KR102429642B1 - Curved electrochemical cell and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀은, 복수 개의 전극과, 상기 전극에 형성되는 전극탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하도록 형성되는 외장재; 및 상기 전극탭과 연결되고 상기 외장재의 외부로 노출되는 전극 리드를 포함하며, 상기 외장재는 길이 방향으로 양 단부 중 일 단부에서의 곡률 반경이 상기 일 단부의 반대편에 위치하는 타 단부의 곡률 반경보다 작은 값을 갖도록 휘어져 있고, 상기 외장재에는 상기 길이 방향으로 나란하게 배치되는 N개의 벤딩 영역이 형성되고(N은 2 이상의 자연수), 상기 N개의 벤딩 영역은 상기 일 단부측에 위치한 벤딩 영역으로부터 상기 타 단부측에 위치한 벤딩 영역으로 갈수록 점진적으로 곡률 반경 및 길이가 증가되도록 형성된다.A curved electrochemical cell according to the present invention includes: an electrode assembly including a plurality of electrodes and electrode tabs formed on the electrodes; a casing formed to accommodate the electrode assembly; and an electrode lead connected to the electrode tab and exposed to the outside of the casing, wherein a radius of curvature at one end of both ends in the longitudinal direction of the casing is greater than a radius of curvature of the other end positioned opposite to the one end in the longitudinal direction. It is bent to have a small value, and N bending areas arranged in parallel in the longitudinal direction are formed on the exterior material (N is a natural number greater than or equal to 2), and the N bending areas are formed from the bending area located on the one end side to the other It is formed so that the radius of curvature and the length are gradually increased toward the bending area located at the end side.
Description
본 발명은 충전 및 방전이 가능하여 모바일 디바이스 또는 웨어러블 디바이스의 전원으로 제공될 수 있는 커브드 전기화학 셀에 관한 것이다.The present invention relates to a curved electrochemical cell capable of charging and discharging, which can be provided as a power source for a mobile device or a wearable device.
전기화학 셀(electrochemical cell)은 적어도 두 개의 전극, 그리고 전해질로 구성되어 전원으로 제공될 수 있는 셀을 의미하며, 특히, 충전 및 방전이 가능하도록 이차전지(secondary cell)로 구성한 리튬 이온 배터리는 스마트폰을 포함하는 각종 첨단 전자 기기에 널리 사용되고 있다.An electrochemical cell means a cell that can be provided as a power source by being composed of at least two electrodes and an electrolyte. In particular, a lithium ion battery composed of a secondary cell for charging and discharging is a smart It is widely used in various high-tech electronic devices including phones.
아울러, 최근에는 스마트폰을 포함하는 모바일 디바이스의 디자인에 있어 종래 단조로운 형상에서 탈피한 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 나아가 각종 웨어러블 디바이스의 설계에 있어 인체공학을 고려한 곡선형의 디자인이 주목받고 있다.In addition, in recent years, various attempts have been made to break away from the conventional monotonous shape in the design of mobile devices including smartphones, and further, in the design of various wearable devices, curved designs in consideration of ergonomics are attracting attention.
이러한 모바일 및 웨어러블 디바이스의 디자인에 있어, 다양한 형상의 디바이스에 내장될 수 있는 형상으로 전기화학 셀을 제조하는 것은, 제작 가능한 디바이스 디자인에 대한 제약 조건을 완화할 수 있다는 점에서 중요한 기술이 되고 있다. 뿐만 아니라, 정해진 디바이스 디자인 내에서 내부 공간 활용을 극대화함으로써, 디바이스의 성능 및 안전성을 향상시킬 수 있다는 측면에서도 중요한 기술이 된다.In the design of such mobile and wearable devices, manufacturing an electrochemical cell in a shape that can be embedded in a device having various shapes has become an important technique in that it is possible to alleviate the constraints on the design of a manufacturable device. In addition, it is an important technology in terms of improving device performance and safety by maximizing the use of internal space within a given device design.
이와 관련하여, 종래 기술인 특허문헌 1은 곡선형으로 휘어져 있는 커브드 셀을 개시한 바 있다. 다만, 이러한 커브드 셀의 설계에 있어, 셀이 반복적인 충방전 과정에서 커브드된 상태가 풀려 복원된다는 이유로 셀의 단부에서 휘어짐 정도를 크게(곡률 반경을 작게) 설계한 제약이 있었다. 또한, 이러한 셀의 단부 등에서의 제약 조건으로 인해 제작할 수 있는 커브드 형상 자체에도 한계가 있었다.In this regard,
아울러, 특허문헌 1은 조립 및 실링 단계까지 완료된 셀을 휘어진 프레임(금형) 내에서 가압하여 휘어진 형상으로 성형하는 공정을 개시하고 있으나, 이러한 공정에 의해 내구성에 취약한 부분이 파손되는 등으로 불량률이 높아지는 공정 상의 문제점이 있었다. 나아가, 이러한 공정에 의해 제조되는 커브드 셀은 휘어짐 정도를 크게 성형할수록 외장재에 주름이 형성되어 전체 두께가 증가되고, 취성 파괴 가능성이 높아지는 문제점이 있었다.In addition,
본 발명의 일 목적은 적층 구조의 전극 조립체에서 전극판을 결속 및 연결하는 모서리 측과 반대편 모서리 측이 서로 비대칭으로 휘어져 있어, 다양한 부위의 웨어러블 기기에 적용 가능한 커브드 전기화학 셀을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION One object of the present invention is to provide a curved electrochemical cell applicable to wearable devices in various regions, in which the edge side and the opposite edge side for binding and connecting electrode plates in a stacked electrode assembly are bent asymmetrically. .
본 발명의 다른 일 목적은 전극판을 결속하는 모서리 측과 전극 리드가 연결되는 모서리 측이 별도로 분리되어, 곡률 반경이 상이한 모서리 측에 전극 리드를 다양하게 배치할 수 있는 커브드 전기화학 셀을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a curved electrochemical cell capable of variously disposing electrode leads on corners with different radii of curvature by separately separating a corner side for binding an electrode plate and a corner side to which an electrode lead is connected. it is to do
본 발명의 또 다른 일 목적은 외장재가 전극 조립체를 수용하기 전에 상기 외장재를 기설정된 형상으로 휘어지도록 미리 성형하여, 외장재의 주름 발생으로 인한 두께 증가 및 전극 조립체의 수축과 인장에 의한 크랙 및 단선을 억제하는 등의 생산성이 향상될 수 있는 커브드 전기화학 셀의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to prevent an increase in thickness due to wrinkling of the casing and cracks and disconnections due to contraction and tension of the electrode assembly by pre-molding the casing to be bent into a predetermined shape before the casing material accommodates the electrode assembly. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a curved electrochemical cell capable of improving productivity, such as suppression.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀은, 복수 개의 전극과, 상기 전극에 형성되는 전극탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하도록 형성되는 외장재; 및 상기 전극탭과 연결되고 상기 외장재의 외부로 노출되는 전극 리드를 포함하며, 상기 외장재는 길이 방향으로 양 단부 중 일 단부에서의 곡률 반경이 상기 일 단부의 반대편에 위치하는 타 단부의 곡률 반경보다 작은 값을 갖도록 휘어져 있고, 상기 외장재에는 상기 길이 방향으로 나란하게 배치되는 N개의 벤딩 영역이 형성되고(N은 2 이상의 자연수), 상기 N개의 벤딩 영역은 상기 일 단부측에 위치한 벤딩 영역으로부터 상기 타 단부측에 위치한 벤딩 영역으로 갈수록 점진적으로 곡률 반경 및 길이가 증가되도록 형성된다. In order to achieve one object of the present invention, a curved electrochemical cell according to the present invention includes: an electrode assembly including a plurality of electrodes and electrode tabs formed on the electrodes; a casing formed to accommodate the electrode assembly; and an electrode lead connected to the electrode tab and exposed to the outside of the casing, wherein a radius of curvature at one end of both ends in the longitudinal direction of the casing is greater than a radius of curvature of the other end positioned opposite to the one end in the longitudinal direction. It is bent to have a small value, and N bending areas arranged in parallel in the longitudinal direction are formed on the exterior material (N is a natural number greater than or equal to 2), and the N bending areas are formed from the bending area located on the one end side to the other It is formed so that the radius of curvature and the length are gradually increased toward the bending area located at the end side.
