KR20150110983A - 방습성이 개선된 이차전지용 파우치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상부 시트; 하부 시트; 및 상기 상부 시트의 외연부와 상기 하부 시트의 외연부가 접착된 실링부를 포함하는 이차전지용 파우치에 있어서, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하고, 상기 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 차단되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치 에 대한 것이다.
Description
본 발명은 방습성이 개선된 이차전지용 파우치 및 이를 이용한 이차전지에 대한 것이다.
이차전지는 충전 및 방전이 가능한 전지로, 디지털 카메라, 전기 자동차, 하이브리드 자동차, 핸드폰 등에 사용된다. 이러한 이차전지에는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이브리드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차전지 등이 있는데, 이 중 리튬 이차전지는 니켈-카드뮴 전지 및 니켈-메탈 하이드라이드 전지 등 타 이차전지에 비하여 작동 전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성이 우수하여 널리 사용된다.
특히, 최근에는 파우치형 이차전지가 개발되어 사용되고 있는데, 이는 다양한 형태로 제조가 가능하고 부피가 작은 장점이 있다. 그러나 이차전지용 파우치(10)는 파우치의 시트(12)의 외연부를 열융착하여 실링을 하는데, 이 때, 열융착된 실링부(도 1의 원 부분)를 통하여 파우치 외부의 습기가 파우치 내부(11)로 침투하여 이차전지의 수명이 줄어드는 문제가 있다(도 1).
즉, 종래 이차전지용 파우치의 실링부를 보면, 도 2 및 도 3과 같다. 일반적으로 이차전지용 파우치의 시트(12)는 열융착층(13), 금속층(14) 및 외피층(15)을 포함하며, 시트(12)의 외연부를 열융착함으로써 실링부가 형성된다. 그런데 이 경우 금속층(14)이 열융착층(13)을 완전히 커버하지 못하고(도 3의 빗금 부분 참조) 실링부의 단부(도 2의 화살표)에는 실링부의 열융착층(13)이 노출되어 있다. 열융착층은 통상 수지로 이루어지고, 수지는 방습성이 낮아, 이 부분을 통하여 이차전지용 파우치의 외부에서 파우치 내부로 수분이 침투하게 된다(도 3의 화살표). 그러므로 이차전지용 파우치 외부의 수분 침투를 늦추기 위하여, 실링부의 폭(l)을 7~10 mm 정도로 길게 만들거나, 폭을 길게 만든 실링부를 절곡하여 이차전지용 파우치 측벽에 밀착시키는 기술이 개발되었다(한국공개특허 2011-0044954호).
그러나 이 경우 실링부의 폭이 너무 길어져 전지 제작 시 전지 용량에 기여하지 못하는 부피가 너무 커지게 되고, 이는 장기간 사용해야 하는 이차전지들, 예컨대, 10~20 년 간 사용하는 자동차용 전지의 경우 특히 문제가 된다.
이에 본 발명자들은 부피가 작으면서도 자동차용 전지와 같이 장기간 사용해야 하는 전지에도 사용할 수 있을 정도로 방습성이 우수한 이차전지용 파우치에 대하여 연구하던 중 파우치 내부를 금속 커버로 밀폐 시 방습성이 매우 높아지는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 방습성이 개선된 이차전지용 파우치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 상부 시트; 하부 시트; 및 상기 상부 시트의 외연부와 상기 하부 시트의 외연부가 접착된 실링부를 포함하는 이차전지용 파우치에 있어서, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하고, 상기 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 차단되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치를 제공한다.
본 발명의 이차전지용 파우치는 방습성 및 이차전지의 공간 활용도가 증진된 특징이 있다.
도 1은 종래 이차전지용 파우치의 구조를 나타낸다.
도 2 및 도 3은 종래 이차전지용 파우치의 실링부의 구조를 나타낸다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 이차전지용 파우치의 일 실시예이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 이차전지용 파우치의 다른 일 실시예이다.
도 2 및 도 3은 종래 이차전지용 파우치의 실링부의 구조를 나타낸다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 이차전지용 파우치의 일 실시예이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 이차전지용 파우치의 다른 일 실시예이다.
본 발명은,
상부 시트; 하부 시트; 및 상기 상부 시트의 외연부와 상기 하부 시트의 외연부가 접착된 실링부를 포함하는 이차전지용 파우치에 있어서,
상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하고,
상기 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 차단되는 것을 특징으로 하는
이차전지용 파우치에 대한 것이다.
