KR101306653B1 - 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프라스틱재의 셀 세퍼레이션프레임을 일차 성형하고, 상기 셀 세퍼레이션프레임에 섬유질 러버로 이루어진 메쉬망을 사출성형에 의해 일체로 형성하여 하나의 셀 세퍼레이션을 형성하고, 상기 셀 세퍼레이션을 파우치셀의 양측에 배치하여 상호 연결하는 구성으로 방열기능과 파우치셀을 보호기능을 동시에 만족토록 하는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법에 관한 것이다.

Description

사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법{a method for manufacturing of BMA with injection mesh}

본 발명은 프라스틱재의 셀 세퍼레이션프레임을 일차 성형하고, 상기 셀 세퍼레이션프레임에 섬유질 러버로 이루어진 메쉬망을 사출성형에 의해 일체로 형성하여 하나의 셀 세퍼레이션을 형성하고, 상기 셀 세퍼레이션을 파우치셀의 양측에 배치하여 상호 연결하는 구성으로 방열기능과 파우치셀의 보호기능을 동시에 만족토록 하는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 충전 및 방전이 가능한 이차 전지는 디지털 카메라, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행중이다.

또한, 상기 이차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차 전지를 들 수 있다.

특히, 상기 리튬 이차 전지는 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 다수를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.

그리고, 상기 리튬 이차 전지는 다양한 형태로 제조가능하며, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형 및 각형을 들 수 있고, 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어그 형상이 비교적 자유롭다.

이와같은 기술과 관련하여 대한민국 특허 제1042132호에 리튬2차 전지의 기술이 제시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 프라스틱재의 성형으로 정형화 되어 제작되는 메인 프레임(41)과 차단 프레임(51)을 교대로 적층하고 그 사이사이에 유닛셀(31)들을 삽입하되, 상기 유닛셀(31)들의 전극탭은 그 양극탭과 음극탭이 서로 교차되어 직렬 연결되도록 적층하게 된다.

그리고, 상기 유닛셀(31)은, 전지셀의 외측에 알루미늄 셀커버가 밀착되며, 상기 셀커버의 외측에 메인프레임 및 차단프레임이 위치되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 리튬전지는, 전지셀의 충,방전 동작시 발생되는 열이 셀커버를 통하여 전달되는 구조로 셀과 알루미늄셀커버 사이에 공기 공극층이 존재하여 잠열이 축적되어 냉각효과가 저하됨은 물론 셀커버를 중심으로 온도차가 심할 경우 셀커버 표면의 결로현상으로 제품의 신뢰성을 저하시키게 되는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 공정과 부품을 최소화 하면서 연질 소재로 셀과 직접 접촉되는 면과 공기가 접촉되는 면을 상이하게 형성토록 하고, 셀에 의한 손상을 최소화하면서 열전달에 의한 냉각효과를 높이도록 하고, 메쉬의 형상을 자유롭게 형성할 수 있도록 하며, 에너지 밀집도를 높여 충방전시 발열량이 많은 셀에 적용토록 가능토록 하고, 방열기능과 파우치셀을 보호기능을 동시에 만족토록하는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 프라스틱재의 셀 세퍼레이션프레임을 일차 성형하고, 상기 셀 세퍼레이션프레임에 섬유질 러버로 이루어진 메쉬망을 일체로 사출성형하여 하나의 셀 세퍼레이션을 형성하고, 상기 셀 세퍼레이션을 파우치셀의 양측에 배치하여 상호 연결하는 구성으로 이루어진 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 메쉬망은, 격자형상으로 교차되는 부분의 코너가 라운드형상을 갖도록 설치되는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 메쉬망은, 섬유질 러버가 셀 세퍼레이션의 사출 성형시 주입되어 메쉬가 직접 성형되는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법을 제공한다.

더하여, 본 발명의 메쉬망은, 파우치셀과 직접 접촉되는 면과 공기채널이 서로 다른 형상을 갖도록 형성되는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법을 제공한다.

계속하여, 본 발명의 메쉬망은, 파우치셀에 접촉되는 내측 러버와 공기채널의 외측러버 재질이 상이하게 형성되는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법을 제공한다.

그리고, 본 발명의 셀 세퍼레이션프레임은 사출 성형되는 메쉬망의 장착을 위하여 적어도 하나 이상의 돌기 또는 관통되는 홈 및 도랑으로 이루어진 메쉬망장착부가 형성되는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법을 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 공정과 부품을 최소화 하면서 연질 소재로 셀과 직접 접촉되는 면과 공기가 접촉되는 면을 상이하게 형성하여 열전달효율을 높이며, 셀에 의한 손상을 최소화 하면서 열전달 에 의한 냉각효과를 높이고, 메쉬의 형상을 자유롭게 형성하며, 에너지 밀집도를 높여 충방전시 발열량이 많은 셀에 적용토록 가능하고, 방열기능과 파우치셀을 보호기능을 동시에 만족하는 효과가 있는 것이다.

도1은 종래의 리륨 2차 전지를 도시한 사시도이다.
도2는 본 발명에 따른 비엠에이를 도시한 사시도이다.
도3는 본 발명에 따른 비엠에이를 도시한 분해도이다.
도4는 본 발명에 따른 비엠에이의 제조순서를 도시한 분해도이다.
도5 및 도6은 각각 본 발명에 따른 비엠에이를 도시한 요부 확대도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 비엠에이를 도시한 사시도이고, 도3는 본 발명에 따른 비엠에이를 도시한 분해도이며, 도4는 본 발명에 따른 비엠에이의 제조순서를 도시한 분해도이고, 도5 및 도6은 각각 본 발명에 따른 비엠에이를 도시한 요부 확대도이다.

본 발명의 비엠에이(100)는, 프라스틱재로서 성형에 의해 셀 세퍼레이션프레임(113)을 일차 성형한다.

