KR20060111840A - 파우치형 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 별도의 팩 케이스를 이용하지 않고, 파우치 외장재의 일부를 이용하여 팩 공정을 수행함으로써, 팩 공정이 단순화된 파우치형 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명의 파우치형 리튬 이차 전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 위치하는 세퍼레이터를 구비하는 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 파우치 외장재를 포함하며, 상기 파우치 외장재는 전극 조립체를 수용하기 위하여 어느 일 방향이 개구된 공간을 구비하는 제 1 파우치 외장재와, 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 부분을 커버하는 중심부와 상기 중심부의 좌ㆍ우로 소정 길이 연장된 좌ㆍ우 날개부를 구비하는 제 2 파우치 외장재를 구비하며, 상기 좌ㆍ우 날개부는 모두 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향 및 그 반대 방향 중 어느 하나의 방향으로 접철되는 것을 특징으로 한다.
파우치형 리튬 이차 전지, 날개부, 접철
Description
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 사시도.
도 1b는 도 1a의 A-A 라인에 따른 단면도.
도 1c는 도 1a의 B-B 라인에 따른 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도.
도3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 단면도.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)
100; 파우치형 리튬 이차 전지 200; 전극 조립체
210; 제 1 전극판 215; 제 1 전극 탭
220; 제 2 전극판 225; 제 2 전극 탭
230; 세퍼레이터 240; 절연 테이프
251, 255; 절연 플레이트 300; 파우치 외장재
310; 제 1 파우치 외장재 315; 제 1 공간
315A; 전극 조립체 수용부 317; 제 2 공간
320; 제 2 파우치 외장재 320A; 중심부
320B, 320C; 좌ㆍ우 날개부 340; 제 1 이동로
350; 제 2 이동로 400; 보호 회로 모듈
410; 입ㆍ출력 단자 500; 보강 부재
610, 620; 상ㆍ하부 몰딩부
본 발명은 파우치형 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 팩 케이스를 이용하지 않고, 파우치 외장재의 일부를 이용하여 팩 공정을 수행함으로써, 팩 공정이 단순화된 파우치형 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근에는 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 이러한 휴대용 전기/전자장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 전지 팩을 내장하고 있다. 내장된 전지 팩은 휴대용 전기/전자장치를 일정기간동안 구동시키기 위해 일정 레벨의 전압을 출력시킬 수 있도록 내부에 적어도 하나의 전지를 구비하고 있다.
상기 전지 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차전지를 채용하고 있다. 이차전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등의 리튬 이차 전지 등이 있다.
특히, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V로서, 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다. 또한, 리튬 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.
통상적으로 상기 리튬 이차 전지 중 상기 파우치형 리튬 이차 전지는 파우치 외장재가 통상 금속 포일층과 이를 덮는 합성 수지층의 다층막으로 구성되는데 이를 사용할 경우에는 금속 캔을 사용하는 원통형 또는 각형 리튬 이차 전지보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있어, 리튬 이차 전지의 경량화는 파우치형 리튬 이차 전지 방향으로 발전하여 왔다.
통상적으로, 상기한 파우치형 리튬 이차 전지는 전극 조립체를 수용하는 공간을 구비하는 파우치 외장재의 하면에 전극 조립체를 수용한 후, 파우치 외장재의 상면을 이용하여 상기 하면을 덮은 후, 밀봉하여 파우치 베어 셀(bare cell)을 형성하고, 상기 파우치 베어 셀에 보호 회로 모듈과 같은 부속품을 부착하여 파우치 코어 팩(core pack)을 형성하고, 그런 다음, 상기 파우치 코어 팩을 전지 팩 케이스에 내장하여 형성된다.
그러나, 상기한 바와 같은 파우치형 리튬 이차 전지의 별도의 전지 팩 케이스를 이용하여 형성됨으로 인하여 공정이 길어지며, 이로 인하여 파우치형 리튬 이차 전지의 단위 시간당 생산량의 향상에 제약이 있어 왔다.
또한, 별도의 전지 팩 케이스를 사용함으로써, 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 단가를 낮추는 데에 제약이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 별도의 팩 케이스를 이용하지 않고, 파우치 외장재의 일부를 이용하여 팩 공정을 수행함으로써, 팩 공정이 단순화된 파우치형 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파우치형 리튬 이차 전지는 제 1 전극판, 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 위치하는 세퍼레이터를 구비하는 전극 조립체와; 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 파우치 외장재를 포함하며, 상기 파우치 외장재는 전극 조립체를 수용하기 위하여 어느 일 방향이 개구된 공간을 구비하는 제 1 파우치 외장재와, 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 부분을 커버하는 중심부와 상기 중심부의 좌ㆍ우로 소정 길이 연장된 좌ㆍ우 날개부를 구비하는 제 2 파우치 외장재를 구비하며, 상기 좌ㆍ우 날개부는 모두 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향 및 그 반대 방향 중 어느 하나의 방향으로 접철되는 것을 특징으로 한다.
상기 좌ㆍ우 날개부는 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향으로 접철되어 상기 제 1 파우치 외장재의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대방향의 일면의 외측을 각각 커버하는 것이 바람직하다.
상기 좌ㆍ우 날개부는 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향으로 접철되어 상기 제 2 파우치 외장재 중심부의 외측을 각각 커버할 수도 있다.
상기 파우치 외장재의 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간 외측면 중 외부로 노출되는 방향에 부착된 보강 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보강 부재는 제 1 파우치 외장재의 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향의 외측면에 부착될 수 있다.
상기 보강 부재는 상기 제 2 파우치 외장재 중심부의 외측면에 부착될 수도 있다.
