KR102348074B1 - Pouch sealing apparatus and method of manufacturing secondary battery - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시 형태에 따른 파우치형 이차전지의 파우치를 실링하는 실링 장치는, 상기 파우치의 테두리 중 일측 영역을 가압 및 가열하는 제1 실링 블록; 및 상기 제1 실링 블록과 마주하여 배치되어 상기 파우치의 테두리 중 상기 일측 영역의 반대쪽에 위치하는 타측 영역을 가압 및 가열하는 제2 실링 블록을 포함할 수 있다. 상기 제1 실링 블록 및 상기 제2 실링 블록은 각각 내측 단부면에 외측 단부면을 향해 함몰된 홈부를 가질 수 있다.A sealing device for sealing a pouch of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention includes: a first sealing block for pressing and heating one area of an edge of the pouch; and a second sealing block disposed to face the first sealing block and configured to pressurize and heat the other side area located opposite to the one side area among the edges of the pouch. The first sealing block and the second sealing block may have grooves recessed toward the outer end surface on the inner end surface, respectively.
Description
본 발명은 파우치 실링 장치 및 이차전지 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a pouch sealing device and a method for manufacturing a secondary battery.
일반적으로 비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 컴퓨터, 디지털 카메라 등의 휴대용 무선기기의 경량화와 전기 자동차의 발전 및 고기능화에 따라서 그 구동용 전원으로 사용되는 이차전지의 경우, 소형이면서도 에너지 밀도가 높고, 충전 및 방전 특성이 우수할 필요가 있다.In general, in the case of secondary batteries used as power sources for driving in accordance with the light weight of portable wireless devices such as video cameras, portable telephones, portable computers, and digital cameras and the development and high functionality of electric vehicles, they are small in size and have high energy density, and It is necessary to have excellent discharge characteristics.
이러한 이차전지로는, 예를 들어, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차전지 등이 있으며, 이 중에서 특히 리튬 이차전지는 수명이 길고 에너지 밀도가 높다는 장점을 가지고 있다. 또한, 리튬 이차전지는 전해질의 종류에 따라서 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속 전지 및 리튬 이온 전지와, 고분자고체 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지로 구분할 수 있다.Examples of such a secondary battery include a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a nickel zinc battery, a lithium secondary battery, and the like. Among them, a lithium secondary battery in particular has an advantage of a long lifespan and high energy density. In addition, depending on the type of electrolyte, the lithium secondary battery may be divided into a lithium metal battery and a lithium ion battery using a liquid electrolyte, and a lithium polymer battery using a polymer solid electrolyte.
그러나, 이러한 장점들을 갖는 반면에, 리튬 이차전지는 과충전, 고온 노출 등의 비정상적인 작동상태에 이르게 되면 내부 전해액이 분해되면서 고압의 가스가 발생하게 되고, 이에 의하여 이차전지의 변형을 유발하고, 수명을 단축시킬 수 있다는 문제가 있다. 특히, 스웰링(swelling) 현상이 발생하여 이차전지가 폭발하거나 발화하는 심각한 문제로 이어질 수 있어서 안정성을 확보하는 것이 중요하다.
However, while having these advantages, when an abnormal operating state such as overcharging or exposure to high temperature is reached, the lithium secondary battery generates high-pressure gas as the internal electrolyte is decomposed, thereby causing deformation of the secondary battery and shortening the lifespan. There is a problem that it can be shortened. In particular, it is important to secure stability because a swelling phenomenon may occur, which may lead to a serious problem in that the secondary battery explodes or ignites.
이에 당 기술분야에서는 의도된 방향으로 가스가 배출되도록 하여 파우치형 이차전지의 안정성을 확보할 수 있는 파우치 실링 장치 및 이를 사용한 이차전지 제조방법이 요구되고 있다.Accordingly, in the art, there is a demand for a pouch sealing device capable of ensuring the stability of a pouch-type secondary battery by allowing gas to be discharged in an intended direction, and a secondary battery manufacturing method using the same.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.
