KR20180128777A - 이차전지 및 그 이차전지의 제조 방법 - Google Patents

이차전지 및 그 이차전지의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180128777A
KR20180128777A KR1020170064314A KR20170064314A KR20180128777A KR 20180128777 A KR20180128777 A KR 20180128777A KR 1020170064314 A KR1020170064314 A KR 1020170064314A KR 20170064314 A KR20170064314 A KR 20170064314A KR 20180128777 A KR20180128777 A KR 20180128777A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pouch
sealing
adhesive
zone
adhesive zone
Prior art date
Application number
KR1020170064314A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102103899B1 (ko
Inventor
하정민
김종훈
김수영
조혜담
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020170064314A priority Critical patent/KR102103899B1/ko
Priority to US15/969,092 priority patent/US10818892B2/en
Publication of KR20180128777A publication Critical patent/KR20180128777A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102103899B1 publication Critical patent/KR102103899B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H01M2/0275—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/049—Processes for forming or storing electrodes in the battery container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H01M2/0287—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/121—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/548—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H01M50/557—Plate-shaped terminals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/12—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

본 발명은 외력에 의한 실링부의 데미지를 방지하기 위한 이차전지 및 이차전지의 제조 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전극조립체와 전해액이 수용된 파우치를 준비하는 준비단계, 상기 파우치의 둘레부에 위치되는 접착구역을 접착장치로 접착하는 접착단계 및 상기 접착단계에서 접착된 상기 파우치의 접착구역 중 바깥 쪽 일부를 실링장치로 실링하는 실링단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이차전지 및 그 이차전지의 제조 방법{SECONDARY BATTERY AND MANUFACTURY METHODE FOR THE SAME}
본 발명은 이차전지 및 그 이차전지의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 외력에 의한 실링부의 데미지를 방지하기 위한 이차전지 및 이차전지의 제조 방법에 관한 것이다.
물질의 물리적 반응이나 화학적 반응을 통해 전기에너지를 생성시켜 외부로 전원을 공급하게 되는 전지(cell, battery)는 각종 전기전자 기기로 둘러싸여 있는 생활환경에 따라, 건물로 공급되는 교류 전원을 획득하지 못할 경우나 직류전원이 필요할 경우 사용하게 된다.
이와 같은 전지 중에서 화학적 반응을 이용하는 화학전지인 일차전지와 이차전지가 일반적으로 많이 사용되고 있는데, 일차전지는 건전지로 통칭되는 것으로 소모성 전지이다. 또한, 이차전지는 전류와 물질 사이의 산화환원과정이 다수 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 재충전식 전지로서, 전류에 의해 소재에 대한 환원반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행되면서 전기가 생성되게 된다.
한편, 이차 전지 중 리튬이온 전지는 양극 도전 포일과 음극 도전 포일에 각각 활물질을 일정한 두께로 코팅하고, 상기 양 도전 포일 사이에는 분리막이 개재되도록 하여 대략 젤리 롤(jelly roll) 내지는 원통 형태로 다수 회 권취하여 제작한 전극 조립체를 원통형 또는 각형 캔, 파우치 등에 수납하고 이를 밀봉 처리하여 제작된다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0214033호에는 수축용 수지층이 부가된 파우치 자재가 개시되어 있다.
리튬 이차 전지 제조에 있어서, 자동차용 폴리머 배터리는 외부 외장재로써 파우치를 사용하고 있다.
도 7은 종래의 이차전지에서 일부 실링부만을 절단하여 도시한 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 종래 이차전지의 파우치(1)는 외곽에 나일론층(X), 중심부에 알루미늄층(Y), 내부에 폴리프로필렌(PP)층(Z)으로 구성된다.
여기서 폴리프로필렌층(Z)은 상부 파우치(1a)와 하부 파우치(1b)를 열융착 등으로 접합하여 파우치(1)를 실링하는데 사용된다.
하지만, 열융착 등 파우치 실링 공정에서 실링부(3)의 폴리프로필렌층(Z)을 과도하게 접합 시 폴리프로필렌층(Z)이 얇아진다.
