KR20190024755A - 이차전지 및 그 제조방법과, 이차전지 제조용 가압블록 - Google Patents

이차전지 및 그 제조방법과, 이차전지 제조용 가압블록 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차전지 및 그 제조방법과, 이차전지 제조용 가압블록에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지 제조방법은, 전극 조립체가 수용되는 수용부가 형성되도록 파우치 시트를 포밍하는 포밍단계와, 상기 전극 조립체를 상기 수용부에 수용시키고, 상기 수용부를가 외부와 차단되도록 상기 파우치 시트를 폴딩부를 기준으로 폴딩하여 전지 케이스를 형성시키는 폴딩단계 및 폴딩된 상기 파우치 시트의 외각부에 주름이 생기는 것을 방지하기 위해 상기 외각부에 주름방지용 벤딩부를 형성시키는 주름방지단계를 포함한다.

Description

이차전지 및 그 제조방법과, 이차전지 제조용 가압블록{RECHARGEABLE BATTERY AND THE MANUFACTURING METHOD, AND PRESS BLOCK FOR RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차전지 및 그 제조방법과, 이차전지 제조용 가압블록에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다.
최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 이차전지를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참고하면, 종래의 이차전지(1)의 제조과정 가운데 전지 케이스(10)의 외각부(11) 및 외각부(11)의 인접부위에 주름(12)이 발생되는 문제가 있어왔다.
보다 상세히, 전지 케이스(10)의 내부 가스를 외부로 배출하기 위해 진공을 인가시키는 과정에서 전지 케이스(10) 외각부(11) 및 외각부(11)의 인접부위에서 박쥐귀(Bat-ear) 형태의 주름(12)이 발생되는 문제가 있어왔다.
또한, 이러한 전지 케이스(10)에 주름(12)이 형성되는 것으로 인해 이차전지(1)를 다수로 적층하여 모듈화를 진행할 때, 적층된 이차전지(1) 사이에 간섭이 발생되는 문제가 있어왔다.
한국 공개특허 제10-2014-0015647호
본 발명의 하나의 관점은 이차전지에서 전지 케이스의 외각부에 주름이 발생되는 것을 방지할 수 있는 이차전지 및 그 제조방법과, 이차전지 제조용 가압블록을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 및 그 제조방법은, 전극 조립체가 수용되는 수용부가 형성되도록 파우치 시트를 포밍하는 포밍단계와, 상기 전극 조립체를 상기 수용부에 수용시키고, 상기 수용부를가 외부와 차단되도록 상기 파우치 시트를 폴딩부를 기준으로 폴딩하여 전지 케이스를 형성시키는 폴딩단계; 및 폴딩된 상기 파우치 시트의 외각부에 주름이 생기는 것을 방지하기 위해 상기 외각부에 주름방지용 벤딩부를 형성시키는 주름방지단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 전극 및 분리막이 교대로 결집되어 적층된 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하도록 파우치 시트를 폴딩하여 형성된 전지 케이스를 포함하고, 상기 전지 케이스의 외각부에 주름이 생기는 것을 방지하기 위해 상기 외각부에 주름방지용 벤딩부가 형성될 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조용 가압블록은, 상호 마주보는 방향으로 이동되며 전극 조립체가 수용된 파우치 시트의 외각부를 가압하여 압착하는 복수개의 가압블록 및 상기 복수개의 가압블록으로 상기 파우치 시트의 외각부를 가압시, 상기 외각부에 주름방지용 벤딩부가 형성되도록 상기 복수개의 가압블록의 가압면에 각각 형성된 벤딩 형성부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이차전지에서 전지 케이스의 외각부에 주름방지용 벤딩부를 형성시켜 외각부에 주름이 생기는 것을 방지할 수 있다. 특히, 전지 케이스의 내부 가스를 외부로 배출하기 위해 진공인가 시 전지 케이스의 외각부 및 외각부의 인접부분에서 박쥐귀(Bat-ear) 형태의 주름이 발생되는 문제를 방지할 수 있다. 이때, 주름방지용 벤딩부가 전지 케이스의 외각부에서 내부 가스가 배출되는 가스 포켓부의 반대측에 위치되어, 진공인가 시 주름방지용 벤딩부가 가스 포켓부의 반대측을 지지하며 가스 포켓부의 반대측 및 반대측의 주변 부위에 주름이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 이차전지를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 포밍단계를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3에서 A-A'선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 폴딩단계를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 실링단계 및 주름방지단계를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 주름방지단계를 나타낸 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 밀봉단계를 나타낸 평면도이다.
도 9은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 주름방지단계를 나타낸 측면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 주름방지단계를 나타낸 측면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 주름방지단계를 나타낸 측면도이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압 전 상태를 나타낸 측면도이다.
도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압하는 상태를 나타낸 측면도이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압 후 상태를 나타낸 측면도이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압하는 상태를 나타낸 측면도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압 후 상태를 나타낸 측면도이다.
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압 후 상태를 나타낸 측면도이다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압 후 상태를 나타낸 측면도이다.
도 19는 비교예를 통해 제조된 이차전지를 나타낸 평면 이미지이다.
도 20은 제조예를 통해 제조된 이차전지를 나타낸 평면 이미지이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 나타낸 순서도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 포밍단계를 나타낸 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 파우치 시트(110)를 포밍하는 포밍단계(S10)와, 파우치 시트(110)를 폴딩하는 폴딩단계(S20) 및 파우치 시트(110)의 외각부(114)에 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시키는 주름방지단계(S30)를 포함하여 이차전지(100)를 제조한다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 폴딩단계(S20) 후 파우치 시트(110)의 외각부를 실링하여 밀봉하는 밀봉단계를 더 포함할 수 있다.(도 6 참조)
도 4는 도 3에서 A-A'선을 따라 절개한 단면도이다.
이하에서, 도 2 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예인 이차전지 제조방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 포밍단계(S10)는 전극 조립체(120)가 수용되는 수용부(113)가 형성되도록 파우치 시트(Pouch Sheet)(110)를 포밍(Forming)한다. 여기서, 수용부(113)는 제1 수용부(111) 및 제2 수용부(112)를 포함할 수 있다.
또한, 포밍단계(S10)는 파우치 시트(110)의 폴딩부(116)를 기준으로 양측에 제1 수용부(111) 및 제2 수용부(112)를 상호 대칭되도록 형성시킬 수 있다.
