KR20190096619A - 파우치, 그를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법 - Google Patents

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KR20190096619A
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Abstract

본 발명은 이차전지로서, 제1 수용부를 형성한 제1 케이스; 상기 제1 케이스와 대응되게 제2 수용부를 형성한 제2 케이스; 상기 제1 케이스의 일면과 상기 제2 케이스의 일면을 연결하고, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이 방향으로 개방되는 개방홈을 형성한 브릿지부; 및 상기 브릿지부의 개방홈에 채워지는 차단부재를 포함한다.

Description

파우치, 그를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법{POUCH, SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME, AND PREPARATION METHOD THEROF}
본 발명은 파우치, 그를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 전극조립체와 파우치의 조립불량을 방지한 파우치, 그를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
이러한 이차전지는 전극조립체가 금속 캔에 내장되는 캔형 이차전지와, 전극조립체가 파우치에 내장되는 파우치형 이차전지로 분류되며, 상기 파우치형 이차전지는 전극조립체, 전해액, 상기 전극조립체와 상기 전해액을 수용하는 파우치를 포함한다. 그리고 상기 전극조립체는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되는 구조를 가진다.
여기서 상기 파우치는 전극조립체를 수용하는 상부 케이스와 하부 케이스를 포함하며, 상기 상부 케이스와 상기 하부 케이스는 상호 대응하는 일면을 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 연결부에는 상기 파우치 내에 발생한 열원을 분산시키는 개방홈이 형성된다.
그러나 상기한 이차전지는 상기 파우치에 삽입된 전극조립체의 두께가 상기 연결부의 개방홈 두께 보다 작을 경우 상기 전극조립체가 상기 연결부의 개방홈에 삽입되면서 불량이 발생하는 문제점이 있었다. 특히 상기 연결부는 외부 압력에 의해 쉽게 눌려지면서 변형이 발생하는 문제점이 있었다.
특허공개번호 제10-2015-0141411호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 상부 케이스와 하부 케이스를 연결하는 연결부의 개방홈에 차단부재를 구비하여 전극조립체가 삽입되는 것을 방지하며, 이에 따라 불량발생을 방지할 수 있고, 특히 외부 압력에 의해 상기 연결부가 눌려지면서 변형되는 것을 방지할 수 있는 파우치, 그를 포함하는 이차전지 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치는 제1 수용부를 형성한 제1 케이스; 상기 제1 케이스와 대응되게 제2 수용부를 형성한 제2 케이스; 상기 제1 케이스의 일면과 상기 제2 케이스의 일면을 연결하고, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이 방향으로 개방되는 개방홈을 형성한 브릿지부; 및 상기 브릿지부의 개방홈에 채워지는 차단부재를 포함할 수 있다.
상기 개방홈은 상기 제1 케이스의 일면과 상기 제2 케이스의 일면의 길이방향을 따라 형성되고, 상기 차단부재는, 원통형태를 가지고, 상기 개방홈에 삽입되면서 상기 개방홈에 채워질 수 있다.
상기 차단부재는 통기성을 가진 소재로 구비될 수 있다.
상기 차단부재는 열전도성을 가진 소재로 구비될 수 있다.
상기 차단부재는 접착제를 통해 상기 브릿지부에 고정될 수 있다.
상기 차단부재는 상기 개방홈의 전체면적 중 일부 면적에만 채워질 수 있다.
상기 차단부재는 복수개의 차단편으로 이루어지고, 상기 복수개의 차단편은 상기 개방홈에 규칙적인 간격 또는 불규칙적인 간격으로 삽입되면서 상기 개방홈의 일부면적에 채워질 수 있다.