상기 보강 부재는 금속 또는 플라스틱 재질의 판재로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 전극 조립체는 상기 제 1 전극판에 부착되어 상기 파우치 외장재의 외부로 소정 길이 돌출되는 제 1 전극 탭과, 상기 제 2 전극판에 부착되어 상기 파우치 외장재의 외부로 소정 길이 돌출되는 제 2 전극 탭을 더 구비하며, 상기 제 1 전극 탭 및 제 2 전극 탭이 돌출된 상기 파우치 외장재의 상부에서 상기 제 1 전극 탭 및 제 2 전극 탭과 전기적으로 연결되며, 충ㆍ방전을 위한 입ㆍ출력 단자를 상면에 구비하며, 상기 전극 조립체의 충ㆍ방전 및 오작동을 제어하는 보호 회로 모듈을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 보호 회로 모듈의 입ㆍ출력 단자를 노출시키며, 상기 파우치 외장재의 상부를 보호하기 위한 상부 몰딩부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 파우치 외장재의 하부를 보호하기 위한 하부 몰딩부를 더 포함할 수도 있다.
상기 몰딩부는 핫 멜트(hot melt)를 이용하여 형성되는 것이 바람직하며, 상기 핫 멜트는 열용융형 접착제인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 핫 멜트는 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer) 계열 물질, 폴리아미드(polyamide) 계열, 폴리에스테르(polyester) 계열 물질, 고무(rubber) 계열 물질 및 폴리우레탄(polyurethane) 계열 물질로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기 제 1 파우치 외장재는 심부와; 상기 심부의 상부면 상에 형성된 열융착층과; 상기 심부의 하부면 상에 형성된 절연막으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 심부는 알루미늄(Al)으로 이루어지며, 상기 열융착층은 변성 폴리프로 필렌으로 이루어지며, 상기 절연막은 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제 2 파우치 외장재는 상기 제 1 파우치 외장재와 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 또는 상기 제 2 파우치 외장재는 기재와, 상기 기재의 일면에 코팅된 코팅막을 구비하여 이루어질 수 있다.
상기 제 2 파우치 외장재의 상기 기재는 철(Fe) 또는 SUS(steel use stainless)로 이루어지며, 상기 코팅막은 PP(Polypropylene) 및 PE(polyethylene) 중 어느 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법은 동일한 방향으로 개구된 제 1 공간 및 제 2 공간을 구비하는 제 1 파우치 외장재와, 상기 제 1 파우치 외장재와 대응하는 중심부 및 상기 중심부의 좌ㆍ우로 소정 길이 연장된 좌ㆍ우 날개부를 구비하는 제 2 파우치 외장재를 구비하는 파우치 외장재를 준비하는 단계와; 상기 제 1 공간 및 제 2 공간 중 어느 하나에 전극 조립체를 수용하는 단계와; 상기 제 1 파우치 외장재와 제 2 파우치 외장재의 중심부를 맞닿도록 하여 열융착하는 단계와; 초기 충ㆍ방전하고 상기 제 1 공간 및 제 2 공간 중 다른 하나의 공간에 가스를 포집하는 단계와; 상기 제 1 공간과 제 2 공간 사이를 절단하여 상기 제1 공간 및 제 2 공간 중 상기 가스가 포집된 다른 하나의 공간을 제거하는 단계와; 상기 제 2 파우치 외장재의 좌ㆍ우 날개부를 동일한 방향으로 접철하여 상기 제 1 공간 및 제 2 공간 중 전극 조립체가 수용된 공간의 개구된 방향 및 그 반대 방향 중 어느 하나의 방향을 각각 커버하도록 하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 제 1 공간 및 제 2 공간 중 어느 하나에 수용된 전극 조립체는 제 1 전극 탭이 부착된 제 1 전극판, 제 2 전극 탭이 부착된 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터가 권취되어 형성되며, 상기 제 1 전극 탭 및 제 2 전극 탭은 제 1 공간 및 제 2 공간 중 다른 하나와 반대 방향으로 소정 길이 인출되는 것이 바람직하다.
상기 좌ㆍ우 날개부는 상기 제 1 공간 및 제 2 공간 중 상기 전극 조립체를 수용하는 공간의 개구된 방향의 반대 방향으로 접철되어 상기 제 1 파우치 외장재의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향의 일면의 외측을 각각 커버하는 것이 바람직하다.
상기 좌ㆍ우 날개부는 상기 제 1 공간 및 제 2 공간 중 상기 전극 조립체를 수용하는 공간의 개구된 방향으로 접철되어 상기 제 2 파우치 외장재 중심부의 외측을 각각 커버할 수도 있다.
상기 제 1 파우치 외장재 및 제 2 파우치 외장재의 중심부를 맞닿도록 하여 열융착하는 단계는 상기 제 1 파우치 외장재 및 제 2 파우치 외장재의 중심부가 맞닿은 부분을 열융착하여 상기 제 2 공간과 외부를 연결하는 제 1 이동로와, 상기 제 1 공간 및 제 2 공간을 연결하는 제 2 이동로를 형성하는 단계인 것이 바람직하다.
전해액을 주입하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 파우치 외장재의 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간 외측면 중 외부로 노출되는 방향에 보강 부재를 부착하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
상기 파우치 외장재의 상부에서 상면에 입ㆍ출력 단자를 구비하는 보호 회로 모듈을 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
핫 멜트를 이용하여 상기 보호 회로 모듈의 상부를 커버하며, 상기 상면에 형성된 입ㆍ출력 단자를 노출시키는 상기 외장재 상부의 상부 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
핫 멜트를 이용하여 형성되는 하부 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.
