KR102131739B1

KR102131739B1 - 파우치 포밍 방법 및 파우치 포밍 장치

Info

Publication number: KR102131739B1
Application number: KR1020190010004A
Authority: KR
Inventors: 김지환; 이상돈; 최민승; 여상욱
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2020-07-09
Also published as: KR20200054054A

Abstract

본 발명은 파우치 포밍 방법 및 파우치 포밍 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 파우치 포밍 방법은, 파우치 시트에 전극 조립체를 수용하는 수용부를 형성시키는 파우치 포밍 방법으로서, 상기 파우치 시트를 상측부에 포밍홈이 형성된 하부 다이의 상면에 안착시키는 안착공정과, 상기 파우치 시트의 하부에서 상기 수용부가 형성되는 부분을 진공을 통해 연신시키는 진공연신공정 및 상기 파우치 시트의 상부에 위치되는 펀치로 상기 파우치 시트에서 진공을 통해 연신된 부분을 상기 포밍홈이 형성된 방향으로 가압하여 상기 수용부를 형성시키는 수용부 형성공정을 포함한다.

Description

파우치 포밍 방법 및 파우치 포밍 장치{POUCH FORMING METHOD AND POUCH FORMING DEVICE}

본 발명은 파우치 포밍 방법 및 파우치 포밍 장치에 관한 것이다.

이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.

이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.

전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다.

최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 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.

하지만, 이차전지의 제조를 위해 전극 조립체를 수용하는 파우치 시트에 수용부를 성형시키는 공정에서 파우치 시트의 성형 부분에 크랙(Crack)이 많이 발생되는 문제가 있어왔다.

한국 공개특허 제10-2014-0015647호

본 발명의 하나의 관점은 파우치 시트에 전극 조립체를 수용하는 수용부를 성형시킬 때 크랙(Crack)이 발생되는 것을 방지할 수 있는 파우치 포밍 방법 및 파우치 포밍 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 파우치 포밍 방법은, 파우치 시트에 전극 조립체를 수용하는 수용부를 형성시키는 파우치 포밍 방법으로서, 상기 파우치 시트를 상측부에 포밍홈이 형성된 하부 다이의 상면에 안착시키는 안착공정과, 상기 파우치 시트의 하부에서 상기 수용부가 형성되는 부분을 진공을 통해 연신시키는 진공연신공정 및 상기 파우치 시트의 상부에 위치되는 펀치로 상기 파우치 시트에서 진공을 통해 연신된 부분을 상기 포밍홈이 형성된 방향으로 가압하여 상기 수용부를 형성시키는 수용부 형성공정을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 파우치 포밍 장치는, 파우치 시트(Pouch sheet)에 전극 조립체를 수용하는 수용부를 형성시키는 파우치 포밍 장치로서, 상기 파우치 시트의 하부에 위치되어, 상측부에 포밍홈이 형성된 하부 다이(Die)와, 상기 파우치 시트의 상부에 위치되고, 상기 파우치 시트를 상기 하부 다이의 포밍홈 방향으로 가압하여 상기 파우치 시트에 상기 포밍홈에 대응되는 형태로 상기 수용부를 형성시키는 펀치(Punch), 및 상기 하부 다이의 포밍홈과 연결되어 상기 하부 다이의 상면에 안착되는 상기 파우치 시트에 진공을 가하여 상기 파우치 시트의 포밍(Forming) 부분을 연신시키는 진공부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 파우치 시트에 전극 조립체를 수용하는 수용부를 펀치로 가압하여 성형시킬 때, 파우치 시트에서 성형되는 부분에 진공을 가해 연신시킴으로써, 크랙(Crack)이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 파우치 성형 시 파우치 시트를 지지하는 스트리퍼의 가압력을 점진적으로 감소시키거나 또는 펀치의 하강속도를 점진적으로 감소시킴에 따라, 파우치 성형 시 연신율을 점진적으로 증대시킬 수 있고, 이로 인해 파우치를 안정적으로 성형할 수 있다. 특히 파우치 성형 시 국부적인 부분, 즉 파우치에 성형된 전극조립체 수용부의 테두리 또는 꼭지점 부분에 크랙이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법을 통해 포밍된 파우치 시트가 적용되는 이차전지를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 안착공정을 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 파우치 지지공정을 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 진공연신공정을 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 진공연신공정을 통해 파우치 시트가 연신되는 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 수용부 형성공정을 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 수용부 형성공정을 통해 파우치 시트에 수용부가 형성된 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 진공연신공정을 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 진공연신공정을 통해 파우치 시트가 연신되는 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법의 진공연신공정 및 수용부 형성공정을 통해 파우치 시트에 수용부가 형성되는 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 진공연신공정 및 수용부 형성공정 후 파우치 시트에 수용부가 형성된 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 사용되는 파우치 포밍 장치를 예시적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 진공연신공정을 통해 파우치 시트가 연신되는 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 수용부 형성공정을 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 수용부 형성공정을 통해 파우치 시트에 수용부가 형성된 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 스트리퍼의 가압력과 포밍깊이와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 펀치의 하강속도와 포밍깊이와의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 파우치 포밍 장치의 실험예 1을 나타낸 결과표이다..
도 19는 본 발명의 제5 실시예에 따른 파우치 포밍 장치의 실험예 2를 나타낸 결과표이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법을 통해 포밍된 파우치 시트가 적용되는 이차전지를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 안착공정을 예시적으로 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 파우치 지지공정을 예시적으로 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 진공연신공정을 예시적으로 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 진공연신공정을 통해 파우치 시트가 연신되는 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이며, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 수용부 형성공정을 예시적으로 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법은 파우치 시트(11)에 전극 조립체(12)를 수용하는 수용부(11b)를 형성시키는 파우치 포밍 방법으로서, 파우치 시트(11)를 포밍홈(111)이 형성된 하부 다이(110)에 안착시키는 안착공정과, 파우치 시트(11)에서 수용부(11b)가 형성되는 부분을 진공을 통해 연신시키는 진공연신공정, 및 펀치(151)로 파우치 시트(11)에서 진공을 통해 연신된 부분을 가압하여 수용부(11b)를 형성시키는 수용부 형성공정을 포함한다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법은 진공연신공정을 수행하기 전에, 파우치 시트(11)를 하부 다이(110)에 지지시키는 파우치 지지공정을 더 포함할 수 있다.

