KR102232110B1 - 기준점의 마킹에 의한 전지셀의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

라미네이트 시트에 형성된 수납부에 전극조립체를 장착하여 전지셀을 제조하는 방법으로서, (a) 라미네이트 시트를 고정 다이에 정위치 고정시키는 과정; (b) 평면 상으로 시트의 수납부 성형 예정 부위와 시트의 외주변 사이에 마킹 어셈블리로 적어도 둘 이상의 기준점들을 마킹(marking)하는 과정; (c) 시트의 성형 예정 부위를 펀치로 가압하여 딥 드로잉에 의해 수납부를 형성하는 과정; (d) 상기 기준점들 중에서 적어도 일부의 기준점들을 통과하는 위치에서 시트의 외주부를 절취하는 과정; (e) 상기 수납부에 전극리드가 연결된 전극조립체 및 전해액을 함께 장착한 후, 시트의 외주면을 실링하는 과정; 을 포함하고 있고, 상기 수납부 성형 예정 부위는 사각형의 형상으로 이루어져 있으며, 상기 성형 예정 부위의 각 변들과 이에 대응하는 시트의 외주변들 사이에는 기준점 마킹을 위한 적어도 하나 이상의 구획부가 위치하는 것을 특징으로 하는 제조 방법에 관한 것이다.

Description

기준점의 마킹에 의한 전지셀의 제조 방법 {Method of Manufacturing Battery Cell by Marking Reference Point}

본 발명은 전지셀 제조에 필수적인 공정을 위한 기준점을 마킹하여 전지셀을 제조하는 방법에 관한 것이다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 특히, 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 갖는 리튬 이차전지에 대해 많은 연구 및 상용화가 이루어지고 있다.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성의 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.

이러한 이차전지는, 그것의 형상에 따라 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등으로 구분할 수 있다. 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고, 중량당 에너지 밀도가 높으며 저렴하고 변형이 용이한 파우치형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있다.

파우치형 이차전지는, 연성의 라미네이트 시트를 전지케이스로 이용하며 딥 드로잉 공정에 의해 라미네이트 시트에 수납부를 형성하고, 상기 수납 공간에 전극조립체와 전해액이 함께 내장된 구조로 이루어져 있다.

그러나, 딥 드로잉 공정시 라미네이트 시트를 가압하는 펀치의 하단면은, 가압 과정에서 시트의 파손이 생기지 않도록 라운드 형상으로 이루어져 있어 딥 드로잉 공정 후의 수납부의 경계면이 불분명해지는 문제가 있다.

또한, 라미네이트는 그 형태가 쉽게 변형되는 연성의 성질을 가지고 있으므로, 기 형성된 수납부의 형상이 유지되기 어렵고, 이에 따라 수납부의 경계가 모호해지는 문제가 있다.

따라서, 전지셀의 제조를 위해 수납부가 형성된 이후의 공정을 진행하는 과정에서 수납부로부터 전극리드의 장착 위치 또는 라미네이트 시트의 실링부위까지의 정확한 거리 측정이 필요함에도, 수납부의 경계가 불분명하여 정확한 치수(dimension) 측정 및 관리가 어려운 문제점이 존재한다.

더욱이, 라미네이트 시트와 전극리드 사이에 절연부재를 개재시킨 상태에서 시트의 외주변을 실링하는 경우, 절연부재의 위치에 따라 절연저항의 감소, 누수, 고온에 의한 스웰링의 문제가 생길 수 있음을 확인하고, 이를 해결하고자 본 출원인은 한국 특허출원 공개 제2015-0033281호의 기술을 제안하기도 하였는 바, 결과적으로, 전극리드를 정확한 치수에 근거하여 라미네이트 시트에 장착시킬 수 있도록 하여야 한다.

