KR20120097312A - 파우치 타입 배터리 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예는 폴리머 전지의 측면 단부가 프레싱되어 절연테이프 부착에 따른 두께 증가가 억제된 리튬 폴리머 전지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 전극 조립체가 내장되고, 상기 전극 조립체의 충방전 상태를 제어하는 보호회로기판이 부착된 파우치에 있어서, 상기 파우치는 밀봉된 잔여영역이 폴딩되어 형성된 양측 단부에 부착되는 절연테이프를 포함하며, 상기 파우치는 양 측면이 절연테이프의 두께만큼 프레싱되는 것을 특징으로 형성되는 리튬 폴리머 전지를 개시한다.

Description

파우치 타입 배터리 및 그 제조 방법{Pouch type battery and its manufacturing method}
본 발명의 일실시예는 파우치 타입 배터리 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
리튬 폴리머 전지는 양극판과 음극판 사이의 세퍼레이터(이하, 양극판, 음극판 및 세퍼레이터를 전극 조립체로 칭함)가 리튬 이온 전지에서의 분리 역할 외에 이온전도의 매개체, 즉, 전해질의 역할을 하는 전지를 말한다. 이러한 세퍼레이터는 겔형 고분자 전해질로 형성되는데, 이온 전도도를 향상시키기 위해 전해액을 고분자에 함침한 상태에서 제조한다.
상기 리튬 폴리머 전지는 얇은 연성(flexible)의 파우치(pouch)로 제조될 수 있다. 이러한 파우치(pouch)형 전지는 양극, 세퍼레이터, 음극을 적층하거나 적층한 후 권취하여 형성된 전극조립체를 파우치 내에 위치시킨다. 상기 파우치는 상하 파우치막의 가장자리가 가열 융착되어 파우치 형상이 된다. 상기 파우치는 통상의 금속 포일층과 이를 덮는 합성 수지층의 다층막으로 형성된다. 상기 금속 포일을 이루는 금속으로는 통상 알루미늄이 이용된다. 상기 파우치의 내층을 이루는 폴리머막은 전해질로부터 금속 포일을 보호한다. 또한, 상기 폴리머막은 양극, 음극 및 전극 탭들 사이에 단락을 방지한다. 이때, 파우치의 가장자리는 별도의 절연작업을 하지 않으면, 파우치막의 중간층을 이루는 금속 포일이 드러난다. 상기 금속 포일이 노출되면 외부 기기의 도전체에 전기적으로 쇼트될 수 있다.
본 발명의 일실시예는 파우치 타입 배터리의 측면 단부를 절연하도록 절연테이프가 구비된 파우치 타입 배터리 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예는 파우치 타입 배터리의 측면이 프레싱 되어 절연테이프 부착에 따른 두께 증가가 억제된 파우치 타입 배터리 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 파우치 타입 배터리는 전극 조립체가 내장되고, 상기 전극 조립체의 충방전 상태를 제어하는 보호회로기판이 부착된 파우치에 있어서, 상기 파우치는 밀봉된 잔여영역이 폴딩되어 형성된 양측 단부에 부착되는 절연테이프를 포함하며, 상기 파우치는 양 측면이 절연테이프의 두께만큼 프레싱되는 것을 특징으로 형성된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 파우치 타입 배터리는 양극, 음극 및 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체, 상기 전극 조립체를 감싸는 파우치, 상기 파우치는 제1 패널과 상기 제1 패널과 마주보는 제2 패널을 포함하고, 상기 제1 패널은 제1 주면을 포함하고, 상기 제2 패널은 제1 주면과 마주보는 제2 주면을 포함하고, 상기 제1 패널의 주변에 형성되고 제1 주면에서 제2 주면으로 단차진 제1 단차부가 형성되고, 상기 제1 단차부가 제1 주면과 평행한 제1단차면을 포함하며, 상기 제1단차부의 상기 제1단차면에 부착되고, 상기 제1단차면으로부터 절곡되는 제1테이프 표면을 갖는 절연 테이프를 포함하며, 상기 제1 주면은 평편하게 형성되며, 상기 절연 테이프가 상기 제1 주면에 형성되지 않고, 상기 제1 단차부 및 상기 절연 테이프의 제1테이프 표면은 상기 제1주면보다 높지 않은 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 단차부 및 상기 절연 테이프의 제1 테이프 표면이 제1 주면과 높이가 같은 것으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연 테이프는 상기 제1단차부에 형성되는 테이프 두께를 포함하고, 상기 제1단차면은 상기 제1 주면으로부터 단차지게 형성되고, 상기 단차진 높이가 상기 테이프 두께에 대응되는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연 테이프는 절연층과 접착층으로 형성되고, 상기 절연 테이프의 두께가 절연층과 접착층을 포함하는 전체 두께이며, 상기 제1단차면에 형성되는 상기 절연 테이프 두께가 단차진 높이와 동일한 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 