KR20150034946A - 각형 전지 케이스의 제조방법 - Google Patents

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남상봉
이향목
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Abstract

본 발명은 (a) 소재를 양단이 개방된 각형의 중공재로 압출하는 단계; (b) 상기 중공재의 두께가 목적하는 두께에 도달되도록 상기 중공재를 복수 회 인발하는 단계; (c) 상기 인발된 중공재를 일정한 길이로 절단하여 본체를 제작하는 단계; (d) 상기 본체의 개방된 일단에 대응되는 형상으로 밀폐 커버를 가공하는 단계; 및 (e) 상기 밀폐 커버를 상기 본체의 개방된 일단에 접합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 각형 전지 케이스의 본체를 압출 공정 및 복수 회의 인발 공정에 의해 제조함으로써, 본체의 두께를 요구하는 두께로 제조함과 동시에 본체에 크랙 등이 발생하는 것을 방지하여 불량률을 감소시키는 효과가 있다.
또한, 각 인발 공정이 수행된 후, 인발된 중공재를 열처리함으로써, 중공재의 경도와 강도를 낮추고 성형성을 향상시켜 다음 인발 공정 시 불량이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.
그리고 본체 및 밀폐 커버에 누설 방지 홈 및 누설 방지 돌기를 형성시킴으로써, 전지 케이스 내부의 전해액이 외부로 누설되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

각형 전지 케이스의 제조방법 {METHOD FOR PRODUCTION OF PRISMATIC BATTERY CASE}
본 발명은 각형 전지 케이스의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각형 전지 케이스의 본체를 압출 공정 및 복수 회의 인발 공정에 의해 제조함으로써, 본체의 두께를 요구하는 두께로 제조함과 동시에 본체에 크랙 등이 발생하는 것을 방지하여 불량률을 감소시키는 각형 전지 케이스의 제조방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해지고 있으며, 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
이차전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 젤리-롤이 원통형 또는 각형의 금속 캔 내에 내장되어 있는 원통형 전지 또는 각형 전지와, 젤리-롤이 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
또한, 전지 케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 폴딩형 전극 조립체(젤리-롤)와, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형 전극 조립체로 분류된다. 그 중, 젤리-롤은 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점이 있다.
도 1에는 상기한 젤리-롤을 포함하고 있는 각형 전지의 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 전지 케이스의 수직 단면도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 각형 전지(1)는 젤리-롤(10)이 각형의 케이스(20)에 내장되어 있고, 케이스(20)의 개방 상단에 돌출형 전극단자가 형성되어 있는 탑 캡(30)이 결합되어 있는 구조로 이루어져 있다.
젤리-롤(10)의 음극은 음극 탭(12)을 통해 탑 캡(30) 상의 음극단자(32)의 하단에 전기적으로 연결되며, 그러한 음극단자(32)는 절연부재(34)에 의해 탑 캡(30)으로부터 절연되어 있다. 반면에, 젤리-롤(10)의 또 다른 전극은 그것의 양극 탭(14)이 알루미늄, 스테인리스 스틸 등과 같은 도전성 소재로 되어 있는 탑 캡(30)에 전기적으로 연결되어 그 자체로서 양극단자를 형성한다.
또한, 전극 탭(12, 14)들을 제외하고 젤리-롤(10)과 탑 캡(30)의 전기적 절연 상태를 보장하기 위하여, 각형 케이스(20)와 젤리-롤(10) 사이에 시트형 절연부재(40)를 삽입한 뒤, 탑 캡(30)을 장착하고, 탑 캡(30)과 케이스(20)의 접촉면을 따라 용접하여 이들을 결합시킨다. 그런 다음, 전해액 주입구(43)를 통해 전해액을 주입한 후 금속 볼(도시하지 않음)을 용접하여 밀봉하고, 에폭시 등으로 용접 부위를 도포함으로써 전지가 완성된다.