따라서, 전지셀 제조 공정의 특수성 및 라미네이트 시트의 소재의 특성으로부터 비롯된 문제점들을 감안하면서 치수 관리가 용이한 전지셀 제조 방법에 대한 필요성이 높은 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 라미네이트 시트의 수납부 성형 예정 부위로부터 특정 거리만큼 이격된 위치에 기준점들을 마킹해 둠으로써, 수납부가 형성된 이후에 진행되는 제조 공정에서는, 기준점에 따라 각 공정 단계에서 요구하는 정확한 위치를 파악할 수 있으므로 치수 관리가 용이해지고, 이에 따라 제조된 전지셀의 양품률이 향상될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명은, 라미네이트 시트에 형성된 수납부에 전극조립체를 장착하여 전지셀을 제조함에 있어서,

(a) 라미네이트 시트를 고정 다이에 정위치 고정시키는 과정;

(b) 평면 상으로 시트의 수납부 성형 예정 부위와 시트의 외주변 사이에 마킹 어셈블리로 적어도 둘 이상의 기준점들을 마킹(marking)하는 과정;

(c) 시트의 성형 예정 부위를 펀치로 가압하여 딥 드로잉에 의해 수납부를 형성하는 과정;

(d) 상기 기준점들 중에서 적어도 일부의 기준점들을 통과하는 위치에서 시트의 외주부를 절취하는 과정;

(e) 상기 수납부에 전극리드가 연결된 전극조립체 및 전해액을 함께 장착한 후, 시트의 외주면을 실링하는 과정;

을 포함하고 있고, 상기 수납부 성형 예정 부위는 사각형의 형상으로 이루어져 있으며, 상기 성형 예정 부위의 각 변들과 이에 대응하는 시트의 외주변들 사이에는 기준점 마킹을 위한 적어도 하나 이상의 구획부가 위치하고 있다.

종래의 경우, 라미네이트 시트에 수납부가 형성된 이후에는, 수납부와 이를 제외한 시트의 나머지 부위와의 경계가 불분명해짐으로써, 수납부를 기준으로 하여 딥드로잉 이후 공정 단계의 작업 수행 위치를 결정하는 것에 어려움이 있었는 바, 정확한 치수(dimension) 관리가 이루어지지 않는 문제점이 존재하였다.

반면에, 본 발명은 라미네이트 시트가 연신에 의해 변형되기 전에 수납부의 성형 예정 부위를 기준으로 하여 각 공정 단계에서 요구되는 정확한 위치에 기준점을 표시해 둠으로써, 수납부의 성형 이후에 딥 드로잉 공정 또는 시트의 연신으로 인해 수납부의 경계선이 불분명해지더라도, 기 표시해둔 기준점에 근거하여 이후 공정을 진행할 수 있으므로, 정확한 치수 관리가 이루어진 전지셀을 제조할 수 있다.

그러나, 딥 드로잉에 의해 수납부를 형성하는 과정에서 라미네이트 시트가 연신되어 표시해두었던 기준점의 위치가 변경될 수 있으므로, 이를 보완할 수 있도록 과정(b)은 반드시 과정(c) 이전에 수행되어야 하는 것만으로 본 발명이 제한되는 것은 아니며, 과정(c)이 과정 (b)보다 먼저 수행되거나, 또는 과정(c)이 진행되는 동안에 과정(b)이 동시에 수행될 수 있고, 이러한 제조방법 역시 본 발명의 범주에 포함될 수 있다. 상기의 과정들은 라미네이트 시트가 고정 다이에 정위치 고정되어 있어야 함을 전제로 하는 바, 과정(a)은 최우선적으로 수행되어야 한다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 구획부는,

상기 전극조립체로부터 외향 돌출된 전극리드의 장착 예정 부위에 대응되는 제 1 구획부;

상기 제 1 구획부에 수직하게 인접하여 위치한 제 2 구획부; 및

상기 제 2 구획부의 대향 측에 위치하며, 가스 포켓부의 형성 예정 부위에 대응되는 제 3 구획부;

를 포함할 수 있다.

이러한 구조에서, 전극리드는 전극조립체의 상단 및 하단에 각각 연결되거나, 또는 전극조립체의 상단에만 연결되는 경우가 있으므로 제 1 구획부는 라미네이트 시트 상에서 수납부 성형 예정 부위의 상측 및 하측의 2 부위에 위치할 수 있으며, 이에 따라 제 2 구획부는 제 1 상측 구획부 및 제 1 하측 구획부 각각에 수직으로 인접하는 위치에 형성될 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 과정(b)는 하기 과정들 중의 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 제 1 구획부에는 전극리드를 정위치 시킬 수 있도록 적어도 둘 이상의 제 1 기준점들을 마킹하는 과정;

상기 제 2 구획부에는 실링부위를 확보한 상태에서 절취할 수 있도록 제 2 기준점을 마킹하는 과정; 및

상기 제 3 구획부에는 가스 제거를 위한 관통구의 형성 위치인 제 3 기준점을 마킹하는 과정.