주면과 상기 제2 주면 사이의 거리는 상기 제1 테이프 표면과 상기 제2 주면 사이의 거리보다 같거나 작은 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 파우치는 제1 및 제2 패널이 서로 마주하고, 상기 패널들의 끝단을 따라 결합되는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 단차부가 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 연결된 부분에 형성되거나, 상기 제1영역과 상기 제2 영역이 연결된 부분에 인접하게 형성되는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 파우치는 상기 제1 단차면에서 상기 제2주면으로 단차진 제2 단차부를 더 포함하고, 상기 제2 단차부는 상기 제1 단차면과 평행한 제2단차면을 포함하며, 상기 절연 테이프는 상기 제2 단차면에 형성되고, 상기 제 1 및 2 단차면 형성된 테이프 표면이 제1주면과 같거나, 상기 제1주면보다 낮은 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 파우치는 제2 주면에서 제1주면으로 단차진 제3 단차부를 더 포함하고, 상기 제3 단차부는 상기 제2 주면과 평행한 제3단차면을 포함하며, 상기 절연 테이프는 상기 제3 단차면과 상기 제3 단차면에서 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3단차부 및 상기 절연 테이프는 상기 제2 테이프 표면이 상기 제2주면과 높이가 같거나, 상기 제2 주면보다 높지 않거나 낮지 않은 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제 3 단차면에 형성된 테이프 표면은 상기 제1주면의 일부분과 겹치는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 파우치 타입 배터리의 제조방법은 제1패널과 상기 제1패널과 마주보는 제2패널을 포함하고, 전극 조립체를 감싸는 파우치를 제공하는 단계, 상기 제1 패널에는 제1 주면과 상기 제2패널을 향하도록 단차진 제1단차부가 형성되는 제1단차부 형성단계, 상기 제1 단차부에 절연 테이프가 부착되고, 상기 절연 테이프가 상기 제1 단차부에서 절곡되는 제1 테이프 표면을 구비하는 절연 테이프 부착단계를 포함하고, 상기 절연 테이프가 제1 주면에는 위치되지 않으며, 상기 제1 단차부 및 상기 절연 테이프가 상기 제1주면 보다 높지 않은 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1단차부 형성 단계는 제1패널의 일부분이 우묵하게 되도록 가압하는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1단차부 형성단계는 상기 절연 테이프가 테이프 두께를 포함하고, 상기 제1 주면에 형성된 단차 높이가 상기 테이프 두께와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연 테이프는 절연층 및 접착층으로 형성되고, 상기 테이프 두께는 상기 절연층과 상기 접착층을 포함하는 전체 두께로 이루어지며, 상기 제1단차면에 형성되는 테이프 두께가 상기 단차 높이와 동일한 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 주면과 상기 제2 주면 사이의 거리는 상기 제1 테이프 표면과 상기 제2 주면 사이의 거리보다 같거나 작은 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 파우치 제공단계는 상기 파우치에 전극 조립체를 삽입하는 단계를 더 포함하고, 상기 전극 조립체는 양극, 음극 및 양극 및 음극 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어진 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 파우치 제공 단계는 제1 주변부, 제2 주변부 및 상기 제1, 2 주변부 사이에 상기 제1 패널이 형성되는 제1영역 제공단계, 제3 주변부, 제4 주변부 및 상기 제3, 4 주변부 사이에 상기 제2 패널이 형성되는 제2영역 제공단계 및 상기 제1 주변부와 제3 주변부가 용접되고, 상기 제2주변부와 제4 주변부가 용접되며, 상기 제1 패널과 제2 패널이 서로 평행하게 마주하게 형성되는 용접단계를 포함하고, 상기 제1 영역에는 2개의 폴리머 코팅층과 상기 폴리머 코팅층 사이에 메탈 포일층이 형성되고, 상기 메탈 포일층이 폴리머 코팅층에서 상기 제1 주변부, 제2 주변부, 제3 주변부 및 제4 주변부의 적어도 일부분을 통해 노출되며, 상기 절연 테이프가 노출된 메탈 포일을 덮는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 단차부에서 제2 주면으로 향하도록 단차진 제2 단차부가 형성되는 제2단차부 형성단계를 포함하고, 상기 제2 단차부는 상기 제1 