이하에서, 도 1 내지 7을 참조하여, 본 발명의 실시예인 파우치 포밍 방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2를 참고하면, 안착공정은 파우치 시트(11)를 상측부에 포밍홈(111)이 형성된 하부 다이(110)의 상면에 안착시킬 수 있다. 이때, 파우치 시트(11)는 하부 다이(110)의 포밍홈(111)의 상부를 덮어 밀폐시킬 수 있다.

또한, 파우치 시트(11)는 예를 들어 알루미늄(Al)을 포함하는 시트로 이루어질 수 있다.

도 3을 참고하면, 파우치 지지공정은 진공연신공정을 수행하기 전에 파우치 시트(11)에서 수용부(11b)의 외각 부분(11c)을 파우치 시트(11)의 상부에 위치되는 스트리퍼(121)를 통해 가압하여 하부 다이(110)에 위치 고정되도록 지지시킬 수 있다. 여기서, 스트리퍼(121) 및 스트리퍼(121)를 이동시키는 스트리퍼 이동부를 포함하는 스트리퍼 부(120)가 구비될 수 있다.(참조 도 1)

이에 따라, 추후 수용부 형성공정을 통해 파우치 시트(11)를 가압하여 수용부를 형성시킬때, 파우치 시트(11)의 유동을 방지할 수 있다.

도 1, 도 4 및 도 5를 참고하면, 진공연신공정은 파우치 시트(11)의 하부에서 상기 수용부(11b)가 형성되는 부분을 진공을 통해 연신시킬 수 있다.

또한, 진공연신공정은 하부 다이(110)에서 포밍홈(111)과 연결되는 진공 통로(112,113)를 통해 포밍홈(111) 공간을 진공 상태로 만들어 파우치 시트(11)에서 포밍홈(111)과 마주하는 부분을 연신시킬 수 있다.

아울러, 진공연신공정은 포밍홈(111)의 측면 하측부를 따라 다수개로 형성되는 진공 통로(112,113)의 흡입구(112a,113a)를 통해 포밍홈(111) 공간을 진공상태로 만들어 파우치 시트(11)의 포밍 부분(11d)을 연신시킬 수 있다. 이때, 진공연신공정은 예를 들어 0.1~0.2초 동안 진공부(130)를 통해 포밍홈(111) 공간을 진공 상태로 만들 수 있다.

한편, 진공연신공정은 수용부 형성공정 전에 수행하는 것을 통해 연신 효율성이 좋은 효과가 있다. 즉, 진공연신공정에서 파우치 시트(11)를 진공을 통해 연신시키면, 수용부 형성공정 중에 진공을 통해 파우치 시트(11)를 연신시키는 것에 비해 연신 효율성이 높을 수 있다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 수용부 형성공정을 통해 파우치 시트에 수용부가 형성된 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참고하면, 수용부 형성공정은 파우치 시트(11)의 상부에 위치되는 펀치(151)로 파우치 시트(11)에서 진공을 통해 연신된 부분을 포밍홈(111)이 형성된 방향으로 가압하여 수용부(11b)를 형성시킬 수 있다. 이때, 파우치 시트(11)는 펀치(151)에 의해 하부로 볼록한 형태의 몸체(11a)가 형성될 수 있다. 여기서, 펀치(151) 및 펀치(151)를 이동시키는 펀치 이동부를 포함하는 펀치부(150)가 구비될 수 있다.

또한, 수용부 형성공정은 파우치 시트(11)에서 수용부(11b)의 깊이가 예를 들어 7~8mm 형성되도록 펀치(151)로 파우치 시트(11)를 가압할 수 있다.

도 4 내지 도 7을 참고하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법은 파우치 시트(11)에 수용부(11b)를 형성시키기 전에 수용부(11b)가 형성되는 포밍 부분(11d)을 진공을 통해 연신시켜, 펀치(151)로 가압하여 파우치 시트(11)를 성형 시, 성형 부분에 크랙(Crack)이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 진공연신공정을 예시적으로 나타낸 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 진공연신공정을 통해 파우치 시트가 연신되는 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.

또한, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법의 진공연신공정 및 수용부 형성공정을 통해 파우치 시트에 수용부가 형성되는 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이며, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 진공연신공정 및 수용부 형성공정 후 파우치 시트에 수용부가 형성된 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.