아울러, 포밍단계(S10)는 파우치 시트(110)의 일면을 프레스(Press)하여 상면이 개방된 홈을 형성시키는 것을 통해 수용부(113)를 형성시킬 수 있다.
전극 조립체(120)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(미도시)과 분리막(미도시)이 결집되어 교대로 적층된 구조를 형성한다.
전극은 양극과 음극을 포함할 수 있다. 그리고 분리막은 양극과 음극을 분리하여 전기적으로 절연시킨다.
양극은 양극 집전체(미도시) 및 양극 집전체에 도포된 양극 활물질(미도시)을 포함하고, 음극은 음극 집전체(미도시) 및 음극 집전체에 도포된 음극 활물질(미도시)을 포함할 수 있다.
양극 집전체는 예를 들어 알루미늄(Al) 재질의 포일(foil)로 이루어질 수 있다.
양극 활물질은 예를 들어 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다.
음극 집전체는 예를 들어 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 재질로 이루어진 포일(foil)로 이루어질 수 있다.
음극 활물질은 예를 들어 인조흑연, 리튬금속, 리튬합금, 카본, 석유코크, 활성화 카본, 그래파이트, 실리콘 화합물, 주석 화합물, 티타늄 화합물 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
분리막은 절연 재질로 이루어져 양극 및 음극과 교대로 적층된다. 여기서, 분리막은 양극 및 음극 사이와, 양극 및 음극의 외측면에 위치될 수 있다. 이때, 또한, 분리막은 예를 들어 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다.
전극 탭(125)은 일측부가 전극에 구비되어 전기적으로 전극에 연결된다. 이때, 전극 탭(125)은 양극 탭 및 음극 탭으로 구성되어, 양극 탭은 양극에 전기적으로 연결되고, 음극 탭은 음극에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 폴딩단계(S20)를 나타낸 평면도이다.
도 2, 도 4 및 도 5를 참고하면, 폴딩단계(S20)는 전극 조립체(120)를 파우치 시트(110)의 수용부(113)에 전극 조립체(120)를 수용시키고, 파우치 시트(110)를 폴딩하여 전지 케이스(110)를 형성시킬 수 있다.
이때, 폴딩단계(S20)는 파우치 시트(110)의 수용부(113)가 외부와 차단되도록 파우치 시트(110)의 폴딩부(116)를 기준으로 폴딩할 수 있다.
또한, 폴딩단계(S20)는 폴딩부(116)의 가상의 선을 따라 폴딩용 절곡부를 형성시키고, 폴딩용 절곡부를 따라 파우치 시트(110)를 접어 폴딩할 수 있다.
아울러, 폴딩단계(S20)는 파우치 시트(110)에서 제1 수용부(111) 및 제2 수용부(112)가 상호 마주보도록 폴딩할 수 있다. 한편, 포밍단계(S10) 및 폴딩단계(S20)를 통해 전지 케이스(110)가 수용부(113) 및 수용부(113)에서 연장되는 통로가 형성된 가스 포켓부(118)를 포함하도록 형성시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 실링단계 및 주름방지단계를 나타낸 평면도이다.
도 2 및 도 6을 참고하면, 실링단계는 폴딩단계(S20) 후 수용부(113)에서 가스 포켓부(118) 방향을 제외한 부분이 밀봉되도록 파우치 시트(110)의 외각부를 실링(Sealing)하여 전지 케이스(110)를 형성시킬 수 있다.
여기서, 실링단계는 파우치 시트(110)의 외각부를 열융착하여 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)를 형성시킬 수 있다. 이때, 상기 전지 케이스(110)의 외각부에서 4방향으로 제1측(110a)에 폴딩부(116)가 형성되고, 폴딩부(116)와 반대측인 제4측(110d)에 가스 포켓부(118)가 형성되며, 제2측(110b)에 제1 실링부(114)가 형성되고, 제3측(110c)에 제2 실링부(117)가 형성될 수 있다.
한편, 실링단계는 일례로 폴딩단계(S20) 후 주름방지단계(S30) 전에 수행할 수 있다.
아울러, 실링단계는 다른 예로 폴딩단계(S20) 후 주름방지단계(S30)와 함께 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 실링단계 및 주름방지단계를 나타낸 평면도이고, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 주름방지단계를 나타낸 측면도이다.
도 2, 도 6 및 도 7을 참고하면, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(115)가 형성되도록 파우치 시트(110)의 외각부를 열압착할 수 있다.
이때, 외각부를 열압착하여 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시킬 수 있다.
또한, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(115)를 복수개의 벤딩(Bending)부분을 갖도록 벤딩시켜 형성시킬 수 있다. 이때, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(115)를 지그 재그 형태로 벤딩시킬 수 있다.
그리고, 주름방지단계(S30)는 예를 들어 주름방지용 벤딩부(115)를 절곡되는 형태로 벤딩시킬 수 있다. 이때, 주름방지단계(S30)는 제1 절곡부(115a) 및 제2 절곡부(115b)를 갖도록 절곡될 수 있다. 여기서, 주름방지단계(S30)는 예를 들어 주름방지용 벤딩부(115)를 단면이 "N"형태가 되도록 형성시킬 수 있다.
아울러, 주름방지단계(S30)는 전지 케이스(110)의 일측면에 수평방항으로 형성된 외각부에 대하여 상,하방향으로 벤딩부분이 형성되도록 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시킬 수 있다.
한편, 주름방지단계(S30)는 일례로 전지 케이스(110)의 외각부에서 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)의 폴딩부(116) 측에 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시킬 수 있다. 즉, 주름방지용 벤딩부(115)는 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)에서 폴딩부(116)와 인접한 부분에 형성될 수 있다. 여기서, 주름방지단계(S30)는 구체적으로 예를 들어, 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)의 길이에서 5~15% 길이로 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시킬 수 있다. 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)의 길이에서 5% 이상의 길이로 주름방지용 벤딩부(115)가 형성되어 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)에 주름 발생 방지를 효과적으로 구현할 수 있다. 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)의 길이에서 15% 이하의 길이로 주름방지용 벤딩부(115)가 형성되어 작업성이 좋을 수 있다. 이때, 주름방지단계(S30)는 보다 구체적으로 예를 들어, 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)의 길이에서 10% 길이로 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시킬 수 있다. 여기서, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(115)를 절곡 시, 절곡 라인은 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)에서 가스 포켓부(118) 방향을 향해 형성될 수 있다. 즉, 주름방지단계(S30)는 가스 포켓부(118)에서 가스 배출 방향(G)과 나란한 방향을 따라 절곡 라인이 형성될 수 있다.
