JP7362185B2 - パウチ型電池ケースおよびその成形装置、パウチ型二次電池 - Google Patents

Description

本発明は、パウチ型電池ケースおよびその成形装置、パウチ型二次電池に関し、より詳細には、ダイエッジと電極タブの干渉が発生することを防止することができるパウチ型電池ケースおよびその成形装置、パウチ型二次電池に関する。また、パウチ型電池ケースのコーナ部におけるしわの発生を防止し、サイドフォールディング部での白化現象の除去および絶縁割れの恐れの減少を果たすことができるパウチ型電池ケースおよびその成形装置、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、ポータブルＤＶＤプレイヤー（Ｐ－ＤＶＤ）、ＭＰ３プレイヤー（ＭＰ３Ｐ）、携帯電話、ＰＤＡ、携帯型ゲーム機（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｇａｍｅ Ｄｅｖｉｃｅ）、電動工具（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のような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質に応じて、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、柔軟なポリマー材質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質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、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、プレス装備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、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ー層は金属で製造される。しかし、仮に水分バリアー層の成形性を向上させてカップ部の外壁が垂直に近くなり、カップ部のエッジの曲率半径を改善する場合、エッジのうちダイエッジが電極タブを圧迫し、ダイエッジと電極タブとの間に干渉が発生する問題があった。

また、ダイエッジの曲率半径をブリッジ部の曲率半径とは無関係に決定するため、パウチ型電池ケースのコーナ部にしわが発生し、サイドフォールディング部で白化現象および絶縁割れの恐れがあって問題となった。

韓国公開公報第２０１７－０１２４８８２号

本発明が解決しようとする課題は、ダイエッジと電極タブの干渉が発生することを防止することができるパウチ型電池ケースおよびその成形装置、パウチ型二次電池を提供することである。

また、本発明が解決しようとする課題は、パウチ型電池ケースのコーナ部におけるしわの発生を防止し、サイドフォールディング部での白化現象の除去および絶縁割れの恐れの減少を図ることができるパウチ型電池ケースおよびその成形装置、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、言及されていない更なる他の課題は、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と、前記カップ部の外壁と前記外壁から延びるサイドを互いに連結する複数のダイエッジとを含み、少なくとも一つの前記ダイエッジは、第１曲率半径でラウンド状に形成される第１領域と、前記第１曲率半径の大きさ以下の第２曲率半径でラウンド状に形成される第２領域とを含む。

また、前記第１曲率半径は、１．７ｍｍ～２．７ｍｍであることができる。

また、前記第２曲率半径は、１．２ｍｍ以下であることができる。

また、前記第２曲率半径は、０．７ｍｍ以下であることができる。

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、合金番号ＡＡ８０ＸＸ系のアルミニウム合金を含む金属で製造され、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ー層とを含み、前記水分バリアー層は、厚さが５０～８０μｍであり、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、前記カップ部は、特定の深さ以上の深さを有することができる。

また、前記特定の深さは、前記カップ部が一つ形成された場合には７ｍｍ、前記カップ部が二つ形成された場合には６．５ｍｍであることができる。

また、前記カップ部は、特定の深さ以下の深さを有することができる。

また、前記第１領域は、互いに対向する二つの前記ダイエッジにそれぞれ一つずつ形成されることができる。

また、前記第１領域は、一つの前記ダイエッジに複数形成されることができる。

また、前記第２領域は、複数の前記第１領域の間に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を含む電池ケースとを含み、前記電池ケースは、前記カップ部の外壁と前記外壁から延びるサイドを互いに連結する複数のダイエッジを含み、少なくとも一つの前記ダイエッジは、第１曲率半径でラウンド状に形成される第１領域と、前記第１曲率半径の大きさ以下の第２曲率半径でラウンド状に形成される第２領域とを含む。

また、前記第１領域には、前記電極組立体の一側から突出した電極タブが載置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電池ケース成形装置は、上面にパウチフィルムが載置され、前記上面から内側に陥没形成された少なくとも一つの成形空間を含むダイと、前記成形空間の上方に配置され、下降して前記パウチフィルムを前記成形空間に挿入し、成形するパンチとを含み、前記ダイは、前記成形空間と前記上面を互いに連結する複数の加圧エッジを含み、少なくとも一つの前記加圧エッジは、第３曲率半径でラウンド状に形成される第３領域と、前記第３曲率半径の大きさ以下の第４曲率半径でラウンド状に形成される第４領域とを含む。

また、前記第３曲率半径は、１．５ｍｍ～２．５ｍｍであることができる。

また、前記第４曲率半径は、１ｍｍ以下であることができる。

本発明の他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と、カップ部の外壁と外壁から延びるサイドを互いに連結する複数のダイエッジとを含み、複数のダイエッジは、第１曲率半径ｒ１でラウンド状に形成され、電極から延びる電極タブが位置する第１領域と、第１領域以外の領域として、第１曲率半径ｒ１の大きさ以下の一つ以上の第２曲率半径ｒ２、ｒ３、ｒ４でラウンド状に形成される第２領域とを含み、第２領域は、第１領域を基準に内側領域と外側領域とに分けられ、内側領域での曲率半径ｒ２と外側領域での曲率半径ｒ３、ｒ４は互いに異なる。

カップ部は、フォールディングによって電極組立体を収容するように形成された第１カップ部と第２カップ部を含み、第１カップ部と第２カップ部との間には、第１カップ部と第２カップ部を連結するブリッジが形成され、ブリッジが延びる方向と平行な方向に互いに対向する二つのダイエッジである第１ダイエッジと第２ダイエッジに第１領域がそれぞれ形成されることができる。

内側領域は、第１領域を基準に外側領域よりブリッジに近い領域であることができる。

外側領域での曲率半径ｒ３、ｒ４が内側領域での曲率半径ｒ２より大きいことができる。

ブリッジでの曲率半径ｂ１と内側領域での曲率半径ｒ２は互いに同一であることができる。

ブリッジでの曲率半径ｂ１と内側領域での曲率半径ｒ２は、０．３ｍｍ～０．７ｍｍであることができる。

ブリッジでの曲率半径ｂ１と内側領域での曲率半径ｒ２は、０．４５ｍｍ～０．５５ｍｍであることができる。

外側領域は、ブリッジと対向するダイエッジである第３ダイエッジ上の領域であるメイン外側領域と、メイン外側領域と第１領域との間を連結する連結外側領域とを含み、メイン外側領域での曲率半径ｒ３と連結外側領域での曲率半径ｒ４は互いに同一であることができる。

メイン外側領域での曲率半径ｒ３と連結外側領域での曲率半径ｒ４は、１ｍｍ以上の値を有し、第１領域での曲率半径ｒ１は、１．５ｍｍ～２．５ｍｍであることができる。

本発明の更なる他の実施形態によるパウチ型電池ケースを製造する電池ケース成形装置は、上面にパウチフィルムが載置され、上面から内側に陥没形成された少なくとも一つの成形空間を含むダイと、成形空間の上方に配置され、下降してパウチフィルムを成形空間に挿入し、成形するパンチとを含み、ダイは、成形空間と上面を互いに連結する複数の加圧エッジを含み、複数の加圧エッジは、第３曲率半径でラウンド状に形成され、第１領域を成形する領域である第３領域と、第３領域以外の領域として、第３曲率半径の大きさ以下の一つ以上の第４曲率半径でラウンド状に形成される第４領域とを含み、第４領域は、第３領域を基準にダイ内側領域とダイ外側領域とに分けられ、ダイ内側領域での曲率半径とダイ外側領域での曲率半径は互いに異なる。

成形空間は、カップ部を成形するための第１成形空間と第２成形空間を含み、第１成形空間と第２成形空間との間には、第１成形空間と第２成形空間を連結するダイブリッジが形成され、ダイブリッジが延びる方向と平行な方向に互いに対向する二つの加圧エッジである第１加圧エッジと第２加圧エッジに第３領域がそれぞれ形成されることができる。

