KR102694300B1 - 원통형 이차전지 캔 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 강판을 블랭킹(blanking)하여 제1예비 캔 본체를 성형하는 단계; 상기 제1예비 캔 본체를 딥 드로잉 공법에 의해 제2예비 캔 본체를 성형하는 단계; 상기 제2예비 캔 본체의 상부에 절곡부를 형성하여 제3예비 캔 본체를 성형하는 단계; 상기 제3예비 캔 본체의 상기 절곡부의 일정 영역을 트리밍하여, 트리밍된 절곡부를 포함하는 제4예비 캔 본체를 성형하는 단계; 및 상기 제4예비 캔 본체의 상기 트리밍된 절곡부를 높이방향으로 세워, 최종 원통형 본체부를 제조하는 단계를 포함하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법 및 이에 의해 제조된 원통형 이차전지 캔에 관한 것으로, 철(Fe)층 노출부가 최종 원통형 본체부의 상부면 내측부에 형성되기 때문에, 상기 철(Fe)층 노출부에서 부식 또는 녹이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

원통형 이차전지 캔 및 그 제조방법{The cylindrical can of secondary battery and its manufacturing method}
본 발명은 원통형 이차전지 캔 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원통형 이차전지 캔을 제조하기 위해 사용되는 트리밍 공정에 의해 형성된 절단면(또는 파단면)에 부식 또는 녹이 발생하는 것을 방지할 수 있는 원통형 이차전지 캔 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 리튬이온 이차 전지와 같은 각종 전지의 외장 케이스로서 사용되는 원통형 이차전지 캔은, 전극 조립체의 수용 공간을 형성하도록 상부가 개방되고, 개방된 상부의 반대 측인 하부를 밀폐시켜 형성되는 원형의 바닥면, 개방된 상부와 바닥면 사이에서 전체를 원형으로 둘러싸는 측면을 가진다.
도 1은 일반적인 원통형 이차전지의 일예를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 원통형 이차전지의 일예(10)는, 원통형 캔(20); 상기 캔(20)의 내부에 수용되는 젤리-롤형의 전극조립체(30); 상기 캔(20)의 상부에 결합되는 캡 어셈블리(40); 및 상기 캡 어셈블리(40)를 장착하기 위한 클램핑 부(50)를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 전극조립체(30)는 양극(31)과 음극(32) 사이에 분리막(33)을 개재한 상태로 젤리-롤형으로 감은 구조로 되어 있으며, 양극(31)에는 양극 탭(34)이 부착되어 캡 어셈블리(40)에 접속되어 있고, 음극(32)에는 음극 탭(도시하지 않음)이 부착되어 캔(20)의 하단에 접속되어 있다.
또한, 상기 캡 어셈블리(40)는 양극 단자를 형성하는 상단 캡(41), 전지 내부의 온도 상승시 전지저항이 크게 증가하여 전류를 차단하는 PTC 소자(positive temperature coefficient element; 42), 전지 내부의 압력 상승시 전류를 차단하거나 및/또는 가스를 배기하는 안전벤트(43), 특정 부분을 제외하고 안전벤트(43)를 캡 플레이트(45)로부터 전기적으로 분리시키는 절연부재(44), 양극(31)에 연결된 양극 탭(34)이 접속되어 있는 캡 플레이트(45)가 순차적으로 적층되어 있는 구조로 이루어져 있다.
또한, 상기 클림핑 부(50)는 캡 어셈블리(40)를 캔(20)의 개방 상단에 장착할 수 있도록 캔(20)의 상단에 형성되어 있으며, 보다 구체적으로, 상기 클림핑 부(50)는, 상기 캔(20)의 상단부의 일정 영역을 비딩 가공함으로써 내측으로 만입부(21)를 형성하고, 가스켓(60)에 상기 캡 플레이트(45), 상기 절연부재(44), 상기 안전벤트(43) 및 상기 상단 캡(41)의 외주면을 차례로 삽입한 다음, 상기 캔(20)의 상단(51)을 절곡함으로써 형성된다.
결과적으로, 상기 캔(20)은 상기 클림핑 부(50)의 내측면에 위치하는 가스켓(60)을 감싸는 형태로 되고, 클림핑(crimping) 및 프레싱 공정을 수행함으로써 캡 어셈블리(40)를 장착한다.
한편, 이와 같은 일반적인 원통형 이차전지의 원통형 캔의 제조방법은 다음과 같다.
도 2는 일반적인 원통형 이차전지의 원통형 캔의 제조방법의 일예를 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다. 한편, 도 2의 일반적인 원통형 이차전지의 원통형 캔의 제조방법의 일예는, 한국공개특허 10-2010-0116340의 내용을 참조할 수 있다.
도 2를 참조하면, 일반적인 원통형 이차전지의 원통형 캔의 제조방법은, 얇은 강판을 필요한 모양으로 블랭킹(blanking)한 후, 캔의 반경을 점차 줄여가면서 캔의 높이가 늘어날 수 있도록 딥 드로잉 공법에 의해 캔본체(30)를 성형하는 것으로서, 통상적으로, 예를 들어, 스프링, 펀치 홀더, 고정핀, 스트리퍼 고정 플레이트, 고정 스트리퍼, 및 가동 스트리퍼 등과 같은 메커니즘에 의해 구동되는 펀치(22)와 그에 대응되도록 설치된 다이(23)가 각각의 공정마다 순차적으로 배열된 프레스 장치(20)를 이용하며, 제1공정 내지 제7공정을 포함한다.
