KR20150137742A - 파우치 케이스 실링 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파우치 이차 전지의 절연성을 유지 내지 향상시키면서도, 파우치형 이차 전지의 제조 공정을 간소화할 수 있는 파우치형 이차 전지 제조 장치 및 방법을 개시한다.
본 발명에 따른 파우치 케이스 실링 장치는, 이차 전지의 파우치 케이스를 실링하는 장치로서, 상기 파우치 케이스의 실링부 상부에서 하부 방향으로 압력을 가하는 상부 지그; 및 상기 파우치 케이스의 실링부 하부에서 상부 방향으로 압력을 가하는 하부 지그를 포함하되, 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그 중 적어도 하나의 지그는, 내측 단부의 상기 파우치 케이스의 실링부에 대한 가압 깊이가 외측 단부의 상기 파우치 케이스의 실링부에 대한 가압 깊이보다 더 깊은 것을 특징으로 한다.

Description

파우치 케이스 실링 장치 및 방법{Apparatus and method for sealing pouch case of secondary battery}
본 발명은 파우치형 이차 전지에 사용되는 파우치 케이스를 실링하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파우치형 이차 전지의 제조 공정 중 파우치 케이스를 대상으로 수행되는 실링 공정을 개선함으로써, 파우치형 이차 전지의 제조 공정을 간소화하면서도, 파우치형 이차 전지의 절연성을 향상시킬 수 있도록 하는 파우치형 이차 전지에 사용되는 파우치 케이스 실링 장치 및 방법에 관한 것이다.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다.
이러한 이차 전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목받고 있다. 이러한 이차 전지는 외장이나 적용 형태에 따라 캔형 이차 전지와 파우치형 이차 전지로 구분될 수 있다.
도 1은, 종래의 파우치형 이차 전지의 구성을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 파우치형 이차 전지는 전극 조립체(10) 및 파우치 케이스(20)를 포함한다.
여기서, 전극 조립체(10)는 양극판, 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 상기 양극판과 음극판 사이를 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터를 기본구성으로 포함하며, 상기 전극 조립체(10)에는 양극판에서 연장되어 형성되는 양극 탭과 음극판에서 연장되어 형성되는 음극 탭이 구비된다.
상기 양극 탭과 음극 탭은 각각 양극 리드(11) 및 음극 리드(12)와 저항 용접, 초음파 용접, 레이저 용접 등의 방법으로 접합될 수 있으며, 이러한 전극 리드(11, 12)는 파우치 케이스 외부로 노출되어 이차전지의 전극으로서 이차전지와 외부 적용 기기 등을 상호 전기적으로 연결하는 기능을 수행하게 된다.
한편, 상기 전극 조립체(10)는 전해액과 함께 파우치 케이스(20)에 투입되는데, 이러한 파우치 케이스(20)는 상부 케이스(21)과 하부 케이스(22)로 구분될 수 있고, 상기 전극 조립체(10)가 수용되는 부분이 어디에 존재하는지 등에 따라 싱글 캡 또는 더블 캡 등으로 지칭되기도 한다.
상기 전극 조립체(10)는, 상부 케이스(21) 및/또는 하부 케이스(22)에 형성된 공간에 수용된다. 이와 같이 파우치 케이스(20)가 내부에 전극 조립체(10)를 수용한 상태에서, 상부 케이스(21)와 하부 케이스(22)의 외주면에 형성된 실링부(S)가 서로 접착됨으로써 파우치 케이스(20)는 밀봉될 수 있다.
상기 파우치 케이스(20)는 내부로 유입된 전해액과 전극 조립체(10)를 보호하고, 전지 셀의 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 제고하기 위하여 알루미늄 박막이 개재된 형태로 구성될 수 있다. 이때, 상기 알루미늄 박막은, 전지 셀과 외부와의 절연성을 확보하기 위하여, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET)수지 또는 나일론(nylon)수지 등의 절연물질로 코팅된 절연층이 외부에 형성될 수 있다.
상기 파우치 케이스(20)는 실링 공정에서 외주면 부분이 열융착 등에 의하여 접합 내지 접착될 수 있다. 이를 위해, 상부 케이스(21)의 하면과 하부 케이스(22)의 상면은 상호 간의 접착을 위하여 무연신 폴리프로필렌(Casted PolyPropylene, CPP) 또는 폴리프로필렌(PolyPropylene, PP)에 의한 접착층이 형성된다. 이러한 접착층은 파우치 케이스(20)의 접착뿐만 아니라 알루미늄층과 파우치 케이스(20) 내부에 주입된 전해질 간의 도전을 방지하는 절연층의 역할도 한다.
도 2는, 도 1의 A 부분과 B 부분에 대한 확대 단면도이고, 도 3은, 도 2에 도시된 실링부가 실링된 모습을 나타낸 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 상부 케이스(21)는 절연층(25), 알루미늄층(24) 및 접착층(23)의 순서를 가지는 소정의 층상 구조를 가지게 되며, 하부 케이스(22)는 접착층(23), 알루미늄층(24) 및 절연층(25) 구조로 이루어진다.
상부 케이스(21)의 하면 접착층(23)과 하부 케이스(22)의 상면 접착층(23)이 접촉한 상태에서, 상부 케이스(21)의 하면 접착층(23)과 하부 케이스(22)의 상면 접착층(23)에 열과 압력이 제공되면, 상부 케이스(21)의 하면 접착층(23)과 하부 케이스(22)의 상면 접착층(23)이 열융착되어 파우치 케이스(20)가 실링될 수 있다.