도면의 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
도 1a는 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 사시도이며, 도 1b는 도 1a의 A-A 라인에 따른 단면도이며, 도 1c는 도 1a의 B-B 라인에 따른 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지(100)는 전극 조립체(200)와, 상기 전극 조립체(200)를 수용하는 파우치 외장재(300)와, 상기 전극 조립체(200)의 충ㆍ방전을 제어하기 위한 보호 회로 모듈(400)과, 핫 멜팅(hot melting)을 통하여 형성되는 상ㆍ하부 몰딩부(610, 620)를 구비하는 구조로 이루어진다.
상기 전극 조립체(200)는 양극 활물질 및 음극 활물질 중 어느 하나, 예를 들면, 양극 활물질이 코팅된 제 1 전극판(210), 양극 활물질 및 음극 활물질 중 다 른 하나, 예를 들면, 음극 활물질이 코팅된 제 2 전극판(220), 상기 제 1 전극판(210) 및 제 2 전극판(220) 사이에 위치하여 상기 제 1 전극판(210)과 제 2 전극판(220)의 쇼트(short)를 방지하고 리튬 이온의 이동만 가능하게 하는 세퍼레이터(230)로 이루어진다. 또한, 상기 제 1 전극판(210)에는 일반적으로 알루미늄(Al) 재질로 이루어지며, 일정 길이 돌출되어 양극 탭으로 작용하는 제 1 전극 탭(215)이 접합되어 있다. 상기 제 2 전극판(220)에는 일반적으로 니켈(Ni) 재질로 이루어지며, 일정 길이 돌출되어 음극 탭으로 작용하는 제 2 전극 탭(225)이 접합되어 있으나, 본 발명에서 위의 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225)이 인출되는 부분의 제 1 전극판(210) 및 제 2 전극판(220) 사이의 단락을 방지하며, 상기 전극 조립체(200)를 파우치 외장재(300)에 수납 시 상기 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225)과 상기 파우치 외장재(300) 사이의 단락을 방지하기 위한 절연 테이프(240)를 더 구비할 수도 있다. 또한, 상기 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225)은 상기 파우치 외장재(300)의 어느 일측면을 통하여 외부로 인출되며, 이러한, 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225)은 상기 보호 회로 모듈(400)과 전기적으로 연결된다. 더불어 상기 전극 조립체(200)의 상ㆍ하부에는 상기 전극 조립체(200)가 상기 파우치 외장재(300)와의 접촉하는 것을 방지하기 위해 상ㆍ하부 절연 플레이트(251, 255)가 더 부착될 수도 있다.
또한, 상기 양극 활물질로는 칼코게나이드(chalcogenide) 화합물이 사용되고 있으며, 그 예로 LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1-xCoxO2(0<x<1), LiMnO2 등의 복 합 금속 산화물들이 사용되고 있다. 음극 활물질는 탄소(C) 계열 물질, Si, Sn, 틴 옥사이드, 틴 합금 복합체(composite tin alloys), 전이 금속 산화물, 리튬 금속 나이트라이드 또는 리튬 금속 산화물 등이 사용되고 있다. 또한, 일반적으로 상기 양극 전극판은 알루미늄(Al) 재질, 음극 전극판은 구리(Cu) 재질을 사용하며, 상기 세퍼레이터는 일반적으로 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)을 사용하지만, 본 발명에서 위의 재질을 한정하는 것은 아니다.
한편, 본 발명에서는 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225)이 인출되는 방향을 "상부" 방향으로 가정한다.
상기 파우치 외장재(300)는 제 1 파우치 외장재(310) 및 제 2 파우치 외장재(320)를 구비하여 이루어진다.
상기 제 1 파우치 외장재(310) 및 제 2 파우치 외장재(320) 중 어느 하나, 예를 들면, 상기 제 1 파우치 외장재(310)는 상기 전극 조립체(200)를 수용하기 위한 공간을 구비하며, 상기 전극 조립체(200)를 수용하기 위한 공간의 어느 한 방향이 개구되어 있다. 또한, 상기 제 1 파우치 외장재(310)는 그 재질이 알루미늄(Al)과 같은 금속재로 이루어진 심부와, 상기 심부의 상부면 상에 형성된 열융착층과, 상기 심부의 하부면 상에 형성된 절연막으로 이루어진다. 상기 열융착층은 폴리머 수지인 변성 폴리프로필렌, 예컨대 CPP(Casted Polypropylene)를 사용하여 접착층으로 작용하며, 상기 절연막은 나일론(nylon)이나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 수지재가 형성되어 있을 수 있으나, 여기서 상기 파우치 외장재(300)의 구조 및 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 제 1 파우치 외장재(310) 및 제 2 파우치 외장재(320) 중 다른 하나, 예를 들면, 상기 제 2 파우치 외장재(320)는 중심부(320A) 및 상기 중심부(320A)에서 소정 길이 연장되는 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)를 구비한다. 이때, 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 중심부(320A)는 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 상기 전극 조립체(200)를 수용하기 위한 공간의 개구된 부분을 커버한다. 또한, 상기 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)는 모두 동일한 방향으로 접철된다. 더욱 상세히 설명하면, 상기 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)는 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향 및 그 반대 방향 중 어느 하나의 방향으로 접철되며, 상기 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C) 각각이 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향 일면의 외측 또는 상기 제 2 파우치 외장재(320) 중심부의 외측을 커버하는 구조로 이루어진다. 바람직하게는 상기 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)는 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향 일면의 외측을 커버하는 구조로 이루어진다.