또한 본 발명은,
상부 시트 및 하부 시트를 포함하는 이차전지용 파우치로, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하는 이차전지용 파우치를 준비하는 단계;
상부 시트 및 하부 시트의 열융착층을 열융착하여 실링부를 형성하는 단계;및
상기 실링부의 단부에 금속증착층을 형성하는 단계를 포함하는,
상기 이차전지용 파우치의 내부가 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 격리된 이차전지의 제조 방법에 대한 것이다.
또한 본 발명은,
상부 시트 및 하부 시트를 포함하는 이차전지용 파우치로, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하고, 상기 금속층의 일부가 노출된 이차전지용 파우치를 준비하는 단계;
상부 시트 및 하부 시트의 열융착층을 열융착하는 단계;및
상기 상부 시트 및 하부 시트의 금속층의 노출 부위들을 서로 용접하는 단계를 포함하는,
상기 이차전지용 파우치의 내부가 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 격리된 이차전지의 제조 방법에 대한 것이다.
이하, 본 발명을 자세히 설명한다.
상부 시트 및 하부시트
본 발명의 이차전지용 파우치는 상부 시트 및 하부 시트를 포함하며, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 적층 구조를 갖는다. 상기 상부 시트 및 하부 시트는 서로 동일한 재질일 수도 있으나, 그렇지 않을 수도 있다. 그러나 상기 상부 시트 및 하부 시트는 모두 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함한다. 상기 상부 시트 및 하부 시트는 그 외 다른 층을 추가로 포함할 수도 있다. 예컨대, 상기 열융착층과 금속층 사이에 접착층을 추가로 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
실링부
본 발명의 이차전지용 파우치는 상부 시트 및 하부 시트를 포함한다. 상기 상부시트 및 하부시트의 외연부(가장자리) 전체 또는 일부는 접착되어 실링부를 형성한다. 그러므로 상기 실링부는 상기 이차전지용 파우치의 외연부 전체 또는 일부에 형성될 수 있다. 이는 본 발명의 이차전지용 파우치로 봉투 타입을 사용할지 또는 엠보스 타입을 형성할지 여부 등에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 상기 실링부는 상기 이차전지용 파우치의 외연부의 4 면 전체에 형성될 수도 있고, 3 면에만 형성될 수도 있다.
상기 실링부는 상부 시트 및 하부 시트의 열융착층들이 서로 열융착되어 형성된다. 상기 열융착은 이차전지용 파우치의 일반적인 열융착 기술을 이용하여 수행되며, 열융착 방법이 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실링부의 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 차단된다. 그러므로 상기 실링부의 열융착층은 상기 이차전지용 파우치의 외부와 접촉할 수 없다. 상기 금속 커버는, 상부 시트 및 하부 시트의 금속층일 수 있으며(실시예 1), 또는 상기 금속층과 실링부 단부의 금속 증착층일 수 있다(실시예 2).
금속 커버를 이용하여 본 발명의 실링부의 열융착층을 이차전지용 파우치의 외부와 차단하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다. 예컨대, 별도의 금속증착층을 이용하여 실링부의 열융착층을 이차전지용 파우치의 외부와 차단할 수 있으며, 또는 본 발명의 상부 시트 및 하부 시트를 이용하여 실링부의 열융착층을 이차전지용 파우치의 외부와 차단할 수 수도 있다. 예컨대, 실링부의 단부에 금속 증착층을 형성하여, 실링부 단부에 노출되었던 열융착층을 상기 금속 증착층으로 마감할 수 있다. 또한 열융착층, 금속층 및 외피층이 순서대로 적층되되, 상기 열융착층이 상기 금속층 면적의 전체에 적층되지 않고, 상기 금속층의 일부가 노출된 상부 시트 및 하부 시트를 이용하여 실링부의 열융착층을 차단할 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층의 노출 부위들을 서로 용접하여 실링부를 마감함으로써, 실링부의 열융착층을 이차전지용 파우치 외부와 차단할 수 있다.
본 발명의 실링부의 폭은 1-4 mm이며, 바람직하게는 1-3 mm이다. 실링부의 단부에 금속 증착층을 형성하여, 실링부 단부에 노출되었던 열융착층을 상기 금속 증착층으로 마감하는 경우, 상기 실링부의 폭은 1-2 mm가 될 수도 있다. 본 발명은 실링부의 열융착층이 금속 커버에 의하여 이차전지용 파우치의 외부와 차단되므로, 실링부의 폭이 4 mm를 초과하여 길어질 필요가 없다. 또한 본 발명은 금속 커버에 의하여 파우치 내부가 밀폐되어, 이차전지용 파우치의 내부 및 외부가 격리되므로, 이차전지용 파우치의 외부와 실링부의 열융착층의 차단을 위하여 실링부를 이차전지의 절곡하여 이차전지의 측면에 밀착시킬 필요가 없다. 그러나 미관상 이유 또는 이차전지용 파우치의 수납의 편리성 등의 이유로 실링부를 절곡할 수는 있을 것이다.