도 8 내지 도 11을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법은 파우치 시트(11)에 전극 조립체를 수용하는 수용부(11b)를 형성시키는 파우치 포밍 방법으로서, 파우치 시트(11)를 포밍홈(111)이 형성된 하부 다이(110)에 안착시키는 안착공정과, 파우치 시트(11)를 하부 다이(110)에 지지시키는 파우치 지지공정과, 파우치 시트(11)에서 수용부(11b)가 형성되는 부분을 진공을 통해 연신시키는 진공연신공정, 및 펀치(151)로 파우치 시트(11)에서 진공을 통해 연신된 부분을 가압하여 수용부(11b)를 형성시키는 수용부 형성공정을 포함하되, 진공연신공정은 수용부 형성공정과 동시에 수행할 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법은 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법과 비교할 때, 진공연신공정 및 수용부 형성공정을 동시에 수행하는 점에서 차이가 있다. 따라서, 본 실시예는 전술한 제1 실시예와 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.

보다 상세히, 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서, 진공연신공정은 파우치 시트(11)의 하부에서 수용부(11b)가 형성되는 부분을 진공을 통해 연신시킬 수 있다. 또한, 진공연신공정은 하부 다이(110)에서 포밍홈(111)과 연결되는 진공 통로(112,113)를 통해 포밍홈(111) 공간을 진공 상태로 만들어 파우치 시트(11)에서 포밍홈(111)과 마주하는 부분을 연신시킬 수 있다.

그리고, 수용부 형성공정은 파우치 시트(11)의 상부에 위치되는 펀치(151)로 파우치 시트(11)에서 진공을 통해 연신된 부분을 포밍홈(111)이 형성된 방향으로 가압하여 수용부(11b)를 형성시킬 수 있다.

이때, 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법은 진공연신공정과 수용부 형성공정을 동시에 수행할 수 있다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법은 진공을 가하여 파우치 시트(11)를 연신시키면서 펀치(151)로 파우치 시트(11)를 가압하여 수용부(11b)를 형성시킬 수 있다.

따라서, 진공연신공정과 수용부 형성공정을 동시에 수행하여 제조 시간을 단축할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 사용되는 파우치 포밍 장치를 예시적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 진공연신공정을 통해 파우치 시트가 연신되는 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.

또한, 도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 수용부 형성공정을 예시적으로 나타낸 단면도이며, 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 수용부 형성공정을 통해 파우치 시트에 수용부가 형성된 상태를 예시적으로 나타낸 단면도이다.

도 12 내지 도 15를 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법은 파우치 시트(11)에 전극 조립체를 수용하는 수용부(11b)를 형성시키는 파우치 포밍 방법으로서, 파우치 시트(11)를 포밍홈(111)이 형성된 하부 다이(110)에 안착시키는 안착공정과, 파우치 시트(11)를 하부 다이(110)에 스트리퍼(221)를 통해 가압하여 지지시키는 파우치 지지공정과, 파우치 시트(11)에서 수용부(11b)가 형성되는 부분을 진공을 통해 연신시키는 진공연신공정, 및 펀치(251)로 파우치 시트(11)에서 진공을 통해 연신된 부분을 가압하여 수용부(11b)를 형성시키는 수용부 형성공정 및 스트리퍼(221)의 상하이동을 제어하는 제어공정을 포함한다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법은 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법 및 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법과 비교할 때, 제어공정을 더 포함하는 점에서 차이가 있다. 따라서, 본 실시예는 전술한 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.

보다 상세히, 도 1 및 도 13을 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서, 파우치 지지공정은 파우치 시트(11)에서 수용부(11b)의 외각 부분(11c)을 파우치 시트(11)의 상부에 위치되는 스트리퍼(221)를 통해 가압하여 하부 다이(110)에 지지시킬 수 있다. 이때, 파우치 지지공정은 스트리퍼(221)를 통해 가압하여 파우치 시트(11)의 외각 부분(11c)의 위치가 고정되도록 지지할 수 있다. 이후 제어공정을 통해 스트리퍼(221)의 가압력을 조절하여 펀치(251)가 파우치 시트(11)를 가압할 때 파우치 시트(11)에서 외각 부분(11c)의 위치가 이동되도록 할 수 있다.

진공연신공정은 파우치 시트(11)의 하부에서 수용부(11b)가 형성되는 부분을 진공을 통해 연신시킬 수 있다. 또한, 진공연신공정은 하부 다이(110)에서 포밍홈(111)과 연결되는 진공 통로(112,113)를 통해 포밍홈(111) 공간을 진공 상태로 만들어 파우치 시트(11)에서 포밍홈(111)과 마주하는 부분을 연신시킬 수 있다.

도 14 및 도 15를 참고하면, 수용부 형성공정은 파우치 시트(11)의 상부에 위치되는 펀치(251)로 파우치 시트(11)에서 진공을 통해 연신된 부분을 포밍홈(111)이 형성된 방향으로 가압하여 수용부(11b)를 형성시킬 수 있다.

제어공정은 스트리퍼(221)를 상하이동시키는 스트리퍼 이동부(222)를 제어부(미도시)를 통해 제어할 수 있다.

또한, 제어공정은 펀치(251)가 하부 다이(110)의 포밍홈(111)에 삽입되면서 파우치 시트(11)를 가압하면, 스트리퍼(221)가 파우치 시트(11)를 가압하는 가압력을 감소시키도록 스트리퍼 이동부(222)를 상승시킬 수 있다.