본 발명의 다른 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀의 상기 전극탭은, 상기 복수 개의 전극을 서로 연결하도록 형성되는 병렬 연결탭; 및 상기 복수 개의 전극 중 적어도 하나에 형성되어 상기 전극 리드에 결합되는 리드 연결탭을 구비하고, 상기 외장재의 상기 일 방향 및 타 방향 중에서, 어느 하나를 향하는 측에 상기 병렬 연결탭이 형성되고, 다른 하나를 향하는 측에 상기 리드 연결탭이 형성된다.In order to achieve another object of the present invention, the electrode tab of the curved electrochemical cell according to the present invention includes: a parallel connection tab formed to connect the plurality of electrodes to each other; and a lead connection tab formed on at least one of the plurality of electrodes and coupled to the electrode lead, wherein the parallel connection tab is formed on a side facing any one of the one direction and the other direction of the exterior material, and another The lead connection tab is formed on a side facing one.
본 발명의 또 다른 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀의 제조 방법은, 복수 개의 전극을 적층하여 전극 조립체를 제조하는 단계; 외장재에 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부 및 휘어진 형상을 성형하는 단계; 및 상기 휘어진 형상으로 성형된 외장재의 상기 수용부에 상기 전극 조립체를 수용하고 상기 외장재를 봉하는 단계를 포함하며, 상기 수용부 및 휘어진 형상을 성형하는 단계와 상기 외장재를 봉하는 단계에서는, 상기 외장재를 길이 방향으로 양 단부 중 일 단부에서의 곡률 반경이 상기 일 단부의 반대편에 위치하는 타 단부의 곡률 반경보다 작은 값을 갖도록 성형 및 봉하고, 상기 외장재에 상기 길이 방향으로 나란하게 배치되는 N개의 벤딩 영역을 형성하는 단계를 더 포함하고(N은 2 이상의 자연수), 상기 N개의 벤딩 영역을 형성하는 단계에서는, 상기 일 단부측에 위치한 벤딩 영역으로부터 상기 타 단부측에 위치한 벤딩 영역으로 갈수록 점진적으로 곡률 반경 및 길이가 증가되도록 형성된다. In order to achieve another object of the present invention, there is provided a method for manufacturing a curved electrochemical cell according to the present invention, comprising: manufacturing an electrode assembly by stacking a plurality of electrodes; forming a accommodating part for accommodating the electrode assembly and a curved shape in a case; and accommodating the electrode assembly in the accommodating part of the case molded into the curved shape and sealing the case, wherein in the forming of the accommodating part and the curved shape and sealing the case, the case material is molded and sealed so that the radius of curvature at one end of both ends in the longitudinal direction has a smaller value than the radius of curvature of the other end positioned opposite to the one end, and N bendings arranged in parallel in the longitudinal direction on the exterior material The method further includes forming a region (N is a natural number greater than or equal to 2), wherein in the forming of the N bending regions, the curvature is gradually increased from the bending region located at the one end side to the bending region located at the other end side. It is formed to increase in radius and length.
본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀은 비대칭의 곡률 반경을 갖도록 형성됨으로써, 인체 부위에 따라 유선형 및 비대칭으로 디자인되는 웨어러블 디바이스에 적용될 수 있다. 나아가, 곡률 반경이 큰 단부에 전극탭을 연결하여 안정성을 확보하고, 곡률 반경이 작은 단부의 휘어짐 양은 더욱 크게 할 수 있어 웨어러블 디바이스의 설계 제약 조건을 완화시킬 수 있다.The curved electrochemical cell according to the present invention is formed to have an asymmetric radius of curvature, and thus can be applied to a wearable device designed to be streamlined or asymmetrically designed according to a body part. Furthermore, stability can be secured by connecting the electrode tab to the end with a large radius of curvature, and the amount of bending at the end with a small radius of curvature can be increased, thereby reducing design constraints of the wearable device.
본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀은 병렬 연결탭 및 리드 연결탭이 분리되어 구성됨으로써, 취약한 구조가 분산 또는 제거되고 응력 집중이 완화될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀은 곡률 반경이 더 작게 제작되는 것이 가능하다. 또한, 종래의 기술과 대비하여 곡률 반경이 상대적으로 작은 단부에도 전극 리드를 배치할 수 있으므로, 커브드 전기화학 셀을 웨어러블 디바이스 내부의 곡면상에 배치할 수 있는 위치 자유도가 높아질 수 있다.The curved electrochemical cell according to the present invention is configured by separating the parallel connection tab and the lead connection tab, so that a weak structure can be dispersed or removed and stress concentration can be relieved. Accordingly, the curved electrochemical cell according to the present invention can be manufactured with a smaller radius of curvature. In addition, since the electrode lead can be disposed even at the end having a relatively small radius of curvature compared to the prior art, the degree of freedom in position for disposing the curved electrochemical cell on a curved surface inside the wearable device may be increased.
본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀의 제조 방법에 의하면, 외장재가 휘어진 형상으로 성형된 후 전극 조립체가 상기 외장재에 수용되어 휘어진 형상으로 밀봉된다. 이에 따르면, 성형이 완료된 커브드 전기화학 셀의 외관에 주름이 남는 것이 방지될 수 있다. 또한, 외장재를 휘어진 형상으로 성형하는 공정을 거치지 않은 상태에서 전극 조립체를 밀봉시킨 후 휘어진 형상으로 성형하는 방식에 비해, 불량이 크게 감소되고 셀의 성능이 안정적으로 확보될 수 있다.According to the method for manufacturing a curved electrochemical cell according to the present invention, after the casing is molded into a curved shape, the electrode assembly is accommodated in the casing and sealed in the curved shape. Accordingly, it is possible to prevent wrinkles from remaining on the appearance of the finished curved electrochemical cell. In addition, compared to a method of sealing the electrode assembly in a state in which the exterior material is not molded into a curved shape and then molding it into a curved shape, defects are greatly reduced and cell performance can be stably secured.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 커브드 전기화학 셀을 구성하는 전극 조립체를 보인 도면이다.
도 3은 도 1에 도시한 커브드 전기화학 셀을 벤딩 영역과 함께 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 사시도이다.
도 6은 도 4 및 5에 도시한 커브드 전기화학 셀을 구성하는 전극 조립체를 보인 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 전극 조립체를 분해하여 보인 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀이 웨어러블 디바이스 내부 곡면에 장착되는 예시들을 보인 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 10은 도 9에 도시한 외장재를 휘어진 형상으로 성형하는 공정을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 12는 도 11에 도시한 전기화학 셀을 휘어진 형상으로 성형하는 공정을 구체적으로 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 형상 및 테스트 결과를 보인 표이다.1 is a perspective view of a curved electrochemical cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an electrode assembly constituting the curved electrochemical cell shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a side view illustrating the curved electrochemical cell shown in FIG. 1 with a bending region.
4 is a perspective view of a curved electrochemical cell according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a curved electrochemical cell according to another embodiment of the present invention.
6 is a view showing an electrode assembly constituting the curved electrochemical cell shown in FIGS. 4 and 5 .
7 is an exploded view of the electrode assembly shown in FIG. 6 .
8 is a view showing examples in which a curved electrochemical cell according to the present invention is mounted on a curved surface inside a wearable device.
9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a curved electrochemical cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view specifically illustrating a process of forming the exterior material shown in FIG. 9 into a curved shape.
11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a curved electrochemical cell according to another embodiment of the present invention.
12 is a view specifically illustrating a process of forming the electrochemical cell shown in FIG. 11 into a curved shape.
13 is a table showing the shape and test results of a curved electrochemical cell according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 중간에 다른 부재를 개재하여 연결되어 있는 경우와, 중간에 다른 소자를 사이에 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 나아가, 본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. In addition, when it is said that a certain part is "connected" with another part throughout the specification, it is not only directly connected, but also electrically connected through another member in the middle, and another element in the middle. Including connected cases. Furthermore, throughout this specification, when a member is said to be located "on" another member, this includes not only a case in which a member is in contact with another member but also a case in which another member is present between the two members.
