KR101735511B1 - 패턴화된 형상을 갖는 배터리 셀 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 패턴화된 형상을 갖는 배터리 셀은, 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드; 및 상기 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 테두리 영역이 실링되어 상기 전극 조립체를 수용하되, 양 면 중 적어도 어느 일 면 상에 형성되는 가압 패턴을 구비하는 파우치 케이스를 포함한다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀의 외측 면이 디바이스의 장착 면에 대응되는 패턴화된 형상을 가짐으로써 디바이스에 장착 시에 데드 스페이스의 발생을 최소화 할 수 있다.

Description

패턴화된 형상을 갖는 배터리 셀 및 그 제조방법{Battery cell with patterned shape and Method for manufacturing the same}
본 발명은 패턴화된 형상을 갖는 배터리 셀 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 디바이스에 배터리 셀을 적용함에 있어서 데드 스페이스(dead space)를 감소시킬 수 있도록 디바이스 면과 대응되는 패턴화된 형상이 외측 면에 형성된 배터리 셀 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전지라고 하면 적어도 한 세트의 단자 사이에서 전위를 공급하는 전기 화학적 전지(electrochemical cell) 및 전지들의 집합을 포함하는 장치를 의미한다. 전지의 단자들은 전기적, 예를 들면 직류 부하에 접속되어 그 부하에 에너지 즉 전압을 제공할 수 있다. 전지는 건전지, 습전지(예를 들면, 납-산(lead-acid)전지), 및 일반적으로 화학적으로 이용 가능한 기전력을 전류로 변환하는 기타 장치를 포함한다.
이러한 전지 중에서 이차 전지는 양극판/세퍼레이터/음극판의 3단층 구조 또는 양극판/세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판의 5단층 이상의 다층 구조로 된 전극조립체를 만들고, 이러한 전극조립체를 파우치에 수용하여 제작되는데, 이러한 이차 전지를 파우치형 이차 전지라 하기도 한다.
이차 전지의 특성은 사용 후 재충전될 수 있고, 그 용량이 무한정은 아니지만 어느 정도까지 방전 처리를 역으로 행함으로써 동일 전지의 반복적인 사용이 가능하다는 것이다. 다시 말해, 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 핸드폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지(2)는 기존의 납 축전지와, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차 전지와 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차 전지에 사용되는 양극 활물질으로는 리튬계 산화물, 음극 활물질으로는 탄소재를 사용하고 있다. 이러한 활물질을 이용하여 양극 활물질이 형성된 양극 집전체에 양극탭이 구비된 양극판, 음극 활물질이 형성된 음극 집전체에 음극탭이 구비된 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 있는 세퍼레이터를 적층함으로써 소정 면적의 전극 조립체를 제조하고, 이러한 전극 조립체를 파우치에 수용하여 파우치의 일측 개방부를 통해 파우치 내부에 전해액을 주입하고, 이차 전지에 충방전을 완료한 다음, 파우치의 일측 개방부를 밀봉함으로써 파우치형 이차 전지의 제조를 완료하게 된다.
이때, 파우치형 이차 전지의 파우치 내부에 전해액이 채워지면, 파우치 자체의 양면 부분이 외부로 볼록하게 되므로, 전지의 용량을 높이기 위해 이차 전지의 파우치 양면 부분을 눌러주는 작업(스퀴징)이 필요하다. 다시 말해, 이차 전지의 파우치 내부에 충전된 전해액이 고르게 퍼져야 전지의 용량이 커질 수 있으므로, 전해액을 고르게 퍼지도록 이차 전지의 스퀴징 작업이 필요하며, 아울러, 이차 전지의 전극 조립체의 각 전지셀 사이의 간극이 최대한 콤팩트하게 밀착되어 역시 전지의 용량이 커질 수 있게 된다.
이러한 스퀴징 작업을 수행함에 있어서, 배터리 셀을 가압하는 가압 플레이트의 형상이 평평한 경우, 배터리 셀의 외측 면 또한 평평한 형상을 가질 수 밖에 없다.
이처럼, 배터리 셀의 외측 면이 일관되게 평평한 형상을 갖는 경우, 배터리 셀이 적용되는 디바이스의 셀 장착부의 형상에 따라 별도의 고정물을 설치해야 하고, 이로써 디바이스 내부에는 데드 스페이스(dead space)가 발생될 수 밖에 없는 문제점이 있다.
한국 등록특허 10-1173185(2012.08.06.)