아울러, 제어공정은 스트리퍼 이동부(222) 및 펀치(251)를 상하이동시키는 펀치 이동부(252)를 제어하여, 스트리퍼(221)를 점진적으로 상승시킴과 동시에 펀치(251)의 하강속도를 점진적으로 감소시킬 수 있다.

도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 스트리퍼의 가압력과 포밍깊이와의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에서 펀치(251)의 하강속도와 포밍깊이와의 관계를 나타낸 그래프이다.

도 16에 도시된 그래프와 같이, 제어공정에서 스트리퍼(221)의 가압력과 펀치(251)가 포밍홈(111)에 삽입되는 깊이는 반비례 관계를 가진다. 즉, 펀치(251)가 포밍홈(111)에 삽입되는 깊이가 깊어질수록 스트리퍼(221)의 가압력을 점진적으로 감소시킴에 따라 파우치 시트(11)의 연신영역을 확장할 수 있고, 그 결과 파우치의 국부적 연신율을 증대하여 크랙 발생을 방지할 수 있다.(참조 도 13,14)

또한, 도 17에 도시되어 있는 것과 같이, 제어공정에서 펀치(251)의 하강속도와 펀치(251)가 포밍홈(111)에 삽입되는 깊이는 반비례 관계를 가진다. 즉, 펀치(251)가 포밍홈(111)에 삽입되는 깊이가 깊어질수록 펀치(251)의 하강속도, 즉 가압력을 점진적으로 감소시킴에 따라 파우치 시트(11)의 연신영역을 확장할 수 있고, 그 결과 파우치 시트(11)의 국부적 연신율 증대하여 크랙 발생을 방지할 수 있다.(참조 도 13,14)

따라서, 도 14 및 도 15를 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법은 파우치 시트(11)의 성형 시 연신율을 점진적으로 증대시킴으로써 파우치 시트(11)에 전극 조립체를 수용하는 수용부(11b)를 크랙 없이 성형할 할 수 있고, 그 결과 고품질의 파우치를 제조할 수 있다. 이때, 도 13을 참고하면, 파우치 시트(11)에 수용부(11b)가 형성되는 포밍 부분(11d)을 진공을 통해 연신시켜, 펀치(151)로 가압하여 파우치 시트(11)를 성형할 때, 성형 부분에 크랙(Crack)이 발생되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.(도 1 참조)

이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 파우치 포밍 장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 1, 도 2 및 도 4 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 파우치 포밍 장치(100)는 파우치 시트(11)의 하부에 위치되어, 상측부에 포밍홈(111)이 형성된 하부 다이(Die)(110)와, 파우치 시트(11)를 가압하여 파우치 시트(11)에 포밍홈(111)에 대응되는 형태로 수용부(11b)를 형성시키는 펀치(Punch)(151)가 구비된 펀치부(150), 및 파우치 시트(11)에 진공을 가하여 파우치 시트(11)의 포밍(Forming) 부분(11d)을 연신시키는 진공부(130)를 포함한다. 또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 파우치 포밍 장치(100)는 하부 다이(110)에 파우치 시트(11)를 지지시키는 스트리퍼(Stripper) 부(120)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 파우치 포밍 장치(100)는 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치 포밍 방법 및 제2 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에 적용되는 파우치 시트(11)를 포밍하는 장치에 대한 것으로서, 본 실시예는 전술한 실시예들과 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.

보다 상세히, 본 발명의 제4 실시예에 따른 파우치 포밍 장치(100)는 파우치 시트 (Pouch sheet)(11)에 전극 조립체(12)를 수용하는 수용부(11b)를 형성시킬 수 있다.

여기서, 전극 조립체(12)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(12c)과 분리막(12d)이 결집되어 교대로 적층된 구조를 형성한다. 이때, 전극 조립체(12)는 파우치 시트(11)에 수용되어 이차전지(10)를 구성할 수 있다. 그리고 이차전지(10)에는 전극 조립체(12)의 전극(12c)과 연결되어 외부의 기기와 전기적으로 통전되는 전극 리드(13)가 더 구비될 수 있다.

전극(12c)은 양극(12a)과 음극(12b)을 포함할 수 있다. 그리고 분리막(12d)은 양극(12a)과 음극(12b)을 분리하여 전기적으로 절연시킨다.

양극(12a)은 양극 집전체(미도시) 및 양극 집전체에 도포된 양극 활물질(미도시)을 포함하고, 음극(12b)은 음극 집전체(미도시) 및 음극 집전체에 도포된 음극 활물질(미도시)을 포함할 수 있다.

양극 집전체는 예를 들어 알루미늄(Al) 재질의 포일(foil)로 이루어질 수 있다.

양극 활물질은 예를 들어 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다.

음극 집전체는 예를 들어 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 재질로 이루어진 포일(foil)로 이루어질 수 있다.

음극 활물질은 예를 들어 인조흑연, 리튬금속, 리튬합금, 카본, 석유코크, 활성화 카본, 그래파이트, 실리콘 화합물, 주석 화합물, 티타늄 화합물 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.

분리막(12d)은 절연 재질로 이루어져 양극(12a) 및 음극(12b)과 교대로 적층된다. 여기서, 분리막(12d)은 양극(12a) 및 음극(12b) 사이와, 양극(12a) 및 음극(12b)의 외측면에 위치될 수 있다. 이때, 또한, 분리막(12d)은 예를 들어 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다.