본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀은 리튬 이온 배터리일 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 전기화학 셀은 전극 조립체가 외장재 내부에 전해액과 함께 수용되어 밀봉되고, 리튬 이온의 이동을 통해 충전 및 방전되도록 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀은 외장재가 기설정된 형상으로 휘어져 있는 상태로 제조되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀은 접촉에 의한 외력이 가해지지 않는 조건에서 휘어져 있는 형상을 유지하는 전기화학 셀을 의미한다. 접촉에 의한 외력은 전기화학 셀의 조립이 완료된 이후에 가해지는 것일 수 있다. 이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명한다.The curved electrochemical cell according to the present invention may be a lithium ion battery. Specifically, the electrochemical cell according to the present invention may be configured such that the electrode assembly is accommodated and sealed with an electrolyte inside the casing, and charged and discharged through movement of lithium ions. The curved electrochemical cell according to the present invention is characterized in that it is manufactured in a state in which the exterior material is bent into a predetermined shape. The curved electrochemical cell according to the present invention refers to an electrochemical cell that maintains a curved shape under a condition in which external force due to contact is not applied. The external force due to the contact may be applied after the assembly of the electrochemical cell is completed. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)의 사시도이다. 또한, 도 2는 도 1에 도시된 커브드 전기화학 셀을 구성하는 전극 조립체를 보인 도면이다.1 is a perspective view of a curved
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)은 전극 조립체(110), 외장재(120) 및 전극 리드(130)를 포함한다. 전극 조립체(110)는 복수 개의 전극(111a, 111b) 및 하나 이상의 이온전도성 전자절연층을 포함할 수 있고, 이들이 적층되는 구조로 형성될 수 있다.1 and 2 , the curved
전극은 서로 다른 극성의 제1 전극판(111a) 및 제2 전극판(111b)을 포함할 수 있고, 제1 전극판(111a) 및 제2 전극판(111b) 각각의 양면 또는 단면에 활물질이 도포될 수 있다. 제1 전극판(111a)과 제2 전극판(111b)의 사이에는 이온전도성 전자절연층이 개재될 수 있다. 이온전도성 전자절연층은 수지상의 다공성 필름이나 전해질이 함유된 고분자 매트릭스 복합체일 수 있다. 제1 전극판(111a)은 음극으로서, 구리, 알루미늄, 니켈, 스테인리스 스틸 등의 재료가 일부 또는 전부를 구성하는 시트 또는 섬유상의 집전체에, 카본, 흑연, 리튬티탄산화물, 리튬, 실리콘, 실리콘 산화물 등의 실리콘 유도체, 실리콘-흑연 복합체, 주석, 실리콘-주석 복합체 중 하나 또는 그 이상의 조합으로 구성된 활물질 층을 도포하여 제작될 수 있다. 또한 제2 전극판(111b)은 양극으로서, 알루미늄, 니켈, 스테인리스 스틸 재료가 일부 또는 전부를 구성하는 시트 또는 섬유상의 집전체에, 리튬 코발트 산화물, 리튬 니켈 산화물, 리튬 망간 산화물, 리튬 코발트-망간 산화물, 리튬 코발트-니켈 산화물, 리튬 망간-니켈 산화물, 리튬 코발트-니켈-망간 산화물, 리튬 코발트-니켈-알루미늄 산화물, 리튬 인산철 산화물 중 하나 또는 그 이상의 조합으로 구성된 활물질 층을 도포하여 제작될 수 있다.The electrode may include a
전극 조립체(110)는, 전극이 면을 형성하는 두 방향 중 일 방향(길이 방향)이 다른 일 방향(폭 방향)보다 길게 연장되고, 면을 형성하는 방향과 교차(예를 들면, 직교)하는 두께 방향으로 전극 및 이온전도성 전자절연층이 서로 교대로 적층되어 구성될 수 있다.The
또한, 전극 조립체(110)는 전극탭(113)을 포함한다. 전극탭(113)은 전극의 길이 방향 단부에서 돌출되는 형상을 가질 수 있고, 서로 동일한 극성의 전극에 형성되는 전극탭(113)이 서로 결합될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극판(111a)에 형성되는 제1 전극탭(113a)들이 서로 결합되고, 제2 전극판(111b)에 형성되는 제2 전극탭(113b)들이 서로 결합될 수 있다. 전극탭(113)에 의해, 집전체는 전기적으로 병렬 연결될 수 있고, 복수 개의 전극이 길이 방향 단부에서 서로 구조적으로 결속될 수 있다. 또한, 본 실시예에서 전극탭(113)은 전극 리드(130)에 결합될 수 있다.Also, the
한편, 외장재(120)는 전극 조립체(110)를 수용하도록 형성된다. 외장재(120)는 예를 들면, 폴리올레핀계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계, 폴리아미드계 및 폴리이미드계 수지층과 알루미늄, 스테인리스 스틸, 티타늄 등의 금속박 층이 하나 또는 2개 이상 라미네이션된 복합 필름으로 이루어질 수 있다. 외장재(120)는 전극 조립체(110)가 수용되는 수용부(121)와, 수용부(121)를 둘러싸는 모서리 중 적어도 일부분이 서로 접합되어 형성되는 밀봉부(122)를 포함하며, 밀봉부(122)에 의해 전극 조립체(110) 및 전해액을 외부로부터 밀폐시킬 수 있다. 본 실시예에서와 같이, 밀봉부(122)는 수용부(121)에 대해 절곡되어 있을 수 있다.Meanwhile, the
전극 리드(130)는 외장재(120) 내부의 전극 조립체(110)와 연결되고 외장재(120)의 가장자리 부를 통하여 외부로 돌출된다. 전극 리드(130)는 외장재(120) 내부에 수용되는 전극 조립체(110)와의 전기적 연결을 위한 단자로 기능하며, 밀봉부(122) 형성 시 외장재(120) 사이에 개재되는 상태로 외장재(120)와 함께 접합될 수 있다. 전극 조립체(110)에 구비되는 전극탭(113)은 같은 극성끼리 서로 접합된 상태에서, 한 쌍의 전극 리드(130)와 각각 결합될 수 있다.The
도 3은 도 1에 도시한 커브드 전기화학 셀(100)을 벤딩 영역(An)과 함께 도시한 측면도이다. 이하에서는 도 3을 더 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기 화학 셀(100)의 휘어진 형상에 대해 구체적으로 설명한다.FIG. 3 is a side view illustrating the curved
본 발명의 일 실시예에서, 전극 조립체(110)를 수용한 외장재(120)는 커브드 형상을 가지는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 본 실시예의 외장재(120)는 길이 방향으로 연장되면서 곡선형으로 휘어져 있도록 형성될 수 있다. 이때, 외장재(120)의 길이 방향의 양 단부 중 일 단부에서의 곡률 반경은 반대편 타 단부에서의 곡률 반경보다 작은 값을 가질 수 있다. 또한, 본 실시예에서 전극탭(113)은 길이 방향으로 외장재(120)의 양 단부 중 타 단부를 향하는 측, 즉, 상대적으로 곡률 반경이 큰 측에 배치될 수 있다. 전극탭(113)은 전극의 타 단부에서 복수의 전극을 서로 병렬 연결하도록 접합되고, 또한, 전극 리드(130)와 접합될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)은 길이 방향의 양 단부가 서로 다른 곡률 반경을 갖도록 비대칭으로 형성됨으로써, 인체 부위에 따라 유선형 및 비대칭으로 디자인되는 웨어러블 디바이스에 적용될 수 있다. 특히, 종래 특허문헌 1과 같이 대칭적인 형상을 가지고, 나아가, 단부에서 곡률 반경이 크게 설계되는 형상의 셀이 공간을 효율적으로 활용하지 못하여 에너지 밀도를 높이지 못하였던 제약 조건에서 탈피할 수 있다.The curved
나아가, 전기화학 셀에서, 전극탭과 전극 리드의 연결 부위는 구조적으로 취약하여 파단의 가능성이 높고, 휘어지게 가공한 후에도 원래의 형상으로 복원하려는 경향이 큰 위치가 될 수 있다. 본 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)은 상대적으로 곡률 반경이 큰 단부 측에 전극탭(113)이 형성되어 전극 리드(130)와 연결되므로, 파단 등으로 인한 불량률을 감소함으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.Furthermore, in the electrochemical cell, the connection portion between the electrode tab and the electrode lead is structurally weak, and thus has a high possibility of breakage, and may be a location with a high tendency to restore its original shape even after being bent. In the curved
또한, 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀(100)은 전극 리드가 연결되지 않는 단부에서 허용될 수 있는 휘어짐 양이 증대될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀(100)은, 종래보다 휘어짐 양이 더 큰 형상(곡률 반경이 더 작은 상태)에서도 안정적인 품질이 확보될 수 있는 이점이 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀(100)은 곡률 반경이 작은 신체 부위(예를 들면, 목, 팔목 등)를 따라 휘어진 웨어러블 디바이스에도 안정적으로 장착 가능하게 된다.In addition, in the curved
