KR102549539B1 - 이차전지용 실링장치 및 실링방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 실링하는 이차전지용 실링장치는, 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부가 안착되는 하부 실링툴; 및 상기 하부 실링툴에 안착된 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 가압하여 실링하는 상부 실링툴을 포함하며, 상기 하부 실링툴은, 상면에 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부가 안착되는 하부 고정블록; 및 상기 하부 고정블록에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부 중 상기 전극리드가 위치하지 않은 실링면을 지지하는 하나 이상의 하부 착탈블록을 포함한다.

Description

이차전지용 실링장치 및 실링방법{SEALING APPARATUS AND METHOD FOR SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차전지용 실링장치 및 실링방법에 관한 것으로서, 특히 조립이 가능한 블록 구조를 가진 이차전지용 실링장치 및 실링방법에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
이와 같은 이차전지는 전극과 분리막이 교대로 적층된 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 파우치를 포함한다. 그리고 상기한 이차전지의 제조방법은 전극을 제조하는 전극 제조공정, 전극과 분리막을 교대로 적층하여 전극조립체를 제조하는 전극조립체 제조공정, 상기 전극조립체에 전극리드를 결합하는 전극리드 결합공정, 및 상기 전극리드의 선단이 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체를 파우치에 수용하고 상기 케이스의 테두리면을 실링하는 파우치 실링공정을 포함한다.
여기서 상기 파우치 실링공정은 상기 파우치의 테두리면을 상부툴과 하부툴을 포함하는 실링장치를 이용하여 실링한다.
그러나 상기 실링장치는 전극리드가 없는 파우치의 테두리면은 안정적으로 실링할 수 있지만, 전극리드가 있는 파우치의 테두리면은 상기 전극리드의 인출로 인해 실링 불량이 발생하는 문제점이 있었다.
특히 이차전지의 용량, 이차전지의 디자인, 전극리드의 재질, 및 판매회사에 따라 전극리드의 폭, 두께 및 위치가 달라지며, 이에 따라 전극리드의 폭, 두께 및 위치가 변경될 때마다 새로운 실링장치를 제작해야 하는 문제점이 있었다.
특허공개번호 제10-2012-0060700호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 전극리드의 폭, 두께 및 위치에 따라 조립이 가능한 블록 구조의 실링장치 및 실링방법을 제안하며, 이에 따라 전극리드의 폭, 두께 및 위치에 상관 없이 호환성 있게 사용할 수 있고, 그 결과 전극리드가 위치한 파우치의 실링부 실링력을 높일 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 실링하는 이차전지용 실링장치로서, 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부가 안착되는 하부 실링툴; 및 상기 하부 실링툴에 안착된 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 가압하여 실링하는 상부 실링툴을 포함하며, 상기 하부 실링툴은, 상면에 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부가 안착되는 하부 고정블록; 및 상기 하부 고정블록에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부 중 상기 전극리드가 위치하지 않은 실링면을 지지하는 하나 이상의 하부 착탈블록을 포함할 수 있다.
상기 하부 고정블록은 상면에 길이방향을 따라 복수개의 제1 하부 결합부가 형성되고, 상기 하부 착탈블록은 복수개의 상기 제1 하부 결합부 중 상기 전극리드가 위치하지 않은 실링면과 대응하는 상기 제1 하부 결합부에 착탈 가능하게 결합되는 제2 하부 결합부가 형성될 수 있다.
상기 제1 하부 결합부는 결합홈으로 형성되고, 상기 제2 하부 결합부는 상기 결합홈에 착탈 가능하게 결합되는 결합돌기로 형성될 수 있다.
상기 제1 하부 결합부와 상기 제2 하부 결합부에는 상호 부착되도록 자석이 각각 구비될 수 있다.
상기 하부 실링툴은, 상기 하부 고정블록에 결합된 상기 하부 착탈블록을 고정하는 고정편을 더 포함할 수 있다.
상기 고정편은, 양쪽 단부가 상호 대응하는 상기 하부 고정블록과 상기 하부 착탈블록에 각각 지지되면서 상기 하부 고정블록과 상기 하부 착탈블록을 고정할 수 있다.
상기 고정편의 일측에는 상기 하부 고정블록에 회전 가능하게 결합되는 고정돌기가 구비되고, 상기 고정편은 상기 고정돌기를 기준으로 상기 하부 착탈블록을 지지하는 위치로 회전하거나 또는 상기 하부 착탈블록을 지지하지 않는 위치로 회전하는 것이 가능할 수 있다.
상기 상부 실링툴은, 하면에 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 가압하는 상부 고정블록; 및 상기 상부 고정블록에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부 중 전극리드가 없는 실링면을 가압하는 하나 이상의 상부 착탈블록을 포함할 수 있다.
상기 상부 고정블록은 하면에 길이방향을 따라 복수개의 제1 상부 결합부가 형성되고, 상기 하부 착탈블록은 복수개의 상기 제1 상부 결합부 중 상기 전극리드가 위치하지 않은 실링면과 대응하는 상기 제1 상부 결합부에 착탈 가능하게 결합되는 제2 상부 결합부가 형성될 수 있다.