단차부와 평행하고, 상기 제2 단차부가 상기 제1단차부와 동시에 형성되며, 상기 절연 테이프가 상기 제2 단차부에도 형성되며, 상기 제1, 2단차부에 형성된 상기 절연 테이프의 표면이 상기 제1 주면과 같은 높이이거나 상기 제1 주면보다 낮게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 주면에서 제1 주면으로 향하도록 단차진 제3단차부가 형성되는 제3단차부 형성단계를 포함하고, 상기 제3 단차부는 상기 제2 주면과 평행하고, 상기 제3 단차부가 상기 제1 단차부와 동시에 형성되고, 상기 절연 테이프가 상기 제3 단차부에도 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 제3 단차부에 형성된 상기 절연테이프의 표면이 상기 제2 주면과 같은 높이로 형성되는 것을 특징으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 파우치 타입 배터리 및 그 제조 방법에 따르면 파우치 타입 배터리의 측면 단부가 절연되어 금속박막과 외부 기기 사이의 전기적 쇼트현상을 방지 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 파우치 타입 배터리 및 그 제조 방법에 따르면 파우치 타입 배터리의 측면이 프레싱 되어 절연테이프를 부착하여도 슬림 한 파우치 타입 배터리를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 파우치 타입 배터리의 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’의 단면도이다.
도 3은 도 2의 3 영역에 대한 확대도이다.
도 4는 도 1의 파우치가 밀봉된 사시도이다.
도 5는 도 4의 파우치가 밀봉된 잔여 영역이 폴딩된 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예인 파우치 타입 배터리의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른실시예인 파우치 타입 배터리를 도2에 대응되도록 도시한 단면도이다.
도 8은 도 7의 8 영역에 대한 확대도이다.
이하에서 실시예들은 첨부한 도면을 통하여 본 발명의 파우치 타입 배터리 및 그 제조 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
먼저 본 발명의 일 실시예인 파우치 타입 배터리(100)에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 파우치 타입 배터리의 사시도이다. 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ’의 단면도이다. 도 3은 도 2의 3 영역에 대한 확대도이다. 도 4는 도 1의 파우치가 밀봉된 사시도이다. 도 5는 도 4의 파우치가 밀봉된 잔여 영역이 폴딩된 사시도이다.
본 발명의 일실시예인 파우치 타입 배터리(100)는, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 전극조립체(110), 파우치(120), 보호회로부재(130) 및 절연테이프(140)를 포함한다.
상기 파우치 타입 배터리(100)은 양 측면에 파우치(120)가 밀봉된 상부 및 하부 잔여영역(124, 126)이 폴딩되어 형성된다. 상기 폴딩된 측면 단부(B)가 절연되도록 절연테이프(140)를 부착한다. 상기 절연테이프(140)가 부착될 영역에는 절연테이프(140)의 두께만큼 프레싱 된다. 상기 프레싱 된 부분에 절연테이프(140)가 부착되어 파우치 타입 배터리(100)의 측면 두께(T)가 증가되지 않는다.
상기 전극조립체(110)는 양극판(111), 세퍼레이터(113) 및 음극판(112)이 순차적으로 적층되어 권취되거나, 또는 적층된다. 상기 양극판(111)에는 양극탭(114)이, 상기 음극판(112)에는 음극탭(115)이 접속되어 외측으로 일정 길이 연장된다.
상기 양극판(111)은 알루미늄 포일 또는 메쉬에 리튬코발트산화물이 코팅되어 이루어질 수 있다. 상기 음극판(112)은 구리 포일에 그래파이트(graphite)가 결착되어 이루어질 수 있다. 상기 세퍼레이터(113)는 겔형 고분자 전해질로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 세퍼레이터(113)는 겔형 고분자 전해질로 한정되는 것은 아니다. 또한, 양극판(111), 양극 활물질, 음극판(112) 및 음극 활물질로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
상기 양극판(111)에는 양극판(111)의 무지부에 알루미늄 재질로 된 양극탭(114)이 접속된다. 상기 양극탭(114)은 파우치(120)의 일측으로 돌출되도록 형성된다. 그리고, 상기 음극판(112)에는 음극판(112)의 무지부에 구리 재질로 된 음극탭(115)이 접속된다. 상기 음극탭(115)는 파우치(120)의 일측으로 돌출되도록 형성된다. 이때, 본 발명은 상기 재질들로 한정되는 것은 아니다.
