KR20170001358A - 커브드 이차 전지 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 겔 전해액이 소프트한 액상 타입일 때 지그로 가압하여 이차 전지의 형상을 제조하고 지그에 놓인 상태에서 겔 전해액을 겔화 시킴으로써, 구조적 안정성을 향상할 수 있는 커브드 이차 전지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
일례로, 제 1 전극탭을 갖는 제 1 전극판, 제 2 전극탭을 갖는 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터의 적층제를 권취하여 전극 조립체를 제조하는 전극 조립체 제조 단계; 상기 전극 조립체를 파우치에 삽입하고 액상 타입의 겔 전해액을 주입한 뒤 상기 파우치를 밀봉하여 기본형 이차 전지를 형성하는 전해액 주입 단계; 상기 기본형 이차 전지를 지그에 넣고 가압하여 곡률을 갖는 커브드 이차 전지를 형성하는 제1차 성형 단계; 및 상기 커브드 이차 전지가 지그에 가압된 상태에서 상기 커브드 이차 전지를 가열하여 액상 타입의 겔 전해액을 겔화 시키는 제2차 성형 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 커브드 이차 전지의 제조 방법을 개시한다.

Description

커브드 이차 전지 및 그의 제조 방법{Curved secondary battery and method for thereof}
본 발명은 커브드 이차 전지 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 하나의 전지 셀이 팩 형태로 포장된 저용량 전지의 경우 휴대폰 및 캠코더와 같은 휴대가 가능한 소형 전자기기에 사용되고, 전지 팩이 수십 개 연결된 전지 팩 단위의 대용량 전지의 경우 하이브리드 자동차 등의 모터 구동용 전원으로 널리 사용되고 있다.
최근에는 소비자의 요구에 따라 전자기기가 종래 생산성 등을 고려한 평면형 디자인에서 탈피하여 다양한 형태의 디자인이 설계되고 있다. 특히, 휴대폰, 노트북 등과 같은 전자기기는 인체공학적인 설계를 위해 소정의 곡면을 갖는 디자인으로 설계된다. 따라서, 이러한 전자기기에 내장되는 이차 전지도 그에 맞게 곡면을 갖도록 설계하여 공간 낭비를 최소화해야 한다.
본 발명은 구조적 안정성을 향상할 수 있는 커브드 이차 전지 및 그의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 커브드 이차 전지의 제조 방법은 제 1 전극탭을 갖는 제 1 전극판, 제 2 전극탭을 갖는 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터의 적층제를 권취하여 전극 조립체를 제조하는 전극 조립체 제조 단계; 상기 전극 조립체를 파우치에 삽입하고 액상 타입의 겔 전해액을 주입한 뒤 상기 파우치를 밀봉하여 기본형 이차 전지를 형성하는 전해액 주입 단계; 상기 기본형 이차 전지를 지그에 넣고 가압하여 곡률을 갖는 커브드 이차 전지를 형성하는 제1차 성형 단계; 및 상기 커브드 이차 전지가 지그에 가압된 상태에서 상기 커브드 이차 전지를 가열하여 액상 타입의 겔 전해액을 겔화 시키는 제2차 성형 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지그는 곡률을 갖는 볼록부가 형성된 하부 지그와 상기 볼록부에 대응되는 오목부가 형성된 상부 지그를 포함하고, 상기 제1차 성형 단계에서 상기 기본형 이차 전지는 상기 하부 지그의 볼록부에 놓이고 상기 상부 지그에 의해 가압될 수 있다.
또한, 상기 제1차 성형 단계에서 상기 기본형 이차 전지는 상기 볼록부의 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 휘어질 수 있다.
또한, 상기 제1차 성형 단계에서 상기 기본형 이차 전지는 상기 제1,2 전극탭이 파우치로부터 돌출된 방향과 평행한 축이 상기 볼록부에 접촉하도록 놓이고, 상기 기본형 이차 전지는 상기 전극탭이 파우치로부터 돌출된 방향과 평행한 축을 기준으로 양단이 서로 가까워지는 방향으로 휘어질 수 있다.