ダイ内側領域は、第３領域を基準に、ダイ外側領域よりダイブリッジに近い領域であることができる。

ダイ外側領域での曲率半径がダイ内側領域での曲率半径より大きいことができる。

ダイブリッジでの曲率半径とダイ内側領域での曲率半径は互いに同一であることができる。

ダイブリッジでの曲率半径とダイ内側領域での曲率半径は、０．３ｍｍ～０．７ｍｍであることができる。

ダイブリッジでの曲率半径とダイ内側領域での曲率半径は、０．４５ｍｍ～０．５５ｍｍであることができる。

ダイ外側領域は、ダイブリッジと対向する加圧エッジである第３加圧エッジ上の領域であるメインダイ外側領域と、メインダイ外側領域と第３領域との間を連結する連結ダイ外側領域とを含み、メインダイ外側領域での曲率半径と連結ダイ外側領域での曲率半径は互いに同一であることができる。

メインダイ外側領域での曲率半径と連結ダイ外側領域での曲率半径は、１ｍｍ以上の値を有し、第３領域での曲率半径は、１．５ｍｍ～２．５ｍｍであることができる。

本発明の更なる他の実施形態によるパウチ型電池ケースを含む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、電極組立体を内部に収容するカップ部を含む電池ケースとを含み、電池ケースは、カップ部の外壁と外壁から延びるサイドを互いに連結する複数のダイエッジを含み、複数のダイエッジは、第１曲率半径ｒ１でラウンド状に形成され、電極から延びる電極タブが位置する第１領域と、第１領域以外の領域として、第１曲率半径ｒ１の大きさ以下の一つ以上の第２曲率半径ｒ２、ｒ３、ｒ４でラウンド状に形成される第２領域とを含み、第２領域は、第１領域を基準に内側領域と外側領域とに分けられ、内側領域での曲率半径ｒ２と外側領域での曲率半径ｒ３、ｒ４は互いに異なる。

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、少なくとも下記のような効果がある。

ダイエッジで電極タブが載置される第１領域は、相対的に大きい第１曲率半径でラウンド状に形成され、電極タブが載置されない第２領域は、相対的に小さい第２曲率半径でラウンド状に形成されることで、カップ部の外壁が垂直に近くなり、カップ部のダイエッジの曲率半径が減少しても、ダイエッジと電極タブとの間に干渉が発生することを防止することができる。

また、パウチ型電池ケースのコーナ部におけるしわの発生を防止し、サイドフォールディング部での白化現象の除去および絶縁割れの恐れの減少を図ることができる。

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含量による引張強度Ｒｍ、延伸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。 本発明の比較例によるダイエッジと電極タブを拡大した概略図である。 本発明の一実施形態による電池ケースの部分平面図である。 本発明の一実施形態による電池ケースのカップ部に電極組立体を挿入した様子を示す部分平面図である。 本発明の一実施形態によるダイエッジの第１領域と電極タブ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のダイエッジの第２領域と電極タブを拡大した概略図である。 本発明の一実施形態による成形装置の概略図である。 本発明の一実施形態によるダイの部分拡大図である。 本発明の他の実施形態による電池ケースの斜視図である。 本発明の他の実施形態による電池ケースを製造する成形装置の斜視図である。

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。

他の定義がなければ、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の引張強度および延伸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、合金番号ＡＡ８０ＸＸ系のアルミニウム合金を含む金属で製造され、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バリアー層１３５２（図２に図示）とを含み、前記水分バリアー層１３５２は、厚さが５０～８０μｍであり、前記シーラント層１３５１は、厚さが６０～１００μｍである。特に、前記水分バリアー層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、電極およびセパレータ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を製造する。また、セパレータ（Ｓｅｐａｒａｔｏｒ）を電極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。

具体的には、電極組立体（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）１０は、正極および負極の２種の電極と、前記電極を互いに絶縁させるために電極の間に介在されるセパレータとを含む。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種の電極、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メッシュ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。スラリーは、通常、粒状の活物質、補助導体、バインダーおよび可塑剤などが溶媒が添加された状態で撹拌され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で周りが囲まれる。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が熱融着するサイド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、電気が通じ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に付着しやすく、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と、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とを含む。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。これにより、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、互いにその材質が異なることができる。すなわち、正極リード１２１は、正極集電体と同じアルミニウム（Ａｌ）材質であり、負極リード１２２は、負極集電体と同じ銅（Ｃｕ）材質またはニッケル（Ｎｉ）がコーティングされた銅材質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、柔軟性の材質で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１１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、互いに分離されて別に製造されるなど、多様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できるが、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、互いに深さＤが同一であることができるが、これに制限されず、互いに深さＤが相違することもできる。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厚さが厚い電極組立体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ができる。

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、ガス抜き孔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。

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。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。電解質は、二次電池１の充・放電時に電極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有機溶媒類の混合物である非水質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、外力によって変形しやすい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、水分バリアー層（Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｌａｙｅｒ）１３５２と、表面保護層（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）１３５３と、延伸補助層（Ｄｒａｗｉｎｇ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｌａｙｅｒ）１３５４とを含む。

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、前記水分バリアー層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、一部が延伸されて袋状の収容空間１３３１を含むカップ部１３３を形成しながら製造される。また、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間の物質移動を遮断しなければならないため、高いシーリング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、シーラント層１３５１を製造するために主に使用される。さらに、無延伸ポリプロピレン（Ｃａｓｔｅｄ 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成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。仮にシーラント層の厚さが６０μｍより薄いと、シーリング時に内部が破壊するなど、シーリング耐久性が低下する問題があり得る。逆に、仮にシーラント層の厚さが１００μｍより厚いと、パウチ全体の厚さが過剰に厚くなるため、かえって二次電池の体積に対するエネルギー密度が低下し得る。

水分バリアー層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、電解質の漏れを防止する。水分バリアー層１３５２は、金属で製造され、特に、本発明の一実施形態による水分バリアー層１３５２は、合金番号ＡＡ８０ＸＸ系のアルミニウム合金を含む金属で製造されることができる。アルミニウムは、所定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。

従来、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が、鉄の含量が０．７ｗｔ％以下であるため、機械的強度が低いという問題があった。したがって、本発明の一実施形態によると、アルミニウム合金は、合金番号がＡＡ８０ＸＸ系である。このようなアルミニウム合金には、様々な素材が含まれることができる。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。

また、本発明の一実施形態によると、水分バリアー層１３５２の厚さは、５０μｍ～８０μｍであることができ、特に、５５μｍ～６５μｍであることができる。従来、水分バリアー層の厚さが５０μｍより薄くて成形性が低下していた。そのため、パウチフィルム１３５を絞り成形すると、カップ部の深さを深く形成する時に、カップ部の外壁が垂直に近く形成されるのに限界があり、カップ部のエッジの曲率半径を減少させるにも限界があった。

逆に、仮に水分バリアー層の厚さが略８０μｍより厚いと、製造コストが増加するだけでなく、二次電池全体の厚さが過剰に厚くなって、二次電池の体積に対するエネルギー密度が低下する問題がある。仮に二次電池全体の厚さを減少させるためにシーラント層の厚さを６０μｍより薄く減少させると、シーリング耐久性が低下する問題がある。

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、且つ電極組立体１０を外部から電気的に絶縁させる。ここで、最外層とは、前記水分バリアー層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言う。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成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。仮に表面保護層の厚さが５μｍより薄いと、外部絶縁性が低下する問題があり得る。逆に、仮に表面保護層の厚さが２５μｍより厚い場合、パウチ全体の厚さが厚くなるため、かえって二次電池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、前記水分バリアー層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することがある。したがって、表面保護層１３５３と水分バリアー層１３５２を直接接着すると、絞り成形の途中に表面保護層１３５３と水分バリアー層１３５２と剥離されることもある。そのため、水分バリアー層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と水分バリアー層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と水分バリアー層１３５２との間に積層され、表面保護層１３５３と水分バリアー層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、水分バリアー層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成して形成された複合膜構造を有することもできる。