하부 다이(110)는 파우치 시트(11)의 하부에 위치되어, 상측부에 포밍홈(111)이 형성될 수 있다.

또한, 하부 다이(110)에는 포밍홈(111)과 진공부(130)를 연결하는 통로역할을 하는 진공 통로(112,113)가 형성될 수 있다.

진공 통로(112,113)의 흡입구(112a,113a)는 포밍홈(111)과 연결되되, 포밍홈(111)의 측면 하측부에 위치될 수 있다. 이에 따라, 파우치 시트(11)에서 변형이 많이 일어나는 몸체(11a) 모서리 부의 성형 부분을 효과적으로 연신시킬 수 있다. 즉, 파우치 시트(11)의 몸체(11a)에서 모서리 부가 형성되는 부분과 대면되는 포밍홈(111)의 측면 하측부에 진공 통로(112,113)의 흡입구(112a,113a)가 형성되어, 파우치 시트(11)의 몸체(11a) 모서리부의 성형 시 인접 부분을 충분히 연신시켜 파우치 모서리 부의 크랙이 발생 없이 수용부(11b)을 깊게 형성시킬 수 있다.

또한, 진공 통로(112,113)의 흡입구(112a,113a)는 포밍홈(111)의 측면 하측부를 따라 다수개로 형성될 수 있다.

하부 다이(110)에 형성된 진공 통로(112,113)는 일측이 포밍홈(111)과 연결되고, 타측이 진공부(130)와 연결될 수 있다. 여기서, 진공 통로(112,113)의 일측에 원형의 흡입구(112a,113a)가 형성되고, 타측에 원형의 연결구(112b,113b)가 형성될 수 있다. 이때, 진공 통로(112,113)는 흡입구(112a,113a)로 갈수록 지름이 점점 작아지는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 진공 통로(112,113)는 원형의 통로를 형성하고, 타측에서 일측으로 갈수록 지름이 점점 작아지는 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 진공 통로(112,113)의 흡입구(112a,113a) 부근의 진공 흡입력을 높일 수 있어 파우치 시트(11)의 연신량을 증가시킬 수 있다.

스트리퍼(121)는 파우치 시트(11)의 상부에 위치되고, 파우치 시트(11)에서 수용부(11b)의 외각 부분(11c)을 가압하여 하부 다이(110)에 파우치 시트(11)를 위치 고정시킬 수 있다. 여기서, 스트리퍼(121) 및 스트리퍼(121)를 이동시키는 스트리퍼 이동부를 포함하는 스트리퍼 부(120)가 구비될 수 있다.

이때, 스트리퍼(121)와 하단부는 파우치 시트(11)의 가압하여 하부 파우치 시트(11)의 외각 부분(11c)과 하부 다이(110)와 맞물리게 하여, 펀치(151)를 통해 파우치 시트(11)에서 수용부(11b)가 형성되는 부분을 가압할 때, 파우치 시트(11)의 유동을 방지할 수 있다.

펀치(151)는 파우치 시트(11)의 상부에 위치되고, 파우치 시트(11)를 하부 다이(110)의 포밍홈(111) 방향으로 가압하여 파우치 시트(11)에 포밍홈(111)에 대응되는 형태로 수용부(11b)를 형성시킬 수 있다. 여기서, 펀치(151) 및 펀치(151)를 이동시키는 펀치 이동부를 포함하는 펀치부(150)가 구비될 수 있다.

펀치(151)의 단부(151a)는 하부 다이(110)의 포밍홈(111)에 대향되는 위치에 구비되어, 펀치(151)의 단부(151a)가 하부 다이(110)의 포밍홈(111)에 삽입되며 파우치 시트(11)를 가압하여 수용부(11b)를 형성시킬 수 있다.

또한, 펀치(151)의 단부(151a) 폭은 하부 다이(110)의 포밍홈(111)의 폭 보다 작게 형성될 수 있다. 이때, 예를 들어 펀치(151)에서 하부 다이(110)의 포밍홈(111)에 삽입되는 부분과 하부 다이(110)의 포밍홈(111) 내면은 파우치 시트(11)의 두께 만큼 이격될 수 있다.

진공부(130)는 하부 다이(110)의 포밍홈(111)과 연결되어 하부 다이(110)의 상면에 안착되는 파우치 시트(11)에 진공을 가하여 파우치 시트(11)의 포밍 부분(11d)을 연신시킬 수 있다.

또한, 진공부(130)는 진공 펌프(Pump)(131)를 포함할 수 있다. 그리고, 진공부(130)는 진공 펌프(131)와 하부 다이(110)의 진공 통로(112,113)를 연결하는 진공 관(132)을 더 포함할 수 있다. 이때, 하부 다이(110)의 포밍홈(111) 공간은 진공 통로(112,113)와 진공 관(132)을 통해 진공 펌프(131)와 연결되어, 진공 펌프(131)를 통해 하부 다이(110)의 포밍홈(111) 공간을 진공 상태로 만들 수 있다. 이에 따라, 하부 다이(110)의 포밍홈(111) 공간을 덮고 있는 파우치 시트(11) 부분을 연신시킬 수 있다. 결국, 연신된 파우치 시트(11)는 펀치(151)에 의해 가압될 때 크랙이 발생되지 않을 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제5 실시예에 따른 파우치 포밍 장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 1, 도 2 및 도 12 내지 도 15를 참고하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 파우치 포밍 장치(200)는 파우치 시트(11)의 하부에 위치되어, 상측부에 포밍홈(111)이 형성된 하부 다이(Die)(110)와, 파우치 시트(11)를 가압하여 파우치 시트(11)에 포밍홈(111)에 대응되는 형태로 수용부(11b)를 형성시키는 펀치(Punch)(251)가 구비된 펀치부(250)와, 파우치 시트(11)에 진공을 가하여 파우치 시트(11)의 포밍(Forming) 부분(11d)을 연신시키는 진공부(130), 및 하부 다이(110)에 파우치 시트(11)를 지지시키는 스트리퍼(221)가 구비된 스트리퍼 부(210)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 파우치 포밍 장치(200)는 전술한 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치 포밍 방법에 적용되는 파우치 시트(11)를 포밍하는 장치에 대한 것으로서, 본 실시예는 전술한 실시예들과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.