상기 차단부재에는 내부에 중공이 형성되고, 외주면에 상기 중공과 통하는 복수개의 타공이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지는 전극조립체; 및
상기 전극조립체가 수용되는 파우치를 포함하며, 상기 파우치는, 상기 전극조립체의 일측부를 수용하는 제1 수용부를 형성한 제1 케이스; 상기 제1 케이스와 대응되고, 상기 전극조립체의 타측부를 수용하는 제2 수용부를 형성한 제2 케이스; 상기 제1 케이스의 일면과 상기 제2 케이스의 일면을 연결하고, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이 방향으로 개방된 개방홈이 형성되는 브릿지부; 및 상기 브릿지부의 개방홈에 채워지면서 상기 전극조립체가 상기 개방홈에 유입되는 것을 차단하는 차단부재를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 (a) 시트 형태의 파우치 필름 중앙을 압착하여 하부로 함몰되는 개방홈이 형성된 브릿지부를 성형하는 단계; (b) 상기 브릿지부를 기준으로 상기 파우치 필름의 양쪽 단부를 대응되게 절곡하여 제1 및 제2 케이스를 성형하는 단계; (c) 상기 제1 및 제2 케이스가 마주보도록 배치된 상태에서, 상기 제1 케이스의 표면을 내측에서 외측으로 압착하여 제1 수용부를 성형하고, 상기 제2 케이스의 표면을 내측에서 외측으로 압착하여 제2 수용부를 성형하는 단계; 및 (d) 상기 브릿지부의 개방홈이 채워지도록 상기 개방홈에 차단부재를 삽입하여 파우치를 완성하는 단계를 포함할 수 있다.
(e) 상기 제1 케이스의 제1 수용부와 상기 제2 케이스의 제2 수용부 사이에 전극조립체를 삽입하는 단계; 및 (f) 상기 브릿지부가 없는 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스의 테두리면을 실링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
첫째: 본 발명의 파우치는 제1 케이스, 제2 케이스, 상기 제1 및 제2 케이스의 일단을 연결하는 개방홈이 형성된 브릿지부, 상기 개방홈에 채워지는 차단부재를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 브릿지부의 변형을 방지할 수 있다.
둘째: 본 발명의 파우치에서 차단부재는 통기성을 가진 소재로 구비되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 파우치 내에 발생되는 열원이 상기 차단부재를 통해 상기 개방홈에 유입되면서 상기 열원을 효과적으로 분산시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 파우치의 온도상승을 효과적으로 억제시킬 수 있다.
셋째: 본 발명의 파우치에서 차단부재는 열전도성을 가진 소재로 구비되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 파우치 내에 발생되는 열원을 상기 차단부재가 흡수하여 효과적으로 분산시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 파우치의 온도상승을 효과적으로 억제시킬 수 있다.
넷째: 본 발명의 파우치에서 차단부재는 브릿지부의 개방홈에 접착제를 통해 고정되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 차단부재의 고정력을 높일 수 있고, 상기 개방홈으로부터 상기 차단부재가 분리되는 것을 방지할 수 있다.
다섯째: 본 발명의 파우치에서 차단부재는 브릿지부의 개방홈 전체 면적 중 일부 면적에만 채워지는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 상기 개방홈에 상기 파우치 내에 발생되는 열원이 유입되는 유입공간을 충분히 확보할 수 있고, 이에 따라 상기 파우치에 수용될 전극조립체의 삽입을 방지함과 동시에 상기 파우치 내에 발생되는 열원을 상기 유입공간으로 유입하여 효과적으로 분산시킬 수 있다.
여섯째: 본 발명의 이차전지는 파우치와, 전극조립체를 포함하고, 상기 파우치는 본 발명의 파우치는 제1 케이스, 제2 케이스, 상기 제1 및 제2 케이스의 일단을 연결하는 개방홈이 형성된 브릿지부, 상기 개방홈에 채워지는 차단부재를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체가 상기 브릿지부의 개방홈에 삽입되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 조립불량을 방지할 수 있고, 그 결과 이차전지의 상품성은 높이고 불량률을 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치를 도시한 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 A-A선 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치의 브릿지부를 도시한 확대도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 도시한 공정도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 (a) 단계를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 (b) 단계를 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 (c) 단계를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 (d) 단계를 도시한 단면도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 (e) 단계를 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 (f) 단계를 도시한 단면도.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치를 도시한 단면도.
도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 파우치를 도시한 단면도.