상기 파우치(120)는 다수의 층 구조를 포함한다. 상기 파우치(120)는 금속박막(120a)과 상기 금속박막(120a)의 양측에 형성된 절연층(120b, 120c)을 포함한다.
상기 금속박막(120a)은 스틸, 스테인레스 스틸, 알루미늄 또는 그 등가물 중에서 어느 하나로 형성될 수 있다. 그러나, 여기서 금속박막(120a)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 절연층(120b, 120c)은 외부 절연층(120b)과 내부 절연층(120c)을 포함한다.
상기 외부 절연층(120b)은 파우치(120)의 외측 표면이다. 상기 외부 절연층(120b)은 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나일 수 있다. 여기서 외부 절연층(120b)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 내부 절연층(120c)은 파우치(120)의 내측 표면이다. 상기 내부 절연층(120c)은 변성 폴리프로필렌(CPP) 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나일 수 있다. 여기서 내부 절연층(120c)의 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기 파우치(120)는 제1 패널인 상부 파우치(121) 및 제2 패널인 하부 파우치(122)으로 형성된다. 상기 상부 파우치(121) 및 하부 파우치(122)는 일 가장자리 면이 일체로 접합되어 있으며, 나머지 면들은 개방되어 전극 조립체(110)가 수용될 수 있도록 형성된다.
상기 상부 파우치(121)에는 전극조립체(110)가 수용되는 드로잉 영역(123) 및 상기 드로잉 영역(123)에서 연장된 상부 잔여영역(124)이 형성된다.
상기 하부 파우치(122)에는 상기 드로잉 영역(123)을 덮는 제2 주면인 마감 영역(125) 및 하부 잔여영역(126)을 포함한다. 상기 하부 잔여영역(126)은 상부 파우치(121)의 상부 잔여영역(124)에 대응되도록 형성된다. 상기 상부 잔여영역(124)과 하부 잔여영역(126)은 접촉되어 리튬 폴리머 전지(100)가 밀봉된다.
상기 드로잉 영역(123)은 전극조립체(110)의 형상에 대응되도록 형성된다. 상기 드로잉 영역(123)은 일정한 면적을 갖는 제1 주면인 상면(123a)과, 상기 상면(123a)에서 연장되고 드로잉 영역(123)의 깊이와 일치되도록 형성된 측면들(123b, 123c, 123d, 123e)이 형성된다. 하기에서는 상기 양극탭(114) 및 음극탭(115)이 돌출되는 측면을 전면(123b)으로 하여 설명한다. 또한, 상기 상부 파우치(121) 및 하부 파우치(122)가 일체로 접합된 측면을 후면(123e)으로 설명한다. 이 경우, 상기 후면(123e)에는 잔여영역이 형성되지 않는다. 상기 전면(123b) 및 후면(123e)을 제외한 측면에는 제1 측면(123c) 및 제2 측면(123d)으로 설명한다.
상기 상부 잔여영역(124)은 상기 전면(123b)에서 연장된 제1 잔여영역(124a), 제1 측면(123c)에서 연장된 제2 잔여영역(124b) 및 제2 측면(123d)에서 연장된 제3 잔여영역(124c)을 포함한다.
상기 잔여영역(124)은 전면(123b)의 양측에 모서리(127)가 형성된다. 이때, 보호회로부재(130)가 실장되는 방향의 모서리(127)는 대각선으로 절단되어 형성될 수 있다. 상기 밀봉된 제2 잔여영역(124b) 및 제3 잔여영역(124c)은 폴딩되어 각 제1 측면(123c) 및 제2 측면(123d)에 밀착된다. 상기 폴딩된 제2 잔여영역(124b) 및 제3 잔여영역(124c)의 높이는 제1 측면(123c) 및 제2 측면(123d)과 같거나 낮게 형성된다.
상기 상면(123a)은 단차부(128)를 포함한다. 상기 상면(123a)은 내부에 수용된 전극조립체(110)에 대응되는 면적으로 형성된다.
상기 단차부(128)는 상면(123a)의 양측에 형성된다. 각 단차부(128)는 절연테이프(140)가 부착되는 면이다. 상기 단차부(128)는 프레싱 공정으로 형성된다. 이때, 프레싱 되어 형성된 높이(A)는 절연테이프(140)의 두께와 일치된다. 따라서 상기 단차부(128)에 부착된 절연테이프(140)는 상면(123a)보다 높이가 더 높지 않게 형성된다.