한편, 이러한 구조의 이차전지의 케이스는 일반적으로 다단계 딥 드로잉 가공법에 의해 제작되며, 도 2와 같이 각형의 케이스(20)의 측벽 두께가 각각의 면에서 동일하게 성형(A=A')된다. 이러한 딥 드로잉 가공법은 판재로부터 최종적인 중공 케이스까지 일련의 연속적인 공정에 의해 제조할 수 있으므로 공정의 효율성이 높다는 장점을 갖는 반면에, 다음과 같은 몇 가지 문제점이 있다. 첫째, 딥 드로잉 가공법은 대략 10 단계 이상의 복잡하고 정교한 공정을 거치므로 이를 위한 장치의 제작비용이 매우 높고, 둘째, 딥 드로잉 가공이 가능한 소재의 종류가 매우 한정적이므로 원하는 물성의 전지 케이스를 얻기 어려운 등등의 문제점이 있다.
따라서, 종래에는 이러한 딥 드로잉 가공법에 의한 각형 전지 케이스를 제조하는 한계를 보완하기 위해, 압출 성형공정에 의해 각형 중공 본체를 제조하고, 단조, 블랭킹 또는 절삭 공정 등에 의해 중공 본체의 하단에 밀착될 수 있는 밀봉부재를 제조한 후, 이들을 용접시켜 하단이 밀봉된 각형 중공 전지 케이스를 제조하였다.
그런데, 압출 성형공정에 의해 각형 중공 본체를 제조할 경우에는 최소 성형 두께가 0.7~0.8t로 그 두께를 최소화하는데 한계가 있다. 한편, 현재 전지 케이스의 요구 두께는 대략 0.3~0.5t로 종래와 같은 압출 성형공정을 통해서는 이러한 요구 두께를 만족시킬 수 없는 실정이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 대한민국 등록특허공보 제1182643호(선행문헌)는 전지 케이스를 압출 성형공정 및 인발 성형공정에 의해 제작하는 기술에 관한 것으로, 소재를 압출 성형공정에 의해 중공 압출재로 성형한 후, 상기 중공 압출재를 인발 성형공정에 의해 성형하여 요구하는 두께가 충족된 전지 케이스 본체를 제조하고, 별도로 밀봉부재를 제조하여 이들의 접합에 의해 전지 케이스를 제작한다.
상기한 종래의 전지 케이스 제조방법은 압출된 중공 압출재를 한 번의 인발 공정에 의해 요구하는 두께로 성형하기 때문에, 중공 압출재의 변형 정도가 심하여 전지 케이스 본체에 크랙이 발생하는 등 불량률이 높은 문제점이 있었다.
또한, 전지 케이스 본체와 밀봉부재가 단순히 초음파 브레이징 용접에 의해 접합되므로, 용접 불량이 발생 시 불량 영역으로 전해액이 누설되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제1182643호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 각형 전지 케이스의 본체를 압출 공정 및 복수 회의 인발 공정에 의해 제조함으로써, 본체의 두께를 요구하는 두께로 제조함과 동시에 본체에 크랙 등이 발생하는 것을 방지하여 불량률을 감소시키는 각형 전지 케이스의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, (a) 소재를 양단이 개방된 각형의 중공재로 압출하는 단계; (b) 상기 중공재의 두께가 목적하는 두께에 도달되도록 상기 중공재를 복수 회 인발하는 단계; (c) 상기 인발된 중공재를 일정한 길이로 절단하여 본체를 제작하는 단계; (d) 상기 본체의 개방된 일단에 대응되는 형상으로 밀폐 커버를 가공하는 단계; 및 (e) 상기 밀폐 커버를 상기 본체의 개방된 일단에 접합하는 단계;에 의해 달성된다.
여기서, 상기 단계(e)는 레이저 용접에 의해 행해질 수 있다.