従来、水分バリアー層が略４０μｍの厚さを有しており、これによって、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ー層の厚さの割合が１：２．６７であり、水分バリアー層の厚さの割合が相当高かった。しかし、上述のように、本発明の一実施形態によると、水分バリアー層１３５２が略５０～８０μｍ、特に、５５μｍ～６５μｍの厚さを有するため、水分バリアー層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。仮に２０μｍより薄いと、延伸補助層が水分バリアー層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、仮に５０μｍより厚い場合、パウチ全体の厚さが厚くなるため、二次電池の体積が増加し、エネルギー密度が低下することがある。特に、本発明の一実施形態によると、延伸補助層１３５４と水分バリアー層１３５２の厚さの割合が１：２．５より小さいことがある。すなわち、従来より延伸補助層１３５４の厚さの割合が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、前記厚さの割合は１：１．５より大きくなることができる。すなわち、前記厚さの割合は、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含量を示すグラフである。

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。アルミニウム合金のうち、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％含んでおり、シリコンは０．３ｗｔ％以下含んでいる。すなわち、このような合金番号ＡＡ８０７９のアルミニウム合金で水分バリアー層１３５２を製造する場合には、鉄が相対的に少なく含まれるため、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、アルミニウム合金のうち、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ー層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）および延伸率（Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ Ｒａｔｅ）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、引張強度と延伸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、横軸を延伸率とすると、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強さの程度を示し、靭性が高いほど、材料が破壊されないまでより多く延伸され得る。

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ー層１３５２を製造する場合、引張強度と延伸率が改善するため、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含量による引張強度Ｒｍ、延伸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含量に応じて、引張強度、延伸率および結晶粒度が変化する。具体的には、引張強度と延伸率は、鉄含量に比例するため、鉄含量が増加するほど、引張強度と延伸率も増加する。一方、結晶粒度は、鉄含量に半比例するため、鉄含量が増加するほど、結晶粒度は減少する。

上述のように、アルミニウム合金のうち、合金番号ＡＡ８０７９は、鉄を０．６ｗｔ％～１．２ｗｔ％含むため、図５に図示されているように、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が十分に分散されず、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。

一方、アルミニウム合金のうち、合金番号ＡＡ８０２１は、鉄を１．２ｗｔ％～１．７ｗｔ％含むため、図５に図示されているように、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ができるため、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。

したがって、本発明の一実施形態による水分バリアー層１３５２を製造するアルミニウム合金は、鉄を１．２ｗｔ％～１．７ｗｔ％含むことができ、特に、１．３ｗｔ％～１．７ｗｔ％含むことができる。また、前記アルミニウム合金は、シリコンを０．２ｗｔ％以下含むことができる。また、結晶粒度が１０μｍ～１３μｍであることができる。すなわち、本発明の一実施形態において、水分バリアー層１３５２を製造するアルミニウム合金は、合金番号ＡＡ８０２１であることができる。

図６は本発明の比較例によるダイエッジ１３８と電極タブ１１を拡大した概略図である。

カップ部１３３は、各種のエッジを含み、具体的には、パンチ２２の加圧エッジ（２２１）に対応して形成されるパンチエッジ１３９およびダイ２１の加圧エッジ２１３に対応して形成されるダイエッジ１３８などを含む。パンチエッジ１３９は、カップ部１３３の周りを囲む複数の外壁１３３３と底部１３３２をそれぞれ連結し、ダイエッジ１３８は、複数の外壁１３３３とサイド１３４をそれぞれ連結する。しかし、仮にダイの加圧エッジにラウンド処理が施されないと、ダイの加圧エッジが尖鋭化するため、パウチフィルム１３５を成形する時にカップ部のダイエッジに応力が集中し、クラックが発生しやすい問題がある。

これを解決するために、ダイ２１の加圧エッジ２１３にラウンド処理を施すことで、図６に図示されているように、カップ部１３３のダイエッジ１３８がラウンド状に形成され、ダイエッジ１３８に集中する応力をある程度分散させることができる。しかし、カップ部の深さを特定の深さ以上に成形すると、カップ部のダイエッジの曲率半径を２ｍｍ以下に形成する時に、依然としてパウチフィルム１３５にクラックが発生することがあった。ここで、前記特定の深さとは、カップ部１３３を一つ成形する場合を基準に、略７ｍｍ、カップ部１３３を二つ成形する場合を基準に、略６．５ｍｍであることができる。

本明細書において、ダイエッジ１３８がラウンド状に形成されるとは、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、全体的に所定の曲率を有することもできるが、これに制限されず、全体的に一定ではない曲率を有することもできる。

したがって、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、特に、７５～８５μｍであることができ、水分バリアー層１３５２の厚さは、５０μｍ～８０μｍ、特に、５５μｍ～６５μｍであることができ、水分バリアー層１３５２のアルミニウム合金は、合金番号がＡＡ８０ＸＸ系、特に、合金番号ＡＡ８０２１であることができる。それにより、水分バリアー層１３５２の成形性が向上するため、図６に図示されているように、パウチフィルム１３５を絞り成形する時に、カップ部１３３の深さを特定の深さ以上に深く形成し、且つカップ部１３３の外壁１３３３が垂直に近くなり、カップ部１３３のエッジ１３８、１３９の曲率半径ｒ３も減少することができる。

もしくは、本発明の他の実施形態によると、パウチフィルム１３５を絞り成形する時に、カップ部１３３の深さを前記特定の深さ以下に形成することで、カップ部１３３の外壁３３３３が垂直に近くなり、カップ部１３３のエッジ１３８、１３９の曲率半径ｒ３も減少することができる。

具体的には、カップ部１３３の外壁１３３３が、底部１３３２から傾斜角が９０゜～９５゜、好ましくは９０゜～９３゜である傾斜を有するように垂直に近く形成され、カップ部１３３のエッジ１３８、１３９の少なくとも一つが１ｍｍ以下、特に、０．７ｍｍ以下の曲率半径ｒ３でラウンド状に形成されても、クラックが発生することを防止することができる。

上記のように電池ケース１３を製造することで、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、製造コストが大幅に増加せず、且つシーラント層１３５１の厚さを減少させなくてもパウチ全体の厚さもそれほど増加せず、シーリング耐久性も低下しないことができる。また、パウチ型電池ケース１３およびパウチ型二次電池１が全体的にシャプな形状を有することができ、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。

ただし、カップ部１３３の外壁１３３３が垂直に近くなり、カップ部１３３のエッジ１３８、１３９の曲率半径が減少することで、図６に図示されているように、ダイエッジ１３８と電極タブ１１との間に干渉が発生し得る。具体的には、電極タブ１１は、電極組立体１０内に積層された電極から突出するため、電極組立体１０内の電極の個数だけ複数形成されることができる。また、このような複数の電極タブ１１が互いに積層されて連結された後、サイド１３４に載置される。この際、電極タブ１１がダイエッジ１３８からサイド１３４まで載置されるが、ダイエッジ１３８の曲率半径ｒ３が減少するほどダイエッジ１３８がカップ部１３３の内側へより深く湾入し、ダイエッジ１３８での柔軟性が低下し得る。これにより、ダイエッジ１３８と電極タブ１１との距離もより減少し、ダイエッジ１３８が電極タブ１１を圧迫して、ダイエッジ１３８と電極タブ１１との間に干渉が発生し得る。特に、電極タブ１１の個数が多いほど電極タブ１１が積層される厚さが厚くなって、カップ部１３３の外壁１３３３と電極タブ１１との間の空間がより狭くなる。したがって、ダイエッジ１３８が電極タブ１１をより圧迫することで、電力の供給がスムーズにならないこともあり、さらには、電極タブ１１が断線する問題が発生することもある。

図７は本発明の一実施形態による電池ケース１３の部分平面図であり、図８は本発明の一実施形態による電池ケース１３のカップ部１３３に電極組立体１０を挿入した様子を示す部分平面図である。

本発明の実施形態によると、パウチフィルム１３５の成形性が向上して、カップ部１３３の外壁１３３３が垂直に近くなり、カップ部１３３のダイエッジ１３８の曲率半径Ｒ１、Ｒ２が減少しても、ダイエッジ１３８と電極タブ１１との間に干渉が発生することを防止することができる。

