KR20160100602A - 전지케이스의 외주면을 가열 및 가압하는 프레스를 포함하는 실링 장치 - Google Patents

전지케이스의 외주면을 가열 및 가압하는 프레스를 포함하는 실링 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막 구조의 전극조립체가 수납부에 내장되어 있는 파우치형 전지케이스를 밀봉하여 전지셀을 제조하는 실링 장치로서, 실링을 위해 전극조립체가 내장된 전지케이스를 정위치 고정하는 다이, 및 상기 전지케이스의 외주면을 가열 및 가압하여 실링하는 프레스를 포함하고 있으며; 상기 파우치형 전지케이스는 1 단위의 시트 부재로서, 가로 중심축을 기준으로 시트 부재를 접어 수납부를 감싸는 구조로 이루어져 있고; 상기 프레스는, 접힘 모서리를 제외한 시트 부재의 외주 중첩 부위와, 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위를 함께 가열 및 가압하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 실링 장치에 관한 것이다.

Description

전지케이스의 외주면을 가열 및 가압하는 프레스를 포함하는 실링 장치 {Sealing Device Including Press Heating and Pressing Outer Circumference Surface of Battery Case}
본 발명은 전지케이스의 외주면을 가열 및 가압하는 프레스를 포함하는 실링 장치에 관한 것이다.
IT(Information Technology) 기술이 눈부시게 발달함에 따라 다양한 휴대형 정보통신 기기의 확산이 이뤄짐으로써, 21세기는 시간과 장소에 구애 받지 않고 고품질의 정보서비스가 가능한 ‘유비쿼터스 사회’로 발전되고 있다.
이러한 유비쿼터스 사회로의 발전 기반에는, 리튬 이차전지가 중요한 위치를 차지하고 있다. 구체적으로, 충방전이 가능한 리튬 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 사용되고 있다.
상기와 같이, 리튬 이차전지가 적용되는 디바이스들이 다양화됨에 따라, 리튬 이차전지는, 적용되는 디바이스에 알맞은 출력과 용량을 제공할 수 있도록 다양화되고 있다. 더불어, 소형 경박화가 강력히 요구되고 있다.
상기한 리튬 이차전지는, 그것의 형상에 따라 원통형 전지셀, 각형 전지셀, 파우치형 전지셀 등으로 구분할 수 있다. 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 저렴하고 변형이 용이한 파우치형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있다.
도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 전지케이스를 가열 및 가압하여 실링하는 프레스 및 전지셀의 수평면도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1 및 도2를 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 다수의 전극 탭들(21, 22)이 돌출되어 있는 스택형 전극조립체(20), 전극 탭들(21, 22)에 각각 연결되어 있는 두 개의 전극 리드(30, 31), 및 전극 리드(30, 31)의 일부가 외부로 노출되도록 스택형 전극조립체(20)를 수납 및 밀봉하는 구조의 전지케이스(40)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.
전지케이스(40)는 스택형 전극조립체(20)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(41)를 포함하는 하부 케이스부(42)와 그러한 하부 케이스(42)의 덮개로서 스택형 전극조립체(20)를 밀봉하는 상부 케이스부(43)로 이루어져 있다. 상부 케이스부(43)와 하부 케이스부(42)는 스택형 전극조립체(20)를 내장한 상태에서 단부가 일자형인 프레스(50)에 의해 수납부(41)의 상변 및 양변이 열융착되어, 상단 실링부(44) 및 측면 실링부(45, 46)를 형성한다.
이와 같이 형성된 측면 실링부(45, 46)는 전지의 전체적인 부피를 줄이기 위해, 수직으로 절곡되어 수납부(41)의 측면에 부착된다. 그러나, 측면 실링부(45, 46)를 절곡하는 과정에서 응력으로 인해, 전지케이스의 수납부(41)의 하부(점선 원)가 손상되는 문제가 발견되었다.
