｍ以下であることができる。ここで、電極組立体１０の幅ＥＷは、電極１０１の幅を意味し得る。すなわち、セパレータ１０２において電極１０１より突出した周辺部１０２１は、前記幅ＥＷの算出から除外されることができる。

また、前記電極１０１の少なくとも一つの一端が、前記パンチエッジ１６１と前記外壁１３８の境界点Ｐ２を通過し、前記底部１３３２と垂直なエッジ垂直線Ｖ２から、垂直距離ｇが０．７５ｍｍ、特に０．５ｍｍ以下に位置するように、前記電極組立体１０を収納することができる。

具体的には、図８および図９に図示されているように、パンチエッジ１６１と外壁１３８の境界点Ｐ２を通過し、底部１３３２から垂直であるエッジ垂直線Ｖ２を仮想で図示する。また、電極１０１の少なくとも一つの一端が、前記エッジ垂直線Ｖ２から、垂直距離ｇが０．７５ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以下に位置するように、電極組立体１０を収納する。さらに具体的には、エッジ垂直線Ｖ２から垂直距離ｇが０．７５ｍｍ、特に０．５ｍｍであり、底部１３３２と垂直な基準垂直線Ｖ３を仮想で図示する。この際、パンチエッジ１６１の曲率半径Ｒ２が、特に、０．７ｍｍ以下であることができるため、基準垂直線Ｖ３は、パンチエッジ１６１の曲率中心Ｃを通過することもできる。また、電極１０１の一端が、エッジ垂直線Ｖ２と基準垂直線Ｖ３との間に位置するように、電極組立体１０を収納する。これは、二次電池１自体を分解して確認することもできるが、これに制限されず、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）、Ｘ－Ｒａｙなど、二次電池１を分解しなくても様々な方法で確認することもできる。それにより、電極１０１が破損することを防止し、且つカップ部１３３の体積に対する電極組立体１０の体積の比率がより増加することができ、体積に対するエネルギー効率も増加することができる。また、カップ部１３３の内部に無駄な体積が減少することから、電極組立体１０がカップ部１３３の内部で動くことを防止することができる。

さらに、電極組立体１０をカップ部１３３の外壁１３８に非常に近く位置するように収納することができ、セパレータ１０２が無秩序にしわ寄るか、フォールディングされないことができる。図８に図示されているように、セパレータ１０２が電極１０１より外側に突出した周辺部１０２１が、電極１０１の一端を基準に、底部１３３２の反対方向に向かってフォールディングされることができる。

電極組立体１０は、電極１０１およびセパレータ１０２が積層されて形成され、このような電極１０１およびセパレータ１０２がそれぞれ複数で形成されることができる。電池ケース１３が第１ケース１３１および第２ケース１３２を含み、電池ケース１３のブリッジ１３６がフォールディングされて電極組立体１０の上部もカップ部１３３に収納されると、前記第１ケース１３１の前記カップ部１３３に収納された前記セパレータ１０２は、前記周辺部１０２１が、前記第２ケース１３２に向かってフォールディングされ、前記第２ケース１３２の前記カップ部１３３に収納された前記セパレータ１０２は、前記周辺部１０２１が、前記第１ケース１３１に向かってフォールディングされることができる。これにより、セパレータ１０２の周辺部１０２１が整列されてフォールディングされることで、秩序を有することができる。また、電極１０１が外部に露出しないようにセパレータ１０２がカバーすることから、短絡が発生することを防止することもできる。

より詳細には、電極組立体１０がカップ部１３３に収納される前の状態で、セパレータ１０２の幅は、カップ部１３３の幅ＣＷより広いことができる。したがって、電極組立体１０がカップ部１３３に収納される過程で、セパレータ１０２の周辺部１０２１は、カップ部１３３の内周に接して所定の方向にフォールディングされることができる。

カップ部１３３の幅ＣＷと前記電極組立体１０の幅ＥＷとの差は、２．５ｍｍ以下、特に１．７ｍｍ以下と非常に小さいことができる。したがって、電極組立体１０がカップ部１３３に収納される過程で、セパレータ１０２の周辺部１０２１が容易にフォールディングされるための工程が必要になり得る。

したがって、前記カップ部１３３の収容空間１３３１に前記電極組立体１０を収納するステップは、電極組立体１０をカップ部１３３の内部に加圧する過程を含むことができる。これにより、電極組立体１０をカップ部に載置する従来の方式に比べて、カップ部１３３の幅ＣＷと前記電極組立体１０の幅ＥＷとの差を小さく維持し、且つセパレータ１０２を所定方向にフォールディングさせて、電極組立体１０をカップ部１３３の収容空間１３３１に容易に且つ信頼性をもって収納させることができる。

また、前記カップ部１３３の収容空間１３３１に前記電極組立体１０を収納するステップは、電極組立体１０をカップ部１３３の内部に加圧する前に、電極組立体１０において複数個のセパレータ１０２の各コーナー（頂点）を熱と圧力でフォールディングさせる過程をさらに含むことができる。前記過程は、別のシーリングツールを使用して、複数個のセパレータ１０２の各コーナー（頂点）が、電極組立体１０の積層方向に対する中央部に集まるようにフォールディングさせることができる。

すなわち、セパレータ１０２の４個のコーナーが予め整列された状態で、電極組立体１０がカップ部１３３の内部に挿入されることができる。これにより、電極組立体１０をカップ部１３３の収容空間１３３１にスムーズに挿入することができる。このように、本発明の一実施形態によると、パウチフィルム１３５の成形性が改善することにより、ブリッジ１３６の厚さｔをより薄く、カップ部１３３のエッジ１６の曲率半径Ｒ２およびクリアランスＣＬをより小さく形成することができ、電極組立体１０の体積を増加させることができる。したがって、二次電池１において無駄な体積も減少させることから、体積に対するエネルギー密度が増加することができる。また、パウチ型電池ケース１３およびパウチ型二次電池１を全体的にシャープな形状に製造することができ、二次電池１の外観も美麗であり、商品性も向上することができる。

図１０は本発明の一実施形態によるカップ部１３３に電極組立体１０が収納された様子を示す上面概略図である。

本発明の一実施形態によると、上述のように、カップ部１３３のパンチエッジ１６１の曲率半径Ｒ２をさらに減少させることができ、電極１０１の一端がエッジ垂直線Ｖ２と基準垂直線Ｖ３との間に位置するように電極組立体１０を収納する。これにより、電極組立体１０がカップ部１３３の外壁１３８に非常に近く位置しても、電極組立体１０の電極１０１が破損することを防止することができる。

エッジ垂直線Ｖ２と基準垂直線Ｖ３は、ブリッジ１３６側のパンチエッジ１６１１にも図示することができ、ダイエッジ１６２側のパンチエッジ１６１２にも図示することができる。このようなエッジ垂直線Ｖ２と基準垂直線Ｖ３との垂直距離ｇは、０．７５ｍｍ、特に０．５ｍｍであることができる。

また、電池ケース１３にカップ部１３３が二つ形成されると、ブリッジ１３６が存在するため、カップ部１３３の一側にはブリッジ垂直線Ｖ１を、他側にはダイエッジ垂直線Ｖ４を図示することができる。このようなブリッジ垂直線Ｖ１とエッジ垂直線Ｖ２との垂直距離ＣＬは、０．５ｍｍ以下、特に０．３５ｍｍ以下であることができ、ダイエッジ垂直線Ｖ４とエッジ垂直線Ｖ２との垂直距離ＣＬも０．５ｍｍ以下、特に０．３５ｍｍ以下であることができる。

しかし、電池ケース１３にカップ部１３３が一つだけ形成されると、ブリッジが存在しない。ただし、カップ部１３３の両側にいずれもダイエッジ１６２が形成されるため、カップ部１３３の両側に、それぞれ、ダイエッジ垂直線Ｖ４を図示することができる。

電池ケース１３にカップ部１３３が二つ形成されると、カップ部１３３の幅ＣＷをブリッジ垂直線Ｖ１からダイエッジ垂直線Ｖ４までの垂直距離と見なすことができる。しかし、カップ部１３３が一つだけ形成されると、カップ部１３３の幅ＣＷを二つのダイエッジ垂直線Ｖ４の間の垂直距離と見なすこともできる。

ブリッジ垂直線Ｖ１およびダイエッジ垂直線Ｖ４は、いずれもカップ部１３３の外壁１３８の上端を通過する。したがって、本発明の一実施形態によると、カップ部１３３の幅ＣＷは、カップ部１３３の両側の外壁１３８の上端の間の垂直距離であることができる。カップ部１３３の幅ＣＷと電極組立体１０の幅ＥＷとの差は、２．５ｍｍ以下、特に１．７ｍｍ以下であることができる。また、上述のように、電極組立体１０の幅ＥＷは、６０ｍｍ以上であることができる。

カップ部１３３の幅ＣＷは、電池ケース１３では、前記カップ部１３３の両側の外壁１３８の上端の間の垂直距離を測定することで導き出すことができる。また、二次電池１では、レーザ変位センサなどを用いて、カップ部１３３の外部から両側の外壁１３８の上端の間の位置を把握し、二つの位置の間の距離を演算することで、導き出すことができる。この際、カップ部１３３の外部から、レーザ変位センサなどがレーザを照射しながらサイド１３４からダイエッジ１６２および前記外壁１３８に向かって移動し、急激に変位が変化する地点を感知すると、当該地点を外壁１３８の上端と認識することができる。以上、カップ部の幅ＣＷを測定する方法を一例として記載しており、必ずしも前記測定方法に限定される場合だけが本発明の範囲に属するものではない。カップ部の幅ＣＷは、請求項の記載と本発明の趣旨に該当するものであれば、いずれも本発明で意味するカップ部の幅ＣＷになることができる。

図１１は従来のコーナー３６４を示す概略図であり、図１２は本発明の一実施形態によるコーナー１６４を示す概略図である。

カップ部１３３のエッジ１６は、パンチエッジ１６１およびダイエッジ１６２だけでなく、図１２に図示されているように、カップ部１３３の隣接した二つの外壁１３８を互いに連結する厚さエッジ１６３をさらに含む。厚さエッジ１６３は、カップ部１３３の厚さ方向に形成され、パウチフィルム１３５が延伸する時に、ダイ２１の成形部２１１のコーナーとパンチ２２のコーナーとの間で延伸されながら形成される。また、厚さエッジ１６３も少なくとも一つが丸みを帯びて形成されることができる。