상기 보호회로부재(130)은 보호회로 기판을 포함한다. 상기 보호회로 기판에는 과충전 및 과방전 및 쇼트 상태를 감지할 수 있도록 다수의 반도체 소자가 실장된다.
상기 보호회로부재(130)는 상기 양극탭(114) 및 음극탭(115)과 전기적으로 연결된다. 상기 보호회로부재(130)는 양극탭(114) 및 음극탭(115)이 ‘L’ 또는 ‘U’자로 벤딩되어 파우치 전면에 용이하게 세워져 위치될 수 있다.
상기 세워진 보호회로부재(130)는 높이가 드로잉 영역(123) 측면의 높이와 같거나 작게 형성될 수 있다. 상기 보호회로부재(130)에는 충ㆍ방전을 위하여 미 설명된 전극단자(131)가 형성된다.
상기 절연테이프(140)는 절연층(141) 및 접착층(142)를 포함한다.
상기 절연층(141)는 내열성 및 내화학성을 가지는 폴리에틸렌, 에폭시 필름, 폴리이미드 필름, 테프론, 폴리염화비닐, 폴리에스터, 아스테이트 필름, 필라멘트필름, 석면 필름, 종이 필름 및 폴리프로필렌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 필름 형태로 형성된다.
상기 접착층(142)는 절연층(141)의 일측에 형성되고, 아크릴계, 실리콘계 및 고무계에서 선택되는 어느 하나의 접착제에 의해 접착된다.
상기 절연테이프(140)는‘┌’자 형상으로 형성된다. 또한, 상기 절연테이프(140)의 두께는 50㎛이하로 형성될 수 있다. 상기 절연테이프(140)의 길이는 상기 밀봉된 제2 잔여영역(124b) 및 제3 잔여영역(124c)의 가장자리(B) 길이에 대응되도록 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예인 파우치 타입 배터리(100)의 제조 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 일실시예를 위한 파우치 타입 배터리(100)의 제조방법은 파우치(120)를 준비하는 단계(S10)와, 상기 파우치(120)에 양극탭(114) 및 음극탭(115)을 포함하는 전극조립체(110)를 수납하여 밀봉하는 단계(S20)와, 상기 밀봉된 드로잉 영역(123)의 상면(123a) 양측을 절연테이프(140)의 두께만큼 프레싱하여 성형하는 단계(S30)와, 상기 양극탭(114)과 음극탭(115)에 보호회로부재(130)가 연결되는 단계(S40)와, 상기 프레싱 성형 후 드로잉 영역(123)의 상면(123a)의 양측에 절연테이프(140)를 부착하는 단계(S50)를 포함한다.
이때, 상기 본 발명의 일실시예를 위한 파우치 타입 배터리(100)의 제조방법에서 전극조립체(110)를 밀봉(S20)한 후, 양극탭(114)과 음극탭(115)에 보호회로부재(130)를 연결(S40)하고, 상기 드로잉 영역(123)의 상면(123a)의 양측을 절연테이프(140) 두께만큼 프레싱하여 성형(S30)하여 상기 드로잉 영역(123)의 상면(123a)의 양측에 절연테이프(140)를 부착(S50)할 수도 있다.
상기 파우치(120) 준비단계(S10)에서는 상호 접힐 수 있는 제1 패널인 상부 파우치(121) 및 제2 패널인 하부 파우치(122)로 형성된 파우치(120)를 준비한다. 이하에서는 제1패널을 상부파우치(121)로 하고, 제2패널을 하부파우치(122)로 정의하여 설명하도록 한다. 상기 상부 파우치(121)에는 전극조립체(110)가 수용되는 드로잉 영역(123) 및 상기 드로잉 영역(123)에서 연장된 상부 잔여영역(124)이 형성된다. 상기 하부 파우치(122)에는 상기 드로잉 영역(123)을 덮는 마감 영역(125) 및 하부 잔여영역(126)이 형성된다.