또한, 상기 단계(b)는 상기 중공재를 인발할 때마다 상기 중공재의 두께가 15% 내지 25% 범위 내에서 변화되도록 상기 중공재를 인발할 수 있다.
그리고 상기 단계(b)의 각 인발 단계가 수행된 후, (b') 상기 인발된 중공재를 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계(b')는 최후의 인발 단계 후에는 수행되지 않을 수 있다.
또한, 상기 단계(b')의 인발된 중공재의 열처리는 어닐링(annealing)에 의해 행해질 수 있다.
그리고 상기 단계(c) 후, (c') 상기 본체의 개방된 일단 내부에 형성되는 누설 방지 홈을 가공하는 단계; 및 상기 단계(d) 후, (d') 상기 밀폐 커버로부터 상기 본체의 개방된 일단 내부로 인입되도록 형성되는 돌출부 및 상기 돌출부의 측면 상에 형성되는 누설 방지 돌기를 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계(e) 전, (e') 상기 밀폐 커버의 돌출부를 상기 본체의 내부로 인입시켜 상기 누설 방지 돌기를 상기 누설 방지 홈에 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 단계(c) 후, (c'') 상기 본체의 개방된 일단에 접합 홈을 가공하는 단계;를 더 포함하며, 상기 단계(e)는 상기 밀폐 커버를 상기 본체의 접합 홈에 삽입한 다음 접합시키는 단계일 수 있다.
한편, 상기 본체 및 밀폐 커버는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 철(Fe), 스테인리스 스틸(SUS), 세라믹, 폴리머 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.
상술한 본 발명의 여러 단계에 의해 각형 전지 케이스를 제조할 수 있다.
이에 의해, 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 각형 전지 케이스의 본체를 압출 공정 및 복수 회의 인발 공정에 의해 제조함으로써, 본체의 두께를 요구하는 두께로 제조함과 동시에 본체에 크랙 등이 발생하는 것을 방지하여 불량률을 감소시키는 효과가 있다.
둘째, 각 인발 공정이 수행된 후, 인발된 중공재를 열처리함으로써, 중공재의 경도와 강도를 낮추고 성형성을 향상시켜 다음 인발 공정 시 불량이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.
셋째, 본체 및 밀폐 커버에 누설 방지 홈 및 누설 방지 돌기를 형성시킴으로써, 전지 케이스 내부의 전해액이 외부로 누설되는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 젤리-롤을 포함하고 있는 각형 전지의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 각형 전지의 전지 케이스 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 각형 전지 케이스의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4a 내지 5b는 본 발명에 따른 각형 전지 케이스의 제조방법에 의해 제작되는 본체 및 밀폐 커버의 다양한 형상 및 이들의 접합 상태를 도시한 도면이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 각형 전지 케이스의 제조방법에 관하여 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 각형 전지 케이스의 제조방법은 양단이 개방되어 있는 각형의 중공 본체와, 상기 본체의 개방된 일단에 대응하는 형상의 밀폐 커버를 각각 제조하고, 이들을 결합시킨 후 접합하는 과정으로 구성되어 있다. 본 발명에 사용된 용어 각형은 케이스의 단면 형상이 원형 또는 타원형과 등과 같이 곡선이 아닌 직선 부위를 포함하고 있는 것을 포괄적으로 표현하도록 의도되었으며, 예를 들어, 삼각형, 사각형 및 오각형 등을 예로 들 수 있고, 바람직하게는 한 쌍의 변(장변)이 대응하는 다른 한 쌍의 변(단변)보다 긴 직사각형일 수 있다. 또한 두 개의 직선부가 만나는 모서리부가 라운딩되어 있는 형상도 포함하는 개념이다.