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 파우치]
본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치(120)는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 수용부(121a)를 형성한 제1 케이스(121), 상기 제1 케이스(121)와 대응되게 제2 수용부(122a)를 형성한 제2 케이스(122), 상기 제1 케이스(121)와 상기 제2 케이스(122)를 연결하는 브릿지부(123), 및 상기 브릿지부(123)의 개방홈(123a)에 삽입되는 차단부재(124)를 포함한다.
여기서 상기 브릿지부(123)는 상호 대응하는 상기 제1 케이스(121)의 일단과 상기 제2 케이스(122)의 일단을 연결하되, 'C'자 형태로 형성되면서 상기 제1 케이스(121)와 상기 제2 케이스(122) 사이 방향으로 개방되는 개방홈(123a)을 형성하며, 상기 개방홈(123a)은 상기 파우치(120) 내에 발생한 가스 및 열원이 유입되면서 효과적으로 분산시킬 수 있고, 이에 따라 상기 파우치(120)의 발화 또는 폭발을 현저히 낮출 수 있다.
다만, 상기 브릿지부(123)는 외부 압력에 의해 접히거나 또는 눌려지면서 변형이 발생할 수 있다. 특히 상기 파우치(120) 내에 전극조립체가 수용될 경우 상기 전극조립체가 상기 개방홈(123a)에 삽입되면서 제품불량이 발생할 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치(120)는 상기 브릿지부(123)의 개방홈(123a)에 채워지는 차단부재(124)를 포함하며, 상기 차단부재(124)는 상기 파우치(120) 내에 발생한 가스 및 열원의 분산력은 유지하면서 상기 브릿지부(123)의 변형을 방지하고, 전극조립체가 상기 개방홈(123a)에 삽입되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들면, 상기 차단부재(124)는 도 1 내지 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 원통형태를 가지고, 상기 개방홈(123a)에 삽입되면서 상기 개방홈(123a)에 채워진다. 즉, 상기 차단부재(124)가 상기 개방홈(123a)에 채워지면서 상기 브릿지부(123)의 강도를 증대시킬 수 있고, 이에 따라 브릿지부(123)는 외력에 의해 접히거나 또는 눌리면서 변형되는 것을 방지할 수 있다.
특히, 상기 차단부재(124)는 탄성 복원력을 가지는 소재로 형성될 수 있다. 즉, 상기 브릿지부(123)가 눌려지면서 변형되더라도 상기 차단부재(124)의 탄성복원력에 의해 상기 브릿지부(123)를 원래의 형태로 복원시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 브릿지부(123)의 변형을 방지할 수 있다. 한편, 상기 차단부재(124)는 폴리카보네이트(polycarbonate)로 형성될 수 있으며, 상기 폴리카보네이트는 열가소성 플라스틱의 일종으로, 탄성복원력과 함께 내충격성, 내열성, 내후성, 자기 소화성, 투명성, 가공성이 우수한 소재이다.
한편, 상기 개방홈(123a)은 상기 제1 케이스(121)의 일면과 상기 제2 케이스(122)의 일면의 길이방향을 따라 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 개방홈(123a)의 면적을 크게 확보할 수 있고, 그 결과 상기 파우치(120) 내에 발생한 가스 및 열원의 분산력을 높일 수 있다.
한편, 상기 차단부재(124)는 통기성을 가진 소재로 구비될 수 있다. 즉, 상기 개방홈(123a)이 상기 차단부재(124)로 채워질 경우 상기 파우치(120) 내에 발생한 가스 및 열원이 상기 개방홈(123a)으로 유입되지 못할 수 있으며, 이를 방지하기 위해 상기 차단부재(124)는 통기성을 가진 소재로 구비하여 상기 파우치(120) 내에 발생한 가스 및 열원을 상기 차단부재(124)를 통해 상기 개방홈(123a)에 유입할 수 있고, 그 결과 분산력을 높일 수 있다.