상기 밀봉하는 단계(S20)에서는 드로잉 영역(123)에 전극조립체(110)가 수용되도록 하여 상부 파우치(121)의 상부 잔여영역(124)과 하부 파우치(122)의 하부 잔여영역(126)이 접촉되도록 하여 밀봉된다. 상기 밀봉된 제2 잔여영역(124b) 및 제3 잔여영역(124c)은 폴딩되어 각 제1 측면(123c) 및 제2 측면(123d)에 밀착된다. 이때, 상기 제2 잔여영역(124b) 및 제3 잔여영역(124c)은 가장자리(B)를 따라 금속박막(120a)이 노출된다. 상기 상부 잔여영역(124) 중에서 제2 잔여영역(124b)는 제1패널에 형성된 제1주변부일 수 있으며, 제3 잔여영역(124c)는 재1패널에 형성된 제2주변부일 수 있다. 또한, 상기 하부 잔여영역(126) 중에서 상기 제1주변부인 제2 잔여영역(124b)과 접촉되는 영역이 제3주변부일 수 있으며, 상기 제2주변부인 제3 잔여영역(124c)과 접촉되는 영역이 제4주변부일 수 있다.
상기 프레싱 성형 단계(S30)에서는 상면(123a)의 양측이 절연테이프(140)의 두께만큼 프레싱된다. 상기 프레싱으로 단차부(128)가 형성된다. 상기 단차부(128)는 절연테이프(140)가 부착되는 영역이다. 이때, 상기 절연테이프(140)가 부착되는 면의 전체 폭(W)은 단차부(128)와 폴딩된 제2 잔여영역(124b)의 두께가 포함되도록 형성 될 수 있다. 예를 들면, 상기 폭(W)은 드로잉영역(123)의 상면(123a)의 측면에 4 내지 5mm로 형성될 수 있다.
상기 보호회로부재(130) 부착단계(S40)에서는 양극탭(114)과 음극탭(115)에 보호회로부재(130)가 연결된다. 이때, 상기 보호회로부재(130) 부착단계(S40)는 양극탭(114) 및 음극탭(115)이 ‘L’ 또는 ‘U’자로 벤딩되는 단계를 포함한다.
상기 절연테이프(140)를 부착하는 단계(S50)에서는 상면(123a)의 양측에 절연테이프(140)가 부착된다. 이때, 상기 절연테이프(140)는 제2 잔여영역(124b) 및 제3 잔여영역(124c)의 가장자리(B)를 따라 노출된 금속박막(120a)이 수용되도록 부착된다. 상기 절연테이프(140)는 접착층(142)를 포함한다. 먼저 상기 단차부(128)에 대응되도록 절연테이프(140)를 위치시킨다. 상기 접착층(142)가 단차부(128)에 접착된다. 상기 폴딩된 제2 잔여영역(124b) 및 제3 잔여영역(124c)은 전체가 절연테이프(140)에 수용되도록 부착될 수 있다. 상기 폴딩된 제2 잔여영역(124b) 및 제3 잔여영역(124c)은 드로잉 영역(123)의 높이보다 낮지만, 절연테이프(140)가 폴딩된 제2 잔여영역(124b) 및 제3 잔여영역(124c)이 수용되도록 부착된다는 것은 파우치 타입 배터리(100)의 측면 전체에 부착되는 것과 같다. 이때, 만약 상기 리튬 폴리머 전지(100)의 두께(T)가 2.7mm인 경우에 절연테이프(140)는 상기 드로잉 영역(123)의 상면(123a)에서 최소 2mm 이상의 높이로 부착된다.
본 발명의 다른 실시예인 파우치 타입 배터리(200)에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 다른실시예인 리튬 폴리머 전지를 도2에 대응되도록 도시한 단면도이다. 도 8은 도 7의 8 영역에 대한 확대도이다.
본 실시예의 파우치 타입 배터리(200)는 전극조립체(110), 파우치(220), 보호회로부재(130) 및 절연테이프(240)를 포함한다. 본 실시예에서는 전극조립체(110), 보호회로부재(130)은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 바 있으므로, 동일 또는 유사한 부분에 대하여 동일한 도면부호를 사용하며, 여기서 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예의 파우치 타입 배터리(200)는, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 절연테이프(240)가 ‘ㄷ’과 같은 형상으로 형성된다. 상기 절연테이프(240)는 파우치 타입 배터리(200)의 양측에서 상부 및 하부를 감싸도록 형성된다.
상기 드로잉 영역(223)의 상면(223a)과 하부 파우치(222)의 마감영역(225)은 양측 단부가 절연테이프(240)의 두께만큼 프레싱된다. 상기 프레싱 공정은 상면(223a)과 마감영역(225)을 각각 프레싱할 수 있고, 상면(223a)과 마감영역(225)을 동시에 프레싱할 수도 있다. 상기 드로잉 영역(223)의 상면(223a)에는 제1 단차부(228)가 형성된다. 상기 하부 파우치(222)의 마감영역(225)에는 제2 단차부(229)가 형성된다.
