KR101726792B1 - 전지셀의 실링부를 절곡하기 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양극과 분리막 및 음극을 포함하는 전극조립체를 전지케이스에 장착하고 열융착에 의해 밀봉된 전지셀의 실링부를 절곡하기 위한 절곡 장치로서, 전극단자가 위치하는 상부 실링부에 각각 인접한 양 측면 실링부들이 전극조립체 수납부의 외면에 접하도록 수직 절곡된 상태로 전지셀이 상부에 탑재되는 전지셀 안착부가 중앙에 형성되어 있는 지그, 상기 전지셀 안착부 상에 탑재된 전지셀의 전극단자 돌출방향을 기준으로 전지셀 안착부의 좌측 및 우측에서 지그 상에 위치하여 전지셀의 폭 방향에서 정위치 고정하는 한 쌍의 제 1 고정부재들, 상기 상부 실링부의 좌측 및 우측 단부 부위에서 상부 실링부에 접하여 전지셀의 길이 방향에서 정위치 고정하는 한 쌍의 제 2 고정부재들 및 상기 상부 실링부의 좌측 및 우측 단부들을 가압하여 전극단자 방향으로 절곡하기 위해 전지셀의 폭 방향으로 운동하는 한 쌍의 롤러들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 전지셀의 실링부를 절곡하기 위한 장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 특히, 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 갖는 리튬 이차전지에 대해 많은 연구 및 상용화가 이루어지고 있다.
이러한 리튬 이차전지는, 그것의 형상에 따라 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등으로 구분할 수 있으며, 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 저렴하고 변형이 용이한 파우치형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있다.
한편, 파우치형 전지셀의 경우, 밀봉성, 절연 저항 등을 확보하기 위하여 실링이 매우 중요하고, 특히 중대형 전지의 경우 내부 용량이 크게 요구되기 때문에 실링부가 넓어지게 되는 바, 전지셀의 불필요한 공간을 줄이기 위해서 실링 후 남는 면적을 절곡하는 방식을 적용하고 있다. 그러나, 실링된 파우치의 기계적 가공이 쉽지 않다는 문제점이 있다.
도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 다수의 전극 탭들(40, 50)이 돌출되어 있는 스택형 전극조립체(30), 상기 전극 탭들(40, 50)에 각각 연결되어 있는 두 개의 전극 리드들(60, 70), 및 상기 전극 리드들(60, 70)의 일부가 외부로 노출되도록 하면서 스택형 전극조립체(30)를 수납 및 밀봉하는 구조의 전지케이스(20)를 포함하는 것으로 구성되어 있고, 상기 전극리드들(60, 70)의 상하면 일부에는 전지케이스(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(80)이 부착되어 있다.
전지케이스(20)는 스택형 전극조립체(30)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(23)를 포함하는 하부 케이스(21)와 그러한 하부 케이스(21)의 덮개로서 스택형 전극조립체(30)를 밀봉하는 상부 케이스(22)로 이루어져 있다. 상부 케이스(22)와 하부 케이스(21)는 스택형 전극 조립체(30)를 내장한 상태에서 열융착되어, 실링부(24)를 형성한다.
일반적으로, 전지셀의 부피를 줄이기 위한 목적으로, 전극단자가 위치하는 상부 실링부에 각각 인접한 양 측면 실링부들을 전극조립체 수납부의 외면에 접하도록 1회 또는 복수회의 절곡을 실시하여 측면 실링부의 너비에 해당하는 부피 감소의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 상부 실링부의 좌측 및 우측 단부들은 롤러 등을 이용하여 전극단자 방향으로 추가적인 절곡이 이루어질 수 있다. 이 때, 전지셀의 이동을 방지하기 위한 고정부재의 위치 및 크기가 전지셀을 안정적으로 고정시키지 못하는 불안정한 구조인 경우에는 조금만 힘을 가하여도 상대적인 강성이 취약한 부위인 상부 실링부의 변형이 일어날 수 있는 바, 이로 인하여 전지셀 수납부의 형상 변형을 유발할 수 있다.