도 3은 본 발명에 따른 각형 전지 케이스의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 도시된 각형 전지 케이스의 제조방법은, 소재(50)를 양단이 개방된 각형의 중공재(60)로 압출하는 단계(a)와, 중공재(60)의 두께가 목적하는 두께에 도달되도록 중공재(60)를 복수 회 인발하는 단계(b)와, 인발된 중공재(60)를 일정한 길이로 절단하여 본체(100)를 제작하는 단계(c)와, 본체(100)의 개방된 일단에 대응되는 형상으로 밀폐 커버(200)를 가공하는 단계(d)와, 밀폐 커버(200)를 본체(100)의 개방된 일단에 접합하는 단계(e)를 포함한다.
먼저, 단계(a)는 준비된 소재(50)를 압출 공정에 의해 중공재(60)로 성형하는 단계이다.
상기 단계(a)는 중공재(60)의 형상에 대응되는 캐비티가 마련된 금형에 소재(50)를 가압하여 압출시킴으로써, 소재(50)를 중공재(60)로 가공하게 된다. 여기서, 소재(50)는 압출 공정을 수행할 수 있는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 철(Fe), 스테인리스 스틸(SUS), 세라믹, 폴리머 및 그 등가물 중 선택된 어느 하나의 재료로 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 상기한 단계(a)를 수행하는 압출장치는 종래에 널리 사용되는 공지된 장치이므로 자세한 설명은 생략한다.
그리고 단계(b)는 압출 성형된 중공재(60)를 복수 회 인발하는 단계이다.
일반적으로 인발 공정은 소재를 이것보다 단면적이 작은 치수의 다이스에 통과시켜 인발하여 다이스의 단면과 같은 형상의 제품을 얻는 가공법을 말한다.
본 발명의 단계(b) 또한 다이스(70)가 마련되고 다이스(70)를 중공재(60)가 통과함에 의해 중공재(60)의 두께가 얇아지게 된다. 본 발명의 단계(b)는 상기한 인발 공정을 복수 회 진행함으로써, 중공재(60)의 두께를 목적하는 두께에 도달되도록 한다. 인발 공정이 복수 회 진행될수록 중공재(60)의 두께가 얇아져야 하므로, 각 인발 공정의 다이스(70, 71, 72)의 내부 치수는 갈수록 작도록 형성되어야 한다.
상기와 같이 본 발명의 단계(b)는 중공재(60)를 복수 회 인발하여 중공재(60)의 두께를 목적하는 두께에 도달되도록 하므로, 한 번의 인발 공정에서 중공재(60)의 두께 변화가 비교적 크지 않다. 종래에는 단 한번의 인발 공정에 의해 중공재(60)의 두께를 목적하는 두께에 도달되도록 하였기 때문에, 중공재(60)의 변형 정도가 심하여 중공재(60)에 크랙이 종종 발생하게 되고 이에 따라 불량률이 높아지는 문제점이 있었다. 하지만 본 발명의 경우에는 한 번의 인발 공정이 아닌 여러 번의 인발 공정을 거쳐 중공재(60)의 두께를 목적하는 두께에 도달되도록 하기 때문에, 한 번의 인발 공정 시 중공재(60)의 변형 정도가 심하지 않아 중공재(60)에 크랙이 발생하는 것을 방지하게 된다.
그리고 상기 단계(b)의 각 인발 공정은 중공재(60)의 두께가 15% 내지 25% 내에서만 변화되도록 중공재(60)를 인발하게 된다. 한 번의 인발 공정 시 중공재(60)의 두께가 25%를 초과하여 변화하게 되면 중공재(60)의 두께 변형에 따라 크랙이 발생될 확률이 높아지므로 중공재(60)의 두께는 25% 내에서만 얇아지는 것이 바람직하다. 또한, 중공재(60)의 두께를 15% 미만으로 변화시킬 때에는 인발된 중공재(60)에 크랙이 발생되지는 않으나, 각 인발 공정을 여러 번 더 실시해야 하기 때문에, 이를 위한 다이스 제작 비용이 증가하게 되어 제조 비용이 상승하게 된다. 따라서, 한 번의 인발 공정 시 중공재(60)의 두께 변화는 15% 내지 25%가 가장 이상적이다.
