KR101104148B1 - 전지케이스 제조방법 - Google Patents

전지케이스 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101104148B1
KR101104148B1 KR1020080002891A KR20080002891A KR101104148B1 KR 101104148 B1 KR101104148 B1 KR 101104148B1 KR 1020080002891 A KR1020080002891 A KR 1020080002891A KR 20080002891 A KR20080002891 A KR 20080002891A KR 101104148 B1 KR101104148 B1 KR 101104148B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery case
width
thickness
electrode assembly
manufacturing
Prior art date
Application number
KR1020080002891A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090077123A (ko
Inventor
김종희
김동명
박만수
추승우
정경환
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020080002891A priority Critical patent/KR101104148B1/ko
Publication of KR20090077123A publication Critical patent/KR20090077123A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101104148B1 publication Critical patent/KR101104148B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/131—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by physical properties, e.g. gas-permeability or size
    • H01M50/133—Thickness
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

본 발명은 전극조립체를 내장하기 위한 각형 전지케이스를 제조하는 방법으로서, 펀치와 다이를 사용하여 소정 두께의 금속 판재를 딥 드로잉 가공함에 있어서, 상기 펀치의 외주면에 대응하는 금속 판재 상에 절연성 물질을 코팅하거나 절연성 필름을 부착한 후 딥 드로잉 함으로써, 전극조립체의 하단 모서리에 대응하는 케이스 내면에 절연성 물질이 코팅되어 있거나 절연성 필름이 부착되어 있는 전지케이스를 제조하는 전지케이스 제조방법을 제공한다.