상기 상면(223a)에 프레싱 된 높이(A) 및 마감영역(225)에 프레싱 된 높이(C)는 절연테이프(240)의 두께와 일치되기 때문에 파우치 타입 배터리(200)의 양측에서 상부 및 하부에 절연테이프(240)가 부착하여도 두께(T)가 두꺼워지지 않는다.
상기 절연테이프(240)는 일측이 제1 단차부(228)에 위치되고, 폴딩된 폴딩된 제2 잔여영역(224b)이 수용되도록 절연테이프(240)를 부착시킨 후 제2 단차부(229)에 나머지 절연테이프(240)가 대등되도록 하여 부착된다.
이때, 상기 절연테이프(240)는 제2 잔여영역(224b) 및 제3 잔여영역(224c)의 가장자리(B)를 따라 노출된 금속박막(120a)이 모두 수용되도록 리튬 폴리머 전지(200)의 양측에서 상부 및 하부를 모두 감싸기 때문에 금속박막(120a)과 외부 기기 사이의 전기적 쇼트현상을 방지 할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정ㆍ변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
100, 200: 파우치 타입 배터리
110: 전극조립체 111: 양극판
112: 음극판 113: 세퍼레이터
114: 양극탭 115: 음극탭
120, 220: 파우치 120a: 금속박막
120b, 120c: 절연층
121, 221: 상부 파우치 122, 222: 하부 파우치
123, 223: 드로잉 영역 123a, 223a: 드로잉 영역의 상면
123b: 드로잉 영역의 전면
123c: 드로잉 영역의 제1 측면 123d: 드로잉 영역의 제2 측면
123e: 드로잉 영역의 후면
124, 224: 상부 잔여영역
125, 225: 마감 영역 126, 226: 하부 잔여영역
130: 보호회로부재 140, 240: 절연테이프
141, 241: 절연층 142, 242: 접착층

Claims (19)

  1. 양극, 음극 및 세퍼레이터를 포함하는 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 감싸는 파우치;
    상기 파우치는 제1 패널과 상기 제1 패널과 마주보는 제2 패널을 포함하고, 상기 제1 패널은 제1 주면을 포함하고, 상기 제2 패널은 제1 주면과 마주보는 제2 주면을 포함하고, 상기 제1 패널의 주변에 형성되고 제1 주면에서 제2 주면으로 단차진 제1 단차부가 형성되고, 상기 제1 단차부가 제1 주면과 평행한 제1단차면을 포함하며;
    상기 제1단차부의 상기 제1단차면에 부착되고, 상기 제1단차면으로부터 절곡되는 제1테이프 표면을 갖는 절연 테이프를 포함하며,
    상기 제1 주면은 평편하게 형성되며, 상기 절연 테이프가 상기 제1 주면에 형성되지 않고,
    상기 제1 단차부 및 상기 절연 테이프의 제1테이프 표면은 상기 제1주면보다 높지 않은 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 단차부 및 상기 절연 테이프의 제1 테이프 표면이 제1 주면과 높이가 같은 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 테이프는 상기 제1단차부에 형성되는 테이프 두께를 포함하고,
    상기 제1단차면은 상기 제1 주면으로부터 단차지게 형성되고, 상기 단차진 높이가 상기 테이프 두께에 대응되는 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 테이프는 절연층과 접착층으로 형성되고,
    상기 절연 테이프의 두께가 절연층과 접착층을 포함하는 전체 두께이며,
    상기 제1단차면에 형성되는 상기 절연 테이프 두께가 단차진 높이와 동일한 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 주면과 상기 제2 주면 사이의 거리는
    상기 제1 테이프 표면과 상기 제2 주면 사이의 거리보다 같거나 작은 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 파우치는 제1 및 제2 패널이 서로 마주하고, 상기 패널들의 끝단을 따라 결합되는 제1 영역과 제2 영역을 포함하고,
    상기 제1 단차부가 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 연결된 부분에 형성되거나, 상기 제1영역과 상기 제2 영역이 연결된 부분에 인접하게 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 파우치는 상기 제1 단차면에서 상기 제2주면으로 단차진 제2 단차부를 더 포함하고,
    상기 제2 단차부는 상기 제1 단차면과 평행한 제2단차면을 포함하며,
    상기 절연 테이프는 상기 제2 단차면에 형성되고, 상기 제 1 및 2 단차면 형성된 테이프 표면이 제1주면과 같거나, 상기 제1주면보다 낮은 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 파우치는 제2 주면에서 제1주면으로 단차진 제3 단차부를 더 포함하고,
    상기 제3 단차부는 상기 제2 주면과 평행한 제3단차면을 포함하며,
    상기 절연 테이프는 상기 제3 단차면과 상기 제3 단차면에서 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제3단차부 및 상기 절연 테이프는 상기 제2 테이프 표면이 상기 제2주면과 높이가 같거나, 상기 제2 주면보다 높지 않거나 낮지 않은 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제 3 단차면에 형성된 테이프 표면은 상기 제1주면의 일부분과 겹치는 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리.
