KR20130036994A - 이차 전지용 파우치 외장재 성형 장치 및 방법 - Google Patents

이차 전지용 파우치 외장재 성형 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파우치 컵을 형성하기 위해 파우치 외장재 성형시, 파우치 외장재의 표면 접촉을 최소화함으로써 성형 품질이 개선된 파우치 외장재 성형 장치 및 방법과 그러한 방법에 의해 제조된 파우치, 그리고 이를 포함한 이차 전지를 개시한다. 본 발명에 따른 파우치 외장재 성형 장치는, 이차 전지용 파우치 외장재를 성형하는 장치로서, 플레이트 형태의 파우치 외장재의 테두리 부위가 안착되는 안착부; 내부 공간이 구비되어, 상기 안착부에 상기 파우치 외장재가 안착되는 경우 상기 내부 공간이 밀폐되도록 형성된 몸통부; 및 상기 몸통부에 형성된 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 상기 몸통부의 밀폐된 내부 공간을 진공 상태로 형성하는 진공부를 포함한다.

Description

이차 전지용 파우치 외장재 성형 장치 및 방법{Apparatus and method for forming pouch case for secondary battery}
본 발명은 이차 전지를 제조하는 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포밍(forming) 금형을 이용하지 않고 이차 전지용 파우치 외장재를 성형하는 장치 및 방법, 그리고 그 방법에 의해 제조된 파우치 외장재 및 이를 포함하는 이차 전지에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다. 일반적으로 이러한 이차 전지는 외장이나 적용 형태에 따라 캔형 이차 전지와 파우치형 이차 전지로 구분될 수 있다.
도 1은 종래의 파우치형 이차 전지의 구성을 도시한 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 파우치형 이차 전지의 결합도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 파우치형 이차 전지는, 양극판, 세퍼레이터 및 음극판을 기본 구조로 가지고 상기 양극판으로부터 연장된 양극 탭, 상기 음극판으로부터 연장된 음극 탭이 구비된 전극 조립체(20)와 상기 전극 조립체(20)를 수용하는 파우치 외장재(10)로 이루어지는 것이 일반적이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상부 파우치(11)와 하부 파우치(12)를 포함하는 파우치 외장재(10)에 의해 형성된 공간에 전극 조립체(20)가 수용된 후, 상부 파우치(11)와 하부 파우치(12)의 외주면에 형성된 실링부가 서로 접착되게 된다. 전극 조립체(20)와 파우치가 결합되는 경우, 외부 단자 또는 장치와의 전기적 연결 등을 위하여 상기 양극 탭에서 연장된 양극 리드(21)와 상기 음극탭에서 연장된 음극 리드(22)의 일부는 외부로 노출된 형태로 결합되는 것이 일반적이다. 이와 관련하여 실시 형태에 따라 상기 전극 리드(11, 12)의 파우치에 대한 부착 내지 접착을 위하여 접착 필름이 추가적으로 사용될 수도 있다.
이러한 파우치 외장재(10)는 상기 전극 조립체(20)와 후속 공정에 의하여 내부로 유입된 전해액으로 이루어지는 전지 셀을 보호하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 파우치 외장재(10)는 전지 셀의 전기 화학적 성질을 보완하고 방열성 등을 제고하기 위하여 알루미늄 박막이 개재된 형태로 구성된다. 이때, 상기 전지 셀과 외부와의 절연성을 확보하기 위하여 상기 알루미늄 박막은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET) 수지 또는 나일론(nylon) 수지 등의 절연물질로 코팅된 절연층이 외부에 형성된다. 한편, 상기 상부 파우치(11)와 하부 파우치(12)의 계면에는 상호 간의 접착을 위하여 무연신 폴리프로필렌(CPP, Casted PolyPropylene) 또는 폴리프로필렌(PP, PolyPropylene)에 의한 접착층(115)이 형성된다.
이와 같은 형태로 구성되는 이차 전지용 파우치 외장재(10)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 파우치(11) 및/또는 하부 파우치(12)에 전극 조립체를 수납하기 위해, 오목한 형태의 내부 공간을 구비해야 한다. 그리고, 이러한 파우치 외장재(10)는 컵과 유사한 형태를 가진다는 점에서 파우치 컵이라 불리기도 한다.
