KR100997715B1 - 2차전지 케이스의 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2차전지 케이스의 제작 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 내부에 약품을 충진할 때 약품의 압력에 따라 케이스가 외측으로 부풀어 오르는 것을 고려하여 케이스를 오목하게 성형하기 위하여 오목하게 형성된 다이를 케이스 내부에 삽입하고 외측에서 볼록한 펀치로 타격하여 상기 케이스의 중앙이 오목하게 함몰되도록 성형함과 동시에 일측에 절개홈을 형성하여 각형의 2차전지 케이스를 제작하도록 하여 케이스의 변형을 최소화하고 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 하여 비용을 절감하고 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

2차전지 드로잉 공정 다이 펀치 압력

Description

2차전지 케이스의 제작 방법{manufacturing method of case of secondary cell}

본 발명은 2차전지 케이스의 제작 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 드로잉 공정을 통해 직육면체의 형상으로 성형된 2차전지 케이스의 내측에 일측면의 중앙이 오목하게 형성된 다이를 삽입하고 외측에서 펀치로 타격하여 상기 2차전지케이스의 중앙이 오목하게 함몰되도록 성형하는 2차전지 케이스의 제작 방법에 관한 것이다.

최근 휴대용 장치들(예를 들면, 휴대폰, PMP 등)의 사용이 증가함에 따라 상기 장치에 전원을 공급하는 2차전지의 수요가 증가하고 있다.

상기 2차전지는 재충전이 가능한 것으로 최근에는 리튬 이온 전지가 널리 사용되고 있다.

상기 2차전지는 외부의 형상에 따라 원통형과 각형 전지로 구분하고 있다.

아래 첨부된 도1은 각형 2차전지의 케이스를 도시하고 있다.

상기 각형 전지의 케이스는 알루미늄 판을 다수개의 연속으로 배치된 펀치와 다이를 사용하여 드로잉 공정을 통해 성형하여 제작하게 된다.

그리고 케이스(100)의 일측 표면에 안전장치로 절개홈(110)을 형성하게 된다. 상기 절개홈(110)을 형성하는 것은 2차전지의 폭발을 방지하기 위함이다. 즉 2차전지를 사용하는 도중 케이스 내부의 압력이 증가할 경우 상기 절개홈(110)을 따라 절개되어 케이스 내부에 충진되어 있는 약품을 외부로 배출시켜 압력을 감소시킴으로써 폭발을 방지하게 된다.

종래에는 케이스를 이루는 알루미늄 판의 두께가 두꺼우므로 케이스 내부에 약품을 충진하는 경우에 케이스의 변형이 발생하지 않으므로 케이스를 단순히 직육면체로 성형하면 충분하였다.

그러나 최근 휴대용 장치들은 경박단소화하는 추세이므로 2차전지의 크기도 경박단소화할 필요가 있다. 따라서 케이스의 크기가 줄어들게 되며 케이스에 사용되는 알루미늄 판의 두께도 얇아지고 있다.

이에 따라 최근의 케이스는 두께가 얇으므로 약품을 충진하는 경우 그 압력에 의해 케이스의 중앙부분이 볼록하게 튀어나오게 된다는 문제점이 발생하게 된다.