However, the object of the present invention is not limited thereto, and even if not explicitly mentioned, the object or effect that can be grasped from the solutions or embodiments of the problems described below will be included therein.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 파우치 실링 장치는, 파우치의 테두리 중 일측 영역을 가압 및 가열하는 제1 실링 블록; 및 상기 제1 실링 블록과 마주하여 배치되어 상기 파우치의 테두리 중 상기 일측 영역의 반대쪽에 위치하는 타측 영역을 가압 및 가열하는 제2 실링 블록;을 포함하고, 상기 제1 실링 블록 및 상기 제2 실링 블록은 각각 내측 단부면에 외측 단부면을 향해 함몰된 홈부를 가지며, 각각의 상기 내측 단부면과 각각의 상기 내측 단부면에 수직하여 상기 파우치와 접하는 각각의 가압면이 연결되는 모서리 중 상기 홈부에서의 모서리가 곡면을 가질 수 있다.A pouch sealing apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a first sealing block for pressing and heating one area of an edge of a pouch; and a second sealing block disposed to face the first sealing block and configured to pressurize and heat the other area located opposite to the one side area among the edges of the pouch. Each block has a groove on its inner end face that is recessed toward the outer end face, and in the groove part of the corners where each of the inner end face and each of the pressing faces in contact with the pouch are perpendicular to the inner end face. may have a curved surface.
상기 제1 실링 블록 및 상기 제2 실링 블록은 각각 상기 내측 단부면 중 상기 홈부를 가지는 부분이 상기 외측 단부면을 향해 오목하게 함몰되어 비선형 구조를 가질 수 있다.Each of the first sealing block and the second sealing block may have a nonlinear structure in which a portion having the groove portion among the inner end surfaces is concavely depressed toward the outer end surface.
상기 제1 실링 블록 및 상기 제2 실링 블록은, 상기 외측 단부면이 상기 파우치의 테두리의 폭을 기준으로 외부 방향을 향하고, 상기 내측 단부면이 내부 방향을 향하는 구조로 상기 테두리와 접촉할 수 있다.The first sealing block and the second sealing block may have a structure in which the outer end face faces outward based on the width of the rim of the pouch and the inner end face faces inward, and may be in contact with the rim. .
상기 제1 실링 블록의 상기 홈부와 상기 제2 실링 블록의 상기 홈부는 서로 마주하는 위치에 위치할 수 있다.The groove portion of the first sealing block and the groove portion of the second sealing block may be positioned to face each other.
상기 제1 실링 블록의 상기 홈부와 상기 제2 실링 블록의 상기 홈부는 상기 제1 및 제2 실링 블록의 길이 방향의 중심에서 벗어난 위치에 위치할 수 있다.The groove portion of the first sealing block and the groove portion of the second sealing block may be located at positions deviated from centers in a longitudinal direction of the first and second sealing blocks.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 이차전지 제조방법은, 전극 조립체를 파우치의 내부 공간에 배치하는 단계; 서로 마주하는 제1 실링 블록과 제2 실링 블록 사이에 상기 파우치의 테두리를 배치하는 단계; 각각 내측 단부면에 외측 단부면을 향해 함몰되고, 그 모서리가 곡면인 홈부를 가지는 상기 제1 실링 블록 및 상기 제2 실링 블록으로 상기 테두리 중 상기 홈부가 위치하는 부분을 비접합부로 형성하고, 상기 테두리 중 상기 제1 및 제2 실링 블록의 가압면과 접촉하는 부분을 접합부로 형성하도록 상기 제1 실링 블록과 상기 제2 실링 블록을 통해 상기 파우치의 테두리를 열융착하여 밀봉하는 단계; 및 상기 접합부와 상기 비접합부 사이에 형성되되, 상기 홈부의 곡면에 대응되는 위치에 형성되는 중간 접합부를 형성하는 단계;를 가질 수 있다.A secondary battery manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes: disposing an electrode assembly in an inner space of a pouch; disposing an edge of the pouch between the first sealing block and the second sealing block facing each other; The first sealing block and the second sealing block each recessed toward the outer end surface on the inner end surface and each having a groove portion having a curved edge, forming a non-joint portion in a portion of the rim where the groove portion is located, sealing the edge of the pouch by heat-sealing it through the first sealing block and the second sealing block to form a junction part of the edge that comes into contact with the pressing surfaces of the first and second sealing blocks; and forming an intermediate junction part formed between the junction part and the non-junction part, the intermediate junction part being formed at a position corresponding to the curved surface of the groove part.
