KR102077273B1 - 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치 - Google Patents

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Abstract

파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치는, 전극 리드를 지지하는 테라스를 성형하기 위한 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치에 있어서, 상기 이차 전지가 안착될 수 있는 제1 지그 어셈블리; 및 상기 제1 지그 어셈블리로부터 이격되어 상기 제1 지그 어셈블리에 대해 상대이동 가능하게 배치되며, 상기 제1 지그 어셈블리와 함께 상기 이차 전지를 가압할 수 있도록 구성된 제2 지그 어셈블리를 포함하며, 상기 제1 지그 어셈블리 및 상기 제2 지그 어셈블리 중 적어도 하나는 상기 전극 리드를 수용할 수 있는 단차 수단을 구비한다.

Description

파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치{APPARATUS FOR FORMING A TERRACE OF POUCH TYPE SECONDARY BATTERY}
본 발명은, 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 파우치형 이차 전지에 형성되어 있는 테라스가 원하는 설계치수로 성형될 수 있도록 테라스를 성형하는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지 수요가 급격히 증가하고 있으며, 종래 이차 전지로서 니켈카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 사용되었으나, 최근에는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충전 및 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 리튬 이차 전지가 많이 사용되고 있다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 이차 전지 셀과, 이차 전지 셀을 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.
리튬 이차 전지는 양극, 음극 및 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터 및 전해질로 이루어지며, 양극 활물질과 음극 활물질을 어떤 것을 사용하느냐에 따라 리튬 이온 전지(Lithium Ion Battery, LIB), 리튬 폴리머 전지(Polymer Lithium Ion Battery, PLIB) 등으로 나누어진다. 통상, 이들 리튬 이차 전지의 전극은 알루미늄 또는 구리 시트(sheet), 메시(mesh), 필름(film), 호일(foil) 등의 집전체에 양극 또는 음극 활물질을 도포한 후 건조시킴으로써 형성된다.
일반적으로, 이차 전지는 이차 전지 셀이 수용되는 외장재의 형상에 따라 원통형, 각형 또는 파우치형으로 분류된다. 이 중, 파우치형 이차 전지는 금속층(포일)과 상기 금속층의 상면과 하면에 코팅되는 합성수지층의 다층막으로 구성되는 파우치 외장재를 사용하여 외관을 구성하기 때문에, 금속 캔을 사용하는 원통형 또는 각형보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있어 전지의 경량화가 가능하며, 다양한 형태로의 변화가 가능하다는 장점이 있다.
파우치형 이차 전지에는 전극 리드를 지지하는 테라스가 형성될 수 있는데,이차 전지의 모듈화 등의 작업에서 회로 등의 추가 부품을 위해 필요한 공간을 확보하기 위해 테라스가 형성된 후 정확한 설계치수에 맞게 테라스를 성형할 필요가 있다.
따라서, 이러한 파우치형 이차 전지에 형성되어 있는 테라스를 원하는 치수로 성형하기 위한 장치에 대한 개발이 요구되고 있다.
없음
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 파우치형 이차 전지에 형성되어 있는 테라스가 원하는 설계치수로 성형될 수 있도록 테라스를 성형하는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치를 제공하는 것이다.
또한, 테라스 전체에 균일한 압력이 제공되어 테라스가 정확한 설계치수로 성형될 수 있는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치를 제공하는 것이다.