종래 기술에 의하면 이처럼 파우치 외장재(10)에 오목한 부분을 형성하기 위해 일반적으로 플레이트 형상으로 제조된 파우치를 포밍(forming) 금형으로 성형하는 방식을 많이 이용한다. 즉, 금속 재질의 포밍 금형을 이용하여 플레이트 형태의 파우치 외장재를 프레스함으로써 파우치 외장재에 전극 조립체를 수납하기 위한 오목한 부분이 형성되도록 한다.
그런데, 이와 같은 성형 방식의 경우, 금속 재질의 금형과 외장재가 직접 접촉하게 됨으로써 문제가 발생될 수 있다. 예를 들어, 파우치 외장재가 금형과 접촉하게 되면 그 접촉 부분이 마찰이나 스트레스, 금형 표면의 이물질 등으로 인해 손상될 수 있다. 만일 파우치 외장재가 손상되어 크랙 등과 같은 결함이 생긴 경우에는, 그러한 결함 부위를 통해 전해액이 누출되는 것은 물론, 절연성이 파괴될 수도 있다. 따라서, 파우치 외장재와 이를 포함한 이차 전지의 품질 및 수율을 저하시킬 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 파우치 컵을 형성하기 위해 파우치 외장재 성형시, 파우치 외장재의 표면 접촉을 최소화함으로써 성형 품질이 개선된 파우치 외장재 성형 장치 및 방법과 그러한 방법에 의해 제조된 파우치, 그리고 이를 포함한 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파우치 외장재 성형 장치는, 이차 전지용 파우치 외장재를 성형하는 장치로서, 플레이트 형태의 파우치 외장재의 테두리 부위가 안착되는 안착부; 내부 공간이 구비되어, 상기 안착부에 상기 파우치 외장재가 안착되는 경우 상기 내부 공간이 밀폐되도록 형성된 몸통부; 및 상기 몸통부에 형성된 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 상기 몸통부의 밀폐된 내부 공간을 진공 상태로 형성하는 진공부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 파우치 외장재 성형 장치는, 상기 진공부에 의한 진공 상태 형성시, 상기 파우치 외장재의 적어도 하나의 굴곡 부위에 압력을 인가하는 가압부를 더 포함한다.
또한 바람직하게는, 상기 파우치 외장재 성형 장치는, 상기 안착부에 안착된 상기 파우치 외장재의 테두리 부위를 고정시키는 고정부를 더 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파우치 외장재 성형 방법은, 안착부, 몸통부 및 진공부를 구비하는 파우치 외장재 성형 장치를 이용하여 이차 전지용 파우치 외장재를 성형하는 방법으로서, 플레이트 형태의 파우치 외장재를 준비하는 단계; 상기 플레이트 형태의 파우치 외장재의 테두리 부위를 상기 안착부에 안착시켜, 상기 몸통부의 내부 공간을 밀폐시키는 단계; 및 상기 몸통부에 형성된 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 상기 몸통부의 내부 공간을 진공 상태로 형성함으로써, 상기 파우치 외장재에 오목 부분이 형성되도록 하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 진공 상태 형성 단계는, 상기 파우치 외장재의 적어도 하나의 굴곡 부위에 압력이 인가된 상태에서 수행된다.
또한 바람직하게는, 상기 진공 상태 형성 단계는, 상기 파우치 외장재의 테두리 부위를 고정시킨 상태에서 수행된다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파우치 외장재는, 상술한 파우치 외장재 성형 방법에 의해 제조된다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차 전지는, 상술한 파우치 외장재 성형 방법에 의해 제조된 파우치 외장재를 포함한다.
본 발명에 의하면, 전극 조립체를 수납하기 위한 파우치 컵 형태로 파우치 외장재를 성형할 때, 파우치의 표면 접촉을 최소화할 수 있다.
따라서, 종래 파우치 외장재의 포밍 성형시 포밍 금형과의 접촉으로 파우치 외장재에 충격이 가해지거나 마찰로 인해 표면이 손상되는 것을 방지 내지 감소시킬 수 있다.
그러므로, 파우치 외장재의 손상으로 인해 전해액이 유출되거나 알루미늄 박막의 노출로 인한 절연 파괴가 생성되는 것을 방지할 수 있어, 성형 품질이 개선된 파우치 외장재를 얻을 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 종래의 파우치형 이차 전지의 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는, 도 1의 파우치형 이차 전지의 결합도이다.
도 3은, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 파우치 외장재 성형 장치의 기능적 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 외장재 성형 장치의 사시도이다.
도 5는, 도 4의 파우치 외장재 성형 장치를 정면에서 바라본 형태의 단면도이다.
