KR100686818B1 - 파우치형 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 별도의 팩 케이스를 이용하지 않고, 튜빙 부재를 이용하여 팩 공정을 수행하여 팩 공정이 단순화된 파우치형 리튬 이차 전지 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 파우치형 리튬 이차 전지는 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재를 구비하는 파우치 베어 셀과; 상기 파우치 베어 셀의 적어도 어느 일면에 부착된 보강 부재와; 상기 보강 부재가 부착된 상기 파우치 베어 셀을 한바퀴 감고 있는 형상으로 이루어지는 튜빙 부재를 구비하여 이루어진다.
파우치형 리튬 이차 전지, 보강 부재, 튜빙, 튜빙 부재, 핫 멜트,

Description

파우치형 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법{Pouch type Li Secondary Battery and Method of fabrcating the same}
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 사시도.
도 1b는 도 1a의 A-A 라인에 따른 단면도.
도 1c는 도 1a의 B-B 라인에 따른 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 파우치형 따른 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)
100; 파우치형 리튬 이차 전지 200; 파우치 베어 셀
210; 전극 조립체 211; 제 1 전극판
212; 제 2 전극판 213; 세퍼레이터
214; 제 1 전극 탭 215; 제 2 전극 탭
216; 절연 테이프 217, 218; 절연 플레이트
220; 파우치 외장재 220a; 심부
220b; 열융착층 220c; 절연막
300; 보강 부재 400; 보호 회로 모듈
410; 입ㆍ출력 단자 500; 튜빙 부재
610, 620; 상ㆍ하부 몰딩부
본 발명은 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 팩 케이스를 이용하지 않고, 튜빙 부재를 이용하여 팩 공정을 수행하여 팩 공정이 단순화된 파우치형 리튬 이차 전지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
최근에는 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자장치를 일정기간동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다.
상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 이차전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등의 리튬 이차 전지 등이 있다.
특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.
통상적으로 상기 리튬 이차 전지 중 상기 파우치형 리튬 이차 전지는 파우치 외장재가 통상 금속 포일층과 이를 덮는 합성 수지층의 다층막으로 구성되는데 이를 사용할 경우에는 금속 캔을 사용하는 원통형 또는 각형 리튬 이차 전지보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있어, 리튬 이차 전지의 경량화는 파우치형 리튬 이차 전지 방향으로 발전하여 왔다.
통상적으로, 상기한 파우치형 리튬 이차 전지는 전극 조립체를 수용하는 공간을 구비하는 파우치 외장재의 하면에 전극 조립체를 수용한 후, 파우치 외장재의 상면을 이용하여 상기 하면을 덮은 후, 밀봉하여 파우치 베어 셀(bare cell)을 형성하고, 상기 파우치 베어 셀에 보호 회로 모듈과 같은 부속품을 부착하여 파우치 코어 팩(core pack)을 형성하고, 그런 다음, 상기 파우치 코어 팩을 전지 팩 케이스에 내장하여 형성된다.
그러나, 상기한 바와 같은 파우치형 리튬 이차 전지의 별도의 전지 팩 케이 스를 이용하여 형성됨으로 인하여 공정이 길어지며, 이로 인하여 파우치형 리튬 이차 전지의 단위 시간당 생산량의 향상에 제약이 있어 왔다.
또한, 별도의 전지 팩 케이스를 사용함으로써, 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 단가를 낮추는 데에 제약이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 별도의 팩 케이스를 이용하지 않고, 튜빙 부재를 이용하여 팩 공정을 수행하여 팩 공정이 단순화된 파우치형 리튬 이차 전지 및 그의 제조 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파우치형 리튬 이차 전지는 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재를 구비하는 파우치 베어 셀과; 상기 파우치 베어 셀의 적어도 어느 일면에 부착된 보강 부재와; 상기 보강 부재가 부착된 상기 파우치 베어 셀을 한바퀴 감고 있는 형상으로 이루어지는 튜빙 부재를 구비하여 이루어진다.
상기 보강 부재는 전기/전자 장치에 장착되는 경우, 적어도 외부로 노출되는 면 방향의 상기 파우치 베어 셀의 일면에 부착되는 것이 바람직하다.