이하에서는 길이 방향으로 비대칭의 곡률 반경을 안정적이고 용이하게 형성할 수 있는 커브드 형상의 구체적인 구성에 대해 설명한다Hereinafter, a detailed configuration of a curved shape capable of stably and easily forming an asymmetric radius of curvature in the longitudinal direction will be described.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)의 외장재(120)에는 복수 개의 벤딩 영역(An)이 형성될 수 있다. 여기서, n은 자연수이고, 1 이상 N-1 이하의 값을 가질 수 있다. 즉, 외장재(120)에는 N개의 벤딩 영역(An)이 길이 방향으로 나란하게 형성될 수 있다. 이때, N은 2 이상의 자연수일 수 있고, 예를 들면, 도 3에서와 같이 5개의 벤딩 영역(A1, A2, A3, A4 A5)이 형성될 수 있다.Referring to FIG. 3 , a plurality of bending regions A n may be formed in the
그리고, 본 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)은, 외장재(120)의 일 단부로부터 n번째 벤딩 영역(An)의 곡률 반경(rn)이 n+1번째 벤딩 영역(An+1)의 곡률 반경(rn+1)보다 작거나 같도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 3의 본 실시예에서와 같이, 5개의 벤딩 영역(A1, A2, A3, A4, A5)의 곡률 반경(r1, r2, r3, r4, r5)이 일 단부 측으로부터 타 단부 측으로 갈수록 순차적으로 증가되도록 형성될 수 있다.And, in the curved
이와 같이, 외장재(120)가 길이 방향으로 복수 개의 벤딩 영역(An)으로 구획되고 벤딩 영역(An) 간의 곡률 반경이 점진적으로 증대되도록 형성됨으로써, 본 실시예의 커브드 전기화학 셀(100)은 비대칭적인 커브드 형상이 부드럽게 구현될 수 있다. 따라서, 충전 및 방전시 전극층의 두께 변화에 의해 커브드 전기화학 셀(100)에 수반되는 응력을 고르게 분산시켜 줌으로써 사용기간동안 형상의 변형이 최소화될 수 있다. 나아가, 커빙을 형성하기 위해 전기화학 셀(100)에 과도한 힘을 가하지 않아도 되므로 전극 조립체(110, 210)의 취약부가 손상될 염려가 없어 안정적이고 균일한 품질의 확보가 가능하다.In this way, the
또한, 본 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)은, 벤딩 영역(An)의 순차적인 곡률 반경 증가와 함께 벤딩 영역(An)의 길이(Ln)가 순차적으로 증가되도록 형성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시한 것과 같이, 본 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)은, 외장재(120)의 일 단부를 기준으로, 일 단부로부터 n+1번째 벤딩 영역(An+1)의 길이(Ln + 1)가 일 단부로부터 n번째 벤딩 영역(An)의 길이(Ln)보다 크거나 같도록 형성될 수 있다(n은 자연수이고, 1≤n≤N-1).In addition, the curved
나아가, 본 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)에서, 외장재(120)의 일 단부를 기준으로 n+1번째 벤딩 영역(An+1)의 곡률 반경(rn+1)에 대한 일 단부로부터 n+2번째 벤딩 영역(An+2)의 곡률 반경(rn+2)의 비(rn+2/rn+1)는, n번째 벤딩 영역(An)의 곡률 반경(rn)에 대한 일 단부로부터 n+1번째 벤딩 영역(An+1)의 곡률 반경(rn+1)의 비(rn+1/rn)보다 크거나 같도록 형성될 수 있다. 즉, 일 단부로부터 타 단부로 갈수록, 벤딩 영역(An)의 곡률 반경의 증가비가 커질 수 있다. 이때, 벤딩 영역(An)의 개수는 3 이상일 수 있다.Furthermore, in the curved
이상에서와 같이, 벤딩 영역(An)의 길이가 증가되거나, 벤딩 영역(An)의 곡률 반경의 증가 비율이 증가되는 구성에 의해, 본 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)은 길이 방향으로의 점진적인 곡률 반경의 변화가 구현될 수 있다. 이에 의해, 본 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)은 길이 방향으로의 양 단부 사이의 특정 지점에 충전 및 방전으로 수반되는 전기화학 셀(100)의 두께 변화로 인해 발생하는 응력이 국부적인 영역에 집중되는 것을 방지할 수 있다.As described above, by the configuration in which the length of the bending region A n is increased or the increase rate of the radius of curvature of the bending region A n is increased, the curved
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(200)의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(300)의 사시도이다. 또한, 도 6은 도 4 및 5에 도시한 커브드 전기화학 셀(200, 300)을 구성하는 전극 조립체를 보인 도면이며, 도 7은 도 6에 도시된 전극 조립체(210)를 분해하여 보인 도면이다. 이하에서는 도 4 내지 7을 참조하여 전극탭의 구성을 달리한 본 발명의 다른 실시예 및 또 다른 실시예에 대하여 설명한다.4 is a perspective view of a curved
먼저 도 6 및 7을 참조하면, 본 실시예들에 따른 커브드 전기화학 셀(200, 300)의 전극탭은 병렬 연결탭(213) 및 리드 연결탭(214)을 포함할 수 있다. 병렬 연결탭(213)은 복수 개의 전극(211a, 211b)을 서로 연결하도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 병렬 연결탭(213)은 각 전극의 단부에서 돌출되어, 복수 개의 병렬 연결탭(213)이 서로 겹쳐져 접합될 수 있다. 이때, 제1 전극판(211a)에 형성되는 제1 전극탭(213a)들이 서로 결합되고, 제2 전극판(211b)에 형성되는 제2 전극탭(213b)들이 서로 결합될 수 있다.First, referring to FIGS. 6 and 7 , the electrode tabs of the curved
리드 연결탭(214)은 전극 리드(230)에 결합되도록 복수 개의 전극 중 적어도 하나의 단부에서 돌출될 수 있다. 본 실시예들에서 리드 연결탭(214)은 복수 개의 전극 중 최외곽에 배치되는 양극과 음극의 전극판 한 쌍으로부터 돌출되도록 형성될 수 있다. 최외곽의 제1 전극판에 제1 리드탭(214a), 최외곽의 제2 전극판에 제2 리드탭(214b)이 각각 배치될 수 있다. 한편, 이온전도성 전자절연층(212)은 도 7에 보인 것과 같이 다공성 필름 형태로 준비되어, 일 면과 그 반대쪽 면에 각각 제1 전극판(211a) 및 제2 전극판(211b)이 접하도록 지그재그로 연장되게 배치할 수 있다.The
도 4를 더 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에서는 외장재(220)의 일 단부에 전극 리드(230)가 배치되며, 따라서, 전극 조립체(210)의 리드 연결탭(214)은 외장재(220)의 일 단부를 향하는 측에 배치될 수 있다. 즉, 리드 연결탭(214)이 곡률 반경이 상대적으로 작은 일 단부 측에 형성될 수 있고, 병렬 연결탭(213)은 곡률 반경이 상대적으로 큰 타 단부 측에 형성될 수 있다. 또는, 도 5를 더 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 리드 연결탭(214)이 외장재(320)의 타 단부를 향하는 측에 배치되어 전극 리드(330)와 연결되고, 외장재(320)의 일 단부를 향하는 측에 병렬 연결탭(213)이 배치될 수 있다.4 , in another embodiment of the present invention, the
본 발명의 다른 실시예 및 또 다른 실시예에 의하면, 전극탭이 길이 방향으로 전극의 양 단부에 나뉘어 배치되는 병렬 연결탭(213) 및 리드 연결탭(214)을 구비함으로써, 커빙시 가해지는 외력을 분산시켜 응력이 집중되는 것이 완화할 수 있다. 이로 인해 본 발명에 따르면, 곡률 반경이 종래의 기술보다 더 작게 형성되는 커브드 전기화학 셀(200, 300)을 제작할 수 있게 된다.According to another embodiment and another embodiment of the present invention, since the electrode tab is provided with the
나아가, 도 4의 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 전극 리드(230)가 연결되는 측의 곡률 반경이 더 작게(휘어짐이 크게) 형성될 수 있다. 즉, 앞선 일 실시예에서 구조적으로 취약한 부위가 되는 전극탭(113)을 곡률 반경이 큰 단부에 배치한 것과 비교하여, 본 발명의 다른 실시예에서는 곡률 반경이 작은 단부에 전극 리드(230)가 배치되는 설계가 가능하다. 이에 따라, 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀(200)은 웨어러블 디바이스의 구동회로와의 연결부 설계 시 제약 조건이 제거될 수 있고, 더 나아가 웨어러블 디바이스의 경량화 및 구조적 단순화에 기여할 수 있다.Furthermore, according to another embodiment of the present invention of FIG. 4 , the radius of curvature of the side to which the
이상에서 설명한 것과 같이 휘어진 형상에 대한 제약 조건이 완화되는 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀은, 길이 방향과 폭 방향으로의 거리 비가 3:1 내지 20:1일 수 있고, 최소 곡률 반경이 100 mm 이하가 되도록 휘어진 형상으로 제작할 수 있다.In the curved electrochemical cell according to the present invention in which the constraint on the curved shape is relaxed as described above, the distance ratio in the length direction to the width direction may be 3:1 to 20:1, and the minimum radius of curvature is 100 It can be manufactured in a curved shape so that it may be less than or equal to mm.