도 6은, 도 5의 구성에서 안착부에 파우치 외장재가 안착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 도 6의 구성에서 진공부에 의해 몸통부의 내부 공간이 진공 상태로 형성된 경우 파우치 외장재의 형태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 외장재 성형 장치의 가압부에 의해 파우치 외장재의 굴곡 부위가 가압되는 구성을 개략적으로 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압부의 형태를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부에 의해 파우치 외장재의 테두리 부위가 고정되는 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 11은, 본 발명에 따른 파우치 외장재 성형 장치를 이용하여 이차 전지용 파우치 외장재를 성형하는 방법의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 파우치 외장재 성형 장치의 기능적 구성을 개략적으로 도시하는 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 외장재 성형 장치의 사시도이다. 또한, 도 5는 도 4의 파우치 외장재 성형 장치를 정면에서 바라본 형태의 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 파우치 외장재 성형 장치는, 안착부(100), 몸통부(200) 및 진공부(300)를 포함한다.
상기 안착부(100)는, 플레이트 형태의 파우치 외장재의 테두리 부위가 안착되는 구성요소로서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 파우치 외장재 성형 장치의 상부에 구비될 수 있다. 다만, 여기서 상부라는 것은 관측자의 보는 위치나 파우치 외장재 성형 장치의 놓여져 있는 위치 등에 따라 하부 또는 측면 등으로 표현될 수 있으며, 이는 이하에서 마찬가지이다.
한편, 안착부(100)에 안착되는 파우치 외장재가 플레이트 형태라는 것은 파우치 외장재가 넓은 판 형태로 이루어져 있다는 것을 나타내는 것으로, 반드시 완전하게 평평한 것만을 의미하는 것은 아니며, 파우치 외장재에 오목한 부분, 즉 컵 부분이 형성되기 이전의 형태를 의미한다.
상기 몸통부(200)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 빈 공간을 구비하되 안착부(100) 쪽이 개방된 형태를 갖는다. 그리고, 안착부(100)에 파우치 외장재가 안착되면, 상기 몸통부(200)는 그 내부 공간이 밀폐된다.
도 6은, 도 5의 구성에서 안착부(100)에 파우치 외장재가 안착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 파우치 외장재가 안착부(100)에 안착될 때에는 파우치 외장재의 테두리 부분 전체가 안착부(100)에 안착된다. 그리고, 이러한 안착부(100)와 파우치 외장재의 테두리 부분 사이는 밀착 상태를 유지한다. 그러면, 몸통부(200)의 개방된 부분이 파우치 외장재에 의해 막히게 되어, 도 6에서 I로 표시된 부분과 같이, 몸통부(200)의 내부 공간은 밀폐 상태가 된다.
한편, 종래 포밍 성형 등에 이용되는 포밍 금형의 경우 강도 및 경도 확보 등을 위해 금속 재질로 이루어지는 것이 일반적이었으나, 본 발명에 따른 파우치 외장재 성형 장치의 안착부나 몸통부는 반드시 금속 재질로 이루어질 필요가 없고 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 안착부나 몸통부는 폴리머 재질로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 파우치 외장재 성형 장치는, 포밍 금형 등과 같이 프레스 압력으로 안착부나 몸통부의 형상에 따라 파우치 외장재를 성형하는 것이 아니라, 압력차에 의해 파우치 외장재를 성형하기 때문이다.
상기 진공부(300)는, 몸통부(200)에 형성된 흡입구(210)를 통해 몸통부(200)의 내부 공간에 존재하는 공기를 흡입한다. 특히, 안착부(100)에 파우치 외장재의 테두리 부위가 안착되어 몸통부(200)의 내부 공간이 밀폐된 상태에서 상기 진공부(300)가 밀폐된 내부 공간의 공기를 흡입하면, 몸통부(200)의 밀폐된 내부 공간이 진공 상태가 될 수 있다. 다만, 여기서 진공이라 함은 반드시 공기가 완전히 배기된 상태, 즉 아무런 물질도 없는 상태를 의미하는 것은 아니며, 몸통부(200)의 밀폐된 내부 공간이 상압보다 낮은 감압 상태를 갖게 된 경우를 의미한다.
