KR101253660B1 - Process for Preparing of Battery Case for Improving Accuracy - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시트형 모재에 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부에 대응하는 형상의 다이를 사용하여 전지케이스를 제조하는 방법으로서, (a) 모재의 길이방향에 대해 수직으로, 수납부가 형성될 부위의 상부에 슬릿을 형성하는 과정; 및 (b) 수평 단면상으로는 수납부의 폭과 길이에 대응하고 수직 단면상으로는 슬릿이 형성된 수납부의 상부에 대응하는 단부(전단)의 높이(깊이)가 대향 단부(후단) 쪽으로 증가하는 다이를 사용하여 모재를 가압함으로써 수납부를 형성하는 과정; (c) 모재를 절취하여 전지케이스를 제조하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method of manufacturing a battery case using a die having a shape corresponding to a housing portion in which an electrode assembly can be embedded in a sheet-shaped base material, the method comprising: (a) perpendicular to a longitudinal direction of a base material, Forming a slit on the top; And (b) using a die whose horizontal cross section increases the height (depth) of the end (front) corresponding to the width and length of the housing and corresponding to the top of the housing where the slit is formed on the vertical cross section toward the opposite end (rear). Forming a housing by pressing the base material; It provides a battery case manufacturing method comprising a; (c) cutting the base material to produce a battery case.
Description
본 발명은 정밀도 향상을 위한 전지케이스 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 시트형 모재에 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부에 대응하는 형상의 다이를 사용하여 전지케이스를 제조하는 방법으로서, (a) 모재의 길이방향에 대해 수직으로, 수납부가 형성될 부위의 상부에 슬릿을 형성하는 과정; (b) 수평 단면상으로는 수납부의 폭과 길이에 대응하고 수직 단면상으로는 슬릿이 형성된 수납부의 상부에 대응하는 단부(전단)의 높이(깊이)가 대향 단부(후단) 쪽으로 증가하는 다이를 사용하여 모재를 가압함으로써 수납부를 형성하는 과정; 및 (c) 모재를 절취하여 전지케이스를 제조하는 과정;을 포함하는 전지케이스 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery case manufacturing method for improving accuracy, and more particularly, a method of manufacturing a battery case using a die having a shape corresponding to an accommodating portion in which an electrode assembly may be incorporated in a sheet-like base material. a) forming a slit on an upper portion of the portion where the accommodating portion is to be formed, perpendicular to the longitudinal direction of the base material; (b) using a die which corresponds to the width and length of the enclosure on the horizontal cross section and the height (depth) of the end (front) corresponding to the top of the enclosure with slits formed on the vertical cross section increases toward the opposite end (rear); Forming a housing by pressing the base material; It relates to a battery case manufacturing method comprising a; and (c) a step of manufacturing a battery case by cutting the base material.
이차전지는 휴대폰, 노트북, 캠코더 등 모바일 기기들의 전원으로 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차전지의 사용은 작동전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 잇점으로 인해 급속도로 증가되고 있는 추세이다.Secondary batteries are widely used as power sources for mobile devices such as mobile phones, notebooks, and camcorders. In particular, the use of lithium secondary batteries has been rapidly increasing due to the advantages of high operating voltage and high energy density per unit weight.
이러한 리튬 이차전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 하며, 그 중 전해액의 누액 가능성이 적으며, 제조가 용이한 리튬이온 폴리머 전지의 사용량이 늘어나고 있다.The lithium secondary battery may be classified into a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lithium polymer battery, and the like according to the composition of the electrode and the electrolyte, and among them, the amount of leakage of the electrolyte is less likely, and the amount of the lithium ion polymer battery that is easy to manufacture is used. This is increasing.
리튬이온 폴리머 전지(LiPB)는 전극(양극 및 음극)과 분리막을 열융착시킨 전극조립체에 전해액을 함침시킨 구조로서, 주로 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 밀봉한 형태로 많이 사용되고 있다. 따라서, 리튬이온 폴리머 전지를 종종 파우치형 전지로 칭하기도 한다.A lithium ion polymer battery (LiPB) is a structure in which an electrolyte solution is impregnated into an electrode assembly in which electrodes (anode and cathode) and a separator are heat-sealed, and is mainly used in a form in which the electrode assembly is sealed in a pouch type case of an aluminum laminate sheet. Thus, lithium ion polymer batteries are often referred to as pouch cells.