본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 배터리 셀의 제조 과정에서 배터리 셀의 외측 면이 패턴화된 형상을 갖도록 함으로써 디바이스에 장착 시에 데드 스페이스 형성을 최소화하는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 위에서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 패턴화된 형상을 갖는 배터리 셀은, 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드; 및 상기 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 테두리 영역이 실링되어 상기 전극 조립체를 수용하되, 양 면 중 적어도 어느 일 면 상에 형성되는 가압 패턴을 구비하는 파우치 케이스를 포함한다.
상기 가압 패턴은, 상기 파우치 케이스의 양 면 중 적어도 어느 일 면 상에서 서로 이격되어 위치하는 복수의 돌기 형태로 구현될 수 있다.
상기 가압 패턴은, 상기 파우치 케이스의 양 면 중 적어도 어느 일 면 상에 돌출되어 형성되는 적어도 하나의 돌출 라인의 형태로 구현될 수 있다.
상기 가압 패턴은, 상기 배터리 셀이 적용되는 디바이스에 구비된 배터리 셀 장착 면과 대응되는 형상을 가질 수 있다.
상기 파우치 케이스는, 상기 전극 조립체를 수용하는 수용 영역; 및 상기 수용 영역으로부터 상기 파우치 케이스의 외측 방향으로 연장되는 테두리 영역을 포함할 수 있다.
상기 가압 패턴은, 상기 수용 영역 상에 형성될 수 있다.
상기 가압 패턴은, 상기 수용 영역 중 상기 전극 조립체와 대응되는 영역 내에 형성될 수 있다.
한편, 상기 패턴화된 형상을 갖는 배터리 셀에 대한 제조방법은, (a) 배터리 셀을 준비하는 단계; (b) 패턴화 된 가압 플레이트를 구비하는 가압 트레이를 준비하는 단계; (c) 상기 배터리 셀을 상기 가압 트레이에 삽입하는 단계; 및 (d) 상기 패턴화 된 가압 플레이트를 이용하여 상기 배터리 셀의 양 면에 가압 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 (a)단계는, 전극 탭을 구비하는 전극 조립체, 상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드, 및 상기 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 테두리 영역이 실링되어 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 케이스를 포함하는 파우치 타입 배터리 셀을 준비하는 단계일 수 있다.
상기 (b)단계는, 상기 배터리 셀을 사이에 두고 양 측에 위치하는 한 쌍의 가압 플레이트 중 적어도 어느 하나는 패턴화 된 가압 트레이를 준비하는 단계일 수 있다.
상기 (c)단계는, 서로 인접한 한 쌍의 가압 플레이트의 사이에 상기 배터리 셀을 위치시키는 단계일 수 있다.
상기 (d)단계는, 상기 한 쌍의 가압 플레이트로 상기 배터리 셀의 양 면을 가압하여 상기 가압 플레이트에 형성된 패턴과 대응되는 가압 패턴이 상기 배터리 셀의 양 면 중 적어도 일 면에 형성되도록 하는 단계일 수 있다.
본 발명에 따르면, 배터리 셀의 외측 면이 디바이스의 장착 면에 대응되는 패턴화된 형상을 가짐으로써 디바이스에 장착 시에 데드 스페이스의 발생을 최소화 할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 내부 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀에 형성된 가압 패턴의 일 형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 배터리 셀을 X 방향에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀에 형성된 가압 패턴의 다른 형태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 배터리 셀을 Y 방향에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 가압 트레이를 이용하여 배터리 셀을 가압하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 및 이러한 배터리 셀이 적용되는 디바이스가 결합되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 제조방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)의 전체적인 구성을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 내부 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)은 전극 조립체(11), 한 쌍의 전극 리드(12), 실란트(13) 및 파우치 케이스(14)를 포함한다.
상기 전극 조립체(11)는 양극 판, 음극 판, 분리 막(미도시) 및 전극 탭(11a)을 포함한다. 상기 전극 조립체(11)는 적층된 양극 판 및 음극 판 사이에 분리 막을 개재하여 형성된 적층형 전극 조립체일 수 있다. 다만, 상기 전극 조립체(11)의 타입이 적층형으로 제한되는 것은 아니며, 젤리롤(jelly-roll) 타입으로 형성되는 것도 가능함은 물론이다.