그런데, 이와 같이 실링된 파우치 케이스(20)는, 실링부(S)의 외측 단면(C)에 전기 전도성을 갖는 알루미늄층(24)이 노출되는 구조를 가진다. 따라서, 노출된 알루미늄층(24)을 통해 외부의 전도성 물체와 전기적 단락이 발생할 우려가 있다.
이러한 전기적 단락이 발생하는 것을 방지하지 위한 하나의 방안으로, 파우치 케이스(20)의 실링부(S)에 절연 테이프를 부착하는 방안이 제안되었다. 이와 같이 실링부(S)에 부착된 절연 테이프는, 실링부(S)의 외측 단면(C)을 커버하여 알루미늄층(24)이 외부로 노출되지 않도록 한다.
다만, 이와 같은 방안은, 절연 테이프를 부착하는 추가 공정이 필요하므로 파우치형 이차 전지의 제조 공정이 복잡해진다. 이로 인해, 이차 전지의 생산성이 떨어질 수 있다는 문제점이 있다. 특히, 절연 테이프를 부착하는 공정은, 수작업이 요구되는 정밀한 작업이므로, 절연 테이프를 부착하는 공정이 수행될 경우 파우치형 이차 전지의 생산성이 크게 떨어질 우려가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 파우치 이차 전지의 절연성을 유지 내지 향상시키면서도, 파우치형 이차 전지의 제조 공정을 간소화할 수 있는 파우치 케이스 실링 장치 및 방법을 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 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 파우치 케이스 실링 장치는, 이차 전지의 파우치 케이스를 실링하는 장치로서, 상기 파우치 케이스의 실링부 상부에서 하부 방향으로 압력을 가하는 상부 지그; 및 상기 파우치 케이스의 실링부 하부에서 상부 방향으로 압력을 가하는 하부 지그를 포함하되, 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그 중 적어도 하나의 지그는, 내측 단부의 상기 파우치 케이스의 실링부에 대한 가압 깊이가 외측 단부의 상기 파우치 케이스의 실링부에 대한 가압 깊이보다 더 깊은 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 지그는, 내측 단부가 상기 파우치 케이스의 실링부에 가까워지는 방향으로 소정 각도 틸팅 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 지그는, 상기 지그에 구비된 축을 기준으로 소정 각도 틸팅하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 지그는, 상기 파우치 케이스를 가압하는 가압면에 단차가 형성된 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 단차는, 2 이상 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 지그는, 상기 파우치 케이스를 가압하는 가압면이 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그의 외측으로부터 소정 간격 이격 배치되는 가이드 지그를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 지그는, 상기 지그의 내측 단부의 모서리 부분이 라운드 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 지그는, 상기 파우치 케이스를 가압하는 가압면에 히팅 유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이차 전지 제조 장치는, 상술한 파우치 케이스 실링 장치를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 파우치 케이스 실링 방법은, 파우치형 이차 전지에 사용되는 파우치 케이스를 실링하는 방법으로서, 상기 파우치 케이스의 내부 공간에 전극 조립체를 수납하는 단계; 및 상기 파우치 케이스의 실링부에 상하 방향의 압력을 가하는 단계를 포함하되, 상기 압력을 가하는 단계는, 상기 파우치 케이스의 실링부의 내측을 상기 파우치 케이스의 실링부의 외측보다 더 깊게 가압하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 압력을 가하는 단계는, 상부 지그 및 하부 지그를 이용하여 상하 방향의 압력을 가하되, 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그 중 적어도 하나의 지그는, 상기 지그의 내측 단부가 상기 파우치 케이스의 실링부에 가까워지는 방향으로 소정 각도 틸팅하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 지그는, 상기 지그에 구비된 축을 기준으로 소정 각도 틸팅하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 지그는, 상기 지그의 내측 단부의 모서리 부분이 라운드 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 압력을 가하는 단계 이전에, 상기 파우치 케이스의 실링부를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 압력을 가하는 단계는, 가이드 지그를 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그의 외측으로부터 소정 간격 이격시켜 배치한 상태에서 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그를 이용하여 상하 방향의 압력을 가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 파우치형 이차 전지는, 상기 파우치 케이스 실링 장치 또는 상기 파우치 케이스 실링 방법에 의해 제조되는 파우치형 이차 전지로서, 양극판 및 음극판이 서로 대향하도록 배치된 전극 조립체; 및 내부 공간에 상기 전극 조립체를 수용하고, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 포함하는 파우치 케이스를 포함하되, 상기 내부 접착층은, 상기 금속층의 외측 수직 단면의 적어도 일부를 커버하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 파우치 케이스 실링부의 내부 접착층이 외측 방향으로 자연스럽게 밀려날 수 있기 때문에, 상기 내부 접착층이 파우치 케이스 실링부의 금속층의 외측 단면을 커버하여 금속층이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 금속층이 외부로 노출됨으로 인해 발생할 수 있는 전기적 단락을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 파우치 케이스 실링부에 절연 테이프를 부착할 필요가 없으므로 절연 테이프 부착 공정이 생략되어 파우치형 이차 전지의 제조 공정이 간소화될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명에 의하면, 파우치 케이스의 실링부에 부착되는 절연 테이프가 생략되므로, 파우치형 이차 전지의 구성도 간소화될 수 있다.