따라서, 전지셀의 용량 증가를 위하여 파우치형 전지셀의 불필요한 공간인 실링부를 절곡시키는 과정에서 전지셀을 안정적으로 고정시킴으로써, 실링부 및 전지셀 수납부의 형상 변형을 방지할 수 있는 절곡 장치에 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, 이후 설명하는 바와 같이, 전지셀의 상부 실링부의 좌측 및 우측 단부 부위에 상부 실링부에 접하도록 전지셀의 길이 방향에 위치한 고정부재들 및 상부 실링부의 좌측 및 우측 단부들을 전극단자 방향으로 절곡하기 위한 롤러들을 포함하는 전지셀 절곡 장치를 개발하게 되었고, 이러한 장치는 전지셀을 안정적으로 고정시킬 수 있으므로, 파우치형 전지셀의 실링부 절곡시 발생할 수 있는 실링부 및 전지셀 수납부의 형상 변형을 방지할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명에 따른 절곡 장치는, 양극과 분리막 및 음극을 포함하는 전극조립체를 전지케이스에 장착하고 열융착에 의해 밀봉된 전지셀의 실링부를 절곡하기 위한 절곡 장치로서,
전극단자가 위치하는 상부 실링부에 각각 인접한 양 측면 실링부들이 전극조립체 수납부의 외면에 접하도록 수직 절곡된 상태로 전지셀이 상부에 탑재되는 전지셀 안착부가 중앙에 형성되어 있는 지그;
상기 전지셀 안착부 상에 탑재된 전지셀의 전극단자 돌출방향을 기준으로 전지셀 안착부의 좌측 및 우측에서 지그 상에 위치하여 전지셀의 폭 방향에서 정위치 고정하는 한 쌍의 제 1 고정부재들;
상기 상부 실링부의 좌측 및 우측 단부 부위에서 상부 실링부에 접하여 전지셀의 길이 방향에서 정위치 고정하는 한 쌍의 제 2 고정부재들; 및
상기 상부 실링부의 좌측 및 우측 단부들을 가압하여 전극단자 방향으로 절곡하기 위해 전지셀의 폭 방향으로 운동하는 한 쌍의 롤러들;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치는, 특정한 제 1 고정부재들 및 제 2 고정부재들이 전지셀의 폭 방향 및 길이 방향에서 전지셀에 접하도록 위치하기 때문에, 종래기술의 문제점인 전지셀 실링부 및 전지셀 수납부의 형상 변형 문제를 해결할 수 있다.
상기 전극조립체는 그것의 구조가 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 폴딩형 구조, 분리막이 개재된 상태로 하나 이상의 양극판과 하나 이상의 음극판이 적층되어 있는 스택형 구조, 양극판과 음극판을 포함하는 적층형 유닛셀들이 분리 시트 위에 권취되어 있는 스택-폴딩형 구조 또는 양극판과 음극판을 포함하는 적층형 유닛셀들이 분리막이 개재된 상태로 적층되어 있는 라미네이션-스택형 구조 등일 수 있다.
상기 전지케이스는, 예를 들어, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 케이스일 수 있다.
상기 수지층은 외부로부터 전지셀을 보호하는 역할을 하므로 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하는 바, 두께 대비 우수한 인장강도와 내후성 등이 요구되며, 예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate; PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (polybuthyleneterephthalate; PBT), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (polyethylenenaphthalate; PEN) 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌 등의 폴리스티렌계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지 등이 사용될 수 있다. 이러한 소재는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, ONy(연신 나일론 필름)이 많이 사용되고 있다.
상기 금속층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 전해액의 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금이 사용될 수 있으며, 알루미늄 합금으로는 예를 들어, 합금번호 8079, 1N30, 8021, 3003, 3004, 3005, 3104, 3105 등을 들 수 있으며, 이들은 단독 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치에 있어서, 상기 제 1 고정부재들과 제 2 고정부재들 각각의 높이는 전지셀을 안정적으로 고정시킬 수 있는 정도라면 특별히 한정되지 않지만, 상세하게는 전극조립체 수납부의 높이를 기준으로 50% 내지 150%로 형성될 수 있으며, 더욱 상세하게는 전극조립체 수납부의 높이를 기준으로 80% 내지 130%로 형성될 수 있다.
상기 제 1 고정부재들 및 제 2 고정부재들 각각의 높이가 전극조립체 수납부 높이의 50%보다 낮을 경우에는 전지셀을 안정적으로 고정하는 데 어려움이 있을 수 있으며, 150%보다 높을 경우에는 이에 따라 롤러들의 크기도 커질 수 있으므로 전체적인 절곡 장치의 크기 증가를 고려할 때 바람직하지 않다.
