JP6535388B2 - 二次電池のシール装置 - Google Patents

Description

関連出願との相互引用
本出願は、2015年8月27日付韓国特許出願第10−2015−0121184号及び2016年8月25日付韓国特許出願第10−2016−0108595号に基づいた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含まれる。
技術分野
本発明は、二次電池のシール装置に関し、特にパウチのシール面の熱融着の際、前記シール面の内側に備えられた樹脂層が前記シール面の外部に漏れ出ることを防止した二次電池のシール装置に関する。

一般に、二次電池（secondary battery）は、充電が不可能な一次電池とは違って充電及び放電が可能な電池をいい、このような二次電池は携帯電話、ノートパソコン及びカムコーダーなどの先端電子機器の分野で広く用いられている。

従来の技術に係る二次電池は、電極組立体、電極組立体が収容されるパウチを含み、前記電極組立体は正極、分離膜及び負極で設けられ、前記パウチは、電極組立体が収容される収容部と、前記収容部の周面を封止するシール面とで構成される。

そして、前記パウチは、内部樹脂層、金属層、外部樹脂層で設けられ、前記内部及び外部樹脂層は外部から金属層を保護し、金属層は絶縁性を高める。

しかし、従来の技術に係る二次電池は、前記電極組立体を前記パウチの収容部に収容した状態で前記パウチのシール面を熱融着して封止するところ、このとき、前記シール面の内部樹脂層が共に溶融されるに伴って前記シール面の外部に漏れ出てしまう問題があった。特に溶融された内部樹脂層が前記収容部に漏れ出る場合、電極組立体との接触に伴って電極組立体の毀損が発生する問題があった。

本発明は、このような問題を解決するために案出されたものであって、パウチのシール面を熱融着するとき、前記シール面に備えられた内側樹脂層を冷却して前記パウチの外部に漏れ出ることを防止した二次電池のシール装置の提供に目的がある。

前記のような目的を達成するための本発明に係る二次電池のシール装置は、電極組立体が収容されたパウチのシール面を熱融着して封止するシール部材；及び、前記シール面を冷却する冷却部材を含むことができる。

前記シール部材は、前記シール面の上面と下面を同時に熱融着して封止することができる。

前記冷却部材は、前記シール面の上面と下面を同時に冷却することができる。

前記冷却部材は、前記シール部材を挟んで前記シール面の内側端部と外側端部をそれぞれ冷却する内側冷却部と外側冷却部とで設けられてよい。

前記内側冷却部と前記外側冷却部は、互いに異なる冷却温度を有することができる。

前記シール面の内側端部に設けられた前記内側冷却部は、前記外側冷却部より高い冷却温度を有することができる。

前記内側冷却部と外側冷却部は、互いに異なる冷却面積を有することができる。

前記シール面の内側端部に設けられた前記内側冷却部は、前記外側冷却部より大きい冷却面積を有することができる。

前記冷却部材と前記シール部材は密着されないように配置されることによって、前記冷却部材と前記シール部材の間に断熱及び変形空間を確保することができる。

前記冷却部材と前記シール部材の間には断熱材が含まれてよい。

本発明には、下記のような効果がある。
第一：シール部材と冷却部材を含むシール装置を設けることにより、パウチのシール面を熱融着して封止するとともに、シール面の内側樹脂層を冷却してパウチの内部に漏れ出ることを防止し、よって、内側樹脂層と電極組立体が接触されることを防止することができる。

第二：シール部材は一対で設け、シール面の両面を同時に熱融着して封止することによって封止力を高めることができる。

第三：冷却部材は一対で設け、シール面の両面を同時に冷却することによって内側樹脂層の溶融を著しく防止することができる。

本発明に係る二次電池のシール装置を示した図である。 図1に表示されているA部分の拡大図である。 本発明に係る二次電池のシール装置を示した拡大断面図である。 本発明に係るシール装置の他の実施形態を示した断面図である。 本発明に係るシール装置の更に他の実施形態を示した断面図である。