예를 들어, 수납부 성형 예정 부위의 길이 방향을 기준으로, 상기 수납부 성형 예정 부위의 상측부에 위치한 제 1 상측 구획부에 적어도 4개의 기준점들을 마킹하며, 상기 상측부에 대향하는 제 1 하측 구획부에는 실링부위를 확보한 상태로 절취하기 위한 추가 기준점을 마킹할 수 있다.

앞서 제 1 구획부는 수납부의 성형 예정부위를 기준으로 그것의 상측 및 하측에 각각 제 1 상측 구획부와 제 1 하측 구획부가 존재할 수 있음을 설명한 바 있다.

예를 들어, 양극리드 및 음극리드 각각이 전극조립체의 상단에만 형성되는 경우에는 그것이 위치하고 있는 제 1 상측 구획부에 적어도 4개의 제 1 기준점들을 마킹하고, 상기 제 1 상측 구획부의 대향 측에 대응하는 제 1 하측 구획부에는 절취 공정에서 실링 부위를 확보한 상태로 시트의 외주부를 절취하기 위한 추가 기준점들을 마킹하게 된다.

경우에 따라서는, 전극리드가 전극조립체의 상단 및 하단에 각각 연결될 수 있으므로, 제 1 상측 구획부 및 제 1 하측 구획부 각각에는 적어도 2개의 제 1 기준점들이 마킹될 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 과정(c)를 거쳐 수납부가 형성된 이후에 거치게 되는 과정(d)에서는, 상기 제 1 기준점 및 제 2 기준점을 통과하여 시트의 외주부를 절취할 수 있다. 여기서, 기준점들을 통과하는 위치에서 절취한다는 것은 기준점의 중앙 부위를 통과하여 시트의 외주부를 절취하는 것일 수 있다.

예를 들어, 수납부의 상측 및 하측에 위치한 제 1 구획부에 마킹되어 있는 제 1 기준점들과, 제 1 구획부에 수직하게 인접하여 위치한 제 2 구획부에 마킹된 제 2 기준점은 사각형의 형상을 가지는 수납부의 네 변 중 적어도 세 변과 대응되는 위치에 마킹되어 있다. 즉, 라미네이트 시트의 외주변 중에서 3개의 변에 대응되는 부위를 절취한다.

한편, 시트의 외주부 절취시에 제 3 기준점을 통과하지 않는 것은, 제 3 기준점이 가스 포켓부에 대응되는 제 3 구획부에 위치하고 있고, 제 3 구획부가 하기에서 설명하는 바와 같이, 탈기 공정 이후에 절취되어 제거되기 때문이다.

상기 과정(d)를 거쳐 시트의 외주부가 절취된 이후에는, 수납부에 전극리드가 연결된 전극조립체와 전해액을 함께 내장한 후, 시트의 외주면을 실링하는 과정(e)를 거치게 된다.

이러한 과정(e)에서, 상기 전극리드는, 전극리드의 길이 방향을 기준으로, 전극리드의 양변이 각각 제 1 기준점의 중앙 부위를 통과하도록 정위치 장착될 수 있다. 여기서, 전극리드의 양변은, 장방형의 구조를 갖는 전극리드가 전극조립체의 전극 탭과 연결되는 일측변에 대해 수직으로 인접하여 위치한 2개의 변을 의미한다.

전극리드가 연결된 전극조립체가 전해액과 함께 수납부에 장착된 후, 시트의 외주면을 실링하는 과정은, 전해액의 누수, 전극리드의 밀봉성 확보와 같은 전지셀의 안전성에 직접적인 영향을 미치는 공정인 점을 고려할 때, 상기와 같이 전극리드를 정위치 장착시킴으로써 전지셀의 안전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 과정(e)에서, 외주부가 절취된 상태의 시트의 외주 경계변으로부터 소정의 거리만큼 이격된 상태로 시트의 외주면을 열융착 실링할 수 있으며, 상기 이격 거리는, 시트의 외주부가 절취된 이후에 잔존된 상태의 기준점과 실링 부위가 중첩되지 않도록 하는 크기의 거리일 수 있다.