따라서 약품의 압력을 고려하여 사전에 케이스의 형상을 도3의 (a)와(b)에 도시된 것과 같이 중앙이 오목하게 성형되도록 구성할 필요가 있다. 그런데 상기와 같이 중앙을 오목하게 성형한 후 필수적인 안전장치인 절개홈을 형성하기 위하여 펀치로 케이스를 타격하게 되면 그 충격에 의해 케이스에 변형이 발생하게 되어 정확한 치수와 형상을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로 케이스의 중앙이 오목하게 함몰되도록 성형하고 그 절개홈을 형성하더라도 케이스의 변형이 발생하지 않아 우수한 품질의 케이스를 얻을 수 있으며 작업이 간편하여 작업시간과 비용을 절감할 수 있는 2차전지 케이스의 제작 방법을 제공하는 것을 주목적으로 한다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 드로잉을 사용하여 직육면체 형상의 케이스를 제작하는 2차전지 케이스의 제작 방법에 있어서, 판재를 연속되는 드로잉 공정을 통해 일측면이 개방된 직육면체 형상의 케이스(100)로 성형하는 단계와; 상기 케이스(100)의 내부에 중앙이 오목한 오목면이 형성된 다이(200)를 삽입하는 단계와; 상기 다이(200)의 오목면에 대응하는 볼록면을 가지며 상기 볼록면의 일측에 케이스의 표면에 절개홈(110)을 형성하기 위한 돌기(310)가 구비된 펀치(300)로 상기 케이스(100)의 외측면을 타격하여 상기 케이스(100)의 중앙이 오목하게 함몰되도록 성형함과 동시에 일측에 절개홈(110)을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지 케이스의 제작 방법을 기술적 요지로 한다.

바람직한 실시예에 따르면 성형과 절개홈(110)의 형성이 완료된 후 다이(200)를 제거하고 개방면을 보정하는 단계를 더 포함하게 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 케이스의 중앙이 오목하게 함몰되도록 성형하고 그 절개홈을 형성하더라도 케이스의 변형이 발생하지 않아 우수한 품질의 케이스를 얻을 수 있으며 작업이 간편하여 작업시간과 비용을 절감할 수 있는 2차전지 케이스의 제작 방법을 제공하는 것을 주목적으로 함을 알 수 있다.

본 발명에서는 이를 위하여 오목한 면이 형성된 다이를 케이스 내부에 삽입하고 외측에서 볼록한 면이 형성되고 일측에 돌기가 형성된 펀치로 타격하도록 구성하고 있다. 이는 케이스 성형과 절개홈의 형성이 동시에 이루어져 케이스의 변형을 최소화하며 작업시간을 줄이기 위함이다.

본 발명에 의하면 케이스의 내부에 다이를 투입한 상태에서 케이스의 중앙을 오목하게 함몰시킴과 동시에 절개홈을 형성하도록 하여 절개홈을 형성할 때 발생하는 케이스의 변형을 최소화하며 성형 후 치수를 보정하기 위한 작업이 줄어 작업시간과 제작 비용을 절감할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 2차전지 케이스의 제작 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

첫번째 단계에서는 먼저 알루미늄 판을 드로잉 공정을 통해 직육면체의 형상을 가진 케이스로 성형하게 된다.

상기 드로잉 공정은 다이에 소재를 두고 펀치를 사용하여 타격하거나 가압하여 성형하는 것이다. 본 발명에서 사용되는 케이스는 깊이가 깊은 직육면체 형상을 이루게 되므로 한번에 성형하기 곤란하므로 단계적으로 성형이 이루어지도록 한다. 이때 대량 생산을 위하여 다이와 펀치를 연속으로 배치하고 띠 형상으로 이루어진 소재를 장치 내부로 공급하여 순차적으로 다이와 펀치에 의해 성형이 이루어지도록 한다.

상기와 같은 드로잉 공정은 당업자에게는 주지 관용의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

두번째 단계에서는 상기와 같이 드로잉 공정을 통해 상측이 개방된 직육면체 형상을 이루는 케이스(100)를 제작하면 상기 케이스(100)의 상측 개방면을 통해 내부로 다이(200)를 삽입하게 된다. 여기서 상기 다이(200)는 케이스(100) 내부에 삽입되는 하측 부분은 중앙이 함몰된 오목면이 형성되어 도4에 도시된 것과 같은 단면을 가지게 된다. 여기서 상기 오목면의 형상은 도3에 도시된 최종 케이스의 형상에 대응하도록 구성된다.

본 발명의 실시예에서는 케이스(100)의 개방면을 상측으로 두고 다이(200)를 상측에서 하측으로 삽입하도록 구성하고 있으나 개방면을 하측으로 두고 다이를 하측에서 상측으로 삽입하도록 구성하는 것도 무방하다.