상술한 본 발명의 효과 및 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
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 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는, 도 1의 A 부분과 B 부분에 대한 확대 단면도이다.
도 3은, 도 2에 도시된 실링부가 실링된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는, 본 발명에 따른 파우치 케이스 실링 장치가 파우치형 이차 전지를 실링하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는, 본 발명에 따른 파우치 케이스 실링 장치에 의해 실링된 파우치 케이스를 나타낸 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 케이스 실링 장치를 나타낸 도면이다.
도 7은, 도 6의 파우치 케이스 실링 장치에 의해 파우치 케이스가 실링된 모습의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치 케이스 실링 장치를 나타낸 도면이다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파우치 케이스 실링 장치를 나타낸 도면이다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파우치 케이스 실링 장치를 나타낸 도면이다.
도 11은, 도 10의 파우치 케이스 실링 장치에 의해 파우치 케이스가 실링되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 12는, 상부 지그의 내측 단부의 모서리 부분이 라운딩 처리되기 전과 모서리 부분이 라운딩 처리된 후의 모습을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파우치 케이스 실링 장치를 나타낸 도면이다.
도 14는, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 케이스 실링 방법을 나타낸 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 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 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 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.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 4는, 본 발명에 따른 파우치 케이스 실링 장치가 파우치형 이차 전지를 실링하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 파우치형 이차 전지(100)는, 전극 조립체(110), 파우치 케이스(120)를 포함한다.
상기 전극 조립체(110)는, 양극판과 음극판이 서로 대향하도록 배치된 형태로 구성되며, 이러한 양극판과 음극판 사이에는 세퍼레이터가 개재될 수 있다. 이러한 전극 조립체(110)는, 다수의 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 적층된 상태로 형성되거나, 하나의 양극판 및 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 권취된 상태로 형성될 수 있다.
상기 전극 조립체(110)의 전극판들은 집전체에 활물질 슬러리가 도포된 구조로 형성되는데, 슬러리는 통상적으로 입상의 활물질, 보조도체, 바인더 및 가소제 등이 용매가 첨가된 상태에서 교반되어 형성될 수 있다. 그리고, 각각의 전극판들에는 슬러리가 도포되지 않는 무지부가 존재할 수 있고, 이러한 무지부에는 각각의 전극판에 대응되는 전극 탭이 형성될 수 있다. 이러한 전극 탭, 즉 양극 탭과 음극 탭은 각각 양극판과 음극판에 하나 또는 그 이상이 형성될 수 있다. 이러한 양극 탭 또는 음극 탭은 양극판 또는 음극판에 부착되는 형태로 돌출되게 형성될 수 있으며, 각각 양극 집전체 또는 음극 집전체와 동일 재질로 구성될 수 있다.
상기 파우치 케이스(120)는, 오목한 형태의 내부 공간을 구비하여, 이러한 내부 공간에 전극 조립체(110) 및 전해액을 수납할 수 있다. 또한, 파우치 케이스(120)는, 내부 공간에 전극 조립체(110)를 용이하게 수납하기 위해, 상부 케이스(121) 및 하부 케이스(122)로 구성될 수 있다. 이때, 도 4에 도시된 실시예와 같이, 상부 케이스(121) 및 하부 케이스(122) 모두에 오목한 형태의 내부 공간이 형성될 수도 있고, 이와 달리 상부 케이스(121)나 하부 케이스(122) 중 어느 하나에만 오목한 형태의 내부 공간이 형성될 수도 있다.
그리고, 이러한 상부 케이스(121) 및 하부 케이스(122)는, 내부 수납 공간의 테두리에 실링부(S)를 구비하고, 이러한 실링부(S)가 서로 접착됨으로써, 내부 수납 공간이 밀봉되도록 할 수 있다.
이처럼, 파우치 케이스(120)는, 내부에 수납된 전극 조립체(110)와 전해액을 밀봉하고, 외부로부터 이들을 보호하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이, 외부 절연층(125), 금속층(124) 및 내부 접착층(123)을 포함할 수 있다.
상기 금속층(124)은, 파우치 케이스(120)의 기계적 강도를 확보하고, 이차 전지 외부의 가스와 수분 등이 이차 전지 내부로 유입되는 것을 방지한다. 여기서, 금속층(124)은 알루미늄 재질로 구성될 수 있다. 알루미늄의 경우, 소정 수준 이상의 기계적 강도를 확보할 수 있으면서도 무게가 가볍고 전극 조립체(110)와 전해액에 의한 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 제고하는데 유리하다. 다만, 본 발명이 이러한 금속층(124) 재질로 한정되는 것은 아니며, 알루미늄 이외에도 다양한 재질이 본 발명의 금속층(124)으로 이용될 수 있다.
상기 외부 절연층(125)은, 전기적 절연성을 갖는 재질로 구성되어, 금속층(124)의 외측에 형성된다. 여기서, 외측이란, 금속층(124)을 기준으로, 전극 조립체(110)가 위치하는 방향이 아닌 그 반대 방향, 다시 말해 이차 전지의 바깥쪽 방향에 위치하는 부분을 의미한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 상부 케이스(121)를 기준으로 할 때, 금속층(124)의 외측이란 금속층(124)의 상부 측을 의미한다. 반대로, 하부 케이스(122)를 기준으로 할 때에는, 금속층(124)의 외측은, 금속층(124)의 하부 측을 의미한다고 할 수 있다.
