KR20190007988A - 이차전지 및 이차전지용 클림핑장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 원통형 캔과 캡 조립체를 결합하는 이차전지용 클림핑장치로서, 상기 캡 조립체의 최외각에 구비된 가스켓을 감싸도록 상기 원통형 캔의 개방 상단부를 클림핑하는 클림핑지그; 및 상기 클림핑지그를 가열하고, 가열된 상기 클림핑지그를 통해 상기 원통형 캔을 향하는 상기 가스켓의 외측표면을 용융시켜서 상호 대응하는 상기 원통형 캔과 상기 가스켓을 열융착하는 가열부재를 포함한다.

Description

이차전지 및 이차전지용 클림핑장치{SECONDARY BATTERY AND CRIMPING DEVICE OF THE SAME}
본 발명은 이차전지 및 이차전지용 클림핑장치에 관한 것으로서, 특히 캔과 가스켓 사이, 탑캡과 가스켓 사이의 결합력과 밀봉력을 높인 이차전지 및 이차전지용 클림핑장치에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 휴대폰, PDA, 노트북 컴퓨터 등의 소형 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
상기한 이차전지는 전극조립체가 금속 캔에 내장되는 캔형 이차전지와, 전극조립체가 파우치에 내장되는 파우치형 이차전지로 분류되며, 상기 캔형 이차전지는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 캔, 및 상기 캔의 개구부에 실장되는 캡 조립체를 포함하고, 상기 캡 조립체는, 탑캡, 안전벤트, 안전소자 및 상기 탑캡, 안전벤트 및 안전소자를 감싸는 가스켓을 포함한다.
한편, 상기 캔형 이차전지는 클림핑 공정을 통해 상기 캔의 개구부에 상기 캡 조립체를 실장한다. 즉, 상기 캔의 개구부에 상기 캡 조립체를 삽입한 다음, 상기 캔의 개구 상단부를 클림핑하여 상기 캡 조립체를 실장한다.
그러나 상기한 캔형 이차전지는 클림핑 공정시 상기 캔과 상기 캡 조립체 사이 또는 상기 탑캡과 상기 가스켓 사이에 들뜸 현상이 발생하는 문제점이 있었으며, 이에 따라 상기 캔과 상기 캡 조립체 사이, 상기 탑캡과 상기 가스켓 사이의 결합력과 밀봉력이 크게 떨어지고, 그 결과 제품불량이 발생하는 문제점이 있었다.
특허공개번호 제10-2000-0020535
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 클림핑 공정시 상호 대응하는 캔과 캡 조립체 사이, 상기 탑캡과 상기 가스켓 사이를 열융착하며, 이에 따라 상기 캔과 상기 캡 조립체의 결합력과 밀봉력을 크게 높일 수 있고, 그 결과 불량 발생을 방지할 수 있는 이차전지 및 이차전지용 클림핑장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지는 원통형 캔; 및 상기 원통형 캔의 개방 상단부에 실장되는 캡 조립체를 포함하며, 상기 캡 조립체는 탑캡, 안전소자, 안전벤트 및 상기 탑캡, 상기 안전소자, 상기 안전벤트를 감싸는 가스켓을 포함하고, 상기 가스켓은 산 변성수지(Acid modified Resin) 소재로 형성할 수 있다.
상기 산 변성수지는 변성 폴리올레핀 수지일 수 있다.
상호 대응하는 상기 원통형 캔과 상기 가스켓 사이에는 상호 대응하는 상기 원통형 캔과 상기 가스켓을 열융착하는 제1 열융착부가 형성되고, 상호 대응하는 상기 탑캡과 상기 가스켓 사이에는 상호 대응하는 상기 탑캡과 상기 가스켓을 열융착하는 제2 열융착부가 형성될 수 있다.
상기 가스켓을 용융시켜서 상호 대응하는 상기 원통형 캔과 상기 가스켓을 열융착하는 제1 열융착부와, 상호 대응하는 상기 탑캡과 상기 가스켓을 열융착하여 제2 열융착부를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 클림핑장치는 상기 캡 조립체의 최외각에 구비된 가스켓을 감싸도록 상기 원통형 캔의 개방 상단부를 클림핑하는 클림핑지그; 및 상기 클림핑지그를 가열하고, 가열된 상기 클림핑지그를 통해 상기 원통형 캔을 향하는 상기 가스켓의 외측표면을 용융시켜서 상호 대응하는 상기 원통형 캔과 상기 가스켓을 열융착하는 가열부재를 포함할 수 있다.