상기 제1 상부 결합부는 결합홈으로 형성되고, 상기 제2 상부 결합부는 상기 결합홈에 착탈 가능하게 결합되는 결합돌기로 형성될 수 있다.
상기 하부 실링툴은, 상기 하부 고정블록의 끝단에 결합되고, 상기 하부 고정블록의 길이를 증대시키는 하부 연장블록을 더 포함하며, 상기 상부 실링툴은, 상기 상부 고정블록의 끝단에 결합되고, 상기 상부 고정블록의 길이를 증대시키는 상부 연장블록을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 이차전지용 실링장치를 이용한 실링방법은 전극리드가 인출된 파우치의 실링부와 대응하는 길이를 가진 하부 고정블록을 준비하는 하부 고정블록 준비공정, 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부 중 전극리드가 없는 실링면과 대응하는 상기 하부 고정블록의 상면에 하나 이상의 하부 착탈블록을 결합하는 하부 착탈블록 준비공정을 포함한 하부 실링툴 준비단계(S10); 상기 하부 실링툴의 상부에 상부 실링툴을 배치하는 상부 실링툴 준비단계(S20); 상기 하부 실링툴의 상면에 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 안착시키되, 상기 전극리드가 없는 실링면은 상기 하부 착탈블록에 지지되게 안착시키는 실링부 안착단계(S30); 및 상기 상부 실링툴을 상기 하부 실링툴을 향해 하강시켜서 상기 하부 실링툴에 안착된 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 가압하여 실링하되, 상기 전극리드가 없는 실링면은 하부 착탈블록과 상부 실링툴에 의해 가압되면서 실링되는 실링부 실링단계(S40)를 포함할 수 있다.
상기 하부 실링툴 준비단계(S10)는, 상기 하부 고정블록이 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부의 길이보다 작으면, 상기 하부 고정블록의 양쪽 끝단에 하부 연장블록을 결합하여 상기 하부 고정블록의 길이를 증대시키는 하부 연장블록 결합공정을 더 포함할 수 있다.
상기 하부 실링툴 준비단계(S10)는, 상기 하부 고정블록과 상기 하부 착탈블록을 결합한 후, 고정편을 이용하여 상기 하부 고정블록과 상기 하부 착탈블록을 고정하는 고정편 고정공정을 더 포함할 수 있다.
상기 상부 실링툴 준비단계(S20)는, 전극리드가 인출된 파우치의 실링부와 대응하는 길이를 가진 상부 고정블록을 준비하는 상부 고정블록 준비공정, 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부 중 전극리드가 없는 실링면과 대응하는 상기 상부 고정블록의 하면에 하나 이상의 상부 착탈블록을 결합하는 상부 착탈블록 준비공정을 포함할 수 있다.
본 발명의 이차전지 실링장치는 하부 실링툴과 상부 실링툴을 포함하되, 상기 하부 실링툴은 블록 형태로 조립되는 하부 고정블록과 하부 착탈블록을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극리드가 위치한 파우치의 실링부에 맞게 하부 실링툴을 조립하여 사용할 수 있다. 즉, 전극리드가 위치한 파우치의 실링부의 형태에 따라 하부 고정블록과 하부 착탈블록을 조립할 수 있으며, 그에 따라 전극리드의 폭, 두께 및 위치에 상관없이 호환성 있게 사용할 수 있고, 그 결과 실링력을 높일 수 있으며, 특히 비용절감 및 금형 오류의 가능성을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 이차전지 실링장치에서 하부 고정블록과 하부 착탈블록은 상호 결합되는 제1 및 제2 하부 결합부가 각각 구비되는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 하부 고정블록과 하부 착탈블록의 결합성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 이차전지 실링장치에서 하부 고정블록과 하부 착탈블록은 상호 부착되도록 자석을 각각 구비하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 하부 고정블록과 하부 착탈블록의 결합성을 높일 수 있고, 특히 흔들림을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 이차전지 실링장치에서 하부 고정블록과 하부 착탈블록은 고정편을 통해 고정되는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 하부 고정블록과 하부 착탈블록의 고정력을 크게 높일 수 있고, 특히 흔들림을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 이차전지 실링장치에서 상부 실링툴을 블록 형태로 조립되는 상부 고정블록과 상부 착탈블록을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극리드가 위치한 파우치의 실링부에 맞게 상부 실링툴을 조립하여 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 실링장치를 도시한 분리사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 실링장치의 하부 실링툴을 도시한 분리사시도.
도 3은 도 1의 정면도.
도 4는 도 3에 표시된 A-A선 단면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 실링장치의 고정편을 도시한 정면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 실링장치의 자석을 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 실링장치의 상부 실링툴을 도시한 분리사시도.
도 8은 도 7에 도시된 상부 실링툴의 확대사시도.
도 9는 도 7의 정면도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 실링방법을 나타낸 순서도.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지 실링장치를 도시한 사시도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 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.