시트의 외주면을 열융착에 의해 실링하게 되는 경우, 라미네이트 시트에 포함되어 있는 수지 실란트 층의 일부가 용융된 상태로 외부로 유출되어 전지셀 제조 장치가 오염되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상세하게는, 잔존 상태의 기준점과 간섭하지 않도록 실링함으로써, 상기와 같은 문제를 방지할 수 있다.

하나의 구체적인 예에서, 상기 기준점은 마름모 형상으로 이루어진 구조일 수 있다.

마름모 형상을 가진다는 것은 4개의 꼭지점들을 가지고 있고, 이들을 연결하는 네 변의 길이가 같으며, 꼭지점들 간의 두 대각선의 길이가 서로 다른 사각형의 형상을 가짐을 의미하는 바, 마름모 형상으로 이루어진 기준점의 중앙 부위를 통과한다는 것은 마름모의 대각선을 형성하고 있는 두 꼭지점을 통과하는 것을 의미한다.

경우에 따라서는, 이러한 기준점의 모양은 평면상으로 다각형 구조, 원형 또는 슬릿 구조일 수 있으나, 시트의 외주부를 절취하는 트리밍(trimming) 공정 이후에도 잔존된 상태의 기준점을 근거로 정확한 치수 측정이 가능한 경우라면, 이러한 형태들만으로 한정되는 것은 아니다.

상기와 같이 치수 관리를 용이하게 하기 위한 본 발명에 따른 마킹 어셈블리는 하기와 같은 장치들로 구성될 수 있다.

첫째, 상기 마킹 어셈블리는 라미네이트 시트의 외면을 가압하여 기준점을 각인(刻印)하는 지그(jig)를 포함하는 구조일 수 있다.

경우에 따라서는, 상기 지그의 하단면에 잉크 분사 장치가 장착되어 있어서, 각인된 기준점이 선명하도록 기준점에 잉크를 분사할 수 있으며, 서로 다른 목적을 가진 기준점들 간의 구별을 용이하게 할 수 있도록 잉크의 색깔을 다르게 구성할 수 있다.

둘째, 상기 마킹 어셈블리는, 라미네이트 시트를 천공하여 기준점을 표시하기 위한 절단부(cutting part)를 포함하거나, 또는 시트의 표면 상에 레이저를 조사하여 기준점을 표시하기 위한 레이저(laser)를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.

이러한 마킹 어셈블리는 기존의 전지셀 제조 장치에 탈부착이 가능한 구조로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전지셀 제조 방법은, 상기 과정(e) 이후에 하기 과정(f) 내지 과정(h)를 추가로 더 포함할 수 있다.

(f) 충방전을 통해 활성화 전지셀을 활성화 시키는 과정;

(g) 가스 포켓부에 형성된 기준점에 천공된 관통구를 통해, 활성화 과정에서 발생한 가스를 전지케이스의 외부로 배출시키는 과정; 및

(h) 가스의 배출이 완료된 후, 관통구가 천공된 전지케이스 부위를 제거하고, 남은 부위를 열융착에 의해 밀봉하는 과정.

본 발명은 또한, 이러한 제조 방법에 따라 전지셀을 제조하는 장치를 제공하는데, 이는 라미네이트 시트에 형성된 수납부에 전극조립체를 장착하여 전지셀을 제조하는 장치로서,

평면 상으로 시트의 수납부 성형 예정 부위와 시트의 외주변 사이에 적어도 둘 이상의 기준점을 마킹하기 위한 마킹 어셈블리;

라미네이트 시트를 정위치 고정시키는 고정 다이, 및 시트의 성형 예정 부위를 가압하여 딥 드로잉에 의해 수납부를 형성하는 펀치;

상기 기준점들 중 시트의 외주변에 인접한 일부 기준점을 통과하여 시트의 외주부를 절취하는 트리밍(trimming)부;