물론, 예를 들어, 제1공정과 제2공정 사이에 아이들 공정(idle process)를 삽입하는 것과 같이, 사용될 전지에 필요한 요구조건에 따라 이와 같은 공정의 수는 얼마든지 조절 가능하다.
이때, 도 2에서, 캔 본체들(30)은 각각 해당하는 공정을 거친 후 다이(23)의 상단을 따라 슬라이딩되어 다음 공정으로 진행하기 전의 형상들을 표현하고 있다.
보다 구체적으로, 먼저, 제1공정에 의해, 실질적으로 원형으로 블랭킹된 원소재 강판(미도시)을 제1다이(23a)에 위치시킨 상태에서 제1펀치(22a)를 이용하여 상대적으로 가장 넓은 반경을 가지고 가장 낮은 높이를 가진 초기의 캔 본체(30a)를 성형한다.
다음으로, 제2공정 및 제3공정에 의해, 제2,3펀치들(22b)(22c)과 제2,3다이들(23b)(23c)을 통해 각각 캔 본체(30b)(30c)의 반경이 줄어들면서 그 높이가 늘어나도록 성형한다. 한편, 제4공정 및 제5공정은 상술한 제2공정 및 제3공정과 동일한 공정으로, 제4공정 및 제5공정에 의해, 각각 캔 본체의 반경이 점차 줄어들면서 그 높이가 점차 늘어나도록 성형할 수 있으며, 이러한 제2공정 내지 제5공정은 필요에 의해 적절한 수의 공정으로 진행될 수 있다.
다음으로, 제6공정에 의해, 상기 캔 본체(30d)의 상단 끝 부분에는 약 45도 각도로 경사지게 확장되는 트리밍부(40)가 형성된다.
즉, 제6공정에 의해, 제4펀치(22d)와 제4다이(23d)를 통해, 상기 캔 본체(30)는 상대적으로 가장 작은 반경과, 가장 큰 높이를 갖게 되며, 상기 제6공정 후의 캔 본체(30d)는 원통형 본체부(43)와 상기 본체부(43)로부터 외경 방향으로 약 45도 각도로 연장된 트리밍부(40)를 포함하게 된다.
다음으로, 제7공정에 의해, 트리밍(trimming) 공정을 수행하여, 상기 캔 본체(30d)의 상기 트리밍부(40)를 절단함으로서, 최종 원통형 본체부(44)를 제조할 수 있다.
즉, 제5펀치(22e)(트리밍 펀치)와 제5다이(23e)를 통해, 상기 제6공정 후의 캔 본체(30d)의 상부 개방단의 끝단을 절단하는 트리밍(trimming) 공정을 수행함으로써, 상기 트리밍부(40)가 절단된 최종 원통형 본체부(44)를 제조할 수 있다.
도 3은 제7공정인 트리밍 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 4는 트리밍 공정을 진행한 이후의 최종 캔 본체의 상단면을 설명하기 위한 개략적인 도면이며, 도 5는 종래의 원통형 이차전지 캔을 사용하여 이차전지를 제조한 상태의 단면을 부분적으로 나타낸 것이다.
먼저, 도 3을 참조하면, 상술한 바와 같이, 제5펀치(22e)(트리밍 펀치)와 제5다이(23e)를 통해, 상기 제6공정 후의 캔 본체(30d)의 상부 개방단의 끝단을 절단하는 트리밍(trimming) 공정을 수행함으로써, 상기 트리밍부(40)가 절단된 최종 원통형 본체부(44)를 제조할 수 있다.
하지만, 도 4를 참조하면, 상술한 종래의 트리밍 공정에 의해 제조된 최종 원통형 본체부(44)는 다음과 같은 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 상기 트리밍 공정에 의하여, 제5펀치(22e)가 상부에서 하부로 이동하면서, 철(Fe)층(1)을 기준으로 내측부 및 외측부를 포함하는 전면(全面)에 도금된 니켈층(Ni)(2-1, 2-2)을 포함하여 이루어지는 상기 제6공정 후의 캔 본체(30d)의 트리밍부(40)를 절단하게 되는데, 상기 최종 원통형 본체부(44)의 단면을 기준으로, 상부면 외측부에 철(Fe)층 노출부(1-1)가 형성되게 된다.
즉, 상기 제6공정 후의 캔 본체(30d)는, 상기 철(Fe)층(1)을 기준으로 내측부 및 외측부를 포함하는 전면(全面)에 도금된 상기 니켈층(Ni)(2-1, 2-2)을 포함하는데, 상술한 트리밍 공정에 의해, 불가피하게 상기 철(Fe)층(1)이 노출되는 철(Fe)층 노출부(1-1)가 형성되게 되며, 종래의 경우, 이러한 상기 철(Fe)층 노출부(1-1)가 상기 최종 원통형 본체부(44)의 단면을 기준으로, 상부면 외측부에 형성되게 된다.