또한, 상기 제1차 성형 단계에서 상기 기본형 이차 전지는 상기 제1,2 전극탭이 파우치로부터 돌출된 방향과 수직한 축이 상기 볼록부에 접촉하도록 놓이고, 상기 기본형 이차 전지는 상기 전극탭이 파우치로부터 돌출된 방향과 수직한 축을 기준으로 양단이 서로 가까워지는 방향으로 휘어질 수 있다.
또한, 상기 전해액 주입 단계 후에는 상기 기본형 이차 전지 내의 가스를 제거하고, 파우치의 실링부를 접는 폴딩 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 파우치는 수용홈이 형성된 하부 파우치막과 상기 하부 파우치막을 덮는 상부 파우치막을 포함하고, 상기 커브드 이차 전지는 상기 하부 파우치막이 볼록하도록 휘어질 수 있다.
더불어, 본 발명에 의한 커브드 이차 전지는 제 1 전극탭을 갖는 제 1 전극판, 제 2 전극탭을 갖는 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터의 적층제가 권취된 전극 조립체; 상기 전극 조립체를 수용하며, 상기 제 1 전극탭 및 상기 제 2 전극탭을 외부로 돌출시키는 파우치; 및 상기 파우치 내부에 주입된 겔 전해액;을 포함하고, 상기 전극 조립체 및 상기 파우치는 곡률을 갖도록 휘어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커브드 이차 전지는 상기 제 1,2 전극탭이 파우치로부터 돌출된 방향과 평행한 축을 기준으로 양단이 서로 가까워지는 방향으로 휘어질 수 있다.
또한, 상기 커브드 이차 전지는 상기 전극탭이 파우치로부터 돌출된 방향과 수직한 축을 기준으로 양단이 서로 가까워지는 방향으로 휘어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 이차 전지 및 그 제조 방법은 겔 전해액이 소프트한 액상 타입일 때 지그로 가압하여 이차 전지의 형상을 제조하고 지그에 놓인 상태에서 겔 전해액을 겔화 시킴으로써, 커브드 이차 전지의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 이차 전지의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커브드 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 이차 전지의 제조 방법을 도시한 순서도이다. 도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 이차 전지의 제조 방법은 전극 조립체 제조 단계(S1), 전해액 주입 단계(S2), 폴딩 단계(S3), 제1차 성형 단계(S4) 및 제2차 성형 단계(S5)를 포함한다.
상기 전극 조립체 제조 단계(S1)는 제 1 전극판(111), 제 2 전극판(112) 및 세퍼레이터(113)를 포함하는 전극 조립체(110)를 제조하는 단계이다.
도 2a를 참조하면, 상기 전극 조립체 제조 단계(S1)에서는 제 1 전극판(111), 제 2 전극판(112) 및 제 1 전극판(111)과 제 2 전극판(112) 사이에 개재된 세퍼레이터(113)의 적층제를 젤리-롤 형태로 권취하여 전극 조립체(100)를 제조한다.
상기 제 1 전극판(111)은 알루미늄과 같은 금속 포일로 형성된 제 1 전극 집전체에 전이금속산화물 등의 제 1 전극 활물질을 도포함으로써 형성된다. 상기 제 1 전극판(111)에는 제 1 전극탭(114)이 부착된다. 상기 제 1 전극탭(114)의 일단은 제 1 전극판(111)에 전기적으로 연결되며, 타단은 전극 조립체(110)의 상부로 돌출된다. 상기 제 1 전극탭(114)에는 절연 부재(114a)가 부착된다. 상기 절연 부재(114a)는 후술되는 파우치(120)와 제 1 전극탭(114) 사이의 쇼트를 방지한다.