以下、図を参照しながら、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるよう、本発明の実施形態を詳しく説明する。しかし、本発明は多様な異なる形態に具現されてよく、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、図において本発明を明確に説明するため、説明と係わりのない部分は省略し、明細書全体にかけて類似の部分に対しては類似の図面符号を付けた。

二次電池は、図1に示すように、電極組立体10、電極組立体10を収容した状態で互いに組み合わせられる上部ケースと下部ケースで設けられたパウチ20を含む。

そして、パウチ20は、上部ケースと下部ケースが組み合わせられることによって電極組立体10が収容される収容部21と、前記収容部21の縁面に備えられ、熱融着して封止されるシール面22とで設けられる。

さらに、パウチ20は、絶縁性と安全性のため、内部樹脂層20a、金属層20b、外部樹脂層20cの積層構造を有する。

このような二次電池は、図2に示すように、電極組立体10をパウチ20の収容部21に収容した状態でシール面22を熱融着して封止する。このとき、本発明に係る二次電池用シール装置100を利用する。

本発明に係る二次電池用シール装置100は、図2に示すように、電極組立体10が収容されたパウチ20のシール面22を熱融着して封止するシール部材110を含む。

つまり、本発明に係る二次電池用シール装置100は、高温で加熱されたシール部材110を利用してパウチ20のシール面22を加圧するとともに熱融着させて封止する。

ここで、シール部材110は一対で構成されるので、シール面22の上面と下面を同時に加圧しながら熱融着し、よって、シール面22の封止力を高めることができる。

一方、本発明に係る二次電池用シール装置100は、シール部材110を利用してシール面22を熱融着するとき、シール部材110の熱源によってシール面22内側の内部樹脂層20aが溶融され、溶融された内部樹脂層20aは、シール面22の外部に漏れ出るという問題点があった。特に内部樹脂層20aが収容部21に漏れ出る場合、内部樹脂層20aと電極組立体10の接触によって電極組立体10が毀損されるという問題点があった。

このような問題を解決するため、本発明に係る二次電池のシール装置100は、シール部材110によって溶融された内部樹脂層20aがシール面22の外部に漏れ出ないように冷却する冷却部材120を備える。つまり、冷却部材120は、シール面22の内側端部（図3で見た時、シール面の右側端部）と外側端部（図3で見た時、シール面の左側端部）をそれぞれ冷却する。

より詳しく説明すると、冷却部材120は、シール部材110を挟んでシール面22の内側端部と外側端部をそれぞれ冷却する内側冷却部121と外側冷却部122とで構成される。つまり、シール部材110は、シール面22内側の内部樹脂層20aを溶融して封止する傍ら、内側冷却部121と外側冷却部122は、シール面22の内側端部と外側端部を冷却して溶融された内部樹脂層20aが、シール面22の内側端部と外側端部に漏れ出ることを防止する。特に、冷却部材120は、シール面22の外側方向と収容部の方向に漏れ出ることを全て防止することができる。

ここで、冷却部材120は一対で構成されるので、シール面22の上面と下面を同時に冷却し、よって、シール面22をより効果的に冷却することができる。

一方、冷却部材120において、内側冷却部121と外側冷却部122は互いに異なる冷却温度を有する。つまり、シール面22の内側端部と外側端部は互いに異なる厚さを有することができ、内側端部と外側端部の厚さの差に従って内側冷却部121と外側冷却部122の冷却温度を別々に調節し、シール面22内側の内部樹脂層20aをより効果的に冷却することができる。

第一の例として、シール面22の内側端部に設けられた内側冷却部121は、シール面22の外側端部に設けられた外側冷却部122より高い冷却温度を有し、よって、シール面22の内側端部に位置した内部樹脂層20aをより効果的に冷却し、収容部の方向に内部樹脂層20aが漏れ出ることを防止することができる。

第二の例として、シール面22は、内側端部から外側端部に行くほど漸次厚さが小さくなる形態を有し、よって、シール面22の内側端部を冷却する内側冷却部121の冷却温度は、シール面22の外側端部を冷却する外側冷却部122の冷却温度より高く設定して冷却効率性を高めることができる。