또한, 지그 어셈블리에 가해지는 열에 의해 테라스가 용이하게 성형될 수 있는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 리드를 지지하는 테라스를 성형하기 위한 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치에 있어서, 상기 이차 전지가 안착될 수 있는 제1 지그 어셈블리; 및 상기 제1 지그 어셈블리로부터 이격되어 상기 제1 지그 어셈블리에 대해 상대이동 가능하게 배치되며, 상기 제1 지그 어셈블리와 함께 상기 이차 전지를 가압할 수 있도록 구성된 제2 지그 어셈블리를 포함하며, 상기 제1 지그 어셈블리 및 상기 제2 지그 어셈블리 중 적어도 하나는 상기 전극 리드를 수용할 수 있는 단차 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 단차 수단은 상기 전극 리드의 형상에 대응되는 형상을 가진 수용홈을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전극 리드를 지지하는 테라스를 성형하기 위한 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치에 있어서, 상기 이차 전지가 안착될 수 있는 제1 지그 어셈블리; 및 상기 제1 지그 어셈블리로부터 이격되어 상기 제1 지그 어셈블리에 대해 상대이동 가능하게 배치되며, 상기 제1 지그 어셈블리와 함께 상기 이차 전지를 가압할 수 있도록 구성된 제2 지그 어셈블리를 포함하며, 상기 제1 지그 어셈블리 및 상기 제2 지그 어셈블리 중 적어도 하나에는 히팅부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 지그 어셈블리 및 상기 제2 지그 어셈블리 중 적어도 하나에는 온도 측정 센서를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 온도 측정 센서는 서모 커플을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 지그 어셈블리는, 상기 이차 전지의 본체를 가압하는 메인 지그; 및 상기 전극 리드와 상기 테라스를 가압하는 서브 지그를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 서브 지그는 상기 메인 지그에 대해 탈착가능하게 마련될 수 있다.
또한, 상기 제2 지그 어셈블리는 알루미늄 재질로 마련될 수 있다.
그리고, 상기 제1 지그 어셈블리 및 상기 제2 지그 어셈블리 중 적어도 하나는 상기 전극 리드를 수용할 수 있는 단차 수단을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 단차 수단은 상기 전극 리드의 형상에 대응되는 형상을 가진 수용홈을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 제1 지그 어셈블리와 제2 지그 어셈블리에 의해 파우치형 이차 전지에 형성되어 있는 테라스가 가압되므로, 테라스가 원하는 설계치수로 성형될 수 있는 효과가 있다.
또한, 지그 어셈블리에 형성된 수용홈에 전극 리드가 결합되므로, 테라스 전체에 균일한 압력이 제공되어 테라스가 정확한 설계치수로 성형될 수 있는 효과가 있다.
또한, 지그 어셈블리에 히팅부재가 결합되므로, 지그 어셈블리에 가해지는 열에 의해 테라스가 용이하게 성형될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 이차 전지 셀이 파우치에 수납되어 있는 모습의 평면도이다.
도 2는 도 1의 파우치형 이차 전지에서 사이드 실링부가 접혀진 후 절단된 모습의 사시도이다.
도 3은 도 2의 파우치형 이차 전지의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4에서 제2 지그 어셈블리의 저면을 바라본 사시도이다.
도 6은 도 4에서 제1 지그 어셈블리와 제2 지그 어셈블리가 이차 전지를 가압하는 모습의 개략적인 측면도이다.
도 7은 도 4에서 A 방향의 지시선을 따라 지지부재가 제거된 후 지그 어셈블리측을 바라본 도면이다.
도 8은 도 7에서 제1 지그 어셈블리와 제2 지그 어셈블리가 이차 전지를 가압하여 관리치수에 따라 테라스를 성형하는 모습의 도면이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치에 의해 테라스가 성형된 모습의 파우치형 이차 전지의 측면도와 부분 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 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 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
본 명세서에서 사용되는 '결합' 또는 '연결'이라는 용어는, 하나의 부재와 다른 부재가 직접 결합되거나, 직접 연결되는 경우뿐만 아니라 하나의 부재가 이음부재를 통해 다른 부재에 간접적으로 결합되거나, 간접적으로 연결되는 경우도 포함한다.
도 1은 일반적인 이차 전지 셀이 파우치에 수납되어 있는 모습의 평면도이고, 도 2는 도 1의 파우치형 이차 전지에서 사이드 실링부가 접혀진 후 절단된 모습의 사시도이며, 도 3은 도 2의 파우치형 이차 전지의 정면도이다.