열융착층
본 발명의 열융착층은 고분자 수지층으로, 이차전지용 파우치의 실링(sealing)을 위한 열융착층으로 일반적으로 사용되는 고분자 수지면 되고 그 재질이 특별히 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 본 발명의 열융착층으로는 폴리올레핀계 고분자 또는 폴리올레핀과 아크릴산의 공중합체 등을 이용할 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 열융착층으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 염화 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌과 아크릴산 공중합체 또는 폴리프로필렌과 아크릴산의 공중합체 등을 이용할 수 있다.
상기 열융착층의 두께는 30-120 ㎛이다. 자동차와 같은 대형 이차전지에 사용하는 경우, 상기 열융착층의 두께는 60-120 ㎛이 될 수 있고, 바람직하게는 70-80 ㎛이 될 수 있다. 소형 이차전지의 경우에는 상기 열융착층의 두께는 30 ㎛ 이상 60 ㎛ 미만이 될 수 있으며, 바람직하게는 35-45 ㎛이 될 수 있다. 열융착층의 두께가 30 ㎛ 이상일 때, 열융착이 충분히 이루어져 실링부를 형성할 수 있다.또한 열융착층의 두께가 120 ㎛을 초과하는 경우, 열융착성은 여전히 좋으나 두께에 따른 열융착성이 유의하게 증가하는 것이 아니고, 120 ㎛으로도 자동차용 이차전지에서 사용되는 높은 전압, 즉, 300-600 V의 전압에서도 충분히 높은 절연 저항을 확보할 수 있으므로 굳이 열융착층을 그렇게 두껍게 만들 필요는 없다.
본 발명의 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 파우치 외부로 노출되는 것이 방지된다. 그러므로 본 발명의 열융착층은 파우치 외부와 직접 접촉하지 않는다. 또한 본 발명의 금속 커버는 그 내측이 열융착층에 의하여 적층되어 있는바, 금속 커버가 이차전지의 단자와 접촉되지 않고, 열융착층의 두께 역시 절연 저항을 갖기에 충분한 바, 전류가 누설될 염려가 없다.
금속층
본 발명의 금속층은 투습 억제층으로 수분 투과가 억제되며, 전해액의 침투 및 누액을 방지한다. 상기 금속층은 투습 억제능이 있는 금속으로 제조할 수 있으며, 이는 해당 금속의 가격, 가공성, 연성 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 금속층은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 알루미늄으로 형성할 수 있다.
본 발명의 금속층은 금속박일 수 있으며, 증착층일 수도 있는데, 이는 당업자가 상황에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예컨대, 하기 실시예 1의 경우 상기 금속층으로는 금속박 및 증착층 모두를 이용할 수 있으며, 하기 실시예 2의 경우는 금속박을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 금속층의 두께는 25~120 ㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30~100 ㎛이고, 금속층의 형상 유지능, 제조 비용, 투습 억제능 등을 종합적으로 고려할 때 더더욱 바람직하게는 30~50 ㎛이며, 가장 바람직하게는 40 ㎛이다. 금속층의 두께가 25 ㎛ 이상일 때 투습이 효과적으로 억제되고, 금속층의 또 하나의 기능인 파우치의 형상 유지가 적절히 이루어진다. 한편, 금속층의 두께가 100 ㎛을 초과하는 경우, 투습 억제능은 여전히 좋으나 두께에 따른 투습 억제능이 유의하게 증가하는 것이 아니므로 굳이 그렇게 두껍게 만들 필요는 없다.
본 발명의 금속층은 본 발명의 금속커버의 전체 또는 일부일 수 있다. 예컨대, 하기 실시예 1의 경우 본 발명의 금속층은 금속커버의 일부가 되며, 하기 실시예 2의 경우 본 발명의 금속층은 금속커버 자체가 된다.