상기 제 2 전극판(112)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 제 2 전극 집전체에 흑연 또는 탄소 등의 제 2 전극 활물질을 도포함으로써 형성된다. 상기 제 2 전극판(112)에는 제 2 전극탭(115)이 부착된다. 상기 제 2 전극탭(115)의 일단은 제 2 전극판(112)에 전기적으로 연결되며, 타단은 전극 조립체(110)의 상부로 돌출된다. 상기 제 2 전극탭(115)에는 절연 부재(115a)가 부착된다. 상기 절연 부재(115a)는 후술되는 파우치(120)와 제 2 전극탭(115) 사이의 쇼트를 방지한다.
상기 세퍼레이터(113)는 제 1 전극판(111)과 제 2 전극판(112) 사이에 위치되어 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이나, 폴리 프로필렌이나, 폴리 에틸렌과 폴리 프로필렌의 복합 필름으로 이루어져 있다.
상기 전해액 주입 단계(S2)는 상기 전극 조립체(110)를 파우치(120)에 삽입하고, 전해액을 주입하는 단계이다.
도 2b를 참조하면, 상기 전해액 주입 단계(S2)에서는 먼저 하부 파우치막(121)과 상부 파우치막(122)으로 이루어진 파우치(120)에 전극 조립체(110)를 삽입한다. 여기서, 상기 파우치(120)는 일체로 형성된 직방형의 파우치막을 한 변의 길이 방향을 중간으로 절곡함으로써, 하부 파우치막(121)과 상부 파우치막(122)으로 구분된다. 또한, 상기 하부 파우치막(121)에는 프레스 가공 등을 통해 전극 조립체(110)가 수용될 수용홈(123)이 형성되고, 상부 파우치막(122)과 실링을 위한 실링부(124)가 형성된다. 즉, 상기 전해액 주입 단계(S2)에서는 상기 수용홈(123)에 상기 전극 조립체(110)를 삽입한다. 이때, 상기 제 1 전극탭(114) 및 제 2 전극탭(115)은 상기 실링부(124)를 통해 파우치(120)의 외부로 돌출된다. 또한, 상기 제 1,2 전극탭(114, 115)에 부착된 절연 부재(114a, 115a)는 상기 실링부(124)에 위치하여, 제 1,2 전극탭(114, 115)과 파우치(120)가 쇼트되는 것을 방지한다.
다음으로, 상기 전극 조립체(110)가 삽입된 파우치(120)의 수용홈(123)에 전해액을 주입한다. 여기서, 상기 전해액은 겔 전해액이 사용된다. 겔 전해액은 상온에서 액상 타입이나 열을 가하면 겔화되어 겔 타입으로 변하게 된다. 즉, 상기 전해액 주입 단계(S2)에서는 액상 타입의 겔 전해액을 주입한다. 이와 같이, 액상 타입의 겔 전해액을 파우치(120)에 주입하면, 이차 전지를 원하는 형상으로 만들 수 있다.
여기서, 액상 타입의 겔 전해액은 비수성 유기 용매, 리튬염, 모노머 및 개시제를 포함한다. 상기 모노머는 전체 겔 전해액 함량의 약 4% 내지 8%를 차지한다. 상기 모노머는 하기 화학식 1로 표시되는 제1모노머와 하기 화학식 2로 표시되는 제2모노머를 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(여기서, n은 1000 내지 1000000이고, EG는 Ethylene Glycol이고, DEG는 Di Ethylene Glycol이고, TMP는 Trimethyl phosphate 이다.)
[화학식 2]
Figure pat00002
또한, 상기 개시제는 퍼옥사이드(peroxide) 계열로, 하기 화학식 3으로 표시된다.
[화학식 3]
Figure pat00003
다음으로, 상기 전극 조립체(110) 및 겔 전해액이 삽입된 하부 파우치막(121)을 상부 파우치막(122)으로 덮고, 실링부(124)를 가압하여 파우치(120)를 밀봉함으로써 기본형 이차 전지(100')를 완성한다.
상기 폴딩 단계(S3)는 상기 기본형 이차 전지(100') 내의 가스를 제거하고, 파우치(120)의 실링부(124)를 접는 단계이다.