このような厚さエッジ１６３は、曲率半径が、互いに隣接した二つのパンチエッジ１６１、すなわち、第１パンチエッジ１６１３および第２パンチエッジ１６１４の曲率半径Ｒ２と同一であってもよく、相違するように形成されてもよい。例えば、上述のように、パンチエッジ１６１は、少なくとも一つが１ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができ、厚さエッジ１６３は、少なくとも一つが０．５ｍｍ～５ｍｍ、特に０．５ｍｍ～２ｍｍの曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。従来、厚さエッジ３６３が５ｍｍ以下、特に２ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成される場合、カップ部３３３の厚さエッジ３６３にも応力が集中してクラックが発生しやすい問題があった。しかし、本発明の一実施形態によると、カップ部１３３の深さＤをある程度深く成形しても、カップ部１３３の厚さエッジ１６３にクラックが発生することを防止することができる。この際、前記第１パンチエッジ１６１３および第２パンチエッジ１６１４は、二つのうち一つがブリッジ１３６側のパンチエッジ１６１１であり、残り一つは、電極リード１２側のパンチエッジ（図示せず）であってもよい。または、二つのうち一つがダイエッジ１６２側のパンチエッジ１６１２であり、残り一つは、電極リード１２側のパンチエッジ（図示せず）であってもよい。

厚さエッジ１６３は、図１２に図示されているように、互いに隣接した二つのパンチエッジ１６１、すなわち、第１パンチエッジ１６１３および第２パンチエッジ１６１４と連結されてコーナー１６４を形成する。従来、図１１に図示されているように、パンチ２２の複数のエッジ２２１に、いずれも同じ曲率半径で丸め処理を施し、これに伴い、パンチ２２のコーナー（図示せず）にも自然に同じ曲率半径で丸め処理が施された。したがって、このようなパンチ２２でパウチフィルム１３５を成形してパウチフィルム１３５が延伸されると、コーナー３６４も自然にパンチエッジ３６１と同じ曲率半径で丸みを帯びて形成された。

しかし、パウチフィルム１３５が延伸される時に、コーナー３６４に応力が集中する問題があった。特に、コーナー３６４は、三つのエッジ３６が接して形成されるため、パンチエッジ３６１または厚さエッジ３６３よりも多く延伸されて、パンチエッジ３６１または厚さエッジ３６３よりも応力が多く集中した。そのため、パウチフィルム１３５の延伸が過剰になり、クラックが発生する直前に特定の部分が白色に変化する白化現象が発生し、結局、クラックが発生しやすい問題があった。

したがって、本発明の一実施形態によると、図１２に図示されているように、前記コーナー１６４も少なくとも一つが丸みを帯びて形成され、このようなコーナー１６４は、曲率半径が前記パンチエッジ１６１および前記厚さエッジ１６３のうち少なくとも一つの曲率半径以上であることができる。

具体的には、本発明の一実施形態によると、コーナー１６４は、変化する曲率半径を有することができる。すなわち、コーナー１６４の中心部１６４１の曲率半径とコーナー１６４の周辺部１６４２の曲率半径が互いに相違することができる。特に、コーナー１６４の中心部１６４１の曲率半径が、コーナー１６４の周辺部１６４２の曲率半径よりも大きいことができる。例えば、コーナー１６４の周辺部１６４２の曲率半径は、第１パンチエッジ１６１３、第２パンチエッジ１６１４および厚さエッジ１６３に相対的に隣接するため、パンチエッジ１６１および厚さエッジ１６３のうち少なくとも一つの曲率半径と同一であることができる。一方、コーナー１６４の中心部１６４１の曲率半径は、第１パンチエッジ１６１３、第２パンチエッジ１６１４および厚さエッジ１６３に相対的に離隔するため、パンチエッジ１６１および厚さエッジ１６３のうち少なくとも一つの曲率半径より大きいことができる。すなわち、コーナー１６４は、曲率半径が前記パンチエッジ１６１および前記厚さエッジ１６３のうち少なくとも一つの曲率半径以上であることができる。

したがって、コーナー１６４の曲率半径は、コーナー１６４の周辺部１６４２からコーナー１６４の中心部１６４１に行くほど次第に大きくなることができる。また、上述のようにコーナー１６４は、曲率半径が一定ではなく、変化するため、コーナー１６４の中心部１６４１は、正確な球面ではなく、非球面の形状を有することができる。

コーナー１６４はパンチエッジ１６１とは異なり、曲率半径だけでなく、カップ部１３３で形成される範囲も明確に設定される必要がある。コーナー１６４がカップ部１３３で形成される範囲が過剰に狭い場合には、依然としてパウチフィルム１３５の延伸が過剰であり、白化現象またはクラックが発生する問題がある。一方、コーナー１６４がカップ部１３３で形成される範囲が過剰に広い場合には、かえってカップ部１３３の外壁１３８と電極組立体１０との間の空間１７が減少するため、二次電池１の体積に対するエネルギー密度が増加することができる。したがって、本発明の一実施形態によると、図１２に図示されているように、コーナー１６４は、厚さエッジ１６３からカップ部１３３の長さ方向ｌｃに２ｍｍ～３．５ｍｍ、厚さエッジ１６３からカップ部１３３の幅方向ｗｃに２ｍｍ～３．５ｍｍ、パンチエッジ１６１からカップ部１３３の厚さ方向ｄｃに２ｍｍ～３．５ｍｍの範囲で形成されることができる。また、このようなコーナー１６４が形成される範囲は、カップ部１３３の深さＤが深いほど次第に広くなり得る。

カップ部１３３のコーナー１６４が前記のように形成されることで、コーナー１６４により集中する応力が分散することができ、白化現象およびクラックが発生する問題を防止することができる。

図１３は本発明の一実施形態による電池ケース１３をフォールディングする様子を示す概略図であり、図１４は本発明の一実施形態による電池ケース１３がフォールディングした様子を示す概略図である。

パウチフィルム１３５に二つのカップ部１３３を形成すると、電池ケース１３の第１ケース１３１および第２ケース１３２には、それぞれカップ部１３３が形成される。その後、第１ケース１３１のカップ部１３３に設けられた収容空間１３３１に電極組立体１０を収納した後、図１３に図示されているように、二つのカップ部１３３が互いに対向するように、電池ケース１３で二つのカップ部１３３の間に形成されたブリッジ１３６をフォールディングする。このようなブリッジ１３６がフォールディングされて二次電池１の一側でフォールディング部１３９が形成される。また、内部に電解質を注入し、第１ケース１３１と第２ケース１３２のカップ部１３３の外側に延長形成されたサイド１３４をシールすることで、図１４に図示されているように、パウチ型二次電池１が製造されることができる。

このように製造された本発明の一実施形態によるパウチ型二次電池１は、電極１０１およびセパレータ１０２が積層されて形成される電極組立体１０と、前記電極組立体１０を内部に収容するカップ部１３３が形成されたパウチ型電池ケース１３とを含み、前記カップ部１３３は、周辺を囲む複数の外壁１３８と底部１３３２をそれぞれ連結する複数のパンチエッジ１６１を含むことができる。前記パンチエッジ１６１は、少なくとも一つがカップ部１３３の深さＤの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。具体的には、前記パンチエッジ１６１は、少なくとも一つが、１ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

前記カップ部１３３の幅ＣＷと前記電極組立体１０の幅ＥＷとの差は、２．５ｍｍ以下、特に１．７ｍｍ以下であることができる。また、前記電極組立体１０は、前記電極１０１の少なくとも一つの一端が、前記パンチエッジ１６１と前記外壁１３８の境界点Ｐ２を通過し、前記底部１３３２と垂直なエッジ垂直線Ｖ２から垂直距離ｇが０．７５ｍｍ、特に０．５ｍｍ以下に位置することができる。また、前記電池ケース１３は、カップ部１３３が少なくとも一つに形成された第１ケース１３１および第２ケース１３２と、前記第１ケース１３１と前記第２ケース１３２を一体に連結するフォールディング部１３９とを含むことができる。

電池ケース１３をフォールディングして二次電池１を製造すると、ブリッジ１３６がフォールディング部１３９になるため、二次電池１では、フォールディング部１３９が第１ケース１３１と第２ケース１３２を一体に連結する。また、ブリッジ１３６側のパンチエッジ１６１１はフォールディング部１３９側のパンチエッジ１６１１、ブリッジ１３６側の外壁１３８１はフォールディング部１３９側の外壁１３８１になる。

これにより、複数のパンチエッジ１６１のうち、前記フォールディング部１３９側に向かうフォールディング部１３９側の外壁１３８１と前記底部１３３２を互いに連結するフォールディング部１３９側のパンチエッジ１６１１が、カップ部１３３の深さＤの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。具体的には、前記フォールディング部１３９側のパンチエッジ１６１１は、１ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。また、前記電極組立体１０は、前記電極１０１の少なくとも一つの一端が、パンチエッジ１６１と外壁１３８の境界点Ｐ２を通過し、前記底部１３３２と垂直なエッジ垂直線Ｖ２と、前記エッジ垂直線Ｖ２から垂直距離ｇが０．７５ｍｍ、特に０．５ｍｍであり、前記底部１３３２と垂直な基準垂直線Ｖ３との間に位置することができる。上述のように、このような基準垂直線Ｖ３は、パンチエッジ１６１の曲率中心Ｃを通過することができる。

図１５は本発明の一実施形態による電池ケース１３に形成されたグルーブ１３９１の拡大図である。

本発明の一実施形態によると、上述のように二次電池１を製造するために、電池ケース１３をフォールディングすると、ブリッジ１３６は、フォールディング部１３９の形態になることができる。具体的には、電池ケース１３をフォールディングすると、ブリッジ１３６の丸みを帯びた形状もある程度伸びるが、ブリッジ１３６の跡が二次電池１に残り、このような跡がフォールディング部１３９になることができる。したがって、電池ケース１３のブリッジ１３６とフォールディング部１３９は互いに対応することができる。

例えば、ブリッジ１３６の丸みを帯びた形状が平面に完全に伸びなくなると、フォールディング部１３９は、図１５に図示されているように、二次電池１の内側に窪んだグルーブ１３９１を含んで形成される。このような場合、フォールディング部１３９は、ブリッジ１３６よりも曲率が小さいため、より大きい曲率半径を有することができる。

ブリッジ１３６は曲面、ブリッジ１３６側の外壁１３８１は平面形状を有するため、互いに変形量が相違する。したがって、電池ケース１３をフォールディングすると、ブリッジ１３６側の外壁１３８１は相対的に多く変形するが、ブリッジ１３６は丸みを帯びた形状がある程度伸びる程度だけ、相対的に少なく変形する。これにより、電池ケース１３をフォールディングした時に、図１５に図示されているように、前記境界点Ｐ１を中心に勾配の変化量の増減が転換される。すなわち、前記境界点Ｐ１がそれぞれ変曲点になる。したがって、フォールディング部１３９は、前記二つの境界点Ｐ１、すなわち、二つの変曲点の間の曲面で形成されることができる。

また、ブリッジ１３６の丸みを帯びた形状が平面に完全に伸びなくなると、前記二つの境界点Ｐ１、すなわち、二つの変曲点に対応する部分は外側に突出して突出部を形成することができる。すなわち、前記突出部は、フォールディング部１３９、より詳細には、グルーブ１３９１を挟んで外側に突出した一対が形成されることができる。

または、ブリッジ１３６の丸みを帯びた形状が平面に完全に伸びても、ブリッジ１３６とブリッジ１３６側の外壁１３８１の境界点Ｐ１がそれぞれ二次電池１に二つのライン（図示せず）を形成し、フォールディング部１３９はこのような二つのラインの間の平面で形成される。