보다 상세히, 본 발명의 제5 실시예에 따른 파우치 포밍 장치(200)는 파우치 시트(Pouch sheet)(11)에 전극 조립체(12)를 수용하는 수용부(11b)를 형성시킬 수 있다.

진공 통로(112,113)의 흡입구(112a,113a)는 포밍홈(111)과 연결되되, 포밍홈(111)의 측면 하측부에 위치될 수 있다.

하부 다이(110)에 형성된 진공 통로(112,113)는 일측이 포밍홈(111)과 연결되고, 타측이 진공부(130)와 연결될 수 있다.

스트리퍼 부(220)는 하부 다이(110)에 파우치 시트(11)를 지지시키는 스트리퍼(221) 및 스트리퍼(221)를 상하방향으로 이동시키는 스트리퍼 이동부(222)를 포함할 수 있다.

스트리퍼(221)는 파우치 시트(11)의 상부에 위치되고, 파우치 시트(11)에서 수용부(11b)의 외각 부분(11c)을 가압하여 하부 다이(110)에 파우치 시트(11)를 지지할 수 있다.(참조 도 3)

또한, 스트리퍼(221)는 예를 들어 하면이 하부 다이(110)의 상면과 대응되는 크기를 가질 수 있다. 여기서, 스트리퍼(221)는 상하방향으로 관통되고 하부 다이(110)의 포밍홈(111)과 대응되는 크기를 가진 관통홀(221a)이 형성될 수 있다.

스트리퍼 이동부(222)는 스트리퍼(221)를 상하이동시키되 펀치(251)를 하강시켜 파우치 시트(11)를 지지할 수 있다. 여기서, 스트리퍼 이동부(222)는 예를 들어 공압 또는 유압 액츄에이터로 이루어질 수 있다. 이때, 스트리퍼 이동부(222)는 스트리퍼(221)를 이동시키는 이동봉(222a)이 하부에 구비될 수 있다.

펀치부(250)는 하부 다이(110)의 포밍홈(111)에 대응되는 형태로 파우치 시트(11)에 수용부(11b)를 형성시키는 펀치(251) 및 펀치(251)를 상하이동시키는 펀치 이동부(252)를 포함할 수 있다. 여기서, 펀치부(250)는 펀치(251)와 펀치 이동부(252)를 연결하는 펀치 플레이트(253)를 더 포함할 수 있다.

펀치(251)는 파우치 시트(11)의 상부에 위치되고, 파우치 시트(11)를 하부 다이(110)의 포밍홈(111) 방향으로 가압하여 하부 다이(110)의 포밍홈(111)에 대응되는 형태로 파우치 시트(11)에 수용부(11b)를 형성시킬 수 있다. 이때, 펀치(251)의 단부(251a)는 하부 다이(110)의 포밍홈(111)에 대향되는 위치에 구비되어, 펀치(251)의 단부(251a)가 하부 다이(110)의 포밍홈(111)에 삽입되며 파우치 시트(11)를 가압하여 수용부(11b)를 형성시킬 수 있다.

펀치 이동부(252)는 펀치(251)를 상하이동시키되 펀치(251)를 하강시켜 파우치 시트(11) 가압시킬 수 있다. 여기서, 펀치 이동부(252)는 예를 들어 공압 또는 유압 액츄에이터로 이루어질 수 있다.

펀치 플레이트(253)는 펀치(251)의 상단부에서 위치되어 수평방향으로 더 연장된 플레이트(Plate)로 구비될 수 있다. 이때, 펀치 이동부(252)는 펀치를 이동시키기 위해 펀치 플레이트(253)를 하방향으로 이동시킬 수 있다. 여기서, 예를 들어 펀치(251)와 펀치 플레이트(253)는 일체로 형성될 수 있다.

제어부(미도시)는 스트리퍼(221)가 상기 파우치 시트(11)를 가압하는 가압력을 조절할 수 있다.

또한, 제어부는 펀치(251)가 포밍홈(111)에 삽입되면서 파우치 시트(11)를 가압하면, 스트리퍼 이동부(222)를 제어하여 스트리퍼(221)를 상승시킴에 따라 스트리퍼(221)가 파우치 시트(11)를 가압하는 가압력을 감소시킬 수 있다.

한편, 제어부는 펀치 이동부(252) 및 스트리퍼 이동부(222)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부는 펀치 이동부(252) 및 스트리퍼 이동부(222)와 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 제어부는 펀치 이동부(252)를 제어하여 스트리퍼(221)를 점진적으로 상승시킴과 동시에 스트리퍼 이동부(222)를 제어하여 펀치(251)의 하강속도를 점진적으로 감소시킬 수 있다.