따라서, 상기의 문제점을 해결할 수 있는 전지케이스 실링 장치가 매우 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 파우치형 전지셀의 제조 과정 중 전지케이스의 측면 실링부를 수납부에 절곡하는 과정에서 발생하는 전지케이스 하부의 손상을 방지할 수 있도록, 전지케이스의 외주면을 밀봉하는 과정에서 특정 구조의 프레스를 이용하는 실링 장치 및 이를 이용하여 제조되는 전지셀을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 실링 장치는,
양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막 구조의 전극조립체가 수납부에 내장되어 있는 파우치형 전지케이스를 밀봉하여 전지셀을 제조하는 실링 장치로서,
실링을 위해 전극조립체가 내장된 전지케이스를 정위치 고정하는 다이, 및 상기 전지케이스의 외주면을 가열 및 가압하여 실링하는 프레스를 포함하고 있을 수 있고,
상기 파우치형 전지케이스는 1 단위의 시트 부재로서, 가로 중심축을 기준으로 시트 부재를 접어 수납부를 감싸는 구조로 이루어져 있을 수 있으며,
상기 프레스는, 접힘 모서리를 제외한 시트 부재의 외주 중첩 부위와, 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위를 함께 가열 및 가압하는 구조로 이루어져 있을 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 실링 장치는, 상기한 바와 같이, 접힘 모서리를 제외한 시트 부재의 외주 중첩 부위와, 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위를 함께 가열 및 가압하는 구조의 프레스를 이용하여 전지케이스를 실링함으로써, 파우치형 전지셀의 제조 과정 중 전지케이스의 측면 실링부를 수납부에 절곡하는 과정에서 발생하는 전지케이스 하부의 손상을 방지할 수 있다.
상기 전지케이스는, 외층, 차단성의 금속층, 및 열용융성의 수지 실란트층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있을 수 있다.
상기 외층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장 강도와 내후성을 가지는 것이 필요하다. 그러한 측면에서 외층은 나일론 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 포함하고 있을 수 있다.
상기 차단성 금속층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 알루미늄이 사용될 수 있다.
상기 수지 실란트층은 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 폴리프로필렌(PP)을 포함하고 있을 수 있다.
상기 프레스의 하나의 실시예로서, 상기 프레스는, 시트 부재의 양변 외주 중첩 부위를 가압 및 가열하여 밀봉하는 제 1 프레싱부들과, 상변 외주 중첩 부위를 가압 및 가열하여 밀봉하는 제 2 프레싱부로 이루어져 있을 수 있다.
상기 제 1 프레싱부들과 제 2 프레싱부는 일체로 이루어져 있을 수 있지만, 반대로 상기 제 1 프레싱부들과 제 2 프레싱부는 각각 독립 부재로 이루어져 있을 수도 있다.
상기 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위는 좌측 하단 부위와 우측 하단 부위를 포함하고, 상기 좌측 하단 부위와 우측 하단 부위 각각은 접힘 모서리의 전체 길이를 기준으로 3% 내지 20% 크기 범위일 수 있다.
상기 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위에서, 전극조립체 수납부의 외벽은 세로 중심축 방향으로 폭이 좁아지는 라운딩 형상으로 이루어져 있을 수 있다.
또한, 상기 프레스는 상기 전극조립체 수납부의 라운딩 형상의 외벽에 대응하여 프레스의 단부도 라운딩 형상으로 이루어져 있을 수 있다.
구체적으로, 상기 전극조립체 수납부의 라운딩 형상은 곡률 반경이 2.0 mm 내지 3.0 mm의 크기로 이루어져 있을 수 있고, 상기 전극조립체 수납부의 곡률 반경에 맞추어, 상기 프레스의 단부의 라운딩 형상은 곡률 반경이 7.0 mm 내지 8.0 mm의 크기로 이루어져 있을 수 있다.
상기 시트 부재의 접힘 모서리의 양측 단부에 대응하는 제 1 프레싱부의 일측 단부 부위는 세로 중심축 방향으로 연장된 구조로 이루어져 있을 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 프레싱부의 일측 단부 부위는 세로 중심축 방향으로 폭이 좁아지는 라운딩 형상으로 연장되어 있을 수 있다.
또한, 상기 제 2 프레싱부는 일자 형상으로 이루어져 있을 수 있고, 상기 제 2 프레싱부의 양측 단부들은 각각 제 1 프레싱부에 접해있는 구조일 수 있다.