또한, 상기 제 2 파우치 외장재(320)는 상기 제 1 파우치 외장재(310)과 동일한 재질로 이루어질 수 있으며, 또는 이종의 재질로 이루어질 수 있다. 상기 제 2 파우치 외장재(320)가 상기 제 1 파우치 외장재(310)와 이종의 재질로 이루어지는 경우, 상기 제 2 파우치 외장재(320)는 철(Fe) 또는 SUS(steel use stainless)와 같이 알루미늄(Al)보다 강도가 큰 재질로 이루어지는 기재와, 상기 기재의 어느 일면에 코팅되는 코팅막을 구비하는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 코팅막은 PP(Polypropylene), PE(polyethylene) 및 이의 등가물인 폴리머 재질인 것이 바람직하나, 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 보호 회로 모듈(400)은 상기 파우치 외장재(300)의 상부에서 상기 전극 조립체(200)의 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225)과 전기적으로 연결되어, 상기 전극 조립체(200)의 충ㆍ방전 및 오작동을 제어하기 위한 것으로, 예를 들면, 상기 전극 조립체(200)로부터 과전류가 흘렀을 때, 상기 과전류를 차단하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 보호 회로 모듈(400)은 상면에 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 충ㆍ방전을 위한 입ㆍ출력 단자(410)를 구비한다. 또한, 상기 보호 회로 모듈(400)은 도면 상에는 도시하지 않았으나, 일반적으로 다양한 보호 회로를 구비하는 구조로 이루어진다.
상기 보강 부재(500)는 찌르기 등의 외부 환경에 대한 저항성을 향상시키기 위하여 상기 파우치 외장재(300)의 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 외측면 중 외부로 노출되는 방향의 어느 일면에 부착된다. 바람직하게는 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)가 전기/전자 장치에 장착되는 경우, 상기 보강 부재(500)는 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향의 외측면 상에 부착된다.
이러한 상기 보강 부재(500)는 금속 또는 플라스틱 재질의 판재(plate)로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 상ㆍ하부 몰딩부(610, 620)는 상기 핫 멜트(hot melt)를 이용하는 핫 멜팅 방법을 통하여 몰딩된 부분으로, 상기 상ㆍ하부 몰딩부(610, 620)에 사용되는 핫 멜트(hot melt)는 열용융형 접착제로써, 물이나 용제를 전혀 사용하지 않고, 상온에서 100% 고체인 불휘발성, 불연성, 열가소성 수지(themoplastic-resin)를 이용하여 고온에서 액상으로 피착제에 도포, 압착 후, 수초 내에 냉각 고화되면서 접착력을 발휘하는 것이 바람직하다.
상기 상ㆍ하부 몰딩부(610, 620)에 사용되는 핫 멜트(hot melt)는 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer) 계열 물질, 폴리아미드(polyamide) 계열, 폴리에스테르(polyester) 계열 물질, 고무(rubber) 계열 물질 및 폴리우레탄(polyurethane) 계열 물질로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부 몰딩부(610)는 상기 파우치 외장재(600) 상부의 보호 회로 모듈(400)이 안착되는 부분을 핫 멜트(hot melt)를 이용하는 핫 멜팅(hot melting) 방법을 통하여 몰딩된 부분으로, 상기 보호 회로 모듈(400)의 입ㆍ출력 단자(410)가 노출되도록 형성되어 있다.
또한, 상기 하부 몰딩부(620)는 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지(100)가 상기 파우치 외장재(300)를 이용하여 팩 공정을 수행하므로, 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 하부가 상대적으로 여타의 부분보다 찌르기 등의 외부 환경에 취약할 수 있기 때문에 핫 멜팅을 이용하여 몰딩된 부분이다.
한편, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 공정은, 제 1 공간 및 제 2 공간을 구비하는 제 1 파우치 외장재와 좌ㆍ우 날개부를 구비하는 제 2 파우치 외장재를 준비하는 단계(S1), 상기 제 1 공간에 전극 조립체를 수납하는 단계(S2), 제 1 이동로 및 제 2 이동로를 제외하고 상기 제 1 파우치 외장재와 제 2 파우치 외장재를 열융착하는 단계(S3), 제 1 이동로를 통하여 전해액을 주입하고 전극 조립체에 함침시키는 단계(S4), 상기 제 1 이동로를 열융착하는 단계(S5), 초기 충ㆍ방전을 실시하여 상기 제 2 공간에 가스를 포집하는 단계(S6), 상기 제 2 이동로를 열융착하고 제 2 공간을 제거하는 단계(S7), 보호 회로 모듈을 부착하는 단계(S8), 보강 부재를 부착하는 단계(S9), 상기 제 2 파우치 외장재의 좌ㆍ우 날개부를 접철하는 단계(S10) 및 상ㆍ하부를 핫 멜팅하는 단계(S11)를 진행함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지를 제조한다.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 상기 도 2와 함께 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법을 설명한다.
우선, 제 1 공간 및 제 2 공간을 구비하는 제 1 파우치 외장재와 좌ㆍ우 날개부를 구비하는 제 2 파우치 외장재를 준비하는 단계(S1)에서는 도 3a에 도시된 바와 같이, 제 1 파우치 외장재(310)와 제 2 파우치 외장재(320)로 이루어지는 파우치 외장재(300)를 준비한다.
이때, 상기 제 1 파우치 외장재(310)는 프레스 등을 이용하여 미리 소성 가 공된 제 1 공간(315) 및 제 2 공간(317)을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 제 1 공간 및 제 2 공간은 동일한 방향으로 개구되어 있다.