도 1에는 스택형 전극조립체를 포함하고 있는 대표적인 리튬이온 폴리머 전지의 일반적인 구조가 모식적으로 도시되어 있다.1 schematically illustrates a general structure of a representative lithium ion polymer battery including a stacked electrode assembly.
도 1을 참조하면, 리튬이온 폴리머 전지(10)는, 파우치형의 전지케이스(20) 내부에 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극조립체(30)가 내장되어 있고, 그것의 양극 및 음극 탭들(31, 32)이 두 개의 전극리드(40, 41)에 각각 용접되어 전지케이스(20)의 외부로 노출되도록 실링(밀봉)되어 있는 구조로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, a lithium
전지케이스(20)는 알루미늄 라미네이트 시트와 같은 연포장재로 되어 있으며, 전극조립체(30)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(23)를 포함하는 케이스 본체(21)와 그러한 본체(21)에 일측이 연결되어 있는 덮개(22)로 이루어져 있다.The
리튬이온 폴리머 전지(10)에 사용되는 전극조립체(30)는, 도 1에서와 같은 스택형 구조 이외에 젤리롤형 구조 또는 스택/폴딩형 구조도 가능하다. 스택형 전극조립체(30)는 다수의 양극 탭들(31)과 다수의 음극 탭들(32)이 전극리드(40, 41)에 각각 용접되어 있다.The
이러한 폴리머 전지(10)용 전지케이스(20)는, 수납부(23)에 대응하는 형상의 다이를 사용하여 시트형의 모재, 예를 들어, 알루미늄 라미네이트 시트의 모재를 가압하여 변형시킨 후, 수납부(23)의 길이방향으로 덮개의 크기 및 폭 방향으로 가스 포켓에 대응하는 크기로 절단함으로써 제조된다.The
참고로, 상기 커터는 모재로부터 전극조립체를 절취할 수 있는 구조 내지 특성을 가지고 있다면, 그것의 종류가 특별히 제한되는 것은 아니며, 대표적으로, 금속 나이프와 제트워터 나이프 등과 같은 재단용 나이프, 레이저 등과 같은 재단용 광원 등을 사용할 수 있다. For reference, if the cutter has a structure or characteristic capable of cutting the electrode assembly from the base material, the type thereof is not particularly limited, and representatively, such as a cutting knife such as a metal knife and a jet water knife, a laser, etc. A cutting light source can be used.
따라서, 폴리머 전지(10)는 수납부(23)에 전극조립체(30)를 안착한 후 덮개(22)를 덮고 본체(21)과의 접촉 부위를 열융착시킨 뒤 활성화 및 숙성 단계를 거치게 되는데, 이때 발생하는 가스를 제거하기 위해 가스 포켓을 가진 전지케이스를 일차 밀봉하여 활성화 단계를 거치며, 가스 포켓을 통해 가스를 제거하고 수납부에 대응하는 크기로 재차 밀봉한 후 가스 포켓을 절취함으로써 제조된다.Accordingly, the
그러나, 파우치형 전지의 특성상 상기 수납부를 형성하기 위해 모재에 대한 다이의 가압 과정에서 응력이 내재된 상태에서 모재가 수납부의 두께 방향으로 연신되므로 수납부의 포밍 폭에 대한 정확한 성형이 어렵다는 문제점이 있다.However, due to the characteristics of the pouch-type battery, since the base material is stretched in the thickness direction of the accommodating part in a state in which stress is embedded in the pressing process of the die to form the accommodating part, it is difficult to accurately form the forming width of the accommodating part. have.
특히, 수납부의 깊이가 수평으로 형성되지 않을 경우, 충방전 과정에 따른 전극조립체 두께의 증가 시, 파우치 내부의 공간이 부족할 수 있으며, 결과적으로 전지의 수명이 단축되는 원인으로 작용할 수 있다. In particular, when the depth of the housing is not formed horizontally, when the thickness of the electrode assembly increases due to the charging and discharging process, the space inside the pouch may be insufficient, and as a result, the life of the battery may be shortened.