상기 외부 절연층(125)은, 금속층(124)보다 이차 전지의 외측에 구비되어, 외부로부터 전지를 보호하는 한편, 전극 조립체(110)와 금속층(124)이 외부와 전기적으로 절연될 수 있도록 한다.
이를 위해, 상기 외부 절연층(125)은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론, 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
특히, 상기 외부 절연층(125)은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및/또는 연신 나일론(Oriented Nylon)을 포함하는 재질로 구성될 수 있다.
또한, 상기 외부 절연층(125)은, 어느 하나의 물질로 이루어진 단일막 구조를 갖거나, 2개 이상의 물질이 각각 층을 이루어 형성된 복합막 구조를 가질 수 있다.
상기 내부 접착층(123)은, 접착성을 갖는 재질로 구성되어, 금속층(124)의 내측에 형성된다. 여기서, 내측이란, 앞서 설명된 외측과는 반대의 의미를 갖는 것으로서, 금속층(124)을 기준으로, 전극 조립체(110)가 위치하는 방향, 다시 말해 이차 전지의 안쪽에 위치하는 부분을 의미한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 상부 케이스(121)를 기준으로 할 때에는, 금속층(124)의 내측이란 금속층(124)의 하부 측을 의미한다.
상기 내부 접착층(123)은, 금속층(124)과 전극 조립체(110), 또는 금속층(124)과 전해액 또는 금속층(124)과 전극 조립체(110)가 전기적으로 절연될 수 있도록 전기적 절연성을 갖는 물질로 구성될 수 있다. 뿐만 아니라, 내부 접착층(123)은, 실링부에서 밀봉성을 제공하기 위해, 열 및/또는 압력을 인가받아 상호 열융착됨으로써 접착될 수 있다. 즉, 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122)는 실링부에서 서로 접착되어 파우치 케이스(120)가 밀봉될 수 있기 때문에, 상부 케이스(121)의 최내측에 위치한 내부 접착층(123)과 하부 파우치의 최내측에 위치한 내부 접착층(123)은, 서로 접착되게 된다.
이처럼, 내부 접착층(123)은, 접착성과 전기적 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있다. 이를 위해, 내부 접착층(123)은, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론, 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다.
특히, 내부 접착층(123)은, 무연신 폴리프로필렌(CPP; Casted Polypropylene)을 포함하는 재질로 구성될 수 있다.
또한, 내부 접착층(123)은, 어느 하나의 물질로 이루어진 단일막 구조를 갖거나, 2개 이상의 물질이 각각 층을 이루어 형성된 복합막 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 내부 접착층(123)은, 무연신 폴리프로필렌 재질로 이루어진 최내층 및 PPA(Polypropylene-co-acrylic acid)와 같은 산변성 폴리프로필렌 재질로 이루어진 접착층을 포함함으로써, 최내층을 통해 상부 케이스(121)와 하부 케이스(122)가 융착되도록 하는 한편, 접착층을 통해 최내층과 금속층(124)의 접착성이 보완되도록 할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 파우치 케이스 실링 장치는, 상술한 파우치형 이차 전지(100)를 실링하는 장치로서, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)를 포함한다. 그리고, 이러한 상부 지그(210) 및 하부 지그(220) 사이에는 파우치 케이스(120)의 실링부(S)가 배치되어 실링될 수 있다.
상기 상부 지그(210)는, 파우치 케이스(120)의 실링부(S) 상부에 위치하여 실링부(S) 상부에서 하부 방향으로 압력을 가할 수 있다.
상기 하부 지그(220)는, 파우치 케이스(120)의 실링부(S) 하부에 위치하여 실링부(S) 하부에서 상부 방향으로 압력을 가할 수 있다.
이와 같이 상기 상부 지그(210)는 파우치 케이스(120)의 실링부(S) 상부에서 하부 방향으로 압력을 가하고, 상기 하부 지그(220)는, 파우치 케이스(120)의 실링부(S) 하부에서 상부 방향으로 압력을 가함으로써, 실링부(S)는 상하 방향으로 압력을 받아 실링될 수 있다.
이때, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220) 중 적어도 하나의 지그는, 상기 파우치 케이스(120)의 실링부(S)에 대하여 실링부(S)의 위치에 따라 가압 깊이를 달리하여 실링부(S)를 가압할 수 있다.
특히, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)는, 이러한 지그의 내측 단부의 가압 깊이가 외측 단부의 가압 깊이보다 더 깊다. 즉, 도 4의 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)의 양측면에는 화살표가 도시되어 있는데, 이러한 화살표의 크기는 가압 깊이에 비례한다. 따라서, 도 4에 표시된 화살표와 같이 지그는 가압 깊이를 달리하여 파우치 케이스(120)의 실링부(S)를 가압한다. 다시 말해, 상기 지그의 내측 단부가 파우치 케이스(120)의 실링부(S)의 내측을 가압하는 가압력이 상기 지그의 외측 단부가 파우치 케이스(120)의 실링부(S)의 외측을 가압하는 가압력보다 크다. 따라서, 파우치 케이스(120)의 내부 접착층(123)이 내측에서 외측으로(도 4에서 우측에서 좌측으로) 자연스럽게 밀려날 수 있다.