한편, 상기 차단부재(124)는 열전도성을 가진 소재로 구비될 수도 있다. 즉, 상기 파우치(120) 내에 발생한 열원을 상기 차단부재(124)가 효과적으로 흡수하여 분산시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 파우치(120)의 온도 상승을 크게 억제할 수 있다. 특히 상기 차단부재(124)는 통기성과 열전도성을 가진 폴리메틸펜텐(TPX: polymethyl-pentene)로 구비될 수 있으며, 상기 폴리메틸펜텐은 융점이 230℃, HDT가 175℃로 높으며, 단시간이라면 융점 이상의 고온 상태에서도 용융 변형하지 않을 정도로 내열성과 내납땜성이 높다. 유리섬유강화 수지 중 유동성이 매우 우수해 0.1~02.mm의 얇은 두께에서도 성형이 가능하다.
한편, 상기 차단부재(124)는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 접착제(125)를 통해 상기 브릿지부(123)의 개방홈(123a)에 고정될 수 있다. 즉, 상기 브릿지부(123)의 개방홈(123a)와 상기 차단부재(124) 사이에 접착제(125)를 도포하여 상기 차단부재(124)가 상기 개방홈(123a)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치(120)는 차단부재(124)를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 상기 제1 케이스(121)와 상기 제2 케이스(122)를 연결하는 브릿지부(123)가 접히거나 또는 눌려지면서 변형되는 것을 방지할 수 있고, 특히 파우치(120)에 전극조립체 수용시 전극조립체가 브릿지부(123)에 삽입되는 것을 방지하여 불량 발생을 미연에 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성과 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(100)는 앞에서 설명한 제1 실시예에 따른 파우치를 포함함에 따라 이차전지의 불량률을 크게 줄일 수 있다. 즉, 전극조립체가 파우치의 브릿지부에 삽입되는 것을 방지하여 불량 발생을 크게 줄일 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(100)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(110), 및 상기 전극조립체(110)가 수용되는 파우치(120)를 포함한다.
상기 전극조립체(110)는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되는 구조를 가지며, 상기 복수의 전극은 양극 및 음극일 수 있다.
상기 파우치(120)는 상기 전극조립체(110)의 일측부(도 4에서 보았을 때 전극조립체의 상측부)를 수용하는 제1 수용부(121a)를 형성한 제1 케이스(121), 상기 제1 케이스(121)와 대응되고 상기 전극조립체(110)의 타측부(도 4에서 보았을 때 전극조립체의 하측부)를 수용하는 제2 수용부(122a)를 형성한 제2 케이스(122), 상기 제1 케이스(121)의 일면과 상기 제2 케이스(122)의 일면을 연결하고 상기 제1 케이스(121)와 상기 제2 케이스(122) 사이 방향으로 개방된 개방홈(123a)이 형성되는 브릿지부(123), 및 상기 브릿지부(123)의 개방홈(123a)에 채워지면서 상기 전극조립체(110)가 상기 개방홈(123a)에 유입되는 것을 차단하는 차단부재(124)를 포함한다.
여기서 상기 파우치(120)는 앞에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치와 동일한 구성과 기능을 가지기에 자세한 설명은 생략한다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(100)는 개방홈(123a)이 형성된 브릿지부를 포함하는 파우치(120)와 상기 파우치(120)에 수용되는 전극조립체(110)를 포함하되, 상기 개방홈(123a)에 차단부재(124)를 구비하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체(110)가 상기 브릿지부(123)의 개방홈(123a)에 삽입되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 불량 발생을 크게 줄일 수 있고, 그 결과 이차전지의 불량률을 크게 줄일 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(100)의 제조방법을 설명한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, (a) 브릿지부 성형단계, (b) 제1 및 제2 케이스 성형단계, (c) 제1 및 제2 수용부 성형단계, (d) 차단부재를 삽입단계, (e) 전극조립체 삽입단계, 및 (f) 이차전지 완성단계를 포함한다.
상기 (a) 단계는 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 시트 형태의 파우치 필름(1) 중앙을 압착하여 하부로 함몰되는 개방홈(123a)이 형성된 브릿지부(123)를 성형한다. 이때 상기 브릿지부(123)는 'U'자 형태로 성형된다.
