KR20160107503A - 파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법 - Google Patents

파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 내부에 수납하는 파우치와, 상기 파우치의 상단면 및 양측면을 따라 연장되어 형성되는 실링부와, 상기 실링부를 따라 절연성 글루가 도포되어 형성되는 전기절연층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 종래 대비 파우치 내부의 전기적 절연성 향상 및 공정 효율을 높이고 생산 단가를 저감할 수 있다.

Description

파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법{Pouch Type Secondary Battery And Method For Manufacturing The Same}
본 발명은 파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전기적 절연성 향상 및 공정 효율을 높이고 이차전지의 제조 비용을 저감할 수 있는 파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능하다는 이점으로 인하여 최근 그 개발 및 사용이 증가하고 있다. 이차전지는 양극, 음극 및 분리막으로 이루어지는 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다. 이차전지는 구조적 특징에 따라 원통형 이차전지, 각형 이차전지, 파우치형 이차전지 등으로 분류할 수 있다.
도 1은 파우치형 이차전지를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 파우치형 이차전지는, 전극 조립체(미도시), 전극 조립체(미도시)를 수용하며 고분자 수지와 알루미늄의 라미네이트 시트로 이루어진 파우치(110)형 전지 케이스를 포함하는 것으로 구성되어 있다. 이와 같은 전극 조립체(미도시)는 일측이 전극 탭(120)이 연결되고, 전극 탭(120)은 파우치(110) 외부로 인출되어 전자 디바이스와 전기적으로 연결한다. 파우치(110)의 상단면 및 양측면을 따라서는 전극 조립체(미도시)를 내부에 수납하고 밀봉하기 위한 열융착에 의한 실링부(130)가 형성되어 있다. 이러한 파우치형 전지 케이스의 전해액의 누출을 방지하고 공기중의 수분이 전지 내로 침투하는 것을 방지하며 전기적 절연성을 담보하기 위하여, 절연 테이프(140)가 파우치(110)의 상단면 및 양측면에 마련되어 있다.
그러나, 이와 같은 절연 테이프(140)는 그 가격이 비싸므로 이를 이용하는 경우에는 이차전지 제조 단가가 높아지고, 절연 테이프(140)의 부착을 위한 공정에 따라 공정 효율성이 저하된다. 또한, 실링 후에도 파우치(110) 내부로 수분 등이 침투하여 전지의 성능을 저하시키는 요인이 되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기적 절연성 향상 및 공정 효율을 높이고 생산 단가를 저감할 수 있는 파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 파우치형 이차전지는, 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체와, 상기 전극 조립체를 내부에 수납하는 파우치와, 상기 파우치의 상단면 및 양측면을 따라 연장되어 형성되는 실링부와, 상기 실링부를 따라 절연성 글루가 도포되어 형성되는 전기절연층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 전기절연층은 자외선 경화 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 전기절연층은 상기 실링부로부터 상기 파우치의 하단면까지 연장되는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지 및 이의 제조 방법에 따르면, 종래 대비 전기적 절연성 향상 및 공정 효율을 높이고 생산 단가를 저감할 수 있다.
또한, 전기 절연층을 자외선 경화 특성을 갖는 접착제를 이용하여 별도의 가열 공정이 불필요하므로 파우치 및 전극이 열에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 파우치형 이차전지를 도시한 도면.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 제조 방법의 순서를 도시한 도면.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 도시한 도면이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지는 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체(미도시)와, 전극 조립체(미도시)를 내부에 수납하는 파우치(10)와, 파우치(10)의 상단면 및 양측면을 따라 연장되어 형성되는 실링부(30)와, 실링부(30)를 따라 형성되는 전기절연층(40)을 포함한다.
전극 조립체(미도시)는 전극 집전체의 양면에 양극 활물질이 도포되어 이루어지는 양극 시트와, 음극 활물질이 도포되어 이루어지는 음극 시트와, 분리막을 포함한다. 전극 조립체(미도시)는 양극 시트와 음극 시트 사이에 분리막이 개재된 상태로 권취되어 이루어지는 젤리롤형으로 구비되거나, 양극 시트와 음극 시트 사이에 분리막이 개재되도록 적층하여 이루어지는 적층형으로 구비될 수 있다. 전극 조립체(미도시)는 양극 시트 및 음극 시트로부터 각각 연장되는 전극 탭(20)이 파우치(10) 외부로 인출되어 전자 디바이스와 전기적으로 연결된다.
전극 조립체(미도시)는 파우치(10) 내부에 수납되고 밀봉된다. 파우치(10)는 폴리프로필렌 등과 같은 소재로 구비된다. 파우치(10)는 내부에 전극 조립체(미도시)를 수납하기 위하여, 상부 파우치 필름과 하부 파우치 필름의 상단면 및 양측 측면 가장자리를 따라 열융착을 한다. 이에, 파우치(10)의 상단면 및 양측 측면 가장자리를 따라서 열융착에 의한 실링부(30)가 형성된다.