상기 클림핑지그는, 상기 원통형 캔의 개방 상단부를 클림핑하는 클림핑부가 형성되고, 상기 클림핑부는 상기 원통형 캔의 개방 상단부가 삽입되는 삽입홈과, 상기 삽입홈의 내주면을 따라 형성되고 상기 원통형 캔의 개방 상단부를 절곡시켜서 상기 가스켓을 감싸도록 클림핑하는 클림핑홈을 포함할 수 있다.
상기 클림핑부는 상기 삽입홈의 중앙에 구비되고 상기 캡 조립체의 탑캡에 지지되는 지지면과, 상기 지지면과 상기 클림핑홈 사이에 형성되고 상기 클림핑된 상기 원통형 캔의 개방 끝단부가 상기 가스켓을 향하게 가압하는 가압면을 더 포함할 수 있다.
상기 가열부재는 상기 클림핑홈에 내장되면서 상기 클림핑홈과 대응하는 가스켓의 외측표면을 용융할 수 있다.
상기 가열부재는 열선으로 형성될 수 있다.
상기 가열부재는 가열된 상기 클림핑지그를 통해 상기 가스켓의 내측표면을 더 용융시켜서 상호 대응하는 상기 탑캡과 상기 가스켓을 열융착할 수 있다.
상기 가열부재는 상기 클림핑지그를 100℃~220℃로 가열하며, 특히 상기 가열부재는 상기 클림핑지그를 170℃~200℃로 가열할 수 있다.
상기 가스켓은 산 변성수지(Acid modified Resin) 소재로 형성할 수 있다.
상기 산 변성수지는 변성 폴리올레핀 수지일 수 있다.
상기 클림핑지그를 상기 원통형 캔의 개방 상단부를 향해 하강시키거나 또는 반대로 상승시키는 승강부재를 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 실시예를 통해 본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.
첫째: 본 발명에 따른 이차전지용 클림핑장치는 클림핑지그와 가열부재를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 캡 조립체가 삽입된 캔의 개구 상단부를 클림핑하여 결합시킬 수 있고, 이와 동시에 캡 조립체의 가스켓을 용융시켜서 상호 대응하는 캔과 가스켓 사이, 가스켓과 탑캡 사이를 열융착시킬 수 있으며, 이에 따라 캔과 캡 조립체의 결합력과 밀봉력을 크게 높일 수 있고, 그 결과 불량 발생을 방지할 수 있다.
둘째: 본 발명에 따른 이차전지용 클림핑장치에서 클림핑지그는 원통형 캔의 개방 상단부를 클림핑하는 클림핑부를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 캡 조립체의 상면에 밀착되도록 원통형 캔의 개방 상단부를 클림핑할 수 있고, 그 결과 캔과 캡 조립체의 결합력과 밀봉력을 크게 높일 수 있다.
셋째: 본 발명에 따른 클림핑지그의 클림핑부는 삽입홈과 클림핑홈을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 원통형 캔의 개방 상단부를 보다 안정적으로 절곡시켜서 상기 가스켓을 감싸도록 클림핑할 수 있다.
넷째: 본 발명에 따른 클림핑지그의 클림핑부는 지지면과 가압면을 더 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 원통형 캔의 개방 상단부가 과도하게 가압되는 것을 방지하는 한편, 절곡된 원통형 캔의 개방 상단부를 하부를 향하게 가압할 수 있고, 그 결과 절곡된 원통형 캔의 개방 상단부와 캡 조립체 사이의 결합력과 밀봉력을 더욱 높일 수 있다.
다섯째: 본 발명에 따른 이차전지용 클림핑장치에서 가열부재는 클림핑지그의 클림핑부에 형성된 클림핑홈에 내장되는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 상기 클림핑홈과 대응하는 가스켓의 표면을 안정적으로 용융시킬 수 있고, 그 결과 가스켓과 캔 사이, 가스켓과 탑캡 사이를 안정적으로 열융착시킬 수 있다.
여섯째: 본 발명에 따른 가열부재는 열선으로 형성되는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 보다 빠른 시간에 고열을 발생시켜서 상기 가스켓의 표면을 용융시킬 수 있고, 그 결과 작업시간을 크게 단축할 수 있다.