한편, 도 8은 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀(100, 200, 300)이 웨어러블 디바이스 내부 곡면에 장착되는 예시들을 보인 도면이다. 도 8의 (b)와 같은 배치는, 웨어러블 디바이스 자체의 디자인(곡률 반경)을 고려하여, 본 발명의 일 실시예(도 1) 및 또 다른 실시예(도 5)의 커브드 전기화학 셀(100, 300)에 의해 구현될 수 있다.Meanwhile, FIG. 8 is a view showing examples in which the curved
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예(도 4)의 커브드 전기화학 셀(200)에 의하면, 곡률 반경이 작은 단부에 전극 리드(230)가 배치될 수 있으므로, 도 8의 (a)와 같이 메인 회로 모듈이 설치되는 위치와 웨어러블 디바이스의 전체적인 곡률 반경을 모두 고려한 설계가 가능하다. 나아가, 도 8의 (c) 및 (d)에 도시한 것과 같이, 웨어러블 디바이스 내의 다양한 위치, 방향 및 곡률 반경에 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀(200)이 적용될 수 있다.In addition, according to the curved
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 제조 방법을 도시한 순서도이고, 도 10은 도 9에 도시한 외장재를 휘어진 형상으로 성형하는 공정을 구체적으로 도시한 도면이다. 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 제조 방법을 도시한 순서도이다. 또한, 도 12는 도 11에 도시한 전기화학 셀을 휘어진 형상으로 성형하는 공정을 구체적으로 도시한 도면이다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 제조 방법에 대하여 설명한다.9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a curved electrochemical cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram specifically illustrating a process of forming the exterior material shown in FIG. 9 into a curved shape. 11 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a curved electrochemical cell according to another embodiment of the present invention. In addition, FIG. 12 is a view specifically illustrating a process of forming the electrochemical cell shown in FIG. 11 into a curved shape. Hereinafter, a method for manufacturing a curved electrochemical cell according to an embodiment and another embodiment of the present invention will be described.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 제조 방법은, 전극 조립체를 제조하는 단계(S310)와, 외장재에 수용부 및 휘어진 형상을 성형하는 단계(S320)와, 수용부에 전극 조립체를 수용하고 외장재를 봉하는 단계(S330)를 포함한다.Referring to FIG. 9 , the method for manufacturing a curved electrochemical cell according to an embodiment of the present invention includes manufacturing an electrode assembly ( S310 ), forming a receiving part and a curved shape in an exterior material ( S320 ), and , accommodating the electrode assembly in the receiving portion and sealing the exterior material (S330).
전극 조립체를 제조하는 단계(S310)에서는 복수 개의 전극이 적층되어 전극 조립체(110, 210)가 제조된다. 제1 전극판(111a, 211a)과 제2 전극판(111b, 211b)이 교대로 적층될 수 있고, 사이사이에 이온전도성 전자절연층(212)이 배치될 수 있다.In the step of manufacturing the electrode assembly ( S310 ), a plurality of electrodes are stacked to manufacture the
이때, 음극인 제1 전극판과 양극인 제2 전극판의 상대적인 크기는 이후의 공정에서 휘어지게 성형되는 형상을 고려하여 설계될 수 있다. 구체적으로, 흑연을 음극활물질로 사용하는 리튬이온 셀이 휘어진 형상이 되었을 때, 전극 조립체 가장자리에서 양극활물질 코팅층이 노출되게 되면 충전 중 리튬 석출이 발생하면서 성능 및 안전성에 문제가 발생하는데, 이를 미리 고려하여 전극판의 크기를 설계할 수 있다.In this case, the relative sizes of the first electrode plate serving as the negative electrode and the second electrode plate serving as the positive electrode may be designed in consideration of a shape to be bent in a subsequent process. Specifically, when a lithium ion cell using graphite as an anode active material has a curved shape, if the cathode active material coating layer is exposed at the edge of the electrode assembly, lithium precipitation occurs during charging, causing problems in performance and safety. Thus, the size of the electrode plate can be designed.
외장재에 수용부 및 휘어진 형상을 성형하는 단계(S320)에서는, 전극 조립체를 수용하는 컵 형상의 수용부(121)가 함께 형성될 수 있으며, 펀치와 다이 및 지지부로 구성된 금형틀을 이용하여 외장재(120, 220, 320)를 컵 형상의 수용부를 지닌 휘어진 형상으로 성형할 수 있다. 외장재는 길이 방향과 폭 방향이 형성하는 평면으로부터 이격되어 있는 중심선 또는 중심축을 기준으로 곡률 반경을 가지도록 휘어질 수 있다. 외장재의 휘어진 형상으로 성형을 위하여, 기설정된 곡률로 제작된 펀치와 다이 사이에 외장재를 넣고 외장재의 가장자리 부를 고정시킨다. 이 상태에서 펀치로 외장재를 눌러주면 펀치와 다이 사이의 경계에서 외장재가 인장되면서 형상 변형이 시작될 수 있다. 이후, 펀치의 형상에 따라 외장재의 변형이 발생하게 되고 다이 내부에 장착한 지지금형이 펀치의 하강에 제동을 걸면서 펀치 형상에 따른 외장재의 휘어짐이 형성될 수 있게 된다. 이때, 펀치, 다이 및 지지금형은 기설정된 온도로 가열된 상태에서 상기의 외장재 성형 공정이 수행될 수도 있다. 예를 들면, 셀의 두께를 고려하여 외장재에 1 ~ 10 kgf/cm2의 압력, 펀치, 다이 및 지지금형에 30 ~ 120℃의 온도를 가한 조건에서 성형 공정이 진행될 수 있다.In the step (S320) of forming the accommodating part and the curved shape in the exterior material, the cup-shaped
또한, 수용부에 형성될 수 있는 패턴(예를 들면, 요철 패턴, 주름 패턴 등)도 상기 성형 공정에서 함께 형성될 수 있다. 이를 위하여, 프레임에는 수용부와 패턴에 대응되는 형상이 마련되며, 커브드 형상과 각종 패턴 형상이 한번의 가압에 형성될 수 있다.In addition, a pattern (eg, a concave-convex pattern, a wrinkle pattern, etc.) that can be formed in the accommodating part may also be formed in the forming process. To this end, the frame is provided with a shape corresponding to the accommodating part and the pattern, and a curved shape and various pattern shapes can be formed by one press.
도 10을 참조하면, 외장재에 수용부 및 휘어진 형상을 성형하는 단계(S320)는, 외장재의 적어도 일 단부를 지지하여 고정시키는 고정 단계(S321)와, 외장재를 곡면의 프레임에 의해 가압하여 휘어진 형상을 성형하는 커빙 단계(S322)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10 , the step (S320) of forming the receiving part and the curved shape in the exterior material includes a fixing step (S321) of supporting and fixing at least one end of the exterior material, and pressing the exterior material by a curved frame to form a curved shape. It may include a curving step (S322) of forming the.
고정 단계(S321)에서는 제1 홀더 또는 다이(321')에 놓여진 외장재(120)의 적어도 일 단부가 제1 가압부 또는 펀치(321)에 의해 지지되어, 외장재(120)의 위치가 고정될 수 있다. 그리고, 커빙 단계(S322)에서는 곡면의 프레임(제2 홀더 또는 다이(322') 및 제2 가압부 또는 펀치(322))에 의해, 외장재가 가압되어 휘어진 형상으로 성형될 수 있다.In the fixing step ( S321 ), at least one end of the
수용부에 전극 조립체를 수용하고 외장재를 봉하는 단계(S330)에서는, 전극 조립체가 휘어진 형상으로 성형된 외장재 내부에 수용되어 외장재가 밀봉된다. 구체적으로, 전극 조립체(110, 210)를 수용한 휘어진 형상을 갖는 외장재가 감압 밀봉될 수 있다. 전극 조립체는 휘어진 형상의 외장재에 수용되면서, 외장재의 형상에 맞추어 벤딩될 수 있다. 외장재는 외장재의 모서리를 따라 형성되는 밀봉부(122)의 접합에 의해 밀봉될 수 있다. 특히, 실링부의 접합을 위해, 성형하고자 하는 커브드 형상을 가지는 프레임에 의해 실링부가 가압 및 접합됨으로써, 실링부가 자연스럽게 커브드 형상으로 접합될 수 있다.In the step (S330) of accommodating the electrode assembly in the receiving part and sealing the casing, the electrode assembly is accommodated in the curved casing and the casing is sealed. Specifically, the packaging material having a curved shape accommodating the
이상의 외장재에 수용부 및 휘어진 형상을 성형하는 단계(S320)와 수용부에 전극 조립체를 수용하고 외장재를 봉하는 단계(S330)에서, 외장재를 길이 방향으로 양 단부 중 일 단부에서의 곡률 반경이 일 단부의 반대편에 위치하는 타 단부의 곡률 반경보다 작은 값을 갖도록 성형 및 봉하게 된다. 이에 따라, 길이 방향으로 비대칭의 커브드 형상이 성형될 수 있다.In the step (S320) of forming the receiving part and the curved shape in the above casing and the step (S330) of accommodating the electrode assembly in the receiving part and sealing the casing (S330), the radius of curvature at one end of both ends of the casing in the longitudinal direction is one It is molded and sealed to have a value smaller than the radius of curvature of the other end located opposite to the end. Accordingly, an asymmetrical curved shape in the longitudinal direction may be formed.