한편, 도 4에는 상기 최종 원통형 본체부(44)의 단면을 기준으로, 상기 철(Fe)층(1)의 내측부에 제1니켈층(2-1)이 도금되고, 상기 철(Fe)층(1)의 외측부에 제2니켈층(2-2)이 도금되어 있는 상태를 도시하고 있으며, 또한, 상기 최종 원통형 본체부(44)의 단면을 기준으로, 상기 철(Fe)층(1)의 상면에 절단면(7)이 형성되되, 상기 절단면(7)의 상부면 내측부 일부 영역에 제1니켈층(2-1)이 도금되어 있음을 확인할 수 있으며, 이는 당업계에서 자명한 사항에 해당하므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 한편, 본 발명에서 상기 절단면은 파단면 및 전단면을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
이때, 상술한 종래의 트리밍 공정에 의해 제조된 최종 원통형 본체부(44)는, 상술한 바와 같이, 상기 철(Fe)층 노출부(1-1)가 상기 최종 원통형 본체부(44)의 단면을 기준으로, 상부면 외측부에 형성되기 때문에, 상기 철(Fe)층 노출부(1-1)에서 부식 또는 녹이 발생할 가능성이 높아지는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 상기 트리밍 공정을 거친 최종 원통형 본체부(44), 즉, 원통형 이차전지 캔은, 개구부를 실링하기 위해, 상술한 도 1에서와 같은, 내부에 양극판과 음극판을 세퍼레이터를 개재하여 감은 젤리-롤형 전극 조립체(30)를 수용한 후에 만입부(21)를 형성하며, 내부에 전해액을 주입한 후 만입부(21) 상에 가스켓(60)을 개재하여 상단 캡(41)을 배치하고, 개구부를 내측으로 구부리는 가공에 의해 가스켓(60)을 압축하여 상단 캡(41)을 개구부에 고정하는 실링 공정에 의해 내부에 발전요소를 수용한 원통형 이차전지로 제조될 수 있다.
하지만, 상기한 실링 공정을 거친 원통형 이차전지(10)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 철(Fe)층 노출부(1-1)가 외부에 노출되면서 부식 또는 녹이 발생할 가능성이 높아지게 되며, 이는 상술한 바와 같이, 상기 철(Fe)층 노출부(1-1)가 상기 최종 원통형 본체부(44)의 단면을 기준으로, 상부면 외측부에 형성되기 때문이다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 철(Fe)층 노출부(1-1)에는, 상기 최종 캔 본체(44)의 절단면(7)로부터 상측으로 돌출되는 버(burr)(9)가 생성될 수 있다.
이는 상술한 펀치와 다이의 클리어런스 틈새에 따른 것으로, 이러한 버(9)는 일반적으로, 약 10~30㎛의 크기를 가지게 되는데, 이러한 버(9)는 상술한 펀치와 다이의 클리어런스 틈새의 조절을 통해 해결할 수 있는 것으로, 이는 본 발명에서 중요한 사항은 아니므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한국공개특허 10-2010-0116340
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 원통형 이차전지 캔을 제조하기 위해 사용되는 트리밍 공정에 의해 형성된 절단면(또는 파단면)에 부식 또는 녹이 발생하는 것을 방지할 수 있는 원통형 이차전지 캔 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 강판을 블랭킹(blanking)하여 제1예비 캔 본체를 성형하는 단계; 상기 제1예비 캔 본체를 딥 드로잉 공법에 의해 제2예비 캔 본체를 성형하는 단계; 상기 제2예비 캔 본체의 상부에 절곡부를 형성하여 제3예비 캔 본체를 성형하는 단계; 상기 제3예비 캔 본체의 상기 절곡부의 일정 영역을 트리밍하여, 트리밍된 절곡부를 포함하는 제4예비 캔 본체를 성형하는 단계; 및 상기 제4예비 캔 본체의 상기 트리밍된 절곡부를 높이방향으로 세워, 최종 원통형 본체부를 제조하는 단계를 포함하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제3예비 캔 본체는, 제1예비 원통형 본체부; 및 상기 제1예비 원통형 본체부의 상부에 위치하되, 상기 제1예비 원통형 본체부로부터 절곡되는 절곡부를 포함하고, 상기 절곡부는, 제1절곡기준부를 기준으로, 상기 제1예비 원통형 본체부로부터 연속적으로 연장되되, 상기 제1예비 원통형 본체부의 외측으로 절곡되는 제1방향 플랜지부; 및 상기 제1방향 플랜지부의 외측으로 연장되되, 제2절곡기준부를 기준으로, 상기 제1방향 플랜지부로부터 절곡되는 제2방향 플랜지부를 포함하며, 상기 제1방향 플랜지부는, 일측 단부가 상기 제1예비 원통형 본체부로부터 연속적으로 연장되는 제2예비 원통형 본체부; 및 일측 단부는 상기 제2예비 원통형 본체부의 타측 단부로부터 연속적으로 연장되고, 타측 단부는 상기 제2방향 플랜지부의 일측 단부와 연속적으로 연장되는 트리밍부를 포함하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제2예비 원통형 본체부의 타측 단부와 상기 트리밍부의 일측 단부의 경계면을 기준으로 하는 트리밍 기준라인(L)을 포함하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제3예비 캔 본체의 상기 절곡부의 일정 영역을 트리밍하여, 트리밍된 절곡부를 포함하는 제4예비 캔 본체를 성형하는 단계는, 상기 트리밍 기준라인(L)에서 트리밍되어 트리밍된 절곡부를 포함하는 제4예비 캔 본체를 성형하는 것인 원통형 이차전지 캔의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제4예비 캔 본체는, 상기 제1예비 원통형 본체부; 및 상기 제1예비 원통형 본체부의 상부에 위치하되, 상기 제1절곡기준부를 기준으로 절곡되고, 상기 제1예비 원통형 본체부로부터 연속적으로 연장되는 상기 제2예비 원통형 본체부를 포함하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제3예비 캔 본체는, 철(Fe)층을 기준으로 내측부 및 외측부를 포함하는 전면(全面)에 도금된 니켈층(Ni)을 포함하고, 상기 제4예비 캔 본체는, 상기 트리밍 공정에 의해 상기 철(Fe)층이 노출되는 철(Fe)층 노출부가 형성되되, 상기 철(Fe)층 노출부는, 상기 제2예비 원통형 본체부의 측면 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제4예비 캔 본체의 상기 트리밍된 절곡부를 높이방향으로 세워, 최종 원통형 본체부를 제조하는 단계는, 상기 트리밍된 절곡부는, 상기 제2예비 원통형 본체부이고, 상기 트리밍된 절곡부를 높이방향으로 세우는 것은, 상기 제2예비 원통형 본체부를 