Description

전지케이스 제조방법 {Process for Preparation of Battery Case}
본 발명은 전지케이스의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전극조립체를 내장하기 위한 각형 전지케이스를 제조하는 방법으로서, 펀치와 다이를 사용하여 소정 두께의 금속 판재를 딥 드로잉 가공함에 있어서, 상기 펀치의 외주면에 대응하는 금속 판재 상에 절연성 물질을 코팅하거나 절연성 필름을 부착한 후 딥 드로잉 함으로써, 전극조립체의 하단 모서리에 대응하는 케이스 내면에 절연성 물질이 코팅되어 있거나 절연성 필름이 부착되어 있는 전지케이스를 제조하는 전지케이스 제조방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있으며, 그 중에서도 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수한 리튬 이차전지는 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자제품의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.
이차전지 중, 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 전지와 파우치형 전지에 대한 수요가 높고, 재료면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지와 같은 이차전지에 대한 수요가 높다.
이러한 이차전지에서 주요 연구 과제 중의 하나는 안전성을 향상시키는 것이다. 예를 들어, 리튬 이차전지는 내부 단락, 허용된 전류 및 전압을 초과한 과충전 상태, 고온에의 노출, 낙하 또는 외부 충격에 의한 변형 등 전지의 비정상적인 작동 상태로 인해 유발될 수 있는 전지 내부의 고온 및 고압에 의해 전지의 폭발이 초래될 수 있다. 특히, 리튬 이차전지의 사용 과정에서 자주 접하게 되는 낙하와 외부 충격 등은 전극 단부의 변형, 전극의 이동 등을 초래하고 이러한 변형이 단락을 유발하는 경우가 많다.
한편, 이차전지 중 각형 전지케이스에 젤리-롤 또는 스택형 전극조립체를 포함하고 있는 이차전지는 구조적 취약성으로 인해, 낙하, 외부 충격 등에 의해 내부 단락이 발생할 가능성이 더욱 높다. 예를 들어, 젤리-롤은 전지케이스 내에서 계속되는 충방전에 의해 전극의 수축 팽창 작용이 반복되는 바, 젤리-롤의 내외곽에서 응력 차이 및 그로 인한 뒤틀림 현상이 발생하게 되고, 이는 전지의 두께를 증가시킴과 동시에, 외부 충격 등에 의한 전지의 변형 및 단락을 더욱 빈번하게 유발시키는 문제점이 있다.
이와 관련하여, 이차전지의 구조적 안전성을 보완하는 측면에서, 전지케이스와 전극조립체 사이에 절연부재 등을 개재하는 기술이 개시되어 있다.
일 예로, 일본 특허출원공개 제2006-278245호는 양극, 음극 및 분리막으로 이루어진 발전요소를 포함하거나, 또는 상기 발전요소와 양극 및 음극의 어느 한 쪽에 접속되는 도전부재를 포함하는 피 수용체, 상기 피 수용체를 내부에 수용하는 전지케이스, 및 전기절연성의 필름으로 이루어지고 상기 피 수용체와 전지케이스와의 사이에 개재되어 상호간을 절연시키는 절연부재를 포함하는 전지로서, 상기 절연부재는 피 수용체에 대해 소정 위치에 배치된 상태로, 해당 절연부재 일부의 위치 고정부가 그 바깥 면에서의 가공에 따라 피 수용체의 소정 부위에 위치 고정되도록 유지하는 전지를 개시하고 있다.
그러나, 이러한 절연부재는 위치 고정부를 미리 형성한 후 전극조립체의 소정 위치에 장착 또는 부착해야 하므로 제조 공정이 복잡하고, 전체적으로 전극조립체 이외의 부피를 크게 하여, 단위부피당 전지의 용량을 감소시키는 문제점이 있다.
따라서, 전극조립체와 전지케이스 사이의 절연성을 확보하면서, 이차전지의 사용 과정에서 빈번하게 발생하는 외부 충격 등에 의한 전지의 변형 및 단락을 방지할 수 있는 전지케이스의 제조 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 전극조 립체의 하단 모서리에 대응하는 케이스 내면에 절연성 물질이 코팅되어 있거나 절연성 필름이 부착된 상태에서 전지케이스를 딥 드로잉에 의해 제조하는 방법을 개발하기에 이르렀고, 이러한 제조방법은 구성적 특징으로 인해 기존 전지케이스의 제조 공정에 적용하기 용이하며, 외력에 의해 단락이 유발되기 쉬운 부위에서 선택적으로 절연성을 확보하여 전지의 용량 감소를 최소화하면서, 전지의 안전성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 안전성이 향상된 전지를 제조할 수 있는 특정한 구조의 전지케이스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지케이스의 제조방법은, 전극조립체를 내장하기 위한 각형 전지케이스를 제조하는 방법으로서, 펀치와 다이를 사용하여 소정 두께의 금속 판재(후판: 厚鈑)를 딥 드로잉 가공함에 있어서, 상기 펀치의 외주면에 대응하는 금속 판재 상에 절연성 물질을 코팅하거나 절연성 필름을 부착한 후 딥 드로잉 함으로써, 전극조립체의 하단 모서리에 대응하는 케이스 내면에 절연성 물질이 코팅되어 있거나 절연성 필름이 부착되어 있는 전지케이스를 제조하는 것으로 구성되어 있다.
일반적으로, 전극조립체를 전지케이스에 내장하고 있는 각형 이차전지는 낙하와 같은 외력의 인가시 캡 어셈블리가 장착되어 있는 각형 이차전지의 상단부에 비해 하단부가 취약한 구조로 이루어져 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전지케이스의 제조방법은, 전극조립체의 하단 모서리에 대응하는 전지케이스 내면에 절연성 물질을 도포하거나 절연성 필름을 부착하는 방법에 의해, 앞서 설명한 바와 같이 낙하와 같은 외부 충격으로 인해 손상받기 쉬운 부위인 전지케이스의 하단 모서리 부위를 선택적으로 절연시킴으로써, 각형 이차전지의 하단 모서리 부위에서 전극조립체와 전지케이스가 접촉하여 단락되는 것을 방지하여 이차전지의 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.
