JP6506263B2 - 電池セル表面印刷方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電池セル表面印刷方法に係り、より詳細には、熱転写機を用いて電池セルの表面に情報を印刷する方法であって、離型紙上に情報を表示する粘着層が積層されている熱転写フィルムが巻き取られている熱転写ローラーから熱転写フィルムを引き取る過程、前記熱転写フィルムを電池セルの一面上に位置させる過程、前記熱転写フィルムに熱と圧力を加え、電池セルの一面上に熱転写フィルムの粘着層を付着させる過程、及び離型紙ローラーによって熱転写フィルムの離型紙を巻き取る過程を含む電池セル表面印刷方法に関する。
モバイル機器に対する技術開発及び需要の増加に伴い、二次電池の需要も急増しており、その中でも、エネルギー密度及び作動電圧が高く、保存及び寿命特性に優れたリチウム二次電池は、各種モバイル機器はもとより、様々な電子製品のエネルギー源として広く使用されている。
二次電池は、それが使用される外部機器の種類によって、挿入と離脱が自由な着脱式構造で使用されたり、外部機器の内部に埋め込まれる形態の内蔵型構造で使用されたりする。例えば、ノートパソコンのようなデバイスは、ユーザの必要性によって電池の挿入及び離脱が可能である一方、一部の携帯電話、ＭＰ３（ＭＰＥＧ Ａｕｄｉｏ Ｌａｙｅｒ−３）のようなデバイスは、その構造及び容量の問題により内蔵型電池パックの使用が要求されることもある。
このような二次電池の表面には、電池の特性、性能、及び用途などを確認できるように、二次電池に関する製品情報を表示する。すなわち、二次電池の種類、電圧、容量などの製品情報を電池の表面に印刷し、二次電池の製品情報を容易に確認できるようにすることによって、不適切な使用を防止し、性能を予想できるようにしている。
前記製品情報を二次電池に表示する方法は多様であり、例えば、製品情報が印刷されたラベルを電池の表面に付着させる方法を挙げることができるが、付着過程で表面に気泡が発生したり、付着したラベルが再び分離されたりする問題が発生している。
また、最近になって、ＰＡＤプリント方式を使用して二次電池の表面に製品情報を印刷しているが、ＰＡＤプリント作業の条件を設定する際に、様々な変数による過度の設定時間が必要であり、維持管理も困難になる。そして、ＰＡＤプリントの後にＵＶ照射過程が必要であるため、これによる装備及び工程の実行によるコストが発生するという欠点がある。
したがって、このような問題点を根本的に解決できる技術に対する必要性が高い実情である。
本発明は、上記のような従来技術の問題点及び過去から要請されてきた技術的課題を解決することを目的とする。
具体的に、本発明の目的は、簡単な工程で二次電池の表面に製品情報を印刷することができる電池セル表面印刷方法を提供することである。
本発明の他の目的は、前記電池セル表面印刷方法で電池セルの情報が印刷された電池セルを提供することである。
このような目的を達成するための本発明に係る電池セル表面印刷方法は、
熱転写機を用いて電池セルの表面に情報を印刷する方法であって、
離型紙上に情報を表示する粘着層が積層されている熱転写フィルムが巻き取られている熱転写ローラーから熱転写フィルムを引き取る過程；
前記熱転写フィルムを電池セルの一面上に位置させる過程；
前記熱転写フィルムに熱と圧力を加え、電池セルの一面上に熱転写フィルムの粘着層を付着させる過程；及び
離型紙ローラーによって熱転写フィルムの離型紙を巻き取る過程；
を含むことを特徴とする。
熱転写機を用いて電池セルの表面に情報を印刷する方法であって、
離型紙上に情報を表示する粘着層が積層されている熱転写フィルムが巻き取られている熱転写ローラーから熱転写フィルムを引き取る過程；
前記熱転写フィルムを電池セルの一面上に位置させる過程；
前記熱転写フィルムに熱と圧力を加え、電池セルの一面上に熱転写フィルムの粘着層を付着させる過程；及び
離型紙ローラーによって熱転写フィルムの離型紙を巻き取る過程；
を含むことを特徴とする。
したがって、本発明に係る電池セル表面印刷方法は、従来の電池セルに電池セル情報を印刷する過程、すなわち、ラベルを付着するか、またはＰＡＤプリント方式を使用する過程で発生する気泡の発生、剥離、または装備構成による高いコストなどの問題点を解決して、簡単な過程と低いコストでも電池セルの表面に電池セル情報を印刷することができる効果を提供する。
前記電池セルの表面に情報を印刷する熱転写機は、
熱転写フィルムが巻き取られている熱転写ローラー；
前記電池セル上で熱転写ローラーから引き取られた熱転写フィルムに熱と圧力を加えるヒートスタンプ；