[본 발명의 이차전지]
본 발명의 이차전지는 도 1을 참조하면, 전극조립체(10), 전극조립체(10)에 결합되는 전극리드(20), 전극리드(20)의 선단이 외부로 인출된 상태로 전극조립체(10)가 수용되는 파우치(30)를 포함하며, 상기 파우치(30)는 전극조립체(10)를 수용하는 수용부(31)와 상기 수용부(31)의 테두리면을 따라 형성되고 상기 수용부(31)를 실링하는 실링부(32)를 포함한다. 여기서 상기 전극리드(20)는 상기 수용부(31)의 테두리면에 형성된 실링부(32) 중 어느 하나의 실링부(32)를 통해 외부로 인출된다.
한편, 상기 전극리드(20)가 인출된 파우치(30)의 실링부(32)는 전극리드(20)에 의해 볼록하게 돌출되는 하부 돌출면(32a)과, 전극리드(20)가 위치 하지 않는 하부 미돌출면(32b)을 포함한다. 상기 하부 돌출면(32a)과 상기 하부 미돌출면(32b)을 포함한 실링부(20)는 본 발명의 이차전지 실링장치를 통해 실링된다.
특히 상기 전극리드(20)는 전극조립체의 용량, 재질, 판매회사, 및 이차전지의 디자인에 따라 폭, 두께 및 위치가 달라지는데, 본 발명의 이차전지 실링장치(100)는 상기 전극리드(20)의 폭, 두께 및 위치에 따라 조립이 가능한 블록 구조를 가지며, 이에 따라 새로운 실링장치를 구입하지 않고도 다양한 전극리드(20)를 가진 이차전지를 실링할 수 있고, 그 결과 호환성과 비용절감을 할 수 있다.
이하, 본 발명의 이차전지 실링장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 실링장치]
본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 실링장치(100)는 도 1 내지 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 전극리드가 위치한 파우치의 실링부를 실링하기 위한 것으로, 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)가 안착되는 하부 실링툴(110), 및 상기 하부 실링툴(110)에 안착된 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)를 가압하여 실링하는 상부 실링툴(120)을 포함한다.
하부 실링툴
상기 하부 실링툴(110)은 도 1 내지 도 3을 참조하면, 전극리드가 위치한 파우치의 실링부가 안착되되, 특히 상기 전극리드가 위치한 파우치의 실링부의 표면 전체를 균일하게 지지하는 구조를 가진다. 즉, 상기 하부 실링툴(110)은 상면에 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)가 안착되는 하부 고정블록(111), 및 상기 하부 고정블록(111)의 상면에 착탈 가능하게 결합되고 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(30) 중 상기 전극리드(20)가 위치하지 않은 실링면인 미돌출면(32b)을 지지하는 하나 이상의 하부 착탈블록(112)을 포함한다.
하부 고정블록(111)은 사각형의 판 블록 형태를 가지며, 상면에 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)가 안착된다. 이때 실링부(32)는 돌출면(32a)과 미돌출면(32b) 중 돌출면(32a)만 상기 하부 고정블록(111)에 지지되고, 미돌출면(32b)은 상기 하부 고정블록(111)으로부터 이격된 상태로 위치한다.
하부 착탈블록(112)은 사각의 조각 블록 형태를 가지며, 상기 미돌출면(32b)과 대응하는 하부 고정블록(111)의 상면에 착탈 가능하게 결합되면서 상기 하부 고정블록(111)으로부터 이격된 미돌출면(32b)을 지지한다.
이와 같은 구성을 가진 하부 실링툴(110)은 하부 고정블록(111)에 착탈 가능하게 결합되는 하부 착탈블록(112)의 위치를 조절할 수 있다. 특히 하부 고정블록(111)와 하부 착탈블록(112)은 레고 블록과 같이 조립하거나 또는 분해할 수 있으며, 이에 따라 사용의 편의성과 호환성을 높일 수 있고, 그 결과 전극리드(20)의 폭, 두께 및 위치에 상관없이 파우치(30)의 실링부(32) 전체를 안정적이고 균일하게 지지할 수 있다.
한편, 하부 실링툴(110)에서 하부 고정블록(111)과 하부 착탈블록(112)은 도 4를 참조하면, 결합력을 높이기 위한 구조를 가진다. 일례로, 상기 하부 고정블록(111)은 상면에 길이방향을 따라 복수개의 제1 하부 결합부(111a)가 형성되고, 상기 하부 착탈블록(112)은 복수개의 상기 제1 하부 결합부(111a) 중 상기 전극리드(20)가 위치하지 않은 실링부(32)의 하부 미돌출면(32b)과 대응하는 상기 제1 하부 결합부(111a)에 착탈 가능하게 결합되는 제2 하부 결합부(112a)가 형성된다. 이에 따라 하부 고정블록(111)과 하부 착탈블록(112)은 제1 및 제2 하부 결합부(111a)(112a)의 결합을 통해 결합력을 높일 수 있다.
여기서 상기 제1 하부 결합부(111a)은 결합홈으로 형성되고, 상기 제2 하부 결합부(112a)는 상기 결합홈에 착탈 가능하게 결합되는 결합돌기로 형성된다. 즉, 하부 고정블록(111)과 하부 착탈블록(112)은 결합홈과 결합돌기를 통해 결합되며, 이에 따라 하부 고정블록(111)과 하부 착탈블록(112)을 간편하게 결합하거나 또는 분해할 수 있다.
