KR101823176B1 - 이차전지 포장용 실링 툴 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 실링 툴은 이차 전지 포장재를 실링하기 위하여 사용되는 실링 툴에 관한 것으로서, 실링 블록, 실링 블록에 결합되어 실링 블록을 가열하는 주 발열체, 및 실링 블록에 결합되고, 실링 블록의 온도 편차를 조절하는 보조 발열체를 포함한다.

Description

이차전지 포장용 실링 툴{SEALING TOOL FOR PACKING SECONDARY CELL}

본 발명은 실링 툴(Sealing tool)에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 이차 전지 포장재의 실링 두께를 균일하게 하기 위한 실링 툴에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.

최근에는, 스택형 또는 스택 폴딩형 전극 조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.

파우치형 이차 전지에서는 파우치의 측변부를 실링 툴을 사용하여 실링함으로써, 이차 전지를 밀봉 하고, 외부로부터 절연하게 된다. 기존에는 실링 툴(sealing tool)에서 실링을 수행하는 위치에 따라 온도가 서로 달라, 실링 과정에서 실링 툴과 접촉하는 파우치 실링부의 두께가 위치 별로 서로 달라질 수 있는 문제점이 있었다.
한편, 이차전지를 포장하기 위한 실링 툴에 대한 선행기술은 대한민국 공개특허공보 제 10-2008-0034223 호에 개시된 바 있다

따라서 본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 실링 툴에서 실링을 수행하는 위치에 따른 온도 편차를 줄여 이차 전지 포장재의 실링 두께를 균일하게 하기 위한 실링 툴을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 실링 툴은 이차 전지 포장재를 실링하기 위하여 사용되는 실링 툴에 관한 것으로서, 실링 블록, 실링 블록에 결합되어 실링 블록을 가열하는 주 발열체, 및 실링 블록에 결합되고, 실링 블록의 온도 편차를 조절하는 보조 발열체를 포함한다.

본 발명에 따른 실링 툴은 실링 블록, 주 발열체 및 실링 블록의 온도 편차를 조절하는 보조 발열체를 구비함으로 인하여, 실링 툴에서 실링을 수행하는 위치에 따른 온도 편차를 줄여 이차 전지 포장재의 실링 두께를 균일하게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 실링 툴이 이차 전지 파우치를 실링하는 모습을 도시하는 사시도
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 실링 툴을 도시하는 사시도
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 실링 툴을 도시하는 사시도

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 실링 툴이 이차 전지 파우치를 실링하는 모습을 도시하는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 실링 툴을 도시하는 사시도이다. 이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예 1에 따른 실링 툴에 대해 상술한다.

도 1을 참조하면, 이차 전지의 전극 조립체(도시 생략)를 상부 파우치(121)와 하부 파우치(123)로 이루어 지는 파우치의 내부에 수용하고, 상부 파우치와 하부 파우치가 서로 맞닿은 측변부를 실링 툴(110)을 사용하여 실링함으로써, 이차 전지(100)가 제작된다.

실링을 하는 것은 이차 전지(100) 내부의 물질이 외부로 새거나 반대로 외부의 이물질이 이차 전지(100) 내부로 침투하는 것을 방지하기 위함이고, 또 이차 전지(100) 내부를 외부로부터 절연하기 위함이다.

이렇게 이차 전지(100)의 파우치를 실링 하는 과정에서 사용되는 도구가 실링 툴(110)이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 실링 툴(110)은 실링 블록(111), 주 발열체(112), 및 보조 발열체(113)를 포함한다.

실링 블록(sealing block)(111)은 실링을 수행하는 몸체의 역할을 한다. 실링 블록(111)은 이차 전지(100)의 파우치에서 실링이 되는 실링 부위와 직접 맞닿는 실링 면(114)을 가진다. 도 2에서 빗금 친 부분이 실링 면(114)이다. 실링 면(114)은 평평한 형상을 가지는 것이 바람직하다. 울퉁 불퉁한 경우보다 평평한 형상이 이차 전지(100) 포장재의 실링 두께가 편차를 갖지 않고 균일하게 되기 위해 더 유리하기 때문이다. 실링 블록(111)은 실링 블록(111)의 중심과 가까이 위치하는 중심부(115)와 실링 블록(111)의 중심에서 멀리 위치하는 외곽부(116)를 포함한다.