상기 제1예비 원통형 본체부의 측면의 높이방향으로 성형하는 것인 원통형 이차전지 캔의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 최종 원통형 본체부는, 상기 제1예비 원통형 본체부 및 상기 제2예비 원통형 본체부로 구성되되, 상기 제1예비 원통형 본체부; 및 상기 제1예비 원통형 본체부의 상부에 위치하되, 상기 제1절곡기준부를 기준으로 상기 제1예비 원통형 본체부의 높이방향으로 연장되는 상기 제2예비 원통형 본체부를 포함하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 최종 원통형 본체부는, 상기 철(Fe)층 노출부가 상기 최종 원통형 본체부의 상부면 내측부에 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법을 제공한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 상기 철(Fe)층 노출부가 상기 최종 원통형 본체부의 상부면 내측부, 즉, 상기 제2예비 원통형 본체부의 상부면 내측부에 형성되기 때문에, 상기 철(Fe)층 노출부에서 부식 또는 녹이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 원통형 이차전지의 일예를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 일반적인 원통형 이차전지의 원통형 캔의 제조방법의 일예를 설명하기 위한 개략적인 흐름도이다.
도 3은 제7공정인 트리밍 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 4는 트리밍 공정을 진행한 이후의 최종 캔 본체의 상단면을 설명하기 위한 개략적인 도면이며, 도 5는 종래의 원통형 이차전지 캔을 사용하여 이차전지를 제조한 상태의 단면을 부분적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제3예비 캔 본체를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 제3예비 캔 본체를 제조하는 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 제4예비 캔 본체를 성형하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 제4예비 캔 본체를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 최종 캔 본체를 성형하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 15는 본 발명에 따른 최종 캔 본체를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔을 사용하여 이차전지를 제조한 상태의 단면을 부분적으로 나타낸 것이다.
도 17은 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔의 제조방법에 따른 캔의 형상을 도시하는 실사진이다.
도 18은 종래의 원통형 이차전지 캔의 단면 프로파일을 도시하는 도면이고, 도 19는 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔의 단면 프로파일을 도시하는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔의 제조방법은, 얇은 강판을 필요한 모양으로 블랭킹(blanking)하여 제1예비 캔 본체를 성형하는 단계를 포함한다(S110).
이때, 상기 제1예비 캔 본체를 성형하는 단계는, 제1펀치(미도시)와 제1다이(미도시)를 통해 이루어질 수 있으며, 이는 상술한 도 1의 제1공정과 동일한 것으로, 이는 당업계에서 자명한 사항에 해당하므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔의 제조방법은, 상기 제1예비 캔 본체를 딥 드로잉 공법에 의해 제2예비 캔 본체를 성형하는 단계를 포함한다(S120).
이때, 상기 제2예비 캔 본체를 성형하는 단계는, 제2펀치(미도시)와 제2다이(미도시) 등을 통해 이루어질 수 있으며, 이는 상술한 도 1의 제2공정 내지 제5공정과 동일한 것으로, 이는 당업계에서 자명한 사항에 해당하므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔의 제조방법은, 상기 제2예비 캔 본체의 상부에 절곡부를 형성하여 제3예비 캔 본체를 성형하는 단계를 포함한다(S130).
도 7은 본 발명에 따른 제3예비 캔 본체를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 제3예비 캔 본체(100)는, 제1예비 원통형 본체부(110); 및 상기 제1예비 원통형 본체부(110)의 상부에 위치하되, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)로부터 절곡되는 절곡부(120)를 포함한다.
이때, 상기 절곡부(120)는, 제1절곡기준부(101)를 기준으로, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)로부터 연속적으로 연장되되, 제1예비 원통형 본체부(110)의 외측으로 절곡되는 제1방향 플랜지부(130); 및 상기 제1방향 플랜지부(130)의 외측으로 연장되되, 제2절곡기준부(102)를 기준으로, 상기 제1방향 플랜지부(130)로부터 절곡되는 제2방향 플랜지부(160)를 포함한다.
이때, 상기 제1절곡기준부(101)는, 상기 제1예비 원통형 본체부의 최상단과 상기 제1방향 플랜지부(130)의 일측 단부가 연결되는 지점으로, 단면을 나타내는 도 7에는 점으로 표현되어 있으나, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)의 최상단의 전체적인 형상인 원형으로 이루어지게 된다.
또한, 상기 제2절곡기준부(102)는, 상기 제1방향 플랜지부(130)의 타측 단부와 상기 제2방향 플랜지부(160)의 일측 단부가 연결되는 지점으로, 단면을 나타내는 도 7에는 점으로 표현되어 있으나, 상기 제1방향 플랜지부(130)의 타측 단부의 전체적인 형상인 원형으로 이루어지게 된다.
계속해서, 도 7을 참조하면, 상기 제1방향 플랜지부(130)는, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)로부터 연속적으로 연장되는 제2예비 원통형 본체부(140); 및 일측 단부는 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 타측 단부로부터 연속적으로 연장되고, 타측 단부는 상기 제2방향 플랜지부(130)의 일측 단부와 연속적으로 연장되는 트리밍부(150)를 포함한다.