한편, 상기 결합홈과 상기 결합돌기는 원형으로 형성되며, 이에 따라 상기 결합홈과 상기 결합돌기를 보다 용이하게 결합할 수 있다. 다만, 상기 결합홈과 상기 결합돌기는 하부 고정블록(111)와 하부 착탈블록(112)의 결합력과 회전을 방지하기 위해 타원형 및 다각형으로 형성될 수도 있다. 특히, 상기 결합홈과 상기 결합돌기는 결합 방향을 제안하기 위해 삼각형 및 일자형으로 형성될 수도 있다.
한편, 하부 실링툴(110)에서 하부 고정블록(111)과 하부 착탈블록(112)은 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 자성을 이용하여 결합력을 높일 수 있다. 일례로, 상기 하부 고정블록(111)의 제1 하부 결합부(111a)와 상기 하부 착탈블록(112)의 제2 하부 결합부(112a)에는 상호 부착되도록 자석(114)이 각각 구비되며, 상기 자석(114)을 통한 자성력으로 하부 고정블록(111)과 하부 착탈블록(112)의 결합력을 높일 수 있고, 외부 충격에 의해 흔들림을 크게 방지할 수 있다. 여기서 상기 자석(114)은 제1 및 제2 하부 결합부(111a)(112a)의 내부에 내장될 수 있으며, 이에 따라 상기 자석(114)이 제1 및 제2 하부 결합부(111a)(112a)로부터 분리되거나 또는 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 하부 실링툴(110)은 도 5를 참조하면, 상기 하부 고정블록(111)에 결합된 상기 하부 착탈블록(112)을 고정하는 고정편(113)을 더 포함하며, 상기 고정편(113)은 상기 하부 고정블록에 결합된 상기 하부 착탈블록(112)이 좌 또는 우로 회전되지 않게 고정한다. 일례로, 상기 고정편(113)은 양쪽 단부가 상호 대응하는 상기 하부 고정블록(111)과 상기 하부 착탈블록(112)에 각각 지지되면서 상기 하부 고정블록(111)과 상기 하부 착탈블록(112)를 고정하며, 이에 따라 상기 고정편(113)의 지지력에 의해 상기 하부 착탈블록(112)을 도 1에서 보았을 때 좌 또는 우로 회전되지 않게 고정할 수 있다.
여기서 상기 고정편(113)의 일측에는 상기 하부 고정블록(111)에 회전 가능하게 결합되는 고정돌기(113a)가 구비된다. 즉, 상기 고정편(113)은 타측이 상기 고정돌기(113a)를 기준으로 상기 하부 착탈블록(112)을 지지하는 위치로 회전하거나 또는 상기 하부 착탈블록(112)을 지지하지 않는 위치로 회전할 수 있으며, 이에 따라 사용의 편의성을 높일 수 있고, 특히 고정편(113)의 분실을 방지할 수 있다.
여기서 상호 밀착되는 상기 고정편(113)과 하부 고정블록(111) 또는 상호 밀착되는 상기 고정편(113)과 하부 착탈블록(112) 사이에는 접착층이 더 구비될 수 있으며, 이에 따라 상호 밀착되는 상기 고정편(113)과 하부 고정블록(111) 또는 상호 밀착되는 상기 고정편(113)과 하부 착탈블록(112)의 결합력을 높일 수 있다.
한편, 상기 고정편(113)은 접착력을 가진 접착테이프로 구비될 수도 있으며, 상기 접착테이프는 상호 대응하는 상기 하부 고정블록(111)과 상기 하부 착탈블록(112)에 각각 부착되면서 상기 하부 고정블록(111)과 상기 하부 착탈블록(112)의 고정력을 높일 수 있다.
한편, 상기 하부 실링툴(110)은 도 2를 참조하면, 파우치(30)의 실링부(32) 보다 하부 고정블록(111)의 길이가 작을 경우 하부 고정블록(111)에 하부 연장블록(115)을 결합하며, 이에 따라 하부 고정블록(111)을 파우치(30)의 실링부(32)과 대응되게 길이를 증대시킬 수 있다. 일례로, 상기 하부 실링툴(110)은 상기 하부 고정블록(111)의 끝단에 하부 연장블록(115)을 결합하며, 이에 따라 하부 연장블록(115)의 길이만큼 상기 하부 고정블록(111)의 길이를 증대시킬 수 있다.
여기서 상기 하부 고정블록(111)과 상기 하부 연장블록(115)은 상호 대응하는 대응면에 각각 형성되는 고정홈과 고정돌기를 통해 결합될 수 있다.