또한, 주름방지단계(S30)는 다른 예로 전지 케이스(110)의 외각부에서 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)의 전체에 걸쳐 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시킬 수 있다.
아울러, 주름방지단계(S30)는 또 다른 예로 전지 케이스(110)의 외각부에서 폴딩부(116)에 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시킬 수 있다.
그리고, 주름방지단계(S30)는 또 다른 예로 전지 케이스(110)의 외각부에서 제1 실링부(114), 제2 실링부(117) 및 폴딩부(116)에 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시킬 수 있다.
한편, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(115)의 형상을 유지시키도록 주름방지용 벤딩부(115)의 외면에 형상 유지부(118)를 더 형성시킬 수 있다. 이때, 형상 유지부(118)가 주름방지용 벤딩부(115)의 형상이 변형되는 것을 방지하여, 주름방지용 벤딩부(115)의 형상이 변형되며 파우치 시트(110)의 주름 발생의 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(115)의 외면에 형상 유지부(118)를 코팅하여 형성시킬 수 있다.
그리고, 형상 유지부(118)는 절연성 및 내열성 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 형상 유지부(118)는 예를 들어 실리콘(Silicon)으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 형상 유지부(118)는 고열에도 손상되지 않고 주름방지용 벤딩부(115)의 형상을 유지시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 밀봉단계를 나타낸 평면도이다.
도 2, 도 4 및 도 8을 참고하면, 밀봉단계는 주름방지단계(S30) 후 수용부(113)가 밀봉되도록 가스 포켓부를 절단한 부분을 실링(Sealing)할 수 있다.
여기서, 밀봉단계는 가스 포켓부(118)를 절단한 부분을 열융착하여 제3 실링부(119)를 형성시킴으로써, 전지 케이스(110)를 안전 밀봉할 수 있다.
이에 따라, 도 2, 도 6 및 도 7을 참고하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 주름방지단계(S30)를 통해 이차전지(100)에서 전지 케이스(110)의 외각부에 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시켜, 외각부 및 외각부의 인접부위에 걸쳐 주름이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 전지 케이스(110)의 내부 가스를 외부로 배출하기 위해 진공 인가 시 전지 케이스(110)의 외각부 및 외각부의 인접부분에서 박쥐귀(Bat-ear) 형태의 주름이 발생되는 문제를 방지할 수 있다. 여기서, 주름방지용 벤딩부(115)가 전지 케이스(110)의 외각부에서 내부 가스가 배출되는 가스 포켓부(118)의 반대측에 위치되어, 진공인가 시 주름방지용 벤딩부(115)가 가스 포켓부(118)의 반대측을 지지하며 가스 포켓부(118)의 반대측인 폴딩부(116) 및 폴딩부(116)와 인접한 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)에서 폴딩부(116) 측의 주변 부위에 주름이 생기는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 이차 전지(100)를 제조 후 사용(충방전) 과정에서 발생된 가스를 배출할때에도 전지 케이스(10)에 구겨짐 및 이로 인한 주름 발생을 방지 또는 현저히 감소시킬 수 있다.
여기서, 전지 케이스(110)의 내부 가스를 외부로 배출하는 과정은 예를 들어 이차전지 제조과정 중에서 활성화를 위해 이차전지의 충방전 시 발생하는 내부 가스 배출을 위해 수행하거나, 이차전지 사용과정에서 충방전 시 발생한 내부 가스의 배출을 위해 수행할 수 있다.
또한, 전지 케이스(110)의 외각부에 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시키고, 주름방지용 벤딩부(115)의 외면에 형상 유지부(118)를 코팅시켜 주름방지용 벤딩부(115)가 변형되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 외각부 및 외각부와 인접된 전지 케이스(110) 부분에 걸쳐 주름이 발생되는 것을 방지할 수 있고, 주름이 발생에 따른 전지 케이스(110)의 외관 변형 및 크랙(Crack) 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 9은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 주름방지단계를 나타낸 측면도이다.
도 2 및 9를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 파우치 시트(210)를 포밍하는 포밍단계(S10)와, 파우치 시트(210)를 폴딩하는 폴딩단계(S20) 및 파우치 시트(210)의 외각부에 주름방지용 벤딩부(215)를 형성시키는 주름방지단계(S30)를 포함하여 이차전지(200)를 제조한다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 폴딩단계(S20) 후 파우치 시트(210)의 외주면을 실링하는 밀봉단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법과 비교할 때, 주름방지단계(S30)를 통해 형성되는 주름방지용 벤딩부(215)의 차이가 있다.
따라서, 본 실시예는 제1 실시예와 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다. 보다 상세히, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(215)가 형성되도록 파우치 시트(210)의 제1 실링부(214) 및 제2 실링부를 열압착할 수 있다.
또한, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(215)를 복수개의 벤딩부분을 갖도록 벤딩시켜 형성시킬 수 있다. 여기서, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(215)를 지그 재그(Zig Zag) 형태로 벤딩시킬 수 있다.
그리고, 주름방지단계(S30)는 예를 들어 주름방지용 벤딩부(215)를 절곡되는 형태로 벤딩시킬 수 있다. 이때, 주름방지단계(S30)는 제1 절곡부(215a), 제2 절곡부(215b) 및 제3 절곡부(215c)를 갖도록 절곡될 수 있다. 이때, 예를 들어 주름방지용 벤딩부(215)를 단면이 "W"형태가 되도록 형성시킬 수 있다.
한편, 주름방지단계(S30)는 전지 케이스(210)의 일측면에 수평방항으로 형성된 제1 실링부(214) 및 제2 실링부에 대하여 상,하방향으로 벤딩부분이 형성되도록 주름방지용 벤딩부(215)를 형성시킬 수 있다. 여기서, 주름방지단계(S30)는 폴딩부와 인접한 제1 실링부(214) 및 제2 실링부에서 폴딩부 측에 주름방지용 벤딩부(215)를 형성시킬 수 있다.
한편, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(215)의 형상을 유지시키도록 주름방지용 벤딩부(215)의 외면에 형상 유지부(218)를 더 형성시킬 수 있다. 이때, 형상 유지부(218)가 주름방지용 벤딩부(215)의 형상이 변형되는 것을 방지하여, 주름방지용 벤딩부(215)의 형상이 변형되며 파우치 시트(210)의 주름 발생의 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(215)의 외면에 형상 유지부(218)를 코팅하여 형성시킬 수 있다.