파우치형 이차 전지(100)는 이차 전지 셀과, 이를 수납하는 포장재를 구비한다. 여기서, 이차 전지 셀은 양극판-세퍼레이터-음극판의 순서로 배열되는 단위 셀(Unit Cell) 또는 양극판-세퍼레이터-음극판-세퍼레이터-양극판-세퍼레이터-음극판의 순서로 배열된 바이 셀(Bi-Cell)을 전지 용량에 맞게 다수개 적층시킨 구조를 가질 수 있다. 그리고, 이차 전지 셀에는 전극 리드(130)가 구비될 수 있다. 전극 리드(130)는 외부로 노출되어 외부 기기에 연결되는 일종의 단자들로서 전도성 재질이 사용될 수 있다. 전극 리드(130)는 양극 전극 리드와 음극 전극 리드를 포함할 수 있다. 양극 전극 리드와 음극 전극 리드는 이차 전지 셀의 길이 방향에 대해 서로 반대 방향에 배치될 수도 있으나, 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 양극 전극 리드와 음극 전극 리드가 이차 전지 셀의 길이 방향에 대해 서로 동일한 방향에 위치되는 것으로 가정한다. 한편, 포장재는 이차 전지 셀이 수용되는 하부 포장재와, 상기 하부 포장재의 상부를 밀봉하는 상부 포장재로 이루어질 수 있다. 이때, 이차 전지 셀이 수용되는 공간은 상부와 하부 모두에 형성될 수도 있다. 또한, 포장재는 이차 전지 셀이 수용되는 수용부(미도시)와, 전해액 주입 후 진공 실링되는 실링부(140)를 구비한다. 도 1을 참조하면, 이차 전지 셀이 포장재에 수용된 이차 전지(100)는, 전극 리드(130)가 배치되어 지지되는 테라스(120)와, 이차 전지(100)의 양 측면에 형성되는 사이드 실링부(140)가 구비되며, 사이드 실링부(140)는 밀봉을 위해 L과 L'을 따라 접혀진 후 소정 크기로 절단되어 이차 전지(100) 형태를 갖춘다(도 2 참조).
이와 같이 이차 전지(100) 형태를 갖추게 되면, 전극 리드(130)가 지지되는 테라스(120)는 바닥면에 접촉되어 바닥면과 일직선상에 위치한다. 하지만, 테라스(120)는 이차 전지(100)의 모듈화와 같은 다양한 작업에서 회로 등의 추가 부품을 위한 공간 확보 또는 이차 전지(100)의 용량을 증가시키기 위한 필요 공간의 확보를 위해 테라스(120)가 형성된 후 정확한 설계치수에 맞게 성형될 필요가 있다. 즉, 전(前) 공정인 밀봉 공정을 통해 형태를 갖춘 이차 전지(100)에 대해 후(後) 공정인 테라스(120) 성형을 통해 테라스(120)가 정확한 설계치수를 갖추도록 성형될 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지(100)의 테라스 성형 장치(200)는, 형태를 갖춘 이차 전지(100)에 대해 테라스(120)의 설계치수에 맞게 테라스(120)를 성형한다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지(100)의 테라스 성형 장치(200)에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치의 개략적인 사시도이고, 도 5는 도 4에서 제2 지그 어셈블리의 저면을 바라본 사시도이며, 도 6은 도 4에서 제1 지그 어셈블리와 제2 지그 어셈블리가 이차 전지를 가압하는 모습의 개략적인 측면도이다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 제1 지그 어셈블리(210)는 지그 받침대(280)에 올려져 지지되며, 이차 전지(100)의 전극 리드(130)와 테라스(120)가 안착될 수 있다. 