상부 실링툴
상기 상부 실링툴(120)은 도 7 내지 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 전극리드가 위치한 파우치의 실링부를 가압하여 실링하기 위한 것으로, 상기 하부 실링툴(110)의 상부에 구비되고 상기 하부 실링툴(110)를 향해 하강 가능하게 구비되며, 하강시 상기 하부 실링툴(110)에 안착된 상기 전극리드(20)가 인출된 파우치(30)의 실링부(32)를 가압하여 실링한다. 이때 파우치(30)의 실링부(32) 전체(돌출면과 미돌출면)는 하부 실링툴(120)에 지지되어 있기 때문에 상기 상부 실링툴(120)의 가압력이 실링부(32) 전체를 균일하게 가해지게 되고, 이에 따라 파우치(30)의 실링부(32) 전체를 균일하게 실링할 수 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 실링장치(100)는 레고 블록 같이 조립되는 하부 실링툴(110)을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극리드가 위치한 파우치의 실링부에 맞게 하부 실링툴을 조립하여 사용할 수 있다. 즉, 전극리드가 위치한 파우치의 실링부의 형태에 따라 하부 고정블록과 하부 착탈블록을 조립할 수 있으며, 그에 따라 실링력을 높일 수 있고, 특히 전극리드의 폭, 두께 및 위치에 상관없이 호환성 있게 사용할 수 있고, 그 결과 비용절감 및 금형 오류의 가능성을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 실링장치는 자석을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 하부 고정블록과 하부 착탈블록의 결합성을 높일 수 있고, 특히 흔들림을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 실링장치는 고정편을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 하부 고정블록과 하부 착탈블록의 고정력을 크게 높일 수 있고, 특히 흔들림을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 기능을 가진 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 실링장치]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 실링장치(100)는 도 7 내지 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)가 안착되는 하부 실링툴(110), 및 상기 하부 실링툴(110)에 안착된 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)를 가압하여 실링하는 상부 실링툴(120)을 포함한다.
한편, 상기 하부 실링툴(110)은 제1 실시예에서 설명한 하부 실링툴과 동일한 구성을 가지며, 이에 따라 중복되는 설명은 생략한다.
상기 상부 실링툴(120)은 레고 블록 같이 조립 가능한 구조를 가진다.
즉, 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)는 상기 전극리드에 의해 상부 실링툴(112) 방향(도 1에서 보았을 때 상부방향)으로 상부 돌출면(32c)이 형성될 수 있으며, 이에 따라 상부 실링툴(120)은 상부 돌출면(32c)이 형성된 파우치(30)의 실링부(32)에 맞게 조립 가능한 블록 구조를 가질 수 있다.
한편, 파우치(30)의 실링부(32) 상면은 상부 돌출면(32c)과 상부 미돌출면(32d)을 포함한다.
일례로, 상기 상부 실링툴(120)은 도 7 및 도 8을 참조하면, 하면에 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)를 가압하는 상부 고정블록(121), 및 상기 상부 고정블록(121)에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32) 중 전극리드(20)가 없는 실링부(32)인 상부 미돌출면(32d)을 가압하는 하나 이상의 상부 착탈블록(122)을 포함한다.
이에 따라 상기 상부 실링툴(120)은 상기 상부 고정블록(121)과 상기 상부 고정블록(121)에 착탈 가능하게 결합되는 하나 이상의 상부 착탈블록(122)을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 상부 돌출면(32c)과 상부 미돌출면(32d)을 동시에 가압할 수 있고, 그 결과 실링부(30)의 상면 전체를 균일하게 가압할 수 있으며, 그 결과 실링부(30) 전체를 균일하게 실링할 수 있다.
한편, 상기 상부 실링툴(120)에서 상기 상부 고정블록(121)과 상기 상부 착탈블록(122)은 결합력을 높이기 위한 구조를 가진다. 일례로, 상기 상부 고정블록(121)은 하면에 길이방향을 따라 복수개의 제1 상부 결합부(121a)가 형성되고, 상기 상부 착탈블록(122)은 복수개의 상기 제1 상부 결합부(121a) 중 상부 미돌출면(32d)과 대응하는 상기 제1 상부 결합부(121a)에 착탈 가능하게 결합되는 제2 상부 결합부(122a)가 형성되며, 상기 제1 및 제2 상부 결합부(121a)(122a)를 통해 상기 상부 고정블록(121)과 상기 상부 착탈블록(122)의 결합력을 높일 수 있다.
한편, 상기 제1 상부 결합부(121a)는 결합홈으로 형성되고, 상기 제2 상부 결합부(122a)는 상기 결합홈에 착탈 가능하게 결합되는 결합돌기로 형성된다. 이에 따라 제1 및 제2 상부 결합부(121a)(122a)를 용이하게 결합할 수 있다.
한편, 상기 제1 하부 결합부(121a)와 상기 제2 하부 결합부(122a)에는 상호 부착되도록 자석(114)이 각각 구비되며, 상기 자석(114)에 의해 상기 상부 고정블록(121)과 상기 상부 착탈블록(122)의 결합력을 높일 수 있다.
한편, 상기 상부 실링툴(120)은, 상기 상부 고정블록(121)에 결합된 상기 상부 착탈블록(122)을 고정하는 고정편(113)을 더 포함하며, 상기 고정편(113)은 상기 상부 고정블록(121)에 결합된 상기 상부 착탈블록(122)이 좌 또는 우로 회전되지 않게 고정한다.