외피층
상기 외피층은 이차전지의 외피를 보호하는 층으로, 전기전도성이 없으며, 고분자 수지를 포함한다. 상기 외피층은 이차전지용 파우치에 일반적으로 사용되는 재질을 이용하여 제조하면 되고, 특별히 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 외피층은 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 나일론계 수지 또는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)계 수지로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 외피층의 두께는 10~50 ㎛이며, 바람직하게는 15~40 ㎛이다. 외피층의 두께가 10 ㎛ 이상일 때, 이차전지의 외피를 충분히 보호할 수 있다.
금속 커버
본 발명의 이차전지용 파우치의 내부는 금속 커버로 밀폐된다. 상기 금속 커버는 상부 시트의 금속층 및 하부 시트의 금속층을 포함하며, 경우에 따라서는 실링부 단부의 금속 증착층을 포함할 수도 있다. 예컨대, 하기 실시예 1의 경우 본 발명의 금속층은 금속커버의 일부가 되며, 하기 실시예 2의 경우 본 발명의 금속층은 금속커버 자체가 된다.
본 발명의 금속 커버는 본 발명의 열융착층을 파우치 외부와 차단한다. 즉, 본 발명의 금속 커버는 열융착층이 이차전지용 파우치 외부로 노출되는 것을 방지한다. 이로써 파우치 외부의 수분이 열융착층을 통하여 파우치 내부로 침투하는 것이 방지된다.
본 발명의 이차전지용 파우치의 내부가 금속 커버에 의하여 이차전지용 파우치의 외부와 격리된다는 것은, 이차전지용 파우치 내부가 금속 커버로 완전히 둘러싸인다는 것을 의미한다. 또한 이는 본 발명의 이차전지용 파우치 내부의 임의의 한 지점과 이차전지용 파우치 외부의 임의의 한 지점 사이에는 항상 금속 커버가 위치한다는 것을 의미한다.
전극 조립체
본 발명은 본 발명의 이차전지용 파우치 및 전극 조립체를 포함하는 이차전지에 대한 것이다. 상기 전극 조립체는 본 발명의 이차전지용 파우치의 내부에 수납된다. 상기 전극 조립체는 이차전지의 일반적인 전극 조립체이며, 특별히 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 본 발명의 전극 조립체는 양극, 분리막 및 음극이 적층된 구조일 수 있다.
이차 전지
본 발명은 본 발명의 이차전지용 파우치 및 전극 조립체를 포함하는 이차전지에 대한 것이다. 바람직하게는 본 발명의 이차전지는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이브리드 전지, 니켈-수소 전지 또는 리튬 이차전지며, 더욱 바람직하게는 본 발명의 이차전지는 리튬 이차전지다.
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.
<실시예 1>
실시예 1의 이차전지용 파우치(100)의 제조 방법 및 구조를 도 4 및 도 5를 이용하여 설명한다.
상부 시트 및 하부 시트를 포함하는 이차전지용 파우치를 준비한다. 본 실시예 1에서는 편의를 위하여 상기 상부 시트 및 하부 시트가 동일한 재질을 갖는 것으로 하여 설명한다. 상기 양 시트들(120)은 각각 폴리올레핀계 수지로 된 열융착층(121), 알루미늄으로 된 금속층(122) 및 나일론계 수지로 된 외피층(123)이 순서대로 적층된 구조를 포함한다. 상기 이차전지용 파우치(100)의 내부에 전극 조립체를 수납하고, 상부 시트 및 하부 시트의 열융착층(121)을 열융착하여 실링부를 형성한다. 그리고 상기 실링부의 단부에 알루미늄 증착층(130)을 형성하여 마감한다. 이로써, 실링부의 열융착층(121)이 금속 커버, 즉 금속층(122) 및 알루미늄 증착층(130)에 의하여 파우치 외부와 차단되며, 이차전지용 파우치의 내부(110)는 금속 커버로 밀폐된다.
도 5를 보면, 이차전지용 파우치 내부(110)의 임의의 한 지점 A와 이차전지용 파우치 외부의 임의의 한 지점 A’ 사이에는 항상 금속 커버(빗금 부분)가 위치하는 것을 알 수 있다. 즉, 이차전지용 파우치 내부(110)가 금속 커버(빗금 부분)에 의하여 완전히 둘러싸여 파우치 외부와 격리되어 있다. 또한 열융착층(121)이 금속 커버(빗금 부분)에 의하여 완전히 둘러싸여 있으며, 이는 실링부의 열융착층(121) 역시 마찬가지이다. 그러므로 이차전지용 파우치(100)의 외부와 상기 열융착층(121)이 직접 접촉하는 것이 방지된다. 이 때 상기 실링부의 폭(l')의 길이는 1-2 mm이다.