도 7은, 도 6의 구성에서 진공부(300)에 의해 몸통부(200)의 내부 공간이 진공 상태로 형성된 경우 파우치 외장재의 형태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 몸통부(200)의 밀폐된 내부 공간이 진공부(300)에 의해 진공 상태, 즉 감압 상태가 되는 경우, 파우치 외장재를 기준으로 일측은 상압 상태, 다른 측은 감압 상태가 된다. 즉, 도 7에서 파우치 외장재의 상부는 상압 상태이고, 하부는 감압 상태가 된다. 따라서, 파우치 외장재의 테두리 부위를 제외한 중심 부분은, 도 7에 도시된 바와 같이, 감압 상태에 있는 몸통부(200)의 내부 공간 방향으로 오목하게 들어간 형태, 다시 말해 파우치 컵 형태로 성형될 수 있게 된다.
바람직하게는, 상기 진공부(300)는, 진공도의 조절이 가능한 것이 좋다. 이러한 실시예에 의하면, 상기 진공부(300)가 진공도, 즉 몸통부(200)의 밀폐된 내부 공간의 감압 정도를 조절함으로써, 파우치 외장재의 오목한 정도나 형태 등을 조절할 수 있다.
또한, 상기 진공부(300)는 진공 시간을 제어함으로써 파우치 외장재의 오목한 정도나 형태 등을 조절할 수도 있다.
바람직하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치 외장재 성형 장치는 가압부(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 가압부(400)는, 상기 진공부(300)가 몸통부(200)의 밀폐된 내부 공간을 진공 상태로 만들 때, 파우치 외장재의 굴곡 부위 중 적어도 하나에 압력을 인가한다. 여기서, 파우치 외장재의 굴곡 부위란 파우치 외장재를 파우치 컵 형태로 성형하기 위해 굴곡시켜야 하는 부위를 말한다.
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 외장재 성형 장치의 가압부(400)에 의해 파우치 외장재의 굴곡 부위가 가압되는 구성을 개략적으로 도식화하여 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 가압부(400)는, 파우치 외장재에 오목한 부분을 형성하는 과정에서 굴곡되는 부위에 화살표 a로 표시된 바와 같이 압력을 인가할 수 있다. 이와 같이, 파우치 외장재의 성형시 굴곡 부위에 압력을 인가하면, 해당 부위가 보다 명확한 절곡 형태를 가지도록 할 수 있을 뿐 아니라, 굴곡 부위의 각도, 경사 정도, 오목한 부분의 깊이 등을 제어하는 것이 보다 용이해질 수 있다.
도 9는, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압부(400)의 형태를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 9를 참조하면, 가압부(400)는, 파우치 외장재에 오목한 부분이 형성될 때, 그러한 오목한 부분의 모서리에 대응되는 크기와 형태로 형성될 수 있다. 그리고, 파우치 외장재가 안착부(100)에 안착되고, 진공부(300)에 의해 파우치 외장재의 중심 부위가 몸통부(200)의 내부 공간 방향으로 오목하게 될 때, 가압부(400)는 화살표 c로 표시된 바와 같이 하부 방향으로 이동할 수 있다. 그러면, 가압부(400)에 의해, 도 8에서 화살표 a로 표시된 바와 같이, 파우치 외장재의 오목한 부분의 모서리, 즉 굴곡 부위에 압력이 인가될 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 가압부(400)의 형태는 일례에 불과할 뿐, 본 발명이 반드시 이러한 가압부(400)의 구체적인 형태에 의해 한정되는 것은 아니며, 가압부(400)의 형태는 다양하게 구현될 수 있다.
또한, 도 9에서는 도 8에서 화살표 a로 표시된 것과 같이 파우치 외장재의 상부 면에 압력을 인가하기 위한 가압부(400)의 구성만이 도시되었다. 그러나, 가압부(400)는 도 8에서 화살표 a로 표시된 것과 같이 파우치 외장재의 상부 면에서 굴곡 부위에 압력을 인가할 수 있을 뿐만 아니라, 화살표 b로 표시된 것과 같이 파우치 외장재의 하부 면에서 굴곡 부위에 압력을 인가할 수도 있다. 따라서, 이와 같이 도 8에서 화살표 b로 표시된 방향으로 압력을 인가하기 위한 구성이 가압부(400)에 구비될 수도 있다.
또한, 도 8에는 도시되지 않았으나, 굴곡 부위가 아닌 평평한 부분에도 압력이 인가될 수 있다. 따라서, 가압부(400)는 이와 같이 파우치 외장재의 평평한 부분에 압력을 인가하기 위한 구성을 구비할 수도 있다.
바람직하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치 외장재 성형 장치는 고정부(500)를 더 포함할 수 있다.