상기 (b) 단계는 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 브릿지부(123)를 기준으로 상기 파우치 필름(1)의 양쪽 단부를 대응되게 절곡하여 제1 및 제2 케이스(121)(122)를 성형한다.
상기 (c) 단계는 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 제1 및 제2 케이스(121)(122)가 마주보도록 배치된 상태에서, 상기 제1 케이스(121)의 표면을 내측에서 외측으로(도 8에서 보았을 때 하부에서 상부로) 가압하여 제1 수용부(121a)를 성형하고, 상기 제2 케이스(122)의 표면을 내측에서 외측으로 가압하여 제2 수용부(122a)를 성형한다.
여기서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 상기 제1 및 제2 케이스(121)(122)가 마주보도록 절곡하여 파우치의 외형을 성형한 후, 상기 제1 및 제2 케이스(121)(122)의 표면을 압착하여 제1 및 제2 수용부(121a)(122a)를 성형함에 따라 제1 및 제2 수용부(121a)(122a)를 정확히 대응되게 성형할 수 있고, 이에 따라 파우치의 불량률을 크게 낮출 수 있다.
즉, 시트 형태의 파우치 필름(1)의 양쪽 표면에 제1 및 제2 수용부(121a)(122a)를 성형한 다음, 상기 시트 형태의 파우치 필름(1)의 양측 단부를 절곡하여 상기 제1 및 제2 케이스(121)(122)를 성형하면, 상기 제1 및 제2 케이스(121)(122)에 형성된 제1 및 제2 수용부(121a)(122a)를 정확히 대응되게 위치시키는 어려우며, 특히 제1 및 제2 수용부(121a)(122a)의 위치 오차가 클 경우 제품 불량이 발생할 수도 있다.
이에 따라 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 시트 형태의 파우치 필름(1)의 양쪽 단부를 대응되게 절곡하여 상기 제1 및 제2 케이스(121)(122)를 먼저 성형한 다음, 상기 제1 및 제2 케이스(121)(122)의 대응하는 표면을 가압하여 제1 및 제2 수용부(121a)(122a)를 성형함에 따라 제1 및 제2 수용부(121a)(122a)를 정확히 대응되게 성형할 수 있고, 이에 따라 품질을 향상시킬 수 있다.
상기 (d) 단계는 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 기 브릿지부(123)의 개방홈(123a)이 채워지도록 상기 개방홈(123a)에 차단부재(124)를 삽입한다. 여기서 상기 (d) 단계는 상기 개방홈(123a)에 차단부재(124)를 삽입하기 전에 상기 개방홈(123a)에 접착제(125)를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 개방홈(123a)에 삽입되는 차단부재(124)가 접착제(125)에 부착되면서 상기 차단부재(124)의 고정력을 높일 수 있다. 상기 (d) 단계가 완료되면, 완제품 파우치(120)를 제조할 수 있다.
상기 (e) 단계는 도 10에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 파우치(120)에 전극조립체(110)를 삽입한다. 즉, 제1 케이스(121)의 제1 수용부(121a)와 상기 제2 케이스(122)의 제2 수용부(122a) 사이에 전극조립체(110)를 삽입한다. 이때 상기 전극조립체(110)는 상기 파우치(120) 내에서 움직일 수 있지만 상기 브릿지부(123)의 개방홈(123a)에는 삽입되지 않는다. 즉, 개방홈(123a)에 차단부재(124)가 채워지면서 상기 전극조립체(110)가 삽입되는 것을 방지하며, 이에 따라 불량발생을 방지할 수 있다.
상기 (f) 단계는 도 11에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 브릿지부(123)가 없는 상기 제1 케이스(121)와 상기 제2 케이스(122)의 테두리면을 실링하여 상기 파우치(120)를 밀봉한다. 그러면 완제품 이차전지(100)를 제조할 수 있다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 파우치를 보다 용이하게 제조할 수 있으며, 이에 따라 파우치의 품질을 향상시킬 수 있다. 특히 전극조립체가 상기 파우치의 브릿지부에 삽입되는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 불량발생을 방지할 수 있다.