상기 보강 부재는 금속 또는 플라스틱 재질의 판재로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 튜빙 부재는 상기 파우치 외장재와 동일한 재질로 이루어지거나, 또는 상기 튜빙 부재는 알루미늄(Al) 또는 SUS(steel use stainless) 재질의 금속 포일(metal foil)로 이루어질 수 있다.
상기 파우치 베어 셀의 상측에서 전극 조립체와 전기적으로 연결되며, 충ㆍ방전을 위한 입ㆍ출력 단자를 상면에 구비하며, 상기 전극 조립체의 충ㆍ방전 및 오작동을 제어하는 보호 회로 모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보호 회로 모듈의 상부를 커버하며, 상기 상면에 형성된 입ㆍ출력 단자를 노출시키는 상기 파우치 외장재 상부의 상부 몰딩부를 더 포함할 수도 있다.
상기 파우치 베어 셀의 하부를 보호하기 위한 하부 몰딩부를 더 포함할 수도 있다.
상기 몰딩부는 핫 멜트(hot melt)를 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.
상기 핫 멜트는 열용융형 접착제인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 핫 멜트는 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer) 계열 물질, 폴리아미드(polyamide) 계열, 폴리에스테르(polyester) 계열 물질, 고무(rubber) 계열 물질 및 폴리우레탄(polyurethane) 계열 물질로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 전극 조립체의 상ㆍ하부에 상ㆍ하부 절연 플레이트를 더 구비할 수도 있다.
상기 파우치 외장재는 심부와, 상기 심부의 상부면 상에 형성된 열융착층과; 상기 심부의 하부면 상에 형성된 절연막으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 심부는 알루미늄(Al)으로 이루어지며, 상기 열융착층은 변성 폴리프로 필렌으로 이루어지며, 상기 절연막은 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법은 파우치 외장재에 전극 조립체를 수용하여 파우치 베어 셀을 형성하는 단계와; 상기 파우치 베어 셀에 보강 부재를 부착하는 단계와; 튜빙 부재를 이용하여 상기 보강 부재가 부착된 상기 파우치 베어 셀을 튜빙하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 파우치 베어 셀의 상부에서 상면에 입ㆍ출력 단자를 구비하는 보호 회로 모듈을 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
핫 멜트를 이용하여 상기 보호 회로 모듈의 상부를 커버하며, 상기 상면에 형성된 입ㆍ출력 단자를 노출시키는 상기 파우치 베어 셀 상부의 상부 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
핫 멜트를 이용하여 형성되는 하부 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.
도면의 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 사시도이며, 도 1b는 도 1a의 A-A 라인에 따른 단면도이며, 도 1c는 도 1a의 B-B 라인에 따른 단면도이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 리튬 이 차 전지(100)는 파우치 베어 셀(200)과, 상기 파우치 베어 셀(200)에 부착되는 적어도 하나의 보강 부재(300)와, 상기 파우치 베어 셀(200)의 충ㆍ방전을 제어하기 위한 보호 회로 모듈(400)과, 상기 파우치 베어 셀(200)을 감싸고 있는 형태의 튜빙 부재(500)와, 핫 멜팅(hot melting)을 통하여 형성되는 상ㆍ하부의 몰딩부(610, 620)를 구비하는 구조로 이루어진다.
상기 파우치 베어 셀(200)은 전극 조립체(210) 및 상기 전극 조립체(210)를 수용하는 파우치 외장재(220)로 이루어진다.