를 포함할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 제조 방법으로 제조된 전지셀 및 이를 포함하는 디바이스를 제공하며, 이러한 전지셀 및 디바이스의 구성은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지셀의 제조 방법은, 라미네이트 시트가 연신에 의해 변형되기 전에 수납부의 성형 예정 부위를 기준으로 하여 각 공정 단계에서 요구되는 정확한 위치에 기준점을 표시해 둠으로써, 수납부의 성형 이후에 딥 드로잉 공정 또는 시트의 연신으로 인해 수납부의 경계선이 불분명해지더라도, 기 표시해둔 기준점에 근거하여 이후 공정을 진행할 수 있으므로, 정확한 치수 관리가 이루어진 전지셀을 제공한다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀을 제조하기 위해 라미네이트 시트에 복수 개의 기준점들이 마킹되어 있는 모습을 나타낸 평면도이다;
도 2 및 도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀을 제조하기 위한 과정 중 일부 공정 단계들을 나타낸 모식도들이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 제조 과정에서 전극리드가 기준점을 통과하여 정위치 장착된 모습을 나타낸 모식도이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀을 제조하기 위해 라미네이트 시트에 복수 개의 기준점들이 마킹되어 있는 모습을 나타낸 평면도가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 라미네이트 시트(100)에는 수납부 성형 예정 부위(10) (이하 '성형 예정 부위'라 함) 및 성형 예정 부위(10)와 라미네이트 시트(100)의 외주변(102) 사이에 위치하고 있는 복수 개의 구획부들(110, 120, 130, 140)이 포함되어 있다.

성형 예정 부위(10)는, 라미네이트 시트(100)의 상측에 위치하는 펀치(도시하지 않음)로 가압되어 딥 드로잉에 의해 수납부가 형성되는 부위이며, 딥 드로잉 과정에서 성형 예정 부위(10)의 경계면(10a) 부위는 연신에 의한 변형이 집중적으로 진행되고, 이에 따라 수납부 형성 후에는 경계면이 불분명해지는 문제가 있다.

성형 예정 부위(10)는 사각형의 형상으로 이루어져 있으므로 경계면(10a)을 이루는 네 개의 변들과 라미네이트 시트의 외주변(102) 사이에는 제 1 구획부(110, 120), 제 2 구획부(130) 및 제 3 구획부(140)가 위치하고 있다.

제 1 구획부(110, 120)는 성형 예정 부위(10)의 상측과 하측의 2개의 부위에 위치해 있으며, 성형 예정 부위(10)의 상측부에 위치한 제 1 상측 구획부(110) 및 성형 예정 부위(10)의 하측부에 위치한 제 1 하측 구획부(120)를 포함하고 있다.

제 2 구획부(130)는 제 1 상측 구획부(110) 및 제 1 하측 구획부(120)에 각각 수직으로 인접한 부위 중에서 성형 예정 부위(10)의 좌측에 위치하고 있으며, 제 3 구획부(140)는 제 2 구획부(130)의 대향 측 또는 성형 예정 부위(10)의 우측에 위치하고 있다.

제 1 상측 구획부(110) 및 제 1 하측 구획부(120)에는, 전극리드를 성형 예정 부위(10)로부터 정해진 치수에 따라 이격된 위치에 장착시키기 위한 제 1 기준점들(111, 112, 121, 122)이 마킹되어 있다.

제 2 구획부(130)에는, 열융착에 의해 실링되는 실링부를 확보한 상태에서 라미네이트 시트(100)의 외주부를 절취하도록 하기 위한 제 2 기준점들(131, 132)이 마킹되어 있다.

제 3 구획부(140)는 탈기(degas) 공정에서 쓰이게 되는 가스 포켓부의 형성 예정 부위에 대응되고, 상기 공정에서 가스 제거를 위해 요구되는 관통구의 형성 위치를 표시하기 위한 제 3 기준점들(141, 142)을 포함하고 있다.

도 2 및 도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀을 제조하기 위한 과정 중 일부 공정들을 나타낸 모식도가 도시되어 있으며, 구체적으로 도 2에는 수납부가 형성된 이후에 라미네이트 시트의 외주부를 절취하는 과정이, 도 3에는 라미네이트 시트의 외주부가 절취된 이후에 시트의 외주면을 실링하는 과정이 모식적으로 도시되어 있다.

