KR101940150B1 - 이차전지용 실링장치 - Google Patents

이차전지용 실링장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 전극조립체와 전해액이 수용된 케이스의 실링부를 실링하는 이차전지용 실링장치에 관한 것으로, 실링부의 표면을 열융착하여 실링하는 제1 실링편과 제2 실링편으로 마련된 실링부재를 포함하며, 상기 제1 실링편과 상기 제2 실링편은 상기 실링부 표면의 외측 끝단에서 반대쪽인 내측 끝단방향으로 구비되고 상기 실링부의 표면을 열융착하여 실링하는 복수개의 열융착부와, 상기 복수개의 열융착부 사이에 구비되고 상기 실링부의 표면을 실링하지 않는 미열융착부로 마련된다.

Description

이차전지용 실링장치{SEALING APPARATUS FOR SECONDARY BATTERY}
본 발명은 전극조립체와 전해액이 수용된 케이스의 실링부를 실링하는 이차전지용 실링장치에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
특허등록번호 제10-0958649호
종래기술에 따른 이차전지는 도 1을 참조하면 전극조립체(30), 전해액 및 전극조립체(30)와 전해액을 수용하는 케이스(20)를 포함하며, 케이스(20)는 전극조립체(30)와 전해액를 수용하는 수용부(21)와, 수용부(21)를 밀폐하는 실링부(22)로 마련된다.
여기서 실링부(22)는 열융착하여 실링하게 되는데, 이때 실링장치(10)를 이용한다. 즉, 실링장치(10)는 실링부(22)의 상면과 하면을 동시에 열과 압력을 가하여 실링한다.
그러나 종래기술에 따른 실링장치(10)는 실링부(22)를 열과 압력을 가하여 실링할 경우 실리부(22) 내측에 위치한 실란트층(22a)이 용융됨과 동시에 실링부(22)의 외부로 흘러나오게 되며, 이에 실링부(22)의 두께 감소로 인해 실링성이 크게 떨어지는 문제가 있었다. 특히, 용융된 실란트층(22a)이 수용부(21)로 흘러나올 경우 도 1에 표시된 바와 같이 "가착영역"을 형성되며, 이 "가착영역'과 전극조립체(30)가 접촉될 경우 쇼트로 인한 발화 및 폭발이 발생할 수 있다.(여기서, 가착영역은 외부로 융기되면서 돌출되는 현상을 말함).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 케이스(20)의 실링부(22) 두께감소를 방지하여 실링강도를 높이고, 특히 실링부(22)의 실란트층(22a)이 수용부(21)로 흘러나오지 않게 차단하여 가착영역이 형성되는 것을 방지한 이차전지용 실링장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극조립체와 전해액이 수용된 케이스의 실링부를 실링하는 이차전지용 실링장치는 상기 실링부의 표면을 열융착하여 실링하는 제1 실링편과 제2 실링편으로 마련된 실링부재를 포함하며, 상기 제1 실링편과 상기 제2 실링편은 상기 실링부 표면의 외측 끝단에서 반대쪽인 내측 끝단방향으로 구비되고 상기 실링부의 표면을 열융착하여 실링하는 복수개의 열융착부와, 상기 복수개의 열융착부 사이에 구비되고 상기 실링부의 표면을 실링하지 않는 미열융착부로 마련될 수 있다.
상기 미열융착부는 상기 실링부의 표면 방향으로 개방되는 개방홈으로 마련될 수 있다.
상기 제1 실링편의 미열융착부와 상기 제2 실링편의 미열융착부는 상호 대응되게 구비될 수 있다.
상기 실링부의 내측 끝단에 위치한 상기 열융착부에는 상기 실링부의 내측 끝단으로 갈수록 상향으로 경사진 상향 경사면이 형성되며, 상기 상향 경사면은 상기 실링부의 내측 끝단으로 갈수록 가압력을 감소시켜서 상기 실링부의 내측 끝단 폭이 점차 증대되게 변형시킬 수 있다.
상기 실링부의 외측 끝단에 위치한 상기 열융착부에는 상기 실링부의 외측으로 갈수록 하향으로 경사진 하향 경사면이 형성되며, 상기 하향 경사면은 상기 실링부의 외측 끝단으로 갈수록 가압력을 점차 증대시켜서 상기 실링부의 외측 끝단을 뾰족하게 변형시킬 수 있다.
상기 실링부의 외측 끝단을 용접하여 실링하는 용접부재를 더 포함할 수 있다.
상기 용접부재는 초음파 용접 또는 레이저 용접일 수 있다.
본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.
첫째: 본 발명에 따른 이차전지의 실링장치는 케이스의 실링부에 구비된 실란트층이 케이스의 내측으로 이동하지 않도록 차단하는 미융착부를 포함함으로써 가착영역의 형성을 방지하고, 이에 쇼트로 인한 사고 발생을 미연에 방지할 수 있다.
둘째: 본 발명에 따른 이차전지의 실링장치에서 미융착부는 개방홈으로 형성함으로써 제작의 용이성을 얻을 수 있다.
셋째: 본 발명에 따른 이차전지의 실링장치는 상기 실링부의 외측 끝단에 위치한 상기 열융착부에 하향 경사진 경사면을 형성하여 상기 실링부의 외측 끝단을 뾰족하게 변형시켜서 실링성을 높일 수 있다.
넷째: 본 발명에 따른 이차전지의 실링장치는 상기 실링부의 내측 끝단에 위치한 상기 열융착부에 상향 경사진 경사면을 형성하여 상기 실링부의 내측 끝단의 폭을 점차 증대시키며, 이에 케이스 내부로의 가착영역 발생을 현저히 방지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 이차전지용 실링장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지용 실링장치를 도시한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 이차전지용 실링장치의 실링 상태를 도시한 도면으로, 도 3은 실링부재의 실링 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 용접부재의 용접 상태를 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.
한편, 이차전지(100)는 도 2를 참조하면, 전극조립체(110), 전해액(미도시), 및 전극조립체(110)와 전해액이 수용되는 케이스(120)를 포함하며, 케이스(120)는 전극조립체(110)와 전해액이 수용되는 수용부(121)와 수용부(121)의 테두리를 따라 마련되고 수용부(121)를 밀폐하는 실링부(122)로 마련된다.