일곱째: 본 발명에 따른 가열부재는 클림핑지그를 100~220℃, 바람직하게는 170~200℃로 가열시키는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 온도로 가열된 클림핑지그는 가스켓의 표면을 원활하게 용융시킬 수 있고, 그 결과 가스켓과 캔을 열융착시킬 수 있다.
여덟째: 본 발명에 따른 캡 조립체에 포함된 가스켓은 산 변성수지의 소재로 형성되는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 가스켓의 표면을 보다 신속하게 용융시킬 수 있고, 그 결과 가스켓과 캔 사이, 가스켓과 탑캡 사이를 안정적으로 열융착시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 클림핑장치를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 클림핑지그와 가열부재를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 클림핑장치의 클림핑 전 상태를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 클림핑장치의 클림핑 후 상태를 도시한 부분 확대도.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 클림핑장치를 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지]
본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(110), 상기 전극조립체(110)를 수용하는 원통형 캔(120), 상기 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)에 실장되는 캡 조립체(130)를 포함한다.
상기 전극조립체(110)는 분리막을 개재한 상태로 제1 전극과 제2 전극이 교대로 적층되는 복수개의 기본단위체를 포함한다.
상기 원통형 캔(120)은 상부가 개방된 구조를 가지는 것으로, 상기 전극조립체(110)를 수용하는 수용부(121)와, 상기 수용부(121)의 상부에 구비되는 비딩부(122)와, 상기 비딩부(122)의 상부에 구비되고 캡 조립체(130)를 실장하는 개방 상단부(123)를 포함한다.
상기 캡 조립체(130)는 최상단에 구비되는 탑캡(131), 상기 탑캡(131)의 하부에 구비되는 안전소자(132), 상기 안전소자(132)의 하부에 구비되는 안전벤트(133), 및 상기 탑캡(131), 상기 안전소자(132) 및 상기 안전벤트(133)의 외주면을 감싸고 상기 캡조립체(130)와 상기 원통형 캔(120) 사이를 밀봉하는 가스켓(134)을 포함한다.
여기서 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 상기 원통형 캔(120)과 상기 캡 조립체(130) 사이의 결합력과 밀봉력을 높이는 구조를 가진다. 예를 들면, 상호 대응하는 상기 원통형 캔(120)과 상기 가스켓(134) 사이에는 상호 대응하는 상기 원통형 캔(120)과 상기 가스켓(134)을 열융착하는 제1 열융착부(A)가 형성된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 캡 조립체(130)의 가스켓(134)과 대응하는 원통형 캔(120)의 외주면을 가열하고, 가열된 상기 원통형 캔(120)을 통해 상기 가스켓(134)의 외측 표면을 용융시키며, 용융된 가스켓(134)의 외측 표면이 대응하는 원통형 캔(120)의 내면(도 1에서 보았을 때 원통형 캔의 개방 상단부)에 열융착되면서 제1 열융착부(A)를 형성한다.
한편, 상기 제1 열융착부(A)는 상호 대응하는 상기 캔(120)과 상기 가스켓(134) 표면 전체에 형성될 수도 있고, 일부에만 형성될 수도 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 제1 열융착부(A)에 의해 상기 원통형 캔(120)과 상기 캡 조립체(130) 사이의 결합력과 밀봉력을 크게 높일 수 있다.
한편, 상기 제1 열융착부(A)는 상호 대응하는 상기 캔(120)과 상기 가스켓(134) 사이에 삽입되고 용융되면서 상기 캔(120)과 상기 가스켓(134)를 열융착하는 수지필름일 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 상기 캡 조립체(130)의 가스켓(134)과 상기 탑캡(131) 사이의 결합력과 밀봉력도 함께 높일 수 있다. 예를 들면, 상호 대응하는 상기 캡 조립체(130)의 가스켓(134)과 탑캡(131) 사이에는 상호 대응하는 상기 가스켓(134)과 상기 탑캡(131)을 열융착하는 제2 열융착부(B)가 형성된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 캡 조립체(130)의 가스켓(134)과 대응하는 원통형 캔(120)의 외주면을 가열하고, 가열된 상기 원통형 캔(120)을 통해 상기 가스켓(134)의 외측 표면이 용융됨과 동시에 내측 표면도 함께 용융되며, 용융된 가스켓(134)의 내측 표면이 탑캡(131)의 표면에 열융착되면서 제2 열융착부(B)를 형성한다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 제2 열융착부(B)에 의해 상기 가스켓(134)과 상기 탑캡(131) 사이의 결합력과 밀봉력을 크게 높일 수 있다.