본 실시예의 커브드 전기화학 셀의 제조 방법에 의하면, 전극 조립체를 수용하기 전에 외장재의 형상이 휘어진 형상으로 성형되고, 나아가, 전극 조립체를 수용한 외장재가 휘어진 형상으로 감압 환경하에서 밀봉될 수 있다. 이에 따르면, 조립 및 밀봉 완료 후 셀을 가압하는 종래 방식과 달리, 성형이 완료된 커브드 전기화학 셀의 외관에 주름이 남는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의해 제조되는 커브드 전기화학 셀은 웨어러블 디바이스 등의 협소한 공간에 자유롭게 장착되는 용이점이 있다. 또한, 전극 조립체의 조립 및 전해액의 주입 후 셀을 가압하는 종래 과정에서, 물리적인 힘에 의해 셀에 불량이 발생하는 것을 예방할 수 있다.According to the manufacturing method of the curved electrochemical cell of this embodiment, the shape of the casing material is formed into a curved shape before accommodating the electrode assembly, and further, the casing material accommodating the electrode assembly can be sealed in a curved shape under a reduced pressure environment. According to this, unlike the conventional method of pressing the cell after completing assembly and sealing, it is possible to prevent wrinkles from remaining on the appearance of the finished curved electrochemical cell. Accordingly, the curved electrochemical cell manufactured according to the present embodiment has the advantage of being freely mounted in a narrow space such as a wearable device. In addition, in the conventional process of pressurizing the cell after assembling the electrode assembly and injecting the electrolyte, it is possible to prevent a defect from occurring in the cell due to a physical force.
한편, 본 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 제조 방법은, 휘어진 형상을 추가 성형하는 단계(S340)를 더 포함할 수 있다. 앞선 단계에서, 휘어진 형상으로 성형된 외장재에 전극 조립체가 수용된 전기화학 셀은 감압 밀봉될 수 있다. 그리고, 휘어진 형상을 추가 성형하는 단계에서, 감압 밀봉된 전기화학 셀을 가압하여 더 휘어진 형상을 성형할 수 있다. 이때, 기설정된 압력 및 온도 조건에서 가압이 이루어질 수 있고, 예를 들면, 셀의 두께를 고려하여 1 ~ 10 kgf/cm2의 압력, 30 ~ 120℃의 온도 조건에서 휘어진 형상의 프레임에 의해 가압 공정이 진행될 수 있다. 본 실시예의 휘어진 형상을 추가 성형하는 단계(S340)는, 후술하는 다른 실시예의 휘어진 형상을 성형하는 단계(S430)와 동일한 공정으로 진행될 수 있다.Meanwhile, the method of manufacturing the curved electrochemical cell according to the present embodiment may further include the step of further molding the curved shape ( S340 ). In the preceding step, the electrochemical cell in which the electrode assembly is accommodated in the curved packaging material may be pressure-sealed. And, in the step of further molding the curved shape, the pressure-sealed electrochemical cell may be pressed to form a more curved shape. At this time, pressurization may be made under preset pressure and temperature conditions, for example, in consideration of the cell thickness, pressurized by a curved frame at a pressure of 1 to 10 kgf/cm 2 and a temperature of 30 to 120° C. The process may proceed. The step (S340) of additionally forming the curved shape of the present embodiment may be performed in the same process as the step (S430) of forming the curved shape of another embodiment to be described later.
휘어진 형상을 추가 성형하는 단계(S340)가 부가됨으로써, 커브드 전기화학 셀의 성형이 단계적으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 곡률 반경이 상대적으로 작게 형성되는 부위에 대해서는, 전극 조립체 수용 전 외장재를 휘어진 형상으로 성형하는 단계에 의해 미리 외장재의 커브드 형상을 확보할 수 있다. 그리고, 곡률 반경이 상대적으로 크게 형성되는 부위는 밀봉된 전기화학 셀을 휘어진 형상으로 성형하는 단계에 의해 커브드 형상이 성형될 수 있다. 이러한 단계적인 성형 과정에 의해, 제조 과정에서 전기화학 셀에 가해지는 힘과 온도 등에 의한 불량 발생이 억제될 수 있다.By adding the step ( S340 ) of additionally forming the curved shape, the forming of the curved electrochemical cell may be performed step by step. For example, for a portion where the radius of curvature is formed to be relatively small, the curved shape of the exterior material may be secured in advance by forming the exterior material into a curved shape before receiving the electrode assembly. In addition, a portion having a relatively large radius of curvature may be formed into a curved shape by forming the sealed electrochemical cell into a curved shape. By such a step-by-step molding process, the occurrence of defects due to force and temperature applied to the electrochemical cell during the manufacturing process may be suppressed.
다른 한편으로, 도 11 및 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 제조 방법은, 전극 조립체를 제조하는 단계(S410)와, 외장재에 전극 조립체를 수용하여 봉하는 단계(S420)와, 밀봉된 전기화학 셀을 가압하여 휘어진 형상을 성형하는 단계(S430)를 포함한다.On the other hand, referring to FIGS. 11 and 12 , the method for manufacturing a curved electrochemical cell according to another embodiment of the present invention includes manufacturing an electrode assembly ( S410 ), and sealing the electrode assembly by accommodating the electrode assembly in a casing. It includes a step (S420) and a step (S430) of forming a curved shape by pressing the sealed electrochemical cell.
본 발명의 다른 실시예에서, 전극을 적층하여 전극 조립체를 제조하는 단계(S410)는 앞선 일 실시예와 같이 수행될 수 있다. 그리고, 조립된 전극 조립체는 수용부가 형성되어 있는 외장재에 수용되고, 전극 조립체와 연결되는 전극 리드의 일부가 외부로 노출되도록 외장재가 밀봉될 수 있다(S420).In another embodiment of the present invention, the step ( S410 ) of manufacturing an electrode assembly by stacking electrodes may be performed as in the previous embodiment. Then, the assembled electrode assembly may be accommodated in the housing in which the receiving portion is formed, and the housing may be sealed so that a portion of the electrode lead connected to the electrode assembly is exposed to the outside ( S420 ).
아울러, 전극 조립체를 수용한 상태로 봉해진 전기화학 셀은 가압에 의해 휘어진 형상으로 성형될 수 있다(S430). 이때, 외장재의 커브드 형상은, 길이 방향 양 단부 중 일 단부에서의 곡률 반경이 상기 일 단부의 반대편에 위치하는 타 단부의 곡률 반경보다 작은 값을 가질 수 있다. 밀봉된 전기화학 셀을 휘어진 형상으로 성형하기 위하여, 셀의 두께를 고려하여 1 ~ 10 kgf/cm2의 압력, 30 ~ 120℃의 온도 조건에서 휘어진 형상의 프레임에 의해 가압이 이루어질 수 있다.In addition, the electrochemical cell sealed in the state in which the electrode assembly is accommodated may be formed into a curved shape by pressure (S430). In this case, the curved shape of the exterior material may have a radius of curvature at one end of both ends in the longitudinal direction is smaller than a radius of curvature at the other end positioned opposite to the one end. In order to mold the sealed electrochemical cell into a curved shape, pressing may be performed by a curved frame under a pressure of 1 to 10 kgf/cm 2 and a temperature of 30 to 120° C. in consideration of the thickness of the cell.