一方、シール面22の内側端部に設けられた内側冷却部121は、外側冷却部122 より大きい冷却面積を有する。つまり、シール面22の内側端部に内側樹脂層20aが漏れ出る場合に電極組立体が毀損されるという問題点があるため、内側冷却部121の冷却面積を外側冷却部122の冷却面積より大きく形成してシール面22の内側端部に位置した内側樹脂層20aを効果的に冷却することができ、よって、収容部の方向に内部樹脂層20aが漏れ出ることを防止することができる。一方、冷却部材120とシール部材110は、図4に示すように、密着しないように配置し、よって、冷却部材120とシール部材110の間に断熱及び変形空間を確保する。つまり、前記断熱及び変形空間によって冷却部材120とシール部材110の熱または冷気の交換を防止することができる。例えば、シール部材110の高温が冷却部材120に伝えられることによって冷却温度が上昇し得るが、断熱及び変形空間を介して熱の伝達を遮断し、冷却部材120の冷却温度が低くなることを防止することができる。

特に、シール部材110と冷却部材120の間の前記断熱及び変形空間に、溶融された内側樹脂層20aを含むシール面22が押し出されることにより、内側樹脂層20aの外部へ漏れ出るのを著しく防止することができる。

一方、冷却部材120とシール部材110の間の断熱及び変形空間には、図5に示すように、断熱材130が含まれてよく、断熱材130は、冷却部材120とシール部材110の熱または冷気の交換を効果的に遮断することができる。このような構成を有する本発明に係る二次電池のシール装置100は、パウチのシール面を熱融着するとしてもシール面内側の内部樹脂層20aが溶融して漏れ出ることを防止することができ、よって、内部樹脂層20aと電極組立体10が接触されることを防止し、電極組立体20aの毀損を防止することができる。

つまり、本発明に係る二次電池のシール装置100は、シール工程の際にシール部材110がパウチを封止するとともに、内側冷却部121と外側冷却部122を含む冷却部材120がシール面の両端部を冷却し、よって、シール部材110の両端部の樹脂は冷却部材120により冷却されて固化されるので、中央部の樹脂が溶融されても外部に流れ出すことを防止することができる。

本発明の範囲は、前記詳細な説明というよりはむしろ、後述する特許請求の範囲によって表され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその均等概念から導き出される多様な実施形態が可能である。

Claims (9)

1. 電極組立体が収容されたパウチのシール面を熱融着して封止するシール部材；及び、 前記シール面を冷却する冷却部材を含み、
   前記冷却部材は、前記シール部材を挟んで前記シール面の内側端部と外側端部をそれぞれ冷却する内側冷却部と外側冷却部とで設けられる、
   ことを特徴とする、二次電池のシール装置。
2. 前記シール部材は、前記シール面の上面と下面を同時に熱融着して封止することを特徴とする、請求項1に記載の二次電池のシール装置。
3. 前記冷却部材は、前記シール面の上面と下面を同時に冷却することを特徴とする、請求項1に記載の二次電池のシール装置。
4. 前記内側冷却部と前記外側冷却部は、互いに異なる冷却温度を有することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池のシール装置。
5. 前記シール面の内側端部に設けられた前記内側冷却部は、前記外側冷却部より高い冷却温度を有することを特徴とする、請求項４に記載の二次電池のシール装置。
6. 前記内側冷却部と外側冷却部は、互いに異なる冷却面積を有することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池のシール装置。
7. 前記シール面の内側端部に設けられた前記内側冷却部は、前記外側冷却部より大きい冷却面積を有することを特徴とする、請求項６に記載の二次電池のシール装置。
8. 前記冷却部材と前記シール部材は密着しないように配置されることによって、前記冷却部材と前記シール部材の間に断熱及び変形空間を確保することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池のシール装置。
9. 前記冷却部材と前記シール部材の間には断熱材が含まれることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池のシール装置。

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