상기 제 1 상기 파우치 외장재(310)는 그 재질이 알루미늄(Al)과 같은 금속재로 이루어진 심부(310a)와, 상기 심부(310a)의 상부면 상에 형성된 열융착층(310b)과, 상기 심부(310a)의 하부면 상에 형성된 절연막(310c)으로 이루어진다. 상기 열융착층(310b)은 폴리머 수지인 변성 폴리프로필렌, 예컨대 CPP(Casted Polypropylene)를 사용하여 접착층으로 작용하며, 상기 절연막(310c)은 나일론(nylon)이나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 수지재가 형성되어 있을 수 있으나, 여기서 상기 파우치 외장재(300)의 구조 및 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 제 2 파우치 외장재(320)는 중심부(320A)와 상기 중심부(320)에서 좌ㆍ우로 소정 길이 연장된 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)를 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 중심부(320A)는 상기 제 1 파우치 외장재(310)와 대응하는 부분이다.
상기 제 2 파우치 외장재(320)는 상기 제 1 파우치 외장재(310)와 동일한 재질로 이루어 질 수 있으며, 또는 이종의 재질로 이루어질 수 있다. 상기 제 2 파우치 외장재(320)가 상기 제 1 파우치 외장재(310)와 이종의 재질로 이루어지는 경우, 상기 제 2 파우치 외장재(320)는 철(Fe) 또는 SUS(steel use stainless)와 같이 알루미늄(Al)보다 강도가 큰 재질로 이루어지는 기재와, 상기 기재의 어느 일면에 코팅되는 코팅막을 구비하는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 코팅막은 PP(Polypropylene), PE(polyethylene) 및 이의 등가 물인 폴리머 재질인 것이 바람직하나, 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 코팅막(320b)은 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 열융착층(310b)과 대향되도록 배치된다.
상기 제 1 공간에 전극 조립체를 수납하는 단계(S2)에서는 도 3a에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(200)를 준비하고, 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 제 1 공간(315) 및 제 2 공간(317) 중 어느 하나의 공간, 예를 들면, 상기 제 1 공간(315)에 전극 조립체(200)를 수납한다.
상기 전극 조립체(200)는 도시된 바와 같이, 제 1 전극판(210), 제 2 전극판(220) 및 상기 제 1 전극판(210)과 제 2 전극판 (220) 사이에 개재된 세퍼레이터가 권취된 형태로 이루어지며, 상기 제 1 전극판(210) 및 제 2 전극판(220)에는 각각 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225)이 부착되어 있다. 이때, 상기 전극 조립체(200)의 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225)은 소정 길이 외부로 돌출된다. 바람직하게는 상기 제 1 전극(215) 탭 및 제 2 전극 탭(225)이 상기 제 2 공간(317)의 반대 방향으로 돌출되도록 상기 전극 조립체(200)가 배치된다.
또한, 상기 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225)이 인출되는 부분에는 제 1 전극판(210) 및 제 2 전극판(220) 사이의 단락을 방지하며, 상기 전극 조립체(200)를 파우치 외장재(300)에 수납 시 상기 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225)과 상기 파우치 외장재(300) 사이의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(240)가 부착되어 있다.
한편, 상기 전극 조립체(200) 및 파우치 외장재(300)를 준비하는 순서는 반드시 이에 한정되지는 않으며, 상기 전극 조립체(200)를 먼저 준비한 후, 파우치 외장재(300)를 준비할 수도 있다.
상기 제 1 이동로 및 제 2 이동로를 제외하고 상기 제 1 파우치 외장재와 제 2 파우치 외장재를 열융착하는 단계(S3)에서는 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 제 1 공간(315) 및 제 2 공간(317) 중 어느 하나, 예를 들면, 제 1 공간에 상기 전극 조립체(200)를 수용한 후, 상기 제 2 파우치 외장재(320)를 이용하여 제 1 파우치 외장재(310)를 커버하고, 상기 제 1 파우치 외장재(310) 및 제 2 파우치 외장재(320)가 맞닿은 부분을 열융착한다.
보다 상세히 설명하면, 우선, 상기 전극 조립체(200)를 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 제 1 공간(315)에 수납한 후, 상기 제 2 파우치 외장재(320)를 이용하여 상기 제 1 파우치 외장재(310)를 커버하여 서로 맞닿도록 한다. 이때, 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 중심부(320A)가 상기 제 1 파우치 외장재(310)에 대응하도록 배치된다.
그런 다음, 상기 제 1 파우치 외장재(310) 및 제 2 파우치 외장재(320)가 맞닿은 부분을 열융착하여 접합하며, 상기 제 2 공간(317)과 외부를 연결하는 제 1 이동로(360)와, 상기 제 1 공간(315) 및 제 2 공간(317) 사이의 제 2 이동로(370)를 형성한다. 즉, 상기 제 1 파우치 외장재(310) 및 제 2 파우치 외장재(320)를 열융착하여, 상기 제 2 공간(317)과 외부를 연결하는 제 1 이동로(360)와, 상기 제 1 공간(315) 및 제 2 공간(317)을 연결하는 제 2 이동로(370)를 형성하는 것이다. 이 때, 상기 제 1 공간(315)은 전극 조립체 수용부(315A)로 작용한다.
상기 제 1 이동로를 통하여 전해액을 주입하고 전극 조립체에 함침시키는 단계(S4)에서는 상기 파우치 외장재(300)의 제 2 공간(317)을 상부로 하여 상기 제 1 이동로(340)를 통하여 전해액을 주입한 후, 이를 진공 분위기에 노출시켜, 상기 전해액을 상기 전극 조립체(200)에 함침시킨다.
상기 제 1 이동로를 열융착하는 단계(S5)에서는 도 3c에 도시된 바와 같이, 상기 전해액을 주입하여 상기 전극 조립체(200)에 함침시킨 후, 상기 제 1 이동로(340)를 열융착하여 접합한다.