このために、本発明の実施形態によるパウチ型電池ケース１３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１０を内部に収容するカップ部１３３と、前記カップ部１３３の外壁１３３３と前記外壁１３３３から延びるサイド１３４を互いに連結する複数のダイエッジ１３８とを含み、少なくとも一つの前記ダイエッジ１３８は、第１曲率半径Ｒ１（図９に図示）でラウンド状に形成される第１領域１３８１と、前記第１曲率半径ｒ１の大きさ以下の第２曲率半径Ｒ２（図１０に図示）でラウンド状に形成される第２領域１３８２とを含む。

また、本発明の一実施形態によるパウチ型二次電池１は、電極およびセパレータ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を含む電池ケース１３とを含み、前記電池ケース１３は、前記カップ部１３３の外壁１３３３と前記外壁１３３３から延びるサイド１３４を互いに連結する複数のダイエッジ１３８を含み、少なくとも一つの前記ダイエッジ１３８は、第１曲率半径ｒ１でラウンド状に形成される第１領域１３８１と、前記第１曲率半径ｒ１の大きさ以下の第２曲率半径ｒ２でラウンド状に形成される第２領域１３８２とを含む。

上述のように、電池ケース１３は、カップ部１３３の周りを囲む複数の外壁１３３３と、外壁１３３３から延びるサイド１３４とを含む。また、ダイエッジ１３８は、複数の外壁１３３３とサイド１３４をそれぞれ連結する。本発明の一実施形態によると、少なくとも一つのダイエッジ１３８は、互いに異なる二つの曲率半径Ｒ１、Ｒ２でラウンド状に形成される。すなわち、図７に図示されているように、少なくとも一つのダイエッジ１３８は、第１曲率半径ｒ１でラウンド状に形成される第１領域１３８１と、第１曲率半径ｒ１の大きさ以下の第２曲率半径ｒ２でラウンド状に形成される第２領域１３８２とを含む。ここで、第１曲率半径ｒ１は、１．７ｍｍ～２．７ｍｍであることができ、第２曲率半径ｒ２は、１．２ｍｍ以下、好ましくは０．７ｍｍ以下であることができる。すなわち、第１曲率半径ｒ１は、第２曲率半径ｒ２の１．５倍～４倍であることができる。

図７および図８に図示されているように、第１領域１３８１は、電極組立体１０の一側から突出した電極タブ１１が載置される領域である。一方、第２領域１３８２は、電極タブ１１が載置されない領域である。したがって、第１領域１３８１は、相対的に大きい第１曲率半径ｒ１でラウンド状に形成され、第２領域１３８２は、相対的に小さい第２曲率半径ｒ２でラウンド状に形成される。

第１領域１３８１の長さは、電極タブ１１が安定的に載置されるように、電極タブ１１の幅と互いに対応することができる。ここで、対応するとは、第１領域１３８１の長さが電極タブ１１の幅と同一であるか、微細により大きいということを意味する。仮に、第１領域１３８１の長さが電極タブ１１の幅より小さいと、電極タブ１１がダイエッジ１３８に安定的に載置されないこともある。

一方、ダイエッジ１３８は、カップ部１３３の外壁１３３３の周縁に沿って形成されるため、外壁１３３３の個数だけ複数形成される。例えば、図７に図示されているように、カップ部１３３が四角形の形状を有する場合、ダイエッジ１３８は、４個が形成されることができる。ただし、これに制限されず、カップ部１３３の外壁１３３３の個数に応じてダイエッジ１３８の個数も多様に形成されることができる。

また、複数の電極タブ１１が電極組立体１０のそれぞれ異なる方向に突出した場合、電極タブ１１が載置される第１領域１３８１も互いに異なるダイエッジ１３８にそれぞれ形成されることができる。例えば、図７に図示されているように、第１領域１３８１は、互いに対向する二つのダイエッジ１３８にそれぞれ一つずつ形成されることができる。この際、第１領域１３８１は、ダイエッジ１３８の略中心部に位置することができ、第１領域１３８１の両側にそれぞれ第２領域１３８２が形成されることができる。ただし、これに制限されず、複数の電極タブ１１が電極組立体１０の一側から同じ方向に並んで突出した場合、第１領域１３８１は、一つのダイエッジ１３８に複数形成されることもできる。この際、複数の第１領域１３８１の間には、第２領域１３８２が形成されることができる。

一方、第１領域１３８１と第２領域１３８２は、互いに異なる曲率半径Ｒ１、Ｒ２でラウンドされるため、第１領域１３８１と第２領域１３８２との間には、段差が形成されることがある。ただし、これに制限されず、段差が形成されないように、第１領域１３８１と第２領域１３８２との間を連結する連結領域が形成されることもできる。このような連結領域もラウンド状に形成され、第１領域１３８１から第２領域１３８２まで延びるに伴い、曲率半径が第１曲率半径ｒ１から第２曲率半径ｒ２に一定に連続して変化することができる。それにより、段差が形成されず、第１領域１３８１と第２領域１３８２が連続して連結されることができる。

図９は本発明の一実施形態によるダイエッジ１３８の第１領域１３８１と電極タブ１１を拡大した概略図であり、図１０は本発明の一実施形態によるカップ部１３３のダイエッジ１３８の第２領域１３８２と電極タブ１１を拡大した概略図である。

上述のように、電極タブ１１が載置される第１領域１３８１は、相対的に大きい第１曲率半径ｒ１でラウンド状に形成される。このような第１曲率半径ｒ１は、１．７ｍｍ～２．７ｍｍであることができる。したがって、図９に図示されているように、ダイエッジ１３８が電極タブ１１を圧迫しないため、電極タブ１１が載置される第１領域１３８１でダイエッジ１３８と電極タブ１１の干渉が発生することを防止することができる。

一方、電極タブ１１が載置されない第２領域１３８２は、相対的に小さい第２曲率半径ｒ２でラウンド状に形成される。このような第２曲率半径ｒ２は、１．２ｍｍ以下、好ましくは０．７ｍｍ以下であることができる。したがって、図１０に図示されているように、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、パウチ型電池ケース１３およびパウチ型二次電池１を全体的にシャプな形状に製造することができるため、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。

図１１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、前記上面から内側に陥没形成された少なくとも一つの成形空間２１１を含むダイ２１と、前記成形空間２１１の上方に配置され、下降して前記パウチフィルム１３５を前記成形空間２１１に挿入して成形するパンチ２２とを含み、前記ダイ２１は、前記成形空間２１１と前記上面を互いに連結する複数の加圧エッジ２１３を含み、少なくとも一つの前記加圧エッジ２１３は、第３曲率半径でラウンド状に形成される第３領域２１３１（図１２に図示）と、前記第３曲率半径の大きさ以下の第４曲率半径でラウンド状に形成される第４領域２１３２（図１２に図示）とを含む。

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、上述のように一つのカップ部１３３のみが形成されることもできるが、これに制限されず、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。このために、図１１に図示されているように、ダイ２１には、成形空間２１１が互いに隣り合うように二つ形成され、二つの成形空間２１１の間には、隔壁２１２が形成されることができる。パンチ２２が二つの成形空間２１１にすべて挿入しながらパウチフィルム１３５を絞り成形すると、二つの成形空間２１１に対応して、第１ケース１３１と第２ケース１３２には、それぞれ一つずつ、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、基準と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（図示せず）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の個数が減少することができる。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の幅が狭いほど、カップ部１３３の外壁１３３３と電極組立体１０との間の空間も減少するため、二次電池１の全体体積が減少し、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の幅は、ブリッジ１３６の厚さに比例し、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２１に底部が存在していたが、このような場合、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と成形空間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２１に底部を除去することで、パウチフィルム１３５と成形空間２１１との間の空間に存在する気体が容易に排出されることはできるが、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１１に図示されているように、隔壁２１２の上部は、最小化した厚さを維持し、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て、隔壁２１２が破損しないほど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によって実験的に決定されることができる。

ただし、これに制限されず、隔壁２１２は、下部に行くほど厚さが徐々に厚く形成されることもある。すなわち、隔壁２１２の断面の少なくとも一部が略三角形の形状を有し、隔壁２１２に形成された成形空間２１１の内壁２１４が傾斜を有することができる。隔壁２１２に形成された成形空間２１１の内壁２１４の正確な傾斜は、隔壁２１２の上部の厚さ、隔壁２１２の材料、パンチ２２の圧力、形成されるカップ部１３３の深さに応じて実験的に決定されることができる。これにより、隔壁２１２の強度が増加し、絞り成形する過程で隔壁２１２が破損することを防止することができる。