이때, 본 발명에서는, 상기 제1예비 원통형 본체부(110) 및 상기 제2예비 원통형 본체부(140)가 후술하는 원통형 본체부를 구성할 수 있으며, 또한, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 타측 단부와 상기 트리밍부(150)의 일측 단부의 경계면에는 트리밍 기준라인(L)을 포함한다.
즉, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 타측 단부와 상기 트리밍부(150)의 일측 단부의 경계면을 기준으로 하는 트리밍 기준라인(L)에서 트리밍이 이루어질 수 있으며, 상술할 바와 같이, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)와 상기 제2예비 원통형 본체부(140)가 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔, 즉, 최종 원통형 본체부를 구성할 수 있다.
이때, 도면에서는, 상기 제1방향 플랜지부(130)와 상기 제1예비 원통형 본체부(110)가 이루는 외각(θ1)이 90°로 이루어지는 것을 도시하고 있으나, 이와는 달리, 상기 제1방향 플랜지부(130)와 상기 제1예비 원통형 본체부(110)가 이루는 외각(θ1)은, 80°내지 100°로 이루어질 수 있으며, 또한, 도면에서는, 상기 제1방향 플랜지부(130)와 상기 제2방향 플랜지부(160)가 이루는 내각(θ2)이 90°로 이루어지는 것을 도시하고 있으나, 이와는 달리, 상기 제1방향 플랜지부(130)와 상기 제2방향 플랜지부(160)가 이루는 내각(θ2)은 둔각, 예를 들어, 90°초과 내지 135°로 이루어질 수 있다.
이는 상술한 바와 같이, 본 발명에서는, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 타측 단부와 상기 트리밍부(150)의 일측 단부의 경계면을 기준으로 하는 통한 트리밍 기준라인(L)에서 트리밍이 이루어지기 때문에, 트리밍이 이루어지는 상기 제1방향 플랜지부(130)가 지면을 기준으로 가급적 수평(상기 제1예비 원통형 본체부(110)를 기준으로는 수직)을 이루는 것이 바람직하며, 따라서, 상기 제1방향 플랜지부(130)와 상기 제1예비 원통형 본체부(110)가 이루는 외각(θ1)은, 80°내지 100°로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는 상기 트리밍이 이루어지는 과정에서 상기 제2방향 플랜지부(160)는 후술하는 트리밍 펀치가 삽입되는 기준을 제시할 수 있는데, 이를 위하여, 즉, 상기 제2방향 플랜지부(160)의 내부로 트리밍 펀치가 삽입될 수 있도록, 상기 제1방향 플랜지부(130)와 상기 제2방향 플랜지부(160)가 이루는 내각(θ2)은 90°내지 135°로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명에 따른 제3예비 캔 본체를 제조하는 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 제3예비 캔 본체를 제조하는 공정은, 먼저, 딥 드로잉 공법에 의해 제2예비 캔 본체(100')의 제1-1예비 원통형 본체부(110')의 상단 끝 부분에, 제1절곡기준부(101)를 기준으로, 약 45도 각도로 경사지게 확장되는 예비 절곡부(120')를 형성한다.
이때, 상기 제1절곡기준부(101)는, 상기 제1-1예비 원통형 본체부의 최상단과 상기 예비 절곡부(120')의 일측 단부가 연결되는 지점으로, 단면을 나타내는 도 8에는 점으로 표현되어 있으나, 상기 제1-1예비 원통형 본체부(110')의 최상단의 전체적인 형상인 원형으로 이루어지게 된다.
다음으로, 상기 예비 절곡부(120')의 일정 영역, 즉, 제2절곡기준부(102)를 기준으로 상기 예비 절곡부(120')의 내측을 제3펀치(가압펀치)(104) 및 제3다이(105)를 통해 가압함으로써, 상술한 바와 같은, 도 7의 제3예비 캔 본체를 제조할 수 있다.
다만, 본 발명에서 제3예비 캔 본체를 제조하는 방법을 제한하는 것은 아니며, 다양한 형태의 펀치 및 다이를 통해, 도 7과 같은 본 발명에 따른 제3예비 캔 본체를 제조할 수 있다.
계속해서, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔의 제조방법은, 상기 제3예비 캔 본체의 상기 절곡부의 일정 영역을 트리밍하여, 트리밍된 절곡부를 포함하는 제4예비 캔 본체를 성형하는 단계를 포함한다(S140).
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 제4예비 캔 본체를 성형하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 제4예비 캔 본체를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
먼저, 도 9 및 도 10을 참조하면, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 제3예비 캔 본체(100)는, 제1예비 원통형 본체부(110); 및 상기 제1예비 원통형 본체부(110)의 상부에 위치하되, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)로부터 절곡되는 절곡부(120)를 포함하며, 이때, 상기 절곡부(120)는, 제1절곡기준부(101)를 기준으로, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)로부터 연속적으로 연장되되, 제1예비 원통형 본체부(110)의 외측으로 절곡되는 제1방향 플랜지부(130); 및 상기 제1방향 플랜지부(130)의 외측으로 연장되되, 제2절곡기준부(102)를 기준으로, 상기 제1방향 플랜지부(130)로부터 절곡되는 제2방향 플랜지부(160)를 포함한다.