상기 초기 충ㆍ방전을 실시하여 상기 제 2 공간에 가스를 포집하는 단계(S6)에서는 상기 제 1 이동로(340)를 열융착한 후, 초기 충ㆍ방전을 실시하여, 상기 제 2 공간(317)에 가스를 포집한다.
보다 상세히 설명하면, 상기 제 1 이동로(340)를 열융착한 후, 상기 제 2 공간(317)을 상부로 하여 초기 충ㆍ방전을 실시한다. 이때, 상기 초기 충ㆍ방전 공정 중에 상기 전극 조립체(200)에서 가스가 발생하게 되는데, 이 가스는 상기 제 2 이동로(370)를 통하여 상기 제 2 공간(340)으로 포집된다.
상기 제 2 이동로를 열융착하고 제 2 공간을 제거하는 단계(S7)에서는 도 3d에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 공간(317)에 가스를 포집한 후, 제 2 이동로(350)를 열융착하고, 제 2 공간(317)을 절단하여 제거하여 파우치 베어 셀을 형성한다.
보다 상세히 설명하면, 상기 초기 충ㆍ방전 공정을 통하여 가스를 상기 제 2 공간(317)에 포집한 후, 상기 제 1 공간(315) 및 제 2 공간(317) 사이의 제 2 이동 로(350)를 열융착하여 접합한다. 그런 다음, 상기 제 1 공간(315) 및 제 2 공간(317) 사이를 절단하여, 상기 초기 충ㆍ방전 공정 중 발생한 가스가 포집된 상기 제 2 공간(317)을 제거하여 파우치 베어 셀을 형성한다.
상기 보호 회로 모듈을 부착하는 단계(S8)에서는 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 공간(317)을 절단하여 제거한 후, 상기 전극 조립체(200)의 제 1 전극 탭(215) 및 제 2 전극 탭(225)에 보호 회로 모듈(400)을 전기적으로 연결하여 파우치 코어 셀을 형성한다. 이때, 상기 보호 회로 모듈(400)은 다양한 보호 회로를 구비하여 상기 전극 조립체(200)의 충ㆍ방전 및 오작동을 제어하며, 상기 전극 조립체(200)의 충ㆍ방전을 위한 입ㆍ출력 단자(410)를 구비한다.
상기 보강 부재를 부착하는 단계(S9)에서는 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 보호 회로 모듈(400)을 부착한 후, 상기 파우치 코어 셀의 상기 파우치 외장재(300)의 일부에 보강 부재(500)를 부착한다.
보다 상세히 설명하면, 상기 보강 부재(500)는 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)가 전기/전자 장치에 장착되는 경우에, 상기 파우치 외장재(300)의 전극 조립체 수용부(315A)의 외부로 노출되는 방향의 일면의 외측면에 부착된다. 예를 들면, 상기 보강 부재(500)는 상기 파우치 외장재(300)의 전극 조립체 수용부(315A) 중 상기 제 1 공간(315)의 개구된 방향의 반대 방향의 외측면에 부착되는 것이 바람직하다.
상기 보강 부재(500)는 찌르기 등의 외부 환경에 대한 저항성을 향상시키기 위하여 상기 파우치 외장재(300)에 부착하는 것으로, 상기 보강 부재(500)는 금속 또는 플라스틱 재질의 판재(plate)로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 보호 회로 모듈을 부착하는 단계(S8) 및 보강 부재를 부착하는 단계(S9)의 순서는 반드시 이에 한정되지는 않으며, 상기 보강 부재를 부착하는 단계(S9)를 먼저 수행한 후, 상기 보호 회로를 부착하는 단계(S8)를 수행할 수도 있다.
상기 제 2 파우치 외장재의 좌ㆍ우 날개부를 접철하는 단계(S10)에서는 상기 보강 부재(500)를 부착한 후, 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C) 모두를 상기 제 1 공간(315)의 개구된 방향 및 그 반대 방향 중 어느 하나의 방향으로 접철하여, 상기 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)가 상기 파우치 외장재(300)의 전극 조립체 수용부(315A) 중 상기 제 1 공간(315)의 개구된 방향 및 그 반대 방향 중 어느 한 방향의 외측을 커버하도록 한다. 바람직하게는 상기 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)를 모두 상기 제 1 공간(315)의 개구된 방향의 반대 방향으로 접철하여, 상기 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)가 상기 파우치 외장재(300)의 전극 조립체 수용부(315A) 중 상기 제 1 공간(315)의 개구된 방향의 반대 방향의 외측을 커버하도록 한다.
상기 상ㆍ하부를 핫 멜팅하는 단계(S11)에서는 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)를 접철한 후, 상기 파우치 코어 셀의 보호 회로 모듈(400)이 부착된 상부와, 그 반대편인 파우치 코어 셀의 하부를 핫 멜트(hot melt)를 이용하여 핫 멜팅(hot melting)하여 상ㆍ하부 몰딩부(610, 620)를 형성하여 파우치형 리튬 이차 전지(100)를 제조한다.
이때, 상기 보호 회로 모듈(400)의 입ㆍ출력 단자(410)는 외부로 노출되도록 핫멜팅하는 것이 바람직하다.
한편, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지(100)는 제 1 전극판(210), 제 2 전극판(220) 및 상기 제 1 전극판(210)과 제 2 전극판(220) 사이에 개재된 세퍼레이터(230)가 권취된 전극 조립체(200)와, 제 1 파우치 외장재(310) 및 제 2 파우치 외장재(320)를 구비하는 파우치 외장재(300)와, 상기 파우치 외장재(300)의 일면에 부착된 보강 부재(500)를 구비하는 구조로 이루어진다.