フォールディング部１３９は、二次電池１の外観から目視で確認することもできる。また、上述のように、ブリッジ１３６の厚さｔは、ブリッジ１３６とブリッジ１３６側の外壁１３８１の二つの境界点Ｐ１の間の距離であることが好ましいため、フォールディング部１３９の幅ＦＷは、前記二つの境界点Ｐ１の間の距離である。ブリッジ１３６の丸みを帯びた形状が平面に完全に伸びなくなると、フォールディング部１３９の幅ＦＷは、二つの境界点Ｐ１、すなわち、前記二つの変曲点の間の距離である。または、ブリッジ１３６の丸みを帯びた形状が平面に完全に伸びると、フォールディング部１３９は、二つの境界点Ｐ１、すなわち、二つのラインの間の距離である。

フォールディング部１３９の幅ＦＷは、ブリッジ１３６の長さを超えず、１ｍｍ～３．２ｍｍ、特に１ｍｍ～１．６ｍｍであることができる。上述のように、このようなフォールディング部１３９の幅ＦＷは、直接定規を用いて測定することもできるが、ルーペ（Ｌｕｐｅ）を用いて測定することもでき、３Ｄカメラまたはレーザ２Ｄラインセンサを用いて測定することもできるなど、制限されず、様々な方法で測定することができる。

従来、ブリッジ３３６の厚さｔ’が厚く形成されてフォールディング部３３９の幅も大きく形成され、これに伴い、カップ部３３３の外壁３３８と電極組立体１０との間の空間３７も大きく形成された。しかし、本発明の一実施形態によると、フォールディング部１３９の幅ＦＷが減少することができるため、カップ部１３３の外壁１３８と電極組立体１０との間の空間１７も減少することができる。これにより、二次電池１の体積に対するエネルギー密度が増加することができる。

また、従来、パウチフィルムの成形性が低いため、前記突出部が外側に大きく突出していた。しかし、本発明の一実施形態によると、前記突出部が相対的に小さく突出することができ、フォールディング部１３９またはフォールディング部１３９側の外壁１３８１の平坦度が向上することができる。

具体的には、グルーブ１３９１の最内側部と前記突出部の最外側部との間隔ｐは、平坦度と定義されることができる。従来の電池ケースの場合、前記平坦度は、１ｍｍ以上であり、１．５ｍｍまでも形成された。一方、本発明の実施形態によると、前記平坦度ｐは、０．８ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下に形成されることができる。これにより、二次電池１の体積に対するエネルギー密度がより増加することができる。

図１６は本発明の他の実施形態によるカップ部１３３とダイエッジ１６２１を拡大した概略図である。

本発明の一実施形態によると、ダイ２１に成形部２１１が互いに隣り合うように二つ形成され、二つの成形部２１１の間には隔壁２１２が形成されることができる。したがって、パウチフィルム１３５を成形すると、一つのパウチフィルム１３５に二つのカップ部１３３が形成され、二つのカップ部１３３の間にブリッジ１３６もともに形成される。すなわち、第１ケース１３１および第２ケース１３２には、それぞれ、カップ部１３３が一つずつ形成される。

しかし、本発明の他の実施形態によると、ダイ２１に成形部２１１が一つだけ形成され、隔壁が存在しない。したがって、パウチフィルム１３５を成形すると、一つのパウチフィルム１３５に一つのカップ部１３３が形成され、ブリッジも存在しない。すなわち、第１ケース１３１にのみカップ部１３３が形成される。

本発明の他の実施形態によると、前記カップ部１３３のパンチエッジ１６１ａは、少なくとも一つが、カップ部１３３の深さＤの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。具体的には、前記カップ部１３３のパンチエッジ１６１ａは、少なくとも一つが、１ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。これにより、パウチフィルム１３５の成形性が改善して、カップ部１３３の深さＤをある程度深く、カップ部１３３を一つ成形する場合を基準に、３ｍｍ以上、特に７ｍｍ以上、さらには１０ｍｍ以上に成形しても、カップ部１３３のパンチエッジ１６１ａにクラックが発生することを防止することができる。

特に、本発明の他の実施形態によると、図１６に図示されているように、複数の前記パンチエッジ１６１ａのうち、第２ケース１３２ａ側に向かう第２ケース１３２ａ側の外壁１３８１ａと前記底部１３３２を互いに連結する第２ケース１３２ａ側のパンチエッジ１６１１ａが、カップ部１３３の深さＤの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。具体的には、第２ケース１３２ａ側のパンチエッジ１６１１ａは、１ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

また、ダイエッジ１６２側のパンチエッジ１６１２も、カップ部１３３の深さＤの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。具体的には、ダイエッジ１６２側のパンチエッジ１６１２は、１ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることもできる。この際、パンチエッジ１６１ａと外壁１３８の境界点Ｐ２で、勾配が連続することが好ましい。

以下、本発明の他の実施形態について、本発明の一実施形態と重複する内容は説明を省略する。ただし、これは説明の便宜のためであって、権利範囲を制限するためではない。

図１７は本発明の他の実施形態による電池ケース１３ａをフォールディングする様子を示す概略図であり、図１８は本発明の他の実施形態による電池ケース１３ａをフォールディングした様子を示す概略図である。

外壁１３８は、上端がカップ部１３３の開放部に向かい、カップ部１３３の外側に第２ケース１３２ａ、サイド１３４およびガス抜き部１３７が延びる。この際外壁１３８の上端と第２ケース１３２ａ、サイド１３４またはガス抜き部１３７を連結するダイエッジ１６２もカップ部１３３の深さＤの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。具体的には、ダイエッジ１６２は、１ｍｍ以下、特に０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成されることができる。

すなわち、本発明の他の実施形態によると、図１７に図示されているように、電池ケース１３ａにブリッジが存在せず、ダイエッジ１６２１が第１ケース１３１のカップ部１３３と第２ケース１３２ａを互いに連結する。このために、ダイ２１のエッジ２１３は、ダイエッジ１６２からパウチフィルム１３５の厚さを減算した曲率半径で丸め処理が施されることができる。例えば、パウチフィルム１３５の厚さが０．２ｍｍであると、ダイ２１のエッジ２１３は、０．８ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以下の曲率半径で丸め処理されることができる。

さらに、クリアランスＣＬを０．５ｍｍ以下に減少させて、カップ部１３３の外壁１３８ａが垂直に近く形成されることもできる。例えば、図１６に図示されているように、ダイエッジ１６２１と第２ケース１３２ａ側の外壁１３８１ａの境界点Ｐ１を通過し、前記底部１３３２と垂直なダイエッジ垂直線Ｖ４と、前記第２ケース１３２ａ側のパンチエッジ１６１１ａと前記第２ケース１３２ａ側の外壁１３８１ａの境界点Ｐ２を通過し、前記底部１３３２と垂直なエッジ垂直線Ｖ２との垂直距離であるクリアランスＣＬが、０．５ｍｍ以下、特に０．３５ｍｍ以下であることができる。

また、電極１０１の一端が前記エッジ垂直線Ｖ２と、前記エッジ垂直線Ｖ２から垂直距離が０．７５ｍｍ、特に０．５ｍｍであり、前記底部１３３２と垂直な基準垂直線Ｖ３との間に位置するように電極組立体１０を収納することができる。

これにより、本発明の他の実施形態によると、パウチフィルム１３５の成形性が改善して、カップ部１３３の深さＤをある程度深く、カップ部１３３を一つ成形する基準に、カップ部１３３の深さＤを略３ｍｍ以上、特に７ｍｍ以上、さらには１０ｍｍ以上に成形しても、カップ部１３３のパンチエッジ１６１ａおよびダイエッジ１６２にクラックが発生することを防止することができる。また、カップ部１３３の外壁１３８が底部１３３２から傾斜角が９０゜～９５゜、特に９０゜～９３゜の間である傾斜を有するように垂直に近く形成することができ、電極１０１が破損することを防止し、且つカップ部１３３の体積に対する電極組立体１０の体積の比率がより増加することができ、体積に対するエネルギー効率も増加することができる。

図１９は本発明の他の実施形態による電池ケース１３ａに形成されたグルーブ１３９１ａの拡大図である。

本発明の他の実施形態によると、二次電池１ａを製造するために電池ケース１３ａをフォールディングすると、第２ケース１３２ａ側のダイエッジ１６２１は、フォールディング部１３９ａになる。具体的には、電池ケース１３をフォールディングすると、ダイエッジ１６２１の丸みを帯びた形状も伸びるが、ダイエッジ１６２１の跡が二次電池１ａに残り、このような跡がフォールディング部１３９ａになる。したがって、電池ケース１３ａの第２ケース１３２ａ側のダイエッジ１６２１とフォールディング部１３９ａは、互いに対応する。

例えば、ダイエッジ１６２１の丸みを帯びた形状が平面に完全に伸びなくなると、フォールディング部１３９ａは、図１９に図示されているように、二次電池１ａの内側に窪んだグルーブ１３９１ａを含んで形成される。このような場合、フォールディング部１３９ａは、ダイエッジ１６２１よりも曲率が小さいため、より大きい曲率半径を有することができる。

ダイエッジ１６２１は曲面、ダイエッジ１６２１側の外壁１３８１ａは平面形状を有するため、互いに変形量が相違する。したがって、電池ケース１３をフォールディングすると、ダイエッジ１６２１側の外壁１３８１ａは相対的に多く変形するが、ダイエッジ１６２１は、丸みを帯びた形状がある程度伸びる程度だけ、相対的に少なく変形する。これにより、電池ケース１３をフォールディングした時に、図１９に図示されているように、前記境界点Ｐ１を中心に勾配の変化量の増減が転換される。すなわち、前記境界点Ｐ１がそれぞれ変曲点になる。したがって、フォールディング部１３９ａは、前記二つの境界点Ｐ１、すなわち、二つの変曲点の間の曲面で形成される。

または、ダイエッジ１６２１の丸みを帯びた形状が平面に完全に伸びても、ダイエッジ１６２１と第２ケース１３２ａ側の外壁１３８１の境界点Ｐ１と、ダイエッジ１６２１と第２ケース１３２ａの境界点が二次電池１ａにそれぞれ二つのライン（図示せず）を形成し、フォールディング部１３９ａは、このような二つのラインの間の平面で形成される。

このようなフォールディング部１３９の幅ＦＷは、ダイエッジ１６２１の長さを超えず、１ｍｍ～３．２ｍｍ、特に１ｍｍ～１．６ｍｍであることができる。

図２０は従来の電池ケース３３のガス抜き部３３７を切断する前の様子を上方から示す概略図である。

電池ケース１３のブリッジ１３６がフォールディングされて二次電池１の一側でフォールディング部１３９を形成し、このようなフォールディング部１３９は、第１ケース１３１と第２ケース１３２を一体に連結する。しかし、電池ケース１３は、パウチフィルム１３５を絞り成形して形成され、この際、カップ部１３３だけが限定されて延伸されるものではなく、カップ部１３３の周辺サイド１３４も全体的に微細に延伸される。したがって、ブリッジ１３６をフォールディングすると、サイド１３４の微細に延伸された部分が累積し、フォールディング部１３９の両端の一部から外側に突出し、可視的に現れる。これをバットイヤ（Ｂａｔ ｅａｒ；３５または１５）とする。