그리고, 형상 유지부(218)는 절연성 및 내열성 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 형상 유지부(218)는 예를 들어 실리콘으로 이루어질 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 주름방지단계를 나타낸 측면도이다.
도 2 및 도 10을 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 파우치 시트(310)를 포밍하는 포밍단계(S10)와, 파우치 시트(310)를 폴딩하는 폴딩단계(S20) 및 파우치 시트(310)의 외각부에 주름방지용 벤딩부(315)를 형성시키는 주름방지단계(S30)를 포함하여 이차전지(300)를 제조한다. 또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 폴딩단계(S20) 후 파우치 시트(310)의 외주면을 실링하는 밀봉단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법 및 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법과 비교할 때, 주름방지단계(S30)를 통해 형성되는 주름방지용 벤딩부(315)의 차이가 있다.
따라서, 본 실시예는 전술한 실시예들과 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
보다 상세히, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(315)가 형성되도록 파우치 시트(310)의 제1 실링부(314) 및 제2 실링부를 열압착할 수 있다.
또한, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(315)를 복수개의 벤딩부분을 갖도록 벤딩시켜 형성시킬 수 있다.
아울러, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(315)를 복수개의 반원 형태로 벤딩시킬 수 있다. 여기서, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(315)를 복수개의 반원에서 볼록한 부분이 상,하 방향으로 번갈아 위치되도록 형성시킬 수 있다. 이때, 예를 들어 주름방지용 벤딩부(315)는 단면이 반원형 펄스 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 주름방지단계(S30)는 제1 벤딩부(315a) 및 제2 벤딩부(315b)를 갖도록 벤딩될 수 있다. 이때, 주름방지단계(S30)는 구체적으로 예를 들어 주름방지용 벤딩부(315)를 단면이"S"형태가 되도록 형성시킬 수 있다.
한편, 주름방지단계(S30)는 전지 케이스(310)의 일측면에 수평방항으로 형성된 제1 실링부(314) 및 제2 실링부에 대하여 상,하방향으로 벤딩부분이 형성되도록 주름방지용 벤딩부(315)를 형성시킬 수 있다. 여기서, 주름방지단계(S30)는 폴딩부(116)와 인접한 제1 실링부(314) 및 제2 실링부에서 폴딩부(116) 측에 주름방지용 벤딩부(315)를 형성시킬 수 있다.
한편, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(315)의 형상을 유지시키도록 주름방지용 벤딩부(315)의 외면에 형상 유지부(118)를 더 형성시킬 수 있다. 이때, 형상 유지부(318)가 주름방지용 벤딩부(315)의 형상이 변형되는 것을 방지하여, 주름방지용 벤딩부(315)의 형상이 변형되며 파우치 시트(310)의 주름 발생의 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(315)의 외면에 형상 유지부(318)를 코팅하여 형성시킬 수 있다.
그리고, 형상 유지부(318)는 절연성 및 내열성 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 형상 유지부(318)는 예를 들어 실리콘으로 이루어질 수 있다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 주름방지단계를 나타낸 측면도이다.
도 2 및 도 11을 참고하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 파우치 시트(410)를 포밍하는 포밍단계(S10)와, 파우치 시트(410)를 폴딩하는 폴딩단계(S20) 및 파우치 시트(410)의 외각부에 주름방지용 벤딩부(415)를 형성시키는 주름방지단계(S30)를 포함하여 이차전지(400)를 제조한다. 또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 폴딩단계(S20) 후 파우치 시트(410)의 외주면을 실링하는 밀봉단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 전술한 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 이차전지 제조방법과 비교할 때, 주름방지단계(S30)를 통해 형성되는 주름방지용 벤딩부(415)의 차이가 있다.
따라서, 본 실시예는 전술한 실시예들과 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
보다 상세히, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(415)가 형성되도록 파우치 시트(410)의 제1 실링부(414) 및 제2 실링부를 열압착할 수 있다.
또한, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(415)를 복수개의 벤딩 부분을 갖도록 벤딩시켜 형성시킬 수 있다. 이때, 주름방지단계(S30)는 예를 들어 주름방지용 벤딩부(415)를 절곡되는 형태로 벤딩시킬 수 있다.아울러, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(415)를 복수개의 사각형 형태로 절곡시킬 수 있다. 여기서, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(415)를 복수개의 사각형에서 볼록한 부분이 상,하 방향으로 교대로 위치되도록 형성시킬 수 있다. 이때, 예를 들어 주름방지용 벤딩부(415)는 단면이 사각형 펄스 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 주름방지단계(S30)는 제1 벤딩부(415a) 및 제2 벤딩부(415b)를 갖도록 절곡될 수 있다. 이때, 예를 들어 제1 벤딩부(415a)는 볼록부로 형성되고, 제2 벤딩부(415b)는 오목부로 형성될 수 있다.
한편, 주름방지단계(S30)는 전지 케이스(410)의 일측면 및 타측면에 수평방항으로 형성된 제1 실링부(414) 및 제2 실링부에 대하여 상,하방향으로 벤딩 부분이 형성되도록 주름방지용 벤딩부(415)를 형성시킬 수 있다. 여기서, 주름방지단계(S30)는 폴딩부와 인접한 제1 실링부(414) 및 제2 실링부에서 폴딩부 측에 주름방지용 벤딩부(415)를 형성시킬 수 있다.
한편, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(415)의 형상을 유지시키도록 주름방지용 벤딩부(415)의 외면에 형상 유지부(118)를 더 형성시킬 수 있다. 이때, 형상 유지부(418)가 주름방지용 벤딩부(415)의 형상이 변형되는 것을 방지하여, 주름방지용 벤딩부(415)의 형상이 변형되며 파우치 시트(410)의 주름 발생의 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 여기서,, 주름방지단계(S30)는 주름방지용 벤딩부(415)의 외면에 형상 유지부(418)를 코팅하여 형성시킬 수 있다.
그리고 형상 유지부(418)는 절연성 및 내열성 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 형상 유지부(418)는 예를 들어 실리콘(Silicon)으로 이루어질 수 있다.
도 3 및 도 7을 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 전극 조립체(120) 및 전극 조립체(120)를 내부에 수용하고, 외각부에 주름방지용 벤딩부(115)가 형성된 전지 케이스(110)를 포함한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 통해 제조된 이차전지(100)에 대한 것으로서, 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
전극 조립체(120)는 전극 및 분리막이 교대로 결집되어 적층될 수 있다.