한편, 실링부(30)의 끝단 및 파우치(10) 상부의 끝단에는 전기절연층(40)이 마련된다. 전기절연층(40)은 전해액의 누출을 방지하고 공기중의 수분이 내부로 침투하는 것을 방지하며 실링부(30)의 실링 효율 및 전기적 절연성을 향상시키기 위한 것이다. 이와 같은 전기절연층(40)은 절연성 글루를 실링부(30) 끝단 및 파우치(10) 상부에 도포함으로써 이루어진다. 전기절연층(40)을 형성하기 위한 절연성 글루는 이와 같은 전기절연층(40)을 형성하기 위한 절연성 글루는 자외선 경화성 수지, 즉, UV 글루(UV Glue)을 포함하는 것이 바람직하다. UV 글루는 액상으로, UV 램프를 조사할 경우 경화되어 고체 상태가 되는 특징이 있다. 이에, UV 글루를 도포하여 전기절연층(40)을 형성할 경우, 액체 상태를 굳혀 고체화시키기 위한 열을 가할 필요가 없으므로, 파우치(10) 및 파우치(10) 내부의 전극 조립체(미도시)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 이러한 전기절연층(40)은 실링부(30)를 따라 형성되되, 실링부(30)로부터 파우치(10)의 하단면까지 연장되어 형성될 수도 있다. 즉, 전기절연층(40)은 파우치(10)의 양측면과 상단면 및 하단면의 4면에 모두 형성되어 이차전지의 실링 효율 및 전기적 절연성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 이와 같이 마련되는 파우치형 이차전지의 제조 방법을 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 제조 방법의 순서를 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치(10)형 이차전지는 전극 조립체 형성 단계(S1)와, 파우치 수납 단계(S2)와, 실링 단계(S3)와, 전기절연층 형성 단계(S4)를 포함한다.
전극 조립체 형성 단계(S1)에는 양극 활물질이 양면에 도포된 양극 시트와, 음극 활물질이 양면에 도포된 음극 시트와, 양극 시트와 음극 시트 사이에 개재되는 분리막을 권취하거나, 양극 시트와 음극 시트 사이에 분리막을 개재하여 차례로 적층하여 전극 조립체(미도시)를 형성한다.
파우치 수납 단계(S2)에는 전극 조립체(미도시)를 파우치(10) 내부에 수납한다. 파우치(10)는 상부 파우치와 하부 파우치로 이루어진다. 하부 파우치에는 전극 조립체(미도시)가 수납되기 위한 공간이 형성되며, 이러한 수납 공간(미도시)에 전극 조립체(미도시)가 수납된다. 전극 조립체(미도시)가 수납 공간에 수납되면, 상부 파우치가 하부 파우치를 덮도록 하부 파우치를 향하여 접어 전극 조립체(미도시)가 파우치(10) 내부에 수납되도록 한다.
실링 단계(S3)에는 파우치 수납 단계(S2)를 통하여 전극 조립체(미도시)가 수납된 파우치(10)를 열융착을 통하여 실링하여 전극 조립체(미도시)를 외부와 밀폐시킨다. 실링 단계(S3)에는 상부 파우치가 하부 파우치를 향하여 접힌 상태를 유지하며 상부 파우치와 하부 파우치의 양측면 및 상단면을 열융착한다. 이에, 파우치(10) 내부의 전극 조립체(미도시)를 외부와 밀폐시킨다. 이에, 파우치(10)의 양측면 및 상단면에는 열융착에 의한 실링부(30)가 형성된다.
전기절연층 형성 단계(S4)에는 실링부(30)를 따라 절연성 글루를 도포하여 전기절연층(40)을 형성한다. 즉, 실링부(30)의 끝단을 따라 절연성 글루를 도포하여 실링부(30)의 실링 효율 및 전기적 절연성을 향상시킨다. 이와 같은 전기절연층(40)을 형성하기 위한 절연성 글루는 자외선 경화성 수지, 즉, UV 글루인 것이 바람직하다. UV 글루를 도포하여 전기절연층(40)을 형성할 경우, 액체 상태의 UV 글루를 경화시키기 위하여 별도로 열을 가할 필요가 없으므로, 파우치(10) 및 파우치(10) 내부의 전극 조립체(미도시)가 열에 의하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 전기절연층 형성 단계(S4)에서는 파우치(10) 상단면 및 파우치(10)의 양측면인 실링부(30)로부터 파우치(10)의 하단면까지 연장하여 전기절연층(40)을 형성할 수도 있다. 즉, 파우치(10)의 양측면과 상단면 및 하단면의 4면 모두에 형성되어 이차전지의 실링 효율 및 전기적 절연성을 보다 향상시킬 수 있도록 도포할 수도 있다.
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.
10: 파우치
30: 실링부
40: 전기절연층

Claims (6)

  1. 양극, 음극 및 분리막을 포함하는 전극 조립체와,
    상기 전극 조립체를 내부에 수납하는 파우치와,
    상기 파우치의 상단면 및 양측면을 따라 연장되어 형성되는 실링부와,
    상기 실링부를 따라 절연성 글루가 도포되어 형성되는 전기절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기절연층은 자외선 경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기절연층은 상기 실링부로부터 상기 파우치의 하단면까지 연장되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  4. 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 전극 조립체를 형성하는 전극 조립체 형성 단계와,
    상기 전극 조립체를 파우치 내부에 수납하는 파우치 수납 단계와,
    상기 파우치를 실링하여 실링부를 형성하는 실링 단계와,
    상기 파우치의 실링부를 따라 절연성 글루를 도포하여 전기절연층을 형성하는 전기절연층 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 절연성 글루는 자외선 경화성 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 전기절연층 형성 단계는 상기 전기절연층이 상기 실링부로부터 상기 파우치의 하단면까지 연장되도록 상기 절연성 글루를 도포하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조 방법.
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