먼저, 상기 폴딩 단계(S3)에서는 기본형 이차 전지(100') 내에 포함된 가스를 제거하는 디가싱(degassing) 공정이 이루어진다. 여기서, 디가싱 공정은 상기 기본형 이차 전지(100')를 가압함으로써, 내부 가스를 제거할 수 있다.
다음으로, 도 2c를 참조하면, 상기 폴딩 단계(S3)에서는 상기 제 1,2 전극탭(114, 115)이 돌출되지 않은 양 측면의 실링부(124)를 접어서 수용부(123)에 밀착시킨다.
상기 제1차 성형 단계(S4)는 상기 기본형 이차 전지(100')를 지그(10)에 넣고 가압하여, 커브드 이차 전지(100)를 형성하는 단계이다.
도 2d를 참조하면, 상기 제1차 성형 단계(S4)에서는 하부 지그(20)와 상부 지그(30)를 포함하는 지그(10)를 준비하고, 상기 하부 지그(20)에 기본형 이차 전지(100')를 올려놓고 상부 지그(30)로 상기 기본형 이차 전지(100')를 가압한다. 상기 지그(10)는 금속 등과 같은 재질로 형성될 수 있다. 상기 하부 지그(20)는 곡률 반경(R)을 가지는 볼록부(21)를 포함하고, 상기 상부 지그(30)는 상기 볼록부(21)와 대응되는 오목부(31)를 포함한다. 상기 상부 지그(30)의 오목부(31)는 상기 볼록부(21)의 곡률 반경(R)과 동일하게 형성된다. 즉, 상기 볼록부(21)와 오목부(31)의 곡률은 동일하다. 또한, 상기 지그(30)에는 복수의 기본형 이차 전지(100')가 삽입되어 동시에 가압될 수 있다. 여기서, 상기 기본형 이차 전지(100') 내에는 액상 타입의 겔 전해액이 주입되어 있으므로, 상기 지그(10)의 가압에 따라 변형이 가능하다.
상기 제1차 성형 단계(S4)에서 상기 기본형 이차 전지(100')는 상기 하부 지그(20)의 볼록부(21)에 안착된 후 상부 지그(30)의 오목부(31)에 의해 가압된다. 상기 기본형 이차 전지(100')는 상기 상부 파우치막(122)이 하부 지그(20)의 볼록부(21)에 접촉하도록 놓인다. 또한, 상기 기본형 이차 전지(100')는 제 1,2 전극탭(114, 115)이 돌출된 방향과 평행한 Y축이 볼록부(21)에 접촉하도록 놓여진다. 그리고, 상기 상부 지그(30)의 가압에 따라, 상기 기본형 이차 전지(100')는 상기 Y축을 기준으로 양측이 휘어지게 된다(도 2e참조). 또한, 상기 기본형 이차 전지(100')는 상부 파우치막(122)이 볼록부에 접촉하고 있으므로, 상기 하부 파우치막(121)이 볼록하도록 휘어진다. 또한, 파우치(120)의 내부에 위치한 전극 조립체(110)도 파우치(120)와 동일하게 휘어지게 된다. 물론, 상기 기본형 이차 전지(100')는 하부 파우치막(121)이 하부 지그(20)의 볼록부(21)에 접촉하도록 놓여서, 상부 파우치막(122)이 볼록하게 휘어지도록 형성할 수도 있다.
상기 기본형 이차 전지(100')는 볼록부(21) 및 오목부(31)의 곡률과 동일한 곡률을 갖는 커브드 이차 전지(100)로 형성된다(도 2e참조). 예를 들어, 상기 커브드 이차 전지(100)는 44R 곡률을 가지며, 상기 볼록부(21) 및 오목부(31)도 44R 곡률을 가진다. 물론, 상기 커브드 이차 전지(100)는 지그(10)의 곡률을 조절하여, 사용자가 원하는 곡률을 갖도록 조절할 수 있다.