따라서, 이러한 문제점들을 근본적으로 해소하면서 전지팩의 안전성 향상 및 불량률을 감소시킬 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high demand for a technology capable of fundamentally eliminating these problems and improving the safety and failure rate of the battery pack.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 발명의 목적은, 시트형 모재에서 수납부가 형성될 부위의 상부에 슬릿을 형성하고, 단부(전단)의 높이(깊이)가 대향 단부(후단) 쪽으로 증가하는 다이를 사용하여 모재를 가압하여 수납부를 형성함으로써, 수납부의 정밀도를 높이고, 안전성을 확보하는 전지케이스의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to form a slit in the upper portion of the sheet-like base material in which the housing portion is to be formed, and press the base material by using a die whose height (depth) of the end (front) increases toward the opposite end (back). By forming, the manufacturing method of the battery case which raises the precision of a storage part and ensures safety is provided.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지케이스 제조방법은, 시트형 모재에 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부에 대응하는 형상의 다이를 사용하여 전지케이스를 제조하는 방법으로서,The battery case manufacturing method according to the present invention for achieving the above object, as a method of manufacturing a battery case using a die having a shape corresponding to the housing portion in which the electrode assembly can be built in the sheet-like base material,
(a) 모재의 길이방향에 대해 수직으로, 수납부가 형성될 부위의 상부에 슬릿을 형성하는 과정; (A) forming a slit on the upper portion of the portion where the receiving portion is to be formed, perpendicular to the longitudinal direction of the base material;
(b) 수평 단면상으로는 수납부의 폭과 길이에 대응하고 수직 단면상으로는 슬릿이 형성된 수납부의 상부에 대응하는 단부(전단)의 높이(깊이)가 대향 단부(후단) 쪽으로 증가하는 다이를 사용하여 모재를 가압함으로써 수납부를 형성하는 과정; 및(b) using a die which corresponds to the width and length of the enclosure on the horizontal cross section and the height (depth) of the end (front) corresponding to the top of the enclosure with slits formed on the vertical cross section increases toward the opposite end (rear); Forming a housing by pressing the base material; And
(c) 모재를 절취하여 전지케이스를 제조하는 과정;(c) cutting the base metal to manufacture a battery case;
을 포함하는 것으로 구성되어 있다.As shown in Fig.
본 명세서에서 '모재의 길이방향'은 연속적으로 수납부를 형성하기 위해 시트형의 모재를 이동시킬 때 모재의 진행방향을 의미한다. 이러한 길이방향은 도 1과 같은 전지에서 수납부의 장축 방향과 일치한다. In the present specification, the 'length direction of the base material' refers to a traveling direction of the base material when the sheet-shaped base material is continuously moved to form an accommodating part. This longitudinal direction coincides with the long axis direction of the housing in the battery as shown in FIG. 1.
한편, 종래의 전지케이스는 모재에 수납부 형상의 다이를 이용하여 가압할 때 응력에 따른 연신율의 차이로 인해 불량률이 높고 안전성에 문제가 있었다.On the other hand, the conventional battery case has a high failure rate due to the difference in the elongation according to the stress when pressing the die-shaped die in the base material using the die has a problem in safety.
이러한 종래기술의 전지케이스와 비교할 때, 본 발명에 따른 전지케이스는 수납부가 형성될 부위의 상부에 슬릿을 형성한 상태에서, 하면 경사 구조를 가진 다이를 사용하여 모재를 가압하는 방식으로 형성되므로, 수납부의 형상이 용이하고, 응력 및 수납부의 깊이 편차를 최소화할 수 있어서 수납부의 내부 공간의 정밀도를 확보할 수 있다.Compared with the battery case of the prior art, the battery case according to the present invention is formed in such a way that the base material is pressed using a die having an inclined bottom surface in a state in which a slit is formed on the upper portion of the receiving portion, The shape of the accommodating part is easy, and the stress and the depth deviation of the accommodating part can be minimized, thereby ensuring the accuracy of the internal space of the accommodating part.