한편, 상기 상부 실링툴(120)은, 파우치(30)의 실링부(32) 보다 상부 고정블록(121)의 길이가 작을 경우 상부 고정블록(121)에 상부 연장블록(124)을 결합하며, 이에 따라 상부 고정블록(121)을 파우치(30)의 실링부(32)과 대응되게 길이를 증대시킬 수 있다. 일례로, 상기 상부 실링툴(120)은 상기 상부 고정블록(121)의 끝단에 상부 연장블록(124)을 결합하며, 이에 따라 상부 연장블록(124)의 길이만큼 상기 상부 고정블록(121)의 길이를 증대시킬 수 있다.
따라서 상기 상부 실링툴(120)은 레고 블록 같이 조립되는 상기 상부 고정블록(121)과 상기 상부 착탈블록(122)을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극리드가 위치한 파우치(30)의 실링부(32) 상면 전체를 균일하게 가압할 수 있고, 그 결과 파우치(30)의 실링부(32) 전체를 균일하게 실링할 수 있다.
정리하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 실링장치(100)는 레고 블록 같이 조립되는 하부 실링툴(110)과 상부 실링툴(120)을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극리드가 위치한 파우치의 실링부에 맞게 하부 실링툴과 상부 실링툴을 조립하여 사용할 수 있고, 그에 따라 전극리드가 위치한 파우치의 실링부의 실링력을 높일 수 있다. 특히 전극리드의 폭, 두께 및 위치에 상관없이 호환성 있게 사용할 수 있고, 그 결과 비용절감 및 금형 오류의 가능성을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 실링장치(100)를 이용한 실링방법을 설명한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 실링방법]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 실링방법은 도 10에 도시되어 있는 것과 같이, 하부 실링툴(110)을 준비하는 하부 실링툴 준비단계(S10), 상부 실링툴(120)을 준비하는 상부 실링툴 준비단계(S20), 상기 하부 실링툴(110)의 상면에 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 안착시키는 실링부 안착단계(S30), 및 상기 상부 실링툴(120)을 상기 하부 실링툴(110)을 향해 하강시켜서 상기 하부 실링툴(110)에 안착된 상기 전극리드가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)를 가압하여 실링하는 실링부 실링단계(S40)를 포함한다.
하부 실링툴 준비단계
하부 실링툴 준비단계(S10)는 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)와 대응하는 길이를 가진 하부 고정블록(111)을 준비하는 하부 고정블록 준비공정, 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32) 중 전극리드(20)가 없는 실링부인 하부 미돌출면(32b)과 대응하는 상기 하부 고정블록(111)의 상면에 하나 이상의 하부 착탈블록(112)을 결합하는 하부 착탈블록 준비공정을 포함한다.
여기서 하부 착탈블록 준비공정은 상기 하부 고정블록(111)에 형성된 제1 하부 결합부(111a)에 상기 하부 착탈블록(112)에 형성된 제2 하부 결합부(112a)를 결합하며, 이에 따라 상기 하부 고정블록(111)과 상기 하부 착탈블록(112)의 결합력을 높일 수 있다.
한편, 하부 실링툴 준비단계(S10)는 상기 하부 고정블록(111)이 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)의 길이보다 작으면, 하부 고정블록(111)의 길이를 증대시키는 하부 연장블록 결합공정을 더 포함한다.
상기 하부 연장블록 결합공정은 상기 하부 고정블록(111)의 양쪽 끝단에 하부 연장블록(115)을 결합하여 상기 하부 고정블록(111)의 길이를 증대시키며, 이에 따라 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)와 대응되게 상기 하부 고정블록(111)을 준비할 수 있다.
여기서 하부 고정블록(111)과 상기 하부 연장블록(115)은 상호 대응면에 각각 형성된 고정홈과 고정돌기를 통해 결합되며, 이에 따라 하부 고정블록(111)과 상기 하부 연장블록(115)의 결합력을 높일 수 있다.
한편, 상기 하부 실링툴 준비단계(S10)는, 상기 하부 고정블록(111)과 상기 하부 착탈블록(112)을 결합한 후, 상기 하부 고정블록(111)과 상기 하부 착탈블록(112)을 움직이지 않게 고정하는 고정편 고정공정을 더 포함한다.
즉, 고정편 고정공정는 고정편(113)을 이용하여 상기 하부 고정블록(111)과 상기 하부 착탈블록(112)을 고정한다. 이때 상기 고정편(113)의 일측은 고정돌기(113a)에 의해 상기 하부 고정블록(111)에 고정되어 있으며, 이에 따라 상기 고정편(113)은 상기 고정돌기(113a)를 기준으로 회전한다. 그 결과 상기 고정편(113)의 타측을 상기 하부 착탈블록(112)에 지지되게 위치시키거나 지지되지 않게 위치시킬 수 있고, 이에 따라 상기 하부 고정블록(111)과 상기 하부 착탈블록(112)을 움직이지 않게 고정하거나 또는 고정을 해제할 수 있다.
특히 상기 하부 실링툴 준비단계(S10)는, 상기 하부 고정블록(111)과 상기 하부 착탈블록(112)의 대응면에 각각 구비된 자석(114)에 의해 부착되며, 이에 따라 상기 하부 고정블록(111)과 상기 하부 착탈블록(112)의 결합력을 크게 높일 수 있다.
상부 실링툴 준비단계
상부 실링툴 준비단계(S20)는 상기 하부 실링툴의 상부에 상부 실링툴을 배치한다.