電池セルに対する熱転写が行われた後、離型紙を巻き取る離型紙ローラー；及び
多数の電池セルに対して熱転写を順次行うことができるように電池セルを移送する電池セル移送部；
を含む構造で構成されてもよい。
熱転写フィルムが巻き取られている熱転写ローラー；
前記電池セル上で熱転写ローラーから引き取られた熱転写フィルムに熱と圧力を加えるヒートスタンプ；
電池セルに対する熱転写が行われた後、離型紙を巻き取る離型紙ローラー；及び
多数の電池セルに対して熱転写を順次行うことができるように電池セルを移送する電池セル移送部；
を含む構造で構成されてもよい。
ここで、前記ヒートスタンプは、電池セルの化学的変化を起こさない温度で熱転写過程を行うことができ、詳細には、摂氏３０度〜６０度の温度で熱転写を行うことができる。前記温度が３０度未満の温度で熱転写が行われる場合、熱転写フィルムにおいて、粘着層の一部が電池セルに付着しないことがあり、６０度を超える温度で熱転写が行われる場合、電池セルが劣化して、電極活物質と電解液の反応が促進されることがあり、それによって発生するガスで電池セルが膨張し得るため、好ましくない。
また、前記ヒートスタンプは、０．５ｂａｒ〜１．５ｂａｒの圧力で熱転写フィルムと電池セルを加圧することができる。前記圧力が０．５ｂａｒ未満である場合、粘着層の付着が容易でなく、１．５ｂａｒを超える場合、電池セルの電極が歪んだり破損したりすることがあるため、好ましくない。
一方、前記熱転写機を使用して電池セルの表面に情報を印刷する具体的な過程は、次の通りである。
まず、熱転写ローラーから熱転写フィルムを引き取った後、前記熱転写フィルムを電池セルの一面上に位置させる。その後、ヒートスタンプを用いて電池セル上に熱転写フィルムが付着するように熱と圧力を加える。熱転写フィルムにおける粘着層が電池セルに付着し、残った離型紙は離型紙ローラーで巻き取られる。
このとき、前記熱転写フィルムの粘着層は、離型紙上で一定の間隔で形成されており、電池セルは、電池セル移送部を通じて、熱転写が順次行われるように移動する。したがって、熱転写ローラーと離型紙ローラーの回転、及び電池セル移送部の作動によって連続的に電池セルの表面に熱転写過程を行うことが可能である。
前記熱転写フィルムは、離型紙上に粘着層が形成されている構造であって、前記粘着層は、接着層及び印刷層が積層された構造で形成されてもよい。前記印刷層には電池セルの情報が印刷されており、前記接着層は、熱と圧力の印加時に前記印刷層を電池セルの表面に接着させる構造で形成されてもよい。
前記印刷層の素材は、特に限定されず、例えば、紙、高分子樹脂、または金属などで形成されてもよい。
また、前記印刷層の電池セル情報は、例えば、電池セルの製造会社、ロゴ、製造年月日、電池セルの種類、電圧、容量のうち１つ又は２つ以上の組み合わせを含むことができ、前記電池セル情報の一部または全部は、別途の認識装置によって認識されるコードで形成されてもよい。例えば、前記電池セル情報の一部または全部は、バーコード、ＱＲコード（登録商標）などで形成されてもよい。
前記電池セルは、その種類が特に限定されず、例えば、電解液が含浸されており、正極、負極、及び前記正極と負極との間に介在した分離膜構造の電極組立体が角形缶またはラミネートシートのパウチ型ケースに内蔵されている構造で形成されてもよい。
すなわち、前記電池セルは、角形缶に電極組立体が収納された角型電池セルであるか、またはラミネートシートのパウチ型ケースに電極組立体が収納された構造のパウチ型電池セルであってもよい。
前記角形缶は、例えば、上端が開放された直方体構造で形成され得、前記角形缶に電極組立体を収納した後、上端に絶縁性キャップを結合して角型電池セルを製造することができる。
前記ラミネートシートは、優れた耐久性の樹脂層、遮断性の金属層、及び熱溶融性の樹脂シーラント層を含むラミネートシートからなっており、前記樹脂層が互いに熱融着される形態であってもよい。
前記樹脂層は、外部環境から優れた耐性を有しなければならないので、所定以上の引張強度及び耐候性を有することが必要である。そのような観点から、外側樹脂層の高分子樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と延伸ナイロンフィルムが使用されてもよいが、これらのみに限定されるものではない。
前記金属層は、ガス、湿気などの異物の流入乃至漏れを防止する機能以外に、電池ケースの強度を向上させる機能を発揮できるように、例えば、アルミニウムを使用することができる。