한편, 본 발명은 단계(b)의 각 인발 단계가 수행된 후, 인발된 중공재(60)를 열처리하는 단계(b')를 더 포함한다.
일반적으로 열처리(heat treatment)는 가열 냉각 등의 조작을 적당한 속도로 하여 그 재료의 특성을 개량하는 것으로서, 담금질(?칭, quenching), 뜨임(템퍼링, tempering), 풀림(어닐링, annealing) 등이 있다.
이중 풀림(어닐링, annealing)은 금속 재료를 적당히 가열함으로써 재료의 내부 구조 속에 남아있는 열 이력 및 가공에 의한 영향을 제거하는 것으로, 금속 등 내부의 변형을 바로잡기 위하여 재료를 일정 온도까지 가열했다가 서서히 식히는 열처리 방법이다. 상기한 풀림(어닐링, annealing)은 재료의 경도와 강도를 낮추고 성형성을 향상시켜 일정한 조직을 얻기 위해 실시하는 것으로, 본 발명의 단계(b')의 열처리는 풀림(어닐링, annealing)이 행해지는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 단계(b')는 각 인발 단계가 수행된 후, 인발된 중공재(60)를 풀림(어닐링, annealing)에 의해 열처리하여 성형성을 향상시킴으로써, 다음 인발 공정 시 인발 성형이 보다 용이하게 행해질 수 있도록 하는 것이다.
그리고 상기한 본 발명의 단계(b')의 열처리 단계는 단계(b)의 각 인발 단계 중 최후의 인발 단계 후에는 수행되지 않는 것이 바람직하다. 이는 인발 공정에 의해 얻을 수 있는 중공재(60)의 기계적 특성을 그대로 유지하기 위함이다.
한편, 상기 단계(c)는 복수 회 인발된 중공재(60)를 절단하는 단계이다.
상기 단계(c)는 중공재(60)를 별도로 마련된 커팅 장치(미도시)에 의해 일정한 길이로 절단하는 단계이다. 여기서, 상기 일정한 길이는 요구되는 제품의 길이에 대응하는 길이로서, 제품에 따라 상기 길이는 가변될 수 있다. 즉, 복수 회 인발되어 목적하는 두께에 도달된 중공재(60)는 상기 커팅 장치에 의해 일정한 길이로 절단되어 본체(100)로 제작되는 것이다. 상술한 중공재(60)를 절단하는 커팅 장치는 종래에 널리 사용되는 공지된 장치이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 단계(d)는 밀폐 커버(200)를 가공하는 단계이다.
밀폐 커버(200)는 소재(50)를 프레스 가공 등을 통하여 본체(100)의 개방된 일단에 대응되는 형상으로 가공된다. 상기한 밀폐 커버(200)는 프레스 가공에 의해 제작될 수 있지만, 반드시 이에 한정되지 않고, 절삭 가공, 단조 가공 등 여러 가공 방법에 의해 제작될 수 있다.
상술한 바와 같이 제작된 본체(100) 및 밀폐 커버(200)는 세척액 등에 의해 세척된 후, 밀폐 커버(200)를 본체(100)의 개방된 일단에 접합하는 단계(e)가 수행된다.
상기 단계(e)는 본체(100)의 개방된 일단에 밀폐 커버(200)를 접촉시킨 후, 레이저 용접기(300)에 의해 레이저(310)를 조사하여 본체(100)와 밀폐 커버(200)의 접촉 면을 서로 용접시키는 단계이다. 이때, 본체(100)와 밀폐 커버(200)가 상호 접합되는 접합 면은 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
이하에서는 본체(100) 및 밀폐 커버(200)가 상호 접합되는 접합 면의 가공 단계 및 가공에 의해 형성되는 접합 면의 다양한 형상에 대해 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명한다.