상기 제 1 파우치 외장재(310)는 상기 전극 조립체(200)를 수용하기 위한 공간을 구비하며, 상기 전극 조립체(200)를 수용하기 위한 공간의 어느 한 방향이 개구되어 있다.
상기 제 2 파우치 외장재(320)는 상기 제 1 파우치 외장재(310)에 대응하는 중심부(320A) 및 상기 중심부(320A)에서 소정 길이 연장되는 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)를 구비한다. 이때, 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 중심부는 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 상기 전극 조립체(200)를 수용하기 위한 공간의 개구된 부분을 커버한다. 또한, 상기 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)는 모두 동일한 방향으로 접철된다. 더욱 상세히 설명하면, 상기 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)는 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향 및 그 반대 방향 중 어느 하나의 방향으로 접철되며, 각각이 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향의 외측 또는 상기 제 2 파우치 외장재(320) 중심부의 외측을 커버하는 구조로 이루어진다.
한편, 상기 제 2 파우치 외장재(320) 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)의 접철 방향 및 상기 보강 부재(500)가 부착된 면은 다양한 형태이나, 적어도 상기 보강 부재(500)는 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 외부로 노출되는 면 방향에 부착되는 것이 바람직하다.
예를 들면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 보강 부재(500)는 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대방향의 외측면 상에 부착되며, 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)는 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향으로 접철되어 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 중심부(320A)의 외측을 커버하는 구조로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 외부로 노출되는 방향은 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향인 것이 바람직하다.
또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 보강 부재(500)는 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 외측면, 즉 제 2 파우치 외장재(320) 중심부(320A)의 외측면 상에 부착되며, 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)는 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향으로 접철되어 상기 제 1 파우치 외장재(310)의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향의 일면을 커버하는 구조로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 외부로 노출되는 방향은 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향인 것이 바람직하다.
또한, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 보강 부재(500)는 상기 파우치 외장재(300)의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향 및 그 반대방향의 외측면 상에 부착되며, 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)는 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향으로 접철되어 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 중심부(320A)의 외측을 커버하는 구조로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 외부로 노출되는 방향은 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향인 것이 바람직하다.
또한, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 보강 부재(500)는 상기 파우치 외장재(300)의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향 및 그 반대방향의 외측면 상에 부착되며, 상기 제 2 파우치 외장재(320)의 좌ㆍ우 날개부(320B, 320C)는 상기 파우치 외장재(300)의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향의 일면, 즉, 제 2 파우치 외장재(320)의 중심부(320A)를 커버하는 구조로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 외부로 노출되는 방향은 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향인 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 리튬 이차 전지(100)는 별도의 팩 케이스를 이용하지 않고, 상기 파우치 외장재(300)의 일부가 상기 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 외부로 노출되는 면 방향을 보호하는 형태로 이루어지도록 팩 공정을 수행함으로써, 팩 공정을 단순화할 수 있다.
또한, 별도의 팩 케이스를 이용하지 않음으로써, 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 단가의 저하를 꾀할 수 있다.
또한, 상기 제 2 파우치 외장재(320)를 제 1 파우치 외장재(310)보다 강도가 높은 재질을 사용하며, 상기 보강 부재(500)를 외부로 노출되는 방향에 부착함으로써, 본 발명의 파우치형 리튬 이차 전지(100)의 찌르기 등의 외부 환경 등에 대한 저항성이 향상된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 별도의 팩 케이스를 이용하지 않고, 파우치 외장재의 일부를 이용하여 팩 공정을 수행함으로써, 팩 공정이 단순화된 파우치형 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (28)
- 제 1 전극판, 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판 및 제 2 전극판 사이에 위치하는 세퍼레이터를 구비하는 전극 조립체와;상기 전극 조립체를 수용하기 위한 파우치 외장재를 포함하며,상기 파우치 외장재는 전극 조립체를 수용하기 위하여 어느 일 방향이 개구된 공간을 구비하는 제 1 파우치 외장재와, 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 부분을 커버하는 중심부와 상기 중심부의 좌ㆍ우로 소정 길이 연장된 좌ㆍ우 날개부를 구비하는 제 2 파우치 외장재를 구비하며, 상기 좌ㆍ우 날개부는 모두 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향 및 그 반대 방향 중 어느 하나의 방향으로 접철되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 1항에 있어서,상기 좌ㆍ우 날개부는 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향으로 접철되어 상기 제 1 파우치 외장재의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대방향의 일면의 외측을 각각 커버하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 1항에 있어서,상기 