상기 파우치의 테두리는 다른 영역에 비해 상기 비접합부가 형성된 부분에서의 상기 접합부의 폭이 좁을 수 있다.The edge of the pouch may have a narrower width of the bonding portion in the portion where the non-bonding portion is formed compared to other regions.
상기 중간 접합부는 상기 접합부의 접착력보다 상대적으로 낮은 접착력을 가질 수 있다.The intermediate bonding portion may have a relatively lower adhesive strength than that of the bonding portion.
상기 비접합부는 상기 파우치의 내부 공간과 연결될 수 있다.The non-joint portion may be connected to the inner space of the pouch.
상기 비접합부는, 적어도 상기 파우치의 테두리 중 상기 전극 조립체와 연결되어 상기 파우치의 외부로 연장된 전극 리드 및 상기 전극 리드를 감싸는 리드 필름을 포함하는 영역에 형성될 수 있다.The non-bonding part may be formed in at least an area of the edge of the pouch including an electrode lead connected to the electrode assembly and extending to the outside of the pouch and a lead film surrounding the electrode lead.
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본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 스웰링 현상의 발생 시 내부의 고압 가스를 의도된 방향으로 신속하게 방출할 수 있도록 하여 안정성을 확보할 수 있는 파우치 실링 장치 및 이차전지 제조방법이 제공될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, there can be provided a pouch sealing device and a secondary battery manufacturing method that can ensure stability by rapidly discharging high-pressure gas inside in an intended direction when a swelling phenomenon occurs. .
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
Various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above, and will be more easily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 파우치 실링 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 및 B 부분을 확대한 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 파우치 실링 장치를 통한 파우치 테두리의 열융착 공정을 설명하는 단면도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 도 4에서 I-I'선으로 절취한 부분을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 파우치 테두리에 형성된 접합부, 중간 접합부 및 비접합부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이차전지 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이차전지를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이차전지를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 평면도이다.
도 11은 열융착된 파우치의 테두리에 압력이 가해지는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a perspective view schematically showing a pouch sealing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an enlarged state of portions A and B of FIG. 1 .
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a heat-sealing process of the pouch edge through the pouch sealing device of FIG. 1 .
FIG. 4 is a plan view of FIG. 3 .
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating a portion taken along line II′ in FIG. 4 .
6 is a view schematically showing a bonded portion, an intermediate bonded portion, and a non-bonded portion formed on the edge of the pouch.
7 is a flowchart schematically illustrating a method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
8 is an exploded perspective view schematically illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
9 is a perspective view schematically illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a plan view of FIG. 9 .
11 is a view schematically illustrating a state in which pressure is applied to the edge of the heat-sealed pouch.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.
In addition, the embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements. In this specification, terms such as 'top', 'top', 'top', 'bottom', 'bottom', 'bottom', 'side' are based on the drawings, and in fact, elements or components are arranged It may vary depending on the direction you are going.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 파우치 실링 장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 파우치 실링 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 및 B 부분을 확대한 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다..
A pouch sealing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 . 1 is a perspective view schematically showing a pouch sealing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an enlarged state of parts A and B of FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 파우치 실링 장치는(1) 제1 실링 블록(10)과 제2 실링 블록(20)을 포함하며, 파우치의 테두리를 실링할 수 있다.
1 and 2, the pouch sealing apparatus according to an embodiment of the present invention (1) includes a
상기 제1 실링 블록(10)과 상기 제2 실링 블록(20)은 서로 대응되는 구조를 가지며, 마주하는 구조로 배치될 수 있다. 상기 제1 실링 블록(10)과 제2 실링 블록(20)은 동일한 소재로 이루어질 수 있다. 상기 소재로는, 예를 들어, 열전도율과 강성이 우수한 금속을 포함할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
The
상기 제1 실링 블록(10)은, 예를 들어, 파우치의 테두리 중 일측 영역을 상부에서 하부 방향으로 가압 및 가열할 수 있다.The
상기 제2 실링 블록(20)은, 예를 들어, 파우치의 테두리 중 상기 일측 영역의 반대쪽에 위치하는 타측 영역을 하부에서 상부 방향으로 가압 및 가열할 수 있다.