[ 실험예 1]

도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 파우치 포밍 장치의 실험예 1을 나타낸 결과표이다.

비교예 1

비교예 1은 하부 다이, 스트리퍼 및 펀치를 포함하는 파우치 포밍 장치를 이용하여 파우치 시트에 전극 조립체를 수용하는 수용부를 성형한다. 즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 파우치 포밍 장치에서 진공부를 제외한 구성을 이용하여 파우치 시트를 성형한다.

제조예 1

제조예 1은 하부 다이, 펀치, 스트리퍼 및 진공부를 포함하는 파우치 포밍 장치를 이용하여 파우치 시트에 전극 조립체를 수용하는 수용부를 성형한다. 즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 파우치 포밍 장치의 구성을 이용하여 파우치 시트를 성형한다.

여기서 상기 비교예 1 및 제조예 1은 동일한 파우치 시트를 사용하고, 동일한 환경에서 파우치 시트를 성형한다. 여기서 동일한 환경은 스트리퍼의 압력: 4kg/㎠, 펀치의 초기 하강속도: 30mm/s, 및 펀치의 표면조도: 0.1s를 가진다.

연신율

상기 비교예 1 및 제조예 1을 통해 성형된 파우치 시트의 불량여부를 측정한 결과 도 18과 같은 결과표를 얻을 수 있다.

도 18의 결과표를 참조하면, 상기 비교예 1은 펀치가 하부 다이의 포밍홈 최상단에서 8mm 하강한 지점부터 파우치 시트에 주름 및 크랙이 발생한 것을 확인할 수 있다. 그리고 상기 제조예 1은 펀치가 하부 다이의 포밍홈 최상단에서 10mm 하강한 지점부터 파우치 시트에 주름 및 크랙이 발생한 것을 확인할 수 있다.

정리하면, 상기 제조예 1은 상기 비교예 1 보다 2mm 더 하강한 후 주름 및 크랙이 발생하였으며, 이와 같은 실험결과 상기 제조예 1은 상기 비교예 1 보다 연신율이 증대된 것을 확인할 수 있다.

[ 실험예 2]

도 19는 본 발명의 제5 실시예에 따른 파우치 포밍 장치의 실험예 2를 나타낸 결과표이다.

비교예 2

비교예 2는 하부 다이, 스트리퍼, 및 펀치를 포함하는 파우치 포밍 장치를 이용하여 파우치 시트에 전극 조립체를 수용하는 수용부를 성형한다. 즉, 본 발명의 제5 실시예에 따른 파우치 포밍 장치에서 진공부 및 제어부를 제외한 구성을 이용하여 파우치 시트를 성형한다.

제조예 2

제조예 2는 하부 다이, 스트리퍼, 펀치, 진공부 및 제어부를 포함하는 파우치 포밍 장치를 이용하여 파우치 시트에 전극조립체 수용부를 성형한다. 즉, 본 발명의 제5 실시예에 따른 파우치 포밍 장치의 구성을 이용하여 파우치 시트를 성형한다.

여기서 상기 비교예 2 및 제조예 2는 동일한 파우치 시트를 사용하고, 동일한 환경에서 파우치 시트를 성형한다. 여기서 동일한 환경은 스트리퍼의 압력: 4kg/㎠, 펀치의 초기 하강속도: 30mm/s, 압력 반비례 제어율: 95%, 및 펀치의 표면조도: 0.1s를 가진다.

연신율

상기 비교예 2 및 제조예 2를 통해 성형된 파우치 시트의 불량여부를 측정한 결과 도 19와 같은 결과표를 얻을 수 있다.

도 19의 결과표를 참조하면, 상기 비교예 2는 펀치가 다이의 포밍홈 최상단에서 8mm 하강한 지점부터 파우치 시트에 주름 및 크랙이 발생한 것을 확인할 수 있다. 그리고 상기 제조예 2는 펀치가 하부 다이의 포밍부 최상단에서 13mm 하강한 지점부터 파우치 시트에 주름 및 크랙이 발생한 것을 확인할 수 있다.

정리하면, 상기 제조예 2는 상기 비교예 2 보다 5mm 더 하강한 후 주름 및 크랙이 발생하였으며, 이와 같은 실험결과 상기 제조예 2는 상기 비교예 2 보다 연신율이 증대된 것을 확인할 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 파우치 포밍 방법 및 파우치 포밍 장치는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.

또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 이차전지
11: 파우치 시트
11a: 몸체
11b: 수용부
11c: 외각 부분
11d: 포밍 부분
12: 전극 조립체
12a: 양극
12b: 음극
12c: 전극
12d: 분리막
13: 전극 리드
100,200: 파우치 포밍 장치
110: 하부 다이
111: 포밍홈
112,113: 진공 통로
112a,113a: 흡입구
112b,113b: 연결구
120,220: 스트리퍼 부
121,221: 스트리퍼
222: 스트리퍼 이동부
222a: 이동봉
130: 진공부
131: 진공 펌프
132: 진공 관
150,250: 펀치부
151,251: 펀치
151a,251a: 단부
252: 펀치 이동부
253: 펀치 플레이트