전지 케이스(110)는 전극 조립체(120)를 수용하도록 파우치 시트(110)를 폴딩하여 형성된다.
도 6 내지 도 8을 참고하면, 주름방지용 벤딩부(115)는 외각부에 형성되어 전지 케이스(110)에 주름이 생기는 것을 방지할 수 있다.
또한, 주름방지용 벤딩부(115)는 열압착을 통해 복수개의 벤딩부분을 갖도록 벤딩 형성되어, 전지 케이스(110)의 외각부 및 외각부의 인접부위에 주름이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 주름방지용 벤딩부(115)는 예를 들어 지그 재그 형태로 벤딩된 형태로 형성될 수 있다.
한편, 전지 케이스(110)의 외각부에서 4방향으로 제1측(110a)에 폴딩부(116)가 형성되고, 폴딩부(116)의 양측 방향으로 제2측(110b) 및 제3측(110c)에 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)가 형성되며, 주름방지용 벤딩부(115)는 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)에 형성될 수 있다.
그리고, 주름방지용 벤딩부(115)는 일례로, 전지 케이스(110)의 외각부에서 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)의 폴딩부(116) 측에 형성될 수 있다. 즉, 주름방지용 벤딩부(115)는 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)에서 폴딩부(116)와 인접한 부분에 형성될 수 있다. 여기서, 주름방지용 벤딩부(115)는 구체적으로 예를 들어, 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)의 길이에서 5~15% 길이로 형성될 수 있다. 이때, 주름방지용 벤딩부(115)는 구체적으로 보다 구체적으로 예를 들어, 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)의 길이에서 10% 길이로 형성될 수 있다.
또한, 주름방지용 벤딩부(115)는 다른 예로 전지 케이스(110)의 외각부에서 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117)의 전체에 걸쳐 형성될 수 있다.
아울러, 주름방지용 벤딩부(115)는 또 다른 예로 전지 케이스(110)의 외각부에서 폴딩부(116)에 형성될 수 있다.
그리고, 주름방지용 벤딩부(115)는 또 다른 예로 전지 케이스(110)의 외각부에서 제1 실링부(114) 및 제2 실링부(117) 및 폴딩부(116)에 형성될 수 있다.
한편, 주름방지용 벤딩부(115)는 제1 벤딩부(115a) 및 제2 벤딩부(115b)를 포함하도록 벤딩될 수 있다. 여기서, 주름방지용 벤딩부(115)는 예를 들어 단면이 "N"형태가 되도록 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 주름방지용 벤딩부(115)의 형상을 유지시키도록 주름방지용 벤딩부(115)의 외면에 구비된 형상 유지부(118)를 더 포함할 수 있다. 이때, 형상 유지부(118)가 주름방지용 벤딩부(115)의 형상이 변형되는 것을 방지하여, 주름방지용 벤딩부(115)의 형상이 변형되며 파우치 시트(110)의 주름 발생의 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
형상 유지부(118)는 주름방지용 벤딩부(115)의 외면에 형상 유지부(118)를 코팅하여 형성시킬 수 있다.
여기서, 형상 유지부(118)는 절연성 및 내열성 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 형상 유지부(118)는 예를 들어 실리콘(Silicon)으로 이루어질 수 있다.
도 9를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(200)는 전극 조립체(120) 및 전극 조립체(120)를 내부에 수용하고, 외각부에 주름방지용 벤딩부(115)가 형성된 전지 케이스(210)를 포함한다. (도 3 참조)
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(200)는 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지와 비교할 때, 주름방지용 벤딩부(215)의 벤딩 형태에 차이가 있다.
여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(200)에서 주름방지용 벤딩부(215)는 예를 들어 절곡되는 형태로 벤딩될 수 있다.
또한, 주름방지용 벤딩부(215)는 제1 절곡부(215a), 제2 절곡부(215b) 및 제3 절곡부(215c)를 포함하도록 벤딩될 수 있다. 여기서, 주름방지용 벤딩부(215)는 예를 들어 단면이 "W"형태가 되도록 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(200)는 주름방지용 벤딩부(215)의 형상을 유지시키도록 주름방지용 벤딩부(215)의 외면에 구비된 형상 유지부(218)를 더 포함할 수 있다. 이때, 형상 유지부(218)가 주름방지용 벤딩부(215)의 형상이 변형되는 것을 방지하여, 주름방지용 벤딩부(215)의 형상이 변형되며 파우치 시트(210)의 주름 발생의 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
형상 유지부(218)는 주름방지용 벤딩부(215)의 외면에 형상 유지부(218)를 코팅하여 형성시킬 수 있다.
여기서, 형상 유지부(218)는 절연성 및 내열성 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 형상 유지부(218)는 예를 들어 실리콘(Silicon)으로 이루어질 수 있다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지(300)는 전극 조립체(120) 및 전극 조립체(120)를 내부에 수용하고, 외각부에 주름방지용 벤딩부(115)가 형성된 전지 케이스(310)를 포함한다. (도 3 참조)
본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지(300)는 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 및 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지와 비교할 때, 주름방지용 벤딩부(315)의 벤딩 형태에 차이가 있다.
보다 상세히, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지에서 주름방지용 벤딩부(315)는 복수개의 벤딩부분을 갖는 형태로 형성될 수 있다.
아울러, 주름방지용 벤딩부(315)는 복수개의 반원 형태로 벤딩될 수 있다. 여기서, 주름방지용 벤딩부(315)는 복수개의 반원에서 볼록한 부분이 상,하 방향으로 번갈아 위치되도록 형성시킬 수 있다. 이때, 예를 들어 주름방지용 벤딩부(315)는 단면이 반원형 펄스 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 주름방지용 벤딩부(315)는 제1 벤딩부(315a) 및 제2 벤딩부(315b)를 포함하도록 벤딩될 수 있다. 이때, 주름방지용 벤딩부(315)는 구체적으로 예를 들어 단면이"S"형태가 되도록 형성시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지(300)는 주름방지용 벤딩부(315)의 형상을 유지시키도록 주름방지용 벤딩부(315)의 외면에 구비된 형상 유지부(318)를 더 포함할 수 있다. 이때, 형상 유지부(318)가 주름방지용 벤딩부(315)의 형상이 변형되는 것을 방지하여, 주름방지용 벤딩부(315)의 형상이 변형되며 파우치 시트(310)의 주름 발생의 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
형상 유지부(318)는 주름방지용 벤딩부(315)의 외면에 형상 유지부(318)를 코팅하여 형성시킬 수 있다.