한편, 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32) 상면에 상부 돌출면(32c)과 상부 미돌출면(32d)이 형성될 경우 상기 상부 돌출면(32c)과 상부 미돌출면(32d)을 동시에 가압하기 위해 상기 상부 실링툴(120)을 조립하는 공정을 포함할 수 있다.
즉, 상부 실링툴 준비단계(S20)는 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)와 대응하는 길이를 가진 상부 고정블록(121)을 준비하는 상부 고정블록 준비공정, 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32) 중 전극리드(20)가 없는 실링부인 상부 미돌출면(32d)과 대응하는 상기 상부 고정블록(121)의 하면에 하나 이상의 상부 착탈블록(122)을 결합하는 상부 착탈블록 준비공정을 포함한다. 이와 같이 준비가 완료되면, 조립된 상부 실링툴을 상기 하부 실링툴의 상부에 배치한다.
여기서 상부 착탈블록 준비공정은 상기 상부 고정블록(121)에 형성된 제1 상부 결합부(121a)에 상기 상부 착탈블록(122)에 형성된 제2 상부 결합부(122a)를 결합하며, 이에 따라 상기 상부 고정블록(121)과 상기 상부 착탈블록(122)의 결합력을 높일 수 있다.
한편, 상부 실링툴 준비단계(S10)는 상기 상부 고정블록(121)이 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)의 길이보다 작으면, 상부 고정블록(121)의 길이를 증대시키는 상부 연장블록 결합공정을 더 포함한다.
상기 상부 연장블록 결합공정은 상부 고정블록(121)의 양쪽 끝단에 상부 연장블록(124)을 결합하여 상기 상부 고정블록(121)의 길이를 증대시키며, 이에 따라 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)와 대응되는 상기 상부 고정블록(121)을 준비할 수 있다.
실링부 안착단계
실링부 안착단계(S30)는 하부 실링툴(110)의 상면에 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)를 안착한다. 그러면 전극리드(20)에 의해 돌출된 실링부의 하부 돌출면(32a)은 하부 고정블록(111)에 지지되고, 전극리드(20)가 없는 실링부(32)의 하부 미돌출면(32b)은 하부 착탈블록(112)에 지지된다. 즉, 하부 실링툴(110)의 상면에 전극리드가 위치한 파우치(30)의 실링부(32) 전체를 균일하게 지지할 수 있다.
실링부 실링단계
실링부 실링단계(S40)는 상기 상부 실링툴(120)을 상기 하부 실링툴(110)을 향해 하강시켜서 상기 하부 실링툴(110)에 안착된 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32)를 가압하여 실링한다. 이때 상기 전극리드(20)가 없는 미돌출면(32b)(32d)은 하부 착탈블록(112)과 상부 착탈블록(122)에 의해 가압되면서 실링된다. 즉, 실링부의 돌출면은 하부 고정블록과 상부 고정블록에 의해 가압되고, 실링부의 미돌출면은 하부 착탈블록과 상부 착탈블록에 의해 가압된다. 이에 따라 상기 전극리드(20)가 위치한 파우치(30)의 실링부(32) 전체를 균일하게 가압할 수 있고, 그 결과 실링력을 높일 수 있다.
[본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지 실링장치]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 실링장치(100)는 도 11 및 도 12에 도시되어 있는 것과 같이, 하부 실링툴(110)을 포함하되, 상기 하부 실링툴(110)은 하부 고정블록(111)과 하부 착탈블록(112)을 포함한다.
여기서 상기 하부 착탈블록(112)은 두께와 길이가 조절 가능한 구조를 가진다.
제1 예로, 상기 하부 착탈블록(112)은 도 11 에 도시되어 있는 것과 같이, 상하방향으로 적층되게 결합되는 복수개의 단위블록(112b)을 포함하며, 이에 따라 전극리드에 의해 돌출된 실링부(32)의 하부 돌출면(32a) 높이에 맞게 상기 하부 착탈블록(112)의 높이를 조절할 수 있다.
제2 예로, 상기 하부 착탈블록(112)은 도 12에 도시되어 있는 것과 같이, 상호 대응하는 양쪽 단부에 각각 결합되는 단위블록(112c)을 포함하며, 이에 따라 전극리드가 없는 실링부(32)의 미돌출면(32b) 길이에 맞게 상기 하부 착탈블록(112)의 길이를 보다 정밀하게 조절할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.