상기 모재는, 예를 들어, 파우치형 전지에 적합한 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있으며, 구체적으로는 고분자 수지의 상층, 차단성 금속의 중간층, 및 고분자 수지의 하층으로 이루어질 수 있다. The base material may be, for example, a laminate sheet including a metal layer and a resin layer suitable for a pouch-type battery, and specifically, may be formed of an upper layer of a polymer resin, an intermediate layer of a barrier metal, and a lower layer of a polymer resin. .
또한, 최근 고용량화로 인한 케이스의 대면적화 및 얇은 소재로의 가공에 따라, 본 발명이 적용되는 모재의 두께는 바람직하게는 6 mm의 범위 내에 있을 수 있다.In addition, with the recent large capacity of the case due to the high capacity and processing into a thin material, the thickness of the base material to which the present invention is applied may be preferably within the range of 6 mm.
하나의 바람직한 예에서, 상기 슬릿의 길이는 수납부의 폭과 일치하는 크기일 수 있다. 상기 슬릿의 길이가 너무 짧거나 반대로 너무 긴 경우에는, 다이를 사용한 모재의 가압시 수납부의 상단에 불균일한 응력이 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.In one preferred example, the length of the slit may be a size that matches the width of the housing. If the length of the slit is too short or vice versa too long, it is not preferable because non-uniform stress may occur at the upper end of the receiving portion when pressing the base material using the die.
또 다른 바람직한 예에서, 상기 슬릿은 모재의 길이 방향에 대한 수납부의 크기(길이)를 기준으로 1 내지 20%의 거리로, 수납부의 상단으로부터 이격되어 형성되어 있을 수 있다.In another preferred example, the slit may be formed at a distance of 1 to 20% based on the size (length) of the housing in the longitudinal direction of the base material, spaced apart from the upper end of the housing.
상기 이격 거리가 너무 좁은 경우, 가압과정에서 슬릿이 수납부 형성 부위로 말려들어 불량이 발생할 수 있고, 반대로 이격 거리가 너무 넓은 경우, 슬릿이 역할을 다하지 못하여 수납부의 형성이 용이하지 않을 수 있으므로 바람직하지 않다.If the separation distance is too narrow, the slits may be rolled into the storage portion forming portion during the pressing process, and if the separation distance is too wide, the slit may not play a role, so the formation of the storage portion may not be easy Not desirable
한편, 다이 하면의 경사 구조는 전지케이스의 제조 방법에 있어서 중요한 요소인 바, 수납부의 형성을 위한 가압시 슬릿으로 인한 응력 불균형의 문제를 해결한다. 구체적으로, 다이는 슬릿이 형성된 수납부의 상부에 대응하는 전단의 높이가 후단 쪽으로 증가하는 구조로 이루어져 있어서, 모재를 가압할 때, 다이의 전단에 의해 형성되는 수납부의 전단 깊이는 다이의 후단에 의해 형성되는 수납부의 후단 깊이보다 상대적으로 낮다. On the other hand, the inclined structure of the lower surface of the die is an important factor in the manufacturing method of the battery case, thereby solving the problem of stress imbalance due to the slit during pressing to form the housing. Specifically, the die has a structure in which the height of the front end corresponding to the upper part of the accommodating part in which the slit is formed increases to the rear end, so that when the base material is pressed, the shear depth of the accommodating part formed by the front end of the die is the rear end of the die. It is relatively lower than the rear end depth of the receiving portion formed by the.
수납부의 이러한 깊이 차이는 경시적으로 해소된다. 즉, 다이에 의해 모재를 가압하는 과정에서, 슬릿이 벌어지면서 수납부의 전단 부위에서 발생하는 응력이 수납부의 후단 부위에서 발생하는 응력보다 상대적으로 작으므로, 경시적으로 응력 해소를 위한 수축 현상이 수납부의 전단 부위에서 상대적으로 적으므로, 결과적으로 수납부 후단 부위와 전단 부위의 깊이가 균일해진다. This depth difference is resolved with time. That is, in the process of pressurizing the base material by the die, as the slit is opened, the stress generated at the front end portion of the accommodating portion is relatively smaller than the stress generated at the rear end portion of the accommodating portion, and thus shrinkage phenomenon for stress relief over time. Since the front end of this storage part is relatively small, the depth of the rear end part of the storage part and the front end part are uniform as a result.