여기서, 형상 유지부(318)는 절연성 및 내열성 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 형상 유지부(318)는 예를 들어 실리콘(Silicon)으로 이루어질 수 있다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지(400)는 전극 조립체(120) 및 전극 조립체(120)를 내부에 수용하고, 외각부에 주름방지용 벤딩부(115)가 형성된 전지 케이스(410)를 포함한다. (도 3 참조)
본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지(400)는 전술한 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 이차전지와 비교할 때, 주름방지용 벤딩부(415)의 벤딩 형태에 차이가 있다.
보다 상세히, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지에서 주름방지용 벤딩부(415)는 복수개의 벤딩부분을 갖는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 주름방지용 절곡벤딩부(415)는 예를 들어 절곡되는 형태로 벤딩될 수 있다. 이때, 주름방지용 벤딩부(415)는 복수개의 사각형 형태로 벤딩될 수 있다. 여기서, 주름방지용 벤딩부(415)는 복수개의 사각형에서 볼록한 부분이 상,하 방향으로 교대로 위치되도록 형성시킬 수 있다. 이때, 예를 들어 주름방지용 벤딩부(415)는 단면이 사각형 펄스 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 주름방지용 벤딩부(415)는 제1 벤딩부(415a) 및 제2 벤딩부(415b)를 포함하도록 벤딩될 수 있다. 이때, 예를 들어 제1 벤딩부(415a)는 볼록부로 형성되고, 제2 벤딩부(415b)는 오목부로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지(400)는 주름방지용 벤딩부(415)의 형상을 유지시키도록 주름방지용 벤딩부(415)의 외면에 구비된 형상 유지부(418)를 더 포함할 수 있다. 이때, 형상 유지부(418)가 주름방지용 벤딩부(415)의 형상이 변형되는 것을 방지하여, 주름방지용 벤딩부(415)의 형상이 변형되며 파우치 시트(410)의 주름 발생의 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
형상 유지부(418)는 주름방지용 벤딩부(415)의 외면에 형상 유지부(418)를 코팅하여 형성시킬 수 있다.
여기서, 형상 유지부(418)는 절연성 및 내열성 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 형상 유지부(418)는 예를 들어 실리콘(Silicon)으로 이루어질 수 있다.
도 12는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압 전 상태를 나타낸 측면도이고, 도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압한 상태를 나타낸 측면도이며, 도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압 후 상태를 나타낸 측면도이다.
도 12 내지 도 14를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 가압블록(1100)은 복수개로 이루어져 상호 마주보는 방향으로 이동되며 전극 조립체(120)가 수용된 파우치 시트(110)의 외각부를 가압하여 압착한다. 여기서, 가압블록(1100)은 상호 마주보는 방향으로 이동되며 외각부를 가압하는 제1 가압블록(1100) 및 제2 가압블록(1120)을 포함할 수 있다.(참고 도 3)
또한, 가압블록(1100)은 파우치 시트(110)의 외각부를 가압 시, 외각부에 주름방지용 벤딩부(115)가 형성되도록 가압면에 벤딩 형성부(314,324)가 형성된다.
여기서, 벤딩 형성부(1114,1124)는 볼록부(1111,1122)와 오목부(1112,1121)를 포함하여 가압 시 외각부에 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시킬 수 있다. 여기서, 볼록부(1111,1122)는 가압면에 대해서 돌출형성되고, 오목부(1112,1121)는 가압면에 대하여 오목한 홈을 형성한다. 이때, 볼록부(1111,1122)와 오목부(1112,1121)는 외각부에 주름방지용 벤딩부(115)를 형성시키기 위해, 예를들어 볼록부(1111,1122)가 삼각형 형태로 돌출되고, 오목부(1112,1121)가 삼각형 형태로 홈을 형성할 수 있다.
그리고, 제1 가압블록(1110) 및 제2 가압블록(1120)에 형성된 벤딩 형성부(1114,1124)는 상호 마주보는 방향에 대해 상호 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 벤딩 형성부(1114,1124)는 예를 들어 단면이 "N"형태가 되도록 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 가압블록(1100)은 복수개의 가압블록(1100)으로 열을 전달하는 히터(340,350)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 복수개의 가압블록(1100)을 통해 파우치 시트(110)의 외각부에 열을 가하며 열압착할 수 있다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압 전 상태를 나타낸 측면도이고, 도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 15 및 도 16을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 가압블록(1200)은 복수개로 이루어져 상호 마주보는 방향으로 이동되며 전극 조립체가 수용된 파우치 시트(210)의 제1 실링부(214) 및 제2 실링부를 가압하여 압착한다. 여기서, 가압블록(1200)은 상호 마주보는 방향으로 이동되며 제1 실링부(214) 및 제2 실링부를 가압하는 제1 가압블록(1210) 및 제2 가압블록(1220)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 가압블록(1200)은 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 가압블록과 비교할 때, 벤딩 형성부(1214,1224)의 형태 차이가 있다.
여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 가압블록(1200)에서 벤딩 형성부(1214,1224)는 볼록부(1212,1221,1223)와 오목부(1211,1213,1222)를 포함하여 가압 시 제1 실링부(214) 및 제2 실링부에 주름방지용 벤딩부(215)를 형성시킬 수 있다. 여기서, 볼록부(1212,1221,1223)는 가압면에 대해서 돌출형성되고, 오목부(1211,1213,1222)는 가압면에 대하여 오목한 홈을 형성한다. 이때, 볼록부(1212,1221,1223)와 오목부(1211,1213,1222)는 제1 실링부(214) 및 제2 실링부에 주름방지용 벤딩부(215)를 형성시키기 위해, 예를들어 볼록부(1212,1221,1223)가 삼각형 형태로 돌출되고, 오목부(1211,1213,1222)가 삼각형 형태로 홈을 형성할 수 있다.
그리고, 제1 가압블록(1210) 및 제2 가압블록(1220)에 형성된 벤딩 형성부(1214,1224)는 상호 마주보는 방향에 대해 상호 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 벤딩 형성부(1214,1224)는 예를 들어 단면이 "W"형태가 되도록 형성될 수 있다.
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압 후 상태를 나타낸 측면도이다.