또한, 상기 제1방향 플랜지부(130)는, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)로부터 연속적으로 연장되는 제2예비 원통형 본체부(140); 및 일측 단부는 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 타측 단부로부터 연속적으로 연장되고, 타측 단부는 상기 제2방향 플랜지부(130)의 일측 단부와 연속적으로 연장되는 트리밍부(150)를 포함한다.
이때, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는, 제4펀치(트리밍 펀치)(204) 및 제4다이(205)를 통해 트리밍함으로써, 상기 제3예비 캔 본체의 상기 절곡부의 일정 영역을 기준으로 트리밍된 제4예비 캔 본체를 성형할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 타측 단부와 상기 트리밍부(150)의 일측 단부의 경계면을 기준으로 하는 통한 트리밍 기준라인(L)에서 트리밍된 제4예비 캔 본체를 성형할 수 있으며, 도 11을 참조하면, 상기 제4예비 캔 본체(200)는, 제1예비 원통형 본체부(110); 및 상기 제1예비 원통형 본체부(110)의 상부에 위치하되, 상기 제1절곡기준부(102)를 기준으로 절곡되고, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)로부터 연속적으로 연장되는 제2예비 원통형 본체부(140)를 포함하는 것으로 정의할 수 있다.
이때, 도 10 및 도 12를 참조하면, 상기 트리밍 공정에 의하여, 제4펀치(204)가 상부에서 하부로 이동하면서, 철(Fe)층(111)을 기준으로 내측부 및 외측부를 포함하는 전면(全面)에 도금된 니켈층(Ni)(112-1, 112-2)을 포함하여 이루어지는 상기 제3예비 캔 본체(100)의 트리밍 기준라인(L)를 절단하게 되는데, 도 10 및 도 12의 단면을 기준으로, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 측면 상부에 철(Fe)층 노출부(111-1)가 형성되게 된다.
즉, 상기 제3예비 캔 본체(100)는, 상기 철(Fe)층(111)을 기준으로 내측부 및 외측부를 포함하는 전면(全面)에 도금된 상기 니켈층(Ni)(112-1, 112-2)을 포함하는데, 상술한 트리밍 공정에 의해, 불가피하게 상기 철(Fe)층(111)이 노출되는 철(Fe)층 노출부(111-1)가 형성되게 되며, 본 발명에서는, 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)가 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 측면 상부에 형성되게 된다.
한편, 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)에는, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 절단면(117)로부터 수직한 방향으로 돌출되는 버(burr)(119)가 생성될 수 있다.
이는 상술한 제4펀치(204)와 제4다이(205)의 클리어런스 틈새에 따른 것으로, 이러한 버(119)는 일반적으로, 약 10~30㎛의 크기를 가지게 되는데, 이러한 버(119)는 상술한 펀치와 다이의 클리어런스 틈새의 조절을 통해 해결할 수 있는 것으로, 이는 본 발명에서 중요한 사항은 아니므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
계속해서, 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔의 제조방법은, 상기 제4예비 캔 본체의 상기 트리밍된 절곡부를 높이방향으로 세워 최종 캔 본체를 제조하는 단계를 포함한다(S150).
이때, 상기 최종 캔 본체는, 본 발명에 따른 최종 원통형 본체부에 해당하며, 상술한 바와 같이, 본 발명에서는, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)와 상기 제2예비 원통형 본체부(140)가 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔, 즉, 최종 원통형 본체부를 구성할 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 최종 캔 본체를 성형하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 15는 본 발명에 따른 최종 캔 본체를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
먼저, 도 13 및 도 14를 참조하면, 상술한 바와 같이, 상기 제4예비 캔 본체(200)는, 제1예비 원통형 본체부(110); 및 상기 제1예비 원통형 본체부(110)의 상부에 위치하되, 상기 제1절곡기준부(102)를 기준으로 절곡되고, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)로부터 연속적으로 연장되는 제2예비 원통형 본체부(140)를 포함하는 것으로 정의할 수 있다.
이때, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)는, 전극 조립체의 수용 공간을 형성하도록 상부가 개방되고, 개방된 상부의 반대 측인 하부를 밀폐시켜 형성되는 원형의 바닥면(110a); 및 개방된 상부와 바닥면 사이에서 전체를 원형으로 둘러싸되, 높이방향으로 길게 연장되는 측면(110b)을 포함하는 것을 정의될 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 제4예비 캔 본체의 상기 트리밍된 절곡부는, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)에 해당하며, 이때, 상기 트리밍된 절곡부를 높이방향으로 세운다 함은, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)의 측면(110b)의 높이방향으로 상기 트리밍된 절곡부를 성형함을 의미한다.
이때, 도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명에서는, 제5펀치(가압 펀치)(304) 및 제5다이(305)를 통해 가압함으로써, 상기 제4예비 캔 본체의 상기 트리밍된 절곡부, 즉, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)를, 상기 제1절곡기준부(102)를 기준으로, 상기 제1예비 원통형 본체부(110)의 측면(110b)의 높이방향으로 세울수 있다.
한편, 상기 제5펀치의 최하단부는, 상술한 원형의 바닥면(110a)의 상면을 가압하며, 또한, 상기 제5다이(305)의 최상단부는 상기 제4예비 캔 본체(200)의 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 하면을 지지할 수 있다.
다만, 본 발명에서, 상기 제4예비 캔 본체의 상기 트리밍된 절곡부를 높이방향으로 세우는 방법을 제한하는 것은 아니며, 다양한 펀치와 다이를 통해, 상기 트리밍된 절곡부를 높이방향으로 세울 수 있다.