  11. 제1패널과 상기 제1패널과 마주보는 제2패널을 포함하고, 전극 조립체를 감싸는 파우치를 제공하는 단계;
    상기 제1 패널에는 제1 주면과 상기 제2패널을 향하도록 단차진 제1단차부가 형성되는 제1단차부 형성단계;
    상기 제1 단차부에 절연 테이프가 부착되고, 상기 절연 테이프가 상기 제1 단차부에서 절곡되는 제1 테이프 표면을 구비하는 절연 테이프 부착단계를 포함하고,
    상기 절연 테이프가 제1 주면에는 위치되지 않으며,
    상기 제1 단차부 및 상기 절연 테이프가 상기 제1주면 보다 높지 않은 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1단차부 형성 단계는 제1패널의 일부분이 우묵하게 되도록 가압하는 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1단차부 형성단계는 상기 절연 테이프가 테이프 두께를 포함하고, 상기 제1 주면에 형성된 단차 높이가 상기 테이프 두께와 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 절연 테이프는 절연층 및 접착층으로 형성되고,
    상기 테이프 두께는 상기 절연층과 상기 접착층을 포함하는 전체 두께로 이루어지며,
    상기 제1단차면에 형성되는 테이프 두께가 상기 단차 높이와 동일한 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리 제조 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 주면과 상기 제2 주면 사이의 거리는
    상기 제1 테이프 표면과 상기 제2 주면 사이의 거리보다 같거나 작은 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리 제조 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 파우치 제공단계는 상기 파우치에 전극 조립체를 삽입하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전극 조립체는 양극, 음극 및 양극 및 음극 사이에 개재된 세퍼레이터로 이루어진 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리 제조 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 파우치 제공 단계는
    제1 주변부, 제2 주변부 및 상기 제1, 2 주변부 사이에 상기 제1 패널이 형성되는 제1영역 제공단계;
    제3 주변부, 제4 주변부 및 상기 제3, 4 주변부 사이에 상기 제2 패널이 형성되는 제2영역 제공단계; 및
    상기 제1 주변부와 제3 주변부가 용접되고, 상기 제2주변부와 제4 주변부가 용접되며, 상기 제1 패널과 제2 패널이 서로 평행하게 마주하게 형성되는 용접단계;를 포함하고,
    상기 제1 영역에는 2개의 폴리머 코팅층과 상기 폴리머 코팅층 사이에 메탈 포일층이 형성되고, 상기 메탈 포일층이 폴리머 코팅층에서 상기 제1 주변부, 제2 주변부, 제3 주변부 및 제4 주변부의 적어도 일부분을 통해 노출되며, 상기 절연 테이프가 노출된 메탈 포일을 덮는 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리 제조 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 단차부에서 제2 주면으로 향하도록 단차진 제2 단차부가 형성되는 제2단차부 형성단계;를 포함하고,
    상기 제2 단차부는 상기 제1 단차부와 평행하고, 상기 제2 단차부가 상기 제1단차부와 동시에 형성되며, 상기 절연 테이프가 상기 제2 단차부에도 형성되며,
    상기 제1, 2단차부에 형성된 상기 절연 테이프의 표면이 상기 제1 주면과 같은 높이이거나 상기 제1 주면보다 낮게 형성되는 파우치 타입 배터리 제조 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 주면에서 제1 주면으로 향하도록 단차진 제3단차부가 형성되는 제3단차부 형성단계;를 포함하고,
    상기 제3 단차부는 상기 제2 주면과 평행하고, 상기 제3 단차부가 상기 제1 단차부와 동시에 형성되고, 상기 절연 테이프가 상기 제3 단차부에도 형성되는 것을 특징으로 하며,
    상기 제3 단차부에 형성된 상기 절연테이프의 표면이 상기 제2 주면과 같은 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치 타입 배터리 제조 방법.
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