<실시예 2>
실시예 2의 이차전지용 파우치(200)의 제조 방법 및 구조를 도 6 및 도 7을 이용하여 설명한다.
상부 시트 및 하부 시트를 포함하는 이차전지용 파우치(200)를 준비한다. 본 실시예 2에서는 편의를 위하여 상기 상부 시트 및 하부 시트가 동일한 재질을 갖는 것으로 하여 설명한다. 상기 양 시트들(220)는 각각 폴리올레핀계 수지로 된 열융착층(221), 알루미늄으로 된 금속층(222) 및 나일론계 수지로 된 외피층(223)이 순서대로 적층된 구조를 포함한다. 이 때, 상기 열융착층(221)은 상기 금속층(222) 면적의 전체에 적층되지 않고, 시트의 외연부의 실링부 바깥쪽에 상기 금속층(222)의 일부가 노출되어 있다. 상기 이차전지용 파우치(200)의 내부에 전극 조립체를 수납하고, 상부 시트 및 하부 시트의 실링부의 열융착층(222)을 열융착한다. 그리고 용접 가이드(X)를 이용하여 상기 금속층(222)의 노출 부위들을 서로 레이저 용접함으로써 실링부의 단부를 마감한다. 이로써, 실링부의 열융착층(221)이 금속 커버, 즉 금속층(222)에 의하여 파우치 외부와 차단되며, 이차전지용 파우치의 내부(210)는 금속 커버로 밀폐된다.
도 7을 보면, 이차전지용 파우치 내부(210)의 임의의 한 지점 B와 이차전지용 파우치 외부의 임의의 한 지점 B’ 사이에는 항상 금속 커버(빗금 부분)가 위치하는 것을 알 수 있다. 즉, 이차전지용 파우치 내부(210)가 금속 커버(빗금 부분)에 의하여 완전히 둘러싸여 파우치 외부와 격리되어 있다. 또한 열융착층(221)이 금속 커버(빗금 부분)에 의하여 완전히 둘러싸여 있으며, 이는 실링부의 열융착층(221) 역시 마찬가지이다. 그러므로 이차전지용 파우치(200)의 외부와 상기 열융착층(221)이 직접 접촉하는 것이 방지된다. 이 때 상기 실링부의 폭(l'')의 길이는 1-3 mm이다.
10, 100, 200 : 이차전지용 파우치
11, 110, 210 : 이차전지용 파우치의 내부
12, 120, 220 : 이차전지용 파우치의 상단 또는 하단 시트
13, 121, 221 : 열융착층
14, 122, 222 : 금속층
15, 123, 223 : 외피층
130 : 알루미늄 증착층
l, l', l'' : 실링부의 폭
A, B : 이차전지용 파우치의 내부의 임의의 한 지점
A', B' : 이차전지용 파우치의 외부의 임의의 한 지점
X : 용접 가이드
11, 110, 210 : 이차전지용 파우치의 내부
12, 120, 220 : 이차전지용 파우치의 상단 또는 하단 시트
13, 121, 221 : 열융착층
14, 122, 222 : 금속층
15, 123, 223 : 외피층
130 : 알루미늄 증착층
l, l', l'' : 실링부의 폭
A, B : 이차전지용 파우치의 내부의 임의의 한 지점
A', B' : 이차전지용 파우치의 외부의 임의의 한 지점
X : 용접 가이드
Claims (12)
- 상부 시트; 하부 시트; 및 상기 상부 시트의 외연부와 상기 하부 시트의 외연부가 접착된 실링부를 포함하는 이차전지용 파우치에 있어서,
상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하고,
상기 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 차단되는 것을 특징으로 하는
이차전지용 파우치.
- 제 1항에 있어서,
상기 열융착층은 고분자 수지층인 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
- 제 1항에 있어서,
상기 금속층은 알루미늄 층인 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
- 제 1항에 있어서,
상기 실링부의 단부에는 금속 증착층이 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
- 제 1항에 있어서,
상기 실링부의 단부는 상기 상부시트 및 상기 하부시트의 금속층이 서로 용접되어 형성된 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
- 제 1항에 있어서,
상기 실링부의 폭은 1-4mm인 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
- 제 1항에 있어서,
상기 열융착층은 금속 커버에 의하여 상기 파우치 외부로 노출되는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
- 제 1항에 있어서,
상기 파우치 내부는 금속 커버에 의하여 파우치 외부와 격리되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
- 제 1항에 있어서,
상기 금속층은 상기 금속 커버이거나 또는 상기 금속 커버의 일부인 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치.