좌ㆍ우 날개부는 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방 향으로 접철되어 상기 제 2 파우치 외장재 중심부의 외측을 각각 커버하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 1항에 있어서,상기 파우치 외장재의 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간 외측면 중 외부로 노출되는 방향에 부착된 보강 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 4항에 있어서,상기 보강 부재는 제 1 파우치 외장재의 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향의 외측면에 부착되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 4항에 있어서,상기 보강 부재는 상기 제 2 파우치 외장재 중심부의 외측면에 부착되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 4항에 있어서,상기 보강 부재는 금속 또는 플라스틱 재질의 판재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 1항에 있어서,상기 전극 조립체는 상기 제 1 전극판에 부착되어 상기 파우치 외장재의 외부로 소정 길이 돌출되는 제 1 전극 탭과, 상기 제 2 전극판에 부착되어 상기 파우치 외장재의 외부로 소정 길이 돌출되는 제 2 전극 탭을 더 구비하며,상기 제 1 전극 탭 및 제 2 전극 탭이 돌출된 상기 파우치 외장재의 상부에서 상기 제 1 전극 탭 및 제 2 전극 탭과 전기적으로 연결되며, 충ㆍ방전을 위한 입ㆍ출력 단자를 상면에 구비하며, 상기 전극 조립체의 충ㆍ방전 및 오작동을 제어하는 보호 회로 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 8항에 있어서,상기 보호 회로 모듈의 입ㆍ출력 단자를 노출시키며, 상기 파우치 외장재의 상부를 보호하기 위한 상부 몰딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 9항에 있어서,상기 파우치 외장재의 하부를 보호하기 위한 하부 몰딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 9항 또는 제 10항에 있어서,상기 몰딩부는 핫 멜트(hot melt)를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 11항에 있어서,상기 핫 멜트는 열용융형 접착제인 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 12항에 있어서,상기 핫 멜트는 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate copolymer) 계열 물질, 폴리아미드(polyamide) 계열, 폴리에스테르(polyester) 계열 물질, 고무(rubber) 계열 물질 및 폴리우레탄(polyurethane) 계열 물질로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 파우치 외장재는심부와,상기 심부의 상부면 상에 형성된 열융착층과;상기 심부의 하부면 상에 형성된 절연막으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 14항에 있어서,상기 심부는 알루미늄(Al)으로 이루어지며,상기 열융착층은 변성 폴리프로필렌으로 이루어지며,상기 절연막은 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2 파우치 외장재는 상기 제 1 파우치 외장재와 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 1항에 있어서,상기 제 2 파우치 외장재는기재와,상기 기재의 일면에 코팅된 코팅막을 구비하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 제 17항에 있어서,상기 기재는 철(Fe) 또는 SUS(steel use stainless)로 이루어지며,상기 코팅막은 PP(Polypropylene) 및 PE(polyethylene) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지.
- 동일한 방향으로 개구된 제 1 공간 및 제 2 공간을 구비하는 제 1 파우치 외장재와, 상기 제 1 파우치 외장재와 대응하는 중심부 및 상기 중심부의 좌ㆍ우로 소정 길이 연장된 좌ㆍ우 날개부를 구비하는 제 2 파우치 외장재를 구비하는 파우치 외장재를 준비하는 단계와;상기 제 1 공간 및 제 2 공간 중 어느 하나에 전극 조립체를 수용하는 단계와;상기 제 1 파우치 외장재와 제 2 파우치 외장재의 중심부를 맞닿도록 하여 열융착하는 단계와;초기 충ㆍ방전하고 상기 제 1 공간 및 제 2 공간 중 다른 하나의 공간에 가스를 포집하는 단계와;상기 제 1 공간과 제 2 공간 사이를 절단하여 상기 제1 공간 및 제 2 공간 중 상기 가스가 포집된 다른 하나의 공간을 제거하는 단계와;상기 제 2 파우치 외장재의 좌ㆍ우 날개부를 동일한 방향으로 접철하여 상기 제 1 공간 및 제 2 공간 중 전극 조립체가 수용된 공간의 개구된 방향 및 그 반대 방향 중 어느 하나의 방향을 각각 커버하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법.
- 제 19항에 있어서,상기 제 1 공간 및 제 2 공간 중 어느 하나에 수용된 전극 조립체는 제 1 전 극 탭이 부착된 제 1 전극판, 제 2 전극 탭이 부착된 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터가 권취되어 형성되며,상기 제 1 전극 탭 및 제 2 전극 탭은 제 1 공간 및 제 2 공간 중 다른 하나와 반대 방향으로 소정 길이 인출되는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법.
- 제 19항에 있어서,상기 좌ㆍ우 날개부는 상기 제 1 공간 및 제 2 공간 중 상기 전극 조립체를 수용하는 공간의 개구된 방향의 반대 방향으로 접철되어 상기 제 1 파우치 외장재의 전극 조립체를 수용하기 위한 공간의 개구된 방향의 반대 방향의 일면의 외측을 각각 커버하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법.
- 제 19항에 있어서,상기 좌ㆍ우 날개부는 상기 제 1 공간 및 제 2 공간 중 상기 전극 조립체를 수용하는 공간의 개구된 방향으로 접철되어 상기 제 2 파우치 외장재 중심부의 외측을 각각 커버하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법.
- 제 19항에 있어서,상기 제 1 파우치 외장재 및 제 2 파우치 외장재의 중심부를 맞닿도록 하여 열융착하는 단계는상기 제 1 파우치 외장재 및 제 2 파우치 외장재의 중심부가 맞닿은 부분을 열융착하여 상기 제 2 공간과 외부를 연결하는 제 1 이동로와, 상기 제 1 공간 및 제 2 공간을 연결하는 제 2 이동로를 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법.
- 제 19항에 있어서,전해액을 주입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법.
- 제 19항에 있어서,상기 파우치 외장재의 상기 전극 조립체를 수용하기 위한 공간 외측면 중 외부로 노출되는 방향에 보강 부재를 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법.
- 제 19항에 있어서,상기 파우치 외장재의 상부에서 상면에 입ㆍ출력 단자를 구비하는 보호 회로 모듈을 상기 전극 조립체와 전기적으로 연결시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법.
- 제 26항에 있어서,핫 멜트를 이용하여 상기 보호 회로 모듈의 상부를 커버하며, 상기 상면에 형성된 입ㆍ출력 단자를 노출시키는 상기 외장재 상부의 상부 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법.
- 제 19항에 있어서,핫 멜트를 이용하여 형성되는 하부 몰딩부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 리튬 이차 전지의 제조 방법.
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