그리고 이러한 상태에서 실링부(3)를 벤딩(bending), 폴딩(folding) 시 얇아진 폴리프로필렌층(Z)은 크랙(crack) 등의 데미지(damage)를 받아 절연 불량 및 파우치 부식 등의 문제를 초래하였다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 실링부의 폴리프로필렌층의 변형을 최소화하여 외력 및 변형에 의한 크랙 등의 데미지를 방지할 수 있는 이차전지 및 그 이차전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 제조 방법은 전극조립체와 전해액이 수용된 파우치를 준비하는 준비단계, 상기 파우치의 둘레부에 위치되는 접착구역을 접착장치로 접착하는 접착단계 및 상기 접착단계에서 접착된 상기 파우치의 접착구역 중 바깥 쪽 일부를 실링장치로 실링하는 실링단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 접착단계는 상기 접착구역를 0.1kgf/15mm ~ 2.0kgf/15mm의 접착력으로 접착할 수 있다.
상기 접착단계는 상기 접착구역의 내부 폴리프로필렌층을 가열 압착하여 접착할 수 있다.
상기 접착단계는 상기 폴리프로필렌층의 두께를 일정하게 유지한 상태로 접착할 수 있다.
상기 실링단계는 상기 접착구역의 일부를 상기 접착구역의 다른 부위에 비해 높은 압력으로 가열 압착하여 실링할 수 있다.
상기 실링단계는 상기 접착구역의 일부를 상기 접착구역의 다른 부위에 비해 높은 온도로 가열 압착하여 실링할 수 있다.
상기 실링단계는 상기 접착구역의 일부를 상기 접착구역의 다른 부위에 비해 강한 접착력으로 접착하여 실링할 수 있다.
상기 실링단계는 상기 접착구역의 일부에서 내부 폴리프로필렌층을 상기 접착구역의 다른 부위에 비해 높은 온도와 압력으로 가열 압착하여 실링할 수 있다.
상기 실링단계는 상기 접착구역의 일부에서 상기 내부 폴리프로필렌층의 두께를 상기 접착구역의 다른 부위의 폴리프로필렌층의 두께에 비해 얇게 형성할 수 있다.
상기 실링단계는 상기 접착구역에서 폴딩 및 벤딩이 필요없는 부분을 실링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 내부에 전극조립체와 전해액을 수용하는 파우치 및 상기 파우치의 둘레부에 형성되는 접착구역을 포함하고, 상기 접착구역은, 폴딩 및 벤딩이 가능한 약접착부 및 상기 약접착부의 외측 테두리에 형성되고, 실링되는 실링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 파우치는 상부 파우치와 하부 파우치를 포함하고, 상기 접착구역은 상기 상부 파우치와 상기 하부 파우치를 상호 접착한 부분일 수 있다.
상기 약접착부는 상기 상부 파우치와 상기 하부 파우치의 원형을 유지한 상태로 접착할 수 있다.
상기 상부 파우치 내부의 폴리프로플렌층과 상기 하부 파우치 내부의 폴리프로필렌층의 두께를 각각 "c"라고 하고, 상기 약접착부 내부의 폴리프로필렌층 두께를 "t"라고 하면, 2c*0.60≤t＜2c의 공식이 성립할 수 있다.
상기 실링부는 상기 약접착부에 비해 두께가 얇을 수 있다.
상기 약접착부는 상기 실링부로부터 단층을 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 파우치 둘레의 접착구역을 실링부와 약접착부로 구분하여 접착구역의 외력에 의한 벤딩 및 폴딩 등과 같은 변형에도 폴리프로필렌층의 크랙을 방지하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 접착구역의 폴리프로필렌층의 크랙을 방지하여 절연 불량 및 파우치 부식등의 발생 요인을 제거하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 접착구역을 약한 압력과 낮은 온도로 먼저 가열 압착하여 폴리프로필렌 층의 두께 변화를 극소화하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 접착구역을 일정한 두께로 유지되도록 약접착하여 안정적인 내구성을 갖게 하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 접착구역에서 외측 테두리를 접착구역의 다른 부위보다 강한 압력과 높은 열로 가열 압착하여 실링함에 따라 수분침투 등을 방지하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 접착구역에서 폴딩 및 벤딩이 필요없는 부분을 실링하여 크랙 발생 요인을 차단하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 실링부에 비해 약접착부의 두께가 두껍고 약접착부에 비해 파우치 몸체부의 두께가 두껍도록 차례로 단층을 형성하여 실링부와 약접착부와 몸체부 각각의 기능을 유지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 제조 방법을 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에서 "A" 부분만을 확대하여 도시한 일부 확대도이다.