The
상기 제1 실링 블록(10) 및 제2 실링 블록(20)은 각각 내측 단부면(11, 21)에 외측 단부면(12, 22)을 향해 함몰된 홈부(10a, 20a)를 가질 수 있다. 여기서, 내측 단부면(11, 21)과 외측 단부면(12, 22)은 각각 상기 제1 및 제2 실링 블록(10, 20)의 가압면(13, 23)에 대략 수직한 측면에 해당하며, 상기 내측 단부면(11, 21)은 상기 파우치의 테두리에서 내부 방향을 향하는 면을 정의하고, 상기 외측 단부면(12, 22)은 외부 방향을 향하는 면을 정의할 수 있다. 또한, 상기 가압면(13, 23)은 상기 제1 및 제2 실링 블록(10, 20)의 서로 마주하는 면에 해당하며, 상기 파우치의 테두리와 각각 접촉하는 면을 정의할 수 있다.
The
상기 홈부(10a, 20a)는, 예를 들어, 반원 또는 아치(arch) 형태를 가지며, 상기 제1 및 상기 제2 실링 블록(10, 20)의 각 내측 단부면(11, 21)에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1 실링 블록(10) 및 상기 제2 실링 블록(20)은 각각 상기 내측 단부면(11, 21) 중 상기 홈부(10a, 20a)를 가지는 부분이 상기 외측 단부면(12, 22)을 향해 오목하게 함몰되어 전체적으로 비선형 구조를 가질 수 있다. 즉, 전체적으로 평평한 선형 구조를 갖는 상기 외측 단부면(12, 22)과 달리 상기 내측 단부면(11, 21)은 부분적으로 구부러진 비선형 구조를 가질 수 있다.
The
상기 제1 실링 블록(10)에 형성된 상기 홈부(10a)는 상기 제2 실링 블록(20)에 형성된 홈부(20a)와 실질적으로 동일한 형상을 가지며, 실질적으로 동일한 위치에 배치될 수 있다. The
또한, 상기 제1 실링 블록(10)의 홈부(10a)와 상기 제2 실링 블록(20)의 홈부(20a)는 상기 제1 및 제2 실링 블록(10, 20)의 길이 방향의 중심에서 벗어난 위치에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 홈부(10a, 20a)는 상기 제1 및 제2 실링 블록(10, 20)의 길이 방향의 중심에서 우측(또는 좌측)으로 편중된 위치에 위치할 수 있다. 이 경우에도 상기 제1 실링 블록(10)의 홈부(10a)와 상기 제2 실링 블록(20)의 홈부(20a)는 서로 마주하는 위치에 위치할 수 있다.
In addition, the
도 2에서 도시하는 바와 같이, 상기 제1 실링 블록(10)과 상기 제2 실링 블록(20)은, 각각 내측 단부면(11, 21)과 가압면(13, 23)이 연결되는 모서리 중 상기 홈부(10a, 20a)에서의 모서리가 곡면을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 내측 단부면(11, 21)과 상기 가압면(13, 23)이 연결되는 모서리는 실질적으로 직각을 이루는 구조를 가지며, 이러한 모서리 중 상기 홈부(10a, 20a)에서의 모서리는 직각인 다른 부분과 달리 곡률 반경을 갖는 곡면 구조를 가질 수 있다.
As shown in FIG. 2 , the
도 3 내지 도 5에서는 상기 파우치 실링 장치를 통한 파우치 테두리의 열융착 공정을 개략적으로 나타내고 있다.3 to 5 schematically show a heat-sealing process of the pouch edge through the pouch sealing device.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 파우치 실링 장치(1)는 상기 제1 실링 블록(10)과 상기 제2 실링 블록(20)을 통해서 파우치형 이차전지에서 내부에 전극 조립체(200)를 수용하는 파우치(100)를 실링할 수 있다.
3 to 5 , the
상기 파우치(100)는 제1 파우치 필름(110)과 제2 파우치 필름(120)을 포함하며, 상기 제1 파우치 필름(110)과 제2 파우치 필름(120) 사이에 형성된 공간에 상기 전극 조립체(200)를 수용할 수 있다. The
전극 리드(210)가 부착된 상기 전극 조립체(200)는 상기 전극 리드(210)의 일부가 상기 파우치(100)의 외부로 연장되도록 상기 파우치(100) 내에 탑재될 수 있다. 상기 전극 리드(210)의 상기 파우치(100) 테두리와 중첩되는 부분에는 리드 필름(300)이 상기 전극 리드(210)를 감싸는 구조로 부착될 수 있다.