도 2는 도 1의 라미네이트 시트(100)의 좌측 상단 부위를 확대하여 도시한 모식도로서, 제 1 상측 구획부(110)에 포함되어 있는 제 1 기준점들(111, 112), 제 2 구획부(130)에 포함되어 있는 제 2 기준점(131) 및 수납부(20)의 일부가 도시되어 있으며, 상기 기준점들(111, 112, 131)을 통과하는 절취 라인(30)이 도시되어 있다.

제 1 기준점들(111, 112) 및 제 2 기준점(131)은 마름모의 형상으로 이루어져 있으며, 각각의 마름모 형상의 기준점들(111, 112, 131)에는 4개의 꼭지점들이 형성되어 있다.

예를 들어, 제 1 기준점(111)은 절취 라인(30)이 통과하고 있는 2개의 꼭지점들(111a, 111b)과 절취 라인(30)을 중심에 두고 일정 간격 만큼 이격되어 있는 2개의 꼭지점들(111c, 111d)을 포함하고 있다.

이 때, 절취 라인(30)이 2개의 꼭지점들(111a, 111b)을 통과하는 것은, 제 1 기준점(111)의 중앙 부위를 통과하여 라미네이트 시트(100)의 외주부를 절취하는 것을 의미한다.

따라서, 절취 라인(30)은 제 1 기준점들의 4개의 꼭지점(112b, 112a, 111b, 111a) 및 제 2 기준점의 2개의 꼭지점(131b, 131a)을 통과함으로써 라미네이트 시트(100)의 외주부를 절취하게 되고, 본 도면에 도시되어 있지 않은 나머지 제 2 기준점(132) 및 제 1 하측 구획부(120)에 위치한 제 1 기준점들(121, 122)의 경우도 마찬가지로 절취 과정을 거치게 된다.

도 2에 도시하지 않았지만, 절취 라인(30)이 제 1 기준점(111)의 중앙 부위, 즉, 4개의 꼭지점(112b, 112a, 111b, 111a)을 정확하게 통과하지 못하더라도, 잔존하는 마름모 형상의 일부 표식에 의해 위치를 파악하는데 어려움이 없다.

도 3에는 도 2에 도시된 절취 과정을 거친 이후의 라미네이트 시트의 외주부가 도시되어 있으며, 절취되지 않고 잔존된 상태의 기준점들(111, 112, 131) 및 열융착에 의한 실링된 부위(40)가 도시되어 있다.

실링 부위(40)는 라미네이트 시트(100)의 외주 경계변(100A)으로부터 소정의 거리(d, d') 만큼 이격되어 있으며, 잔존 상태의 기준점들(111, 112, 131)과도 중첩되어 있지 않다.

도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀의 제조 과정에서 전극리드가 기준점을 통과하여 정위치 장착된 모습이 모식적으로 도시되어 있다.

도 4에는 수납부(20)에 내장된 전극조립체(도시하지 않음)에 전기적으로 연결된 전극리드(50), 전극리드(50)와 라미네이트 시트(100) 사이에 개재되어 있는 절연필름(60), 및 전극리드(50)의 양변(50a, 50b)가 통과하는 잔존 상태의 제 1 기준점들(111, 112)이 도시되어 있다.

전극리드(50)는 장방형의 구조로 이루어져 있으며, 전극탭과 연결되는 일측 단부에 대향하는 타측 단부(50c)는 전지케이스의 외부로 노출된 상태이다.

전극리드(50)의 양변(50a, 50b)은 잔존 상태의 제 1 기준점들(111, 112)을 통과하고 있고, 구체적으로 제 1 기준점들(111, 112)의 중앙 부위인 꼭지점(111c, 112c)을 통과하여 장착되어 있다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (17)