- 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 이차전지용 파우치 및 전극 조립체를 포함하는 이차전지.
- 상부 시트 및 하부 시트를 포함하는 이차전지용 파우치로, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하는 이차전지용 파우치를 준비하는 단계;
상부 시트 및 하부 시트의 열융착층을 열융착하여 실링부를 형성하는 단계;및
상기 실링부의 단부에 금속증착층을 형성하는 단계를 포함하는,
상기 이차전지용 파우치의 내부가 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 격리된 이차전지의 제조 방법.
- 상부 시트 및 하부 시트를 포함하는 이차전지용 파우치로, 상기 상부 시트 및 하부 시트는 열융착층, 금속층 및 외피층을 포함하고, 상기 금속층의 일부가 노출된 이차전지용 파우치를 준비하는 단계;
상부 시트 및 하부 시트의 열융착층을 열융착하는 단계;및
상기 상부 시트 및 하부 시트의 금속층의 노출 부위들을 서로 용접하는 단계를 포함하는,
상기 이차전지용 파우치의 내부가 금속 커버에 의하여 상기 이차전지용 파우치의 외부와 격리된 이차전지의 제조 방법.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017099344A1 (ko) * | 2015-12-11 | 2017-06-15 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 실링장치 |
| US10749151B2 (en) | 2016-09-29 | 2020-08-18 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Pouch-type rechargeable battery |
| WO2024014942A1 (ko) * | 2022-07-15 | 2024-01-18 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 파우치형 전지셀 및 그 제조방법 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000251854A (ja) * | 1999-02-25 | 2000-09-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系二次電池 |
| JP2004095217A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Nissan Motor Co Ltd | 電池外装用ラミネート材、電池およびその製造方法、ならびに組電池、組電池モジュール |
| JP2007265879A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Nec Lamilion Energy Ltd | フィルム外装電気デバイスおよび電気デバイス集合体 |
| KR20120069319A (ko) * | 2010-12-20 | 2012-06-28 | 주식회사 엘지화학 | 수분 차단성이 향상된 이차전지 |
| KR20130130935A (ko) * | 2012-05-23 | 2013-12-03 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 파우치형 이차전지 |
| KR20140032710A (ko) * | 2012-09-07 | 2014-03-17 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 이차전지의 제조방법 |
-
2014
- 2014-03-24 KR KR1020140033945A patent/KR102175038B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000251854A (ja) * | 1999-02-25 | 2000-09-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系二次電池 |
| JP2004095217A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-25 | Nissan Motor Co Ltd | 電池外装用ラミネート材、電池およびその製造方法、ならびに組電池、組電池モジュール |
| JP2007265879A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Nec Lamilion Energy Ltd | フィルム外装電気デバイスおよび電気デバイス集合体 |
| KR20120069319A (ko) * | 2010-12-20 | 2012-06-28 | 주식회사 엘지화학 | 수분 차단성이 향상된 이차전지 |
| KR20130130935A (ko) * | 2012-05-23 | 2013-12-03 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 파우치형 이차전지 |
| KR20140032710A (ko) * | 2012-09-07 | 2014-03-17 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 이차전지의 제조방법 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017099344A1 (ko) * | 2015-12-11 | 2017-06-15 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 실링장치 |
| KR20170069707A (ko) * | 2015-12-11 | 2017-06-21 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 실링장치 |
| EP3297082A4 (en) * | 2015-12-11 | 2018-03-21 | LG Chem, Ltd. | Sealing apparatus for secondary battery |
| JP2018526769A (ja) * | 2015-12-11 | 2018-09-13 | エルジー・ケム・リミテッド | 二次電池用シーリング装置 |
| US10749152B2 (en) | 2015-12-11 | 2020-08-18 | Lg Chem, Ltd. | Sealing apparatus for secondary battery |
| US10749151B2 (en) | 2016-09-29 | 2020-08-18 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Pouch-type rechargeable battery |
| WO2024014942A1 (ko) * | 2022-07-15 | 2024-01-18 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 파우치형 전지셀 및 그 제조방법 |
| KR20240010354A (ko) * | 2022-07-15 | 2024-01-23 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 파우치형 전지셀 및 그 제조방법 |
| US12009530B2 (en) | 2022-07-15 | 2024-06-11 | Lg Energy Solution, Ltd. | Pouch type battery cell and method for manufacturing the same |
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|---|---|
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