여기서 케이스(120)는 상부케이스 및 하부케이스로 마련되며, 상기 상부케이스와 하부케이스가 상호 결합되면서 전극조립체와 전해액을 수용한다.
즉, 상부케이스의 수용홈과 하부케이스의 수용홈이 결합되면서 전극조립체와 전해액를 수용하는 수용부(121)를 형성하고, 상부케이스의 실링면과 하부케이스의 실링면이 실링되면서 수용부(121)를 밀폐하는 실링부(122)를 형성한다.
그리고 케이스(120)는 외면에 절연물질로 이루어지는 외부 피복층과, 알루미늄 또는 SUS로 이루어지는 중간층과, 내면에 열접착체로 이루어지는 실란트층(122a)을 포함한다.
한편 케이스(120)의 실링부(122)는 열융착하여 실링하게 되는데, 이때 본 발명에 따른 실링장치(200)를 이용하며, 이에 실링부(122)의 실링강도를 높이고, 특히 실링부(122)의 실란트층(122a)이 수용부(121)로 흘러나오는 것을 방지하여 가착영역(도 1 참조)이 형성되는 것을 방지한다.
즉, 케이스(120)의 실링부(122)가 과실링될 경우 실링부(122)의 내측에 구비된 실란트층(122a)의 과용융되면서, 실링부(122)의 외부로 흘러나오게 되고, 이에 실링부(122)의 두께 감소로 실링강도가 감소하게 된다. 특히 실란트층(122a)이 수용부(121)로 흘러나올 경우 가착영역이 발생할 수 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 이차전지용 실링장치(200)는 실링부(122)의 실링, 특히 과실링시 실란트층(122a)이 과용융되더라도 실링부(122) 외부로 흘러나오는 것을 방지하며, 이에 가착영역의 발생을 방지한다.
이하, 실링부(122)는 수용부(121)에 연결되는 단부를 내측 끝단(도 2에서 보았을 때 수용부에 연결된 우측 단부)이라 지칭하고, 상기 내측 끝단과 반대쪽인 단부를 외측 끝단(도 2에서 보았을 때 실링부의 좌측 단부)이라 지칭한다.
일례로, 본 발명에 따른 이차전지용 실링장치(200)는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 케이스(120)의 실링부(122) 표면을 열융착하여 실링하는 실링부재(210)와, 케이스(120)의 실링부(122)의 외측 끝단을 용접하여 실링하는 용접부재(220)를 포함한다.
실링부재(210)는 실링부(122)의 상면과 하면을 동시에 열융착하여 실링하는 제1 실링편(211)과 제2 실링편(212)으로 마련된다.
제1 실링편(211)과 제2 실링편(212)은 대칭되게 형성된다. 즉 제1 실링편(211)과 제2 실링편(212)은 실링부(122)의 내측 끝단에서 외측 끝단방향으로 마련되고 실링부(120)를 다단으로 열융착하여 실링하는 복수개의 열융착부(211a)(212a)와, 복수개의 열융착부(211a)(212a) 사이에 마련되고 실링부(122)를 실링하지 않는 미열융착부(211b)(212b)로 마련된다.
즉, 제1 실링편(211)과 제2 실링편(212)에서 복수개의 열융착부(211a)(212a)가 위치한 실링부(122)의 표면은 열과 압력에 의해 실란트층(122a)이 용융되면서 실링되고, 미실링부(211b)(212b)가 위치한 실링부(122)의 표면은 열과 압력이 발생하지 않기에 실란트층(122a)이 그대로 유지되면서 실링되지 않는다. 여기서 실링되지 않는 실란트층(122a)은 용융되는 실란트층(122a)이 연결되면서 뭉쳐지는 것을 차단하며, 이에 실링부(122)의 외부로 실란트층(122a)이 흘러서 인출되는 것을 현저히 방지할 수 있다.
다시 말해, 복수개의 열융착부(211a)(212a)에 의해 용융되는 복수개의 실란트층(122a)에 의해 실링강도를 높일 수 있고, 미실링부(211b)(212b)에 의해 용융되지 않는 실란트층(122a)에 의해 용융된 실란트층(122a)이 실링부(122)의 외부로 흘러나오는 것을 방지할 수 있다. 이에 실링강도 증대와 함께 가착영역의 발생을 방지할 수 있다.
여기서 제1 실링편(211)의 미열융착부(211b)와 제2 실링편(212)의 미열융착부(212b)는 상호 대응되게 구비되며, 이에 용융된 실란트층(122a)이 이동하는 것을 현저히 차단할 수 있다.
한편, 미실링부(211b)(212b)는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 실링부(122) 방향으로 개방되는 개방홈으로 마련된다. 즉, 개방홈인 미실링부(211b)(212b)로 가압되지 않는 실링부(122)가 융기될 수 있으며, 이에 실란트층(122a)의 외부 인출을 현저히 방지할 수 있다.
한편, 실링부(120)의 내측 끝단에 위치한 열융착부(211a)(212a)에는 실링부(120)의 내측으로 갈수록 상향으로 경사진 상향 경사면(211a-1)(212a-1)이 형성되며, 상향 경사면(211a-1)(212a-1)은 실링부(120)의 내측 끝단으로 갈수록 가압력을 점차 감소시켜서 실링부(120)의 내측 끝단의 폭을 점차 증대되게 변형시키며, 이에 실링부(120)의 내측 끝단에 위치한 실란트층(122a)의 외부 인출을 현저히 방지할 수 있다.
한편, 실링부(120)의 외측 끝단에 위치한 열융착부(211a)(212a)에는 실링부(120)의 외측으로 갈수록 하향으로 경사진 하향 경사면(211a-2)(212a-2)이 형성되며, 하향 경사면(211a-2)(212a-2)은 실링부(120)의 외측 끝단으로 갈수록 가압력을 점차 증대시켜서 실링부(120)의 외측 끝단을 뾰족하게 변형시키고, 이에 실링부(120) 끝단의 실링성을 높일 수 있다.
용접부재(220)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 실링부(120)의 외측 끝단을 용접하여 실링하며, 이에 실링부재(210)와 함께 실링부(122)의 실링강도를 높일 수 있다. 한편, 용접부재(220)는 초음파 용접 또는 레이저 용접을 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 이차전지용 실링장치(200)는 실링부(122)의 실링강도를 높일 수 있으며, 특히 가착영역 발생을 방지할 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.
100: 이차전지
110: 전극조립체
120: 케이스
200: 실링장치
210: 실링부재
220: 용접부재