한편, 도 17을 참고하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 가압블록(1300)은 복수개로 이루어져 상호 마주보는 방향으로 이동되며 전극 조립체가 수용된 파우치 시트(310)의 제1 실링부(314) 및 제2 실링부를 가압하여 압착한다. 여기서, 가압블록(1300)은 상호 마주보는 방향으로 이동되며 제1 실링부(314) 및 제2 실링부를 가압하는 제1 가압블록(1310) 및 제2 가압블록(1320)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 가압블록(1300)은 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 가압블록 및 제2 실시예에 따른 이차전지용 가압블록과 비교할 때, 벤딩 형성부(1314,1324)의 형태 차이가 있다.
보다 상세히, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지용 가압블록(1300)에서 벤딩 형성부(1314,1324)는 볼록부(1311,1321)와 오목부(1312,1321)를 포함하여 가압 시 제1 실링부(314) 및 제2 실링부에 주름방지용 벤딩부(315)를 형성시킬 수 있다.
볼록부(1311,1322)는 가압면에 대해서 돌출형성되고, 오목부(1312,1321)는 가압면에 대하여 오목한 홈을 형성할 수 있다. 그리고, 볼록부(1311,1322)와 오목부(1312,1321)는 제1 실링부(314) 및 제2 실링부에 주름방지용 벤딩부(315)를 형성시키기 위해, 예를 들어 볼록부(1311,1322)가 반원형 형태로 돌출되고, 오목부(1312,1321)가 반원형 형태로 홈을 형성할 수 있다. 여기서, 벤딩 형성부(1314,1324)는 예를 들어 단면이 반원형 펄스 형태로 형성될 수 있다. 이때, 벤딩 형성부(1314,1324)는 구체적으로 예를 들어 단면이 "S"형태가 되도록 형성될 수 있다.
그리고, 제1 가압블록(1310) 및 제2 가압블록(1320)에 형성된 벤딩 형성부(1314,1324)는 상호 마주보는 방향에 대해 상호 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지용 가압블록을 통해 가압 후 상태를 나타낸 측면도이다.
한편, 도 18을 참고하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지용 가압블록(1400)은 복수개로 이루어져 상호 마주보는 방향으로 이동되며 전극 조립체가 수용된 파우치 시트(410)의 제1 실링부(414) 및 제2 실링부를 가압하여 압착한다. 여기서, 가압블록(1400)은 상호 마주보는 방향으로 이동되며 제1 실링부(414) 및 제2 실링부를 가압하는 제1 가압블록(1410) 및 제2 가압블록(1420)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지용 가압블록(1400)은 전술한 본 발명의 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 이차전지용 가압블록과 비교할 때, 벤딩 형성부(1414,1424)의 형태 차이가 있다.
보다 상세히, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지용 가압블록(1400)에서 벤딩 형성부(1414,1424)는 볼록부(1411,1422)와 오목부(1412,1421)를 포함하여 가압 시 제1 실링부(414) 및 제2 실링부에 주름방지용 벤딩부(415)를 형성시킬 수 있다.
볼록부(1411,1422)는 가압면에 대해서 돌출형성되고, 오목부(1412,1421)는 가압면에 대하여 오목한 홈을 형성할 수 있다. 그리고, 볼록부(1411,1422)와 오목부(1412,1421)는 제1 실링부(414) 및 제2 실링부에 주름방지용 벤딩부(415)를 형성시키기 위해, 예를 들어 볼록부(1411,1422)가 사각형 형태로 돌출되고, 오목부(1412,1421)가 사각형 형태로 홈을 형성할 수 있다. 여기서, 벤딩 형성부(1414,1424)는 예를 들어 단면이 사각형 펄스 형태로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 가압블록(1410) 및 제2 가압블록(1420)에 형성된 벤딩 형성부(1414,1424)는 상호 마주보는 방향에 대해 상호 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
< 제조예 >
1-1 전극 조립체 제조
전극 및 분리막을 교대로 결집시켜 전극 조립체를 제조하였다.
1-2 이차전지 제조
전극 조립체가 수용도록 파우치 시트를 포밍하여 수용부를 형성시키고, 수용부에 제조된 전극 조립체를 수용시킨 후 폴딩하여 전지 케이스를 형성시켰다.
이때, 전지 케이스의 외각부에 주름이 생기는 것을 방지하기 위해 "W"형태의 주름방지용 벤딩부를 외각부에 형성시켰다. 여기서, 주름방지용 벤딩부는 전지 케이스의 외각부에서 제1 실링부 및 제2 실링부에 형성시키되, 제1 실링부 및 제2 실링부에서 가스를 배출시키는 부분의 반대측에 위치된 부분에 주름방지용 벤딩부를 형성시켰다.
이후, 파우치 시트를 포밍 및 및 폴딩하여 형성된 전지 케이스의 내부에 전해액을 수용시킨 후 밀봉하여 이차전지를 제조하였다.
< 비교예 >
전지 케이스의 외각부에 "W"형태의 주름방지용 벤딩부가 형성되지않은 점을 제외하고는 상기 제조예와 동일한 방법으로 이차 전지를 제조하였다.
< 실험예 >
도 19는 비교예를 통해 제조된 이차전지를 나타낸 평면 이미지이고, 도 20은 제조예를 통해 제조된 이차전지를 나타낸 평면 이미지이다.
이차전지의 전지 케이스에서 외각부 및 그 주변부위에 박쥐귀(Bat-ear)형 주름이 발생되는 것을 측정하였다.
측정결과, 도 19를 참고하면, 비교예에서는 전지 케이스(10)의 외각부(11)에 Bat-ear형 주름(12)이 발생된 반면, 도 20을 참고하면 제조예에서는 전지 케이스(210)의 외각부에서 주름방지용 벤딩부(215)가 형성된 제1 실링부(214) 및 제2 실링부 측에 박쥐귀 형태의 주름이 발생되지 않은 것이 관찰되었다. 특히, 반복적인 실험결과 제조예에서는 비교예 대비 약 1.5mm 이상의 Bat-ear형 주름이 감소되는 것이 관찰되었다.
결국, 제조예에서 전지 케이스의 주름 발생이 현저히 감소된 것을 알 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지 및 그 제조방법과, 이차전지 제조용 가압블록은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.