한편, 여기서, 외측 단부는, 도면에 o로 도시된 바와 같이, 상부 지그(210) 및 하부 압착 지그의 가압면(211, 221) 중에서 이차 전지의 외측(도 4의 좌측) 부분을 의미하고, 내측 단부는 이차 전지의 내측(도 4의 우측), 즉 파우치 케이스(120)의 내부 공간에 수용된 전극 조립체(110)가 위치하는 측에 있는 부분을 의미하며 도면에 i로 표시되어 있다. 또한, 여기서, 가압면(211, 221)은 상부 지그(210)와 하부 지그(220)에서 파우치 케이스(120)의 실링부(S)와 접촉하는 부분을 의미한다.
도 5는, 본 발명에 따른 파우치 케이스 실링 장치에 의해 실링된 파우치 케이스를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 파우치 케이스(120)의 내부 접착층(123)이 접착되어, 파우치 케이스(120)가 실링된 상태이다. 즉, 상부 케이스(121)의 하면 내부 접착층(123)과 하부 케이스(122)의 상면 내부 접착층(123)이 서로 접착된 상태이다.
그리고, 내부 접착층(123)은, 내측에서 외측 방향으로 밀려난 상태이다. 이는, 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 상부 지그(210)와 하부 지그(220)의 내측 단부의 가압력이 상기 지그의 외측 단부의 가압력보다 크기 때문이다.
이때, 외측으로 밀려난 내부 접착층(123)은, 자연스럽게 금속층(124)의 외측 단면의 적어도 일부를 커버하여, 금속층(124)과 외부의 전도성 물체 사이의 단락을 방지할 수 있다. 바람직하게는, 도 5에 도시된 바와 같이, 외측으로 밀려난 내부 접착층(123)은 금속층(124)의 외측 단면의 전부를 커버하는 것이 좋다. 내부 접착층(123)은 금속층(124)의 외측 단면의 전부를 커버하여, 금속층(124)과 외부의 전도성 물체와의 전기적 단락이 발생하는 것을 확실하게 차단할 수 있다.
구체적으로, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)의 내측 단부가 실링부(S)로 인가하는 가압력이 외측 단부(o)가 인가하는 가압력보다 크도록 하기 위해서, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)는 소정 각도 틸팅 가능하도록 구성될 수 있다. 즉, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)는, 내측 단부(o)가 파우치 케이스(120)의 실링부(S)에 가까워지는 방향으로 소정 각도 틸팅가능하도록 구성될 수 있다.
이와 같은 틸팅을 위해, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)에는 다양한 회전 수단이 구비될 수 있다. 예를 들어, 이러한 회전 수단은 회전축과 모터 등으로 구현되어, 지그가 틸팅할 수 있도록 지그에 회전력을 부여할 수 있다. 즉, 모터는 회전축을 기준으로 지그를 회전시키고 지그는 이에 따라 회전할 수 있다. 다만, 이러한 회전 수단은 일 예로서, 본 발명에 따른 파우치 케이스 실링 장치가 이러한 회전 수단에 한정되는 것은 아니다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 케이스 실링 장치를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)는 각각 소정 각도 틸팅할 수 있다. 이를 위해, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)의 중심에는 각각 축(A)이 구비되어 있다. 따라서, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)는 각각의 중심부에 구비된 축(A)을 기준으로 소정 각도 회전가능하다. 도면에 도시되지 않았지만, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)는, 모터로부터 회전력을 인가받아 축(A)을 기준으로 소정 각도 틸팅할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)는 파우치 케이스(120)의 실링부(S)에 접촉한 상태에서 틸팅할 수 있다. 이때 상부 지그(210)는, 도 6을 기준으로 시계 방향으로 틸팅하고, 하부 지그(220)는, 시계 반대 방향으로 틸팅하여 파우치 케이스(120)의 실링부(S)의 내측을 가압할 수 있다(도 6의 화살표 참조).
도 7은, 도 6의 파우치 케이스 실링 장치에 의해 파우치 케이스가 실링된 모습의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)가 실링부(S)의 내측을 가압하여, 내부 접착층(123)이 외측으로 충분히 밀려난 상태이다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 외측으로 밀려난 내부 접착층(123)은, 자연스럽게 금속층(124)의 외측 단면을 커버할 수 있게 된다.
또한, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)의 내측 단부(i)가 실링부(S)로 인가하는 가압력이 외측 단부(o)가 인가하는 가압력보다 크도록 하기 위해서, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)의 가압면(211, 221)에는 단차가 형성되거나 경사가 형성될 수 있다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치 케이스 실링 장치를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)의 가압면(211, 221)에는 단차가 형성되어 있다. 여기서, 지그의 가압면(211, 221)은, 파우치 케이스(120)를 가압하는 부분으로서, 파우치 케이스(120)의 실링부(S)와 접촉하는 부분을 의미한다. 즉, 도 8을 기준으로 상부 지그(210)의 가압면(211)은 상부 지그(210)의 하면을 의미하고, 하부 지그(220)의 가압면(221)은 하부 지그(220)의 상면을 의미한다.
이때, 단차는, 상기 지그가 파우치 케이스(120)의 실링부(S)의 내측을 외측보다 더 가압할 수 있는 형태로 구성되는 것이 좋다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이 지그의 내측 단부(i)가 외측 단부(o)보다 높은 단을 구성하도록 단차가 형성되는 것이 좋다.
이와 같이 단차가 형성된 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)가 파우치 케이스(120)의 실링부(S)에 상하 방향의 압력을 가하게 되면 높은 단을 구성하는 부분은 낮은 단을 구성하는 부분보다 실링부(S)를 더 가압할 수 있게 된다.