バットイヤ３５の大きさは、ブリッジ３３６の厚さｔ’、クリアランスＣＬ’、カップ部３３３のパンチエッジ３６１の曲率半径Ｒ２’、カップ部３３３の深さＤ’に応じて相違する。すなわち、ブリッジ３３６の厚さｔ’が厚いほど、クリアランスＣＬ’が大きいほど、カップ部３３３のパンチエッジ３６１の曲率半径Ｒ２’が大きいほど、バットイヤ３５の大きさも増加する。しかし、従来、ブリッジ３３６の厚さｔ’、カップ部３３３のパンチエッジ３６１の曲率半径Ｒ２’およびクリアランスＣＬ’を改善するには限界があった。したがって、図２０に図示されているように、バットイヤ３５の大きさが相当大きく形成され、これを減少させるにも限界があった。

このようなバットイヤ３５の大きさが大きく形成されると、二次電池３の無駄な体積がより増加するため、二次電池３の形状および大きさの設計値と実際値において誤差が発生した。したがって、二次電池３を電池モジュール５（図２７に図示）に組み立てる時に組み立てが容易でなく、このようなバットイヤ３５を考慮して、最初から二次電池３の大きさを小さく設計しなければならない問題があった。また、二次電池３の体積を増加させるため、体積に対するエネルギー密度が減少する問題もあった。

一方、上述のように、本発明の一実施形態によるパウチ型電池ケース１３は、電極組立体１０を収容する収容空間１３３１が設けられたカップ部１３３と、カップ部１３３の一側に形成され、ガス抜きホールＨを介して前記カップ部１３３の内部に生成されるガスを排出するガス抜き部１３７とを含む。

また、サイド１３４をシールする過程で、活性化（Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）工程およびガス抜き（Ｄｅｇａｓｓｉｎｇ）工程を行うことができる。具体的には、電極組立体１０をカップ部１３３に収納した後、電池ケース１３において、前記ガス抜き部１３７に含まれる角部１３７１を開放し、残りのサイド１３４をシールすることができる。電池ケース１３の角部１３７１が開放されることで開口部が形成されると、開口部を介して電池ケース１３の内部に電解液を注入する。

電池ケース１３の内部に電解液を注入した後、ガス抜き部１３７を一次シールして臨時シーリング部１３４０を形成する。以降、ガス抜き部１３７を二次シールしてシーリング部１３４１を形成するため、臨時シーリング部１３４０は、ガス抜き部１３７で角部１３７１に近接した位置に形成されることが好ましい。

その後、活性化（Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）工程を行うことができる。活性化工程（化成工程）とは、二次電池１が電力を供給することができるように最終的に充電を完了する工程である。活性化工程は、臨時シーリング部１３４０を形成して、電池ケース１３を完全に密閉してから行うため、充電率が高く、迅速にガスを排出し、定められた工程時間内で二次電池１の製造を完了することができる。

活性化工程を完了すると、電池ケース１３の内部でガスが発生する。したがって、電池ケース１３のガス抜き部１３７にガス抜きホールＨを穿孔する。このようなガス抜きホールＨを介して、ガスが電池ケース１３の内部から外部に排出される。この際、ガスが容易に排出されるに伴い、ガス抜きホールＨを介して前記注入された電解液が漏れることもある。これを防止するために、ガス抜きホールＨは、臨時シーリング部１３４０に近接した位置に穿孔されることが好ましい。ガス抜きホールＨが穿孔されると、前記ガスを電池ケース１３の外部に排出するガス抜き（Ｄｅｇａｓｓｉｎｇ）工程を行う。

ガス抜きホールＨが穿孔されると、電池ケース１３の内部はまた開放され、内部の電解液が外部に漏れることができる。したがって、カップ部１３３とガス抜き部１３７との境界を二次シールしてシーリング部１３４１を形成する。この際、シーリング部１３４１は、カップ部１３３とガス抜きホールＨとの間に形成され、特に、カップ部１３３に近接した位置に形成されることが好ましい。

このように活性化工程とガス抜き工程を行いながら、ガス抜きホールＨを穿孔し、一次シーリングおよび二次シーリングを行う必要がある。さらには、二次電池１を大量生産する時に、二次電池１の規格および品質を一括して管理する必要がある。このために、ビジョンセンサ４１が含まれた検査装置４（図２２に図示）を用いて、電池ケース１３または二次電池１を検査することができる。

従来、電池ケース３３および二次電池３を全体的にシャープな形状に製造するには限界があった。したがって、ビジョンセンサで電池ケース３３を撮影すると、それぞれの構成の大きさおよび位置の誤差が大きく発生した。

具体的には、以降、二次電池１の製造が完了すると、複数の二次電池１の電極リード１２を互いに連結して電池モジュール５（図２７に図示）を製造することができる。このために、複数の二次電池１に形成された電極リード１２の位置がすべて一定でなければならない。しかし、従来、電極１０１がカップ部３３３の外壁３３８からある程度離隔して配置されるため、サイド１３４をシールする前に、電極組立体１０がカップ部３３３の内部で動くことがあった。したがって、二次電池３を大量生産すると、カップ部３３３の体積および電極組立体１０の体積がすべて一定であっても、電極組立体１０の位置が少しずつ相違して、電極リード１２の位置も少しずつ相違していた。そのため、前記検査装置４を用いて、このような電極リード１２の位置を正確に測定する必要がある。

それだけでなく、ガス抜きホールＨを正確な位置および大きさで穿孔し、一次シーリングおよび二次シーリングを正確な位置および大きさで行うためには、ガス抜き部１３７の位置を正確に測定する必要がある。その他にも、複数の二次電池１の全体的な品質を効率的に管理するために、サイド１３４、フォールディング部１３９、電池ケース１３から突出した絶縁部１４など、電池ケース１３または二次電池１の様々な構成の位置、さらには、カップ部１３３の間の幅をも正確に測定する必要がある。

前記構成の位置を測定するためには、特定の基準ラインを設定し、前記基準ラインから測定対象になる構成までの垂直距離を測定する必要がある。例えば、電極組立体１０がカップ部３３３の内部で動く時には、一般的に、図２０に図示されているものを基準に、左右側方向、すなわち、フォールディング部３３９およびガス抜き部３３７に向かう方向に動くことが多い。したがって、電極リード１２の位置を測定するためには、電極リード１２の左側または右側の角部の位置を測定する必要があり、前記左側または右側の角部までの垂直距離を測定するために、前記左側または右側の角部と平行な基準を設定する必要がある。

しかし、従来、カップ部３３３の外壁３３８が垂直に近く成形されず、カップ部３３３のパンチエッジ３６１の曲率半径Ｒ２’も大きいため、ビジョンセンサ４１で電池ケース３３を撮影すると、映像では、図２０に図示されているように、カップ部３３３のパンチエッジ３６１が鮮明に示されなかった。したがって、カップ部３３３のパンチエッジ３６１を基準としては前記構成の位置を測定することができず、パンチエッジ３６１に近いバットイヤ３５を基準として設定するか、ユーザが直接手動でカップ部３３３のパンチエッジ３６１を基準として設定した。

しかし、バットイヤ３５は、カップ部１３３の周辺サイド１３４も全体的に微細に延伸された状態で、ブリッジ１３６をフォールディングして形成されるため、複数の二次電池１ごとにバットイヤ３５の大きさが少しずつ相違していた。これにより、ビジョンセンサで前記構成の位置を測定しても、基準となるバットイヤ３５の大きさが相違するため、二次電池３の間に構成の位置の偏差が大きくなり、品質管理が難しい問題もあった。

特に、ビジョンセンサで電池ケース３３を撮影して電極リード１２の位置を測定しても、電極リード１２の位置が少しずつ相違し、電池モジュール５を製造するために電極リード１２を連結する時に、連結が容易でない問題があった。また、電池モジュール５を製造するために、複数の二次電池１を順に積層するか、一列に整列させる時に、カップ部３３３の位置が正確ではなく、複数の二次電池１の整列度が低下する問題もあった。

また、二次電池３を別のハウジング５１（図２７に図示）に収納して電池モジュール５を製造する場合に、測定値の偏差が大きいため、ハウジング５１を設計する時に設計公差を無駄に大きく設定し、電池モジュール５の体積に対するエネルギー密度も低下する問題もあった。

図２１は本発明の一実施形態による電池ケース１３のガス抜き部１３７を切断する前の様子を上方から示す概略図であり、図２２は本発明の一実施形態による検査装置４のブロック図である。

本発明の一実施形態によると、図２１に図示されているように、パウチフィルム１３５の成形性が改善することにより、ブリッジ１３６の厚さｔをより薄く、カップ部１３３のパンチエッジ１６１１の曲率半径Ｒ２およびクリアランスＣＬをより小さく形成することができ、これにより、バットイヤ１５の大きさもより減少することができる。したがって、二次電池１を電池モジュール５に容易に組み立てることができ、二次電池１の無駄な体積を減少させるため、体積に対するエネルギー密度を増加させることもできる。

また、本発明の一実施形態によると、図２１に図示されているように、電池ケース１３を撮影した映像でカップ部１３３のパンチエッジ１６１１が鮮明に示されるため、検査装置４がカップ部１３３のパンチエッジ１６１を自動で基準ラインＳＴに設定することができ、カップ部１３３のパンチエッジ１６１を基準に、電池ケース１３または二次電池１の様々な構成までの距離を正確に測定することができ、さらには、カップ部１３３の間の幅ＣＷをも正確に測定することができる。これにより、電池ケース１３または二次電池１の構成の位置を正確に測定し、測定値の誤差が減少し、二次電池１の間の偏差も減少することができる。

このために、本発明の一実施形態による電池ケース１３または二次電池１の検査装置４は、電池ケース１３を撮影して、前記電池ケース１３または二次電池１の映像を取得するビジョンセンサ４１と、前記映像から前記電池ケース１３または二次電池１の構成のアウトラインを抽出するアウトライン抽出部４２１と、前記映像を分析して、前記電池ケース１３で電極組立体１０を収容する収容空間１３３１が設けられた、カップ部１３３のパンチエッジ１６１に該当する前記アウトラインを検出する映像分析部４２２と、前記パンチエッジ１６１に該当する前記アウトラインを基準ラインＳＴに設定する基準ライン設定部４２３と、前記基準ラインＳＴから前記構成までの距離を演算する距離演算部４２４とを含む。

また、このような検査装置４を用いた本発明の一実施形態による電池ケース１３または二次電池１の検査方法は、ビジョンセンサ４１が電池ケース１３を撮影して、前記電池ケース１３または二次電池１の映像を取得するステップと、アウトライン抽出部４２１が前記映像から前記電池ケース１３または前記二次電池１の構成のアウトラインを抽出するステップと、映像分析部４２２が前記映像を分析して、前記電池ケース１３で電極組立体１０を収容する収容空間１３３１が設けられた、カップ部１３３のパンチエッジ１６１に該当する前記アウトラインを検出するステップと、基準ライン設定部４２３が前記パンチエッジ１６１に該当する前記アウトラインを基準ラインＳＴに設定するステップと、距離演算部４２４が前記基準ラインＳＴから前記構成までの距離を演算するステップとを含む。