Claims (7)

  1. 전극조립체와 전해액이 수용된 케이스의 실링부를 실링하는 이차전지용 실링장치에 있어서,
    상기 실링부의 표면을 열융착하여 실링하는 제1 실링편과 제2 실링편으로 마련된 실링부재를 포함하며,
    상기 제1 실링편과 상기 제2 실링편은 상기 실링부 표면의 외측 끝단에서 반대쪽인 내측 끝단방향으로 구비되고 상기 실링부의 표면을 열융착하여 실링하는 복수개의 열융착부와, 상기 복수개의 열융착부 사이에 구비되고 상기 실링부의 표면을 실링하지 않는 미열융착부로 마련되고,
    상기 미열융착부는 상기 실링부의 표면 방향으로 개방되는 개방홈으로 마련되며,
    상기 실링부의 내측 끝단에 위치한 상기 열융착부에는 상기 실링부의 내측 끝단으로 갈수록 상향으로 경사진 상향 경사면이 형성되며,
    상기 상향 경사면은 상기 실링부의 내측 끝단으로 갈수록 가압력을 감소시켜서 상기 실링부의 내측 끝단 폭이 점차 증대되게 변형시키고,
    상기 실링부의 외측 끝단에 위치한 상기 열융착부에는 상기 실링부의 외측으로 갈수록 하향으로 경사진 하향 경사면이 형성되며,
    상기 하향 경사면은 상기 실링부의 외측 끝단으로 갈수록 가압력을 점차 증대시켜서 상기 실링부의 외측 끝단을 뾰족하게 변형시키는 것을 특징으로 하는 이차전지용 실링장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 실링편의 미열융착부와 상기 제2 실링편의 미열융착부는 상호 대응되게 구비되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 실링장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 실링부의 외측 끝단을 용접하여 실링하는 용접부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 실링장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 용접부재는 초음파 용접 또는 레이저 용접인 것을 특징으로 하는 이차전지용 실링장치.
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