본 실시예에서, 전기화학 셀의 휘어진 형상을 성형하는 단계(S430)는, 고정 단계(S431) 및 커빙 단계(S432)를 포함할 수 있다. 고정 단계(S431)에서는 외장재의 적어도 일 단부가 지지되어 고정될 수 있다. 도 12를 참조하면, 고정 단계(S431)에서는 상대적으로 내구성이 취약할 수 있는 전극탭과 전극 리드의 결합부, 또는 곡률 반경이 작은 외장재의 일 단부가 제1 가압부(431)에 의해 두께 방향으로 양 면이 지지될 수 있다. 곡률 반경이 큰 타 단부에 전극 리드가 결합되는 경우에는 곡률 반경의 크기와 커브드 전기화학 셀의 전체 두께 등을 고려하여, 더 취약한 부분을 지지할 수 있다. 또는, 제1 가압부(431)는 기설정된 곡률 반경을 가져 외장재의 일 단부를 커브드 형상으로 지지 및 고정할 수 있다.In this embodiment, forming the curved shape of the electrochemical cell (S430) may include a fixing step (S431) and a curving step (S432). In the fixing step ( S431 ), at least one end of the exterior material may be supported and fixed. Referring to FIG. 12 , in the fixing step ( S431 ), the coupling part of the electrode tab and the electrode lead, which may have relatively weak durability, or one end of the exterior material having a small radius of curvature is moved in the thickness direction by the first
커빙 단계(S432)에서는 곡면의 프레임에 의해 가압되면서 전기화학 셀이 휘어진 형상으로 성형될 수 있다. 도 12를 참조하면, 커빙 단계(S432)에서는 고정 단계(S431)에서 지지되는 부분 이외의 나머지 부분이 제2 가압부(432)에 의해 가압될 수 있다. 제2 가압부(432)에 의해 가압 및 성형되는 부위는, 상대적으로 곡률 반경이 큰 전기화학 셀의 타 단부를 포함하는 부위일 수 있다. 도 13은 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀 및 그 제조 방법의 실시예들의 셀 형상 및 테스트 결과를 보인 표이다. 도 13을 참조하여, 앞서 설명한 본 발명에 따른 커브드 전기화학 셀과 커브드 전기화학 셀의 제조 방법에 따른 다양한 실시예들의 형상 및 테스트 결과에 대해 설명한다.In the curving step ( S432 ), the electrochemical cell may be formed into a curved shape while being pressed by the curved frame. Referring to FIG. 12 , in the curving step S432 , the remaining portion other than the portion supported in the fixing step S431 may be pressed by the second
도 13은 길이 120 mm, 폭 14 mm, 두께 3 mm의 규격을 가지는 전기화학 셀을 기준으로 한 셀 형상 및 테스트 결과이다. 또한, 도 13의 Ref. 1 내지 Ref. 3은 조립이 완료된 셀을 가압하여 커브드 형상을 성형한 종래 제조 방법에 의한 비교예들이다. 벤딩 영역을 세 개로 나누어 곡률 반경 및 길이를 표와 같이 설계하였다.13 is a cell shape and test results based on an electrochemical cell having a standard of 120 mm in length, 14 mm in width, and 3 mm in thickness. Also, Ref. 1 to Ref. 3 is a comparative example of a conventional manufacturing method in which a curved shape is formed by pressing an assembled cell. The bending area was divided into three and the radius of curvature and length were designed as shown in the table.
도 13의 Case 1 내지 Case 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)에 해당하며, Case 5 내지 Case 8은 본 발명의 다른 실시예 또는 또 다른 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(200, 300)에 해당한다. 구체적으로, Case 5, Case 6 및 Case 8이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(300)이며, Case 7이 본 발명의 다른 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(200)이다(Case 6과 비교를 위해 벤딩 영역을 역순으로 나타냄).
또한, Case 1 내지 Case 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 제조 방법에 의한 것으로, 외장재를 휘어진 형상으로 성형한 뒤에 전극 조립체를 수용하고 휘어진 형상으로 밀봉한 것이다. 나아가, Case 4 및 Case 8은 밀봉 후 외장재를 한 차례 더 가압하여 휘어진 형상으로 성형한 경우이다.In addition,
먼저, 조립 및 밀봉이 완료된 셀을 가압하여 커브드 형상을 성형(커빙)한 비교예들을 참조하면, 통상의 출하조건인 SoC(Stand of Charge) 30%인 상태에서 커빙을 실시하였을 때, 모든 비교예에서 커빙 후 전압이 정상적으로 나오지 않는 것을 확인할 수 있다. 이는, 전극탭 또는 전극탭과 전극 리드의 결합 부분이 파단됨에 따른 것으로 확인되었다. 또한, 커빙 후에 불량이 발생된 셀이 다수 존재하고, 외장재 주름이 허용 기준 이상으로 크게 나타난 것을 확인할 수 있다.First, referring to comparative examples in which a curved shape was formed (cured) by pressing a cell that has been assembled and sealed, all comparisons In the example, it can be seen that the voltage does not come out normally after curving. This was confirmed to be due to the electrode tab or the coupling portion of the electrode tab and the electrode lead was broken. In addition, it can be seen that there are a number of cells in which defects are generated after curving, and the wrinkle of the exterior material is larger than the allowable standard.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀의 제조 방법에 의해 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 전기화학 셀(100)인 Case 1 내지 Case 4를 참조하면, 커빙 및 제조를 완료한 커브드 전기화학 셀의 외관 주름 상태가 양호하고 불량이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있다. 특히, Case 4를 참조하면, 커빙 후에도 전압이 정상적으로 유지되고 있는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, referring to
나아가, 전극탭이 병렬 연결탭과 리드 연결탭으로 외장재의 양 단부에 분배되는 커브드 전기화학 셀(200, 300)인 Case 5 내지 Case 8을 참조하면, 마찬가지로 외관 상태가 양호하고 불량이 발생하지 않은 것을 확인할 수 있다. 특히, Case 5 내지 Case 8을 참조하면, Case 1 내지 Case 4에 비해 곡률 반경을 더 작게, 외장재의 양 단부 곡률 반경의 차이가 더 크게 성형하는 것이 가능함을 확인할 수 있다.Furthermore, referring to
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and likewise components described as distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
A1, A2, A3, A4, A5: 벤딩 영역
100, 200, 300: 전기화학 셀
110, 210: 전극 조립체
111a, 211a: 제1 전극판
111b, 211b: 제2 전극판
113: 전극탭
113a, 213a: 제1 전극탭
113b, 213b: 제2 전극탭
120, 220, 320: 외장재
121: 수용부
122: 밀봉부
130, 230, 330: 전극 리드
212: 이온전도성 전자절연층
213: 병렬 연결탭
214: 리드 연결탭
214a: 제1 리드탭
214b: 제2 리드탭A 1 , A 2 , A 3 , A 4 , A 5 : bending area
100, 200, 300: electrochemical cell
110, 210: electrode assembly
111a, 211a: first electrode plate
111b, 211b: second electrode plate
113: electrode tab
113a, 213a: first electrode tab
113b, 213b: second electrode tab
120, 220, 320: exterior material
121: receptacle
122: sealing part
130, 230, 330: electrode lead
212: ion conductive electronic insulating layer
213: parallel connection tap
214: lead connection tab
214a: first lead tab
214b: second lead tab
Claims (11)
복수 개의 전극과, 상기 전극에 형성되는 전극탭을 구비하는 전극 조립체;
상기 전극 조립체를 수용하도록 형성되는 외장재; 및
상기 전극탭과 연결되고 상기 외장재의 외부로 노출되는 전극 리드를 포함하며,
상기 외장재는 길이 방향으로 양 단부 중 일 단부에서의 곡률 반경이 상기 일 단부의 반대편에 위치하는 타 단부의 곡률 반경보다 작은 값을 갖도록 휘어져 있는 것을 특징으로 하고,
상기 외장재에는 상기 길이 방향으로 나란하게 배치되는 N개의 벤딩 영역이 형성되고(N은 2 이상의 자연수),
상기 N개의 벤딩 영역은 상기 일 단부측에 위치한 벤딩 영역으로부터 상기 타 단부측에 위치한 벤딩 영역으로 갈수록 점진적으로 곡률 반경 및 길이가 증가되도록 형성되고,
상기 커브드 전기화학 셀은 상기 외장재의 일 단부를 제1 가압부에 의해 가압하여 고정시키고, 상기 외장재를 곡면을 갖는 제2 가압부에 의해 가압하여 휘어진 형상이 성형되는 것을 특징으로 하는 커브드 전기화학 셀.
A curved electrochemical cell comprising:
an electrode assembly including a plurality of electrodes and electrode tabs formed on the electrodes;
a casing formed to accommodate the electrode assembly; and
and an electrode lead connected to the electrode tab and exposed to the outside of the exterior material,
The exterior material is characterized in that it is bent so that the radius of curvature at one end of both ends in the longitudinal direction is smaller than the radius of curvature of the other end located opposite to the one end,
N bending regions arranged in parallel in the longitudinal direction are formed on the exterior material (N is a natural number equal to or greater than 2),
The N bending areas are formed such that the radius of curvature and the length gradually increase from the bending area located at the one end side to the bending area located at the other end side,
The curved electrochemical cell is a curved electrochemical cell, characterized in that by pressing and fixing one end of the exterior material by a first pressing part, and pressing the exterior material by a second pressing part having a curved surface to form a curved shape. chemical cell.