바람직하게는, 이러한 단차는, 2개 이상이 형성될 수 있다. 이와 같이, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)에 순차적인 단차가 형성되면 내부 접착층(123)이 보다 안정적으로 외측 방향으로 밀려날 수 있게 된다.
도 9는, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파우치 케이스 실링 장치를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)의 가압면(211, 221)에는 경사가 형성되어 있다. 이때, 가압면(211, 221)에 형성된 경사는, 상부 지그(210)의 내측 단부(i)가 외측 단부(o)보다 높게 형성되는 것이 좋다. 이러한 실시예에 의하면, 실링부(S)의 내부 접착층(123)이 내측에서 외측 방향으로 보다 자연스럽게 밀려나게 됨으로써, 실링부(S)의 외측에 충분한 접착층(123)이 형성될 수 있다. 이로 인해, 금속층(124)의 수직 단면을 보다 확실하게 커버할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 파우치 케이스 실링 장치는, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220) 뿐만 아니라 가이드 지그(230)를 더 포함할 수 있다. 상기 가이드 지그(230)는, 상기 상부 지그(210) 및 상기 하부 지그(220)의 외측으로부터 소정 간격 이격 배치될 수 있다. 상기 가이드 지그(230)는, 이와 같이 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)의 외측으로부터 소정 간격 이격 배치되어 외측으로 밀려난 실링부(S)의 내부 접착층(123)의 이동 경로를 가이드할 수 있다.
도 10은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파우치 케이스 실링 장치를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 6에 도시된 틸팅가능한 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)가 도시되어 있다. 뿐만 아니라, 도 10에는 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)의 외측 방향에 가이드 지그(230)가 더 포함되어 있다.
상기 가이드 지그(230)는, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)의 외측으로부터 소정 간격 이격 배치되어 있다. 상기 가이드 지그(230)는, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)의 외측으로부터 소정 간격 이격 배치되어, 외측으로 밀려나는 실링부의 내부 접착층(123)의 이동 경로를 가이드할 수 있다.
도 11은, 도 10의 파우치 케이스 실링 장치에 의해 파우치 케이스가 실링되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)는, 각각 화살표 방향을 따라 소정 각도 회전하여 실링부(S)의 내측을 가압하고 있다. 즉, 상부 지그(210)는, 시계 방향으로 소정 각도 회전하여 실링부(S) 상면의 내측을 가압하고 있고, 하부 지그(220)는, 반시계 방향으로 소정 각도 회전하여 실링부(S) 하면의 내측을 가압하고 있다. 내측에 압력을 받은 실링부(S)의 내부 접착층(123)은 외측 방향으로 밀려나게 된다. 외측으로 밀려난 내부 접착층(123)은, 가이드 지그(230)에 접촉한 다음에는 더 이상 외측으로 밀려나지 못하고 일부는 상방향으로 밀려나고, 다른 일부는 하방향으로 밀려난다(도 11의 내부 접착층에 도시된 화살표 참조). 상방향으로 밀려난 내부 접착층(123)은 상부 케이스(121)의 금속층(124)의 적어도 일부를 커버하고, 하방향으로 밀려난 내부 접착층(123)은 하부 케이스(122)의 금속층(124)의 적어도 일부를 커버할 수 있다.
이와 같이, 가이드 지그(230)를 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)의 외측에 배치함으로써, 내부 접착층(123)이 금속층(124)을 보다 확실하게 커버하도록 할 수 있다.
이때, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)와 가이드 지그(230) 사이의 이격 거리가 너무 먼 경우에는, 내부 접착층(123)이 금속층(124)을 충분히 커버하지 못할 수 있다. 즉, 내부 접착층(123)이 상방향 및 하방향으로 충분히 밀려나지 못하여 금속층(124)의 일부 또는 전부를 커버하지 못하게 될 수 있다.
이와 반대로 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)와 가이드 지그(230) 사이의 이격 거리가 너무 가까운 경우에는, 금속층(124)을 커버하는 내부 접착층(123)이 너무 얇게 형성될 수 있다. 따라서, 통상의 기술자는, 내부 접착층의 유동성, 상부 케이스의 금속층과 하부 케이스의 금속층과의 거리 등을 고려하여, 상부 지그 및 하부 지그와 가이드 지그와의 이격 거리를 선택하는 것이 좋다.
선택적으로, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)의 내측 단부의 모서리 부분은 라운드 형상을 가질 수 있다.
도 12는, 상부 지그의 내측 단부의 모서리 부분이 라운딩 처리되기 전과 모서리 부분이 라운딩 처리된 후의 모습을 비교하여 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 도 12의 좌측에는, 가압면(211)에 경사를 갖는 상부 지그(210)의 사시도가 도시되어 있다. 이러한 상부 지그(210)의 내측 단부(i)의 모서리(e)는 날카로운 형상을 가지고 있다. 이와 같은 지그를 이용하여 실링부(S)를 가압할 경우, 가압 과정에서 실링부(S)가 훼손될 우려가 있다. 따라서, 도 11의 우측과 같이, 지그의 내측 단부(i)의 모서리 부분(e)은 라운딩 처리되는 것이 좋다. 이와 같이, 지그의 내측 단부(i)의 모서리 부분(e)이 라운딩 처리되면, 파우치 케이스(120)의 실링부(S)를 가압하는 과정에서 실링부(S)가 훼손되지 않을 수 있다.