상기 전극 조립체(210)는 양극 활물질 및 음극 활물질 중 어느 하나, 예를 들면, 양극 활물질이 코팅된 제 1 전극판(211), 양극 활물질 및 음극 활물질 중 다른 하나, 예를 들면, 음극 활물질이 코팅된 제 2 전극판(212), 상기 제 1 전극판(211) 및 제 2 전극판(212) 사이에 위치하여 상기 제 1 전극판(211)과 제 2 전극판(212)의 쇼트(short)를 방지하고 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 세퍼레이터(213)로 이루어진다. 또한, 상기 제 1 전극판(211)에는 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 이루어지며, 일정 길이 돌출되어 양극 탭으로 작용하는 제 1 전극 탭(214)이 접합되어 있다. 상기 제 2 전극판(212)에는 일반적으로 니켈(Ni) 재질로 이루어지며, 일정 길이 돌출되어 음극 탭으로 작용하는 제 2 전극 탭(215)이 접합되어 있으나, 본 발명에서 위의 재질을 한정하는 것은 아니다. 또한, 상기 제 1 전극 탭(214) 및 제 2 전극 탭(215)과 상기 파우치 외장재(220) 사이의 단락을 방지하기 위한 절연 테이프(216)를 더 구비할 수도 있다. 또한, 상기 제 1 전극 탭(214) 및 제 2 전극 탭(215)은 상기 파우치 외장재(220)의 어느 일측면을 통하여 외부로 인 출되며, 이러한, 제 1 전극 탭(214) 및 제 2 전극 탭(215)은 상기 보호 회로 모듈(400)과 전기적으로 연결된다. 더불어 상기 전극 조립체(210)의 상ㆍ하부에는 상기 전극 조립체(210)가 상기 파우치 외장재(220)와의 접촉하는 것을 방지하기 위해 상ㆍ하부 절연 플레이트(217, 218)가 더 부착될 수도 있다.
또한, 상기 양극 활물질로는 칼코게나이드(chalcogenide) 화합물이 사용되고 있으며, 그 예로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1-xCoxO2(0<x<1), LiMnO2 등의 복합 금속 산화물들이 사용되고 있다. 음극 활물질는 탄소(C) 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체(composite tin alloys), 전이 금속 산화물, 리튬 금속 나이트라이드 또는 리튬 금속 산화물 등이 사용되고 있다. 또한, 일반적으로 상기 양극 전극판은 알루미늄(Al) 재질, 음극 전극판은 구리(Cu) 재질을 사용하며, 상기 세퍼레이터는 일반적으로 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)을 사용하지만, 본 발명에서 위의 재질을 한정하는 것은 아니다.
한편, 본 발명에서는 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 제 1 전극 탭(214) 및 제 2 전극 탭(215)이 인출되는 방향을 "상부" 방향으로 가정한다.
상기 파우치 외장재(220)는 상기 전극 조립체(210)를 수용하는 역할을 수행한다. 이러한 상기 파우치 외장재(220)는 그 재질이 알루미늄(Al)과 같은 금속재로 이루어진 심부와, 상기 심부의 상부면 상에 형성된 열융착층과, 상기 심부의 하부면 상에 형성된 절연막으로 이루어진다. 상기 열융착층은 폴리머 수지인 변성 폴리프로필렌, 예컨대 CPP(Casted Polypropylene)를 사용하여 접착층으로 작용하며, 상기 절연막은 나일론(nylon)이나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 수지재가 형성되어 있을 수 있으나, 여기서 상기 파우치 외장재(220)의 구조 및 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 보강 부재(300)는 찌르기 등의 외부 환경에 대한 저항성을 향상시키기 위하여 상기 파우치 베어 셀(200)에 부착된다. 바람직하게는 상기 보강 부재(300)는 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)가 전기/전자 장치에 장착되는 경우, 적어도 외부로 노출되는 면 방향의 상기 파우치 베어 셀(200)의 일면에 부착된다.
이러한 상기 보강 부재(300)는 금속 또는 플라스틱 재질의 판재(plate)로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 보호 회로 모듈(400)은 상기 파우치 베어 셀(200)의 상부에서 상기 전극 조립체(210)의 제 1 전극 탭(214) 및 제 2 전극 탭(215)과 전기적으로 연결되어, 상기 전극 조립체(210)의 충ㆍ방전 및 오작동을 제어하기 위한 것으로, 예를 들면, 상기 전극 조립체(210)로부터 과전류가 흘렀을 때, 상기 과전류를 차단하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 보호 회로 모듈(400)은 상면에 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 충ㆍ방전을 위한 입ㆍ출력 단자(410)를 구비한다. 또한, 상기 보호 회로 모듈(400)은 도면 상에는 도시하지 않았으나, 일반적으로 다양한 보호 회로를 구비하는 구조로 이루어진다.