具体的には、検査装置４は、図２２に図示されているように、ビジョンセンサ４１と制御部４２を含む。また、これらの構成要素は、バス（図示せず）を介して互いに連結されて通信することができる。制御部４２に含まれたすべての構成要素は、少なくとも一つのインタフェースまたはアダプダを介してバスに接続されるか、直接バスに連結されることができる。また、バスは、上述の構成要素以外に、他のサブシステムと連結されることもできる。このようなバスは、メモリバス、メモリコントローラ、周辺バス（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｂｕｓ）、ローカルバスを含む。

ビジョンセンサ４１は、特定の領域を撮影し、特定の領域に対するイメージ信号を受信することで映像を取得する。このために、一般的に、ビジョンセンサ４１には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどの撮像素子が含まれる。特に、本発明の一実施形態によるビジョンセンサ４１は、電池ケース１３のブリッジ１３６がフォールディングされた後、電池ケース１３を撮影して、電池ケース１３または二次電池１の各構成に対する映像を取得することができる。ここで、構成とは、上述のカップ部１３３、ガス抜き部１３７、電極リード１２、バットイヤ１５、サイド１３４、フォールディング部１３９および絶縁部１４などを含む。そして、以降、ガス抜き部１３７を切断することで、二次電池１の製造が完了する。したがって、ビジョンセンサ４１がガス抜き部１３７を切断する前に電池ケース１３を撮影すると、電池ケース１３および電極リード１２などの映像を取得することができ、ガス抜き部１３７を切断した後に電池ケース１３を撮影すると、二次電池１の映像を取得することができる。

制御部４２は、ビジョンセンサ４１が取得した映像信号を受信し、前記映像信号から電池ケース１３または二次電池１の各構成の位置を把握する。このような制御部４２は、アウトライン抽出部４２１と、映像分析部４２２と、基準ライン設定部４２３と、距離演算部４２４とを含む。制御部４２としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ）またはＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを使用することが好ましいが、これに制限されず、様々な論理演算プロセッサが使用されることができる。

アウトライン抽出部４２１は、ビジョンセンサ４１から受信した映像から電池ケース１３または二次電池１の各構成のアウトラインを抽出する。この際、アウトライン抽出部４２１は、前記映像に示されるすべての構成のアウトラインを抽出することもできるが、これに制限されず、映像で一部分にＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）が設定され、前記ＲＯＩ内に示される構成のアウトラインのみを抽出することもできる。アウトラインを抽出するためには、先ず、前記イメージのピクセルに関する情報を抽出し、このために一般的に使用される勾配公式を使用することができる。前記抽出したピクセル情報により、電池ケース１３および電極リード１２のアウトラインが示される。

本発明の一実施形態によると、カップ部１３３のパンチエッジ１６１の曲率半径Ｒ２およびクリアランスＣＬをさらに小さく形成することができ、カップ部１３３の外壁１３８が垂直に近く形成されることができ、映像でカップ部１３３のパンチエッジ１６１に対応するピクセル情報の勾配が大きい。したがって、アウトラインと背景の境界が明確であることから、カップ部１３３のパンチエッジ１６１に該当するアウトラインを明確に抽出することができる。

映像分析部４２２は、前記映像を分析して、電池ケース１３からカップ部１３３のパンチエッジ１６１に該当するアウトラインを検出する。このために、映像分析部４２２は、予め格納されたカップ部１３３のパンチエッジ１６１の基準アウトライン情報と、前記抽出されたアウトラインの情報をマッチングし、カップ部１３３のパンチエッジ１６１に該当するアウトラインを検出することができる。この際、映像分析部４２２は、テンプレートマッチング（Ｔｅｍｐｌａｔｅ Ｍａｔｃｈｉｎｇ）技法を使用して、前記二つの情報をマッチングすることができる。

基準ライン設定部４２３は、前記パンチエッジ１６１に該当する前記アウトラインを基準ラインＳＴに設定することができる。カップ部１３３は、複数のパンチエッジ１６１を含むことから、パンチエッジ１６１に該当するアウトラインも複数が抽出される。この際、基準ライン設定部４２３は、電池ケース１３または二次電池１の各構成の位置を正確に測定するために、複数のパンチエッジ１６１のうち、測定対象になる構成と最も近いパンチエッジ１６１に該当するアウトラインを、基準ラインＳＴに設定することが好ましい。また、上述のように、構成の位置は、基準ラインＳＴからの垂直距離を測定する必要があるため、基準ライン設定部４２３は、複数のパンチエッジ１６１のうち、測定対象になる構成の角部と平行なパンチエッジ１６１に該当するアウトラインを、基準ラインＳＴに設定することができる。

例えば、ガス抜きホールＨを穿孔し、一次シーリングおよび二次シーリングを行うために、検査装置４は、ガス抜き部１３７の位置を測定する必要がある。このような場合には、基準ライン設定部４２３は、複数のパンチエッジ１６１のうち、ガス抜き部１３７に近いとともに、ガス抜き部１３７に含まれた角部１３７１と平行な、ダイエッジ１６２側のパンチエッジ１６１２に該当するアウトラインを基準ラインＳＴに設定することができる。

また、例えば、電極リード１２の位置がすべて一定であるか否かを検査するために、検査装置４が電極リード１２の位置を測定する必要がある。このような場合には、基準ライン設定部４２３は、複数のパンチエッジ１６１のうち、電極リード１２に近いとともに、電極リード１２の左側または右側の角部と平行な、フォールディング部１３９側のパンチエッジ１６１１に該当する電極リード１２側のアウトラインを基準ラインＳＴに設定することもできる。

さらには、カップ部１３３の間の幅を測定するためには、基準ライン設定部４２３は、複数のパンチエッジ１６１のうち、カップ部１３３の幅の境界に該当する二つのパンチエッジ１６１のアウトラインのうちいずれか一つのアウトラインを基準ラインＳＴに設定することもできる。

すなわち、基準ライン設定部４２３は、電池ケース１３または二次電池１の各構成の位置を正確に測定することができれば、制限されず、様々なアウトラインを基準ラインＳＴに設定することができる。

距離演算部４２４は、前記映像で、前記基準ラインＳＴから前記電池ケース１３または二次電池１の各構成までの距離を演算する。例えば、ダイエッジ１６２側のパンチエッジ１６１２に該当するアウトラインが基準ラインＳＴに設定されると、距離演算部４２４は、前記基準ラインＳＴからガス抜き部１３７に含まれた角部までの距離を演算することができる。または、フォールディング部１３９側のパンチエッジ１６１１に該当するアウトラインが基準ラインＳＴに設定されると、距離演算部４２４は、前記基準ラインＳＴから電極リード１２の一側の角部までの距離を演算することもでき、前記ダイエッジ１６２側のパンチエッジ１６１２に該当するアウトラインまでの距離を演算することもできる。

距離演算部４２４は、予め格納された映像のピクセル数と実際距離との関係に関する情報を用いることができる。すなわち、距離演算部４２４は、前記映像で、前記基準ラインＳＴから前記各構成までの距離をピクセル数でカウントした後、予め格納された映像のピクセル数と実際距離との関係に関する情報を用いて、前記カウントしたピクセル数に対応する実際距離を演算することができる。

検査装置４は、格納部４４をさらに含むことができる。格納部４４は、検査装置４の動作を処理および制御するためのプログラムと各プログラムの遂行中に発生する各種データまたは受信した信号などを格納する。特に、映像分析部４２２がカップ部１３３のパンチエッジ１６１１に該当するアウトラインを検出するように、電池ケース１３に関する基準情報を格納することができる。ここで、電池ケース１３に関する基準情報は、カップ部１３３のパンチエッジ１６１１に関する基準アウトライン情報と、電池ケース１３または二次電池１の構成までの距離に関する基準情報などを含むことができる。これは、ユーザが直接格納部４４に格納することもできるが、検査装置４が繰り返した学習により、前記基準情報を生成して格納することもできる。また、格納部４４は、距離演算部４２４が基準ラインＳＴから各構成までの実際距離を演算することができるように、映像のピクセル数と実際距離との関係に関する情報を格納することもできる。さらに、検査対象になる電池ケース１３の検査結果情報を格納することもできる。このような格納部４４は、検査装置４に内蔵されることもできるが、別の格納サーバとして設けられることもできる。格納部４４は、不揮発性メモリ装置および揮発性メモリ装置を含む。不揮発性メモリ装置は、体積が小さく軽くて、外部の衝撃に強いＮＡＮＤフラッシュメモリであり、揮発性メモリ装置は、ＤＤＲ ＳＤＲＡＭであることができる。

制御部４２は、検査の対象になる電池ケース１３が不良であるか否かを判断する不良判断部４２５をさらに含むことができる。このような不良判断部４２５は、格納部４４に格納された、電池ケース１３に関する基準情報と、検査対象になる電池ケース１３の検査結果情報を比較することができる。また、検査結果情報が前記基準情報の誤差範囲内に含まれると、電池ケース１３を正常と判断する。しかし、検査結果情報が前記基準情報の誤差範囲から逸脱すると、電池ケース１３を不良と判断する。

一方、検査装置４は、映像の信号を受信してディスプレイするディスプレイ部４３をさらに含むことができる。ディスプレイ部４３は、前記映像の信号を受信し、ユーザにディスプレイする。さらに、前記アウトライン抽出部４２１が電池ケース１３のアウトラインを抽出すると、アウトラインが映像上で表示され、ユーザがディスプレイ部４３を介して確認することもできる。ディスプレイ部４３は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）など、様々な方式が使用されることができる。また、ディスプレイ部４３は、ビデオインタフェースを介してバスに連結され、ディスプレイ部４３とバスとのデータ伝送は、グラフィックコントローラによって制御されることができる。

検査装置４は、不良判断部４２５が電池ケース１３を不良と判断すると、アラームを発生させるアラーム部４５をさらに含むこともできる。アラームを発生させる時には、ランプの点灯または警告音など、聴覚的または視覚的にアラームが発生し、ユーザが直観的に知るようにすることが好ましい。

上述のビジョンセンサ４１、制御部４２、格納部４４およびディスプレイ部４３の各構成要素は、メモリ上の所定の領域で行われるタスク、クラス、サブルーチン、プロセス、オブジェクト、実行スレッド、プログラムといったソフトウェア（ｓｏｆｔｗａｒｅ）や、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）やＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ－ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）のようなハードウェア（ｈａｒｄｗａｒｅ）で実現されることができ、また前記ソフトウェアおよびハードウェアの組み合わせからなることもできる。前記構成要素は、コンピュータ読み取り可能な格納媒体に含まれていることもでき、複数のコンピュータにその一部が分散して分布することもできる。