<접합 면의 제1 실시 예>
상기 단계(c) 후, 도 4a에 도시된 바와 같이, 본체(100)에 누설 방지 홈(110)을 가공하는 단계(c')를 더 포함한다. 상기 누설 방지 홈(110)은 본체(100)의 개방된 일단 내부에 가공되는 홈으로서, 절삭 가공 등의 방법에 의해 본체(100)의 내부에 가공된다.
그리고 상기 단계(d) 후, 밀폐 커버(200)에 돌출부(210) 및 누설 방지 돌기(220)를 가공하는 단계(d')를 더 포함한다. 돌출부(210)는 본체(100)의 내부 중공에 대응되는 형상으로 가공되고, 누설 방지 돌기(220)는 돌출부(210)의 측면 방향으로 누설 방지 홈(110)에 대응되는 형상을 갖도록 돌출 가공된다. 상기한 돌출부(210) 및 누설 방지 돌기(220)는 절삭 가공, 단조 가공 등에 의해 성형될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
상기와 같이 본체(100)에 누설 방지 홈(110)이 가공되고, 밀폐 커버(200)에 돌출부(210) 및 누설 방지 돌기(220)가 가공되면, 상기 단계(e) 전, 밀폐 커버(200)의 돌출부(210)를 본체(100)의 중공부에 인입시키는 단계(e')가 수행된다. 상기와 같이 돌출부(210)가 본체(100)의 중공부에 인입됨으로써, 누설 방지 돌기(220)가 본체(100)의 누설 방지 홈(110)에 삽입되어 결합된다.(도 4b 참조)
그 후, 도 4b와 같이, 레이저 용접기(300)에 의해 레이저(310)가 본체(100)와 밀폐 커버(200)의 사이에 조사되어 본체(100)와 밀폐 커버(200)를 상호 접합시키는 단계(e)가 수행되게 된다.
상술한 바와 같이 본체(100)와 밀폐 커버(200)가 접합되면, 누설 방지 홈(110) 및 누설 방지 돌기(220)에 의해 본체(100)와 밀폐 커버(200)의 접합 면이 복수 회 절곡된 형태가 된다. 즉, 용접 불량이 발생하더라도 본체(100)와 밀폐 커버(200)의 접합 면이 복수 회 절곡된 형태로 형성되기 때문에, 본체(100) 내부의 전해액이 외부로 누설되는 것이 최대한 방지된다.
<접합 면의 제2 실시 예>
상기 단계(c) 후, 도 5a에 도시된 바와 같이, 본체(100')에 접합 홈(110')을 가공하는 단계(c'')를 더 포함한다. 상기 접합 홈(110')은 본체(100')의 개방된 일단을 외부로부터 내부 측으로 절삭하여 가공하는 것으로, 접합 홈(110')의 일부가 본체(100')의 외부로 개구된 형태로 형성된다. 상기한 접합 홈(110') 상술한 바와 같이 절삭 가공에 의해 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
상기와 같이 본체(100')의 개방된 일단에 접합 홈(110')이 형성되면, 본 발명의 단계(d)는 상기 접합 홈(110')에 대응되는 형상으로 밀폐 커버(200')를 가공하게 된다.
상기 접합 홈(110')에 대응되는 형상으로 가공되는 밀폐 커버(200')는 본체(100')의 접합 홈(110')에 삽입되고, 그 후, 도 5b와 같이, 레이저 용접기(300')에 의해 레이저(310')가 본체(100')와 밀폐 커버(200')의 사이에 조사되어 본체(100')와 밀폐 커버(200')를 상호 접합시키는 단계(e)가 수행되게 된다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 각형 전지 케이스의 제조방법은 각형 전지 케이스의 본체(100, 100')를 압출 공정 및 복수 회의 인발 공정에 의해 제조함으로써, 본체(100, 100')의 두께를 요구하는 두께로 제조함과 동시에 본체(100, 100')에 크랙 등이 발생하는 것을 방지하여 불량률을 감소시키는 효과가 있다.