The
상기 제1 실링 블록(10)은 상기 파우치(100)의 테두리 중 상부를 가압 및 가열할 수 있다. 그리고, 상기 제1 실링 블록(10)과 마주하는 상기 제2 실링 블록(20)은 상기 파우치(100)의 테두리 중 하부를 가압 및 가열할 수 있다. The
구체적으로, 상기 제1 실링 블록(10)과 상기 제2 실링 블록(20)은, 상기 외측 단부면(12, 22)이 상기 파우치(100)의 테두리의 폭을 기준으로 외부 방향을 향하고, 상기 내측 단부면(11, 21)이 내부 방향을 향하는 구조로 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제1 실링 블록(10)과 상기 제2 실링 블록(20)의 각 가압면(13, 23)은 상기 파우치(100) 테두리의 상면 및 하면과 접촉할 수 있다. 이 경우, 상기 홈부(10a, 20a)가 위치하는 부분에서의 상기 파우치(100) 테두리는 상기 홈부(10a, 20a)를 통해 부분적으로 외부로 노출될 수 있다. 따라서, 상기 파우치(100)의 테두리는 상기 제1 및 제2 실링 블록(10, 20)의 각 가압면(13, 23)과 접촉하는 부분만이 열융착되어 실링될 수 있다.
Specifically, in the
도 5 및 도 6에서 도시하는 바와 같이, 서로 마주하는 제1 실링 블록(10)과 제2 실링 블록(20)이 상기 파우치(100) 테두리를 상부 및 하부 양측 방향에서 가열 및 가압함으로써 상기 파우치(100) 테두리는 열융착되어 상기 제1 및 제2 실링 블록(10, 20)의 가압면(13, 23)과 접촉하는 부분에 접합부(131)를 형성할 수 있다. As shown in FIGS. 5 and 6 , the
또한, 상기 파우치(100)의 테두리 중 상기 홈부(10a, 20a)가 위치하는 부분에 비접합부(132)를 형성할 수 있다. 이러한 비접합부(132)는 상기 홈부(10a, 20a)가 위치한 부분으로 열융착이 이루어지지 않아 파우치(100)의 테두리가 접합되지 않은 부분에 해당한다.In addition, a
특히, 본 발명에 있어서 상기 제1 및 제2 실링 블록(10, 20)의 가압면(13, 23)의 내측 끝단을 이루는 상기 모서리는 상기 홈부(10a, 20a)에서만 곡면을 가지므로 직각인 다른 부분에서와 달리 상기 파우치(100) 테두리(130)에 가해지는 압력이 점진적으로 작아질 수 있다. 즉, 모서리가 직각인 다른 부분에서는 압력이 일정하게 가해지지만, 모서리가 곡면인 상기 홈부(10a, 20a)에서는 곡면을 따라서 파우치(100) 테두리(130)와 간격이 점진적으로 벌어지기 때문에 가해지는 압력은 점진적으로 작아질 수 있다. 따라서, 모서리 부분에서는 열융착이 완화될 수 있다.
In particular, in the present invention, the corners constituting the inner ends of the
본 실시 형태의 경우, 상기 홈부(10a, 20a)에서는 그 오목한 형태의 경계선을 따라서 상기 비접합부(132)와 접합부(131) 사이에 중간 접합부(133)를 형성할 수 있다. 이러한 중간 접합부(133)는 열융착이 견고하게 이루어져 파우치(100)가 강하게 실링된 상기 접합부(131)와 열융착이 이루어지지 않아 파우치(100)가 실링되지 않은 상기 비접합부(132) 사이에 위치하며, 열융착이 완화되어 상기 접합부(131)에 비해 상대적으로 약하게 실링된 부분에 해당한다.In the present embodiment, in the
도 6에서 도시하는 바와 같이, 상기 중간 접합부(133)는 상기 리드 필름(300)의 양측 끝단 중 어느 일측을 포함하는 위치에 배치될 수 있다. 상기 중간 접합부(133)는 상기 홈부(10a, 20a)의 위치에 따라서 그 위치가 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 중간 접합부(133)는 상기 홈부(10a, 20a)를 따라서 적어도 상기 파우치의 테두리 중 상기 전극 조립체와 연결되어 상기 파우치의 외부로 연장된 전극 리드 및 상기 전극 리드를 감싸는 리드 필름을 포함하는 영역에 형성될 수 있다.