상기 상변 외주 중첩 부위에는 전극 단자가 돌출되어 형성되어 있을 수 있고, 상기 제 2 프레싱부에는 전극 단자의 수직 단면에 대응하는 형상의 만입홈이 형성되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 제 2 프레싱부가 전지케이스의 상변 외주 중첩 부위를 가압 및 가열하여 실링하는 과정에서 완전히 밀착될 수 있도록 상기 만입홈에 돌출된 전극 단자가 부합될 수 있다.
본 발명은 또한 상기 실링 장치로 제조되는 전지셀을 제공한다.
상기 전지셀은 리튬 이차전지일 수 있고, 구체적으로, 리튬 이온 전지 또는 리튬 이온 폴리머 전지일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 전지셀을 하나 이상 포함하는 전지팩을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 전지팩을 전원으로 포함하고 있는 디바이스를 제공한다.
상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, 웨어러블 전자기기, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 것일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 실링 장치를 사용하여 전지셀을 제조하는 방법으로서,
(a) 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 제조하는 과정;
(b) 상기 전극조립체를 1 단위의 시트 부재인 파우치형 전지케이스에 가로 중심축을 기준으로 시트 부재를 접어 수납부에 내장하는 과정;
(c) 프레스로 상기 전지케이스의 접힘 모서리를 제외한 시트 부재의 외주 중첩 부위와, 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위를 함께 가압 및 가열하여 실링하는 과정;
(d) 상기 과정 (c)에서 형성된 실링부의 세로 중심축 방향의 내측으로 개구를 타공하고, 상기 개구를 통해 전해액을 주입하는 과정;
(e) 상기 개구의 세로 중심축 방향의 내측으로 실링부를 재형성하고, 상기 개구가 형성된 부위를 절취하여 제거하는 과정; 및
(f) 상기 실링부가 수납부의 측면에 접할 수 있도록, 상기 실링부를 수납부 방향으로 절곡하는 과정;
을 포함하는 전지셀 제조 방법을 제공한다.
상기 과정 (c)에서 상기 프레스는, 시트 부재의 양변 외주 중첩 부위를 가압 및 가열하여 밀봉하는 제 1 프레싱부들과, 상변 외주 중첩 부위를 가압 및 가열하여 밀봉하는 제 2 프레싱부로 이루어져 있을 수 있다.
상기 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위에서, 전극조립체 수납부의 외벽은 세로 중심축 방향으로 폭이 좁아지는 라운딩 형상으로 이루어져 있을 수 있고, 상기 전극조립체 수납부의 라운딩 형상의 외벽에 대응하여 프레스의 단부도 라운딩 형상으로 이루어져 있을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 실링 장치는, 상기한 바와 같이, 접힘 모서리를 제외한 시트 부재의 외주 중첩 부위와, 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위를 함께 가열 및 가압하는 구조의 프레스를 이용하여 전지케이스를 실링함으로써, 파우치형 전지셀의 제조 과정 중 전지케이스의 측면 실링부를 수납부에 절곡하는 과정에서 발생하는 전지케이스 하부의 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 분해 사시도이다;
도 2는 도 1에 전지케이스를 실링하는 프레스 및 전지셀의 수평면도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 실링 장치 및 전지케이스의 수평면도이다;
도 4는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 실링 장치의 수평면도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 실링 장치 및 전지케이스의 수평면도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 전지케이스(200)에는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막 구조의 전극조립체가 내장되어 있고, 실링 장치(100)는 전지케이스(200)를 정위치 고정하는 다이(110)와, 전지케이스(200)의 외주면을 가열 및 가압하여 실링하는 프레스(120)로 이루어져 있다.
전지케이스(200)는 1 단위의 시트 부재로서, 가로 중심축(B)을 기준으로 시트 부재를 접어 수납부(210)를 감싸는 구조로 이루어져 있다.
프레스(120)는 전지케이스(200)의 접힘 모서리(220)를 제외한 시트 부재의 외주 중첩 부위(230)와, 접힘 모서리(220)의 양측 단부로부터 세로 중심축(A)을 향하는 하단 부위를 함께 가열 및 가압하는 구조로 이루어져 있다.