주 발열체(112)는 실링 블록(111)을 주요하게 가열하는 구성이다. 주 발열체(112)는 실링 블록(111)에 결합되어 실링 블록(111)을 가열한다. 주 발열체(112)는 실링 블록(111)의 중심부(115)에 위치한다. 주 발열체(112)가 실링 블록(111) 내에서 한 쪽으로 치우쳐져 있는 경우보다 실링 블록(111)의 중심부(115)에 위치하는 경우가 실링 블록(111) 내에서 최고 온도와 최저 온도의 편차가 가장 작기 때문에 주발열체는 실링 블록(111)의 중심부(115)에 위치하는 것이 바람직하다. 다만, 이 경우에 주 발열체(112)가 위치하는 중심부(115)가 외곽부(116)보다 온도가 높아서 실링 블록(111) 전체적으로 온도 편차가 생긴다.

보조 발열체(113)는 주 발열체(112)만이 있는 경우에 생기는, 중심부(115)와 외곽부(116)의 온도 편차를 줄이기 위하여 실링 블록(111)에 결합된다. 보조 발열체(113)는 외곽부(116)에 결합되어 외곽부(116)를 가열함으로써, 주 가열체의 가열만으로 발생되는 중심부(115)와 외곽부(116) 사이의 온도 편차를 줄인다. 도 2에서 도시되듯이 보조 발열체(113)는 실링 블록(111)의 네 모서리에 배치되는 것이 바람직하다. 주 발열체(112)를 보조하여 외곽부(116)의 네 모서리를 균등하게 가열함으로써 중심부(115)와 외곽부(116)의 온도 편차를 줄일 수 있는 것이다. 그에 따라 실링 블록(111) 전체적으로 온도 편차를 줄일 수 있게 된다.

실링 블록(111)의 온도에 따라 이차 전지(100)의 파우치가 융착되는 정도가 다르므로, 실링 블록(111)의 온도가 부위마다 다를 경우 파우치의 실링 두께가 부위마다 달라진다. 그런데 본 발명의 실시예 1에서와 같이 실링 블록(111)의 온도 편차를 조절하는 보조 발열체(113)를 구비면, 실링 툴(110)에서 실링을 수행하는 위치에 따른 온도 편차를 줄일 수 있다. 이 경우 이차 전지(100)의 파우치(또는 포장재)의 실링 두께를 균일하게 할 수 있다.

실시예 2

도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 실링 툴을 도시하는 사시도이다.

본 실시예 2에 따른 실링 툴은 전술한 실시예 1에 따른 실링 툴과 유사한 구성을 가진다. 다만, 실시예 2는 실시예 1과 달리 보조 발열체가 실링 블록의 길이 방향 온도 편차를 줄이기 위하여 실링 블록에 결합된다는 점에서 차이가 있다. 참고로 전술한 구성과 동일한 (또는 상당한) 부분에 대해서는 동일한 (또는 상당한) 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예 2에 따른 실링 툴 대해 설명한다.

실시예 2에 따른 실링 툴(110)은 실링 블록(111), 주 발열체(212), 및 보조 발열체(213)를 포함한다. 다만, 실시예 1과 달리 보조 발열체(213)가 실링 블록(111)의 길이 방향 온도 편차를 줄이기 위하여 실링 블록(111)의 길이 방향 단부(216) 측에서 실링 블록(111)에 결합된다. 도 3을 참조하면, 보조 발열체(213)는 실링 블록(111)의 일단 및 타단에서 실링 블록(111)에 결합된다.

주 발열체(212)는 실링 블록(111) 내에서 실링 블록(111)의 길이 방향(L)으로 배치된다. 주 발열체(212)는 실링 블록(111)의 길이 방향(L)과 평행한 방향으로 놓인다. 실링 블록(111)의 길이 방향(L)을 따라서 주 발열체(212)가 단위 길이당 발생시키는 열량은 동일하다. 그런데 주 발열체(212)만 있을 경우 실링 블록(111)의 길이 방향(L)에 따른 온도는 동일하지가 않다. 즉, 실링 블록(111)의 길이 방향 중심부(215)에서의 온도가 가장 높다. 이후 실링 블록(111)의 길이 방향(L)을 따라서 실링 블록(111)의 단부 측으로 갈수록 온도가 점차적으로 낮아져서 실링 블록(111)의 길이 방향 단부(216)에서 온도가 가장 낮다.