그리고, 본체 받침대(S)가 지그 받침대(280)에 근접하게 배치되어 이차 전지(100)의 본체(110)가 안착된다. 도 6을 참조하면, 테라스(120)의 성형 전, 제1 지그 어셈블리(210)의 상측과 본체 받침대(S)의 상측이 동일한 가로선상에 위치하도록 제1 지그 어셈블리(210)가 본체 받침대(S)의 측면쪽에 배치된다. 그리고, 제1 지그 어셈블리(210)는 이동 가능하게 마련된다. 여기서, 제1 지그 어셈블리(210)와 제2 지그 어셈블리(220)가 밀착되고 테라스(120)가 수용홈(231)에 수용되면 제1 지그 어셈블리(210)와 제2 지그 어셈블리(220)가 함께 이차 전지(100)를 가압하여 도 9에서와 같이 바닥면과 일직선상에 위치하고 있는 테라스(120)를 바닥면으로부터 소정 범위만큼 이격되도록 성형한다. 본 실시예에서는 이차 전지(100)의 본체(110)가 안착되기 위해 본체 받침대(S)가 구비되지만 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예로, 예를 들어, 회전가능하게 마련되어 복수의 이차 전지(100)가 결합되는 회전형 받침대도 고려될 수 있다. 그리고, 도 4에서는 제2 지그 어셈블리(220)에 히팅부재(240)와 온도 측정 센서(250)가 결합되어 있지만, 히팅부재(240)와 온도 측정 센서(250)는 제1 지그 어셈블리(210)에 결합되어 있어도 무방하다. 또한, 도 5를 참조하면, 단차 수단(230)에 해당되는 수용홈(231)이 제2 지그 어셈블리(220)에 형성되어 있지만 제1 지그 어셈블리(210)에 수용홈(231)이 형성되어 있어도 무방하다. 제1 지그 어셈블리(210)는 지그 받침대(280)에 결합되어 고정될 수도 있지만, 제2 지그 어셈블리(220)에 대해 상대이동 가능하게 결합될 수도 있다. 즉, 제1 지그 어셈블리(210)와 제2 지그 어셈블리(220) 중 하나만이 이동가능하게 지지부재(260)에 결합될 수도 있고, 또는, 제1 지그 어셈블리(210)와 제2 지그 어셈블리(220) 모두 이동가능하게 지지부재(260)에 결합될 수도 있다. 제1 지그 어셈블리(210)는 제2 지그 어셈블리(220)와 함께 이차 전지(100)를 가압하는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 제2 지그 어셈블리(220)는 지그 가이드(270)를 통해 지지부재(260)에 형성된 레일(261)에 결합되며, 레일(261)을 따라 이동할 수 있다. 그리고, 제2 지그 어셈블리(220)는 제1 지그 어셈블리(210)로부터 이격되어 제1 지그 어셈블리(210)에 대해 상대이동 가능하게 마련된다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 지그 어셈블리(220)의 하측에 제1 지그 어셈블리(210)가 배치되는 경우 제2 지그 어셈블리(220)는 상하로 이동하여 제1 지그 어셈블리(210)와 함께 제1 지그 어셈블리(210)에 안착된 이차 전지(100)의 전극 리드(130)와 테라스(120)를 가압하며, 또한, 본체 받침대(S)에 안착된 이차 전지(100)의 본체(110)를 가압한다. 그리고, 제1 지그 어셈블리(210)와 제2 지그 어셈블리(220)가 함께 이차 전지(100)를 가압하면 바닥면에 접촉되어 바닥면과 일직선상에 위치하고 있는 테라스(120)가 성형되어 바닥면으로부터 소정 범위만큼 이격되는데, 이에 대해서는 후술한다. 여기서, 전술한 바와 같이, 제2 지그 어셈블리(220)뿐만 아니라 제1 지그 어셈블리(210)도 제2 지그 어셈블리(220)를 향해 상대이동 가능하게 마련될 수 있다.