As shown in FIG. 6 , the
도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이차전지 제조방법을 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이차전지 제조방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 이차전지를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.
A method of manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8 . 7 is a flowchart schematically illustrating a method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an exploded perspective view schematically illustrating a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 7 및 도 8을 참조하면, 먼저, 전극 조립체(200)를 파우치(100)의 내부 공간에 배치한다(S10). 7 and 8 , first, the
상기 파우치(100)는 제1 파우치 필름(110)과 제2 파우치 필름(120)을 포함하며, 상기 제1 파우치 필름(110)과 제2 파우치 필름(120) 사이에 형성된 공간에 상기 전극 조립체(200)를 수용할 수 있다. The
양 단부에 각각 전극 리드(210)가 부착된 상기 전극 조립체(200)는 상기 전극 리드(210)의 일부가 상기 파우치(100)의 외부로 연장되도록 상기 파우치(100) 내에 탑재될 수 있다. 상기 전극 리드(210)의 상기 파우치(100)의 테두리와 중첩되는 부분에는 리드 필름(300)이 상기 전극 리드(210)를 감싸는 구조로 부착될 수 있다. 그리고, 상기 파우치(100) 내에는 전해액이 주입될 수 있다.
The
상기 전극 조립체(200)가 상기 파우치(100) 내에 배치된 상태에서 상기 파우치(100)의 테두리를 열융착하여 실링한다. 상기 파우치(100) 테두리의 열융착은 도 1 및 도 2에 도시된 실시 형태에 따른 파우치 실링 장치(1)를 사용하여 수행될 수 있다. 특히, 상술한 파우치 실링 장치(1)를 통한 열융착은 상기 파우치(100)의 테두리 중 상기 전극 조립체(200)와 연결되어 상기 파우치(100)의 외부로 연장된 상기 전극 리드(210) 및 상기 전극 리드(210)를 감싸는 상기 리드 필름(300)을 포함하는 영역에 적용될 수 있다.
In a state in which the
열융착을 수행하기 위해 서로 마주하는 상기 제1 실링 블록(10)과 상기 제2 실링 블록(20) 사이에 상기 파우치(100)의 테두리(130)를 배치한다(S20).The
다음으로, 상기 제1 실링 블록(10)과 제2 실링 블록(20)을 통해 상기 파우치(100)의 테두리(130)를 열융착하여 실링한다(S30)(도 3 내지 도 5 참조). 구체적으로, 서로 마주하는 제1 실링 블록(10)과 제2 실링 블록(20)이 상기 파우치(100) 테두리(130)를 상부 및 하부 양측 방향에서 가열 및 가압함으로써 열융착시켜 상기 제1 및 제2 실링 블록(10, 20)의 가압면(13, 23)과 접촉하는 부분에 접합부(131)를 형성한다. 그리고, 상기 파우치(100)의 테두리(130) 중 상기 홈부(10a, 20a)가 위치하는 부분에 비접합부(132)를 형성하고, 상기 홈부(10a, 20a)의 오목한 형태의 경계선을 따라서 상기 비접합부(132)와 접합부(131) 사이에 중간 접합부(133)를 형성한다. Next, the
상기 비접합 영역(132)은, 적어도 상기 파우치(100)의 테두리 중 상기 파우치(100)의 외부로 연장된 상기 전극 리드(210) 및 상기 전극 리드(210)를 감싸는 상기 리드 필름(300)을 포함하는 영역에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 비접합 영역(132)은 상기 파우치(100)의 내부 공간과 연결될 수 있다.
The
도 9 및 도 10에서는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 파우치형 이차전지를 개략적으로 나타내고 있다.9 and 10 schematically show a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
상술한 방법을 통해서 제조된 본 발명의 일 실시 형태에 따른 파우치형 이차전지는 파우치(100)의 테두리(130)에 형성되는 접합부(131) 중 일부 영역이 접합되지 않은 비접합부(132)를 가질 수 있다. 그리고, 상기 파우치(100)의 테두리(130) 중 상기 비접합부(132)가 형성된 부분은 다른 부분에 비해 상기 접합부(131)의 폭이 좁은 구조를 가질 수 있다. The pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention manufactured through the above-described method has a
특히, 상기 비접합부(132)와 접합부(131) 사이에 상기 접합부(131)보다 상대적으로 약한 접착력을 가지는 중간 접합부(133)를 가질 수 있다. 따라서, 전체 접합부(131) 중에서 상기 비접합부(132)와 중간 접합부(133)가 형성된 영역에서는 상기 상기 비접합부(132)와 중간 접합부(133)가 차지하는 영역만큼 접착력이 완화될 수 있다.