그리고, 상기 셀 세퍼레이션프레임(113)에 섬유질 러버로 이루어진 메쉬망(115)을 일체로 사출성형하여 하나의 셀 세퍼레이션(110)을 형성한다.

계속하여, 상기 셀 세퍼레이션(110)을 파우치셀(130)의 양측에 배치하여 상호 연결하여 비엠에이(100)를 형성한다.

또한, 상기 메쉬망(115)은, 격자형상으로 교차되는 부분의 코너(C)가 라운드형상을 갖도록 설치된다.

그리고, 상기 메쉬망(115)은, 섬유질 러버재가 성형에 의해 제작되는 셀 세퍼레이션프레임(113)의 일측에 직접 사출 성형된다.

더하여, 상기 메쉬망(115)은, 파우치셀(130)과 직접 접촉되는 면과 공기채널(A)이 서로 다른 형상을 갖도록 형성된다.

계속하여, 상기 메쉬망(115)은, 이중사출에 의해 파우치셀(130)에 접촉되는 내측 러버와 공기채널의 외측러버 재질이 서로 상이하게 형성된다.

그리고, 상기 셀 세퍼레이션프레임(113)은, 사출 성형되는 메쉬망의 장착을 위하여 적어도 하나 이상의 돌기 또는 관통되는 홈 및 도랑으로 이루어진 메쉬망장착부(112)가 일체로 형성되는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도6에서 도시한 바와같이 비엠에이(100)는, 프라스틱재로서 성형에 의해 셀 세퍼레이션프레임(113)을 일차 성형한 후 성형된 셀 세퍼레이션프레임(110)에 메쉬망(115)을 일체로 성형하여 셀 세퍼레이션(110)을 형성한다.

이때, 상기 셀 세퍼레이션프레임은 고온 융융되는 재질을 이용하고, 상기 메쉬망(115)은 상대적으로 저온 용융되는 재질을 사용토록 한다.

그리고, 상기 메쉬망(115)은, 코드의 역활을 섬유입자가 고방열 및 절연성을 갖는 러버에 혼합되는 구성으로 인서트 사출에 의해 격자상으로 형상되어 셀 세퍼레이션프레임(113)에 일체로 고정된다.

또한, 상기 셀 세퍼레이션프레임(113)에 섬유러버로 이루어진 메쉬망(115)을 일측면에 직접 사출성형하여 하나의 셀 세퍼레이션(110)을 형성하고, 상기 셀 세퍼레이션(110)을 파우치셀(130)의 양측에 배치하여 상호 연결함으로써 비엠에이(100)를 형성한다.

한편, 상기 메쉬망(115)은, 격자형상으로 교차되는 부분의 코너(C)가 라운드형상을 갖도록 설치되어 사출 성형시 러버재가 용이하게 투입토록 된다.

더하여, 상기 메쉬망(115)은, 파우치셀(130)과 직접 접촉되는 면은 일정한 강도를 구비하면서 면접촉토록 되고 공기채널(A)은 유선형으로 형성되는 서로 다른 형상을 갖도록 형성되어 공기의 순환은 용이하면서도 일정한 강도로 파우치셀을 지지하게 된다.

계속하여, 상기 메쉬망(115)은, 이중사출에 의해 파우치셀(130)에 접촉되는 내측 러버와 공기채널의 외측러버 재질이 서로 상이하게 적층 형성되어 원하는 강도구현이 가능토록 된다.

그리고, 상기 셀 세퍼레이션프레임(113)에는 사출 성형되는 메쉬망의 장착을 위하여 적어도 하나 이상의 돌기 또는 관통되는 홈 및 도랑으로 이루어진 메쉬망장착부(112)가 일체로 형성되어 메쉬망(115)이 사출 성형될 때 접촉면적을 극대화 시켜 메쉬망이 셀 세퍼레이션프레임에 견고하게 밀착 연결토록 된다.

이때, 상기 메쉬망(115)은, 파우치셀(130)의 표면이 공기중에 노출됨으로써 직접냉각이 가능하여 냉각효율을 높이게 된다.

또한, 상기 메쉬망(115)은 파우치셀의 최대팽창부에 대응되는 부분에서 상대적으로 넓은 간격을 갖는 메쉬로서 이루어져 스웨링에 용이하게 대처하면서도 열이 발생되는 부분의 공기접촉 면적을 넓혀 냉각효과를 높이게 되는 것이다.

100...비엠에이 110...셀 세퍼레이션
113...셀 세퍼레이션프레임 115...메쉬망
130...파우치셀

Claims (6)

1. 프라스틱재의 셀 세퍼레이션프레임을 일차 성형하고,
   상기 셀 세퍼레이션프레임에 메쉬망을 일체로 사출성형하여 하나의 셀 세퍼레이션을 형성하며,
   상기 셀 세퍼레이션을 파우치셀의 양측에 배치하여 상호 연결하는 구성으로 이루어지고,
   상기 메쉬망은, 러버에 섬유질이 혼합되는 섬유질 러버가 셀 세퍼레이션의 사출 성형시 주입되어 메쉬를 직접 성형하는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 메쉬망은, 격자형상으로 교차되는 형상이면서 교차부분의 코너가 라운드형상을 갖도록 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 메쉬망은, 파우치셀과 직접 접촉되는 면과 공기채널이 서로 다른 형상을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 메쉬망은, 파우치셀에 접촉되는 내측 러버와 공기채널의 외측러버 재질이 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 셀 세퍼레이션프레임은 사출 성형되는 메쉬망의 장착을 위하여 적어도 하나 이상의 돌기 또는 관통되는 홈 및 도랑으로 이루어진 메쉬망장착부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 사출메쉬 일체형 비엠에이 제조방법.

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