계속해서, 도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 상기 최종 원통형 본체부(300)는, 상술한 바와 같이, 상기 제1예비 원통형 본체부(110) 및 상기 제2예비 원통형 본체부(140)로 구성되며, 보다 구체적으로, 상기 제1예비 원통형 본체부(110); 및 상기 제1예비 원통형 본체부(110)의 상부에 위치하되, 상기 제1절곡기준부(102)를 기준으로 상기 제1예비 원통형 본체부(110)의 높이방향으로 연장되는 제2예비 원통형 본체부(140)를 포함한다.
이때, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)는, 상기 제1절곡기준부(102)를 기준으로, S130단계에서 절곡되었다가, S150단계에서 다시 세워진 형태에 해당하기 때문에, 상기 최종 원통형 본체부(300)는, 상기 제1절곡기준부(102)를 기준으로, 외경을 따라 압축응력이 작용되어 있고, 내경을 따라 인장응력이 작용되어 있을 수 있다.
이때, 상기 최종 원통형 본체부(300)는, 상기 제1절곡기준부(102)를 기준으로, 외경을 따라 압축응력이 작용되어 있고, 내경을 따라 인장응력이 작용되어 있을 수 있을 수 있다함은, 다른 영역과 비교하여, 상기 제1절곡기준부(102)를 기준으로, 외경을 따라 보다 큰 압축응력이 작용되어 있고, 내경을 따라 보다 큰 인장응력이 작용되어 있을 수 있음을 의미한다.
계속해서, 도 15를 참조하면, 상기 최종 원통형 본체부(300)는, 철(Fe)층(111)을 기준으로 내측부 및 외측부를 포함하는 전면(全面)에 도금된 니켈층(Ni)(112-1, 112-2)을 포함하여 이루어지되, 상기 최종 원통형 본체부(300)의 상부면, 즉, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 상부면은, 상기 철(Fe)층(111)이 노출되는 철(Fe)층 노출부(111-1)가 형성되게 되며, 본 발명에 따른 상기 최종 원통형 본체부(300)는, 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)가 상기 최종 원통형 본체부(300)의 상부면 내측부, 즉, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 상부면 내측부에 형성되게 된다.
즉, S140 단계에서는 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)가 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 측면 상부에 형성되어 있었으나, 상기 S150 단계에 의하여, 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)가 상기 최종 원통형 본체부(300)의 상부면 내측부, 즉, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 상부면 내측부에 형성되게 된다.
한편, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)에는, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 절단면(117)로부터 수직한 방향으로 돌출되는 버(burr)(119)가 포함될 수 있으나, 이는 상술한 바와 같이, 본 발명에서 중요한 사항은 아니므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 16은 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔을 사용하여 이차전지를 제조한 상태의 단면을 부분적으로 나타낸 것이다.
먼저, 도 1 내지 도 5에서 상술한 바와 같이, 종래의 트리밍 공정에 의해 제조된 최종 원통형 본체부(44)는, 상술한 바와 같이, 상기 철(Fe)층 노출부(1-1)가 상기 최종 원통형 본체부(44)의 단면을 기준으로, 상부면 외측부에 형성되기 때문에, 상기 철(Fe)층 노출부(1-1)에서 부식 또는 녹이 발생할 가능성이 높아지는 문제점이 있다.
하지만, 본 발명에서는, 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)가 상기 최종 원통형 본체부(300)의 상부면 내측부, 즉, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 상부면 내측부에 형성되기 때문에, 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)에서 부식 또는 녹이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 최종 원통형 본체부(300), 즉, 원통형 이차전지 캔은, 개구부를 실링하기 위해, 상술한 도 1에서와 같은, 내부에 양극판과 음극판을 세퍼레이터를 개재하여 감은 젤리-롤형 전극 조립체(30)를 수용한 후에 만입부(21)를 형성하며, 내부에 전해액을 주입한 후 만입부(21) 상에 가스켓(60)을 개재하여 상단 캡(41)을 배치하고, 개구부를 내측으로 구부리는 가공에 의해 가스켓(60)을 압축하여 상단 캡(41)을 개구부에 고정하는 실링 공정에 의해 내부에 발전요소를 수용한 원통형 이차전지로 제조될 수 있다.
하지만, 본 발명에서는, 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)가 상기 최종 원통형 본체부(300)의 상부면 내측부, 즉, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 상부면 내측부에 형성되기 때문에, 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)가 상기 가스켓(60)을 통해 보호될 수 있으므로, 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)에서 부식 또는 녹이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 17은 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔의 제조방법에 따른 캔의 형상을 도시하는 실사진이다.
도 17에서의 확대영역은 상술한 S140 단계의, 상기 제3예비 캔 본체의 상기 절곡부의 일정 영역을 트리밍하여, 트리밍된 절곡부를 포함하는 제4예비 캔 본체를 성형하는 단계의 실사진에 해당하며, 그 이후의 실사진이 상술한 S150 단계의 상기 제4예비 캔 본체의 상기 트리밍된 절곡부를 높이방향으로 세워 최종 캔 본체를 제조하는 단계로 이해될 수 있다.
도 18은 종래의 원통형 이차전지 캔의 단면 프로파일을 도시하는 도면이고, 도 19는 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔의 단면 프로파일을 도시하는 도면이다.