이러한 다이의 후단 높이(깊이)는 다이의 전단 높이(깊이)를 기준으로 105 ~ 120%의 높이를 갖는 것이 바람직하다. 상기 높이 편차가 너무 작거나 반대로 너무 큰 경우에는 앞서 설명한 바와 같은 응력 불균형에 따른 수납부의 깊이 차이가 경시적으로 해소되기 어려울 수 있다.The rear end height (depth) of this die preferably has a height of 105 to 120% based on the shear height (depth) of the die. If the height deviation is too small or, on the contrary, too large, it may be difficult for the depth difference of the housing part due to the stress imbalance as described above to be eliminated over time.
또한, 다이의 전단 가압 깊이는 상기 슬릿에 의한 연신율에 의해 수납부의 깊이가 조율되는 바, 전극조립체의 두께를 기준으로 100 내지 120%의 깊이로 가압하는 것이 바람직하다.In addition, the shear pressing depth of the die is adjusted to the depth of the receiving portion by the elongation of the slit, it is preferable to press to a depth of 100 to 120% based on the thickness of the electrode assembly.
참고로 도 2에서 보는 바와 같이, 종래와 같은 하면의 경사가 수평인 다이(10)를 사용하여 전극조립체의 두께만큼 가압하는 경우, 상기 모재(20)는 슬릿(도시하지 않음)에 의한 연신과 그에 따른 응력 차이로 인해 경시적으로 수납부(23)의 전단(H)이 후단(h)에 비해 깊어지는 문제점이 있다.For reference, as shown in Figure 2, when pressing the thickness of the electrode assembly using the
이에 반해 본 발명에 적용되는 다이는 슬릿을 고려한 상기와 같은 깊이를 가짐으로써, 전극조립체가 정확하게 안착될 수 있도록 경시적으로 수납부의 하면이 수평으로 형성될 수 있다.On the contrary, the die applied to the present invention has a depth as described above in consideration of the slit, so that the lower surface of the housing may be horizontally formed over time so that the electrode assembly can be accurately seated.
한편, 상기 전극조립체는 다수의 전극 탭들을 연결하여 양극과 음극을 구성하는 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 폴딩형 구조, 스택형 구조, 스택/폴딩형 구조 등을 들 수 있다. On the other hand, the electrode assembly is not particularly limited as long as it is a structure that connects a plurality of electrode tabs to form a positive electrode and a negative electrode, and preferably includes a folding structure, a stacked structure, a stack / folding structure, and the like.
본 발명은 또한 상기의 방법으로 제조된 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 전기화학 셀을 제공한다. 이러한 전기화학 셀은 전지케이스의 수납부가 형성될 부위의 상부에 슬릿을 형성한 상태에서, 단부(전단)의 높이(깊이)가 대향 단부(후단) 쪽으로 증가하는 다이를 사용하여 모재를 가압하여 단차 설계로 형성된 전지케이스에 전해액이 함침되어 있는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다. The present invention also provides an electrochemical cell in which the electrode assembly is built in the battery case manufactured by the above method. Such an electrochemical cell presses the base material by using a die whose height (depth) of the end (front) increases toward the opposite end (back) in a state in which a slit is formed on an upper portion of the battery case accommodating part. The battery case formed by the design consists of a structure in which the electrode assembly of the anode / separator / cathode structure impregnated with the electrolyte is embedded.
따라서, 응력 및 수납부의 깊이 편차를 최소화할 수 있고, 수납부의 내부 공간의 정밀도를 확보할 수 있으므로, 안전성과 수명 특성이 향상된 전기화학 셀을 제공할 수 있다.Therefore, it is possible to minimize the stress and the depth deviation of the housing, and to ensure the accuracy of the internal space of the housing, thereby providing an electrochemical cell having improved safety and life characteristics.