하나의 구체적인 예에서, 제 1 고정부재들은 전지셀의 폭 방향에서 전지셀을 안정적으로 고정하기 위해 전지셀의 길이 방향에서 상부 또는 하부의 어느 한 방향으로 치우치지 않도록, 전지셀의 길이 방향의 중심점에서 전지셀 안착부의 좌측 및 우측에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제 1 고정부재들이 길이 방향으로 서로 다른 위치에 형성되는 경우에는 측면에 편향된 힘이 가해질 수 있으므로, 한 쌍의 제 1 고정부재들이 전지셀 안착부를 기준으로 대칭적으로 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 고정부재들은 전지셀의 폭이 다양한 경우에 유연하게 적용될 수 있도록, 바람직하게는 전지셀의 폭 방향으로 위치 조절이 가능한 구조로 지그에 장착될 수 있다.
상기 제 1 고정부재들의 크기가 너무 작은 경우에는 전지셀을 안정적으로 고정시키기 위한 목적이 달성되기 어려울 수 있는 바, 제 1 고정부재들의 길이는 전지셀의 길이 방향 길이를 기준으로 10% 내지 90%의 범위에 해당할 수 있으며, 상세하게는 15% 내지 80%의 범위에 해당할 수 있다. 상기 전지셀의 길이가 전지셀의 길이 방향 길이를 기준으로 10% 보다 작을 경우에는, 상기 언급한 바와 같이 전지셀을 안정적으로 고정시키는 데 어려움이 있을 수 있고, 90%보다 큰 경우에는 전지셀의 상부 실링부 양측단의 권취시 롤러들의 이동에 장애가 될 수 있으므로 바람직하지 않다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 2 고정부재들은 각각의 일면이 상부 실링부의 외주에 접하도록 형성되는 있어서, 전지셀이 전극 탭이 형성된 방향으로 위치 이동하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치는 상부 실링부의 양 단부를 절곡하기 전후 단계 및 절곡하는 단계에도 전지셀을 안정적으로 고정할 수 있는 바, 상기 한 쌍의 롤러들은 전극 단자를 기준으로 제 2 고정부재들 각각의 외측에 위치하는 구조일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 롤러들이 상부 실링부의 좌측 및 우측 단부들의 가압을 위해 전극단자 방향인 제 1 방향으로 이동할 때, 상기 제 2 고정부재들이 롤러의 경로에 방해되지 않게 롤러의 이동 경로로부터 이탈되는 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 롤러들은 제 2 고정부재들을 하향 가압하면서 제 1 방향으로 이동하는 구조일 수 있어서, 상기 롤러들이 지나가는 상부 실링부에서 전극단자 방향으로 절곡이 이루어질 수 있다.
이에 따라, 절곡을 위해 롤러가 이동하는 동안에도 고정부재에 의한 방해를 받지 않기 때문에, 전지셀 안착시 뿐만 아니라 실링부의 절곡시에도 계속적인 전지셀의 고정이 안정적으로 가능하다.
상기 구조에서, 상기 제 1 방향으로 이동하는 롤러들이 제 2 고정부재들을 하향 가압할 수 있도록, 제 2 고정부재들의 외면은 제 1 방향으로 높이가 순차적으로 증가하는 경사면 구조를 포함하고 있으며, 제 2 고정부재 및 롤러의 하단부가 동일한 높이에 형성되는 경우, 상기 경사면 구조는 제 2 고정부재의 하단면에서부터 상단면까지 연속적으로 일정한 각도를 이루며 형성될 수 있다.
또한, 상부 실링부 양측 단부의 절곡 후 상기 롤러들이 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 이동할 때, 제 2 고정부재들은 절곡 전 상태인 원위치로 복귀하는 구조로 이루어질 수 있다.
이 경우, 제 2 고정부재들이 롤러들의 이동과 함께 자동으로 상향 또는 하향 이동이 가능함으로 인해, 롤러들의 이동 이외에 제 2 고정부재의 위치 이동을 따로 제어하지 않아도 된다.
제 2 고정부재들이 하향 이동 후 원위치로 복귀할 수 있도록, 하나의 구체적인 예에서, 상기 제 2 고정부재들의 하부에는 탄성 부재가 장착되어 있을 수 있다. 이러한 탄성 부재는 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 압축 스프링일 수 있다.
