KR101852654B1 - 전지셀 및 그의 제조방법 - Google Patents

전지셀 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전지셀 제조방법에 관한 것으로, 전극조립체로부터 연장된 전극탭에 결합되고, 상면과 하면에 단차홈이 형성된 전극리드; 상기 단차홈에 일체로 형성되는 제1 절연필름과, 상기 단차홈이 형성된 전극리드의 측면에 일체로 형성되는 제2 절연필름으로 마련된 절연필름; 상기 전극조립체가 수용되는 한편, 상기 절연필름이 형성된 상기 전극리드가 실링되는 실링부를 가지는 전지케이스를 포함한다.

Description

전지셀 및 그의 제조방법{BATTERY CELL AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}
본 발명은 전지셀 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 전극리드에 융착된 절연필름과 전지케이스의 실링부 사이의 실링성을 증대시킨 전지셀 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 전지셀은 전극조립체, 상기 전극조립체로부터 연장된 전극탭에 결합되는 전극리드, 및 상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체가 수용되는 전지케이스를 포함한다.
여기서 상기한 전극리드에는 상기 전지케이스의 실링부와의 실링성과 절연성을 높이기 위해 절연필름이 구비된다.
특허공개번호 제10-2014-0102379호
종래기술에 따른 전지셀은 전극리드의 주면에 절연필름을 부착하여 형성하게 되는데, 이때 상기 전극리드의 두께로 인해 상기 전극리드의 양 측면까지 절연필름이 충분히 채워지지 못하여 실링성에 문제가 발생하였으며, 특히 절연필름에 의한 두께 증대로 전지케이스의 실링성에도 문제가 발생하였고, 이에, 누설의 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 전극리드와 절연필름의 실링성을 증대시키고, 특히 전극리드에 부착되는 절연필름의 두께를 최소화하여 전지케이스의 실링성을 증대시키며, 이에 누설을 방지하는 전지셀 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 전지셀은 전극조립체로부터 연장된 전극탭에 결합되고, 상면과 하면에 단차홈이 형성된 전극리드; 상기 단차홈에 일체로 형성되는 제1 절연필름과, 상기 단차홈이 형성된 전극리드의 측면에 일체로 형성되는 제2 절연필름으로 마련된 절연필름; 및 상기 전극조립체가 수용되는 한편, 상기 절연필름이 형성된 상기 전극리드가 실링되는 실링부를 가지는 전지케이스를 포함할 수 있다.
상기 단차홈은 상기 전극리드의 폭방향으로 개방되게 형성될 수 있다.
상기 제1 절연필름은 상기 단차홈에 수지를 인서트 사출하여 상기 전극리드와 일체로 형성하고, 상기 제2 절연필름은 상기 제1 절연필름이 형성된 상기 전극리드의 측면에 수지를 열융착하여 상기 전극리드 및 상기 제1 절연필름과 일체로 형성할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전지셀 제조방법은 전극조립체로부터 연장된 전극탭에 전극리드를 결합하는 전극리드 결합단계(S10); 상기 전극리드의 상호 대응하는 상면과 하면을 동시에 가압하여 상기 전극리드의 폭방향으로 개방된 단차홈을 가공하는 단차홈 가공단계(S20); 상기 단차홈을 포함하여 상기 전극리드의 측면에 절연필름을 성형하는 절연필름 성형단계(S30); 및 상기 전극조립체를 전지케이스에 수용하고, 상기 절연필름을 전지케이스의 실링부에 위치시킨 상태로 상기 실링부를 실링하여 전지셀을 완성하는 전지셀 완성단계(S40)를 포함할 수 있다.
상기 절연필름 성형단계(S30)는 상기 전극리드의 단차홈에 수지를 인서트 사출하여 상기 전극리드와 일체화된 제1 절연필름을 성형하는 제1 절연필름 성형단계(S31)와, 상기 단차홈의 측면에 수지를 열융착하여 상기 제1 절연필름 및 전극리드와 일체화된 제2 절연필름을 성형하는 제2 절연필름 성형단계(S32)로 마련될 수 있다.
상기 제1 절연필름은 상기 전극리드의 외측면과 동일한 수평면을 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전극리드의 표면에 단차홈을 형성하고, 이 단차홈을 포함하여 절연필름을 부착함으로써 전지케이스의 실링부 두께 증대를 방지하여 실링성을 높일 수 있으며, 이에 누설을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전지셀을 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 표시된 A-A선 단면도.
도 3은 도 1에 표시된 B-B선 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 전지셀 제조방법을 도시한 순서도.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 전지셀 제조방법을 도시한 도면으로, 도 5는 전극리드 결합단계(S10)와 단차홈 성형단계(S20)를 도시한 도면이고, 도 6은 제1 절연필름 성형단계(S31)를 도시한 도면이며, 도 7은 제2 절연필름 성형단계(S32)를 도시한 도면이고, 도 8은 전지셀 완성단계(S40)를 도시한 도면임.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명의 일실시예에 따른 전지셀은 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 분리막을 개재한 상태로 양극과 음극이 적층된 전극조립체(미도시), 상기 전극조립체로부터 연장된 전극탭(10)에 결합되고, 상면과 하면에 단차홈(111)이 형성된 전극리드(110), 단차홈(111)을 포함하여 전극리드(110)의 측면에 일체로 형성되는 절연필름(120), 및 전극조립체가 수용되는 한편, 전극리드에 형성된 절연필름(120)이 실링되는 실링부(131)가 형성된 전지케이스(130)를 포함한다.