図１２は本発明の一実施形態によるダイ２１の部分拡大図である。

本発明の実施形態によると、パウチ型電池ケース１３の少なくとも一つのダイエッジ１３８は、第１曲率半径ｒ１でラウンド状に形成される第１領域１３８１と、第１曲率半径ｒ１の大きさ以下の第２曲率半径ｒ２でラウンド状に形成される第２領域１３８２とを含む。

また、このような電池ケース１３を製造するために、本発明の実施形態によるダイ２１は、上面と成形空間２１１を互いに連結する複数の加圧エッジ２１３を含み、少なくとも一つの加圧エッジ２１３は、第３曲率半径でラウンド処理される第３領域２１３１と、第３曲率半径の大きさ以下の第４曲率半径でラウンド処理される第４領域２１３２とを含む。

ダイ２１の上面に、特に、成形空間２１１をカバーし、パウチフィルム１３５が載置され、成形空間２１１の上方に配置されたパンチ２２が下降してパウチフィルム１３５を成形空間２１１に挿入しながら成形する。それにより、カップ部１３３が形成され、パウチ型電池ケース１３が製造される。この際、ダイ２１の複数の加圧エッジ２１３に対応して、パウチ型電池ケース１３のダイエッジ１３８が形成される。

加圧エッジ２１３の第３領域２１３１は、電池ケース１３の第１領域１３８１に対応する。しかし、第１領域１３８１の第１曲率半径ｒ１は、１．７ｍｍ～２．７ｍｍであることができるため、第３領域２１３１の第３曲率半径は、第１曲率半径ｒ１より略パウチフィルム１３５の厚さである略０．２ｍｍだけ小さい１．５ｍｍ～２．５ｍｍであることができる。また、加圧エッジ２１３の第４領域２１３２は、電池ケース１３の第２領域１３８２に対応する。しかし、第２領域１３８２の第２曲率半径ｒ２は、１．２ｍｍ以下、好ましくは０．７ｍｍ以下であることができるため、第４領域２１３２の第４曲率半径は、第２曲率半径ｒ２より略パウチフィルム１３５の厚さである略０．２ｍｍだけ小さい１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下であることができる。

ダイ２１の加圧エッジ２１３は、電池ケース１３のダイエッジ１３８と対応し、ダイ２１の成形空間２１１は、電池ケース１３のカップ部１３３に対応する。したがって、加圧エッジ２１３も成形空間２１１の周縁に沿って形成されるため、成形空間２１１が四角形の形状を有する場合、加圧エッジ２１３は、４個が形成されることができる。

また、第３領域２１３１も互いに異なる加圧エッジ２１３にそれぞれ形成されることができる。例えば、第３領域２１３１は、互いに対向する二つの加圧エッジ２１３にそれぞれ一つずつ形成されることができる。この際、第３領域２１３１は、加圧エッジ２１３の略中心部に位置することができ、第３領域２１３１の両側にそれぞれ第４領域２１３２が形成されることができる。ただし、これに制限されず、第３領域２１３１は、一つのダイエッジ１３８に複数形成されることもでき、第３領域２１３１の間には、第４領域２１３２が形成されることができる。

一方、第３領域２１３１と第４領域２１３２は、互いに異なる曲率半径でラウンドされるため、第３領域２１３１と第４領域２１３２との間には段差が形成されることができる。ただし、これに制限されず、段差が形成されないように第３領域２１３１と第４領域２１３２との間を連結する連結領域が形成されることもできる。このような連結領域もラウンド状に形成され、第３領域２１３１から第４領域２１３２まで延びるに伴い、曲率半径が第３曲率半径から第４曲率半径に一定に連続して変化することができる。これにより、段差が形成されず、第３領域２１３１と第４領域２１３２が連続して連結されることができる。

図１３は本発明の他の実施形態による電池ケースの斜視図である。

本発明の他の実施形態による電池ケース４１３は、カップ部５３３および複数のダイエッジを含む。

カップ部５３３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構成であることができる。カップ部５３３は、第１ケースに含まれる第１カップ部５３３－１と、第２ケースに含まれる第２カップ部５３３－２とを含むことができる。

ダイエッジは、カップ部５３３の外壁５３３３と外壁５３３３から延びるサイド５３４を互いに連結する部分であることができる。カップ部５３３の外壁５３３３が複数個存在するため、ダイエッジとしても複数のダイエッジが設けられることができる。

ここで、複数のダイエッジは、第１領域５３８１および第２領域５３８２を含むことができる。第１領域５３８１は、第１曲率半径ｒ１でラウンド状に形成され、電極から延びる電極タブが位置する領域であることができる（理解の便宜上、第１領域の長さが図１３においてＬ１と図示されている）。

第２領域５３８２は、第１領域５３８１以外の領域であることができる。また、第２領域５３８２は、第１曲率半径ｒ１の大きさ以下の一つ以上の第２曲率半径ｒ２、ｒ３、ｒ４でラウンド状に形成される領域であることができる。

本発明の他の実施形態による電池ケース４１３において、第２領域５３８２は、第１領域５３８１を基準に内側領域５３８３と外側領域５３８４とに分けられることができる。すなわち、例えば、第１領域５３８１の一側が内側領域５３８３であると、第１領域５３８１の他側は、外側領域５３８４であることができる。

カップ部５３３は、フォールディングにより電極組立体を収容するように形成された第１カップ部５３３－１と第２カップ部５３３－２を含むことができる。また、第１カップ部５３３－１と第２カップ部５３３－２との間には、第１カップ部５３３－１と第２カップ部５３３－２を連結するブリッジ５３６が形成されることができる。この際、内側領域５３８３は、第１領域５３８１を基準に外側領域５３８４よりブリッジ５３６に近い領域であることができる。

本発明の他の実施形態による電池ケース４１３において、内側領域５３８３での曲率半径ｒ２と外側領域５３８４での曲率半径ｒ３、ｒ４は互いに異なることができる。

従来、ダイエッジの曲率半径をブリッジ５３６部の曲率半径とは無関係に決定し、特に、内側領域５３８３や外側領域５３８４のいずれにも同じ曲率半径を一様に適用していたため、パウチ型電池ケース４１３のコーナ部（特に、ダイエッジのコーナ部）にしわが発生し、サイドフォールディング部で白化現象および絶縁割れの恐れがあって問題となった。

しかし、本発明の他の実施形態による電池ケース４１３では、内側領域５３８３での曲率半径ｒ２と外側領域５３８４での曲率半径ｒ３、ｒ４を状況に応じて異なるように設定するため、パウチ型電池ケース４１３のコーナ部にしわが発生しないように調整することができる。また、サイドフォールディング部でも白化現象および絶縁割れの恐れがないようにする数値範囲を適当に設定することができるため、より優れた品質のパウチ型二次電池を実現することができる。

より具体的には、本発明の他の実施形態による電池ケース４１３において、第１領域５３８１は、ブリッジ５３６が延びる方向と平行な方向に互いに対向する二つのダイエッジである第１ダイエッジ５３８０－１と第２ダイエッジにそれぞれ形成されることができる。図１３では、第１ダイエッジ５３８０－１が図示されており、第１ダイエッジ５３８０－１に形成される第１領域５３８１が図示されている。ただし、図示の便宜上、第２ダイエッジは、図面で省略して表現されているが、第２ダイエッジは、第１ダイエッジ５３８０－１の１８０度正反対側にあるダイエッジであり、第２ダイエッジにも第１領域５３８１が形成されている。すなわち、図１３に示されていない第２ダイエッジ部分は、図１３に示されている第１ダイエッジ５３８０－１部分と電池ケース４１３の長さ方向を基準に対称的形状であることができる。

本発明の他の実施形態による電池ケース４１３において、ブリッジ５３６での曲率半径ｂ１と内側領域５３８３での曲率半径ｒ２は、互いに同一であることができる。それにより、本願発明では、ブリッジ５３６から内側領域５３８３につながる部分で曲率が互いに同一であることができる。これにより、ブリッジ５３６から内側領域５３８３につながる部分である電池ケース４１３の内側コーナ部分でしわが発生することが防止されることができる。