前記樹脂シーラント層は、例えば、熱融着性（熱接着性）を有し、電解液の浸透を抑制するために吸湿性が低く、電解液によって膨張したり腐食したりしないポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）系樹脂が使用されてもよく、一具体例において、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）が使用され得る。
本発明において、前記電池セルは、エネルギー密度が高く、放電電圧が大きいリチウム二次電池であってもよい。前記リチウム二次電池の例として、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池などを挙げることができ、また、ニッケル水素二次電池も含まれ得る。
本発明はまた、前記電池セル表面印刷方法で情報が印刷されたことを特徴とする電池セルを提供する。
本発明はまた、前記電池セルを電源として含んでいることを特徴とするデバイスを提供する。
前記電池セルを使用できるデバイスの具体的な例としては、携帯電話、携帯用コンピュータ、スマートフォン、スマートパッド、ネットブック、ＬＥＶ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、または電力貯蔵装置などのようなデバイスを挙げることができる。
前記のようなデバイスの構造は当業界に公知となっているので、本明細書では、それについての具体的な説明を省略する。
以下、本発明の実施例に係る図面を参照して本発明をさらに詳述するが、これは本発明のより容易な理解のためのもので、本発明の範疇がそれによって限定されるものではない。
図１には、本発明の一実施例に係る電池セル表面印刷過程に関する模式図が示されており、図２には、電池セル表面印刷方法に関するフローチャートが示されている。
図１及び図２を参照すると、熱転写機１００は、熱転写フィルム２００が巻き取られる熱転写ローラー１１０、電池セル３０４上で熱転写ローラー１１０から引き取られた熱転写フィルム２００に熱と圧力を加えるヒートスタンプ１３０、電池セル３０４に対する熱転写が行われた後、離型紙２１０を巻き取る離型紙ローラー１２０、及び多数の電池セル３０２，３０４，３０６に対して熱転写を順次行うことができるように電池セル３０２，３０４，３０６を移送する電池セル移送部（図示せず）を含む構造で構成されている。
このような熱転写機１００を使用して電池セル３０２，３０４，３０６の表面印刷を行う過程は、次の通りである。
まず、離型紙２１０上に粘着層２２０が積層されている熱転写フィルム２００を製造する。粘着層２２０は、電池セルの情報が印刷されている印刷層、及び熱転写過程で電池セルに付着する接着層を含んでおり、このような粘着層２２０が離型紙２１０上で一定の間隔で配置されるように熱転写フィルム２００が製造される。
製造された熱転写フィルム２００は、熱転写機１００の熱転写ローラー１１０に設置される。その後、熱転写ローラー１１０に設置された熱転写フィルム２００が引き取られ、熱転写フィルム２００の粘着層２２０が電池セル３０４の一面上に位置するように配置させる。その後、ヒートスタンプ１３０で熱転写フィルム２００に４０℃〜５０℃の温度の熱と１ｂａｒの圧力を加えることで、熱転写フィルム２００の粘着層２２０を電池セル３０４の一面上に付着させ、粘着層２２０が分離されて残った離型紙２１０は、離型紙ローラー１２０に巻き取られる。
電池セル移送部は、転写過程を通じた表面印刷が順次行われ得るように電池セル３０２，３０４，３０６を移動させる。したがって、熱転写ローラー１１０と離型紙ローラー１２０の回転、及び電池セル移送部の作動によって、連続的に電池セル３０４の表面に熱転写過程を行うことが可能である。
図３には、本発明の一実施例に係る電池セル表面印刷方法で電池セルの情報が印刷された電池セルの模式図が示されている。
図３を参照すると、電池セル３００は、一側が開放された直方体構造の角型電池セルケース３１０に電極組立体が内蔵されており、電池セルケース３１０の開放された一側にはキャッププレート３２０が結合されている。電池セルケース３１０の一面には電池セル情報３３０が印刷されており、このような電池セル情報は、図１及び図２の説明による過程により印刷される。
電池セル情報３３０は、製造会社、ロゴ、製造年月日、電池セルの種類、電圧、容量、または使用時の注意事項などを含み、このような電池セル情報の一部はバーコード３３２で表示されている。
本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、上記内容に基づいて本発明の範疇内で様々な応用及び変形を行うことが可能であろう。