전극리드(110)는 전극탭(10)에 용접하여 결합되고, 상면과 하면에는 내측으로 함돌되는 단차홈(111)이 형성되며, 상기 단차홈(111)를 포함하여 전극리드(110)에 절연필름(120)을 형성한다.
여기서 단차홈(111)은 전극리드(110)의 폭방향으로 개방되게 형성되며, 이에 단차홈(111)을 포함하여 전극리드(110)의 측면에 절연필름(120)을 연결되게 형성할 수 있다.
그리고 단차홈(110)의 깊이는 전극리드(110) 두께의 30%를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하며, 이는 단차홈(110)에 의한 전극리드(110)의 강도가 크게 약화되는 것을 방지하기 위함이나, 이에 제한되는 것은 아니다.
절연필름(120)은 전극리드와 전지케이스의 실링부 사이의 절연성 및 실링성을 높이기 위한 것으로, 단차홈(111)에 일체로 형성되는 제1 절연필름(121)과, 제1 절연필름(121)이 형성된 전극리드(110)의 측면에 일체로 형성되는 제2 절연필름(122)을 포함한다.
제1 절연필름(121)은 단차홈(111)에 수지를 인서트 사출함에 따라 전극리드(110)와 일체로 형성되며, 특히 제1 절연필름(121)의 상부면은 상기 전극리드(110)의 상부면과 동일한 높이로 형성하여 전지케이스(130)의 실링부(131) 두께 증대를 최소화한다.
제2 절연필름(122)은 단차홈(111)이 형성된 전극리드(110)의 측면에 수지를 열융착함에 따라 전극리드(110) 및 제1 절연필름(121)과 일체로 형성된다.
전지케이스(130)는 전극조립체를 수용하는 상부 및 하부 케이스를 포함하며, 상기 상부 및 하부 케이스는 전극조립체를 수용하는 수용부와, 전극리드(110)에 융착된 절연필름(120)이 배치되고 실링되는 실링부(131)를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따른 전지셀은 전극리드(110)에 단차홈(111)을 형성하고, 단차홈(111)을 포함하여 전극리드(110)의 측면에 절연필름(120)을 형성함으로써 전지케이스(130)의 실링부(131)의 두께 증대를 최소화하여 실링성을 높일 수 있으며, 이에 누설을 방지할 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 전지셀의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전지셀 제조방법은 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체로부터 연장된 전극탭(10)에 전극리드(110)를 결합하는 전극리드 결합단계(S10), 전극리드(110)의 상호 대응하는 상면과 하면을 동시에 가압하여 전극리드(110)의 폭방향으로 개방된 단차홈(111)을 성형하는 단차홈 성형단계(S20), 전극리드(110)의 단차홈(111)을 포함하여 전극리드(110)의 측면에 절연필름(120)을 성형하는 절연필름 성형단계(S30), 전극조립체를 전지케이스에 수용하고, 절연필름(120)을 전지케이스(130)의 실링부(131)에 위치시킨 상태로 실링부(131)를 실링하여 전지셀을 완성하는 전지셀 완성단계(S40)를 포함한다.
전극리드 결합단계(S10)는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(미도시)로부터 연장된 전극탭(10)에 전극리드(110)의 일단을 겹쳐지게 배치하고, 전극탭(10)과 전극리드(110)의 겹쳐진 부분을 용접하여 결합하는 단계이다..
단차홈 성형단계(S20)는 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 상부 및 하부 프레스(20) 사이에 전극리드(110)를 배치한 다음, 상부 및 하부 프레스(20)로 전극리드(110)를 압착하며, 이에 프레스(20)가 압착된 전극리드(110)의 표면에 단차홈(111)을 형성하는 단계이다.
절연필름 성형단계(S30)는 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 절연필름 성형단계(S31)과 제2 절연필름 성형단계(S32)를 포함한다.
제1 절연필름 성형단계(S31)에서는 도 7을 참조하면 금형(미도시)에 단차홈(111)이 형성된 전극리드(110)를 수용한 다음, 금형의 주입구를 통해 폴리에틸렌 수지를 인서트 사출한다. 그러면 폴리에틸렌 수지가 단차홈(111)에 유입되고 응고되면서 전극리드(110)와 일체화된 제1 절연필름(121)을 형성한다. 이때 제1 절연필름(121)의 높이는 상기 전극리드(110)의 외측면과 같게 형성하며, 이에 차후 전지케이스(130)의 실링부(131) 두께 증대를 방지할 수 있다.
제2 절연필름 성형단계(S32)에서는 도 8을 참조하면, 제1 절연필름(121)이 형성된 전극리드(110)의 측면에 수지를 열융착하여 제2 절연필름(122)을 성형하며, 이때 제2 절연필름(122)은 제1 절연필름(121) 및 전극리드(110)와 일체화된다.
이때, 제2 절연필름(122)이 성형될 전극리드(110)의 측면은 단차홈(111)의 가공으로 인해 두께가 줄어들게 되며, 이에 전극리드(110)의 측면에 수지가 충분히 유입되면서 전극리드(110)와 제2 절연필름(122) 사이의 누설을 방지한다.
전지셀 완성단계(S40)에서는 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체를 전지케이스(130)에 수용하고, 절연필름(120)을 전지케이스(130)의 실링부(131)에 위치시킨 상태로 실링부(131)를 실링하며, 이와 같은 과정이 완료되면 완제품인 전지셀을 얻을 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 전극리드
111: 단차홈
120: 절연필름
121: 제1 절연필름
122: 제2 절연필름

