KR102364600B1 - 전지셀 실링부 실링장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전지셀 실링부 실링장치 및 그 이용 방법이 개시된다. 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치 및 그 이용 방법은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 장착되는 수납부의 외주면에 전지케이스의 열융착 실링부를 밀봉하기 위한 전지셀 실링부 실링장치로서, 히터에 의해 가열되는 히팅 블록; 상기 히팅 블록의 하부에 결합되어 상기 열융착 실링부를 실링하는 실링툴; 상기 히팅 블록을 가열하는 히터; 상기 히터에 복수 구간으로 분할되어 감겨있는 코일; 상기 히터에 의해 가열되는 상기 히팅 블록의 온도를 측정하도록 상기 히팅 블록에 상호 이격되어 있는 복수개의 온도 센서; 및 전지셀 실링부 실링장치의 작동을 제어하는 제어기; 를 포함하고, 상기 제어기는 상기 복수개의 온도 센서를 이용하여 상기 히팅 블록의 온도를 측정함으로써 상기 히팅 블록과 상기 실링툴의 온도를 균일하게 제어한다.

Description

전지셀 실링부 실링장치{SEALING APPARATUS FOR SEALING PART OF BATTERY CELL}
본 발명은 전지셀 실링부 실링장치 및 그 이용 방법에 관한 것이다.
최근 사용량이 증가하고 있는 이차전지는, 전지의 형상 면에서 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에대한 수요가 높다.
또한, 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 분리필름으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.
최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지셀이, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.
도 1에는 종래의 음극 및 양극을 포함하는 전극조립체를 내장하고 있는 파우치형 전지셀의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 파우치형 전지셀(10)은, 전극조립체(30), 전극조립체(30)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(40, 50), 전극 탭들(40, 50)에 용접되어 있는 전극리드(60, 70), 및 전극조립체(30)를 수용하는 전지케이스(20)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.
이러한 파우치형 전지셀은 보다 높은 용량의 전지를 형성하기 위해 상대적으로작은 크기의 파우치에 보다 많은 용량을 가지도록 전극과 전해질을 포함시켜야 하며, 이를 위하여 전지 용량이나 수용기능과 직접 관계가 없는 전지케이스의 주변 실링부를 점차 줄이도록 하는 요구가 발생한다.
이는 파우치형 전지셀의 실링부 폭을 줄이면 내부에 보다 큰 용량의 전극 조립체를 수용할 수 있고, 용량과 직접 관계없는 실링부 자체는 줄일 수 있기 때문이며, 이로 인해 실링부의 폭을 줄이게 되면 동일한 크기를 가지는 파우치형 전지셀 대비 높은 용량의 전지셀을 형성할 수 있으나, 실링부 폭의 감소로 인해 절대적 실링 면적이 줄어들면서 파우치형 전지셀의 밀봉 신뢰성이 떨어지게 되고, 외부로부터 수분이 침투되어 장기적인 보존 안정성이 떨어져 전지의 성능 저하로 이어지는 문제점이 있다.
그러나 종래의 파우치형 전지셀의 실링부를 실링하는 실링 장치의 경우에 실링부 전체 부위를 균일한 온도로 가열하지 못하고, 중앙 부위와 양측 부위가 각각 온도차가 발생하여 전지셀의 품질 및 안전이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.
본 발명의 일 실시 예는 상기 종래 기술의 문제점을 극복하기 위하여 파우치형 전지셀의 실링부를 실링하는 실링 장치의 온도를 균일하게 제어하여 전지셀의 품질 및 안전성을 향상시킬 수 있는 전지셀 실링부 실링장치 및 그 이용 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 장착되는 수납부의 외주면에 전지케이스의 열융착 실링부를 밀봉하기 위한 전지셀 실링부 실링장치로서, 히터에 의해 가열되는 히팅 블록; 상기 히팅 블록의 하부에 결합되어 상기 열융착 실링부를 실링하는 실링툴; 상기 히팅 블록을 가열하는 히터; 상기 히터에 복수 구간으로 분할되어 감겨있는 코일; 상기 히터에 의해 가열되는 상기 히팅 블록의 온도를 측정하도록 상기 히팅 블록에 상호 이격되어 있는 복수개의 온도 센서; 및 전지셀 실링부 실링장치의 작동을 제어하는 제어기; 를 포함하고, 상기 제어기는 상기 복수개의 온도 센서를 이용하여 상기 히팅 블록의 온도를 측정함으로써 상기 히팅 블록과 상기 실링툴의 온도를 균일하게 제어한다.