도 4는 도 3에서 B-B 선을 따라 절단하여 주요부를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 제조 방법에서 접착단계에 의해 접착된 이차전지의 주요부를 절단하여 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 접착구역이 벤딩된 것을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 7은 종래의 이차전지에서 일부 실링부만을 절단하여 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이차전지 및 그 이차전지의 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
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 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 제조 방법을 흐름에 따라 도시한 흐름도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 제조 방법은 준비단계(S1), 접착단계(S2) 및 실링단계(S3)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 준비 단계(S1)는 전극조립체와 전해액이 내부에 수용된 파우치(100)를 준비하는 단계이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 제조 방법에서 접착단계에 의해 접착된 이차전지의 주요부를 절단하여 도시한 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 접착단계(S2)는 파우치(100)의 둘레부에 위치되는 접착구역(110)을 가열 압착하는 프레스(press) 등과 같은 접착장치로 접착하는 단계이다.
접착 단계(S2)에서 가열 압착되는 접착구역(110)은 상부 파우치(100a)와 하부 파우치(100b)가 서로 맞닿는 부분의 내부 폴리프로필렌(PP)층(Z)을 가열 압착하여 서로 접착할 수 있다.
이때, 접착구역(110)의 폴리프로필렌(PP)층(Z)은 두께를 일정하게 유지한 상태로 접착할 수 있도록 접착구역(110)을 0.1kgf/15mm ~ 2.0kgf/15mm의 접착력으로 접착할 수 있다.
즉, 접착구역(110)을 0.1kgf/15mm ~ 2.0kgf/15mm의 접착력으로 접착하면 상부 파우치(100a)와 하부 파우치(100b)는 서로 접착된 상태를 유지하면서 접착구역(110)의 폴리프로필렌층(Z)은 형태(두께) 변화를 극소화할 수 있다.
상기 실링단계(S3)는 접착단계(S2)에서 접착된 파우치(100)의 접착구역(110) 중 바깥 쪽 일부를 실링장치로 실링하는 단계이다.
실링장치는 접착장치보다 더 강한 압력과 더 높은 온도로 파우치(100)의 접착구역(110) 중 바깥 쪽 일부를 가열 압착하여 실링할 수 있다.
즉, 실링 단계(S3)는 접착구역(110) 중 바깥 쪽 일부를 접착구역(110)의 다른 부위에 비해 높은 압력과 높은 온도로 가열 압착할 수 있다. 그러면 접착구역(110) 중 바깥 쪽 일부에서 내부 폴리프로필렌층(Z')은 접착구역(110)의 다른 부위에 비해 강한 접착력(2.0kgf/15mm 초과)으로 접착하여 접착구역(110) 중 바깥 쪽 일부를 실링함에 따라 파우치(100) 내부로 수분 등이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 도 2에서 "A" 부분만을 확대하여 도시한 일부 확대도이고, 도 4는 도 3에서 B-B 선을 따라 절단하여 주요부를 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 실링 단계(S3)에 의해 자연스럽게 접착구역(110) 중 바깥쪽 일부의 내부 폴리프로필렌층(Z')의 두께는 접착구역(110)의 다른 부위의 폴리프로필렌층(Z")의 두께에 비해 얇게 형성될 수 있다. 도면을 통해 그 과정을 본다면 도 5의 상태에서 실링 단계(S3)를 거치면 도 4의 상태가 되는 것이다.
여기서 접착구역(110) 중 바깥쪽 일부(112)는 폴딩(folding) 및 벤딩(bending)이 필요없는 부분이고 접착구역(110)의 다른 부위의 폴리프로필렌층(Z")은 폴딩 및 벤딩이 가능한 부분일 수 있다.(즉, 폴딩 및 벤딩이 발생하는 부분)
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지의 접착구역이 벤딩된 것을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 폴딩 및 벤딩이 가능한 부분의 폴리프로필렌층(Z")의 두께를 접착구역(110) 중 바깥쪽 일부의 폴리프로필렌층(Z')보다 두껍게 형성함에 따라 폴딩 및 벤딩에 의해 폴리프로필렌층(Z")에 크랙(crack)이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이차전지는 폴리프로필렌층(Z")에 크랙이 발생하면 이차전지의 절연 불량 및 파우치 부식 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 폴리프로필렌층(Z")의 크랙을 방지할 필요성이 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지에 대해 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지는 내부에 전극조립체와 전해액을 수용하는 파우치(100) 및 상기 파우치(100)의 둘레부에 형성되는 접착구역(110)을 포함하고, 상기 접착구역(110)은 폴딩 및 벤딩이 가능한 약접착부(111) 및 상기 약접착부(111)의 외측 테두리에 형성되고, 실링되는 실링부(112)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
파우치(100)는 상부 파우치(100a)와 하부 파우치(100b)를 포함하며, 상부 파우치(100a)와 하부 파우치(100b)는 각각 외부에 나일론(nylon)층(X), 중심부에 알루미늄(Al)층(Y), 내부에 폴리프로필렌(PP)층(Z)으로 구성될 수 있다.