具体的には、ブリッジ５３６での曲率半径ｂ１と内側領域５３８３での曲率半径ｒ２は、０．３ｍｍ～０．７ｍｍであることができる。すなわち、ブリッジ５３６での曲率半径ｂ１と内側領域５３８３での曲率半径ｒ２は、０．３ｍｍ～０．７ｍｍの範囲内で同じ値を有することができる。もしくは、ブリッジ５３６での曲率半径ｂ１と内側領域５３８３での曲率半径ｒ２は、０．４５ｍｍ～０．５５ｍｍであることができる。すなわち、この場合にも、ブリッジ５３６での曲率半径ｂ１と内側領域５３８３での曲率半径ｒ２は、０．４５ｍｍ～０．５５ｍｍの範囲内で同じ値を有することができる。さらに具体的には、ブリッジ５３６での曲率半径ｂ１と内側領域５３８３での曲率半径ｒ２は、両方とも０．５ｍｍであることができる。

ブリッジ５３６での曲率半径がこのような数値範囲のように小さく形成されると、電池ケース４１３がフォールディングされながらブリッジ５３６部分がしっかり展開することができるため、電池ケース４１３の外観で無駄に突出する部分を除去することができ、それにより、エネルギー密度が向上する効果も得ることができる。

一方、本発明の他の実施形態による電池ケース４１３において、外側領域５３８４は、メイン外側領域５３８４－１と連結外側領域５３８４－２を含むことができる。メイン外側領域５３８４－１は、ブリッジ５３６と対向するダイエッジである第３ダイエッジ５３８０－３上の領域であることができる。ここで、第３ダイエッジ５３８０－３は、第１ダイエッジ５３８０－１と第２ダイエッジを連結するダイエッジであることができる。また、メイン外側領域５３８４－１は、外側領域５３８４のうちこの第３ダイエッジ５３８０－３に形成される領域であることができる。また、連結外側領域５３８４－２は、メイン外側領域５３８４－１と第１領域５３８１との間を連結する領域であることができる。理解の便宜上、連結外側領域５３８４－２の長さが、図１３においてＬ２と図示されている。

この際、メイン外側領域５３８４－１での曲率半径ｒ３と連結外側領域５３８４－２での曲率半径ｒ４は、互いに同一であることができる。また、メイン外側領域５３８４－１での曲率半径ｒ３と連結外側領域５３８４－２での曲率半径ｒ４は、１ｍｍ以上の値を有し、互いに同じ値を有することができる。

メイン外側領域５３８４－１でつながるサイド５３４部分は、電池ケース４１３がブリッジ５３６を中心にフォールディングされた後に、端正な外観のために２度フォールディング（ｄｏｕｂｌｅ ｓｉｄｅ ｆｏｌｄｉｎｇ）されてカップ部５３３に密着することができる。しかし、このように２度フォールディング（ｄｏｕｂｌｅ ｓｉｄｅ ｆｏｌｄｉｎｇ）される部分であるメイン外側領域５３８４－１で曲率半径が１ｍｍより小さいと、白化現象が発生し（白化現象とは、パウチにクラックが発生する直前にパウチの色が白色に変わる現象）、絶縁不良などの問題が発生する。したがって、本発明の他の実施形態による電池ケース４１３では、メイン外側領域５３８４－１での曲率半径ｒ３を１ｍｍ以上の値を有するようにして、このような白化現象や絶縁不良などの問題を解決することができる。

また、このように、１ｍｍ以上の値を有するメイン外側領域５３８４－１での曲率半径ｒ３と連結外側領域５３８４－２での曲率半径ｒ４が互いに同じ値を有するようにすることができる。この二つの値が同一である場合、メイン外側領域５３８４－１から連結外側領域５３８４－２につながる部分で曲率が互いに同一であることができる。それにより、メイン外側領域５３８４－１から連結外側領域５３８４－２につながる部分である電池ケース４１３の外側コーナ部分でしわが発生することが防止されることができる。この場合、外側領域５３８４での曲率半径ｒ３、ｒ４が内側領域５３８３での曲率半径ｒ２より大きいことができる。

また、本発明の他の実施形態による電池ケース４１３において、第１領域５３８１は、第２領域５３８２でより曲率半径が大きく形成されることができる。すなわち、第１領域５３８１の曲率半径ｒ１は、内側領域５３８３での曲率半径ｒ２、メイン外側領域５３８４－１での曲率半径ｒ３、および連結外側領域５３８４－２での曲率半径ｒ４のいずれより大きい値を有することができる。

具体的には、第１領域５３８１での曲率半径ｒ１は、１．５ｍｍ～２．５ｍｍであることができ、または、より具体的には、２．０ｍｍであることができる。第１領域５３８１で曲率半径がこのような数値範囲のように形成される場合、上述のように、ダイエッジと電極タブとの間に干渉が発生することが防止されることができる。

一方、上述のような本発明の他の実施形態による電池ケース４１３を用いると、コーナ部におけるしわの発生を防止し、サイドフォールディング部で白化現象の除去および絶縁割れの恐れの減少を果たすことができる二次電池を実現することができる。

具体的には、本発明の他の実施形態による電池ケース４１３を用いて実現された二次電池は、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、電極組立体を内部に収容するカップ部５３３を含む電池ケース４１３とを含む。ここで、電池ケース４１３は、カップ部５３３の外壁５３３３と、外壁５３３３から延びるサイド５３４を互いに連結する複数のダイエッジとを含み、複数のダイエッジは、上述のように、第１領域５３８１および第２領域５３８２を含むことができる。

第１領域５３８１は、第１曲率半径ｒ１でラウンド状に形成され、電極から延びる電極タブが位置する領域であることができる。第２領域５３８２は、第１領域５３８１以外の領域として、第１曲率半径ｒ１の大きさ以下の一つ以上の第２曲率半径ｒ２、ｒ３、ｒ４でラウンド状に形成される領域であることができる。

また、第２領域５３８２は、第１領域５３８１を基準に、内側領域５３８３と外側領域５３８４とに分けられ、内側領域５３８３での曲率半径ｒ２と外側領域５３８４での曲率半径ｒ３、ｒ４は互いに異なることができる。

図１４は本発明の他の実施形態による電池ケースを製造する成形装置の斜視図である。

以下では、本発明の他の実施形態による電池ケース４１３を製造する電池ケース成形装置について説明する。

電池ケース成形装置は、ダイおよびパンチを含むことができる（ダイおよびパンチの構造および原理は、図１１参照）。また、図１４を参照すると、ダイ４２１は、上面６３４にパウチフィルムが載置され、上面６３４から内側に陥没形成された少なくとも一つの成形空間６３３を含むことができる。パンチは、成形空間６３３の上方に配置され、下降してパウチフィルムを成形空間６３３に挿入し、パウチ電池ケースを成形する構成であることができる。

図１４はパンチとダイのうち、図示の便宜上、ダイ４２１のみを図示する図である。図１４を参照すると、本発明の他の実施形態による電池ケース４１３を製造する電池ケース成形装置において、ダイ４２１は、成形空間６３３と上面６３４を互いに連結する複数の加圧エッジを含むことができる。また、複数の加圧エッジは、第３領域６３８１および第４領域６３８２を含むことができる。

第３領域６３８１は、第３曲率半径Ｃ１でラウンド状に形成され、上述の第１領域５３８１を成形する領域であることができる。第４領域６３８２は、第３領域６３８１以外の領域として、第３曲率半径Ｃ１の大きさ以下の一つ以上の第４曲率半径Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４でラウンド状に形成される領域であることができる。また、第４領域６３８２は、上述の第２領域５３８２を成形する領域であることができる。

ここで、第４領域６３８２はまた、第３領域６３８１を基準にダイ内側領域６３８３とダイ外側領域６３８４とに分けられることができる。すなわち、例えば、第３領域６３８１の一側がダイ内側領域６３８３であると、第３領域６３８１の他側は、ダイ外側領域６３８４であることができる。