상기 전극 탭(11a)은 전극 판, 즉 양극 판 또는 음극 판과 일체로 형성되는 것으로서, 전극 판 중 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부 영역에 해당한다. 즉, 상기 전극 탭(11a)은 양극 판 중 양극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당하는 양극 탭 및 음극 판 중 음극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당하는 음극 탭을 포함한다.
상기 전극 리드(12)는 얇은 판상의 금속으로서 전극 탭(11a)에 부착되어 전극 조립체(11)의 외측 방향으로 연장된다. 상기 전극 리드(12)는 양극 탭과 연결되는 양극 리드 및 음극 탭과 연결되는 음극 리드를 포함한다.
상기 양극 리드 및 음극 리드는 양극 탭 및 음극 탭의 형성 위치에 따라 도 1에 도시된 바와 같이 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있고, 이와는 달리 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있다.
상기 실란트(13)는 전극 리드(12)의 폭 방향 둘레에 부착되어 전극 리드(12)와 파우치 케이스(14)의 내측 면 사이에 개재되는 것으로서, 절연성 및 열 융착성을 갖는 필름으로 이루어진다. 상기 실란트(13)는, 예를 들어, 폴리이미드(PI: polyimide), 폴리프로필렌(PP: polyprophylene), 폴리에틸렌(PE: polyethylene) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate) 등으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질 층(단일 막 또는 다중 막)으로 이루어질 수 있다.
상기 실란트(13)는 전극 리드(12)와 파우치 케이스(14)의 금속 층 사이에서 단락이 발생되는 것을 방지한다. 뿐만 아니라, 상기 실란트(15)는 전극 리드(12)가 인출되는 영역에서 파우치 케이스(14)의 밀봉력을 향상시키는 역할을 한다.
즉, 금속 플레이트로 이루어진 전극 리드(12)와 파우치 케이스(14)의 내측 면 사이는 접착이 잘 이루어지지 않으므로 파우치 케이스(14)의 테두리 영역(S)을 열 융착하여 실링하더라도 전극 리드(12)가 인출된 영역에서의 밀봉성은 떨어질 수 있다. 또한, 이러한 밀봉성 저하 현상은 전극 리드(12)의 표면에 니켈(Ni)이 코팅된 경우 더욱 두드러지게 나타난다.
따라서, 상기 실란트(13)를 전극 리드(12) 및 파우치 케이스(14) 내측 면 사이에 개재시킴으로써 배터리 셀(10)의 밀봉성을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기 파우치 케이스(14)는 전극 조립체를 수용하는 수용 영역(R) 및 수용 영역(R)으로부터 파우치 케이스(14)의 외측 방향으로 연장되어 형성된 테두리 영역(S)을 구비한다.
상기 파우치 케이스(14)는 전극 리드(12)가 외부로 인출되도록 수용 영역(R) 내에 전극 조립체(11)를 수용한 채로 테두리 영역(S)이 열 융착에 의해 실링됨으로써 밀봉된다.
상기 파우치 케이스(14)는 우수한 열 융착성, 형상을 유지하고 전극 조립체(11)를 보호하기 위한 강성 및 절연성을 모두 확보하기 위해 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 파우치 케이스(14)는 최 내측에 위치하여 전극 조립체(11)와 대면하는 제1 층, 최 외측에 위치하여 외부 환경에 직접 노출되는 제2 층 및 상기 두 층 사이에 개재되는 제3 층(미도시)을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
이 경우, 예를 들어, 상기 제1 층은 폴리프로필렌(PP)과 같이 전해액에 대한 내부식성, 절연성 및 열 융착성을 갖는 재질로 이루어질 수 있고, 제2 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같이 형태 유지를 위한 강성 및 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 제3 층은 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)에 구비된 파우치 케이스(14)의 양 면 중 적어도 일 면 상에는 일정 형태의 가압 패턴이 형성되는데, 이러한 가압 패턴에 대해서는 도 2 내지 도 5를 참조하여 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
다음은, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)에 형성된 가압 패턴(14a)을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀에 형성된 가압 패턴의 일 형태를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 배터리 셀을 X 방향에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀에 형성된 가압 패턴의 다른 형태를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 배터리 셀을 Y 방향에서 바라본 모습을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 가압 패턴(14a)은 파우치 케이스(14)의 양 면 중 적어도 어느 일 면 상에 형성되는 것으로서, 일 예로, 서로 이격되어 위치하는 복수의 돌기 형태로 구현될 수 있다.