이러한 온도 구배를 갖는 이유는, 실링 블록(111)의 길이 방향 중심부(215)에서는 외부와 접하는 면이 2개이고 실링 블록(111)의 길이 방향 단부(216)에서는 외부와 접하는 면이 3개이므로, 실링 블록(111)의 길이 방향 단부(216)에서의 열 손실이 길이 방향 중심부(215)에서의 열 손실 보다 크기 때문이다.

보조 발열체(213)는 이렇게 주 발열체(212)만이 있는 경우에 생기는 실링 블록(111)의 길이 방향 중심부(215)와 길이 방향 단부(216)와의 온도 편차를 줄이기 위하여 실링 블록(111)에 결합된다. 보조 발열체(213)는 실링 블록(111)의 길이 방향 단부(216)에 결합되어 길이 방향 단부(216)를 가열함으로써, 주 가열체의 가열만으로 발생되는 길이 방향 중심부(215)와 길이 방향 단부(216) 사이의 온도 편차를 줄인다.

도 3에서 도시되듯이 보조 발열체(213)는 실링 블록(111)의 양 측 두 곳에서 길이 방향 단부(216)에 결합되는 것이 바람직하다. 주 발열체(212)를 보조하여 양 측 길이 방향 단부(216)를 가열함으로써 실링 블록(111)의 길이 방향(L) 온도 편차를 더욱 효과적으로 줄일 수 있다. 실링 블록(111)의 길이 방향(L)에 따른 온도가 균일하게 되면, 이차 전지(100) 파우치(또는 포장재)의 실링 두께를 길이 방향(L)에 따라 균일하게 할 수 있다. 특히, 도 3 에서 도시되듯이, 상기 보조 발열체(213)는 외곽부에서 상기 주발열체(212)와 상기 실링 블록(111)의 길이방향을 따라 서로 나란하게 두 줄로 배치될 수 있다

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예 2에서 따른 실링 툴(110)에서, 주 발열체(212) 및 보조 발열체(213)는 실링 블록(111)의 길이 방향(L)과 평행한 방향으로 놓인 봉의 형상을 하고 있다. 이와 같은 봉의 형상을 하게 되면 길이 방향(L)으로 단위 길이당 같은 열량을 발산할 수 있을 뿐만 아니라, 발열체로부터 열이 발산될 때, 봉의 원주 방향으로 균일하게 열이 발산될 수 있으므로 균등한 가열에 더 유리하다.

100: 이차 전지 110: 실링 툴
111: 실링 블록 112, 212: 주 발열체
113, 213: 보조 발열체 114: 실링 면
115: 중심부 116: 외곽부
215: 길이 방향 중심부 216: 길이 방향 단부

Claims (6)

1. 이차 전지 포장재를 실링하기 위하여 사용되는 이차전지 포장용 실링 툴에 있어서,
   실링 블록(sealing block);
   상기 실링 블록에 결합되어 상기 실링 블록을 가열하는 주 발열체; 및
   상기 실링 블록에 결합되고, 상기 실링 블록의 온도 편차를 조절하는 보조 발열체를 포함하고,
   상기 보조 발열체는 상기 실링 블록의 중심부와 외곽부 사이의 온도 편차를 줄이기 위하여 상기 외곽부에 결합되며,
   상기 주 발열체 및 상기 보조 발열체는 상기 실링 블록의 길이 방향과 평행한 방향으로 놓인 봉 형상이고,
   상기 보조 발열체는 상기 실링 블록의 길이 방향의 온도 편차를 줄이기 위하여, 상기 실링 블록의 길이 방향 일단 및 타단에서 상기 실링 블록에 결합되며,
   상기 보조 발열체는 상기 외곽부에서 상기 주발열체와 상기 실링블록의 길이방향을 따라 서로 나란하게 두 줄로 배치된 것을 특징으로 하는 이차전지 포장용 실링 툴.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 실링 블록은 평평한 실링 면을 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지 포장용 실링 툴.
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