상기 제어기는 상기 히터에 복수 구간으로 분할되어 감겨있는 코일의 작동을 개별 제어한다.
상기 제어기는 상기 히터에 감겨있는 코일의 작동을 개별 제어하여 복수개의 구간 별로 온도 편차 발생을 방지한다.
상기 제어기는 상기 히터에 감겨있는 코일의 작동을 개별 제어하는 복수개의 컨트롤러를 더 포함한다.
전지셀 실링부 실링장치의 이용 방법으로서, 전지케이스의 전극조립체 수납부에 전극조립체를 수납하는 단계, 히팅 블록과 실링툴이 히터로 가열되는 단계, 이격되어 있는 복수개의 온도 센서로 히팅 블록의 온도를 측정하는 단계, 온도 편차를 감소시키도록 히터에 구간 별로 감겨있는 코일의 작동을 개별 제어하는 단계, 및 전지케이스의 전극조립체 수납부의 실링부를 실링하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 전지셀 실링부 실링장치 및 그 이용 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 파우치형 전지셀의 실링부를 실링하는 실링 장치의 온도를 전체 영역에서 균일하게 제어할 수 있다.
둘째, 파우치형 전지셀의 실링부의 밀봉성을 향상시켜 실링부의 폭을 감소시킬 수 있어 전지셀의 용량 및 품질을 향상시킬 수 있다.
셋째, 전체 영역에서 균일한 온도로 실링을 수행하게 됨으로써 불량 발생을 감소시켜 공정 효율성을 향상시키고 및 전해액 누출과 같은 품질 문제가 발생하지 않게 되어 전체 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1에는 종래의 음극 및 양극을 포함하는 전극조립체를 내장하고 있는 파우치형 전지셀의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치를 정면에서 바라본 모식도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치의 다른 모식도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치를 이용하여 측정된 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6의 (a)와 (b)는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치를 이용하여 측정된 온도 변화를 나타내는 다른 그래프이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치의 이용 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 작업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치의 모식도이고, 도 3은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치를 정면에서 바라본 모식도이며, 도 4는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치의 다른 모식도이다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치(100)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 장착되는 수납부의 외주면에 전지케이스의 열융착 실링부를 밀봉하기 위한 전지셀 실링부 실링장치로서, 히터에 의해 가열되는 히팅 블록(110), 상기 히팅 블록(110)의 하부에 결합되어 상기 히팅 블록(110)으로부터 전달된 열로 상기 열융착 실링부를 실링하는 실링툴(120), 상기 히팅 블록(110)을 가열하는 봉 형상의 히터(130), 상기 히터(130)에 복수 구간으로 분할되어 감겨있는 코일(131, 132, 133), 상기 히터(130)에 의해 가열되는 상기 히팅 블록(110)의 온도를 측정하도록 상기 히팅 블록(110)에 상호 이격되어 있는 복수개의 온도 센서(140) 및 전지셀 실링부 실링장치(100)의 작동을 제어하는 제어기(150)를 포함하고, 상기 제어기(150)는 상기 복수개의 온도 센서(140)를 이용하여 상기 히팅 블록(110)의 온도를 측정함으로써 상기 히팅 블록(110)과 상기 실링툴(120)의 온도를 균일하게 제어하게 된다.
본 발명에 따르면 상기 히터(130)는 측면을 기준으로 상기 히팅 블록(110)에 평행하게 결합되어 있다.
또한 본 발명에 따른 온도 센서(140)는 상기 히터(130)에 의해 가열되는 상기 히팅 블록(110)의 전체 온도를 균일하게 측정하도록 상기 히팅 블록(110)에 상호 이격되어 있다.