본 발명에 따른 전지화학 셀은 상기와 같은 구조를 가진 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 리튬 이차전지 팩에 바람직하게 적용될 수 있다. The battery chemistry cell according to the present invention is not particularly limited as long as it has the above structure, and may be preferably applied to a lithium secondary battery pack.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지케이스는 시트형 모재에서 수납부가 형성될 부위의 상부에 슬릿을 형성하고, 단부(전단)의 높이(깊이)가 대향 단부(후단) 쪽으로 증가하는 다이를 사용하여 모재를 가압하여 수납부를 형성함으로써, 수납부의 형성이 용이하고 수납부의 정밀도를 높이며, 그에 따라 전지의 안전성과 수명 특성을 확보할 수 있다.As described above, the battery case according to the present invention uses a die that forms a slit in the upper portion of the sheet-shaped base material to be formed in the receiving portion, the height (depth) of the end (front) increases toward the opposite end (rear). By pressing the base material to form the housing, the housing can be easily formed and the accuracy of the housing can be increased, thereby ensuring the safety and life characteristics of the battery.
도 1은 종래의 리튬이온 폴리머 전지의 분해도이다;
도 2는 종래의 다이와 모재의 측면도 및 이를 이용하여 형성된 수납부의 측면도이다;
도 3은 본 발명에 사용되는 슬릿을 포함한 모재의 평면도이다;
도 4는 도 3의 모재에 대해 다이로 가압한 평면도이다;
도 5는 본 발명에 사용되는 다이와 모재의 측면도 및 이를 이용하여 형성된 수납부의 측면도이다;
도 6은 도 5의 수납부가 형성된 사진이다.1 is an exploded view of a conventional lithium ion polymer battery;
2 is a side view of a conventional die and a base material and a side view of an enclosure formed using the same;
3 is a plan view of a base material including a slit used in the present invention;
4 is a plan view pressurized with a die against the base material of FIG. 3;
Figure 5 is a side view of the die and the base material used in the present invention and a side view of the receiving portion formed using the same;
6 is a photograph in which the accommodating part of FIG. 5 is formed.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 3에는 본원발명에 사용되는 모재에 슬릿이 형성된 평면도가 모식적으로 도시되어 있다. 3 is a plan view schematically showing a slit formed in the base material used in the present invention.
도 3을 참조하면, 모재(200)는 길이방향(L)으로 연속적인 5 mm 두께의 라미네이트 시트로서, 수지층과 금속층을 포함하고, 구체적으로 고분자 수지의 상층, 차단성 금속의 중간층, 및 고분자 수지의 하층으로 이루어져 있다. 고분자 수지의 하층은 전지의 제조 과정에서 열융착되어 밀봉성을 제공한다.Referring to FIG. 3, the
이하에서 별도의 설명이 없더라도, 도면에서 예시되는 구조는 모재(200)의 길이방향으로 연속적으로 배열될 수 있고, 그러한 배열은 재단 효율성을 높이기 위하여 일부 변형된 구조로 이루어질 수 있음은 물론이다. Although not described below, the structure illustrated in the drawings may be continuously arranged in the longitudinal direction of the
도 4에는 도 3의 모재에 대해 다이로 가압한 평면도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에 사용되는 다이와 모재의 측면도 및 이를 이용하여 형성된 수납부의 측면도가 도시되어 있으며, 도 6에는 도 4 및 도 5의 수납부가 형성된 사진이 개시되어 있다.FIG. 4 is a plan view pressurized with a die against the base material of FIG. 3, and FIG. 5 is a side view of the die and the base material used in the present invention and a side view of an accommodating part formed using the same. 4 is a photograph in which the accommodating part of FIG. 5 is formed.
이들 도면을 도 1 및 도 3과 함께 참조하면, 모재(200)의 길이방향(L)에 대해 수직으로 수납부(221, 222, 223)가 형성될 부위의 상부에 각각 슬릿(201, 202, 203)이 형성된다.1 and 3, the
구체적으로, 슬릿의 길이(a)는 수납부의 폭(a')과 대략 일치되도록 형성되고, 모재의 길이 방향에 대한 수납부의 길이(A)를 기준으로 1 내지 20%의 거리로, 수납부(221, 222, 223)의 상단으로부터 이격되어 형성된다.Specifically, the length (a) of the slit is formed so as to substantially match the width (a ') of the housing, at a distance of 1 to 20% based on the length (A) of the housing relative to the longitudinal direction of the base material, It is formed spaced apart from the upper end of the payment portion (221, 222, 223).