또한, 이러한 돌기가 갖는 구체적인 형상은 다양하게 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 도면에는 돌기의 평면 형상이 사각형인 경우만을 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 원형, 타원형, 삼각형, 그 밖의 형상 등으로 다양하게 구현될 수 있고, 복수의 돌기가 갖는 각각의 형상 또한 다르게 구현될 수 있을 뿐만 아니라, 돌기 사이의 거리 역시 다양하게 설정될 수 있는 것이다.
한편, 상기 가압 패턴(14a)은, 파우치 케이스(14)의 수용 영역(R) 상에 형성될 수 있으며, 이러한 수용 영역(R) 중에서도 특히 전극 조립체(11)와 대응되는 영역 내에 형성될 수 있다.
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 가압 패턴(14a)은, 도 2 및 도 3에 도시된 것과는 달리, 파우치 케이스(14)의 양 면 중 적어도 어느 일 면 상에 돌출되어 형성되는 적어도 하나의 돌출 라인의 형태로 구현될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 이러한 가압 패턴(14a)은 배터리 셀(C)의 양 측에서 배터리 셀(C)의 양 면에 압력을 가압하되 배터리 셀(C)과 대면하는 면에 소정의 패턴(20a)이 형성된 가압 플레이트(20)를 구비하는 가압 트레이를 이용하여 형성할 수 있다.
전극 조립체가 파우치 케이스에 수용된 형태를 갖는 파우치 타입(pouch type)의 배터리 셀(C)의 경우, 활성화 공정을 거치면서 내부에 발생되는 가스로 인한 팽창 현상이 발생될 수 있다. 이 때 가압 트레이를 이용하여 배터리 셀(C)의 양 면에 압력을 가해 줌으로써 부피를 줄이고 전해액의 함침성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 이러한 가압 공정을 이용하여 배터리 셀(C)의 양 면 중 적어도 어느 일 면 상에 소정의 가압 패턴(14a)을 형성함으로써, 기존의 배터리 셀 생산공정과 비교하여 추가적인 공정이 부가되지 않으면서도 원하는 가압 패턴(14a)을 갖는 배터리 셀(10)을 만들어 낼 수 있게 된다.
이 경우, 상기 배터리 셀(C)에 형성되는 가압 패턴(14a)은 가압 플레이트(20)에 형성된 패턴(20a)의 형상에 따라 결정될 것이다.
도 7을 참조하면, 이러한 배터리 셀(10)은 이차전지로부터 전력을 공급 받아 동작하는 디바이스(30)에 장착될 때, 서로 맞닿는 면이 정합되도록 대응되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 배터리 셀(10)에 구비된 가압 패턴(14a)은 디바이스(30) 중 배터리 셀(10)이 장착되는 면이 갖는 형상과 대응되도록 형성될 수 있다.
이처럼, 배터리 셀(10) 및 디바이스(30) 각각의 접촉 면이 서로 대응되는 형상을 갖는 경우, 디바이스(30) 내부에 발생될 수 있는 데드 스페이스(dead space)를 줄여 디바이스(30)의 소형화가 가능하게 된다.
다음은, 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 제조방법을 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 제조방법을 나타내는 순서도이다.
8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 제조방법은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 배터리 셀 준비 단계(a단계), 가압 트레이 준비 단계(b단계), 배터리 셀 삽입 단계(c단계) 및 가압 패턴 형성 단계(d단계)를 포함한다.
상기 a단계는, 파우치 타입의 배터리 셀(10), 즉 전극 탭(11a)을 구비하는 전극 조립체(11), 전극 탭(11a)과 연결되는 전극 리드(12), 및 전극 리드(12)가 외부로 인출된 상태로 테두리 영역(S)이 실링되어 전극 조립체(11)를 수용하는 파우치 케이스(14)를 포함하는 배터리 셀을 준비하는 단계에 해당한다.
상기 b단계는, 배터리 셀(10)을 사이에 두고 양 측에 위치하는 한 쌍의 가압 플레이트(20) 중 적어도 어느 하나는 패턴화 된 가압 트레이를 준비하는 단계에 해당한다.
상기 c단계는, 서로 인접한 한 쌍의 가압 플레이트(20) 사이에 배터리 셀(가압 패턴이 형성되어 있지 않은 일반적인 형태의 배터리 셀을 의미함)을 위치시키는 단계에 해당한다.