以上で説明したように、本発明に係る電池セル表面印刷方法は、従来の電池セルに電池セル情報を印刷する過程、すなわち、ラベルを付着するか、またはＰＡＤプリント方式を使用する過程で発生する気泡の発生、剥離、または装備構成による高いコストなどの問題点を解決して、簡単な過程と低いコストでも電池セルの表面に電池セル情報を印刷することができる効果を提供する。
１００ 熱転写機、１１０ 熱転写ローラー、１２０ 離型紙ローラー、１３０ ヒートスタンプ、２００ 熱転写フィルム、２１０ 離型紙、２２０ 粘着層、３００，３０２，３０４，３０６ 電池セル、３３０ 電池セル情報、３３２ バーコード、
Claims (10)
- 熱転写機を用いて、最外層に樹脂層を含むパウチ型電池セルの表面に情報を印刷する方法であって、
離型紙上に情報を表示する粘着層が積層されている熱転写フィルムが巻き取られている熱転写ローラーから熱転写フィルムを引き取る過程と、
前記熱転写フィルムを電池セルの一面上に位置させる過程と、
前記熱転写フィルムに熱と圧力を加え、電池セルの一面上に熱転写フィルムの粘着層を付着させる過程であって、前記粘着層は、電池セルの情報が表示されている印刷層、及び前記印刷層を電池セルに接着させる接着層を含み、前記印刷層が、前記接着層に対して前記電池セルから離れる側に位置する、過程と、
離型紙ローラーによって熱転写フィルムの離型紙を巻き取る過程と、
を含み、
前記熱転写機は、
熱転写フィルムが巻き取られている熱転写ローラーと、
前記電池セル上で熱転写ローラーから引き取られた熱転写フィルムに熱と圧力を加えるヒートスタンプと、
電池セルに対する熱転写が行われた後、離型紙を巻き取る離型紙ローラーと、
多数の電池セルに対して熱転写を順次行うことができるように電池セルを移送する電池セル移送部と、
を含む構造からなり、
前記ヒートスタンプは、摂氏３０度〜６０度の温度で熱転写を行い、
前記ヒートスタンプは、０．５ｂａｒ〜１．５ｂａｒの圧力で熱転写フィルムと電池セルを加圧し、
複数の前記粘着層が、前記離型紙上で一定の間隔で形成されており、
連続的に電池セルの表面に熱転写過程を行うことができるように、前記電池セル移送部の作動によって電池セルが移動し、且つ、前記熱転写ローラーと前記離型紙ローラーの回転によって前記粘着層が移動することを特徴とする、電池セル表面印刷方法。 - 前記印刷層は、紙、高分子樹脂または金属で形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル表面印刷方法。
- 前記印刷層の電池セル情報は、電池セルの製造会社、ロゴ、製造年月日、及び電池セルの種類のうち１つ又は２つ以上の組み合わせを含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池セル表面印刷方法。
- 前記印刷層の電池セル情報は、電池セルの製造会社、製造年月日、及び電池セルの種類に関する情報のうち少なくとも１つ以上が入力されたバーコードを含むことを特徴とする、請求項１に記載の電池セル表面印刷方法。
- 前記電池セルは、電解液が含浸されており、正極、負極、及び前記正極と負極との間に介在した分離膜構造の電極組立体がラミネートシートのパウチ型ケースに内蔵されている電池セルであることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル表面印刷方法。
- 前記ラミネートシートは、樹脂層と金属層を含むラミネートシートであることを特徴とする、請求項５に記載の電池セル表面印刷方法。
- 前記電池セルはリチウム二次電池であることを特徴とする、請求項１に記載の電池セル表面印刷方法。
- 請求項１〜７のいずれかに記載の電池セル表面印刷方法で電池セル情報が印刷されたことを特徴とする、最外層に樹脂層を含むパウチ型電池セルの製造方法。
- パウチ型電池セルを電源として含んでいるデバイスの製造方法であって、前記パウチ型電池セルが、請求項８に記載のパウチ型電池セルの製造方法によって製造されることを特徴とする、デバイスの製造方法。
- 前記デバイスは、携帯電話、携帯用コンピュータ、スマートフォン、スマートパッド、ネットブック、ＬＥＶ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、及び電力貯蔵装置から選択されることを特徴とする、請求項９に記載のデバイスの製造方法。
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