상기 튜빙 부재(500)는 상기 파우치 베어 셀(200)을 한바퀴 감싸는 튜브(tube) 형태로 이루진다. 상기 튜빙 부재(500)는 상기 파우치 외장재(220)와 동일한 재질 또는 상기 파우치 외장재(220)보다 강도가 큰 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 튜빙 부재(500)가 상기 파우치 외장재(220)보다 강도가 큰 재질로 이루어지는 경우에는 알루미늄(Al) 또는 SUS(steel use stainless)로 이루어지는 금속 포일(metal foil)로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 상ㆍ하부 몰딩부(610, 620)는 상기 핫 멜트(hot melt)를 이용하는 핫 멜팅 방법을 통하여 몰딩된 부분이다. 상기 상ㆍ하부 몰딩부(610, 620)는 상기 튜빙 부재(500)가 튜브(tube) 형태를 유지하도록 하는 역할을 수행한다.
또한, 상기 상ㆍ하부 몰딩부(610, 620)에 사용되는 핫 멜트(hot melt)는 열용융형 접착제로써, 물이나 용제를 전혀 사용하지 않고, 상온에서 100% 고체인 불휘발성, 불연성, 열가소성 수지(themoplastic-resin)를 이용하여 고온에서 액상으로 피착제에 도포, 압착 후, 수초 내에 냉각 고화되면서 접착력을 발휘하는 것이 바람직하다.
상기 상ㆍ하부 몰딩부(610, 620)에 사용되는 핫 멜트(hot melt)는 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer) 계열 물질, 폴리아미드(polyamide) 계열, 폴리에스테르(polyester) 계열 물질, 고무(rubber) 계열 물질 및 폴리우레탄(polyurethane) 계열 물질로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 몰딩부(610)는 상기 파우치 베어 셀(200)을 감싸는 튜빙 부재(500) 상부의 보호 회로 모듈(400)이 안착되는 부분을 핫 멜트(hot melt)를 이용하는 핫 멜팅(hot melting) 방법을 통하여 몰딩된 부분으로, 상기 보호 회로 모듈(400)의 입ㆍ출력 단자(410)가 노출되도록 형성되어 있다.
또한, 상기 하부 몰딩부(620)는 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 리튬 이 차 전지(100)가 상기 튜빙 부재(500)를 이용하여 상기 파우치 베어 셀(200)을 감싸고 있는 형태로 이루어지므로, 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 하부가 상대적으로 여타의 부분보다 찌르기 등의 외부 환경에 취약할 수 있기 때문에 핫 멜팅을 이용하여 몰딩된 부분이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 파우치형 따른 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 공정은, 파우치 베어 셀을 형성하는 단계(S1)와, 상기 파우치 베어 셀에 보강 부재를 부착하는 단계(S2)와, 보호 회로 모듈을 부착하는 단계(S3)와, 튜빙 부재를 이용하여 상기 파우치 베어 셀을 튜빙하는 단계(S4)와, 상ㆍ하부를 핫 멜팅하는 단계(S5)를 진행함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬 이차 전지를 제조한다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 상기 도 2와 함께 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명한다.
우선, 파우치 베어 셀을 형성하는 단계(S1)에서는 도 3a에 도시된 바와 같이, 파우치 외장재(220)에 전극 조립체(210)를 수용하여 파우치 베어 셀(200)을 형성한다.
보다 상세히 설명하면, 전극 조립체(210)와, 상기 전극 조립체(210)를 수용 할 수 있는 공간을 구비하는 파우치 외장재(220)를 준비한다.
그런 다음, 상기 전극 조립체(210)를 상기 파우치 외장재(220)의 전극 조립체(210)를 수용할 수 있는 공간에 상기 전극 조립체(210)를 수용시킨다. 이때, 상기 전극 조립체(210)의 제 1 전극 탭(214) 및 제 2 전극 탭(215)은 소정 길이 외부로 돌출된다. 이때, 상기 제 1 전극 탭(214) 및 제 2 전극 탭(215)가 돌출된 방향을 파우치형 리튬 이차 전지의 "상부 방향"이라 가정한다.
상기 전극 조립체(210)를 수용시킨 후, 상기 파우치 외장재(220)를 열융착 등의 공정을 통하여 밀봉하여 파우치 베어 셀(200)을 형성한다.