In particular, an
도 11에서 도시하는 바와 같이, 상기 파우치(100) 내부에 가스가 발생하여 파우치(100)가 부풀어오르게 되면, 내부 압력(P)은 상기 비접합부(132)로 집중되고, 상대적으로 접착력이 약한 상기 중간 접합부(133)에서 접착이 해제되기 시작하여 상기 중간 접합부(133)와 연결된 상기 접합부(131)에서 접착이 해제됨으로써 그 부분으로 개봉이 이루어지며 가스가 외부로 배출될 수 있다. 이를 통해서 파우치형 이차전지의 비정상적인 작동 시 폭발 등이 발생하는 것을 방지하여 안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
11, when gas is generated inside the
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 파우치형 이차전지의 경우 제조 공정에서 사용되는 실링 장치를 통해서 파우치형 이차전지의 안정성을 확보할 수 있는 벤팅 시스템(venting system)을 구현할 수 있는 장점을 갖는다. 따라서, 일반적인 파우치형 이차전지에서 벤팅 시스템을 구현하기 위해 추가적인 공정을 수행하거나 별도의 기구를 추가하는 등의 복잡한 과정을 필요로 하지 않는다. 따라서, 생산성이 향상되고 비용절감의 효과를 기대할 수 있다.As described above, in the case of the pouch-type secondary battery according to the present embodiment, it is possible to implement a venting system that can secure the stability of the pouch-type secondary battery through the sealing device used in the manufacturing process. Therefore, in order to implement the venting system in a typical pouch-type secondary battery, a complicated process such as performing an additional process or adding a separate device is not required. Therefore, productivity can be improved and the effect of cost reduction can be expected.
또한, 의도한 방향으로 벤팅이 이루어지도록 조절할 수 있어서 유해한 가스를 포집하여 배기하기 위한 설계 자유도가 높다는 장점이 있다.
In addition, since the venting can be adjusted in an intended direction, there is an advantage in that the degree of design freedom for collecting and evacuating harmful gases is high.
이상에서 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
1... 파우치 실링 장치
10... 제1 실링 블록
20... 제2 실링 블록
10a, 20a... 홈부
100... 파우치
200... 전극 조립체
300... 리드 필름1. Pouch sealing device
10... first sealing block
20... second sealing block
10a, 20a... Home
100... pouch
200... electrode assembly
300... lead film
Claims (13)
상기 파우치의 테두리 중 일측 영역을 가압 및 가열하는 제1 실링 블록; 및
상기 제1 실링 블록과 마주하여 배치되어 상기 파우치의 테두리 중 상기 일측 영역의 반대쪽에 위치하는 타측 영역을 가압 및 가열하는 제2 실링 블록;을 포함하고,
상기 제1 실링 블록 및 상기 제2 실링 블록은,
각각 내측 단부면에 외측 단부면을 향해 함몰된 홈부를 가지며, 각각의 상기 내측 단부면과 각각의 상기 내측 단부면에 수직하여 상기 파우치와 접하는 각각의 가압면이 연결되는 모서리 중 상기 홈부에서의 모서리가 곡면을 가지는 것을 특징으로 하는 파우치 실링 장치.
In the device for sealing a pouch of a pouch-type secondary battery,
a first sealing block for pressing and heating one area of the edge of the pouch; and
and a second sealing block disposed to face the first sealing block to pressurize and heat the other side area located opposite to the one side area among the edges of the pouch; and
The first sealing block and the second sealing block,
Each of the inner end faces has a recess recessed toward the outer end face, and each of the inner end face and each of the pressing faces perpendicular to the inner end face and in contact with the pouch are connected, among the corners at the groove part. A pouch sealing device, characterized in that it has a curved surface.
상기 제1 실링 블록 및 상기 제2 실링 블록은 각각 상기 내측 단부면 중 상기 홈부를 가지는 부분이 상기 외측 단부면을 향해 오목하게 함몰되어 비선형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 파우치 실링 장치.