상기 제1차 성형 단계(S4)에서 상기 지그(10)는 1kgF/㎠ 내지 5kgF/㎠ 의 압력으로 3초 내지 30초 동안 상기 기본형 이차 전지(100')를 가압하여, 커브드 이차 전지(100)를 형성할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 겔 전해액이 소프트한 액상 타입일 때 지그(10)로 가압하여 이차 전지의 형상을 제조하므로, 이차 전지의 형상 자유도가 높아진다.
상기 제2차 성형 단계(S5)는 상기 커브드 이차 전지(100)를 가열하여, 액상 타입의 겔 전해액을 겔화 시키는 단계이다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 상기 제2차 성형 단계(S5)에서는 상기 제1차 성형 단계(S4)에서 지그(10)에 의해 휘어진 커브드 이차 전지(100)를 고온으로 가열하여, 액상 타입의 겔 전해액을 겔화 시킨다. 상기 제2차 성형 단계(S5)는 기본형 이차 전지(100')가 지그(10)에 의해 가압되어 휘어진 상태에서 이루어진다. 상기 제2차 성형 단계(S5)에서 상기 액상 타입의 겔 전해액이 고온으로 가열되면, 겔화되어 부피가 팽창하게 된다. 따라서, 상기 커브드 이차 전지(100)는 가압된 형상을 그대로 유지하며, 지그(10)의 형태와 동일하게 형성된다. 즉, 상기 커브드 이차 전지(100)는 지그(10)의 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 형성되며, 균일한 형태로 제조된다. 이에 따라, 커브드 이차 전지(100)의 구조적 안정성을 확보할 수 있으며, 오랜 시간의 충방전 및 극한 환경 조건에서도 그 형상을 유지할 수 있게 된다. 이러한 커브드 이차 전지(100)에 충방전을 약 500회 정도 실시해 보았다. 그리고 나서 처음 상태와 비교해 본 결과, 초기 대비 약 3% 이내의 형상 변화만 발생하였다. 즉, 상기 커브드 이차 전지(100)는 원래의 평평한 기본형 이차 전지(100')로 다시 되돌아 가는 스프링 백(spring back) 현상이 거의 없다.
상기 제2차 성형 단계(S5)에서는 상기 커브드 이차 전지(100)를 약 70 내지 90 ℃의 온도로 약 1시간 내지 5시간 동안 가열하여, 액상 타입의 겔 전해액을 겔화 시킨다. 또한, 상기 제1차 성형 단계(S4)와 제2차 성형 단계(S5)는 동시에 이루어질 수도 있다.
이에 따라, 도 2f 및 도 2g에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 커브드 이차 전지(100)가 완성된다. 상기 커브드 이차 전지(100)는 전극 조립체(110), 전극 조립체(110)를 수용하는 파우치(120), 파우치(120) 내부에 주입된 겔 전해액 및 상기 전극 조립체(110)와 전기적으로 연결되며 상기 파우치(120)의 외부로 돌출된 전극탭(114, 115)을 포함하고, 상기 전극 조립체(110) 및 파우치(120)는 곡률을 갖도록 휘어지게 형성된다. 또한, 상기 커브드 이차 전지(100)는 상기 전극탭(114, 115)의 돌출방향(Y축)을 기준으로 양단이 서로 가까워지도록 휘어진다. 즉, 상기 커브드 이차 전지(100)는 제 1,2 전극탭(114, 115)이 돌출되지 않은 양 측면의 실링부(124)가 서로 가까워지도록 휘어진다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커브드 이차 전지의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 커브드 이차 전지의 제조 방법은 도 2a 내지 도 2g에 도시된 제조 방법과 유사하다. 따라서, 이하에서는 그 차이점에 대해서만 설명하기로 한다.
도 3a를 참조하면, 제1차 성형 단계(S4)에서 기본형 이차 전지(200')는 하부 지그(20)의 볼록부(21)에 안착된 후 상부 지그(30)의 오목부(31)에 의해 가압된다. 상기 기본형 이차 전지(200')는 상기 상부 파우치막(222)이 하부 지그(20)의 볼록부(21)에 접촉하도록 놓인다. 또한, 기본형 이차 전지(200')는 제 1,2 전극탭(114, 115)이 돌출된 방향과 수직한 X축이 볼록부(21)에 접촉하도록 놓여진다.