한편, 도 12에서, 가압면에 경사를 갖는 지그의 내측 단부(i)의 모서리 부분(e)이 라운드 형상을 갖는 예를 도시하였으나, 본 발명이 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다. 즉, 틸팅가능한 지그나 가압면에 단차를 갖는 지그의 경우도 마찬가지로 지그의 내측 단부(i)의 모서리 부분(e)이 라운드 형상을 가질 수도 있음은 물론이다.
바람직하게는, 실링부를 가압하기 전에 실링부를 예열하는 것이 좋다. 이를 위해, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)의 가압면에 히팅 유닛이 구비될 수 있다.
상기 히팅 유닛은, 열을 발생하여 주변의 물체의 온도를 높이는 기능을 수행하며, 특히, 주변의 물체와 접촉하여 주변의 물체의 가열할 수 있다. 따라서, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)의 가압면(211, 221)에 히팅 유닛(212, 222)이 구비되어, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)와 실링부(S)가 접촉할 경우, 실링부(S)는 가열 내지 예열될 수 있다.
일 예로, 상기 히팅 유닛(212, 222)은, 공지의 면상발열체일 수 있다. 면상발열체가 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)에 구비되어, 실링부(S)를 가압하기 전에 실링부(S)를 예열할 수 있다.
이와 같이 가열 내지 예열된 실링부(S)의 내부 접착층(123)은 유동성이 높아지므로, 이후에 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)가 실링부(S)를 가압하게 되면, 내부 접착층(123)은 내측에서 외측으로 보다 쉽게 밀려날 수 있다.
도 13은, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파우치 케이스 실링 장치를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 상부 지그(210)의 가압면(211)과 하부 지그(220)의 가압면(221)에는 각각 히팅 유닛(212, 222)이 구비되어 있다. 상부 지그(210)와 하부 지그(220)가 실링부(S)에 접촉하면, 히팅 유닛(212, 222)은, 실링부(S)를 가열할 수 있다. 가열된 실링부(S), 특히, 내부 접착층(123)은, 높은 유동성을 갖게 된다. 이때, 도 13에 도시된 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)가 소정 각도 틸팅하여 실링부(S)의 내측을 가압한다. 내부 접착층(123)은 높은 유동성을 가진 상태이므로 쉽게 외측 방향으로 밀려나게 된다. 따라서, 밀려난 내부 접착층(123)이 실링부의 수직 단면을 많이 커버할 수 있게 된다.
이러한 상황에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)의 외측에 가이드 지그(230)가 배치되어 있으면, 보다 확실하게 실링부(S)의 수직 단면을 커버할 수 있다.
한편, 도 6 및 도 7의 틸팅 구성, 도 8의 단차를 나타내는 구성, 도 9의 경사를 나타내는 구성, 도 13의 히팅 구성 등에서, 상부 지그(210) 및 하부 지그(220) 모두에 이러한 특징이 나타나도록 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 상부 지그(210)가 이러한 특징을 가질 수도 있고, 하부 지그(220)가 이러한 특징을 가질 수도 있다. 뿐만 아니라, 상부 지그(210)에는 단차가 형성되고, 하부 지그(220)에는 경사가 형성되는 등 여러 특징들의 조합을 갖는 파우치 케이스 실링 장치가 구현될 수도 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 이차 전지 제조 장치는, 상술한 파우치 케이스 실링 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 이차 전지 제조 장치는, 상술한 파우치 케이스 실링 장치 이외에 전해액 주입 장치, 파우치 케이스 커팅 장치 등과 같은 파우치형 이차 전지(100)를 제조하는데 사용되는 다양한 장치 등을 더 포함할 수 있다.
이하에서는, 도 14를 참조하여, 파우치 케이스를 실링하는 방법에 대해 살펴보도록 한다. 한편, 도 14에서, 특정 단계의 주체는, 상술한 파우치 케이스 실링 장치의 구성요소일 수 있다.
도 14는, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 케이스 실링 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 먼저, 파우치 케이스(120)의 내부 공간에 전극 조립체(110)를 수납한다(S110). 다음으로, 파우치 케이스(120)의 실링부에 상하 방향의 압력을 가한다(S140). 이때, 파우치 케이스(120)의 실링부의 내측을 파우치 케이스(120)의 실링부의 외측보다 더 깊게 가압한다.
바람직하게는, 파우치 케이스(120)의 실링부 상부에서 하부 방향으로 압력을 가하는 상부 지그(210)와, 파우치 케이스(120)의 실링부 하부에서 상부 방향으로 압력을 가하는 하부 지그(220)를 이용하여, 파우치 케이스(120)의 실링부를 가압할 수 있다.
선택적으로, 상기 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)의 내측 단부가 파우치 케이스(120)의 실링부에 가까워지는 방향으로 소정 각도 틸팅할 수 있다. 이때, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)는, 이러한 지그에 축을 구비하고, 구비된 축을 기준으로 소정 각도 틸팅할 수 있다.
이와 달리, 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)에는, 단차 및/또는 경사가 형성될 수도 있다.
선택적으로, 상기 상부 지그(210) 및/또는 하부 지그(220)는, 이러한 지그의 내측 단부의 모서리 부분이 라운드 형상을 가질 수도 있다.