또한, 각 인발 공정이 수행된 후, 인발된 중공재(60)를 열처리함으로써, 중공재(60)의 경도와 강도를 낮추고 성형성을 향상시켜 다음 인발 공정 시 불량이 발생되는 것을 방지하는 효과가 있다.
그리고 본체(100) 및 밀폐 커버(200)에 누설 방지 홈 및 누설 방지 돌기를 형성시킴으로써, 전지 케이스 내부의 전해액이 외부로 누설되는 것을 방지하는 효과가 있다.
이상으로 본 발명에 따른 각형 전지 케이스의 제조방법에 대한 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였다.
전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 각형 전지 10 : 젤리-롤
12 : 음극 탭 14 : 양극 탭
20 : 케이스 30 : 탑캡
32 : 음극단자 34 : 절연부재
40 : 시트형 절연부재 43 : 전해액 주입구
50 : 소재 60 : 중공재
70, 71, 72 : 다이스 100, 100' : 본체
110 : 누설 방지 홈 110' : 접합 홈
200, 200' : 밀폐 커버 210 : 돌출부
220 : 누설 방지 돌기 300, 300' : 레이저 용접기
310, 310' : 레이저

Claims (11)

  1. (a) 소재를 양단이 개방된 각형의 중공재로 압출하는 단계;
    (b) 상기 중공재의 두께가 목적하는 두께에 도달되도록 상기 중공재를 복수 회 인발하는 단계;
    (c) 상기 인발된 중공재를 일정한 길이로 절단하여 본체를 제작하는 단계;
    (d) 상기 본체의 개방된 일단에 대응되는 형상으로 밀폐 커버를 가공하는 단계; 및
    (e) 상기 밀폐 커버를 상기 본체의 개방된 일단에 접합하는 단계;를 포함하는 각형 전지 케이스의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계(e)는,
    레이저 용접에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 각형 전지 케이스의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계(b)는,
    상기 중공재를 인발할 때마다 상기 중공재의 두께가 15% 내지 25% 범위 내에서 변화되도록 상기 중공재를 인발하는 것을 특징으로 하는 각형 전지 케이스의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계(b)의 각 인발 단계가 수행된 후,
    (b') 상기 인발된 중공재를 열처리하는 단계를 더 포함하는 각형 전지 케이스의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단계(b')는 최후의 인발 단계 후에는 수행되지 않는 것을 특징으로 하는 각형 전지 케이스의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 단계(b')의 인발된 중공재의 열처리는 어닐링(annealing)에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 각형 전지 케이스의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단계(c) 후,
    (c') 상기 본체의 개방된 일단 내부에 형성되는 누설 방지 홈을 가공하는 단계; 및
    상기 단계(d) 후,
    (d') 상기 밀폐 커버로부터 상기 본체의 개방된 일단 내부로 인입되도록 형성되는 돌출부 및 상기 돌출부의 측면 상에 형성되는 누설 방지 돌기를 가공하는 단계를 더 포함하는 각형 전지 케이스의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단계(e) 전,
    (e') 상기 밀폐 커버의 돌출부를 상기 본체의 내부로 인입시켜 상기 누설 방지 돌기를 상기 누설 방지 홈에 삽입하는 단계를 더 포함하는 각형 전지 케이스의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단계(c) 후,
    (c'') 상기 본체의 개방된 일단에 접합 홈을 가공하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 단계(e)는,
    상기 밀폐 커버를 상기 본체의 접합 홈에 삽입한 다음 접합시키는 단계인 것을 특징으로 하는 각형 전지 케이스의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 본체 및 밀폐 커버는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 철(Fe), 스테인리스 스틸(SUS), 세라믹, 폴리머 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 각형 전지 케이스의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 제작되는 각형 전지 케이스.
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