한편, 수평 단면상으로는 수납부(221)의 폭(a')과 길이(A)에 대응하고 수직 단면상으로는 슬릿(201)이 형성된 수납부의 상부에 대응하는 전단의 높이(b)가 후단(B) 쪽으로 증가하는 다이(100)를 사용하여 모재(200)를 가압함으로써 수납부(221)를 형성한다.On the other hand, the height b of the front end corresponding to the width a 'and the length A of the
구체적으로, 다이의 후단 높이(B)는 전단 높이(b)를 기준으로 약 110%의 높이로 형성되어 있으며, 전극조립체(30)의 두께를 기준으로 120%의 깊이로 가압한다.Specifically, the rear end height B of the die is formed at a height of about 110% based on the shear height b, and is pressed to a depth of 120% based on the thickness of the
따라서, 전지케이스(200)는 슬릿(201)을 고려한 깊이(B)를 가지는 다이(100)를 사용하여 형성된 뒤, 모재(200)를 절취(도 4: 빗금 참조)하여 전지케이스를 제조함으로써, 도 6과 같이 전극조립체가 정확하게 안착될 수 있도록 정밀도가 향상된 수납부를 형성할 수 있다.Therefore, the
한편, 전극조립체는 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어져 있고, 그것의 두 개의 전극단자에 용접되어 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다면, 젤리-롤형 또는 스택형일 수 있으며, 특별히 제한되지는 않는다. On the other hand, if the electrode assembly is composed of a positive electrode, a cathode and a separator disposed between them, and consists of a structure that is welded to the two electrode terminals protruding, it may be a jelly-roll type or a stack type, it is not particularly limited .
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
Claims (11)
(a) 모재의 길이방향에 대해 수직으로, 수납부가 형성될 부위의 상부에 슬릿을 형성하는 과정;
(b) 수평 단면상으로는 수납부의 폭과 길이에 대응하고 수직 단면상으로는 슬릿이 형성된 수납부의 상부에 대응하는 단부(전단)의 높이(깊이)가 대향 단부(후단) 쪽으로 증가하는 다이를 사용하여 모재를 가압함으로써 수납부를 형성하는 과정; 및
(c) 모재를 절취하여 전지케이스를 제조하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조 방법. A method of manufacturing a battery case using a die having a shape corresponding to an accommodating portion in which an electrode assembly may be embedded in a sheet-like base material,
(A) forming a slit on the upper portion of the portion where the receiving portion is to be formed, perpendicular to the longitudinal direction of the base material;
(b) using a die on the horizontal cross section, the height (depth) of the end (front end) corresponding to the width and length of the compartment on the vertical cross section and corresponding to the top of the compartment with slit formed on the opposite end (back end); Forming a housing by pressing the base material; And
(c) cutting the base metal to manufacture a battery case;
Battery case manufacturing method comprising a.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004071301A (en) * | 2002-08-05 | 2004-03-04 | Toyota Motor Corp | Manufacturing method of case for storage element |
| JP2004146252A (en) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Sony Corp | Forming method of battery outer packaging, and forming device of battery outer packaging |
| KR20060011428A (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-03 | 주식회사 이스퀘어텍 | Manufacturing apparatus of pouch for rechargeable battery |
| KR20080081845A (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-10 | 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤 | Molding method of battery case and molding apparatus therefor |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004071301A (en) * | 2002-08-05 | 2004-03-04 | Toyota Motor Corp | Manufacturing method of case for storage element |
| JP2004146252A (en) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Sony Corp | Forming method of battery outer packaging, and forming device of battery outer packaging |
| KR20060011428A (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-03 | 주식회사 이스퀘어텍 | Manufacturing apparatus of pouch for rechargeable battery |
| KR20080081845A (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-10 | 쇼와 덴코 패키징 가부시키가이샤 | Molding method of battery case and molding apparatus therefor |
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