상기 고정부(500)는, 안착부(100)에 안착된 파우치 외장재의 테두리 부위를 고정시킨다. 이때, 상기 고정부(500)는 파우치 외장재의 테두리 부위를 프레스함으로써, 즉 안착부(100)로 압박함으로써 테두리 부위를 고정시킬 수 있다.
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(500)에 의해 파우치 외장재의 테두리 부위가 고정되는 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 파우치 외장재의 테두리 부위가 안착부(100)의 상단에 안착될 때, 고정부(500)가 이러한 파우치 외장재의 테두리 부위 상부에 위치하여, 도면에서 화살표 d로 표시된 바와 같이 하부 방향으로 파우치 외장재의 테두리 부위를 프레스, 즉 압박할 수 있다. 따라서, 파우치 외장재의 테두리 부위는 고정부(500)의 압박에 의해 안착부(100)로 더욱 압착될 수 있게 된다.
이와 같은 고정부(500)의 압박은 파우치 외장재의 테두리 부위 전체에 걸쳐 수행될 수도 있고, 부분적으로 수행될 수도 있다.
또한, 도 10에서는 프레스 방식으로 고정부(500)가 파우치 외장재의 테두리 부위를 압박하여 고정시키는 실시예가 도시되었으나, 고정부(500)의 파우치 외장재 고정 형태는 다양하게 구현될 수 있다. 일례로, 고정부(500)는 나사나 핀 등의 방식으로 파우치 외장재의 테두리 부위를 관통하여 파우치 외장재를 안착부(100)에 고정시킬 수 있다. 이 경우, 파우치 외장재의 관통된 부위는 절삭 가공 등을 통해 제거된 후 최종 파우치 외장재 제품으로 이용될 수도 있다. 다른 예로, 고정부(500)는 파우치 외장재의 테두리 부위를 진공 흡착하는 방식 등을 통해 파우치 외장재를 안착부(100)에 고정시킬 수도 있다.
도 11은, 상술한 파우치 외장재 성형 장치를 이용하여 이차 전지용 파우치 외장재를 성형하는 방법의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 파우치 외장재를 성형하기 위해서는, 우선 플레이트 형태의 파우치 외장재를 준비한다(S110). 다음으로, 이러한 플레이트 형태의 파우치 외장재의 테두리 부위를 안착부(100)에 안착시켜, 몸통부(200)의 내부 공간이 밀폐되도록 한다(S120). 그리고 나서, 몸통부(200)에 형성된 흡입구(210)를 통해 공기를 흡입하여 몸통부(200)의 내부 공간을 진공 상태로 형성함으로써, 파우치 외장재에 오목 부분이 형성되도록 한다(S130).
바람직하게는, 상기 S130 단계는, 도 8에 도시된 바와 같이, 파우치 외장재의 적어도 하나의 굴곡 부위에 압력이 인가된 상태에서 수행될 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 S130 단계는, 도 10에 도시된 바와 같이, 파우치 외장재의 테두리 부위를 고정시킨 상태에서 수행될 수 있다. 여기서, 파우치 외장재의 테두리 부위 고정은, 파우치 외장재의 테두리 부위를 안착부(100)에 압착시키는 방식으로 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 파우치 외장재는, 상술한 파우치 외장재 성형 방법에 의해 제조된 파우치 외장재이다. 이러한 파우치 외장재는 파우치 컵 형태로 성형시 파우치 외장재의 표면 접촉이 최소화됨으로써 파우치 외장재가 손상되는 것이 방지될 수 있다. 그러므로, 본 발명에 따른 파우치 외장재는 높은 품질을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 이차 전지는, 이러한 파우치 외장재를 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 이차 전지는, 상술한 파우치 외장재 성형 방법에 의해 제조된 파우치 외장재의 내부에 전극 조립체 및 전해액을 수납하고, 실링부가 실링됨으로써 제조될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 명세서에서 '안착부', '몸통부', '진공부', '가압부', '고정부' 등과 같이 '부'라는 용어가 사용되었으나, 이는 논리적인 구성 단위를 나타내는 것으로서, 반드시 물리적으로 분리될 수 있는 구성요소를 나타내는 것이 아니라는 점은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 자명하다.