하나의 구체적인 예에서 온도 센서(140)는 상기 히팅 블록(110)의 일측에 밀착되어 있고 제 1 온도 센서(141), 제 2 온도 센서(142) 및 제 3 온도 센서(143)를 포함하여 구성되어 있다.
또한 본 발명에 따른 제어기(150)는 상기 온도 센서(140)에 의해 측정된 온도에 따라 상기 코일(131, 132, 133)의 작동을 개별 제어하여 히팅 블록(110)과 실링툴(120)의 온도 편차 발생을 방지하도록 되어 있다.
즉 상기 제어기(150)는 상기 히터(130)에 복수 구간으로 분할되어 감겨있는 코일(131, 132, 133)의 작동을 개별 제어하여 복수개의 구간 별로 온도 편차 발생을 방지하도록 되어 있다.
여기서 상기 복수개의 코일(131, 132, 133)은 각각 발열 코일로서, 상기 히터(130)에 3개 구간, 즉 좌측 구간, 중앙 구간 및 우측 구간으로 분할되어 발열이 각각 개별 제어되도록 감겨있다.
또한 상기 제어기(150)는 코일(131, 132, 133)의 작동을 개별 제어하는 컨트롤러에 연결될 수 있고, 이에 따라 코일(131, 132, 133)을 각각 제어하도록 연결되어 있는 복수개의 컨트롤러가 제어기(150)와 연결되도록 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치를 이용하여 측정된 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5를 도 2 내지 도 4와 함께 참조하면 X축은 시간이고, Y축은 온도로서 시간 경과에 따른 중앙과 측면 부위의 온도 변화를 나타내고 있다.
시간이 경과하면서 히팅 블록(110)의 중앙 부위와 측면 부위의 온도차가 발생하는데, 30분이 경과한 후에 히팅 블록(110)의 중앙 부위의 온도는 205.5℃이고, 히팅 블록(110)의 측면 부위의 온도는 198.9℃이다.
따라서 히팅 블록(110)의 중앙 부위와 측면 부위의 온도차는 6.6℃이며, 중앙과 측면의 온도 편차는 ±3℃ 이내에서 관리가 가능한 것을 알 수 있다.
도 6의 (a)와 (b)는 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치를 이용하여 측정된 온도 변화를 나타내는 다른 그래프이다.
도 6을 도 2 내지 도 4와 함께 참조하면 X축은 시간이고, Y축은 온도로서 시간 경과에 따른 온도 포화(Saturation)시 히팅 블록(110)의 중앙 부위와 양측 부위의 온도 변화를 나타내고 있다.
먼저 도 6의 (a)에서는 170℃에서 180℃로 온도 10℃ 승온시에 히팅 블록(110)의 중앙 부위와 측면 부위의 온도차가 ±3℃ 이내에서 관리가 가능하고, 다음으로 도 6의 (b)에서는 180℃에서 190℃로 온도 10℃ 승온시에도 히팅 블록(110)의 중앙 부위와 측면 부위의 온도차가 ±3℃ 이내에서 관리가 가능한 것을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치의 이용 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7을 도 2 내지 도 4와 함께 참조하면 본 발명의 하나의 실시 예에 따른 전지셀 실링부 실링장치의 이용 방법으로서, 먼저 전지케이스의 전극조립체 수납부에 전극조립체를 수납한다(S110). 이와 동시에 히팅 블록과 실링툴은 히터를 이용하여 설정 온도로 가열되도록 하여 전지케이스의 실링 부위가 실링되도록 준비한다(S120).
히팅 블록과 실링툴을 가열하는 과정에서 이격되어 있는 복수개의 온도 센서로 히팅 블록의 중앙 부위와 양측 부위의 온도를 측정하고(S130), 히팅 블록의 중앙 부위와 양측 부위의 온도 편차를 감소시키도록 히터에 구간 별로 감겨있는 복수개의 코일의 작동을 개별 제어한다(S140). 즉 설정 온도보다 낮아지는 부위의 히터에 감겨있는 코일은 가열하고 설정 온도보다 높아지는 부위의 히터에 감겨있는 코일의 작동은 중지시켜 전체 부위의 온도를 균일하게 한다.