한편, 상기 롤러들이 제 2 고정부재들을 하향 가압하며 이동하여 제 2 고정부재의 상부에 위치하기 위해서는 롤러의 크기가 일정 수준 이상으로 형성되는 것이 바람직한 바, 상기 롤러들의 반경은 제 2 고정부재들의 높이와 동일하거나 그보다 크게 형성될 수 있다. 상세하게는, 롤러들의 반경은 제 2 고정부재들 높이의 100% 내지 200%의 크기일 수 있고, 더욱 상세하게는 제 2 고정부재들 높이의 120% 내지 180%의 크기일 수 있다.
상기 롤러들의 반경이 제 2 고정부재들의 높이의 100% 보다 작을 경우에는 롤러들이 제 2 고정부재를 하향 가압하면서 제 1 방향으로 이동하기 위한 롤링이 용이하지 않을 수 있으며, 200%보다 큰 경우에는 상부 실링부를 완전히 절곡하기 위하여 롤러가 전극단자까지 이동할 수 있으므로 전극단자에 손상을 줄 위험이 있어서, 바람직하지 않다.
전지셀의 폭이 다양하게 형성되는 경우에도 전지셀을 안정적으로 고정 및 절곡하기 위하여, 하나의 구체적인 예에서, 상기 제 2 고정부재들이 전지셀의 폭 방향으로 위치 조절이 가능한 구조로 장착되어 있을 수 있다. 또한, 제 2 고정부재들의 위치가 조절됨에 따라, 전극단자를 기준으로 제 2 고정부재들의 외측면에 위치하는 롤러들도 선택적으로 위치 조절이 가능할 수 있도록 형성되는 것이 바람직한 바, 전지셀의 폭 방향으로 위치 조절이 가능한 구조로 장착되어 있을 수 있다.
본 발명은 또한 상기 전지셀 절곡 장치를 사용하여 제조되는 전지셀을 제공할 수 있는 바, 본 발명에 따른 전지셀은 그 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지셀을 단위전지로 포함하는 전지팩 및 상기 전지팩을 전원으로서 포함하고 있는 디바이스를 제공한다.
구체적으로, 상기 전지팩은 고온 안전성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있으며, 이러한 디바이스의 바람직한 예로는 모바일 전자기기, 웨어러블 전자기기, 전지 기반 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 또는 전력저장장치 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치는 각각 특정한 구조의 제 1 고정부재들, 제 2 고정부재들 및 롤러들을 포함함으로써, 전지셀을 정위치 고정한 상태에서 파우치형 전지셀의 실링부 절곡이 가능하므로, 종래에 문제가 된 실링부 및 전지셀 수납부의 형상 변형을 방지할 수 있다.
도 1은 파우치형 전지셀의 모식도이다;
도 2는 본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치의 사시도이다;
도 3은 본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치의 평면 모식도이다;
도 4는 본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치의 측면 모식도이다;
도 5는 본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치의 정면 모식도이다; 및
도 6은 도 5의 전지셀 절곡 장치의 롤러 및 제 2 고정부재가 이동된 상태를 나타낸 정면 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치의 사시도이다;
도 3은 본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치의 평면 모식도이다;
도 4는 본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치의 측면 모식도이다;
도 5는 본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치의 정면 모식도이다; 및
도 6은 도 5의 전지셀 절곡 장치의 롤러 및 제 2 고정부재가 이동된 상태를 나타낸 정면 모식도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치의 사시도 및 평면도를 각각 모식적으로 도시하고 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치는 전지셀 안착부(109), 한 쌍의 제 1 고정부재들(110), 한 쌍의 제 2 고정부재들(120) 및 한 쌍의 롤러들(130)을 포함하고 있다.
전지셀(101)의 전극단자들(104, 105)이 위치하는 상부 실링부(102)에 각각 인접한 양 측면 실링부들(103)은 전극조립체 수납부의 외면에 접하도록 수직 절곡된 상태로 지그(140) 상에 형성된 전지셀 안착부(109)에 위치하고 있다. 전극단자들(104, 105)의 돌출방향을 기준으로 전지셀(101)의 좌측 및 우측에는 전지셀의 폭 방향에서 정위치 고정을 위한 한 쌍의 제 1 고정부재들(110)이 폭 방향으로 위치 조절이 가능한 구조로 지그(140)에 장착되어 있다.