구체적으로, 프레스(120)는 시트 부재의 양변 외주 중첩 부위를 가압 및 가열하여 밀봉하는 제 1 프레싱부(121)들과, 상변 외주 중첩 부위를 가압 및 가열하여 밀봉하는 제 2 프레싱부(122)로 이루어져 있다.
접힘 모서리(220)의 양측 단부로부터 세로 중심축(A)을 향하는 하단 부위는 좌측 하단 부위와 우측 하단 부위를 포함하고, 좌측 하단 부위의 길이(L2)와 우측 하단 부위의 길이(L3) 각각은 접힘 모서리(220)의 전체 길이(L1)를 기준으로 20%의 크기로 이루어져 있다.
접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축(A)을 향하는 하단 부위에서 수납부(210)의 외벽은 세로 중심축(A) 방향으로 폭(W)이 좁아지는 라운딩 형상으로 이루어져 있다.
수납부(210)의 라운딩 형상의 외벽에 대응하여 프레스(120)의 단부도 라운딩 형상으로 이루어져 있다. 여기서는 제 1 프레싱부(121)의 단부가 라운딩 형상으로 이루어져 있다.
수납부(210)의 라운딩 형상은 곡률 반경이(R1)이 3.0mm의 크기로 이루어져 있고, 프레스(120)의 단부의 라운딩 형상은 곡률 반경(R2)이 8.0 mm의 크기로 이루어져 있다.
제 2 프레싱부(122)는 일자 형상으로 이루어져 있고, 제 2 프레싱부(122)의 양측 단부들은 각각 제 1 프레싱부(121)에 접해있는 구조일 수 있다.
제 1 프레싱부(121)들과 제 2 프레싱부(122)는 일체로 형성되어 있다.
도 4에는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 실링 장치 및 전지케이스의 수평면도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 실링 장치(200)의 프레스(220)는 제 1 프레싱부(221)들 및 제 2 프레싱부(222)로 이루어져 있고, 제 1 프레싱부(221)들과 제 2 프레싱부(222)는 각각 독립된 부재로 이루어져 있다.
이 같은 구조를 제외한 나머지 구조는 도 3에서 설명한 실시예와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (23)

  1. 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되어 있는 분리막 구조의 전극조립체가 수납부에 내장되어 있는 파우치형 전지케이스를 밀봉하여 전지셀을 제조하는 실링 장치로서,
    실링을 위해 전극조립체가 내장된 전지케이스를 정위치 고정하는 다이, 및 상기 전지케이스의 외주면을 가열 및 가압하여 실링하는 프레스를 포함하고 있으며;
    상기 파우치형 전지케이스는 1 단위의 시트 부재로서, 가로 중심축을 기준으로 시트 부재를 접어 수납부를 감싸는 구조로 이루어져 있고;
    상기 프레스는, 접힘 모서리를 제외한 시트 부재의 외주 중첩 부위와, 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위를 함께 가열 및 가압하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지케이스는, 외층, 차단성의 금속층, 및 열용융성의 수지 실란트층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 실링 장치
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 프레스는, 시트 부재의 양변 외주 중첩 부위를 가압 및 가열하여 밀봉하는 제 1 프레싱부들과, 상변 외주 중첩 부위를 가압 및 가열하여 밀봉하는 제 2 프레싱부로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 프레싱부들과 제 2 프레싱부는 일체로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 프레싱부들과 제 2 프레싱부는 각각 독립 부재로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위는 좌측 하단 부위와 우측 하단 부위를 포함하고, 상기 좌측 하단 부위와 우측 하단 부위 각각은 접힘 모서리의 전체 길이를 기준으로 3% 내지 20% 크기 범위인 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위에서, 전극조립체 수납부의 외벽은 세로 중심축 방향으로 폭이 좁아지는 라운딩 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전극조립체 수납부의 라운딩 형상의 외벽에 대응하여 프레스의 단부도 라운딩 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전극조립체 수납부의 라운딩 형상은 곡률 반경이 2.0 mm 내지 3.0 mm의 크기로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 프레스의 단부의 라운딩 형상은 곡률 반경이 7.0 mm 내지 8.0 mm의 크기로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  11. 