10: 파우치 외장재
100: 안착부
200: 몸통부
300: 진공부
400: 가압부
500: 고정부

Claims (11)

  1. 이차 전지용 파우치 외장재를 성형하는 장치에 있어서,
    플레이트 형태의 파우치 외장재의 테두리 부위가 안착되는 안착부;
    내부 공간이 구비되어, 상기 안착부에 상기 파우치 외장재가 안착되는 경우 상기 내부 공간이 밀폐되도록 형성된 몸통부; 및
    상기 몸통부에 형성된 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 상기 몸통부의 밀폐된 내부 공간을 진공 상태로 형성하는 진공부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 외장재 성형 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진공부에 의한 진공 상태 형성시, 상기 파우치 외장재의 적어도 하나의 굴곡 부위에 압력을 인가하는 가압부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 외장재 성형 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 안착부에 안착된 상기 파우치 외장재의 테두리 부위를 고정시키는 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 외장재 성형 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 파우치 외장재의 테두리 부위를 상기 안착부로 압박함으로써 고정시키는 것을 특징으로 하는 파우치 외장재 성형 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진공부는, 진공도의 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 파우치 외장재 성형 장치.
  6. 안착부, 몸통부 및 진공부를 구비하는 파우치 외장재 성형 장치를 이용하여 이차 전지용 파우치 외장재를 성형하는 방법에 있어서,
    플레이트 형태의 파우치 외장재를 준비하는 단계;
    상기 플레이트 형태의 파우치 외장재의 테두리 부위를 상기 안착부에 안착시켜, 상기 몸통부의 내부 공간을 밀폐시키는 단계; 및
    상기 몸통부에 형성된 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 상기 몸통부의 내부 공간을 진공 상태로 형성함으로써, 상기 파우치 외장재에 오목 부분이 형성되도록 하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 외장재 성형 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 진공 상태 형성 단계는, 상기 파우치 외장재의 적어도 하나의 굴곡 부위에 압력이 인가된 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 파우치 외장재 성형 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 진공 상태 형성 단계는, 상기 파우치 외장재의 테두리 부위를 고정시킨 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 파우치 외장재 성형 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 파우치 외장재의 테두리 부위 고정은, 상기 파우치 외장재의 테두리 부위를 상기 안착부로 압박함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 파우치 외장재 성형 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 파우치 외장재 성형 방법에 의해 제조된 파우치 외장재.
  11. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 파우치 외장재 성형 방법에 의해 제조된 파우치 외장재를 포함하는 이차 전지.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180134133A (ko) * 2017-06-08 2018-12-18 주식회사 엘지화학 이차전지용 포밍장치 및 포밍방법
US10454133B2 (en) * 2015-11-20 2019-10-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US11196113B2 (en) 2017-09-14 2021-12-07 Lg Chem, Ltd. Pouch-type secondary battery, and pouch film forming device
KR102405518B1 (ko) * 2021-04-27 2022-06-03 경규오 전지셀 파우치 성형장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05212781A (ja) * 1992-02-05 1993-08-24 Terada Kikai:Kk 真空圧可変式吸引成形方法及び該方法に使用する吸引成形装置
JPH1145688A (ja) * 1997-07-29 1999-02-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 非水電解質電池用封入袋及びその製造方法
KR20060067809A (ko) * 2004-12-15 2006-06-20 삼성에스디아이 주식회사 축전 디바이스 및 축전 디바이스의 외장체의 제조 방법 및축전 디바이스의 외장체의 성형장치
JP2010192154A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Murata Mfg Co Ltd 蓄電デバイスとその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05212781A (ja) * 1992-02-05 1993-08-24 Terada Kikai:Kk 真空圧可変式吸引成形方法及び該方法に使用する吸引成形装置
JPH1145688A (ja) * 1997-07-29 1999-02-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 非水電解質電池用封入袋及びその製造方法
KR20060067809A (ko) * 2004-12-15 2006-06-20 삼성에스디아이 주식회사 축전 디바이스 및 축전 디바이스의 외장체의 제조 방법 및축전 디바이스의 외장체의 성형장치
JP2010192154A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Murata Mfg Co Ltd 蓄電デバイスとその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10454133B2 (en) * 2015-11-20 2019-10-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
KR20180134133A (ko) * 2017-06-08 2018-12-18 주식회사 엘지화학 이차전지용 포밍장치 및 포밍방법
US11196113B2 (en) 2017-09-14 2021-12-07 Lg Chem, Ltd. Pouch-type secondary battery, and pouch film forming device
KR102405518B1 (ko) * 2021-04-27 2022-06-03 경규오 전지셀 파우치 성형장치

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