[본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치]
본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치(100)는 도 12에 도시되어 있는 것과 같이, 차단부재(124)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 상기 파우치(100)의 차단부재(124)는 브릿지부(123)의 개방홈(123a) 전체면적 중 일부 면적에만 채워질 수 있으며, 이에 따라 전극조립체의 삽입을 차단하면서 파우치(120) 내에 발생한 열원이 유입되는 공간을 충분히 확보할 수 있고, 그 결과 분산력을 크게 높일 수 있다.
예를 들면, 상기 파우치(100)의 차단부재(124)는 도 12에 도시되어 있는 것과 같이, 복수개의 차단편(124a)을 포함하고, 상기 복수개의 차단편(124a)은 상기 개방홈(123a)에 규칙적인 간격 또는 불규칙적인 간격으로 삽입되면서 상기 개방홈(123a)의 일부면적에만 채워질 수 있다.
즉, 도 12를 참조하면, 상기 차단편(124a)는 3개를 포함하고, 3개의 차단편(124a)은 상기 개방홈(123a)의 양쪽 단부와 중앙에 각각 삽입된다.
따라서 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치(100)는 복수개의 차단편(124a)이 구비된 차단부재(124)를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 파우치의 안전성을 높일 수 있다.
[본 발명의 제4 실시예에 따른 파우치]
본 발명의 제4 실시예에 따른 파우치(100)는 차단부재(124)의 또 다른 실시예를 나타낸 것이다.
상기 차단부재(124)는 도 13에 도시되어 있는 것과 같이, 내부에 중공(124b)이 형성되고, 외주면에 상기 중공(124b)과 통하는 복수개의 타공(124c)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 차단부재(124)는 상기 파우치(120)에 수용되는 전극조립체(110)가 개방홈(123a)에 삽입되는 것을 방지함과 동시에 상기 복수개의 타공(124c)과 상기 중공(124b)을 통해 상기 파우치(120) 내에서 발생하는 열원을 흡입하여 분산시키며, 이에 따라 파우치(120)의 안전성을 높일 수 있다.
한편, 상기 차단부재(124)의 중공(124a)에는 소화액이 충진된 캡슐(124d)이 구비될 수 있으며, 상기 소화액이 충진된 캡슐(124d)은 상기 파우치 내에 발생한 열원이 소정 온도 이상이상 상승하면, 상기 캡슐(124d)이 높으면서 상기 소화액이 상기 파우치 내부로 유입되어 상기 파우치 내에 발생한 열원의 온도를 낮추게 되고, 이에 파우치의 폭발 또는 발화를 방지할 수 있다.
여기서 상기 캡슐(124d)은 상기 타공(124c) 보다 큰 직경을 가지며, 이에 따라 상기 캡슐(124d)이 상기 타공(124c)을 통해 상기 차단부재(124) 밖으로 배출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 소화액은 무기 탄산염, 무기 인산염, 및 무기 황산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 소화액은 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 및 제1 인산암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 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: 파우치
121: 제1 케이스
122: 제2 케이스
123: 브릿지부
124: 차단부재
125: 접착제

Claims (11)

  1. 제1 수용부를 형성한 제1 케이스;
    상기 제1 케이스와 대응되게 제2 수용부를 형성한 제2 케이스;
    상기 제1 케이스의 일면과 상기 제2 케이스의 일면을 연결하고, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이 방향으로 개방되는 개방홈을 형성한 브릿지부; 및
    상기 브릿지부의 개방홈에 채워지는 차단부재를 포함하는 파우치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 개방홈은 상기 제1 케이스의 일면과 상기 제2 케이스의 일면의 길이방향을 따라 형성되고,
    상기 차단부재는, 원통형태를 가지고, 상기 개방홈에 삽입되면서 상기 개방홈에 채워지는 파우치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 차단부재는 통기성을 가진 소재로 구비되는 파우치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 차단부재는 열전도성을 가진 소재로 구비되는 파우치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 차단부재는 접착제를 통해 상기 브릿지부에 고정되는 파우치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 차단부재는 상기 개방홈의 전체면적 중 일부 면적에만 채워지는 파우치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 차단부재는 복수개의 차단편으로 이루어지고, 상기 복수개의 차단편은 상기 개방홈에 규칙적인 간격 또는 불규칙적인 간격으로 삽입되면서 상기 개방홈의 일부면적에 채워지는 파우치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 차단부재에는 내부에 중공이 형성되고, 외주면에 상기 중공과 통하는 복수개의 타공이 형성되는 파우치.