또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100,200,300,400: 이차전지
110,210,310,410: 파우치 시트(전지 케이스)
110a: 제1측
110b: 제2측
110c: 제3측
110d: 제4측
111: 제1 수용부
112: 제2 수용부
113: 수용부
114,214,314,414: 제1 실링부
115,215,315,415: 주름방지용 벤딩부
115a,215a,315a,415a: 제1 벤딩부
115b,215b,315b,415b: 제2 벤딩부
116: 폴딩부
117: 제2 실링부
118,218,318,418: 형상 유지부
120: 전극 조립체
125: 전극 탭
215c: 제3 벤딩부
1100,1200,1300,1400: 가압블록
1110,1210,1310,1410: 제1 가압블록
1120,1220,1320,1420: 제2 가압블록
1140,1150: 히터(Heater)
1111,1122,1211,1221,1223,1311,1322,1411,1422,: 볼록부
1112,1121,1211,1213,1222, 1312,1321,1412,1421: 오목부
1114,1124,1214,1224,1314,1324,1414,1424: 벤딩 형성부

Claims (19)

  1. 전극 조립체가 수용되는 수용부가 형성되도록 파우치 시트를 포밍하는 포밍단계;
    상기 전극 조립체를 상기 수용부에 수용시키고, 상기 수용부를가 외부와 차단되도록 상기 파우치 시트를 폴딩부를 기준으로 폴딩하여 전지 케이스를 형성시키는 폴딩단계; 및
    폴딩된 상기 파우치 시트의 외각부에 주름이 생기는 것을 방지하기 위해 상기 외각부에 주름방지용 벤딩부를 형성시키는 주름방지단계를 포함하는 이차전지 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수용부는 제1 수용부 및 제2 수용부를 포함하고,
    상기 포밍단계는 상기 제1 수용부 및 상기 제2 수용부를 상기 파우치 시트에 상기 폴딩부를 기준으로 양측에 상호 대칭되도록 형성시키며,
    상기 폴딩단계는 상기 파우치 시트에서 상기 제1 수용부 및 상기 제2 수용부가 상호 마주보도록, 상기 폴딩부 상의 가상의 선을 따라 폴딩용 벤딩부를 형성시키고 상기 폴딩용 벤딩부를 따라 상기 파우치 시트를 접어 폴딩하는 이차전지의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 주름방지단계는 상기 주름방지용 벤딩부가 형성되도록 상기 외각부를 열압착하는 이차전지의 제조방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주름방지단계는 상기 주름방지용 벤딩부를 복수개의 벤딩부분을 갖도록 벤딩시키는 이차전지의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 주름방지단계는 상기 주름방지용 벤딩부를 단면이 사각형 오목부와 볼록부가 교대로 형성되는 사각형 펄스 형태, "S", "W" 또는 "N"형태 중에서 어느 하나의 형태로 형성시키는 이차전지의 제조방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 주름방지단계는 상기 주름방지용 벤딩부를 지그 재그 형태로 벤딩시키는 이차전지의 제조방법.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 주름방지단계는
    상기 전지 케이스의 일측면에 수평방항으로 형성된 상기 외각부에 대하여 상,하방향으로 벤딩부분이 형성되도록 상기 주름방지용 벤딩부를 형성시키는 이차전지의 제조방법.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 전지 케이스는 상기 수용부 및 상기 수용부에서 연장되는 통로가 형성된 가스 포켓부를 포함하고,
    상기 전지 케이스의 외각부에서 4방향으로 제1측에 상기 폴딩부가 형성되고, 상기 폴딩부와 반대측인 제4측에 상기 가스 포켓부가 형성되며, 제2측에 제1 실링부가 형성되고, 제3측에 제2 실링부가 형성되며,
    상기 주름방지단계는 상기 제1 실링부 및 상기 제2 실링부에 상기 주름방지용 벤딩부를 형성시키는 이차전지의 제조방법.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 주름방지단계는 상기 제1 실링부 및 상기 제2 실링부에서 폴딩부 측에 상기 주름방지용 벤딩부를 형성시키는 이차전지의 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 주름방지단계는
    상기 주름방지용 벤딩부의 형태를 유지시키는 형상 유지부를 상기 주름방지용 벤딩부의 외면에 더 형성시키는 이차전지의 제조방법.
  11. 전극 및 분리막이 교대로 결집되어 적층된 전극 조립체; 및
    상기 전극 조립체를 수용하도록 파우치 시트를 폴딩하여 형성된 전지 케이스를 포함하고,
    상기 전지 케이스의 외각부에 주름이 생기는 것을 방지하기 위해 상기 외각부에 주름방지용 벤딩부가 형성된 이차전지.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 주름방지용 벤딩부는 복수개의 벤딩부분을 갖도록 벤딩된 이차전지.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 주름방지용 벤딩부는 단면이 사각형 오목부와 볼록부가 교대로 형성되는 사각형 펄스 형태, "S", "W" 또는 "N"형태 중에서 어느 하나의 형태로 형성된 이차전지.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 주름방지용 벤딩부는 벤딩부를 지그 재그 형태로 벤딩된 이차전지.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 전지 케이스의 외각부에서 4방향으로 제1측에 폴딩부가 형성되고, 상기 폴딩부의 양측 방향으로 제2측 및 제3측에 제1 실링부 및 제2 실링부가 형성되며,
    상기 주름방지용 벤딩부는 상기 제1 실링부 및 상기 제2 실링부에 형성되는 이차전지.
  16. 청구항 11 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주름방지용 벤딩부의 외면에 형성되어 상기 주름방지용 벤딩부의 형태를 유지시키는 형상 유지부를 더 포함하는 이차전지.
  17. 상호 마주보는 방향으로 이동되며 전극 조립체가 수용된 파우치 시트의 외각부를 가압하여 압착하는 복수개의 가압블록; 및
    상기 복수개의 가압블록으로 상기 파우치 시트의 외각부를 가압 시, 상기 외각부에 주름방지용 벤딩부가 형성되도록 상기 복수개의 가압블록의 가압면에 각각 형성된 벤딩 형성부를 포함하는 이차전지 제조용 가압블록.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 복수개의 가압블록을 통해 상기 파우치 시트의 외각부에 열을 가하며 열압착할 수 있도록, 상기 복수개의 가압블록으로 열을 전달하는 히터를 더 포함하는 이차전지 제조용 가압블록.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 주름방지용 벤딩부가 복수개의 벤딩부분을 갖도록 압착하기위해, 상기 벤딩 형성부는 볼록부 및 오목부를 포함하여 형성되고,
    상기 볼록부 및 오목부는 삼각형, 사각형 또는 반원형 형태 중에서 어느 하나의 형태로 형성된 이차전지 제조용 가압블록.
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