このように、第４領域６３８２は、第３領域６３８１を基準にダイ内側領域６３８３とダイ外側領域６３８４とに分けられるが、この際、ダイ内側領域６３８３での曲率半径Ｃ２とダイ外側領域６３８４での曲率半径Ｃ３、Ｃ４は互いに異なることができる。ダイ内側領域６３８３での曲率半径Ｃ２とダイ外側領域６３８４での曲率半径Ｃ３、Ｃ４が異なることで、上述のように、電池ケース内側領域での曲率半径ｒ２と外側領域での曲率半径ｒ３、ｒ４が互いに異なるように成形されることができる。

より具体的には、ダイ外側領域６３８４での曲率半径Ｃ３、Ｃ４がダイ内側領域６３８３での曲率半径Ｃ２より大きいことができる。それにより、電池ケース外側領域での曲率半径ｒ３、ｒ４が電池ケース内側領域での曲率半径ｒ２より大きいことができる

ダイ内側領域６３８３の曲率半径Ｃ２に対応する曲率半径として電池ケース内側領域の曲率半径ｒ２が形成され、ダイ外側領域６３８４の曲率半径Ｃ３、Ｃ４に対応する曲率半径として電池ケース外側領域の曲率半径ｒ３、ｒ４が形成されることができるためである。

ダイ４２１の成形空間６３３は、カップ部を成形するための第１成形空間６３３－１と第２成形空間６３３－２を含むことができる。第１カップ部５３３－１を成形する空間が第１成形空間６３３－１であり、第２カップ部５３３－２を成形する空間が第２成形空間６３３－２であることができる。また、第１成形空間６３３－１と第２成形空間６３３－２との間には、第１成形空間６３３－１と第２成形空間６３３－２を連結するダイブリッジ６３６が形成されることができる。ここで、ダイブリッジ６３６は、電池ケースのブリッジ５３６を成形する部分であることができる。

また、上記の本発明の他の実施形態による電池ケースと同じ方式で、ダイ内側領域６３８３は、第３領域６３８１を基準にダイ外側領域６３８４よりダイブリッジ６３６に近い領域であることができる。

また、本発明の他の実施形態による電池ケースを製造する成形装置は、ダイブリッジ６３６が延びる方向と平行な方向に互いに対向する二つの加圧エッジである第１加圧エッジ６３８０－１と第２加圧エッジに第３領域６３８１がそれぞれ形成されることができる。図１４では、第１加圧エッジ６３８０－１が図示されており、第１加圧エッジ６３８０－１に形成される第３領域６３８１が図示されている。ただし、図示の便宜上、第２加圧エッジは、図面で省略されて表現されているが、第２加圧エッジは、第１加圧エッジ６３８０－１の１８０度正反対側にある加圧エッジであり、第２加圧エッジにも第３領域が形成されている。すなわち、図１４に示されていない第２加圧エッジ部分は、図１４に示されている第１加圧エッジ６３８０－１部分とダイ長さ方向を基準に対称的な形状であることができる。

本発明の他の実施形態による電池ケースを製造する成形装置において、ダイブリッジ６３６での曲率半径Ｓ１とダイ内側領域６３８３での曲率半径Ｃ２は互いに同一であることができる。それにより、本願発明では、ダイブリッジ６３６からダイ内側領域６３８３につながる部分で曲率が互いに同一であることができる。それにより、本発明のダイによって成形された電池ケースのブリッジ５３６から内側領域５３８３につながる電池ケースのコーナ部分でしわが発生することが防止されることができる。

具体的には、ダイブリッジ６３６での曲率半径Ｓ１とダイ内側領域６３８３での曲率半径Ｃ２は、０．３ｍｍ～０．７ｍｍであることができる。すなわち、ダイブリッジ６３６での曲率半径Ｓ１とダイ内側領域６３８３での曲率半径Ｃ２は、０．３ｍｍ～０．７ｍｍの範囲内で同じ値を有することができる。もしくは、ダイブリッジ６３６での曲率半径Ｓ１とダイ内側領域６３８３での曲率半径Ｃ２は、０．４５ｍｍ～０．５５ｍｍであることができる。すなわち、この場合にも、ダイブリッジ６３６での曲率半径Ｓ１とダイ内側領域６３８３での曲率半径Ｃ２は、０．４５ｍｍ～０．５５ｍｍの範囲内で同じ値を有することができる。より具体的には、ダイブリッジ６３６での曲率半径Ｓ１とダイ内側領域６３８３での曲率半径Ｃ２は、両方とも０．５ｍｍであることができる。

ダイブリッジ６３６での曲率半径がこのような数値範囲のように小さく形成されると、電池ケースのブリッジ５３６部分も曲率が小さく形成され、それにより、ブリッジ５３６部分がしっかり展開することができるため、電池ケースの外観で無駄に突出する部分を除去することができ、それにより、エネルギー密度が向上する効果も得ることができる。

一方、本発明の他の実施形態による電池ケース４１３を製造する成形装置において、ダイ外側領域６３８４は、メインダイ外側領域６３８４－１と連結ダイ外側領域６３８４－２を含むことができる。メインダイ外側領域６３８４－１は、ダイブリッジ６３６と対向する加圧エッジである第３加圧エッジ６３８０－３上の領域であることができる。ここで、第３加圧エッジ６３８０－３は、第１加圧エッジ６３８０－１と第２加圧エッジを連結する加圧エッジであることができる。

すなわち、メインダイ外側領域６３８４－１は、ダイ外側領域６３８４のうちこの第３加圧エッジ６３８０－３に形成される領域であることができる。また、連結ダイ外側領域６３８４－２は、メインダイ外側領域６３８４－１と第３領域６３８１との間を連結する領域であることができる。

この際、メインダイ外側領域６３８４－１での曲率半径Ｃ３と連結ダイ外側領域６３８４－２での曲率半径Ｃ４は、互いに同一であることができる。また、メインダイ外側領域６３８４－１での曲率半径Ｃ３と連結ダイ外側領域６３８４－２での曲率半径Ｃ４は、１ｍｍ以上の値を有し、互いに同じ値を有することができる。

それにより、本発明の他の実施形態による電池ケース４１３において、メイン外側領域での曲率半径ｒ３と連結外側領域での曲率半径ｒ４が１ｍｍ以上の値を有するように成形することができる。電池ケースにおいて、メイン外側領域での曲率半径ｒ３を１ｍｍ以上の値を有するようにすると、白化現象や絶縁不良などの問題を解決することができる。

また、メインダイ外側領域６３８４－１での曲率半径Ｃ３と連結ダイ外側領域６３８４－２での曲率半径Ｃ４が互いに同一であることで、メイン外側領域での曲率半径ｒ３と連結外側領域での曲率半径ｒ４を互いに同じ値を有するようにすることができるが、この二つの値が同一である場合、メイン外側領域５３８４－１から連結外側領域５３８４－２につながる部分である電池ケースの外側コーナ部分でしわが発生することが防止されることができる。

このように、本発明の他の実施形態による電池ケースを製造する成形装置は、電池ケースのコーナ部におけるしわの発生を防止し、サイドフォールディング部で白化現象および絶縁割れの恐れが減少された電池ケースを製造することができるようになる。

また、第３領域６３８１は、第４領域６３８２でより曲率半径が大きく形成されることができる。すなわち、第３領域６３８１の曲率半径Ｃ１は、ダイ内側領域６３８３での曲率半径Ｃ２、メインダイ外側領域６３８４－１での曲率半径Ｃ３、および連結ダイ外側領域６３８４－２での曲率半径Ｃ４のいずれより大きい値を有することができる。

具体的には、第３領域６３８１での曲率半径Ｃ１は、１．５ｍｍ～２．５ｍｍであることができ、または、より具体的には２．０ｍｍであることができる。第３領域６３８１で曲率半径がこのような数値範囲のように形成される場合、電池ケース４１３での第１領域５３８１がそれに対応して形成されることができ、それにより、上述のように、ダイエッジと電極タブとの間に干渉が発生することが防止されることができる。