제2 지그 어셈블리(220)는 메인 지그(221)와 서브 지그(222)를 포함할 수 있다. 메인 지그(221)는 이차 전지(100)의 본체(110)에 접촉되어 이차 전지(100)의 본체(110)를 가압할 수 있다. 그리고, 서브 지그(222)는 전극 리드(130)와 테라스(120) 중 적어도 하나에 접촉되어 전극 리드(130)와 테라스(120)를 가압할 수 있다. 여기서, 서브 지그(222)는 전극 리드(130)와 테라스(120)의 각종 크기에 따른 교체 가능성 또는 지속적인 사용에 의한 마모에 따른 교체 가능성 등 다양한 이유로 교체되도록 마련되는 것이 유리할 수 있다. 이를 위해, 서브 지그(222)는 메인 지그(221)에 대해 탈착가능하게 마련된다.
도 5를 참조하면, 제2 지그 어셈블리(220), 특히, 제2 지그 어셈블리(220)의 서브 지그(222)에는 단차 수단(230)이 형성될 수 있는데, 단차 수단(230)은 제2 지그 어셈블리(220)가 이차 전지(100)를 가압할 때 전극 리드(130)를 수용할 수 있는 수용홈(231)으로 마련될 수 있다. 도 3을 참조하면, 이차 전지(100)의 전극 리드(130) 부분은 테라스(120)의 측면보다 높게 형성되어 있다. 즉, 이차 전지(100)의 전극 리드(130) 부분과 테라스(120)의 측면 부분의 높이는 서로 다르기 때문에, 만약, 제2 지그 어셈블리(220)에 수용홈(231)과 같은 단차 수단(230)이 형성되어 있지 않은 평편한 상태라면 제2 지그 어셈블리(220)는 테라스(120)보다 상대적으로 높게 형성되어 있는 전극 리드(130) 부분에만 접촉하게 되므로, 테라스(120) 전체에 압력이 균일하게 제공되지 않을 수 있게 된다. 이와 같이, 테라스(120) 전체에 불균일한 압력이 제공되면, 테라스(120)는 요구되는 정확한 설계치수로 성형되기가 상당히 어려워질뿐만 아니라 일측에서 설계치수 범위를 만족하는 성형이 이루어졌다고 하더라도, 타측에서는 설계치수 범위를 벗어나는 성형이 이루어질 수 있으므로, 성형 오차가 발생되어 정확한 설계치수로 성형하지 못하는 문제점이 발생될 수 있다. 하지만, 본 실시예에서와 같이, 제2 지그 어셈블리(220)에 단차 수단(230)에 해당되는 수용홈(231)이 형성되고 수용홈(231)이 전극 리드(130) 부분을 수용하며, 수용홈(231)이 형성되지 않은 평편한 부분에서는 테라스(120)의 측면 부분이 접촉하게 된다면, 테라스(120) 전체에 균일한 압력이 제공될 수 있으므로, 테라스(120)가 정확한 설계치수로 성형될 수 있다. 이를 위해, 수용홈(231)은 전극 리드(130)의 형상에 대응되는 형상을 가질 수 있으며, 수용홈(231)은 전극 리드(130) 부분에 결합되어 접촉될 수 있다. 즉, 예를 들어, 전극 리드(130)의 단면이 사각형 형상을 가진다면 수용홈(231) 역시 이에 대응되도록 단면이 사각형 형상을 가질 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 히팅부재(240)는 제2 지그 어셈블리(220)에 결합되어 제2 지그 어셈블리(220)를 가열한다. 전술한 바와 같이, 히팅부재(240)는 반드시 제2 지그 어셈블리(220)에 결합될 필요는 없으며, 히팅부재(240)가 제1 지그 어셈블리(210)에 결합될 수도 있고, 또는, 제1 지그 어셈블리(210)와 제2 지그 어셈블리(220) 모두에 결합될 수도 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 히팅부재(240)가 제2 지그 어셈블리(220)에 결합되어 있는 경우를 중심으로 설명한다. 파우치형 이차 전지(100)에서 포장재는 금속재질, 특히, 알루미늄 재질로 마련될 수 있다. 이러한 알루미늄 재질이 보다 용이하게 성형되기 위해, 히팅부재(240)는 알루미늄의 성형에 적당한 온도로 제2 지그 어셈블리(220)를 가열한다. 