1. 라미네이트 시트에 형성된 수납부에 전극조립체를 장착하여 전지셀을 제조하는 방법으로서,
   (a) 라미네이트 시트를 고정 다이에 정위치 고정시키는 과정;
   (b) 평면 상으로 시트의 수납부 성형 예정 부위와 시트의 외주변 사이에 마킹 어셈블리로 적어도 둘 이상의 기준점들을 마킹(marking)하는 과정;
   (c) 시트의 성형 예정 부위를 펀치로 가압하여 딥 드로잉에 의해 수납부를 형성하는 과정;
   (d) 상기 기준점들 중에서 적어도 일부의 기준점들을 통과하는 위치에서 시트의 외주부를 절취하는 과정;
   (e) 상기 수납부에 전극리드가 연결된 전극조립체 및 전해액을 함께 장착한 후, 시트의 외주면을 실링하는 과정을 포함하고 있고,
   상기 수납부 성형 예정 부위는 사각형의 형상으로 이루어져 있으며, 상기 성형 예정 부위의 각 변들과 이에 대응하는 시트의 외주변들 사이에는 기준점 마킹을 위한 적어도 하나 이상의 구획부가 위치하고,
   상기 구획부는,
   상기 전극조립체로부터 외향 돌출된 전극리드의 장착 예정 부위에 대응되는 제 1 구획부;
   상기 제 1 구획부에 수직하게 인접하여 위치한 제 2 구획부; 및
   상기 제 2 구획부의 대향 측에 위치하며, 가스 포켓부의 형성 예정 부위에 대응되는 제 3 구획부를 포함하고,
   상기 과정(e)에서, 외주부가 절취된 상태의 시트의 외주 경계변으로부터 소정의 거리만큼 이격된 상태로, 시트의 외주면을 열융착 실링하고,
   상기 이격 거리는, 시트의 외주부가 절취된 후, 잔존 상태의 기준점과 실링 부위가 중첩되지 않는 거리이며,
   과정(b)는 하기 과정들 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법:
   상기 제 1 구획부에는 전극리드를 정위치 시킬 수 있도록 적어도 둘 이상의 제 1 기준점들을 마킹하는 과정;
   상기 제 2 구획부에는 실링부위를 확보한 상태에서 절취할 수 있도록 제 2 기준점을 마킹하는 과정; 및
   상기 제 3 구획부에는 가스 제거를 위한 관통구의 형성 위치인 제 3 기준점을 마킹하는 과정.
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4. 제 1 항에 있어서, 수납부 성형 예정 부위의 길이 방향을 기준으로, 상기 수납부 성형 예정 부위의 상측부에 위치한 제 1 상측 구획부에 적어도 4개의 기준점들을 마킹하며, 상기 상측부에 대향하는 제 1 하측 구획부에는 실링부위를 확보한 상태로 절취하기 위한 추가 기준점을 마킹하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 과정(d)에서, 상기 제 1 기준점 및 제 2 기준점을 통과하여 시트의 외주부를 절취하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 과정(e)에서, 상기 전극리드는, 전극리드의 길이 방향을 기준으로, 전극리드의 양변이 각각 제 1 기준점의 중앙 부위를 통과하도록 정위치 장착되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(d)에서, 상기 기준점의 중앙 부위를 통과하여 시트의 외주부를 절취하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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10. 제 1 항에 있어서, 상기 기준점은 마름모 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 마킹 어셈블리는 라미네이트 시트의 외면을 가압하여 기준점을 각인(刻印)하는 지그(jig)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 지그의 하단면에는 잉크 분사 장치가 장착되어 있어서, 각인된 기준점이 선명하도록 기준점에 잉크를 분사하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 잉크의 색깔을 다르게 구성하여 기준점들 간의 구별을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 마킹 어셈블리는,
    라미네이트 시트를 천공하여 기준점을 표시하기 위한 절단부(cutting part), 또는 시트의 표면 상에 레이저를 조사하여 기준점을 표시하기 위한 레이저(laser)를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 마킹 어셈블리는 탈부착이 가능한 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(e) 이후에 하기 과정(f) 내지 과정(h)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법:
    (f) 충방전을 통해 활성화 전지셀을 활성화 시키는 과정;
    (g) 가스 포켓부에 형성된 기준점에 천공된 관통구를 통해, 활성화 과정에서 발생한 가스를 전지케이스의 외부로 배출시키는 과정; 및
    (h) 가스의 배출이 완료된 후, 관통구가 천공된 전지케이스 부위를 제거하고, 남은 부위를 열융착에 의해 밀봉하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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