먼저, 도 18을 참조하면, 종래의 원통형 이차전지 캔은, 상술한 바와 같이, 철(Fe)층 노출부가 최종 원통형 본체부의 단면을 기준으로, 상부면 외측부(원 영역)에 형성됨을 확인할 수 있고, 다음으로, 도 19를 참조하면, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔은, 상술한 바와 같이, 철(Fe)층 노출부가 최종 원통형 본체부의 단면을 기준으로, 상부면 내측부(원 영역)에 형성됨을 확인할 수 있다. 한편, 각각의 원 영역에는 일정 버가 형성되어 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 원통형 이차전지 캔은, 상술한 원통형 이차전지 캔의 제조방법에 의하여, 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)가 상기 최종 원통형 본체부(300)의 상부면 내측부, 즉, 상기 제2예비 원통형 본체부(140)의 상부면 내측부에 형성되기 때문에, 상기 철(Fe)층 노출부(111-1)에서 부식 또는 녹이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (9)

  1. 강판을 블랭킹(blanking)하여 제1예비 캔 본체를 성형하는 단계;
    상기 제1예비 캔 본체를 딥 드로잉 공법에 의해 제2예비 캔 본체를 성형하는 단계;
    상기 제2예비 캔 본체의 상부에 절곡부를 형성하여 제3예비 캔 본체를 성형하는 단계;
    상기 제3예비 캔 본체의 상기 절곡부의 일정 영역을 트리밍하여, 트리밍된 절곡부를 포함하는 제4예비 캔 본체를 성형하는 단계; 및
    상기 제4예비 캔 본체의 상기 트리밍된 절곡부를 높이방향으로 세워, 최종 원통형 본체부를 제조하는 단계를 포함하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3예비 캔 본체는, 제1예비 원통형 본체부; 및 상기 제1예비 원통형 본체부의 상부에 위치하되, 상기 제1예비 원통형 본체부로부터 절곡되는 절곡부를 포함하고,
    상기 절곡부는, 제1절곡기준부를 기준으로, 상기 제1예비 원통형 본체부로부터 연속적으로 연장되되, 상기 제1예비 원통형 본체부의 외측으로 절곡되는 제1방향 플랜지부; 및 상기 제1방향 플랜지부의 외측으로 연장되되, 제2절곡기준부를 기준으로, 상기 제1방향 플랜지부로부터 절곡되는 제2방향 플랜지부를 포함하며,
    상기 제1방향 플랜지부는, 일측 단부가 상기 제1예비 원통형 본체부로부터 연속적으로 연장되는 제2예비 원통형 본체부; 및 일측 단부는 상기 제2예비 원통형 본체부의 타측 단부로부터 연속적으로 연장되고, 타측 단부는 상기 제2방향 플랜지부의 일측 단부와 연속적으로 연장되는 트리밍부를 포함하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2예비 원통형 본체부의 타측 단부와 상기 트리밍부의 일측 단부의 경계면을 기준으로 하는 트리밍 기준라인(L)을 포함하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제3예비 캔 본체의 상기 절곡부의 일정 영역을 트리밍하여, 트리밍된 절곡부를 포함하는 제4예비 캔 본체를 성형하는 단계는,
    상기 트리밍 기준라인(L)에서 트리밍되어 트리밍된 절곡부를 포함하는 제4예비 캔 본체를 성형하는 것인 원통형 이차전지 캔의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제4예비 캔 본체는, 상기 제1예비 원통형 본체부; 및 상기 제1예비 원통형 본체부의 상부에 위치하되, 상기 제1절곡기준부를 기준으로 절곡되고, 상기 제1예비 원통형 본체부로부터 연속적으로 연장되는 상기 제2예비 원통형 본체부를 포함하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제3예비 캔 본체는, 철(Fe)층을 기준으로 내측부 및 외측부를 포함하는 전면(全面)에 도금된 니켈층(Ni)을 포함하고,
    상기 제4예비 캔 본체는, 상기 트리밍 공정에 의해 상기 철(Fe)층이 노출되는 철(Fe)층 노출부가 형성되되, 상기 철(Fe)층 노출부는, 상기 제2예비 원통형 본체부의 측면 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제4예비 캔 본체의 상기 트리밍된 절곡부를 높이방향으로 세워, 최종 원통형 본체부를 제조하는 단계는,
    상기 트리밍된 절곡부는, 상기 제2예비 원통형 본체부이고,
    상기 트리밍된 절곡부를 높이방향으로 세우는 것은, 상기 제2예비 원통형 본체부를 상기 제1예비 원통형 본체부의 측면의 높이방향으로 성형하는 것인 원통형 이차전지 캔의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 최종 원통형 본체부는, 상기 제1예비 원통형 본체부 및 상기 제2예비 원통형 본체부로 구성되되, 상기 제1예비 원통형 본체부; 및 상기 제1예비 원통형 본체부의 상부에 위치하되, 상기 제1절곡기준부를 기준으로 상기 제1예비 원통형 본체부의 높이방향으로 연장되는 상기 제2예비 원통형 본체부를 포함하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 최종 원통형 본체부는, 상기 철(Fe)층 노출부가 상기 최종 원통형 본체부의 상부면 내측부에 형성되는 것을 특징으로 하는 원통형 이차전지 캔의 제조방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4989962B2 (ja) * 2006-12-28 2012-08-01 パナソニック株式会社 電池缶の製造方法及び密閉型電池の製造方法
KR101258154B1 (ko) 2009-04-22 2013-04-25 주식회사 엘지화학 원통형 전지용 캔의 제조 방법 및 그에 따른 원통형 전지용 캔
KR20160042327A (ko) * 2014-10-08 2016-04-19 상신이디피(주) 원통형 이차전지 캔 및 그 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001052656A (ja) 1999-08-12 2001-02-23 Fuji Elelctrochem Co Ltd 円筒形アルカリ電池の組立方法および正極缶

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