110: 하부 실링툴
111: 하부 고정블록
111a: 제1 하부결합부
112: 하부 착탈블록
112a: 제2 하부결합부
113: 고정편
120: 상부 실링툴
121: 상부 고정블록
121a: 제1 상부결합부
122: 상부 착탈블록
122a: 제2 상부결합부

Claims (15)

  1. 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 실링하는 이차전지용 실링장치로서,
    상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부가 안착되는 하부 실링툴; 및
    상기 하부 실링툴에 안착된 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 가압하여 실링하는 상부 실링툴을 포함하며,
    상기 하부 실링툴은,
    상면에 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부가 안착되는 하부 고정블록; 및
    상기 하부 고정블록에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부 중 상기 전극리드가 위치하지 않은 실링면을 지지하는 하나 이상의 하부 착탈블록을 포함하고,
    상기 하부 고정블록은 상면에 길이방향을 따라 복수개의 제1 하부 결합부가 형성되고,
    상기 하부 착탈블록은 복수개의 상기 제1 하부 결합부 중 상기 전극리드가 위치하지 않은 실링면과 대응하는 상기 제1 하부 결합부에 착탈 가능하게 결합되는 제2 하부 결합부가 형성되며,
    상기 제1 하부 결합부는 결합홈으로 형성되고,
    상기 제2 하부 결합부는 상기 결합홈에 착탈 가능하게 결합되는 결합돌기로 형성되는 이차전지용 실링장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 하부 결합부와 상기 제2 하부 결합부에는 상호 부착되도록 자석이 각각 구비되는 이차전지용 실링장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 실링툴은, 상기 하부 고정블록에 결합된 상기 하부 착탈블록을 고정하는 고정편을 더 포함하는 이차전지용 실링장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 고정편은, 양쪽 단부가 상호 대응하는 상기 하부 고정블록과 상기 하부 착탈블록에 각각 지지되면서 상기 하부 고정블록과 상기 하부 착탈블록를 고정하는 이차전지용 실링장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 고정편의 일측에는 상기 하부 고정블록에 회전 가능하게 결합되는 고정돌기가 구비되고,
    상기 고정편은 상기 고정돌기를 기준으로 상기 하부 착탈블록을 지지하는 위치로 회전하거나 또는 상기 하부 착탈블록을 지지하지 않는 위치로 회전하는 것이 가능한 이차전지용 실링장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 실링툴은,
    하면에 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 가압하는 상부 고정블록; 및
    상기 상부 고정블록에 착탈 가능하게 결합되고, 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부 중 전극리드가 없는 실링면을 가압하는 하나 이상의 상부 착탈블록을 포함하는 이차전지용 실링장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 상부 고정블록은 하면에 길이방향을 따라 복수개의 제1 상부 결합부가 형성되고,
    상기 상부 착탈블록은 복수개의 상기 제1 상부 결합부 중 상기 전극리드가 위치하지 않은 실링면과 대응하는 상기 제1 상부 결합부에 착탈 가능하게 결합되는 제2 상부 결합부가 형성되는 이차전지용 실링장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 상부 결합부는 결합홈으로 형성되고,
    상기 제2 상부 결합부는 상기 결합홈에 착탈 가능하게 결합되는 결합돌기로 형성되는 이차전지용 실링장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 하부 실링툴은, 상기 하부 고정블록의 끝단에 결합되고, 상기 하부 고정블록의 길이를 증대시키는 하부 연장블록을 더 포함하며,
    상기 상부 실링툴은, 상기 상부 고정블록의 끝단에 결합되고, 상기 상부 고정블록의 길이를 증대시키는 상부 연장블록을 더 포함하는 이차전지용 실링장치.
  12. 전극리드가 인출된 파우치의 실링부와 대응하는 길이를 가진 하부 고정블록을 준비하는 하부 고정블록 준비공정, 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부 중 전극리드가 없는 실링면과 대응하는 상기 하부 고정블록의 상면에 하나 이상의 하부 착탈블록을 결합하는 하부 착탈블록 준비공정을 포함한 하부 실링툴 준비단계(S10);
    상기 하부 실링툴의 상부에 상부 실링툴을 배치하는 상부 실링툴 준비단계(S20);
    상기 하부 실링툴의 상면에 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 안착시키되, 상기 전극리드가 없는 실링면은 상기 하부 착탈블록에 지지되게 안착시키는 실링부 안착단계(S30); 및
    상기 상부 실링툴을 상기 하부 실링툴을 향해 하강시켜서 상기 하부 실링툴에 안착된 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부를 가압하여 실링하되, 상기 전극리드가 없는 실링면은 하부 착탈블록과 상부 실링툴에 의해 가압되면서 실링되는 실링부 실링단계(S40)를 포함하고,
    상기 하부 실링툴 준비단계(S10)는,
    상기 하부 고정블록이 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부의 길이보다 작으면, 상기 하부 고정블록의 양쪽 끝단에 하부 연장블록을 결합하여 상기 하부 고정블록의 길이를 증대시키는 하부 연장블록 결합공정을 더 포함하는 이차전지용 실링방법.
  13. 삭제
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 하부 실링툴 준비단계(S10)는,
    상기 하부 고정블록과 상기 하부 착탈블록을 결합한 후, 고정편을 이용하여 상기 하부 고정블록과 상기 하부 착탈블록을 고정하는 고정편 고정공정을 더 포함하는 이차전지용 실링방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 상부 실링툴 준비단계(S20)는,
    전극리드가 인출된 파우치의 실링부와 대응하는 길이를 가진 상부 고정블록을 준비하는 상부 고정블록 준비공정, 상기 전극리드가 인출된 파우치의 실링부 중 전극리드가 없는 실링면과 대응하는 상기 상부 고정블록의 하면에 하나 이상의 상부 착탈블록을 결합하는 상부 착탈블록 준비공정을 포함하는 이차전지용 실링방법.
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