상부 파우치(100a)와 하부 파우치(100b)는 상호 대면하는 둘레부에 형성된 접착구역(110)에 의해 접착될 수 있다.
특히 접착구역(110)은 상부 파우치(110a)와 하부 파우치(110b) 각각의 내부에 형성된 폴리프로필렌층(Z)을 가열 압착하여 상호 접착할 수 있다.
여기서 접착구역(110)은 폴리프로필렌층(Z)의 원형을 유지하면서 상호 접착할 수 있도록 온도와 압력을 조절하여 가열 압착할 수 있다.
접착구역(110)은 상부 파우치(100a) 내부의 폴리프로플렌층(Z)과 하부 파우치(100b) 내부의 폴리프로필렌층(Z)의 두께를 각각 "c"라고 하고, 약접착부(111) 내부의 폴리프로필렌층(Z") 두께를 "t"라고 하면, 2c*0.60≤t＜2c의 공식을 성립하게 하여 폴리프로필렌층(Z)의 원형을 최대한 유지할 수 있도록 할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 약접착부(111)는 폴리프로필렌층(Z")의 원형을 최대한 유지하여 폴딩 및 벤딩 등과 같은 외력에 의해서도 크랙 등이 발생하지 않도록 해 이차전지의 절연 불량 및 파우치 부식 등을 방지할 수 있다.
실링부(112)는 약접착부(111)의 외측 테두리에서 폴딩 및 벤딩이 필요없는 부분에 형성되어 접착구역(110) 내부로 수분 등이 침투하지 못하도록 실링할 수 있다.
따라서 실링부(112)는 약접착부(111)에 비해 강한 접착력을 갖도록 약접착부(111)에 비해 높은 온도와 강한 압력으로 가열 압착할 수 있다.
또한, 실링부(112)는 약접착부(111)에 비해 높은 온도와 강한 압력으로 가열 압착되어 약접착부(111)에 비해 두께가 얇게 형성될 수 있다.
이러한 이유로 접착구역(110)은 외측 테두리에 형성된 실링부(112)로부터 내측에 형성된 약접착부(111)로 두께가 두꺼워지게 단층이 형성될 수 있다. 또, 접착구역(110)으로부터 파우치(100) 내측 몸체부로 다시 두께가 두꺼워지게 단층이 형성될 수 있다.
이와 같이 파우치(100)의 최외측 테두리로부터 파우치(100)의 내부측으로 가면서 두께가 차례로 증가하도록 단층을 형성함에 따라 실링부(112)는 실링의 기능을 유지하고 약접착부(111)는 접착력과 폴딩 및 벤딩 등의 변형이 가능한 기능을 유지하고 파우치(100) 몸체부는 전극조립체와 전해액을 수용할 수 있는 기능을 모두 유지할 수 있게 하는 효과가 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 파우치 둘레의 접착구역을 실링부와 약접착부로 구분하여 접착구역의 외력에 의한 벤딩 및 폴딩 등과 같은 변형에도 폴리프로필렌층의 크랙을 방지하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 접착구역의 폴리프로필렌층의 크랙을 방지하여 절연 불량 및 파우치 부식등의 발생 요인을 제거하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 접착구역을 약한 압력과 낮은 온도로 먼저 가열 압착하여 폴리프로필렌 층의 두께 변화를 극소화하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 접착구역을 일정한 두께로 유지되도록 약접착하여 안정적인 내구성을 갖게 하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 접착구역에서 외측 테두리를 접착구역의 다른 부위보다 강한 압력과 높은 열로 가열 압착하여 실링함에 따라 수분침투 등을 방지하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 접착구역에서 폴딩 및 벤딩이 필요없는 부분을 실링하여 크랙 발생 요인을 차단하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 실링부에 비해 약접착부의 두께가 두껍고 약접착부에 비해 파우치 몸체부의 두께가 두껍도록 차례로 단층을 형성하여 실링부와 약접착부와 몸체부 각각의 기능을 유지하는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 이차전지 및 그 이차전지의 제조 방법을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 실시가 가능하다.