일반적으로, 하단면을 중심으로 전지케이스의 내면에 선택적으로 절연성 물질을 코팅하거나 절연성 필름을 도포하는 것은 전지케이스의 구조적 특징으로 인해 용이하지 않다. 제조공정의 효율성 측면에서 전지케이스 내면 전체에 절연성 물질을 코팅하는 방법을 고려할 수는 있지만, 이 경우에는 전면(全面) 코팅으로 인해 전해액의 주입량이 줄어들어 용량이 감소하는 문제점이 유발된다.
반면에, 본 발명에 따르면, 딥 드로잉하는 과정에서 전지케이스의 내면 중 소망하는 부위에 대응하는 금속 판재 상에 절연성 물질을 코팅하거나 절연성 필름을 부착하는 방법을 사용하므로, 전지케이스 내면에서 하단면을 중심으로 부분적 또는 선택적인 코팅 내지 부착이 가능하고, 별도의 추가 공정 없이 안전성이 향상된 각형 전지케이스를 용이하게 제조할 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 절연성 코팅 층 또는 필름은, 펀치의 하단면 전체와 외주면 경계선의 외측으로 연장된 소정 폭의 부위에 대응하여, 금속 판재 상에 코팅 또는 부착되어 있는 것으로 형성할 수 있다.
이러한 방법으로 제조된 전지케이스는, 그것의 내면 일부에 형성된 절연성 코팅 층 또는 필름이, 전극조립체의 하단면 전체와 외주면으로부터 소정 폭의 상향 부위를 전지케이스로부터 전기적으로 절연시키므로, 상기 부위에 외력이 인가되었을 때 발생할 수 있는 전극조립체와 전지케이스의 단락을 미연에 방지할 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 절연성 코팅 층 또는 필름은, 펀치의 외주면 경계선의 내측과 외측으로 각각 연장된 소정 폭의 부위에 대응하여, 금속 판재 상에 코팅 또는 부착되어 있는 것으로 형성될 수 있다.
이러한 방법으로 제조된 전지케이스는, 외력에 대해 취약한 전지케이스의 외주면 부위 만을 전극조립체에 대해 선택적으로 절연시키면서, 최소량의 절연 소재를 사용함으로써 전지 용량의 감소를 크게 억제할 수 있다. 이와 같이 전지케이스의 하단 내면 중 특정 부위만을 선택적으로 절연시키는 것은, 종래의 전지케이스 제조방법을 통해서는 구현하기 용이하지 않다.
상기 외측 연장 폭은, 딥 드로잉에 의해 연신되었을 때, 전극조립체의 외주면 하부를 감싸는 부위의 높이에 해당하므로, 전지케이스 전체 높이를 고려하여 적절한 높이로 조절되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 외측 연장 폭은, 딥 드로잉에 의해 연신 되었을 때의 길이가, 전지케이스의 높이를 기준으로 10 내지 30%가 될 수 있는 크기일 수 있다. 외측 연장 폭의 크기가 너무 큰 경우에는 절연성 소재의 사용량 증가와 그에 따른 전지용량의 감소가 유발되고, 너무 작은 경우에는 소망하는 절연 효과를 발휘하기 어려울 수 있으므로 바람직하지 않다.
상기 내측 연장 폭은, 전극조립체의 하단면을 적절히 감쌀 수 있도록, 딥 드로잉에 의해 연신되었을 때의 길이가, 전지케이스 하단의 폭을 기준으로 10 내지 50%의 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 내측 연장 폭 중, 장축 연장 폭은 딥 드로잉에 의해 연신되었을 때의 길이가 전지케이스 하단의 장폭을 기준으로 10 내지 30%의 크기이고, 단축 연장 폭은 딥 드로잉에 의해 연신되었을 때의 길이가 전지케이스 하단의 단폭을 기준으로 20 내지 50%의 크기인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 금속 판재의 딥 드로잉 시, 금속 판재는 펀치의 하단면 모서리에 대응하는 부위가 펀치의 하단면에 대응하는 부위에 비해 연신 정도가 크고, 그에 따라 딥 드로잉에 의해 금속 판재와 함께 연신되는 절연성 코팅 층 또는 필름 역시 동일하지는 않지만 유사한 연신 경향을 나타낸다.
따라서, 딥 드로잉 후, 절연성 코팅 층 또는 필름의 외측 연장부의 두께와 하단면 또는 내측 연장부의 두께 차이를 최소화 할 수 있도록, 상기 절연성 코팅 층 또는 필름은 딥 드로잉 전에 코팅 또는 부착되어 있는 상기 외측 연장부의 두께가 하단면 또는 내측 연장부의 두께보다 큰 것으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 구조에서, 외측 연장부의 두께는 절연성 코팅 층 또는 필름 소재의 특성에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어, 상기 외측 연장부의 두께는 하단면 또는 내측 연장부의 두께를 기준으로 150% 내지 300%의 크기로 이루어질 수 있다. 이러한 외측 연장부의 두께는 딥 드로잉 후, 하단면 또는 내측 연장부의 두께가 균일해질 수 있도록 각각의 두께 비율을 적절히 조절할 수 있음은 물론이다.
하나의 구체적인 예로서, 상기 외측 연장부의 두께는 0.3 내지 1.5 mm이고, 상기 하단면 또는 내측 연장부의 두께는 상기 범위 내에서 0.2 내지 1.0 mm로 형성 될 수 있다.
상기 전지케이스의 소재로는, 외력으로부터 전극조립체를 보호할 수 있는 소정 강도와 딥-드로잉이 용이한 연신율을 가지고 있는 소재라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는, 알루미늄, 스테인리스 스틸, 또는 니켈 도금 연강으로 이루어질 수 있다.
상기 절연성 코팅 층 또는 필름의 소재로는, 전기절연성이 있고 금속 판재에 코팅 또는 부착할 수 있으며 연신이 용이한 고분자 수지가 바람직하며, 예를 들어, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 또는 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리스티렌계 수지 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상이 사용될 수 있다.