  9. 전극조립체; 및
    상기 전극조립체가 수용되는 파우치를 포함하며,
    상기 파우치는, 상기 전극조립체의 일측부를 수용하는 제1 수용부를 형성한 제1 케이스;
    상기 제1 케이스와 대응되고, 상기 전극조립체의 타측부를 수용하는 제2 수용부를 형성한 제2 케이스;
    상기 제1 케이스의 일면과 상기 제2 케이스의 일면을 연결하고, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스 사이 방향으로 개방된 개방홈이 형성되는 브릿지부; 및
    상기 브릿지부의 개방홈에 채워지면서 상기 전극조립체가 상기 개방홈에 유입되는 것을 차단하는 차단부재를 포함하는 것인 이차전지.
  10. (a) 시트 형태의 파우치 필름 중앙을 압착하여 하부로 함몰되는 개방홈이 형성된 브릿지부를 성형하는 단계;
    (b) 상기 브릿지부를 기준으로 상기 파우치 필름의 양쪽 단부를 대응되게 절곡하여 제1 및 제2 케이스를 성형하는 단계;
    (c) 상기 제1 및 제2 케이스가 마주보도록 배치된 상태에서, 상기 제1 케이스의 표면을 내측에서 외측으로 압착하여 제1 수용부를 성형하고, 상기 제2 케이스의 표면을 내측에서 외측으로 압착하여 제2 수용부를 성형하는 단계; 및
    (d) 상기 브릿지부의 개방홈이 채워지도록 상기 개방홈에 차단부재를 삽입하여 파우치를 완성하는 단계를 포함하는 이차전지 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    (e) 상기 제1 케이스의 제1 수용부와 상기 제2 케이스의 제2 수용부 사이에 전극조립체를 삽입하는 단계; 및
    (f) 상기 브릿지부가 없는 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스의 테두리면을 실링하는 단계를 더 포함하는 이차전지 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021261698A1 (ko) * 2020-06-26 2021-12-30 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치와 상기 파우치의 성형장치 및 상기 파우치를 포함하는 이차전지의 제조방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070102768A (ko) * 2006-04-17 2007-10-22 주식회사 엘지화학 파우치형 전지
KR20110109822A (ko) * 2010-03-30 2011-10-06 산요덴키가부시키가이샤 적층식 전지
KR20120051424A (ko) * 2010-11-12 2012-05-22 주식회사 이아이지 리튬 이차전지 및 그 제조방법
KR20150141411A (ko) 2014-06-10 2015-12-18 주식회사 엘지화학 이차전지용 압연장치
KR20160032889A (ko) * 2014-09-17 2016-03-25 주식회사 엘지화학 이차 전지
KR20170022156A (ko) * 2015-08-19 2017-03-02 주식회사 엘지화학 이차 전지용 파우치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070102768A (ko) * 2006-04-17 2007-10-22 주식회사 엘지화학 파우치형 전지
KR20110109822A (ko) * 2010-03-30 2011-10-06 산요덴키가부시키가이샤 적층식 전지
KR20120051424A (ko) * 2010-11-12 2012-05-22 주식회사 이아이지 리튬 이차전지 및 그 제조방법
KR20150141411A (ko) 2014-06-10 2015-12-18 주식회사 엘지화학 이차전지용 압연장치
KR20160032889A (ko) * 2014-09-17 2016-03-25 주식회사 엘지화학 이차 전지
KR20170022156A (ko) * 2015-08-19 2017-03-02 주식회사 엘지화학 이차 전지용 파우치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021261698A1 (ko) * 2020-06-26 2021-12-30 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치와 상기 파우치의 성형장치 및 상기 파우치를 포함하는 이차전지의 제조방법

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