100: 파우치
110: 접착구역
100a: 상부 파우치
100b: 하부 파우치
111: 약접착부
112: 실링부
X: 나일론층
Y: 알루미늄층
Z: 폴리프로필렌층

Claims (16)

  1. 전극조립체와 전해액이 수용된 파우치(100)를 준비하는 준비단계(S1);
    상기 파우치(100)의 둘레부에 위치되는 접착구역(110)을 접착장치로 접착하는 접착단계(S2); 및
    상기 접착단계(S2)에서 접착된 상기 파우치(100)의 접착구역(110) 중 바깥 쪽 일부를 실링장치로 실링하는 실링단계(S3); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 접착단계(S2)는 상기 접착구역(110)를 0.1kgf/15mm ~ 2.0kgf/15mm의 접착력으로 접착하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 접착단계(S2)는 상기 접착구역(110)의 내부 폴리프로필렌(PP)층(Z)을 가열 압착하여 접착하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 접착단계(S2)는 상기 폴리프로필렌층(Z)의 두께를 일정하게 유지한 상태로 접착하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 실링단계(S3)는 상기 접착구역(110)의 일부를 상기 접착구역(110)의 다른 부위에 비해 높은 압력으로 가열 압착하여 실링하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 실링단계(S3)는 상기 접착구역(110)의 일부를 상기 접착구역(110)의 다른 부위에 비해 높은 온도로 가열 압착하여 실링하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 실링단계(S3)는 상기 접착구역(110)의 일부를 상기 접착구역(110)의 다른 부위에 비해 강한 접착력으로 접착하여 실링하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 실링단계(S3)는 상기 접착구역(110)의 일부에서 내부 폴리프로필렌층(Z')을 상기 접착구역(110)의 다른 부위에 비해 높은 온도와 압력으로 가열 압착하여 실링하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 실링단계(S3)는 상기 접착구역(110)의 일부에서 상기 내부 폴리프로필렌층(Z')의 두께를 상기 접착구역(110)의 다른 부위의 폴리프로필렌층(Z")의 두께에 비해 얇게 형성하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 실링단계(S3)는 상기 접착구역(110)에서 폴딩(folding) 및 벤딩(bending)이 필요없는 부분을 실링하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조 방법.
  11. 내부에 전극조립체와 전해액을 수용하는 파우치(100); 및
    상기 파우치(100)의 둘레부에 형성되는 접착구역(110); 을 포함하고,
    상기 접착구역(110)은,
    폴딩 및 벤딩이 가능한 약접착부(111); 및
    상기 약접착부(111)의 외측 테두리에 형성되고, 실링되는 실링부(112); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 파우치(100)는 상부 파우치(100a)와 하부 파우치(100b)를 포함하고,
    상기 접착구역(110)은 상기 상부 파우치(100a)와 상기 하부 파우치(100b)를 상호 접착한 부분인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 약접착부(111)는 상기 상부 파우치(100a)와 상기 하부 파우치(100b)의 원형을 유지한 상태로 접착된 것을 특징으로 하는 이차전지.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 상부 파우치(100a) 내부의 폴리프로플렌층(Z)과 상기 하부 파우치(100b) 내부의 폴리프로필렌층(Z)의 두께를 각각 "c"라고 하고, 상기 약접착부(111) 내부의 폴리프로필렌층(Z") 두께를 "t"라고 하면, 2c*0.60≤t＜2c의 공식이 성립하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 실링부(112)는 상기 약접착부(111)에 비해 두께가 얇은 것을 특징으로 하는 이차전지.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 약접착부(111)는 상기 실링부(112)로부터 단층을 형성하는 것을 특징으로 하는 이차전지.