상기 전극조립체는 전지케이스에 내장될 수 있는 전극조립체라면 그 종류 및 외형에 관계없이 다양하게 적용가능하며, 바람직하게는 양극, 음극, 및 그 사이에 개재된 분리막이 권취되어 있는 젤리-롤형(jelly-roll type) 전극조립체일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 제조방법에 의해 제조되는 각형 이차전지로서, 전극조립체의 하단 모서리에 대응하는 케이스 내면에 절연성 물질이 코팅되어 있거나 절연성 필름이 부착되어 있어서, 전극조립체의 하단 모서리가 전지케이스에 접촉되지 않는 각형 이차전지를 제공한다.
본 발명에 따른 각형 이차전지는 전극조립체의 하단 모서리에 대응하는 케이스 내면에 절연성 코팅 층 또는 절연성 필름이 형성되어 있으므로, 낙하 등과 같은 외부 충격에 의해 전지케이스의 하단 모서리에 변형이 발생하는 경우에도, 전극조립체와 전지케이스의 절연상태를 안정적으로 유지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 사각형의 절연성 코팅 층 또는 필름이 부착되어 있는 금속 판재를 나타내는 평면 모식도가 도시되어 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 절연성 필름으로 약칭한다.
도 1을 참조하면, 딥 드로잉 가공 방법에 의해 전지케이스를 제조하기 위한 소정 두께의 금속 판재(100)의 상면에 사각형 형상의 절연성 필름(110)이 부착되어 있다. 절연성 필름(110)은 펀치(도시하지 않음)의 하단면 전체에 대응하는 부위(115)와 펀치의 외주면 경계선(111)의 외측으로 소정 폭(h)으로 연장된 부위(113)를 포함하는 크기로 부착되어 있다.
외주면 경계선(111)은 실질적으로 전지케이스(도시하지 않음)의 하단 내면의 내주면 크기에 대응한다.
절연성 필름(110)에서 외측 연장 폭의 크기(h)는, 딥 드로잉에 의해 연신되었을 때, 전지케이스의 높이(H)를 기준으로 대략 20% 크기로 형성되어 있다.
도 2에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환형의 절연성 필름이 부착되어 있는 금속 판재를 나타내는 평면 모식도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 딥 드로잉 가공 방법에 의해 전지케이스를 제조하기 위한 금속 판재(200)에는 사각형 환형의 절연성 필름(210)이 부착되어 있다. 절연성 필름(210)은 펀치(도시하지 않음)의 외주면 경계선(211)의 내측 방향으로 소정 폭(d)으로 연장된 부위(215)와, 펀치의 외주면 경계선(211) 외측 방향으로 소정 폭(h)으로 연장된 부위(213)를 포함하는 크기로 부착되어 있다.
내측 연장 폭은 장축 연장 폭(w)과 단축 연장 폭(d)로 구별할 수 있고, 딥 드로잉에 의해 연신되었을 때, 내측 연장 폭 중 장축 연장 폭(w)은 전지케이스 하단의 장폭(W)을 기준으로 대략 15%의 크기이고, 단축 연장 폭(d)은 전지케이스 하단의 단폭(D)을 기준으로 대략 20%의 크기로 이루어져 있다.
도 3에는 도 2의 금속 판재가 딥 드로잉 되기 전의 수직 단면 모식도가 도시되어 있고, 도 4에는 도 2의 금속 판재가 딥 드로잉 된 후의 수직 단면 모식도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 사각형 환형의 절연성 필름(210)을 금속 판재(200)의 상면에 부착한 후 금속 판재(200)와 함께 다이(400)의 상단에 탑재한다. 그런 다음, 펀치(300)가 하강하면서 절연성 필름(210)이 부착된 금속 판재(200)를 다이(400)의 중공 내부(402)로 가압하여, 도 4에서와 같이 전지케이스(200)를 소망하는 형상으로 성형한다.
금속 판재(200) 상에 부착되어 있는 절연성 필름(210)에서 외측 연장부(213)의 두께는 내측 연장부(215)의 두께를 기준으로 대략 2배의 크기로 형성되어 있어서, 딥 드로잉에 의해 연신된 절연성 필름(210)의 두께는 도 4에서와 같이 균일하 게 된다.
따라서, 도 4에서와 같이 절연성 필름(210)이 전극조립체(도시하지 않음)의 하단 모서리에 대해 전지케이스(202)의 하단 내면(230)을 전기적으로 절연시킴으로써, 전지케이스(202)에 외력이 인가되어 구조적으로 취약한 하단 내면(230)이 변형되더라도 전극조립체와의 접촉에 의한 단락을 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전극조립체의 하단 모서리에 대응하는 전지케이스 내면에 절연성 물질을 코팅하거나 절연성 필름이 부착되어 있으므로, 이러한 전지케이스로 제조된 각형 이차전지는 낙하 등과 같은 외부 충격이 인가되는 경우에도 전극조립체와 전지케이스의 단락을 방지하여 이차전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전지케이스 제조방법은 구성적 특징으로 인해 기존 전지케이스의 제조 공정에 적용하기 용이하며, 외력에 의해 단락이 유발되기 쉬운 부위에서 선택적으로 절연성을 확보하여 전지의 용량 감소를 최소화하면서, 전지의 안전성을 담보할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 사각형의 절연성 코팅 층 또는 필름이 부착되어 있는 금속 판재를 나타내는 평면 모식도이다;
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 환형의 절연성 필름이 부착되어 있는 금속 판재를 나타내는 평면 모식도이다;
도 3은 도 2의 금속 판재가 딥 드로잉 되기 전의 수직 단면 모식도이다;
도 4는 도 2의 금속 판재가 딥 드로잉 된 후의 수직 단면 모식도이다.