제 1 고정부재들(110)은 전지셀(101)을 안정적으로 고정시키기 위하여, 전지셀의 길이 방향의 중심점에서 전지셀 안착부(109)의 좌측 및 우측에 대칭적으로 위치하고 있으며, 제 1 고정부재들(110)의 전지셀 길이 방향의 길이는 전지셀 길이를 기준으로 10% 내지 90%의 범위 내에서 형성될 수 있다.
제 2 고정부재들(120)은 전극단자들(104, 105)이 위치하는 상부 실링부(102)의 좌측 및 우측 단부 부위에서 상부 실링부(102)의 외주에 접하면서 전지셀(101)을 정위치 고정하며, 전지셀의 폭 방향으로의 위치 조절이 가능한 구조로 지그(140)에 장착되어 있다.
롤러들(130)은 상부 실링부(102)의 좌측 및 우측 단부들을 가압하여 전극단자 방향으로 절곡하기 위해 전지셀(101)의 폭 방향으로 운동하며, 전지셀의 폭 방향으로 위치 조절이 가능한 구조로 지그(140)에 장착되어 있다.
롤러들(130) 각각은 상부 실링부(102)의 측면이면서 상부 실링부(102)의 외주와 일면이 접하는 제 2 고정부재(120)의 일측면에 인접하게 위치한다.
또한, 롤러들(130)은 전극단자들(104, 105)을 기준으로 제 2 고정부재들(120)의 외측면에 위치함으로써 상부 실링부(102)의 좌측 및 우측 단부들을 가압 절곡할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전지셀 제조 장치의 측면도를 모식적으로 도시하고 있다.
도 4를 참조하면, 상기 제 1 고정부재(110)의 높이(h2) 및 제 2 고정부재(120)의 높이(h3)는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
고정부재들이 접하는 전지셀 부분의 높이를 고려할 때, 하나의 구체적인 예에서, 제 1 고정부재(110)의 높이(h2)가 제 2 고정부재(120)의 높이(h3)보다 높을 수 있으며, 전극조립체 수납부의 높이(h1)를 기준으로 50% 내지 150%의 범위 내에서 선택적으로 형성될 수 있다.
롤러(130)는 전극단자(105) 방향으로 이동하며 제 2 고정부재(120)를 하향 가압하는 바, 제 2 고정부재(120) 하부의 지그(140) 내부에는 롤러(130)의 가압에 의해 자동으로 상향 또는 하향 이동이 가능하기 위한 구조로서 탄성 부재(151)가 장착되어 있다.
도 5는 본 발명에 따른 전지셀 절곡 장치의 정면도를 모식적으로 도시하고 있다.
도 5를 참조하면, 한 쌍의 롤러들(130)이 제 1 방향(B)으로 이동하며 제 2 고정부재들(120)을 하향 가압하면, 제 2 고정부재들(120)은 점선 화살표 방향으로 하향 이동하면서 탄성부재들(151)을 압축시킨다.
제 2 고정부재들(120)의 외면은 제 1 방향으로 높이가 증가하는 경사면 구조로 이루어져 있기 때문에, 롤러들(130)과 제 2 고정부재들(120)의 거리가 가까운 경우에도 롤러들(130)의 이동이 용이하게 이루어질 수 있다.
상기 롤러들(130)의 이동이 용이하게 이루어질 수 있도록, 롤러들(130)의 반경(h4)이 제 2 고정부재들(120)의 높이(h3)를 기준으로 100% 내지 200%의 크기로 형성되는 것이 바람직하다
도 6은 도 5의 전지셀 절곡 장치의 롤러가 이동하여 상부 실링부를 절곡한 상태의 정면도를 모식적으로 도시하고 있다.
도 6을 참조하면, 제 1 방향으로 이동한 롤러들(130)은 하향 이동한 제 2 고정부재들(120)의 상부에 위치하게 된다. 롤러들(130)의 이동에 의해 상부 실링부(102) 양 끝단은 전극단자(104, 105)방향으로 절곡된다. 이후, 롤러들(130)이 제 2 방향(C)으로 이동하면, 지그(140) 내부에 장착된 탄성부재(151)들의 탄성 복원력에 의해 제 2 고정부재들(120)은 점선 화살표 방향으로 상향 이동하여 원위치로 복귀한다.