여기서, 히팅부재(240)는 열을 공급할 수 있는 다양한 수단을 포함할 수 있으며, 특히, 열선을 포함할 수 있다. 그리고, 히팅부재(240)로부터 제공되는 열의 전도성을 고려하여 제2 지그 어셈블리(220)는 알루미늄 재질로 마련될 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예의 경우, 제1 지그 어셈블리(210) 또는 제2 지그 어셈블리(220)에 수용홈(231)이 형성되고 히팅부재(240)는 구비되지 않도록 마련될 수 있고, 다른 실시예의 경우, 제1 지그 어셈블리(210) 또는 제2 지그 어셈블리(220)에 히팅부재(240)가 결합되고 수용홈(231)이 형성되지 않을 수 있으며, 또다른 실시예의 경우, 제1 지그 어셈블리(210) 또는 제2 지그 어셈블리(220)에 수용홈(231)도 형성되고 히팅부재(240)도 결합되도록 마련될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 온도 측정 센서(250)는 히팅부재(240)에 의해 가열되는 제1 지그 어셈블리(210) 또는 제2 지그 어셈블리(220)의 온도를 측정하기 위해 제1 지그 어셈블리(210) 또는 제2 지그 어셈블리(220)에 결합될 수 있다. 히팅부재(240)와 마찬가지로 온도 측정 센서(250) 역시 제1 지그 어셈블리(210) 또는 제2 지그 어셈블리(220)에 결합될 수도 있고, 또는, 제1 지그 어셈블리(210)와 제2 지그 어셈블리(220) 모두에 결합될 수도 있다. 온도 측정 센서(250)는 다양하게 마련될 수 있으며, 예를 들어, 온도 측정 센서(250)는 서모 커플로 구성될 수 있다.
도 7은 도 4에서 A 방향의 지시선을 따라 지지부재가 제거된 후 지그 어셈블리측을 바라본 도면이고, 도 8은 도 7에서 제1 지그 어셈블리와 제2 지그 어셈블리가 이차 전지를 가압하여 관리치수에 따라 테라스를 성형하는 모습의 도면이며, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치에 의해 테라스가 성형된 모습의 파우치형 이차 전지의 측면도와 부분 확대도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지(100)의 테라스 성형 장치(200)의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 이차 전지 셀의 사이드 실링부(140)가 밀봉을 위해 접혀진 후 소정 크기로 절단되어 이차 전지(100) 형태를 갖추게 되는데, 여기서, 전극 리드(130)가 지지되는 테라스(120)는 바닥면에 접촉되어 바닥면과 일직선상(도 2 및 도 3 참조)에 위치한다. 하지만, 이차 전지(100)의 테라스(120)는 회로 등의 추가 부품을 위한 공간 확보 등의 이유에 의해 정확한 설계치수를 갖추도록 성형될 필요가 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지(100)의 테라스 성형 장치(200, 도 4 참조)는 이러한 테라스(120)를 성형한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 테라스 성형 장치(200)의 제1 지그 어셈블리(210) 에는 테라스(120)의 정확한 성형을 위해 수용홈(231)이 형성될 수 있다. 다만, 제2 지그 어셈블리(220)에 수용홈(231)이 형성될 수도 있다. 즉, 테라스(120)의 측면보다 상대적으로 높게 형성되어 있는 전극 리드(130) 부분에만 제1 지그 어셈블리(210)가 접촉되어 테라스(120) 전체에 불균일한 압력이 제공되는 것을 방지할 수 있도록 제1 지그 어셈블리(210)에 수용홈(231)이 형성되며, 이에 의해, 테라스(120) 전체에 균일한 압력이 제공되어 테라스(120)가 정확한 설계치수를 가지도록 성형될 수 있다.