제 3 항에 있어서, 상기 시트 부재의 접힘 모서리의 양측 단부에 대응하는 제 1 프레싱부의 일측 단부 부위는 세로 중심축으로 연장된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 프레싱부의 일측 단부 부위는 세로 중심축 방향으로 폭이 좁아지는 라운딩 형상으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  13. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 프레싱부는 일자 형상으로 이루어져 있고, 상기 제 2 프레싱부의 양측 단부들은 각각 제 1 프레싱부에 접해있는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  14. 제 3 항에 있어서, 상기 상변 외주 중첩 부위에는 전극 단자가 돌출되어 형성되어 있고, 상기 제 2 프레싱부에는 전극 단자의 수직 단면에 대응하는 형상의 만입홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 실링 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 하나에 따른 실링 장치로 제조되는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  17. 제 15 항에 따른 전지셀을 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  18. 제 17 항에 따른 전지팩을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 디바이스는 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, 웨어러블 전자기기, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  20. 제 1 항에 따른 실링 장치를 사용하여 전지셀을 제조하는 방법으로서,
    (a) 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 제조하는 과정;
    (b) 상기 전극조립체를 1 단위의 시트 부재인 파우치형 전지케이스에 가로 중심축을 기준으로 시트 부재를 접어 수납부에 내장하는 과정;
    (c) 프레스로 상기 전지케이스의 접힘 모서리를 제외한 시트 부재의 외주 중첩 부위와, 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위를 함께 가압 및 가열하여 실링하는 과정;
    (d) 상기 과정 (c)에서 형성된 실링부의 세로 중심축 방향의 내측으로 개구를 타공하고, 상기 개구를 통해 전해액을 주입하는 과정;
    (e) 상기 개구의 세로 중심축 방향의 내측으로 실링부를 재형성하고, 상기 개구가 형성된 부위를 절취하여 제거하는 과정; 및
    (f) 상기 실링부가 수납부의 측면에 접할 수 있도록, 상기 실링부를 수납부 방향으로 절곡하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 프레스는, 시트 부재의 양변 외주 중첩 부위를 가압 및 가열하여 밀봉하는 제 1 프레싱부들과, 상변 외주 중첩 부위를 가압 및 가열하여 밀봉하는 제 2 프레싱부로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 접힘 모서리의 양측 단부로부터 세로 중심축을 향하는 하단 부위에서, 전극조립체 수납부의 외벽은 세로 중심축 방향으로 폭이 좁아지는 라운딩 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 전극조립체 수납부의 라운딩 형상의 외벽에 대응하여 프레스의 단부도 라운딩 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190042801A (ko) * 2017-10-17 2019-04-25 주식회사 엘지화학 균열을 방지하기 위한 파우치형 이차전지용 실링 블록, 이를 사용하여 제조되는 파우치형 전지케이스 및 파우치형 전지케이스의 실링 방법
KR20190042800A (ko) * 2017-10-17 2019-04-25 주식회사 엘지화학 균열 방지 구조를 포함하는 파우치형 전지케이스 및 이의 제조방법
CN109713351A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 Da技术有限公司 二次电池的绝缘膜封装装置
CN110199405A (zh) * 2017-08-29 2019-09-03 株式会社Lg化学 包括两步密封工艺的密封袋形电池的侧部的方法
WO2022039530A1 (ko) * 2020-08-19 2022-02-24 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치 형 전지 케이스 및 파우치 형 이차 전지
WO2022098094A1 (ko) * 2020-11-03 2022-05-12 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치의 폴딩장치
CN114600303A (zh) * 2019-12-03 2022-06-07 株式会社Lg新能源 袋型二次电池、电池组及制造袋型二次电池的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11695177B2 (en) 2019-09-30 2023-07-04 Sk On Co., Ltd. Apparatus and method of folding pouch case of battery cell