According to claim 1,
Each of the first sealing block and the second sealing block has a non-linear structure in which a portion having the groove portion among the inner end surfaces is concavely depressed toward the outer end surface.
상기 제1 실링 블록 및 상기 제2 실링 블록은, 상기 외측 단부면이 상기 파우치의 테두리의 폭을 기준으로 외부 방향을 향하고, 상기 내측 단부면이 내부 방향을 향하는 구조로 상기 테두리와 접하는 것을 특징으로 하는 파우치 실링 장치.
According to claim 1,
The first sealing block and the second sealing block have a structure in which the outer end surface faces outward based on the width of the rim of the pouch, and the inner end surface faces inward, and is in contact with the rim. pouch sealing device.
상기 제1 실링 블록의 상기 홈부와 상기 제2 실링 블록의 상기 홈부는 서로 마주하는 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 파우치 실링 장치.
According to claim 1,
The pouch sealing device, characterized in that the groove portion of the first sealing block and the groove portion of the second sealing block are positioned to face each other.
상기 제1 실링 블록의 상기 홈부와 상기 제2 실링 블록의 상기 홈부는 상기 제1 및 제2 실링 블록의 길이 방향의 중심에서 벗어난 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 파우치 실링 장치.
The method of claim 1,
The pouch sealing apparatus according to claim 1, wherein the groove portion of the first sealing block and the groove portion of the second sealing block are located at positions off-center in the longitudinal direction of the first and second sealing blocks.
서로 마주하는 제1 실링 블록과 제2 실링 블록 사이에 상기 파우치의 테두리를 배치하는 단계;
각각 내측 단부면에 외측 단부면을 향해 함몰되고, 그 모서리가 곡면인 홈부를 가지는 상기 제1 실링 블록 및 상기 제2 실링 블록으로 상기 테두리 중 상기 홈부가 위치하는 부분을 비접합부로 형성하고, 상기 테두리 중 상기 제1 및 제2 실링 블록의 가압면과 접촉하는 부분을 접합부로 형성하도록 상기 제1 실링 블록과 상기 제2 실링 블록을 통해 상기 파우치의 테두리를 열융착하여 밀봉하는 단계; 및
상기 접합부와 상기 비접합부 사이에 형성되되, 상기 홈부의 곡면에 대응되는 위치에 형성되는 중간 접합부를 형성하는 단계;를 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.
disposing the electrode assembly in the interior space of the pouch;
disposing an edge of the pouch between the first sealing block and the second sealing block facing each other;
The first sealing block and the second sealing block each recessed toward the outer end surface on the inner end surface and each having a groove portion having a curved edge, forming a non-joint portion in a portion of the rim where the groove portion is located, sealing the edge of the pouch by heat-sealing it through the first sealing block and the second sealing block to form a junction part of the edge that comes into contact with the pressing surfaces of the first and second sealing blocks; and
and forming an intermediate junction part formed between the junction part and the non-junction part, the intermediate junction part being formed at a position corresponding to the curved surface of the groove part.
상기 파우치의 테두리는 다른 영역에 비해 상기 비접합부가 형성된 부분에서의 상기 접합부의 폭이 좁은 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.
8. The method of claim 7,
The edge of the pouch is a secondary battery manufacturing method, characterized in that compared to other regions, the width of the junction portion in the portion where the non-junction portion is formed is narrow.
상기 중간 접합부는 상기 접합부의 접착력보다 상대적으로 낮은 접착력을 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.
8. The method of claim 7,
The method for manufacturing a secondary battery, characterized in that the intermediate bonding portion has a relatively lower adhesive strength than that of the bonding portion.
상기 비접합부는 상기 파우치의 내부 공간과 연결되는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.
12. The method of claim 9 or 11,
The non-junction portion is a secondary battery manufacturing method, characterized in that connected to the inner space of the pouch.
상기 비접합부는, 적어도 상기 파우치의 테두리 중 상기 전극 조립체와 연결되어 상기 파우치의 외부로 연장된 전극 리드 및 상기 전극 리드를 감싸는 리드 필름을 포함하는 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.12. The method of claim 9 or 11,
The non-bonding part is formed in at least an area of an edge of the pouch, which is connected to the electrode assembly and includes an electrode lead extending to the outside of the pouch and a lead film surrounding the electrode lead.
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