상기 d단계는, 한 쌍의 가압 플레이트(20)로 배터리 셀(10)의 양 면을 가압하여 가압 플레이트(20)에 형성된 패턴(20a)과 대응되는 가압 패턴(14a)이 배터리 셀(10)의 양 면 중 적어도 일 면에 형성되도록 하는 단계에 해당한다.
이러한 가압 패턴(14a)의 형성은, 충방전의 반복에 따라 팽창된 배터리 셀의 부피를 줄이고 전해액의 함침성을 향상시키기 위해 수행되는 가압 공정을 수행함에 있어서 가압 트레이에 대한 간략한 구조 변경을 통해 이루어질 수 있으며, 이로써 큰 비용을 들이지 않더라도 배터리 셀(10)이 적용되는 디바이스(30)의 공간 효율을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10: 배터리 셀
11: 전극 조립체 11a: 전극 탭
12: 전극 리드 13: 실란트
14: 파우치 케이스 14a: 가압 패턴
R: 수용 영역 S: 테두리 영역
C: 배터리 셀(가압 패턴이 구비되지 않은)
20: 가압 플레이트 20a: 패턴
30: 디바이스

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  8. (a) 활성화 공정에 의한 충방전의 반복에 따라 내부에 발생된 가스로 인해 팽창된 배터리 셀을 준비하는 단계;
    (b) 패턴화 된 가압 플레이트를 구비하는 가압 트레이를 준비하는 단계;
    (c) 팽창된 상기 배터리 셀을 상기 가압 트레이에 삽입하는 단계; 및
    (d) 상기 패턴화 된 가압 플레이트를 이용하여 상기 배터리 셀의 양 면을 가압하여 팽창된 배터리 셀의 부피를 줄임과 동시에 상기 배터리 셀의 적어도 일 면 상에 상기 가압 플레이트에 형성된 패턴과 대응되는 가압 패턴을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 가압 패턴은 상기 배터리 셀이 적용되는 디바이스에 구비된 배터리 셀 장착 면과 대응되는 형상을 갖는 배터리 셀 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (a)단계는,
    전극 탭을 구비하는 전극 조립체, 상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드, 및 상기 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 테두리 영역이 실링되어 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 케이스를 포함하는 파우치 타입 배터리 셀을 준비하는 단계인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (b)단계는,
    상기 배터리 셀을 사이에 두고 양 측에 위치하는 한 쌍의 가압 플레이트 중 적어도 어느 하나는 패턴화 된 가압 트레이를 준비하는 단계인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 (c)단계는,
    서로 인접한 한 쌍의 가압 플레이트의 사이에 상기 배터리 셀을 위치시키는 단계인 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102208998B1 (ko) * 2016-07-18 2021-01-27 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 모듈
KR20210051164A (ko) 2019-10-30 2021-05-10 주식회사 엘지화학 가압 지그 및 이를 이용한 이차전지 제조 방법
KR102566484B1 (ko) * 2020-07-30 2023-08-16 주식회사 리베스트 외장재, 외장재에 패턴을 형성하는 방법 및 외장재를 포함하는 배터리를 생성하는 방법
JP2023524647A (ja) * 2020-07-30 2023-06-13 リベスト インコーポレイテッド 外装材、外装材にパターンを形成する方法及び外装材を含むバッテリを生成する方法
KR102640354B1 (ko) * 2020-12-28 2024-02-27 주식회사 리베스트 외장재, 외장재에 패턴을 형성하는 방법 및 외장재를 포함하는 배터리를 생성하는 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000173559A (ja) * 1998-12-03 2000-06-23 Tokai Rubber Ind Ltd 薄型電池用袋体
JP2005108747A (ja) * 2003-10-01 2005-04-21 Nec Lamilion Energy Ltd フィルム外装電池および組電池
JP2005129267A (ja) 2003-10-21 2005-05-19 Japan Storage Battery Co Ltd 電池及びこの電池を用いた組電池
JP2011253763A (ja) 2010-06-03 2011-12-15 Toyota Motor Corp 二次電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000173559A (ja) * 1998-12-03 2000-06-23 Tokai Rubber Ind Ltd 薄型電池用袋体
JP2005108747A (ja) * 2003-10-01 2005-04-21 Nec Lamilion Energy Ltd フィルム外装電池および組電池
JP2005129267A (ja) 2003-10-21 2005-05-19 Japan Storage Battery Co Ltd 電池及びこの電池を用いた組電池
JP2011253763A (ja) 2010-06-03 2011-12-15 Toyota Motor Corp 二次電池

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