Claims

파우치 시트에 전극 조립체를 수용하는 수용부를 형성시키는 파우치 포밍 방법으로서,
상기 파우치 시트를 상측부에 포밍홈이 형성된 하부 다이의 상면에 안착시키는 안착공정;
상기 파우치 시트의 하부에서 상기 수용부가 형성되는 부분을 진공을 통해 연신시키는 진공연신공정;
상기 파우치 시트의 상부에 위치되는 펀치로 상기 파우치 시트에서 진공을 통해 연신된 부분을 상기 포밍홈이 형성된 방향으로 가압하여 상기 수용부를 형성시키는 수용부 형성공정;
상기 파우치 시트에서 상기 수용부의 외각 부분을 상기 파우치 시트의 상부에 위치되는 스트리퍼를 통해 가압하여 상기 하부 다이에 지지시키는 파우치 지지공정; 및
상기 스트리퍼를 상하이동시키는 스트리퍼 이동부를 제어부를 통해 제어하는 제어공정;을 포함하고,
상기 제어공정은 상기 펀치가 상기 하부 다이의 포밍홈에 삽입되면서 상기 파우치 시트를 가압하면, 상기 스트리퍼가 상기 파우치 시트를 가압하는 가압력을 감소시키도록 상기 스트리퍼 이동부를 상승시키는 파우치 포밍 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 진공연신공정은
상기 하부 다이에서 상기 포밍홈과 연결되는 진공통로를 통해 상기 포밍홈 공간을 진공상태로 만들어 상기 파우치 시트에서 상기 포밍홈과 마주하는 부분을 연신시키는 파우치 포밍 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 진공연신공정은
상기 포밍홈의 측면 하측부를 따라 다수개로 형성되는 상기 진공 통로의 흡입구를 통해 상기 포밍홈 공간을 진공상태로 만들어 상기 파우치 시트의 포밍 부분을 연신시키는 파우치 포밍 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 진공연신공정은 상기 수용부 형성공정 전에 수행하는 파우치 포밍 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 진공연신공정은 상기 수용부 형성공정과 동시에 수행하는 파우치 포밍 방법.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제어공정은 상기 스트리퍼 이동부 및 상기 펀치를 상하이동시키는 펀치 이동부를 제어하여,
상기 스트리퍼를 점진적으로 상승시킴과 동시에 상기 펀치의 하강속도를 점진적으로 감소시키는 파우치 포밍 방법.
파우치 시트(Pouch sheet)에 전극 조립체를 수용하는 수용부를 형성시키는 파우치 포밍 장치로서,
상기 파우치 시트의 하부에 위치되어, 상측부에 포밍홈이 형성된 하부 다이(Die);
상기 파우치 시트의 상부에 위치되고, 상기 파우치 시트를 상기 하부 다이의 포밍홈 방향으로 가압하여 상기 파우치 시트에 상기 포밍홈에 대응되는 형태로 상기 수용부를 형성시키는 펀치(Punch)가 구비된 펀치부;
상기 하부 다이의 포밍홈과 연결되어 상기 하부 다이의 상면에 안착되는 상기 파우치 시트에 진공을 가하여 상기 파우치 시트의 포밍(Forming) 부분을 연신시키는 진공부;
상기 파우치 시트의 상부에 위치되고, 상기 파우치 시트에서 상기 수용부의 외각 부분을 가압하여 상기 하부 다이에 상기 파우치 시트를 지지시키는 스트리퍼(Stripper);
상기 스트리퍼를 상하방향으로 이동시키는 스트리퍼 이동부;를 포함하는 스트리퍼 부; 및
상기 스트리퍼가 상기 파우치 시트를 가압하는 가압력을 조절하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 펀치가 상기 하부 다이의 포밍홈에 삽입되면서 상기 파우치 시트를 가압하면, 상기 스트리퍼 이동부를 제어하여 상기 스트리퍼를 상승시킴에 따라 상기 스트리퍼가 상기 파우치 시트를 가압하는 가압력을 감소시키는 파우치 포밍 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 하부 다이에는
상기 포밍홈과 상기 진공부를 연결하는 통로역할을 하는 진공 통로가 더 형성되는 파우치 포밍 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 포밍홈과 연결되는 상기 진공 통로의 흡입구는 상기 포밍홈의 측면 하측부에 위치되는 파우치 포밍 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 진공 통로의 흡입구는 상기 포밍홈의 측면 하측부를 따라 다수개로 형성되는 파우치 포밍 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 진공 통로는 상기 흡입구로 갈수록 지름이 점점 작아지는 형태로 형성되는 파우치 포밍 장치.
청구항 9에 있어서,
상기 진공부는 진공 펌프(Pump)를 포함하는 파우치 포밍 장치.
청구항 10에 있어서,
상기 펀치의 단부는 상기 하부 다이의 포밍홈에 대향되는 위치에 구비되어,
상기 펀치의 단부가 상기 하부 다이의 포밍홈에 삽입되며 상기 파우치 시트를 가압하여 상기 수용부를 형성시키는 파우치 포밍 장치.
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청구항 9에 있어서,
상기 펀치부는 상기 펀치를 상하이동시키되, 상기 펀치를 하강시켜 상기 파우치 시트 가압하는 펀치 이동부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 펀치 이동부 및 상기 스트리퍼 이동부를 제어하여,
상기 스트리퍼를 점진적으로 상승시킴과 동시에 상기 펀치의 하강속도를 점진적으로 감소시키는 파우치 포밍 장치.