また、各ブロックは、特定の論理的機能を実行するための一つ以上の実行可能なインストラクションを含むモジュール、セグメントまたはコードの一部を示すことができる。また、いくつかの代替実行例では、ブロックで言及された機能が手順を逸脱して発生することも可能である。例えば、連続して図示されている二つのブロックは、実は、実質的に同時に行われることも可能であり、そのブロックが時々該当する機能に応じて逆順に行われることも可能である。

本発明の一実施形態による検査装置４を用いると、カップ部１３３のパンチエッジ１６１１が鮮明に示されるため、検査装置４がカップ部１３３のパンチエッジ１６１を自動で基準ラインＳＴに設定することができ、カップ部１３３のパンチエッジ１６１１を基準に電池ケース１３の各構成までの距離を正確に測定することができる。例えば、ガス抜き部１３７の大きさおよび位置を測定することができ、二次電池１の製造が完了した後にも、カップ部１３３、電極リード１２バットイヤ１５、サイド１３４、フォールディング部１３９および絶縁部１４などの大きさおよび位置を正確に把握することができる。これにより、二次電池１が不良であるか否かを容易に判断することもでき、二次電池１を大量生産しても、これらの規格および品質を効率よく一括的に管理することもできる。

特に、電極リード１２の位置を正確に測定することができ、電池モジュール５を製造するために、電極リード１２を容易に連結する時に連結することができる。また、カップ部３３３の位置を正確に測定することができ、電池モジュール５を製造するために、複数の二次電池１を順に積層するか、一列に整列させる時に、複数の二次電池１の整列度を改善することもできる。

図２３は本発明の一実施形態による電池ケース１３のガス抜き部１３７を切断して二次電池１の製造を完了した様子を示す概略図である。

電池ケース１３を二次シールしてシーリング部１３４１を形成した後、前記シーリング部１３４１の外側にカッティングラインＣＴを設定してガス抜き部１３７を切断する。これにより、図２３に図示されているように、ガス抜き部１３７の長さが短くなり、二次電池１の体積が減少することができる。前記のような過程により、パウチ型二次電池１の製造が完了する。

一方、ガス抜き部１３７を切断し残ったサイド１３４は、複数のサイド１３４の中で、電極リード１２が突出形成されない。しかし、サイド１３４をシールした後にそのまま放置すると、二次電池１の全体の体積が増加する。したがって、体積に対するエネルギー密度を減少させるために、サイド１３４をフォールディングすることが好ましい。

一方、サイド１３４は、図２３に図示されているように、シーリング部１３４１および未シーリング部１３４２を含むことができる。シーリング部１３４１は、相対的に外側に位置し、シールされた領域であり、未シーリング部１３４２は、相対的に内側に位置し、シールされていない領域である。

具体的には、前記電池ケース１３を二次シールしてシーリング部１３４１を形成する時に、シーリング部１３４１がカップ部１３３からすぐ連結されず、ある程度離隔して形成されることができる。サイド１３４をシールする時には、別のシーリングツール（図示せず）を用いて、サイド１３４に熱および圧力を印加する必要がある。しかし、このようなシーリングツールをカップ部１３３に密着した状態でサイド１３４をシールする場合、サイド１３４の内側に位置したシーラント層１３５１が一部溶融されて電極組立体１０に向かって漏れ、電極組立体１０を汚染することができる。また、シーリングツールの熱が電極組立体１０まで伝達されて電極組立体１０が損傷することもある。したがって、シーリングツールをカップ部１３３からある程度離隔した状態でサイド１３４をシールすることが好ましい。これにより、シーリングツールでシールされた部分がシーリング部１３４１になり、シーリングツールがカップ部１３３から離隔してシールされていない部分が未シーリング部１３４２になる。

図２４は従来のサイド３３４をフォールディングした様子を側面から示す概略図であり、図２５は従来のサイド３３４をフォールディングした様子を上面から示す概略図である。

従来、サイド３３４をフォールディングすると、サイド３３４が固定されず、所定の角度でまたアンフォールディングされる問題があった。具体的には、上述のように、パウチフィルム１３５は、シーラント層１３５１、水分バリア層１３５２、延伸補助層１３５４および表面保護層１３５３が積層されて形成される。このうち、シーラント層１３５１は、第１ポリマー、特に、ポリプロピレン（ＰＰ）を含むため、柔軟性および弾性力が大きい。したがって、サイド１３４がフォールディングされると、最初の状態に戻ろうとする復元力が大きい。一方、水分バリア層１３５２は、金属、特に、アルミニウム合金で製造されるため、サイド３３４がフォールディングされると、弾性変形の限界を超え、フォールディングされた状態を維持しようとする保存力が大きい。

しかし、従来のパウチフィルムは、水分バリア層が略３０～５０μｍの厚さを有し、シーラント層が略６０～１００μｍの厚さを有していた。すなわち、水分バリア層の厚さがシーラント層の厚さに比べて相当薄く形成されていた。したがって、保存力よりも復元力が大きく、サイド３３４が固定されず、所定の角度でまたアンフォールディングされた。そのため、サイド３３４によって二次電池３の無駄な体積が増加する問題があった。

これを解決するために、図２４および図２５に図示されているように、サイド３３４に別にテープ３８を付着した。特に、テープ３８は、カップ部３３３の底部３３３２の外側面とサイド３３４にともに付着され、これにより、サイド３３４がカップ部３３３に固定され、また、アンフォールディングされることを防止することができた。しかし、このような場合には、図２４に図示されているように、テープ３８の自体の厚さによって、二次電池３の全体の厚さが増加する問題があった。また、サイド３３４をフォールディングする工程の後に、テープ３８を付着する追加の工程が必要となり、このような工程に多くの時間がかかり、工程数を増加させ、二次電池３の製造歩留まりを低下させる問題もあった。

一方、ガス抜き工程を行うと、ガスが電池ケース１３の内部から外部に排出されて、カップ部１３３の内部圧力が減少する。従来、電極組立体１０がカップ部３３３の外壁３３８からある程度離隔して配置されていた。したがって、カップ部３３３の内部圧力が減少して、カップ部３３３の外壁３３８と電極組立体１０との間の空間３７の体積も減少するため、カップ部３３３の外壁３３８または底部３３３２が変形することがあった。特に、図２４に図示されているように、二次電池３のフォールディング部側の外壁３３８が内側に窪んで、カップ部３３３のフォールディング部３３９側のパンチエッジ３６１が外部に突出して高さが高くなる、エッジハイ（Ｅｄｇｅ Ｈｉｇｈ）現象が発生し得た。このようなエッジハイ現象によって二次電池３の無駄な厚さが増加し、体積に対するエネルギー密度が低下する問題があった。また、カップ部３３３のフォールディング部３３９側の外壁３３８が変形するため、二次電池３の外観が美麗ではなく、商品性も低下する問題もあった。さらに、エッジハイ現象によって、バットイヤ１５の大きさがより増加し、形状が強調される問題もあった。

図２６は本発明の一実施形態によるサイド１３４をフォールディングした様子を側面から示す概略図である。

本発明の一実施形態によると、パウチフィルム１３５は、水分バリア層１３５２が５０～７０μｍの厚さを有し、前記シーラント層１３５１が７０～１００μｍの厚さを有するため、従来よりも水分バリア層１３５２の厚さがより厚くなる。したがって、サイド１３４をフォールディングした時に保存力がより増加するため、別のテープ３８が付着される必要がなく、サイド１３４がまたアンフォールディングされることを防止することができる。

このために、本発明の一実施形態による二次電池１は、電極１０１およびセパレータ１０２が積層されて形成される電極組立体１０と、前記電極組立体１０を内部に収容するカップ部１３３が形成されたパウチ型電池ケース１３とを含み、前記パウチ型電池ケース１３は、前記カップ部１３３の外側に延長形成されたサイド１３４を含み、前記サイド１３４は、相対的に外側に位置してシールされたシーリング部１３４４と、相対的に内側に位置してシールされていない未シーリング部１３４５とを含み、前記カップ部１３３に接着されず、前記未シーリング部１３４５でフォールディングされる。

すなわち、図２６に図示されているように、二次電池１においてサイド１３４がカップ部１３３に向かってフォールディングされた後、サイド１３４がカップ部１３３に接着されないとともに、フォールディングされた状態を維持してアンフォールディングされないことができる。この際、サイド１３４は、８５゜～９５゜の角度、特に８８゜～９２゜の角度でフォールディングされることができる。また、サイド１３４がカップ部１３３に隣接した位置でフォールディングされ、サイド１３４がカップ部１３３の外壁１３８に接触することができる。特に、上述のように、サイド１３４は、相対的に外側に配置されてシールされたシーリング部１３４１および相対的に内側に配置されてシールされていない未シーリング部１３４２を含むことができる。また、サイド１３４がフォールディングされる時には、カップ部１３３に相対的により近い未シーリング部１３４２がフォールディングされることが好ましい。これにより、二次電池１の無駄な体積をより減少させることができる。しかし、このような場合にもサイド１３４とカップ部１３３は互いに接着されず、サイド１３４の保存力が増加してフォールディング状態を維持する。

パウチフィルム１３５に二つのカップ部１３３を形成すると、一つのカップ部１３３を形成する時よりもカップ部１３３の深さＤが浅くなることができる。上述のように、カップ部１３３だけが集中的に延伸されるものではなく、カップ部１３３の周辺サイド１３４も全体的に微細に延伸されるためである。しかし、サイド１３４の幅がこのようなカップ部１３３の深さＤより長いと、サイド１３４を一回だけフォールディングした時に、サイド１３４の外側端部１３４３がカップ部１３３の底部１３３２よりも外側に突出することもある。

したがって、パウチフィルム１３５に二つのカップ部１３３が形成されると、図２６に図示されているように、サイド１３４を二回フォールディングするダブルサイドフォールディング（Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｉｄｅ Ｆｏｌｄｉｎｇ、ＤＳＦ）方法を使用することができる。具体的には、サイド１３４は、第１フォールディング部１３４４と第２フォールディング部１３４５を含むことができる。第１フォールディング部１３４４は、相対的に外側端部１３４３により近い位置でフォールディングされた部分であり、第２フォールディング部１３４５は、相対的にカップ部１３３により近い位置でフォールディングされた部分である。したがって、第１フォールディング部１３４４を基準にサイド１３４を一次フォールディングをした後、第２フォールディング部１３４５を基準にサイド１３４を二次フォールディングすることができる。この際、第１フォールディング部１３４４は、サイド１３４でシーリング部１３４１に位置することができ、第２フォールディング部１３４５は、サイド１３４で未シーリング部１３４２に位置することができる。また、サイド１３４は、第１フォールディング部１３４４で１７０゜～１８０゜の角度、特に１８０゜の角度でフォールディングされることができる。また、第２フォールディング部１３４５で８５゜～９５゜、特に８８゜～９２゜の角度でフォールディングされることができる。これにより、サイド１３４の外側端部１３４３がカップ部１３３の底部１３３２よりも外側に突出することを防止することができる。