Claims (13)

  1. 전극조립체를 내장하기 위한 각형 전지케이스를 제조하는 방법으로서,
    펀치와 다이를 사용하여 소정 두께의 금속 판재(후판: 厚鈑)를 딥 드로잉 가공함에 있어서, 상기 펀치의 외주면에 대응하는 금속 판재 상에 절연성 물질을 코팅하거나 절연성 필름을 부착한 후 딥 드로잉 함으로써,
    전극조립체의 하단 모서리에 대응하는 케이스 내면에 절연성 물질이 코팅되어 있거나 절연성 필름이 부착되어 있는 전지케이스를 제조하는 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 절연성 코팅 층 또는 필름은, 펀치의 하단면 전체와 외주면 경계선의 외측으로 연장된 소정 폭의 부위에 대응하여, 금속 판재 상에 코팅 또는 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 절연성 코팅 층 또는 필름은, 펀치의 외주면 경계선의 내측과 외측으로 각각 연장된 소정 폭의 부위에 대응하여, 금속 판재 상에 코팅 또는 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 외측 연장 폭은, 딥 드로잉에 의해 연신되었을 때의 길이가, 전지케이스의 높이를 기준으로 10 내지 30%의 크기인 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 내측 연장 폭은, 딥 드로잉에 의해 연신되었을 때의 길이가, 전지케이스 하단의 폭을 기준으로 10 내지 50%의 크기인 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 내측 연장 폭 중, 장축 연장 폭은 딥 드로잉에 의해 연신되었을 때의 길이가 전지케이스 하단의 장폭을 기준으로 10 내지 30%의 크기이고, 단축 연장 폭은 딥 드로잉에 의해 연신되었을 때의 길이가 전지케이스 하단의 단폭을 기준으로 20 내지 50%의 크기인 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조방법.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 딥 드로잉 전에 코팅 또는 부착되어 있는 상기 외측 연장부의 두께는 하단면 또는 내측 연장부의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 외측 연장부의 두께는 하단면 또는 내측 연장부의 두께를 기준으로 150% 내지 300%인 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 외측 연장부의 두께가 하단면 또는 내측 연장부의 두께를 기준으로 150% 내지 300%인 범위 내에서, 상기 외측 연장부의 두께는 0.3 내지 1.5 mm이고, 상기 하단면 또는 내측 연장부의 두께는 0.2 내지 1.0 mm인 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스의 소재는 알루미늄, 스테인리스 스틸, 또는 니켈 도금 연강인 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 절연성 코팅 층 또는 필름의 소재는 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 또는 폴리스티렌계 수지인 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 젤리-롤형(jelly-roll type) 전극조립체인 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조방법.
  13. 제 1 항에 따른 제조방법에 의해 제조되는 각형 이차전지로서, 전극조립체의 하단 모서리에 대응하는 케이스 내면에 절연성 물질이 코팅되어 있거나 절연성 필름이 부착되어 있어서, 외력에 의해서도 전극조립체의 하단 모서리가 전지케이스에 접촉되지 않는 것을 특징으로 하는 각형 이차전지.
KR1020080002891A 2008-01-10 2008-01-10 전지케이스 제조방법 KR101104148B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080002891A KR101104148B1 (ko) 2008-01-10 2008-01-10 전지케이스 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080002891A KR101104148B1 (ko) 2008-01-10 2008-01-10 전지케이스 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090077123A KR20090077123A (ko) 2009-07-15
KR101104148B1 true KR101104148B1 (ko) 2012-01-13