그리고, 상부 지그(30)의 가압에 따라, 상기 기본형 이차 전지(200')는 상기 X축을 기준으로 양측이 휘어지게 된다(도 3b참조), 또한, 상기 기본형 이차 전지(200')는 상부 파우치막(222)이 볼록부(21)에 접촉하고 있으므로, 하부 파우치막(221)이 볼록하도록 휘어진다. 또한, 파우치(220)의 내부에 위치한 전극 조립체(210)도 파우치(220)와 동일하게 휘어지게 된다. 물론, 상기 기본형 이차 전지(200')는 하부 파우치막(221)이 하부 지그(20)의 볼록부(21)에 접촉하도록 놓여서, 상부 파우치막(222)이 볼록하게 휘어지도록 형성할 수도 있다. 상기 기본형 이차 전지(200')는 볼록부(21) 및 오목부(31)의 곡률과 동일한 곡률을 갖는 커브드 이차 전지(200)로 형성된다(도 3b 참조).
다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 제2차 성형 단계(S5)는 상기 제1차 성형 단계(S4)에서 지그(10)에 의해 휘어진 커브드 이차 전지(200)를 고온으로 가열하여, 액상 타입의 겔 전해액을 겔화 시킨다. 상기 제2차 성형 단계(S5)는 기본형 이차 전지(200')가 지그(10)에 의해 가압되어 휘어진 상태에서 이루어진다. 상기 제2차 성형 단계(S5)에서 상기 액상 타입의 겔 전해액이 고온으로 가열되면, 겔화되어 부피가 팽창하게 된다. 따라서, 상기 커브드 이차 전지(200)는 가압된 형상을 그대로 유지하며, 지그(10)의 형태와 동일하게 형성된다. 즉, 상기 커브드 이차 전지(200)는 지그(10)의 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 형성되며, 균일한 형태로 제조된다.
이에 따라, 도 3c 및 도 3d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커브드 이차 전지(200)가 완성된다. 상기 커브드 이차 전지(200)는 제 1 전극판(211), 제 2 전극판(212) 및 제 1 전극판(211)과 제 2 전극판(212) 사이에 개재된 세퍼레이터(213)를 포함하는 전극 조립체(210), 상기 전극 조립체(210)를 수용하며 하부 파우치막(221)과 상부 파우치막(222)으로 이루어진 파우치(220), 상기 파우치(220) 내부에 주입된 겔 전해액 및 상기 전극 조립체(210)와 전기적으로 연결되며 상기 파우치(220)의 외부로 돌출된 제 1,2 전극탭(214, 215)을 포함하고, 상기 전극 조립체(210) 및 파우치(220)는 곡률을 갖도록 휘어지게 형성된다. 상기 제 1,2 전극탭(214, 215)에는 각각 절연 부재(214a, 215a)가 부착되어, 제 1,2 전극탭(214, 215)과 파우치(220) 사이의 쇼트를 방지한다. 상기 하부 파우치막(221)은 상부 파우치막(222)과 실링되는 실링부(224)를 포함한다. 또한, 상기 커브드 이차 전지(200)는 상기 제 1,2 전극탭(214, 215)의 돌출방향과 수직한 방향(X축)을 기준으로 양단이 서로 가까워지도록 휘어진다. 즉, 상기 커브드 이차 전지(200)는 제 1,2 전극탭(214, 215)이 돌출된 부분과 파우치(220)가 절곡된 부분이 서로 가까워지도록 휘어진다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 커브드 이차 전지 및 그의 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100': 기본형 이차 전지 100: 커브드 이차 전지
110: 전극 조립체 114: 제 1 전극탭
115: 제 2 전극탭 120: 파우치
121: 하부 파우치막 122: 상부 파우치막
123: 수용홈

Claims (10)

  1. 제 1 전극탭을 갖는 제 1 전극판, 제 2 전극탭을 갖는 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터의 적층제를 권취하여 전극 조립체를 제조하는 전극 조립체 제조 단계;