Claims (6)

  1. 전극조립체로부터 연장된 전극탭에 결합되고, 상면과 하면에 단차홈이 형성된 전극리드;
    상기 단차홈에 일체로 형성되는 제1 절연필름과, 상기 단차홈이 형성된 전극리드의 측면에 일체로 형성되는 제2 절연필름으로 마련된 절연필름;
    상기 전극조립체가 수용되는 한편, 상기 절연필름이 형성된 상기 전극리드가 실링되는 실링부를 가지는 전지케이스를 포함하고,
    상기 단차홈은 상기 전극리드의 폭방향으로 개방되게 형성되며,
    상기 제1 절연필름은 상기 단차홈에 수지를 인서트 사출하여 상기 전극리드와 일체로 형성하고,
    상기 제2 절연필름은 상기 제1 절연필름이 형성된 상기 전극리드의 측면에 수지를 열융착하여 상기 전극리드 및 상기 제1 절연필름과 일체로 형성하며,
    상기 단차홈의 깊이는 전극리드 두께의 30%를 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 전극조립체로부터 연장된 전극탭에 전극리드를 결합하는 전극리드 결합단계(S10);
    상기 전극리드의 상호 대응하는 상면과 하면을 동시에 가압하여 상기 전극리드의 폭방향으로 개방된 단차홈을 가공하는 단차홈 가공단계(S20);
    상기 단차홈을 포함하여 상기 전극리드의 측면에 절연필름을 성형하는 절연필름 성형단계(S30); 및
    상기 전극조립체를 전지케이스에 수용하고, 상기 절연필름을 전지케이스의 실링부에 위치시킨 상태로 상기 실링부를 실링하여 전지셀을 완성하는 전지셀 완성단계(S40)를 포함하고,
    상기 절연필름 성형단계(S30)는 상기 전극리드의 단차홈에 수지를 인서트 사출하여 상기 전극리드와 일체화된 제1 절연필름을 성형하는 제1 절연필름 성형단계(S31)와, 상기 단차홈의 측면에 수지를 열융착하여 상기 제1 절연필름 및 전극리드와 일체화된 제2 절연필름을 성형하는 제2 절연필름 성형단계(S32)로 마련되며,
    상기 단차홈의 깊이는 전극리드 두께의 30%를 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 절연필름은 상기 전극리드의 외측면과 동일한 수평면을 형성하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.
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