Family

ID=41335657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080002891A KR101104148B1 (ko) 2008-01-10 2008-01-10 전지케이스 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101104148B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170045475A (ko) * 2015-10-19 2017-04-27 주식회사 엘지화학 밀봉용 폴딩부를 포함하는 전지셀

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101432224B1 (ko) 2012-02-07 2014-08-26 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 내장형 이차전지 팩
KR101365968B1 (ko) 2012-02-07 2014-02-24 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 전지셀 제조방법
KR101443832B1 (ko) * 2012-08-07 2014-09-23 주식회사 엘지화학 이차전지 케이스 제조장치 및 제조 방법
KR102246095B1 (ko) * 2016-10-07 2021-04-29 주식회사 엘지화학 성형용 필름부재를 사용한 전지케이스의 제조 방법
KR102013994B1 (ko) * 2017-11-10 2019-08-23 한국세라믹기술원 슈퍼 커패시터 및 그 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006278245A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Toyota Motor Corp 電池及びその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006278245A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Toyota Motor Corp 電池及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170045475A (ko) * 2015-10-19 2017-04-27 주식회사 엘지화학 밀봉용 폴딩부를 포함하는 전지셀
KR102052920B1 (ko) * 2015-10-19 2019-12-06 주식회사 엘지화학 밀봉용 폴딩부를 포함하는 전지셀

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090077123A (ko) 2009-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102116116B1 (ko) 그루브가 형성되어 있는 금속 캔을 포함하는 원통형 전지셀
EP2197064B1 (en) A vent member for a secondary battery
JP4628682B2 (ja) 電池部ユニット及びこれを採用したリチウム２次電池
US8802255B2 (en) Secondary battery and its method of manufacture
US9077027B2 (en) Electrode assembly and secondary battery using the same
US9118071B2 (en) Rechargeable battery
EP2264811B1 (en) Secondary battery
KR100957075B1 (ko) 전극 고정용 부재가 장착되어 있는 전극조립체 및 이를포함하고 있는 이차전지
KR101629499B1 (ko) 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR101104148B1 (ko) 전지케이스 제조방법
KR20080023372A (ko) 안전성이 향상된 원통형 이차전지
KR102275545B1 (ko) 배터리 셀 및 그 제조 방법
KR100995076B1 (ko) 이차 전지
KR101749729B1 (ko) 이차전지
KR101735511B1 (ko) 패턴화된 형상을 갖는 배터리 셀 및 그 제조방법
US20120040213A1 (en) Rechargeable battery
KR101305237B1 (ko) 외측에 단차가 형성되어 있는 전지케이스로 구성된이차전지
KR102158089B1 (ko) 원통형 전지캔, 이를 포함한 이차전지 및 그 제조 방법들
KR100857017B1 (ko) 개선된 젤리-롤형 전극조립체 및 이를 포함하는 원통형이차전지
KR102331123B1 (ko) 탄성 부재를 포함하는 원통형 전지셀의 캡 어셈블리
KR102263483B1 (ko) 내부 단락을 방지할 수 있는 보호부재를 포함하고 있는 파우치형 전지셀
KR20160015778A (ko) 내진동 특성이 향상된 원통형 전지
US9893346B2 (en) Rechargeable battery having short-circuit member
KR101846486B1 (ko) 일체형 양극리드 및 음극리드를 포함하는 전지셀
KR20040005242A (ko) 단락방지수단이 형성된 젤리-롤형의 전지부와 이를 채용한리튬이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141231

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151229

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161227

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190102

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200102

Year of fee payment: 9