바람직하게는, 상기 압력을 가하는 단계(S140) 이전에, 파우치 케이스(120)의 실링부를 미리 가열하는 단계(S120)를 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게는, 상기 압력을 가하는 단계 이전에 가이드 지그(230)를 상부 지그(210) 및 하부 지그(220)의 외측으로부터 소정 간격 이격시켜 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다(S130).
한편, 도 14에서, 상기 S120 단계 이후에 S130 단계가 수행되는 것으로 도시되어 있으나, 파우치 케이스 실링 방법이 이러한 순서에 한정되는 것은 아니다. 따라서, S130 단계가 S120 단계보다 먼저 수행될 수도 있고, 양 단계가 동시에 수행될 수도 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 파우치형 이차 전지(100)는, 상술한 파우치 케이스 실링 장치 또는 파우치 케이스 실링 방법에 의해 제조될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 파우치형 이차 전지(100)는, 전극 조립체(110), 파우치 케이스(120)를 포함하되, 파우치 케이스(120)의 내부 접착층(123)은, 파우치 케이스(120)의 금속층(124)의 외측 수직 단면의 적어도 일부를 커버할 수 있다.
바람직하게는, 상기 내부 접착층(123)은 금속층(124)의 외측 수직 단면의 전부를 커버하여 보다 확실하게 금속층(124)을 절연시킬 수 있다.
한편, 전극 조립체(110), 파우치 케이스(120)에 대한 설명은 전술하였으므로, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
본 명세서에서, 파우치 케이스(120)의 금속층(124), 외부 절연층(125) 및 내부 접착층(123)을 설명함에 있어 사용된 내부와 외부의 의미와, 지그와 실링부를 설명함에 있어서 사용된 내측과 외측의 의미는 특정 대상을 기준으로 사용되는 용어로서, 각각 정의된 바에 따라 상대적으로 해석되면 충분하므로, 그 의미가 혼용되어 사용되어서는 아니 된다.
한편, 본 명세서에서는. 상, 하, 좌, 우, 내, 외 등과 같이 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 설명의 객체가 되는 대상, 관측자의 보는 위치 또는 대상의 놓여져 있는 위치 등에 따라 다르게 표현될 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.
이상에서 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.
100: 파우치형 이차 전지
110: 전극 조립체
120: 파우치 케이스
121: 상부 케이스
122: 하부 케이스
123: 내부 접착층
124: 금속층
125: 외부 절연층
210: 상부 지그
220: 하부 지그
230: 가이드 지그

Claims (17)

  1. 이차 전지의 파우치 케이스를 실링하는 장치에 있어서,
    상기 파우치 케이스의 실링부 상부에서 하부 방향으로 압력을 가하는 상부 지그; 및
    상기 파우치 케이스의 실링부 하부에서 상부 방향으로 압력을 가하는 하부 지그
    를 포함하되, 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그 중 적어도 하나의 지그는, 내측 단부의 상기 파우치 케이스의 실링부에 대한 가압 깊이가 외측 단부의 상기 파우치 케이스의 실링부에 대한 가압 깊이보다 더 깊은 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지그는, 내측 단부가 상기 파우치 케이스의 실링부에 가까워지는 방향으로 소정 각도 틸팅 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지그는, 상기 지그에 구비된 축을 기준으로 소정 각도 틸팅하는 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지그는, 상기 파우치 케이스를 가압하는 가압면에 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단차는, 2 이상 형성된 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지그는, 상기 파우치 케이스를 가압하는 가압면이 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 지그 및 상기 하부 지그의 외측으로부터 소정 간격 이격 배치되는 가이드 지그를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 지그는, 상기 지그의 내측 단부의 모서리 부분이 라운드 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 지그는, 상기 파우치 케이스를 가압하는 가압면에 히팅 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 파우치 케이스 실링 장치를 포함하는 이차 전지 제조 장치.
  11. 파우치형 이차 전지에 사용되는 파우치 케이스를 실링하는 방법에 있어서,
    상기 파우치 케이스의 내부 공간에 전극 조립체를 수납하는 단계; 및
    상기 파우치 케이스의 실링부에 상하 방향의 압력을 가하는 단계
    를 포함하되, 상기 압력을 가하는 단계는, 상기 파우치 케이스의 실링부의 내측을 상기 파우치 케이스의 실링부의 외측보다 더 깊게 가압하는 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 압력을 가하는 단계는, 상부 지그 및 하부 지그를 이용하여 상하 방향의 압력을 가하되, 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그 중 적어도 하나의 지그는, 상기 지그의 내측 단부가 상기 파우치 케이스의 실링부에 가까워지는 방향으로 소정 각도 틸팅하는 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 지그는, 상기 지그에 구비된 축을 기준으로 소정 각도 틸팅하는 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 지그는, 상기 지그의 내측 단부의 모서리 부분이 라운드 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 압력을 가하는 단계 이전에, 상기 파우치 케이스의 실링부를 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 압력을 가하는 단계는, 가이드 지그를 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그의 외측으로부터 소정 간격 이격시켜 배치한 상태에서 상기 상부 지그 및 상기 하부 지그를 이용하여 상하 방향의 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 파우치 케이스 실링 방법.
  17. 양극판 및 음극판이 서로 대향하도록 배치된 전극 조립체; 및
    내부 공간에 상기 전극 조립체를 수용하고, 외부 절연층, 금속층 및 내부 접착층을 포함하는 파우치 케이스
    를 포함하되,
    상기 내부 접착층은, 상기 금속층의 외측 수직 단면의 적어도 일부를 커버하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지.
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