이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 제1 및 제2 열융착부(A)(B)를 포함함으로써 상기 원통형 캔(120)과 상기 캡 조립체(130) 사이와 상기 가스켓(134)과 상기 탑캡(131)의 사이의 결합력과 밀봉력을 높일 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)에서 상기 가스켓(134)은 용융성을 높이는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 가스켓(134)은 산 변성수지(Acid modified Resin) 소재로 형성할 수 있으며, 상기 산 변성수지는 접착제, 코팅제로 널리 사용되고 있다.
특히 상기 가스켓(134)인 상기 산 변성수지는 변성 폴리올레핀 수지일 수 있으며, 상기 변성 폴리올레핀 수지는 접착력 및 이종 수지간의 상용화제로 널리 사용되고 있다.
즉, 상기 변성 폴리올레핀 수지인 가스켓(134)은 100~150에서 용융되기 때문에 100 이상 200 이하로 상기 가스켓(134)을 가열하는 것만으로도 상기 가스켓(134)을 용이하게 용융시킬 수 있으며, 이에 따라 가스켓(134)과 원통형 캔(120), 가스켓(134)과 탑캡(131)을 용이하게 열융착할 수 있다.
따라서 상기 가스켓(134)은 산 변성수지 소재를 사용함으로써 상기 원통형 캔(120)과 상기 캡 조립체(130) 사이와 상기 가스켓(134)과 상기 탑캡(131)의 사이의 결합력과 밀봉력을 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성과 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 클림핑장치(200)를 통해 상기 원통형 캔(120)과 상기 캡 조립체(130) 사이와 상기 가스켓(134)과 상기 탑캡(131)의 사이의 밀봉력을 높일 수 있다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 클림핑장치]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 클림핑장치(200)는 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 원통형 캔과 캡 조립체의 결합성과 밀봉성을 높이기 위한 것으로, 상기 캡 조립체(130)의 최외각에 구비된 가스켓(134)을 감싸도록 상기 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)를 클림핑하는 클림핑지그(210), 및 상기 클림핑지그(210)를 가열하고, 가열된 상기 클림핑지그(210)를 통해 상기 원통형 캔(120)을 향하는 상기 가스켓(134)의 외측표면을 용융시켜서 상호 대응하는 상기 원통형 캔(120)과 상기 가스켓(134)을 열융착하는 가열부재(220)를 포함한다.
상기 클림핑지그(210)는 도 3을 참조하면, 저면에 상기 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)를 가압하여 캡 조립체(130)의 상면에 결합되도록 클림핑하는 클림핑부(211)가 형성되며, 상기 클림핑부(211)는 상기 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)가 삽입되는 삽입홈(211a)과, 상기 삽입홈(211a)의 내주면을 따라 형성되고 상기 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)를 절곡시켜서 상기 가스켓(134)을 감싸도록 클림핑하는 클림핑홈(211b)을 포함한다. 즉, 상기 클림핑지그(210)는 상기 캡 조립체(130)가 삽입된 상기 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)를 가압하면, 상기 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)가 상기 클림핑부(211)의 삽입홈(211a)과 클림핑홈(211b)에 삽입되고, 점차 원통형 캔(120)의 안쪽 방향으로 절곡되면서 상기 가스켓(134)을 감싸도록 클림핑된다.
여기서 상기 클림핑부(211)는 클림핑부(211)가 상기 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)를 과도하게 클림핑하지 않도록 하는 지지면(211c)을 포함하며, 상기 지지면(211c)은 상기 삽입홈의 중앙에 구비되고 상기 캡 조립체의 탑캡에 지지되면서 클림핑부(211)가 과도하게 하강하는 것을 방지한다.
또한, 상기 클림핑부(211)는 클림핑된 상기 원통형 캔의 개방 끝단부(124)와 캡 조립체(130)의 가스켓(134) 사이를 밀봉하기 위해 상기 원통형 캔의 개방 끝단부(124)를 가압하는 가압면(211d)을 더 포함하며, 상기 가압면(211d)은 지지면(211c)과 상기 클림핑홈(211b) 사이에 형성되고 상기 클림핑된 상기 원통형 캔의 개방 끝단부(124)가 상기 가스켓(134)을 향하도록 가압한다.