KR20210038334A (ko) 2019-09-30 2021-04-07 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 셀 얼라인 장치 및 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005285526A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Sanyo Electric Co Ltd ラミネート素電池
JP2006147230A (ja) * 2004-11-17 2006-06-08 Sony Corp 電池および電池製造方法

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110199405A (zh) * 2017-08-29 2019-09-03 株式会社Lg化学 包括两步密封工艺的密封袋形电池的侧部的方法
CN110199405B (zh) * 2017-08-29 2021-12-31 株式会社Lg化学 包括两步密封工艺的密封袋形电池的侧部的方法
US11394080B2 (en) 2017-10-17 2022-07-19 Lg Energy Solution, Ltd. Pouch-shaped battery case comprising crack prevention structure and method of manufacturing the same
KR20190042800A (ko) * 2017-10-17 2019-04-25 주식회사 엘지화학 균열 방지 구조를 포함하는 파우치형 전지케이스 및 이의 제조방법
WO2019078453A1 (ko) * 2017-10-17 2019-04-25 주식회사 엘지화학 균열 방지 구조를 포함하는 파우치형 전지케이스 및 이의 제조방법
CN110495008A (zh) * 2017-10-17 2019-11-22 株式会社Lg化学 用于袋形二次电池的防裂缝密封块、利用该防裂缝密封块制造的袋形电池壳体及密封袋形电池壳体的方法
CN111052432A (zh) * 2017-10-17 2020-04-21 株式会社Lg化学 包括防裂结构的袋形电池壳体及其制造方法
JP2020517052A (ja) * 2017-10-17 2020-06-11 エルジー・ケム・リミテッド 亀裂を防止するためのパウチ型二次電池用シーリングブロック、これを用いて製造されるパウチ型電池ケース及びパウチ型電池ケースのシーリング方法
EP3637492A4 (en) * 2017-10-17 2020-07-15 LG Chem, Ltd. POCKET-TYPE RECHARGEABLE BATTERY SEALING BLOCK FOR PREVENTING CRACKS, POCKET-TYPE BATTERY PACK MADE USING THE SAME AND SEALING METHOD FOR POCKET-TYPE BATTERY PACK
EP3675201A4 (en) * 2017-10-17 2020-09-09 LG Chem, Ltd. POCKET TYPE BATTERY BOX INCLUDING AN ANTI-CRACK STRUCTURE AND ITS MANUFACTURING PROCESS
CN111052432B (zh) * 2017-10-17 2023-12-15 株式会社Lg新能源 包括防裂结构的袋形电池壳体及其制造方法
CN110495008B (zh) * 2017-10-17 2023-04-04 株式会社Lg新能源 用于袋形二次电池的防裂缝密封块、利用该防裂缝密封块制造的袋形电池壳体及密封袋形电池壳体的方法
KR20190042801A (ko) * 2017-10-17 2019-04-25 주식회사 엘지화학 균열을 방지하기 위한 파우치형 이차전지용 실링 블록, 이를 사용하여 제조되는 파우치형 전지케이스 및 파우치형 전지케이스의 실링 방법
CN109713351A (zh) * 2017-10-26 2019-05-03 Da技术有限公司 二次电池的绝缘膜封装装置
CN109713351B (zh) * 2017-10-26 2021-08-10 Da技术有限公司 二次电池的绝缘膜封装装置
CN114600303A (zh) * 2019-12-03 2022-06-07 株式会社Lg新能源 袋型二次电池、电池组及制造袋型二次电池的方法
EP4037071A4 (en) * 2019-12-03 2022-11-30 LG Energy Solution, Ltd. POUCH SECONDARY BATTERY, BATTERY PACK AND METHOD OF MAKING POUCH SECONDARY BATTERY
CN114600303B (zh) * 2019-12-03 2024-05-17 株式会社Lg新能源 袋型二次电池、电池组及制造袋型二次电池的方法
WO2022039530A1 (ko) * 2020-08-19 2022-02-24 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치 형 전지 케이스 및 파우치 형 이차 전지
WO2022098094A1 (ko) * 2020-11-03 2022-05-12 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치의 폴딩장치
EP4241966A4 (en) * 2020-11-03 2024-04-24 LG Energy Solution, Ltd. DEVICE FOR FOLDING A BAG

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