KR1020170064314A 2017-05-24 2017-05-24 이차전지 및 그 이차전지의 제조 방법 KR102103899B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170064314A KR102103899B1 (ko) 2017-05-24 2017-05-24 이차전지 및 그 이차전지의 제조 방법
US15/969,092 US10818892B2 (en) 2017-05-24 2018-05-02 Secondary battery and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170064314A KR102103899B1 (ko) 2017-05-24 2017-05-24 이차전지 및 그 이차전지의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180128777A true KR20180128777A (ko) 2018-12-04
KR102103899B1 KR102103899B1 (ko) 2020-04-24

Family

ID=64400886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170064314A KR102103899B1 (ko) 2017-05-24 2017-05-24 이차전지 및 그 이차전지의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10818892B2 (ko)
KR (1) KR102103899B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210131819A (ko) * 2020-04-25 2021-11-03 주식회사 클레버 전지셀의 사이드 테이핑용 접착 테이프 및 이를 이용한 테이핑 방법
WO2023153688A1 (ko) * 2022-02-08 2023-08-17 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 케이스, 전지 케이스 성형장치 및 이차전지 제조방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102527981B1 (ko) * 2018-08-31 2023-05-03 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치, 그를 포함하는 이차전지 및 이차전지 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100126226A (ko) * 2009-05-21 2010-12-01 주식회사 엘지화학 내수성 파우치형 이차전지
KR20110041071A (ko) * 2009-10-15 2011-04-21 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 및 그 제조방법
KR20140086907A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 주식회사 엘지화학 이차 전지의 파우치 케이스 실링 장치 및 실링 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100126226A (ko) * 2009-05-21 2010-12-01 주식회사 엘지화학 내수성 파우치형 이차전지
KR20110041071A (ko) * 2009-10-15 2011-04-21 삼성에스디아이 주식회사 이차전지 및 그 제조방법
KR20140086907A (ko) * 2012-12-28 2014-07-08 주식회사 엘지화학 이차 전지의 파우치 케이스 실링 장치 및 실링 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210131819A (ko) * 2020-04-25 2021-11-03 주식회사 클레버 전지셀의 사이드 테이핑용 접착 테이프 및 이를 이용한 테이핑 방법
WO2023153688A1 (ko) * 2022-02-08 2023-08-17 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 케이스, 전지 케이스 성형장치 및 이차전지 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102103899B1 (ko) 2020-04-24
US20180342715A1 (en) 2018-11-29
US10818892B2 (en) 2020-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102426165B1 (ko) 축전 디바이스 및 그 제조 방법
EP3331083B1 (en) Method for manufacturing secondary battery and method for manufacturing electrode assembly
TWI399878B (zh) Sheet type battery and manufacturing method thereof
KR100985365B1 (ko) 전기화학적 전지
TWI657256B (zh) 電化學裝置及其製造方法
EP2892101A1 (en) Method for manufacturing electrode assembly
KR20010015414A (ko) 외장막 전지를 제조하는 방법
CN100353592C (zh) 层叠电池
US20110217591A1 (en) Electrode assembly and secondary battery using the same
EP2728645A1 (en) Separator having heat-resistant insulating layer
US20200028200A1 (en) Method for producing an electrode unit for a battery cell and electrode unit
TW201703310A (zh) 蓄電裝置用外裝體及蓄電裝置
US20220093998A1 (en) Secondary Battery and Method for Manufacturing the Same
KR20180128777A (ko) 이차전지 및 그 이차전지의 제조 방법
KR101735512B1 (ko) 개선된 전극 리드 구조를 갖는 이차전지 및 그 제조방법
KR100291918B1 (ko) 플라스틱리튬이온전지의외장재
WO2020062295A1 (zh) 锂电芯、智能电池及锂电芯的制造方法
KR102268400B1 (ko) 이차전지와 그 이차전지의 실링 장치와 그 이차전지의 실링 방법
JP2005071658A (ja) 平板型電気化学セル及びその製造法
JP2002175832A (ja) 巻回型電極電池およびその製造方法
KR101650860B1 (ko) 분리막의 열 수축성이 억제된 전지셀
CN110419133B (zh) 电极组件及其制造方法
KR20170057754A (ko) 파우치형 이차전지를 위한 실링장치 및 파우치형 이차전지의 제작방법
KR20180128778A (ko) 이차전지 및 그 이차전지의 절연부재 제조 방법
JP2017045710A (ja) 扁平型電池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)