한편, 도면 상에는 도시하지 않았으나, 상기 전극 조립체(210)의 상ㆍ하부에는 상기 전극 조립체(210)가 상기 파우치 외장재(220)와의 접촉하는 것을 방지하기 위해 상ㆍ하부 절연 플레이트가 더 부착될 수도 있다.
상기 파우치 베어 셀에 보강 부재를 부착하는 단계(S2)에서는 상기 파우치 베어 셀(200)을 형성한 후, 적어도 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 외부로 노출되는 면 방향의 상기 파우치 베어 셀(200)의 일면에 상기 보강 부재(300)를 부착한다.
상기 보강 부재(300)는 찌르기 등의 외부 환경에 대한 저항성을 향상시키기 위하여 상기 파우치 베어 셀(200)에 부착하는 것으로, 상기 보강 부재(300)는 금속 또는 플라스틱 재질의 판재(plate)로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 보호 회로 모듈을 부착하는 단계(S3)에서는 상기 파우치 베어 셀(200)에 보강 부재(300)를 부착한 후, 상기 파우치 베어 셀(200)의 상부 방향으로 돌출 된 상기 제 1 전극 탭(214) 및 제 2 전극 탭(215)에 보호 회로 모듈(400)을 전기적으로 부착한다.
이때, 상기 보호 회로 모듈(400)은 다양한 보호 회로를 구비하여 상기 전극 조립체(210)의 충ㆍ방전 및 오작동을 제어하며, 상기 전극 조립체(210)의 충ㆍ방전을 위한 입ㆍ출력 단자(410)를 구비한다.
한편, 상기 파우치 베어 셀에 보강 부재를 부착하는 단계(S2) 및 상기 보호 회로 모듈을 부착하는 단계(S3)의 순서는 반드시 이에 한정되지는 않으며, 상기 보호 회로 모듈을 부착하는 단계(S3)를 먼저 수행한 후, 상기 파우치 베어 셀에 보강 부재를 부착하는 단계(S2)를 수행할 수도 있다.
상기 튜빙 부재를 이용하여 상기 파우치 베어 셀을 튜빙하는 단계(S4)에서는 상기 파우치 베어 셀(200)에 상기 보호 회로 모듈(400)을 부착한 후, 상기 튜빙 부재(500)를 이용하여 상기 파우치 베어 셀(200)을 튜브(tube) 형태로 한바퀴 휘감는다.
이때, 상기 튜빙 부재(500)는 상기 파우치 외장재(220)와 동일한 재질 또는 상기 파우치 외장재(220)보다 강도가 큰 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 튜빙 부재(500)가 상기 파우치 외장재(220)보다 강도가 큰 재질로 이루어지는 경우에는 알루미늄(Al) 또는 SUS(steel use stainless)로 이루어지는 금속 포일(metal foil)로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 보호 회로 모듈을 부착하는 단계(S3) 및 튜빙 부재를 이용하여 파우치 베어 셀을 튜빙하는 단계(S4)의 순서는 반드시 이에 한정되지는 않으며, 상 기 튜빙 부재를 이용하여 파우치 베어 셀을 튜빙하는 단계(S4)를 먼저 수행한 후, 상기 보호 회로를 부착하는 단계(S3)를 수행할 수도 있으나, 상기 튜빙 부재를 이용하여 파우치 베어 셀을 튜빙하는 단계(S4)는 반드시 상기 파우치 베어 셀에 보강 부재를 부착하는 단계(S2) 이후에 수행되어야만 한다.
상기 상ㆍ하부를 핫 멜팅하는 단계(S5)에서는 상기 튜빙 부재(500)를 이용하여 상기 파우치 베어 셀(200)을 튜빙한 후, 상기 파우치 베어 (200)셀의 보호 회로 모듈(400)이 부착된 상부와, 그 반대편인 파우치 베어 셀(200)의 하부를 핫 멜트(hot melt)를 이용하여 핫 멜팅(hot melting)하여 상ㆍ하부의 몰딩부(610, 620)를 형성하여 파우치형 리튬 이차 전지(100)를 제조한다.