세번째 단계에서는 도4에 도시된 것과 같이 케이스(100)의 측면을 펀치(300)를 사용하여 타격하여 도5에 도시된 것과 같이 케이스의 중앙이 함몰되도록 성형하게 된다.

이를 위하여 본 발명의 펀치(300)는 상기 다이(200)의 오목면의 형상에 대응하여 중앙이 볼록한 볼록면을 형성하게 된다.

그리고 상기 펀치의 볼록면 일측에는 절개홈(110)을 형성하기 위하여 절개홈(110)의 형상에 대응하여 돌출된 돌기(310)가 형성되어 있다.

상기와 같이 펀치(300)에 돌기(310)를 형성하여 케이스(100)의 성형과 동시에 절개홈(110)을 형성하도록 하는 것은 작업을 동시에 수행하여 작업시간을 줄이고 케이스(100)의 성형 후에 절개홈(110)을 성형하는 경우 발생하는 케이스(100)의 변형을 방지하기 위함이다.

본 발명의 실시예에서는 도5에 도시된 것과 같이 양측에서 펀치로 동시에 타격하여 케이스의 양측면이 모두 중앙이 함몰되도록 구성하게 된다.

이후 케이스(100)로부터 다이(200)를 분리하면 도3에 도시된 것과 같은 단면을 가진 2차전지 케이스가 완성된다.

여기서 도3에 도시된 케이스의 단면은 케이스가 함몰되었음을 명확하게 보여주기 위하여 함몰 정도를 과장하여 도시하였으나 실제 케이스는 미세하게 함몰될 뿐이다.

따라서 다이(200)를 분리할 때 다이(200)의 하측의 폭이 케이스(100)의 중앙부분의 폭보다 커 발생하는 케이스(100)의 변형을 무시할 수 있을 정도이다.

그러나 다이를 삽입하거나 분리시 또는 펀치의 타격시 케이스의 개방면이 변형될 우려가 있으므로 다이를 분리한 후 치수를 확인하고 개방면의 가장자리에 압력을 가하거나 약하게 타격하여 원하는 치수로 보정하는 단계를 추가하는 것도 무방하다.

상술한 것과 같이 본 발명은 케이스의 성형과 절개홈의 형성이 한번의 공정으로 이루어지므로 케이스의 변형을 최소화하여 추후 보정작업을 줄일 수 있으며 작업시간과 비용도 절감할 수 있다.

도1 : 2차전지케이스의 사시도

도2 : 2차전지케이스의 평면도

도3 : 도2의 2차전지케이스의 단면도

도4 : 다이를 삽입한 상태에서 펀치로 타격하기 전 상태의 단면도

도5 : 펀치로 타격하여 성형한 후의 상태를 나타낸 단면도

<도면의 주요부에 사용된 기호의 설명>

100 : 케이스 110 : 절개홈

200 : 다이 300 : 펀치

310 : 돌기

Claims (2)

1. 드로잉을 사용하여 직육면체 형상의 케이스를 제작하는 2차전지 케이스의 제작 방법에 있어서,

   판재를 연속되는 드로잉 공정을 통해 일측면이 개방된 직육면체 형상의 케이스로 성형하는 단계와;

   상기 케이스(100)의 내부에 중앙이 오목한 오목면이 형성된 다이(200)를 삽입하는 단계와;

   상기 다이(200)의 오목면에 대응하는 볼록면을 가지며 상기 볼록면의 일측에 케이스(100)의 표면에 절개홈(110)을 형성하기 위한 돌기(310)가 구비된 펀치(300)로 상기 케이스의 외측면을 타격하여 상기 케이스의 중앙이 오목하게 함몰되도록 성형함과 동시에 일측에 절개홈(110)을 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지 케이스의 제작 방법.
2. 제1항에 있어서,

   성형과 절개홈(110)의 형성이 완료된 후 다이를 제거하고 개방면을 보정하는 단계를 더 포함하게 되는 것을 특징으로 하는 2차전지 케이스의 제작 방법.

Images