또한, 테라스 성형 장치(200)의 제1 지그 어셈블리(210) 또는 제2 지그 어셈블리(220)에는 테라스(120)의 용이한 성형을 위해 히텅부재가 구비될 수 있다. 즉, 제1 지그 어셈블리(210) 또는 제2 지그 어셈블리(220)에 구비된 히팅부재(240)에 의해 금속재질, 특히, 알루미늄 재질로 마련되는 파우치형 이차 전지(100)의 포장재가 쉽게 열 변형되어 성형이 용이해지는 효과가 있다.
도 7을 참조하면, 제1 지그 어셈블리(210)에 이차 전지(100)의 전극 리드(130)와 테라스(120)가 안착되며, 제2 지그 어셈블리(220)는 제1 지그 어셈블리(210)로부터 이격되어 제1 지그 어셈블리(210)를 향해 이동한다. 그리고, 도 8을 참조하면, 제2 지그 어셈블리(220)가 제1 지그 어셈블리(210)로 이동 후 제1 지그 어셈블리(210)와 함께 이차 전지(100), 즉, 본체(110)와, 테라스(120)와, 전극 리드(130)를 가압하며, 이에 의해, 테라스(120)가 정확한 설계치수(h)를 가질 수 있게 된다(도 8 및 도 9 참조).
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.
100 : 이차 전지 110 : 본체
120 : 테라스 130 : 전극 리드
140 : 실링부 200 : 테라스 성형 장치
210 : 제1 지그 어셈블리 220 : 제2 지그 어셈블리
221 : 메인 지그 222 : 서브 지그
230 : 단차 수단 231 : 수용홈
240 : 히팅부재 250 : 온도 측정 센서
260 : 지지부재 261 : 레일
270 : 지그 가이드 280 : 지그 받침대
S : 본체 받침대

Claims (10)

  1. 이차 전지에 형성된 전극 리드를 지지하는 테라스를 성형하기 위한 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치에 있어서,
    상기 전극 리드와 상기 테라스가 안착되는 제1 지그 어셈블리;
    상기 제1 지그 어셈블리로부터 이격되어 상기 제1 지그 어셈블리에 대해 상대이동 가능하게 배치되며, 상기 제1 지그 어셈블리와 함께 상기 이차 전지를 가압하는 제2 지그 어셈블리;
    상기 제1 지그 어셈블리가 올려져 지지되는 지그 받침대; 및
    상기 지그 받침대에 근접하게 배치되어 상기 이차 전지의 본체가 안착되는 본체 받침대를 포함하며,
    상기 제1 지그 어셈블리 및 상기 제2 지그 어셈블리 중 적어도 하나에는 상기 전극 리드를 수용할 수 있는 단차 수단이 구비되고,
    상기 단차 수단은 상기 전극 리드를 수용할 수 있도록 상기 전극 리드의 형상에 대응되는 형상을 가진 수용홈으로 마련되며,
    상기 테라스의 성형 전, 상기 제1 지그 어셈블리의 상측과 상기 본체 받침대의 상측이 동일한 가로선상에 위치하도록 상기 제1 지그 어셈블리가 상기 본체 받침대의 측면쪽에 배치되고,
    상기 제1 지그 어셈블리와 상기 제2 지그 어셈블리가 밀착되고 상기 테라스가 상기 수용홈에 수용되어 상기 제1 지그 어셈블리와 상기 제2 지그 어셈블리가 함께 이차 전지를 가압하면 바닥면과 일직선상에 위치하고 있는 상기 테라스가 바닥면으로부터 소정 범위만큼 이격되도록 성형되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지그 어셈블리 및 상기 제2 지그 어셈블리 중 적어도 하나에는 히팅부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 지그 어셈블리 및 상기 제2 지그 어셈블리 중 적어도 하나에는 온도 측정 센서가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 온도 측정 센서는 서모 커플을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 지그 어셈블리는,
    상기 이차 전지의 본체를 가압하는 메인 지그; 및
    상기 전극 리드와 상기 테라스를 가압하는 서브 지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서브 지그는 상기 메인 지그에 대해 탈착가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 지그 어셈블리는 알루미늄 재질로 마련되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지의 테라스 성형 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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