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しなくても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
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
２１ ダイ
２２ パンチ
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 ダイエッジ
１３９ パンチエッジ
２１１ 成形空間
２１２ 隔壁
２１３ ダイの加圧エッジ
２２１ パンチの加圧エッジ
１３３１ 収容空間
１３３２ 底部
１３３３ 外壁
１３５１ シーラント層
１３５２ 水分バリアー層
１３５３ 表面保護層
１３５４ 延伸補助層
１３８１ 第１領域
１３８２ 第２領域
２１２１ 補強部
２１３１ 第３領域
２１３２ 第４領域
４１３ 電池ケース
５３３ カップ部
５３３－１ 第１カップ部
５３３－２ 第２カップ部
５３３３ 外壁
５３４ サイド
５３６ ブリッジ
５３８０－１ 第１ダイエッジ
５３８０－３ 第３ダイエッジ
５３８１ 第１領域
５３８２ 第２領域
５３８３ 内側領域
５３８４ 外側領域
５３８４－１ メイン外側領域
５３８４－２ 連結外側領域
４２１ ダイ
６３３ 成形空間
６３３－１ 第１成形空間
６３３－２ 第２成形空間
６３４ 上面
６３６ ダイブリッジ
６３８０－１ 第１加圧エッジ
６３８０－３ 第３加圧エッジ
６３８１ 第３領域
６３８２ 第４領域
６３８３ ダイ内側領域
６３８４ ダイ外側領域
６３８４－１ メインダイ外側領域
６３８４－２ 連結ダイ外側領域

Claims (19)

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と、
   前記カップ部の外壁と前記外壁から延びるサイドを互いに連結する複数のダイエッジとを含み、
   前記複数のダイエッジは、
   第１曲率半径ｒ１でラウンド状に形成され、前記電極から延びる電極タブが位置する第１領域と、
   前記第１領域以外の領域として、前記第１曲率半径ｒ１の大きさ未満の一つ以上の第２曲率半径ｒ２、ｒ３、ｒ４でラウンド状に形成される第２領域とを含み、
   前記第２領域は、前記第１領域を基準に一側領域と他側領域とに分けられ、
   前記一側領域での曲率半径ｒ２と前記他側領域での曲率半径ｒ３、ｒ４は互いに異なることを特徴とする、パウチ型電池ケース。
2. 前記カップ部は、フォールディングによって前記電極組立体を収容するように形成された第１カップ部と第２カップ部を含み、
   前記第１カップ部と前記第２カップ部との間には、前記第１カップ部と前記第２カップ部を連結するブリッジが形成され、
   前記ブリッジが延びる方向と平行な方向に互いに対向する二つのダイエッジである第１ダイエッジと第２ダイエッジに前記第１領域がそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項１に記載のパウチ型電池ケース。
3. 前記一側領域は、前記第１領域を基準に前記他側領域より前記ブリッジに近い領域であることを特徴とする、請求項２に記載のパウチ型電池ケース。
4. 前記他側領域での曲率半径ｒ３、ｒ４が前記一側領域での曲率半径ｒ２より大きいことを特徴とする、請求項３に記載のパウチ型電池ケース。
5. 前記ブリッジでの曲率半径ｂ１と前記一側領域での曲率半径ｒ２は互いに同一であることを特徴とする、請求項３に記載のパウチ型電池ケース。
6. 前記ブリッジでの曲率半径ｂ１と前記一側領域での曲率半径ｒ２は０．３ｍｍ～０．７ｍｍであることを特徴とする、請求項５に記載のパウチ型電池ケース。
7. 前記ブリッジでの曲率半径ｂ１と前記一側領域での曲率半径ｒ２は０．４５ｍｍ～０．５５ｍｍであることを特徴とする、請求項５に記載のパウチ型電池ケース。
8. 前記他側領域は、前記ブリッジと対向するダイエッジである第３ダイエッジ上の領域であるメイン他側領域と、前記メイン他側領域と前記第１領域との間を連結する連結他側領域を含み、
   前記メイン他側領域での曲率半径ｒ３と前記連結他側領域での曲率半径ｒ４は互いに同一であることを特徴とする、請求項３～７の何れか一項に記載のパウチ型電池ケース。
9. 前記メイン他側領域での曲率半径ｒ３と前記連結他側領域での曲率半径ｒ４は１ｍｍ以上の値を有し、
   前記第１領域での曲率半径ｒ１は１．５ｍｍ～２．５ｍｍであることを特徴とする、請求項８に記載のパウチ型電池ケース。
10. 請求項１に記載のパウチ型電池ケースを製造する電池ケース成形装置であって、
    上面にパウチフィルムが載置され、前記上面から内側に陥没形成された少なくとも一つの成形空間を含むダイと、
    前記成形空間の上方に配置され、下降して前記パウチフィルムを前記成形空間に挿入して成形するパンチとを含み、
    前記ダイは、
    前記成形空間と前記上面を互いに連結する複数の加圧エッジを含み、
    前記複数の加圧エッジは、
    第３曲率半径でラウンド状に形成され、前記第１領域を成形する領域である第３領域と、
    前記第３領域以外の領域として、前記第３曲率半径の大きさ未満の一つ以上の第４曲率半径でラウンド状に形成される第４領域とを含み、
    前記第４領域は、前記第３領域を基準にダイ一側領域とダイ他側領域とに分けられ、
    前記ダイ一側領域での曲率半径と前記ダイ他側領域での曲率半径は互いに異なることを特徴とする、電池ケース成形装置。
11. 前記成形空間は、前記カップ部を成形するための第１成形空間と第２成形空間を含み、
    前記第１成形空間と前記第２成形空間との間には、前記第１成形空間と前記第２成形空間を連結するダイブリッジが形成され、
    前記ダイブリッジが延びる方向と平行な方向に互いに対向する二つの加圧エッジである第１加圧エッジと第２加圧エッジに前記第３領域がそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項１０に記載の電池ケース成形装置。
12. 前記ダイ一側領域は、前記第３領域を基準に前記ダイ他側領域より前記ダイブリッジに近い領域であることを特徴とする、請求項１１に記載の電池ケース成形装置。
13. 前記ダイ他側領域での曲率半径が前記ダイ一側領域での曲率半径より大きいことを特徴とする、請求項１２に記載の電池ケース成形装置。
14. 前記ダイブリッジでの曲率半径と前記ダイ一側領域での曲率半径は互いに同一であることを特徴とする、請求項１２に記載の電池ケース成形装置。
15. 前記ダイブリッジでの曲率半径と前記ダイ一側領域での曲率半径は０．３ｍｍ～０．７ｍｍであることを特徴とする、請求項１４に記載の電池ケース成形装置。
16. 前記ダイブリッジでの曲率半径と前記ダイ一側領域での曲率半径は０．４５ｍｍ～０．５５ｍｍであることを特徴とする、請求項１４に記載の電池ケース成形装置。
17. 前記ダイ他側領域は、前記ダイブリッジと対向する加圧エッジである第３加圧エッジ上の領域であるメインダイ他側領域と、前記メインダイ他側領域と前記第３領域との間を連結する連結ダイ他側領域を含み、
    前記メインダイ他側領域での曲率半径と前記連結ダイ他側領域での曲率半径は互いに同一であることを特徴とする、請求項１２～１６の何れか一項に記載の電池ケース成形装置。
18. 前記メインダイ他側領域での曲率半径と前記連結ダイ他側領域での曲率半径は１ｍｍ以上の値を有し、
    前記第３領域での曲率半径は１．５ｍｍ～２．５ｍｍであることを特徴とする、請求項１７に記載の電池ケース成形装置。
19. 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を含む電池ケースとを含み、
    前記電池ケースは、
    前記カップ部の外壁と前記外壁から延びるサイドを互いに連結する複数のダイエッジを含み、
    前記複数のダイエッジは、
    第１曲率半径ｒ１でラウンド状に形成され、前記電極から延びる電極タブが位置する第１領域と、
    前記第１領域以外の領域として、前記第１曲率半径ｒ１の大きさ未満の一つ以上の第２曲率半径ｒ２、ｒ３、ｒ４でラウンド状に形成される第２領域とを含み、
    前記第２領域は、前記第１領域を基準に一側領域と他側領域とに分けられ、
    前記一側領域での曲率半径ｒ２と前記他側領域での曲率半径ｒ３、ｒ４は互いに異なることを特徴とする、パウチ型二次電池。