상기 상부 핫 멜팅 시에는 상기 보호 회로 모듈(400)의 입ㆍ출력 단자(410)는 외부로 노출되도록 핫 멜팅하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 튜빙 부재(500)의 상ㆍ하부를 핫 멜팅함으로써, 상기 파우치 베어 셀(200)을 튜브 형태로 감싸고 있는 튜빙 부재(500)의 형태가 유지된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지(100)는 별도의 팩 케이스를 이용하지 않고, 튜빙 부재(400)가 상기 파우치 베어 셀(200)을 한바퀴 둘러싸도록 하여 튜브(tube) 형태로 팩 공정을 수행함으로써, 팩 공정을 단순화할 수 있다.
또한, 별도의 팩 케이스를 이용하지 않음으로써, 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 제조 단가의 저하를 꾀할 수 있다.
또한, 적어도 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)가 외부로 노출되는 면 방 향의 파우치 베어 셀(200)의 일면에 상기 보강 부재(300)를 부착함으로써, 찌르기 등의 외부 환경에 대한 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 저항성이 향상된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 별도의 팩 케이스를 이용하지 않고, 튜빙 부재를 이용하여 팩 공정을 수행하여 팩 공정이 단순화된 파우치형 리튬 이차 전지 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 외장재를 구비하는 파우치 베어 셀과;
    상기 파우치 베어 셀의 적어도 어느 일면에 부착된 보강 부재와;
    상기 보강 부재가 부착된 상기 파우치 베어 셀을 한바퀴 감고 있는 형상으로 이루어지는 튜빙 부재와;
    상기 파우치 베어 셀의 상측에서 전극 조립체와 전기적으로 연결되며, 충ㆍ방전을 위한 입ㆍ출력 단자를 상면에 구비하며, 상기 전극 조립체의 충ㆍ방전 및 오작동을 제어하는 보호 회로 모듈과;
    상기 보호 회로 모듈의 상부를 커버하며, 상기 상면에 형성된 입ㆍ출력 단자를 노출시키는 상기 파우치 외장재 상부의 상부 몰딩부 및 상기 파우치 베어 셀의 하부를 보호하기 위한 하부 몰딩부를 구비하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리 튬 이차 전지.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보강 부재는 전기/전자 장치에 장착되는 경우, 적어도 외부로 노출되는 면 방향의 상기 파우치 베어 셀의 일면에 부착되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보강 부재는 금속 또는 플라스틱 재질의 판재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 튜빙 부재는 상기 파우치 외장재와 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 튜빙 부재는 알루미늄(Al) 또는 SUS(steel use stainless) 재질의 금속 포일(metal foil)인 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 몰딩부는 핫 멜트(hot melt)를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 핫 멜트는 열용융형 접착제인 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 핫 멜트는 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer) 계열 물질, 폴리아미드(polyamide) 계열, 폴리에스테르(polyester) 계열 물질, 고무(rubber) 계열 물질 및 폴리우레탄(polyurethane) 계열 물질로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 전극 조립체의 상ㆍ하부에 상ㆍ하부 절연 플레이트를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 파우치 외장재는
    심부와,
    상기 심부의 상부면 상에 형성된 열융착층과;
    상기 심부의 하부면 상에 형성된 절연막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 심부는 알루미늄(Al)으로 이루어지며,
    상기 열융착층은 변성 폴리프로필렌으로 이루어지며,
    상기 절연막은 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
  15. 파우치 외장재에 전극 조립체를 수용하여 파우치 베어 셀을 형성하는 단계와;
    상기 파우치 베어 셀에 보강 부재를 부착하는 단계와;
    튜빙 부재를 이용하여 상기 보강 부재가 부착된 상기 파우치 베어 셀을 튜빙하는 단계와;
    상기 파우치 베어 셀의 상부에서 상면에 입ㆍ출력 단자를 구비하는 보호 회로 모듈을 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결시키는 단계와;
    핫 멜트를 이용하여 상기 보호 회로 모듈의 상부를 커버하며, 상기 상면에 형성된 입ㆍ출력 단자를 노출시키는 상기 파우치 베어 셀 상부의 상부 몰딩부를 형성하는 단계 및 핫 멜트를 이용하여 형성되는 하부 몰딩부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
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