이와 같은 구성을 가진 상기 클림핑지그(210)는 상기 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)를 클림핑함으로써 원통형 캔(120)과 캡 조립체(130)의 결합성을 크게 높일 수 있다.
상기 가열부재(220)는 상기 클림핑홈(211b)이 위치한 상기 클림핑부(211)에 내장되면서 상기 클림핑홈(211b)과 대응하는 상기 가스켓(134)의 외측표면을 용융하며, 용융된 상기 가스켓(134)의 외측표면이 상기 원통형 캔(120)의 내면에 열융착되면서 제1 열융착부(A)를 형성하고, 상기 제1 열융착부(A)에 의해 원통형 캔(120)과 캡 조립체(130) 사이의 결합력과 밀봉력을 높일 수 있다.
특히 가열부재(220)는 상기 클림핑홈(211b)에 내장되면서 보다 안정적으로 가스켓(134)을 용융시킬 수 있고, 구조를 크게 단순화시킬 수 있으며, 그 결과 사용의 용이성을 높일 수 있다.
한편, 가열부재(220)는 열선으로 형성될 수 있으며, 이에 따라 크기가 작은 클림핑지그(210)에도 안정적으로 내장시킬 수 있고, 전원인가시 최단시간에 고온의 열을 발생시킬 수 있어 작업시간을 크게 줄일 수 있다.
한편, 상기 가열부재(220)는 가열된 상기 클림핑지그(210)를 통해 상기 가스켓(134)의 내측표면을 더 용융시켜서 상호 대응하는 상기 탑캡(131)과 상기 가스켓(134)을 열융착하여 제2 열융착부(B)를 형성하며, 상기 제2 열융착부(B)에 의해 상기 탑캡(131)과 상기 가스켓(134) 사이의 결합력과 밀봉력을 높일 수 있다.
한편, 상기 가열부재(220)는 상기 클림핑지그(210)를 100℃~220℃로 가열할 수 있다. 즉, 상기 가열부재(220)는 상기 클림핑지그(210)를 100℃ 이하로 가열하더라도 가스켓(134)을 용융시킬 수 있지만, 가스켓(134) 전체를 균일하게 용융시키는데 한계가 있다. 그리고 상기 클림핑지그(210)를 220℃ 이상으로 가열할 경우 가스켓(134)이 과도한 용융되면서 형태 변형이 발생할 수 있다. 이에 따라 상기 가열부재(220)는 상기 클림핑지그(210)를 100℃~220℃로 가열하며, 이에 따라 가스켓(134)을 형태 변형 없이 전체를 균일하게 용융시킬 수 있다.
특히 상기 가열부재(220)는 상기 클림핑지그(210)를 170℃~200℃로 가열하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 가열부재(220)는 가열된 상기 클림핑지그(210)가 원통형 캔(120)을 가열함에 따라 가스켓(134)을 용융시키는 것으로, 즉 간접가열하기 때문에 열전도성이 감소하게 되며, 이에 따라 상기 클림핑지그(210)를 100℃로 가열하여 상기 가스켓(134)에 전달되는 열원은 100℃ 이하가 되기 때문에 상기 가스켓(134)이 안정적으로 용융되지 못할 수도 있다. 이를 미연에 방지하기 위해 상기 클림핑지그(210)를 최소 170℃로 가열할 경우 가스켓(134)에 전달되는 열원은 최소 100℃ 이상이 되면서 가스켓(134)의 표면을 안정적으로 용융시킬 수 있다. 또한 상기 클림핑지그(210)를 200℃ 이하로 가열하여 가스켓(134)에 전달되는 열원이 최소 200℃ 이하가 되도록 하며, 이에 따라 가스켓(134)의 형태 변형을 현저히 방지할 수 있다.
한편, 상기 가스켓(134)은 산 변성수지로 형성되며, 특히 변성 폴리올레핀 수지로 형성될 수 있다. 여기서 상기 산 변성수지인 변성 폴리올레핀 수지는 100~150에서 용융되는 성질을 가진다.