계속해서 전극조립체를 수납한 전지케이스의 실링 예정부위를 가열된 전지셀 실링부 실링장치의 실링툴에 밀착시켜 설정 시간 동안 실링한다(S150).
따라서 본 발명에 따른 전지셀 실링부 실링장치 및 그 이용 방법은 파우치형 전지셀의 실링부를 실링하는 실링 장치의 온도를 균일하게 제어할 수 있고, 파우치형 전지셀의 실링부의 밀봉성을 향상시켜 전지셀의 용량 및 품질을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 불량 발생을 감소시켜 공정 효율성 및 품질을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 작업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시 예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능함을 밝혀둔다.
100: 전지셀 실링부 실링장치
110: 히팅 블록
120: 실링툴
130: 히터
131, 132, 133: 코일
140: 온도 센서
141: 제 1 온도 센서
142: 제 2 온도 센서
143: 제 3 온도 센서
150: 제어기

Claims (5)

  1. 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체가 장착되는 수납부의 외주면에 전지케이스의 열융착 실링부를 실링하기 위한 전지셀 실링부 실링장치로서,
    히터에 의해 가열되는 히팅 블록;
    상기 히팅 블록의 하부에 결합되어 상기 히팅 블록으로부터 전달된 열로 상기 열융착 실링부를 실링하는 실링툴;
    상기 히팅 블록을 가열하는 봉 형상의 히터;
    상기 히터에 복수 구간으로 분할되어 감겨있어서 발열이 각각 개별 제어되는 복수의 발열 코일;
    상기 히터에 의해 가열되는 상기 히팅 블록의 온도를 측정하도록 상기 히팅 블록에 상호 이격되어 있는 복수개의 온도 센서; 및
    전지셀 실링부 실링장치의 작동을 제어하는 제어기; 를 포함하고,
    상기 히터는 측면을 기준으로 상기 히팅 블록에 평행하게 결합되어 있고,
    상기 제어기는 상기 복수개의 온도 센서를 이용하여 상기 히팅 블록의 온도를 측정해서 설정 온도보다 낮아지는 부위는 가열되게 하고, 설정 온도보다 높아지는 부위의 가열 작동은 중지시키도록 제어함으로써 상기 히팅 블록과 상기 실링툴의 온도를 균일하게 제어하고,
    상기 제어기는 상기 히터에 복수 구간으로 분할되어 감겨있는 코일의 발열 작동을 개별 제어하여 복수개의 구간 별로 온도 편차 발생을 방지하는 것을 특징으로 하는
    전지셀 실링부 실링장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 히터에 감겨있는 코일의 작동을 개별 제어하는 복수개의 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    전지셀 실링부 실링장치.
  5. 삭제
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2719913B2 (ja) 1987-07-11 1998-02-25 日本アジャックス・マグネサ−ミック株式会社 誘導加熱炉
JP2000277893A (ja) * 1999-03-23 2000-10-06 Seiko Epson Corp 熱圧着用ヘッド及びこれを備えた熱圧着装置
JP2005235653A (ja) 2004-02-20 2005-09-02 Daido Steel Co Ltd 誘導加熱方法および装置
JP2016103467A (ja) 2014-10-29 2016-06-02 ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ 均一加熱用の誘導加熱コイル
KR101762807B1 (ko) * 2016-01-28 2017-07-28 주식회사 탑앤씨 이차전지용 파우치필름 실링장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2719913B2 (ja) 1987-07-11 1998-02-25 日本アジャックス・マグネサ−ミック株式会社 誘導加熱炉
JP2000277893A (ja) * 1999-03-23 2000-10-06 Seiko Epson Corp 熱圧着用ヘッド及びこれを備えた熱圧着装置
JP2005235653A (ja) 2004-02-20 2005-09-02 Daido Steel Co Ltd 誘導加熱方法および装置
JP2016103467A (ja) 2014-10-29 2016-06-02 ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ 均一加熱用の誘導加熱コイル
KR101762807B1 (ko) * 2016-01-28 2017-07-28 주식회사 탑앤씨 이차전지용 파우치필름 실링장치

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