一方、本発明の一実施形態によると、電極組立体１０がカップ部１３３の外壁１３８に非常に近く位置することができるため、カップ部１３３の無駄な体積が減少する。したがって、ガス抜き工程を行ってカップ部１３３の内部圧力が減少しても、カップ部１３３の外壁１３８または底部１３３２が変形することを防止することができる。すなわち、図２６に図示されているように、エッジハイ現象が発生することを防止することができるため、体積に対するエネルギー密度が低下しないことができる。

図２７は本発明の一実施形態による電池モジュール５の概略図である。

自動車などの中大型電子機器は、出力が大きい必要があるため、多量の二次電池１が必要である。このような二次電池１を容易に移動させ、設置するために、電池モジュール５を製造することができる。このような電池モジュール５に複数の二次電池１らを設置すると、外部に電気を安定的に供給することができる。

一方、二次電池１の電極組立体１０で電気が生産されるために、電極１０１と電解液との化学反応が発生し、このような過程で熱が発生する。しかし、熱によって周辺温度が過剰に上昇すると、二次電池１が設置された電気機器の回路に誤作動が発生するか、電気機器の寿命が短縮する問題がある。したがって、電池モジュール５には、二次電池１を冷却するための冷却システムが含まれる。冷却システムには、大きく、冷却水で冷却する水冷式および空気で冷却する空冷式などの方式がある。このうち、水冷式冷却システムが空冷式冷却システムよりも冷却効率が高く、より多く活用される。

冷却システムは、二次電池１を直接冷却させる冷却プレートを含み、このような冷却プレートの内部には別の流路が形成されて、冷却水が流動することができる。また、流路は太さが細く、長さが長いほど、表面積が広くなって冷却効率が増加することができる。

電池モジュール５を製造するためには、先ず、二次電池１を複数で製造した後、このような二次電池１を互いに連結してハウジング５１に収納する。この際、二次電池１を一列に整列させて積層することができる。図２７に図示されているように、二次電池１がハウジング５１に収納される時に、二次電池１の長さが長い側面が下方に向かい、ハウジング５１の下面には冷却プレート（図示せず）が形成されることができる。したがって、冷却プレートが二次電池１の長さが長い側面から冷却させることで、冷却効率を増大させることができる。

一方、二次電池１の一側には、ブリッジ１３６がフォールディングされて形成されたフォールディング部１３９が形成され、他側には、ガス抜き部１３７が切断され残った領域であるサイド１３４が形成される。しかし、冷却プレートが二次電池１の複数の面のうち、サイド１３４が形成された側面から冷却させると、サイド１３４によって冷却プレートと電極組立体１０との距離が遠くなるため、冷却効率が低下し得る。したがって、冷却プレートは、二次電池１の長さが長い側面のうち、フォールディング部１３９が形成された側面から冷却させることが好ましい。このために、二次電池１をハウジング５１に収納する時には、フォールディング部１３９が冷却プレートに向かう方向、すなわち、下方に向かうように収納されることができる。

図２８は従来の二次電池３が電池モジュール５のハウジング５１に収納された様子を示す正面拡大図であり、図２９は従来の二次電池３が電池モジュール５のハウジング５１に収納された様子を示す側面拡大図である。

上述のように、従来、バットイヤ３５の大きさを減少させるには限界があった。特に、カップ部３３３の深さＤ’を十分に深く（例えば、６．５ｍｍ以上）成形しながら、バットイヤ３５の大きさを所定の数値（例えば、１．５ｍｍ）以下に減少させるには限界があった。

また、従来、フォールディング部３３９とバットイヤ３５の内側の角部３５ａが成す角度θ’が１５１度以下に形成された。

ここで、前記角度θ’は、フォールディング部３３９に対応する仮想の第１ラインＬ１と、バットイヤ３５の内側の角部３５ａに対応する仮想の第２ラインＬ２がなす角度を意味し得る。特に、前記第１ラインＬ１および第２ラインＬ２は、映像分析により決定されることができる。一例として、前記第１ラインＬ１および第２ラインＬ２は、ビジョン装置で、ＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）内で確認される多数のエッジポイントを連結することで抽出されることができる。したがって、フォールディング部３３９やバットイヤ３５の内側の角部３５ａが一部反るか曲がって形成された場合にも、第１ラインＬ１および第２ラインＬ２が明確に定義されることができる。このような映像分析は、周知の技術であるため、詳細な説明は省略する。

したがって、図２８に図示されているように、二次電池３をハウジング５１に収納すると、バットイヤ３５がハウジング５１とフォールディング部３３９との間を大きい間隔ｄ’（例えば、１．５ｍｍ超）で離隔させた。したがって、このような間隔ｄ’が冷却プレートの冷却を妨害し、冷却効率が低下することがあった。これを解決するために、前記冷却プレートと二次電池１のフォールディング部３３９との間の空間に熱伝逹物質５２を注入して、冷却プレートが熱伝逹物質５２を介してフォールディング部１３９を冷却させるようにした。例えば、前記熱伝逹物質５２は、サーマルグリース（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｇｒｅａｓｅ）であることができる。

しかし、バットイヤ１５が大きいと、このような熱伝逹物質５２を多く注入しなければならないため費用が増加し、冷却プレートとフォールディング部１３９との間隔ｄ’が大きいため、依然として冷却効率が低いという問題があった。

また、ガス抜きホールＨを介してガス抜き工程を行うと、電池ケース３３の内部圧力が減少し、且つ図２９に図示されているように、電池ケース３３のフォールディング部３３９が電極組立体１０に密着した。しかし、従来、クリアランスＣＬ’を減少させるのに限界があり、フォールディング部３３９の幅も大きく形成された。したがって、カップ部３３３の外壁３３８と電極組立体１０との間の空間３７が大きく形成されて、二次電池３の体積に対するエネルギー密度が減少する問題があった。さらに、電極組立体１０がサーマルグリース５２から離隔した距離も増加するため、冷却効率がより低くなる問題もあった。

図３０は本発明の一実施形態による二次電池１が電池モジュール５のハウジング５１に収納された様子を示す正面拡大図であり、図３１は本発明の一実施形態による二次電池１が電池モジュール５のハウジング５１に収納された様子を示す側面拡大図である。

本発明の一実施形態によるパウチ型二次電池１は、電極１０１およびセパレータ１０２が積層されて形成される電極組立体１０と、前記電極組立体１０を内部に収容するカップ部１３３が形成されたパウチ型電池ケース１３とを含み、前記電池ケース１３は、前記カップ部１３３が少なくとも一つに形成された第１ケース１３１および第２ケース１３２と、前記第１ケース１３１と前記第２ケース１３２を一体に連結するフォールディング部１３９と、前記フォールディング部１３９の両端の一部で、外側に向かって突出形成されるバットイヤ１５とを含み、前記バットイヤ１５は、長さＤが１．５ｍｍ以下である。

また、フォールディング部１３９とバットイヤ１５の内側の角部１５ａがなす角度θは、１５１度より大きく形成されることができる。また、前記角度θは、１８０度以下であることができる。また、前記角度θが１８０度であればバットイヤ１５が存在しない状態を意味し得る。

ここで、前記角度θは、フォールディング部１３９に対応する仮想の第１ラインＬ１と、バットイヤ１５の内側の角部１５ａに対応する仮想の第２ラインＬ２がなす角度を意味し得る。第１ラインＬ１および第２ラインＬ２については、上述の内容を援用する。また、本発明の一実施形態による電池モジュール５は、電極１０１およびセパレータ１０２が積層されて形成される電極組立体１０が、パウチ型電池ケース１３に形成されたカップ部１３３の内部に収納されたパウチ型二次電池１と、前記二次電池１が内部に収納されたハウジング５１とを含み、前記電池ケース１３は、前記カップ部１３３がそれぞれ形成された第１ケース１３１および第２ケース１３２と、前記第１ケース１３１と前記第２ケース１３２を一体に連結するフォールディング部１３９と、前記フォールディング部１３９の両端の一部で、外側に向かって突出形成されるバットイヤ１５とを含み、前記バットイヤ１５は、長さＤが１．５ｍｍ以下である。

上述のように、バットイヤ１５は、ブリッジ１３６をフォールディングしてフォールディング部１３９の両端の一部で、外側に突出形成される。本発明の一実施形態によると、このようなバットイヤ１５の長さは、１．５ｍｍ以下、特に１ｍｍ以下であることができる。このようなバットイヤ１５の長さは、前記フォールディング部１３９側の外壁１３８１から前記バットイヤ１５の最外側端部まで測定した長さであることができる。この際、上述のように、フォールディング部１３９側の外壁１３８１は、クリアランスＣＬによって底部１３３２から傾斜角が９０゜～９５゜の間である傾斜を有することができる。これを考慮すると、バットイヤの測定の一例として、バットイヤ１５の長さは、フォールディング部１３９側の外壁１３８１のうち最も外側に突出した部分から、前記バットイヤ１５の最外側の端部まで測定した長さであることができる。

バットイヤ１５の長さは、定規またはノギスなどを用いて、二次電池１に直接接触して測定することもでき、レーザ変位センサまたはビジョンセンサなどを用いて、非接触方式で測定することもできる。

以上、これは、バットイヤの長さを測定する方法を一例として記載したものであり、必ずしも前記測定方法に限定される場合だけが本発明の範囲に属するものではない。バットイヤの長さは、請求項の記載と本発明の趣旨に該当するものであれば、いずれも本発明で意味するバットイヤの長さになり得る。

本発明の一実施形態によると、パウチフィルム１３５の成形性が改善することにより、ブリッジ１３６の厚さｔをより薄く、カップ部１３３のパンチエッジ１６１１の曲率半径Ｒ２およびクリアランスＣＬをより小さく形成することができる。

これにより、カップ部１３３の深さＤを３ｍｍ以上、特に６．５ｍｍ以上に成形しながら、バットイヤ１５の長さＤも１．５ｍｍ以下、特に、１ｍｍ以下にさらに減少することができる。したがって、図３０に図示されているように、ハウジング５１とフォールディング部１３９との間隔ｄが１．５ｍｍ以下に狭くなることができる。それにより、ハウジング５１の内部で熱伝逹物質５２の厚さが１．５ｍｍ以下になることができ、サーマルグリース５２の注入量をより減少させることからコストダウンを図ることができ、冷却効率も増加することができる。

また、図３１に図示されているように、クリアランスＣＬをより小さく形成することができ、フォールディング部１３９の幅ＦＷも小さく形成することができる。したがって、カップ部１３３の外壁１３８と電極組立体１０との間の空間１７が減少し、二次電池１の体積に対するエネルギー密度が増加することができる。また、電極組立体１０がサーマルグリース５２から離隔した距離も減少するため、冷却効率もより増加することができる。

本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須な特徴を変更せずに他の具体的な形態に実施され得ることを理解することができる。したがって、以上で記述した実施形態は、すべての面において例示的なものであって限定的なものではないことを理解すべきである。本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および範囲またその均等概念から導き出される様々な実施形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈すべきである。

１ 二次電池
２ 成形装置
３ 従来の二次電池
４ 検査装置
５ 電池モジュール
１０ 電極組立体
１１ 電極タブ
１２ 電極リード
１３ 電池ケース
１４ 絶縁部
１５ バットイヤ
１６ エッジ
１７ 空間
２１ ダイ
２２ パンチ
３３ 従来の電池ケース
３５ 従来のバットイヤ
３６ 従来のエッジ
３７ 従来の空間
３８ 従来のテープ
４１ ビジョンセンサ
４２ 制御部
４３ ディスプレイ部
４４ 格納部
４５ アラーム部
５１ ハウジング
５２ サーマルグリース
１０１ 電極
１０２ セパレータ
１１１ 正極タブ
１１２ 負極タブ
１２１ 正極リード
１２２ 負極リード
１３１ 第１ケース
１３２ 第２ケース
１３３ カップ部
１３４ サイド
１３５ パウチフィルム
１３６ ブリッジ
１３７ ガス抜き部
１３８ 外壁
１３９ フォールディング部
１６１ パンチエッジ
１６２ ダイエッジ
１６３ 厚さエッジ
１６４ コーナー
２１１ 成形部
２１２ 隔壁
２１３ ダイのエッジ
２２１ パンチのエッジ
３３３ 従来のカップ部
３３４ 従来のサイド
３３６ 従来のブリッジ
３３７ 従来のガス抜き部
３３８ 従来の外壁
３３９ 従来のフォールディング部
３６１ 従来のパンチエッジ
３６２ 従来のダイエッジ
４２１ アウトライン抽出部
４２２ 映像分析部
４２３ 基準ライン設定部
４２４ 距離演算部
４２５ 不良判断部
１０２１ 周辺部
１３３１ 収容空間
１３３２ 底部
１３３３ 外壁
１３４０ 臨時シーリング部
１３４１ シーリング部
１３４２ 未シーリング部
１３４３ 外側端部
１３４４ 第１フォールディング部
１３４５ 第２フォールディング部
１３５１ シーラント層
１３５２ 水分バリア層
１３５３ 表面保護層
１３５４ 延伸補助層
１３７１ 角部
１３８１ ブリッジ側の外壁
１３８２ ガス抜き部側の外壁
１３９１ グルーブ
１６１１ ブリッジ側のパンチエッジ
１６１２ ガス抜き部側のパンチエッジ
１６１３ 第１パンチエッジ
１６１４ 第２パンチエッジ

Claims (39)

1. 電極およびセパレータが積層されて形成される電極組立体を内部に収容するカップ部が形成され、
   前記カップ部は、
   周辺を囲む複数の外壁と底部をそれぞれ連結する複数のパンチエッジを含み、
   前記パンチエッジは、
   少なくとも一つが１ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成される、パウチ型電池ケース。
2. 前記パンチエッジは、
   少なくとも一つが０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成される、請求項１に記載のパウチ型電池ケース。
3. 前記パンチエッジの曲率半径は、前記カップ部の深さの１／２０～１／６である、請求項１または２に記載のパウチ型電池ケース。
4. 前記カップ部がそれぞれ形成された第１ケースおよび第２ケースと、
   二つの前記カップ部の間に形成されるブリッジとを含む、請求項１～３の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
5. 複数の前記パンチエッジのうち、前記ブリッジ側に向かうブリッジ側の外壁と前記底部を互いに連結するブリッジ側のパンチエッジが、１ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成される、請求項４に記載のパウチ型電池ケース。
6. 前記ブリッジと前記ブリッジ側の外壁の境界点を通過し、前記底部と垂直なブリッジ垂直線と、前記ブリッジ側のパンチエッジと前記ブリッジ側の外壁の境界点を通過し、前記底部と垂直なエッジ垂直線との垂直距離が０．５ｍｍ以下である、請求項５に記載のパウチ型電池ケース。
7. 複数の前記パンチエッジのうち、前記ブリッジ側に向かうブリッジ側の外壁と前記底部を互いに連結するブリッジ側のパンチエッジが、前記カップ部の深さの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成される、請求項４～６の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
8. 前記ブリッジは、
   丸みを帯びて形成される、請求項４～７の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
9. 前記カップ部は、
   隣接した二つの前記外壁を互いに連結する厚さエッジをさらに含み、
   前記厚さエッジは、
   互いに隣接した二つの前記パンチエッジと連結されてコーナーを形成する、請求項１～８の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
10. 前記コーナーは、
    少なくとも一つが丸みを帯びて形成され、
    曲率半径が前記パンチエッジおよび前記厚さエッジのうち少なくとも一つの曲率半径以上である、請求項９に記載のパウチ型電池ケース。
11. 前記コーナーは、
    変化する前記曲率半径を有する、請求項１０に記載のパウチ型電池ケース。
12. 前記コーナーは、
    中心部の曲率半径が周辺部の曲率半径より大きい、請求項１１に記載のパウチ型電池ケース。
13. 前記コーナーは、
    前記厚さエッジから前記カップ部の長さ方向に２ｍｍ～３．５ｍｍ、前記厚さエッジから前記カップ部の幅方向に２ｍｍ～３．５ｍｍ、前記パンチエッジから前記カップ部の厚さ方向に２ｍｍ～３．５ｍｍの範囲内で形成される、請求項９～１２の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
14. 前記カップ部は、
    前記外壁とサイドまたはガス抜き部を連結する複数のダイエッジをさらに含む、請求項１～１３の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
15. 前記ダイエッジは、
    少なくとも一つが１ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成される、請求項１４に記載のパウチ型電池ケース。
16. 前記ダイエッジは、
    少なくとも一つが０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成される、請求項１５に記載のパウチ型電池ケース。
17. 前記ダイエッジの曲率半径は、前記カップ部の深さの１／２０～１／６である、請求項１４～１６の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
18. 複数の前記パンチエッジのうち、前記ガス抜き部側に向かうガス抜き部側の外壁と前記底部を互いに連結するガス抜き部側のパンチエッジが、１ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成される、請求項１４～１７の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
19. 前記ダイエッジと前記ガス抜き部側の外壁の境界点を通過し、前記底部と垂直なダイエッジ垂直線と、前記ガス抜き部側のパンチエッジと前記ガス抜き部側の外壁の境界点を通過し、前記底部と垂直なエッジ垂直線との垂直距離が０．５ｍｍ以下である、請求項１８に記載のパウチ型電池ケース。
20. 前記カップ部は、
    ６．５ｍｍ以上の深さを有する、請求項１～１９の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
21. 前記外壁は、
    前記底部から、傾斜角が９０゜～９５゜の間である傾斜を有する、請求項２０に記載のパウチ型電池ケース。
22. パウチフィルムを成形して製造され、
    前記パウチフィルムは、
    第１ポリマーで製造され、最内層に形成されるシーラント層と、
    第２ポリマーで製造され、最外層に形成される表面保護層と、
    前記表面保護層と前記シーラント層との間に積層される水分バリア層とを含み、
    前記水分バリア層は、
    厚さが５０～８０μｍであり、結晶粒度が１０～１３μｍであるアルミニウム合金薄膜で形成され、
    前記シーラント層は、
    厚さが６０～１００μｍである、請求項１～２１の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
23. 前記アルミニウム合金薄膜は、
    合金番号ＡＡ８０２１である、請求項２２に記載のパウチ型電池ケース。
24. 前記アルミニウム合金薄膜は、
    鉄を１．３ｗｔ％～１．７ｗｔ％含み、シリコンを０．２ｗｔ％以下含む、請求項２２に記載のパウチ型電池ケース。
25. 前記水分バリア層は、
    厚さが５５～６５μｍであり、
    前記シーラント層は、
    厚さが７５～８５μｍである、請求項２２～２４の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
26. 第３ポリマーで製造され、前記表面保護層と前記水分バリア層との間に積層される延伸補助層をさらに含む、請求項２２～２５の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
27. 前記延伸補助層は、
    厚さが２０～５０μｍである、請求項２６に記載のパウチ型電池ケース。
28. 電極およびセパレータが積層されて形成される電極組立体を内部に収容するカップ部が形成され、
    前記カップ部は、
    周辺を囲む複数の外壁と底部をそれぞれ連結する複数のパンチエッジを含み、
    前記パンチエッジは、
    少なくとも一つが前記カップ部の深さの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成される、パウチ型電池ケース。
29. 電極およびセパレータが積層されて形成される電極組立体と、
    前記電極組立体を内部に収容するカップ部が形成されたパウチ型電池ケースとを含み、
    前記カップ部は、
    周辺を囲む複数の外壁と底部をそれぞれ連結する複数のパンチエッジを含み、
    前記パンチエッジは、
    少なくとも一つが１ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成される、パウチ型二次電池。
30. 前記電極組立体の面積は１５０００ｍｍ^２以上である、請求項２９に記載のパウチ型二次電池。
31. 前記パンチエッジは、
    少なくとも一つが０．７ｍｍ以下の曲率半径で丸みを帯びて形成される、請求項２９または３０に記載のパウチ型二次電池。
32. 前記パンチエッジの曲率半径は、前記カップ部の深さの１／２０～１／６である、請求項２９～３１の何れか一項に記載のパウチ型二次電池。
33. 前記電池ケースは、
    前記カップ部が少なくとも一つに形成された第１ケースおよび第２ケースと、
    前記第１ケースと前記第２ケースを一体に連結するフォールディング部とを含む、請求項２９～３２の何れか一項に記載のパウチ型二次電池。
34. 前記フォールディング部は、
    内側に窪んだグルーブを含んで形成される、請求項３３に記載のパウチ型二次電池。
35. 前記電池ケースは、
    前記グルーブを挟んで外側に突出した一対の突出部を含み、
    前記グルーブの最内側部と前記突出部の最外側部との間隔は０．８ｍｍ以下である、請求項３４に記載のパウチ型二次電池。
36. 前記電池ケースは、
    パウチフィルムを成形して製造され、
    前記パウチフィルムは、
    第１ポリマーで製造され、最内層に形成されるシーラント層と、
    第２ポリマーで製造され、最外層に形成される表面保護層と、
    前記表面保護層と前記シーラント層との間に積層される水分バリア層とを含み、
    前記水分バリア層は、
    厚さが５０～８０μｍであり、結晶粒度が１０～１３μｍであるアルミニウム合金薄膜で形成され、
    前記シーラント層は、
    厚さが６０～１００μｍである、請求項２９～３５の何れか一項に記載のパウチ型二次電池。
37. 前記アルミニウム合金薄膜は、
    合金番号ＡＡ８０２１である、請求項３６に記載のパウチ型二次電池。
38. 前記水分バリア層は、
    厚さが５５～６５μｍであり、
    前記シーラント層は、
    厚さが７５～８５μｍである、請求項３６または３７に記載のパウチ型二次電池。
39. 電極およびセパレータが積層されて形成される電極組立体と、
    前記電極組立体を内部に収容するカップ部が形成されたパウチ型電池ケースとを含み、
    前記カップ部は、
    周辺を囲む複数の外壁と底部をそれぞれ連結する複数のパンチエッジを含み、
    前記パンチエッジは、
    少なくとも一つが前記カップ部の深さの１／２０～１／６の曲率半径で丸みを帯びて形成される、パウチ型二次電池。

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