상기와 같은 구조에 의하여, 전지셀 실링부의 절곡시 전지셀의 손상을 방지할 수 있으며, 다양한 크기의 전지셀들에 유연한 적용이 가능한 전지셀 절곡 장치를 제공할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
Claims (20)
- 양극과 분리막 및 음극을 포함하는 전극조립체를 전지케이스에 장착하고 열융착에 의해 밀봉된 전지셀의 실링부를 절곡하기 위한 절곡 장치로서,
전극단자가 위치하는 상부 실링부에 각각 인접한 양 측면 실링부들이 전극조립체 수납부의 외면에 접하도록 수직 절곡된 상태로 전지셀이 상부에 탑재되는 전지셀 안착부가 중앙에 형성되어 있는 지그;
상기 전지셀 안착부 상에 탑재된 전지셀의 전극단자 돌출방향을 기준으로 전지셀 안착부의 좌측 및 우측에서 지그 상에 위치하여 전지셀의 폭 방향에서 정위치 고정하는 한 쌍의 제 1 고정부재들;
상기 상부 실링부의 좌측 및 우측 단부 부위에서 상부 실링부에 접하여 전지셀의 길이 방향에서 정위치 고정하는 한 쌍의 제 2 고정부재들; 및
상기 상부 실링부의 좌측 및 우측 단부들을 가압하여 전극단자 방향으로 절곡하기 위해 전지셀의 폭 방향으로 운동하는 한 쌍의 롤러들;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 폴딩형 구조, 스택형 구조, 스택-폴딩형 구조 또는 라미네이션-스택형 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 고정부재들과 제 2 고정부재들 각각의 높이는 전극조립체 수납부의 높이를 기준으로 50% 내지 150%인 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 고정부재들은 전지셀의 길이 방향의 중심점에서 전지셀 안착부의 좌측 및 우측에 대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 고정부재들은 전지셀의 폭 방향으로 위치 조절이 가능한 구조로 지그에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 고정부재들은 각각의 일면이 상부 실링부의 외주에 접하면서 전지셀을 정위치 고정하는 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 롤러들이 상부 실링부의 좌측 및 우측 단부들의 가압을 위해 전극단자 방향인 제 1 방향으로 이동할 때, 제 2 고정부재들이 롤러의 이동 경로로부터 이탈되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 롤러들은 제 2 고정부재들을 하향 가압하면서 제 1 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 방향으로 이동하는 롤러들이 제 2 고정부재들을 하향 가압할 수 있도록, 제 2 고정부재들의 외면은 제 1 방향으로 높이가 순차적으로 증가하는 경사면 구조를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 롤러들이 제 1 방향의 반대 방향인 제 2 방향으로 이동할 때, 제 2 고정부재들이 원위치로 복귀하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 제 2 고정부재들의 하부에는 탄성 부재가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 12 항에 있어서, 상기 탄성 부재는 압축 스프링인 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 롤러들의 반경은 제 2 고정부재들의 높이와 동일하거나 그보다 큰 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 롤러들의 반경은 제 2 고정부재들의 높이의 100% 내지 200% 크기인 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 고정부재들은 전지셀의 폭 방향으로 위치 조절이 가능한 구조로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 롤러들은 전지셀의 폭 방향으로 위치 조절이 가능한 구조로 장착되어 있는 특징으로 하는 전지셀 절곡 장치.
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001334331A (ja) | 2000-05-22 | 2001-12-04 | Toshiba Electronic Engineering Corp | 薄板の折り曲げ成型方法および密閉二次電池の製造方法 |
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Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR100857018B1 (ko) * | 2006-01-16 | 2008-09-05 | 주식회사 엘지화학 | 안전성이 향상된 소형 전지팩 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001334331A (ja) | 2000-05-22 | 2001-12-04 | Toshiba Electronic Engineering Corp | 薄板の折り曲げ成型方法および密閉二次電池の製造方法 |
| JP2002208383A (ja) | 2001-01-10 | 2002-07-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 偏平形電池の外装ケース加工装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102059434B1 (ko) * | 2019-10-11 | 2019-12-26 | 전제항 | 부품조립장치 |
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