    상기 전극 조립체를 파우치에 삽입하고 액상 타입의 겔 전해액을 주입한 뒤 상기 파우치를 밀봉하여 기본형 이차 전지를 형성하는 전해액 주입 단계;
    상기 기본형 이차 전지를 지그에 넣고 가압하여 곡률을 갖는 커브드 이차 전지를 형성하는 제1차 성형 단계; 및
    상기 커브드 이차 전지가 지그에 가압된 상태에서 상기 커브드 이차 전지를 가열하여 액상 타입의 겔 전해액을 겔화 시키는 제2차 성형 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 커브드 이차 전지의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지그는 곡률을 갖는 볼록부가 형성된 하부 지그와 상기 볼록부에 대응되는 오목부가 형성된 상부 지그를 포함하고,
    상기 제1차 성형 단계에서 상기 기본형 이차 전지는 상기 하부 지그의 볼록부에 놓이고 상기 상부 지그에 의해 가압되는 것을 특징으로 하는 커브드 이차 전지의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1차 성형 단계에서 상기 기본형 이차 전지는 상기 볼록부의 곡률과 동일한 곡률을 갖도록 휘어지는 것을 특징으로 하는 커브드 이차 전지의 제조 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1차 성형 단계에서 상기 기본형 이차 전지는 상기 제1,2 전극탭이 파우치로부터 돌출된 방향과 평행한 축이 상기 볼록부에 접촉하도록 놓이고,
    상기 기본형 이차 전지는 상기 전극탭이 파우치로부터 돌출된 방향과 평행한 축을 기준으로 양단이 서로 가까워지는 방향으로 휘어지는 것을 특징으로 하는 커브드 이차 전지의 제조 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1차 성형 단계에서 상기 기본형 이차 전지는 상기 제1,2 전극탭이 파우치로부터 돌출된 방향과 수직한 축이 상기 볼록부에 접촉하도록 놓이고,
    상기 기본형 이차 전지는 상기 전극탭이 파우치로부터 돌출된 방향과 수직한 축을 기준으로 양단이 서로 가까워지는 방향으로 휘어지는 것을 특징으로 하는 커브드 이차 전지의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해액 주입 단계 후에는 상기 기본형 이차 전지 내의 가스를 제거하고, 파우치의 실링부를 접는 폴딩 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커브드 이차 전지의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 파우치는 수용홈이 형성된 하부 파우치막과 상기 하부 파우치막을 덮는 상부 파우치막을 포함하고,
    상기 커브드 이차 전지는 상기 하부 파우치막이 볼록하도록 휘어진 것을 특징으로 하는 커브드 이차 전지의 제조 방법.
  8. 제 1 전극탭을 갖는 제 1 전극판, 제 2 전극탭을 갖는 제 2 전극판 및 상기 제 1 전극판과 제 2 전극판 사이에 개재된 세퍼레이터의 적층제가 권취된 전극 조립체;
    상기 전극 조립체를 수용하며, 상기 제 1 전극탭 및 상기 제 2 전극탭을 외부로 돌출시키는 파우치; 및
    상기 파우치 내부에 주입된 겔 전해액;을 포함하고,
    상기 전극 조립체 및 상기 파우치는 곡률을 갖도록 휘어진 것을 특징으로 하는 커브드 이차 전지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 커브드 이차 전지는 상기 제 1,2 전극탭이 파우치로부터 돌출된 방향과 평행한 축을 기준으로 양단이 서로 가까워지는 방향으로 휘어진 것을 특징으로 하는 커브드 이차 전지.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 커브드 이차 전지는 상기 전극탭이 파우치로부터 돌출된 방향과 수직한 축을 기준으로 양단이 서로 가까워지는 방향으로 휘어진 것을 특징으로 하는 커브드 이차 전지.
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