따라서 상기 가열부재(220)를 통해 상기 클림핑지그(210)를 100℃~220℃, 특히 170℃~200℃로 가열하는 것만으로도 상기 클림핑지그(21)와 대응하는 상기 변성 폴리올레핀 수지인 가스켓(134)을 용이하게 용융시켜서 열융착시킬 수 있으며, 그 결과 가스켓(134)과 원통형 캔(120), 가스켓(134)과 탑캡(131)의 결합성과 밀봉성을 높일 수 있다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 클림핑장치(200)는 원통형 캔(120)과 캡 조립체(130)를 결합함과 동시에, 캡 조립체(130)에 포함된 가스켓(134)을 용융시켜서 상기 캡조립체(130)와 원통형 캔(120) 사이, 캡 조립체(130)의 가스켓(134)과 탑캡(131) 사이의 결합력과 밀봉력을 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 클림핑장치를 이용하여 이차전지를 제조하는 방법을 설명한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지의 제조방법]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지의 제조방법은 전극조립체(110)가 수용된 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)에 캡 조립체(130)를 삽입하는 준비단계; 상기 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)를 클림핑하여 원통형 캔(120)과 캡 조립체(130)를 결합하는 결합단계; 캡 조립체(130)의 가스켓(134)을 용융시켜서 원통형 캔(120)과 캡 조립체(130)를 열융착하는 열융착단계를 포함한다.
상기 준비단계는 원통형 캔(120)의 수용부(121)에 전극조립체(110)를 수용하고, 다음으로 상기 캔(120)의 개방 상단부(123)에 상기 캡 조립체(130)를 삽입한다. 이때 상기 캡 조립체(130)는 개방 상담부(123)와 수용부(121) 사이에 구비된 비딩부(122)에 안착된다.
상기 결합단계는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 이차전지의 클림핑장치(200)를 통해 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)를 클림핑하여 원통형 캔(120)과 캡 조립체(130)를 결합한다.
즉, 결합단계는 상기 이차전지용 클림핑장치(200)를 하강시키면, 클림핑지그(210)의 클림핑부(211)가 캡 조립체(130)가 삽입된 상기 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)를 가압하는데, 이때 상기 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)가 상기 클림핑부(211)의 삽입홈(211a)과 클림핑홈(211b)에 삽입되면서 원통형 캔(120)의 안쪽 방향으로 절곡되고, 이에 따라 상기 가스켓(134)을 감싸도록 클림핑된다.
그리고 클림핑부(211)는 지지면(211c)이 상기 캡 조립체(130)의 탑캡(131)에 지지되면서 클림핑부(211)가 과도하게 하강하는 것을 방지한다. 또한, 상기 클림핑부(211)의 가압면(211d)은 상기 원통형 캔의 개방 끝단부(124)을 가압하면서 상기 클림핑된 상기 원통형 캔(120)의 개방 끝단부(124)를 상기 가스켓(134)의 표면에 밀착시킨다.
상기 열융착단계는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 캡 조립체(130)에 구비된 가스켓(134)을 통해 원통형 캔(120)과 캡 조립체(130)의 밀봉성을 높일 수 있는 것으로, 이차전지용 클림핑장치(200)의 가열부재(220)를 통해 수행된다.
즉, 가열부재(220)는 상기 클림핑홈(211b)에 내장되면서 상기 클림핑홈(211b)과 대응하는 가스켓(134)의 외측표면을 용융하며, 용융된 가스켓(134)의 외측표면이 대응하는 원통형 캔(120)의 내면에 열융착되면서 제1 열융착부(A)를 형성하고, 상기 제1 열융착부(A)에 의해 원통형 캔(120)과 캡 조립체(130) 사이의 밀봉성을 높일 수 있다.
또한, 가열부재(220)는 가열된 상기 클림핑지그(210)를 통해 상기 가스켓(134)의 내측표면을 더 용융시켜서 캡 조립체(130)에 포함된 탑캡(131)과 가스켓(134)을 열융착하여 제2 열융착부(B)를 형성하며, 상기 제2 열융착부(B)에 의해 탑캡(131)과 가스켓(134) 사이의 밀봉력을 높일 수 있다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지의 제조방법은 원통형 캔(120)과 캡 조립체(130)의 결합력과 밀봉력을 동시에 높일 수 있다.
[본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 클림핑장치]
본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 클림핑장치(200)는 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 클림핑지그(210)를 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)를 향해 하강시키거나 또는 반대로 상승시키는 승강부재(230)를 더 포함하며, 상기 승강부재(230)는 유압 또는 공압실린더로 마련된다.
즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 클림핑장치(200)는 승압부재(230)를 포함함으로써 클림핑지그(210)를 원통형 캔(120)의 개방 상단부(123)를 향해 수직으로 하강시킬 수 있으며, 이에 따라 균일하게 이차전지를 클림핑할 수 있고, 그 결과 균일한 품질의 이차전지를 얻을 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.
100: 이차전지
110: 전극조립체
120: 원통형 캔
130: 캡 조립체
200: 이차전지용 클림핑장치
210: 클림핑지그
220: 가열부재
230: 승강부재

Claims (15)

  1. 원통형 캔과 캡 조립체를 결합하는 이차전지용 클림핑장치로서,
    상기 캡 조립체의 최외각에 구비된 가스켓을 감싸도록 상기 원통형 캔의 개방 상단부를 클림핑하는 클림핑지그; 및
    상기 클림핑지그를 가열하고, 가열된 상기 클림핑지그를 통해 상기 원통형 캔을 향하는 상기 가스켓의 외측표면을 용융시켜서 상호 대응하는 상기 원통형 캔과 상기 가스켓을 열융착하는 가열부재를 포함하는 이차전지용 클림핑장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 클림핑지그는, 상기 원통형 캔의 개방 상단부를 클림핑하는 클림핑부가 형성되고,
    상기 클림핑부는 상기 원통형 캔의 개방 상단부가 삽입되는 삽입홈과, 상기 삽입홈의 내주면을 따라 형성되고 상기 원통형 캔의 개방 상단부를 절곡시켜서 상기 가스켓을 감싸도록 클림핑하는 클림핑홈을 포함하는 이차전지용 클림핑장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 클림핑부는 상기 삽입홈의 중앙에 구비되고 상기 캡 조립체의 탑캡에 지지되는 지지면과, 상기 지지면과 상기 클림핑홈 사이에 형성되고 상기 클림핑된 상기 원통형 캔의 개방 끝단부가 상기 가스켓을 향하게 가압하는 가압면을 더 포함하는 이차전지용 클림핑장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 가열부재는 상기 클림핑홈에 내장되면서 상기 클림핑홈과 대응하는 가스켓의 외측표면을 용융하는 이차전지용 클림핑장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 가열부재는 열선으로 형성되는 이차전지용 클림핑장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 가열부재는 가열된 상기 클림핑지그를 통해 상기 가스켓의 내측표면을 더 용융시켜서 상호 대응하는 상기 탑캡과 상기 가스켓을 열융착하는 이차전지용 클림핑장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열부재는 상기 클림핑지그를 100℃~220℃로 가열하는 이차전지용 클림핑장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열부재는 상기 클림핑지그를 170℃~200℃로 가열하는 이차전지용 클림핑장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스켓은 산 변성수지(Acid modified Resin) 소재로 형성하는 이차전지용 클림핑장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 산 변성수지는 변성 폴리올레핀 수지인 이차전지용 클림핑장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 클림핑지그를 상기 원통형 캔의 개방 상단부를 향해 하강시키거나 또는 반대로 상승시키는 승강부재를 더 포함하는 이차전지용 클림핑장치.
  12. 원통형 캔; 및
    상기 원통형 캔의 개방 상단부에 실장되는 캡 조립체를 포함하며,
    상기 캡 조립체는 탑캡, 안전소자, 안전벤트 및 상기 탑캡, 상기 안전소자, 상기 안전벤트를 감싸는 가스켓을 포함하고,
    상기 가스켓은 산 변성수지(Acid modified Resin) 소재로 형성하는 이차전지.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 산 변성수지는 변성 폴리올레핀 수지인 이차전지.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상호 대응하는 상기 원통형 캔과 상기 가스켓 사이에는 상호 대응하는 상기 원통형 캔과 상기 가스켓을 열융착하는 제1 열융착부(A)가 형성되고,
    상호 대응하는 상기 탑캡과 상기 가스켓 사이에는 상호 대응하는 상기 탑캡과 상기 가스켓을 열융착하는 제2 열융착부(B)가 형성되는 이차전지.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 가스켓을 용융시켜서 상호 대응하는 상기 원통형 캔과 상기 가스켓을 열융착하는 제1 열융착부(A)와, 상호 대응하는 상기 탑캡과 상기 가스켓을 열융착하여 제2 열융착부(B)를 형성하는 이차전지.
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