상기 전극탭은 상기 외장재의 상기 타 단부를 향하는 측에 상기 복수 개의 전극을 서로 연결하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 커브드 전기화학 셀.
According to claim 1,
The electrode tab is a curved electrochemical cell, characterized in that formed to connect the plurality of electrodes to each other on the side facing the other end of the casing.
상기 일 단부로부터 n번째 벤딩 영역의 곡률 반경(rn)은 상기 일 단부로부터 n+1번째 벤딩 영역의 곡률 반경(rn+1)보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 커브드 전기화학 셀(n은 자연수이고, 1≤n≤N-1).
According to claim 1,
The radius of curvature (r n ) of the n-th bending region from the one end is less than or equal to the radius of curvature (r n+1 ) of the n+1-th bending region from the one end (n) is a natural number, 1≤n≤N-1).
상기 일 단부로부터 상기 타 단부로 향하는 방향으로, 상기 n+1번째 벤딩 영역의 길이는 상기 n번째 벤딩 영역의 길이보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 커브드 전기화학 셀.
4. The method of claim 3,
A curved electrochemical cell, characterized in that in a direction from the one end to the other end, the length of the n+1-th bending region is greater than or equal to the length of the n-th bending region.
상기 N은 3 이상의 자연수이고,
상기 n+1번째 벤딩 영역의 곡률 반경(rn+1)에 대한 n+2번째 벤딩 영역의 곡률 반경(rn+2)의 비는, 상기 n번째 벤딩 영역의 곡률 반경(rn)에 대한 상기 일 단부로부터 n+1번째 벤딩 영역의 곡률 반경(rn+1)의 비보다 크거나 같은 것을 특징으로 하는 커브드 전기화학 셀.
4. The method of claim 3,
Wherein N is a natural number of 3 or more,
The ratio of the radius of curvature (r n+2 ) of the n+2th bending region to the radius of curvature (r n+1 ) of the n+1th bending region is the radius of curvature (r n ) of the nth bending region A curved electrochemical cell, characterized in that it is greater than or equal to the ratio of the radius of curvature (r n+1 ) of the n+1-th bending region from the one end.
상기 전극탭은,
상기 복수 개의 전극을 서로 연결하도록 형성되는 병렬 연결탭; 및
상기 복수 개의 전극 중 적어도 하나에 형성되어 상기 전극 리드에 결합되는 리드 연결탭을 구비하고,
상기 외장재의 상기 일 단부 및 타 단부 중에서, 어느 하나를 향하는 측에 상기 병렬 연결탭이 형성되고, 다른 하나를 향하는 측에 상기 리드 연결탭이 형성되는 것을 특징으로 하는 커브드 전기화학 셀.
According to claim 1,
The electrode tab is
a parallel connection tab formed to connect the plurality of electrodes to each other; and
and a lead connection tab formed on at least one of the plurality of electrodes and coupled to the electrode lead;
A curved electrochemical cell, characterized in that the parallel connection tab is formed on a side facing one of the one end and the other end of the casing, and the lead connection tab is formed on a side facing the other.
복수 개의 전극을 적층하여 전극 조립체를 제조하는 단계;
외장재에 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부 및 휘어진 형상을 성형하는 단계; 및
상기 휘어진 형상으로 성형된 외장재의 상기 수용부에 상기 전극 조립체를 수용하고 상기 외장재를 봉하는 단계를 포함하며,
상기 수용부 및 휘어진 형상을 성형하는 단계와 상기 외장재를 봉하는 단계에서는, 상기 외장재를 길이 방향으로 양 단부 중 일 단부에서의 곡률 반경이 상기 일 단부의 반대편에 위치하는 타 단부의 곡률 반경보다 작은 값을 갖도록 성형 및 봉하는 것을 특징으로 하고,
상기 외장재에 상기 길이 방향으로 나란하게 배치되는 N개의 벤딩 영역을 형성하는 단계를 더 포함하고(N은 2 이상의 자연수),
상기 N개의 벤딩 영역을 형성하는 단계에서는, 상기 일 단부측에 위치한 벤딩 영역으로부터 상기 타 단부측에 위치한 벤딩 영역으로 갈수록 점진적으로 곡률 반경 및 길이가 증가되도록 형성하는 것을 특징으로 하고,
상기 외장재의 일 단부를 제1 가압부에 의해 가압하여 고정시키는 단계; 및
상기 외장재를 곡면을 갖는 제2 가압부에 의해 가압하여 휘어진 형상을 성형하는 단계를 더 포함하는 커브드 전기화학 셀의 제조 방법.
A method for manufacturing a curved electrochemical cell, comprising:
manufacturing an electrode assembly by stacking a plurality of electrodes;
forming a accommodating part for accommodating the electrode assembly and a curved shape in a case; and
accommodating the electrode assembly in the receiving portion of the packaging material molded into the curved shape and sealing the exterior material,
In the step of forming the accommodating part and the curved shape and sealing the exterior material, the radius of curvature at one end of both ends of the exterior material in the longitudinal direction is smaller than the radius of curvature of the other end located opposite to the one end. Characterized in molding and sealing to have a value,
Further comprising the step of forming N bending regions arranged in parallel in the longitudinal direction on the exterior material (N is a natural number equal to or greater than 2),
In the step of forming the N bending regions, it is characterized in that the curvature radius and length are gradually increased from the bending region located at the one end side to the bending region located at the other end side,
pressing and fixing one end of the exterior material by a first pressing unit; and
The method of manufacturing a curved electrochemical cell further comprising the step of pressing the exterior material by a second pressing unit having a curved surface to form a curved shape.
상기 휘어진 형상으로 성형된 외장재에 전극 조립체가 수용되어 봉해진 전기화학 셀을 가압하여 휘어진 형상을 추가 성형하는 단계를 더 포함하는 커브드 전기화학 셀의 제조 방법.
9. The method of claim 8,
The method of manufacturing a curved electrochemical cell further comprising the step of further molding the curved shape by pressing the electrochemical cell in which the electrode assembly is accommodated and sealed in the curved shape of the exterior material.
복수 개의 전극을 적층하여 전극 조립체를 제조하는 단계;
외장재에 상기 전극 조립체를 수용하고, 상기 전극 조립체와 연결되는 전극 리드의 일부가 상기 외장재의 외부로 노출되도록 상기 외장재를 봉하는 단계; 및
상기 전극 조립체를 수용한 상태로 봉해진 전기화학 셀을 가압하여 휘어진 형상을 성형하는 단계를 포함하며,
상기 휘어진 형상으로 성형하는 단계에서는, 상기 외장재를 길이 방향으로 양 단부 중 일 단부에서의 곡률 반경이 상기 일 단부의 반대편에 위치하는 타 단부의 곡률 반경보다 작은 값을 갖도록 성형하고,
상기 외장재에 상기 길이 방향으로 나란하게 배치되는 N개의 벤딩 영역을 형성하는 단계를 더 포함하고(N은 2 이상의 자연수),
상기 N개의 벤딩 영역을 형성하는 단계에서는, 상기 일 단부측에 위치한 벤딩 영역으로부터 상기 타 단부측에 위치한 벤딩 영역으로 갈수록 점진적으로 곡률 반경 및 길이가 증가되도록 형성히는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하고,
상기 외장재의 일 단부를 제1 가압부에 의해 가압하여 고정시키는 단계; 및
상기 외장재를 곡면을 갖는 제2 가압부에 의해 가압하여 휘어진 형상을 성형하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 커브드 전기화학 셀의 제조 방법.A method for manufacturing a curved electrochemical cell, comprising:
manufacturing an electrode assembly by stacking a plurality of electrodes;
accommodating the electrode assembly in a casing and sealing the casing so that a portion of an electrode lead connected to the electrode assembly is exposed to the outside of the casing; and
and forming a curved shape by pressing the sealed electrochemical cell in a state in which the electrode assembly is accommodated,
In the step of forming the curved shape, the exterior material is molded so that the radius of curvature at one end of both ends in the longitudinal direction has a smaller value than the radius of curvature of the other end located opposite to the one end,
Further comprising the step of forming N bending regions arranged in parallel in the longitudinal direction on the exterior material (N is a natural number equal to or greater than 2),
In the step of forming the N bending areas, it is characterized in that the curvature radius and length are gradually increased from the bending area located at the one end side to the bending area located at the other end side, ,
pressing and fixing one end of the exterior material by a first pressing unit; and
The method of manufacturing a curved electrochemical cell, characterized in that it further comprises the step of pressing the exterior material by a second pressing part having a curved surface to form a curved shape.
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