KR20210112912A - 이차전지용 외장재 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

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KR20210112912A
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박동혁
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정병주
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

이차전지용 외장재 제조방법 및 제조장치가 개시된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 시트(sheet), 및 만입된 형상을 갖는 만입부(I)와 고정부가 형성된 금형을 준비하는 제1 단계; 상기 시트의 일부가 상기 금형의 상기 만입부(I)와 마주보도록 상기 시트를 배치하는 제2 단계; 상기 고정부와 상기 시트의 둘레부 간의 마찰력을 형성함으로써 상기 시트를 고정하는 제3 단계; 및 상기 만입부(I)를 향해 유체를 공급하여, 상기 시트 중 상기 만입부(I) 상에 구비된 영역에 상기 만입부(I)에 대응되는 형상을 갖는 포밍부를 형성하는 제4 단계; 를 포함하는 이차전지용 외장재 제조방법이 개시된다.

Description

이차전지용 외장재 제조방법 및 제조장치{Method and device of manufacturing case for secondary battery}
본 발명은 이차전지용 외장재 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 종래에 비해 공간 활용성이 향상될 수 있는 이차전지용 외장재 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
반복적인 충전 및 방전이 가능한 이차전지(secondary battery)는 그 구조 또는 제조방법에 따라 원통형 이차전지, 각형 이차전지, 파우치형 이차전지 등으로 구분될 수 있다. 이 중, 파우치형 이차전지는 시트 형태의 파우치 외장재 내에 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 갖는 전극 조립체가 수용된 구조를 갖는다. 특히, 파우치형 이차전지는 제조에 필요한 공정이 비교적 간단하고 제조 비용이 낮아 널리 사용되고 있다.
종래 기술에 따르면, 파우치형 이차전지를 제조하기 위해서는 시트 형태의 파우치 중 일부 영역을 전극 조립체의 면적에 대응되는 면적만큼 가압하여 만입된 형상의 컵(cup)을 형성하는 포밍(forming) 공정을 거친 후, 파우치에 형성된 컵에 전극 조립체를 탑재한다. 이후 파우치의 일부 영역을 서로 부착하여 밀봉부를 형성하게 된다.
파우치의 일부 영역이 서로 부착되어 형성되는 밀봉부는 포밍 공정에서 가압되지 않은 영역들이 서로 부착됨으로써 형성된다. 따라서, 포밍이 이루어지지 않은 밀봉부와 포밍이 이루어진 컵 간의 단차에 의해, 밀봉부 중 일부 영역은 컵의 폭을 벗어나게 된다. 도 1에는 종래 기술에 따라 제조된 파우치형 이차전지(1)의 파우치(2)의 상부와 하부에 형성되는 밀봉부(3) 중 일부 영역이 전극 조립체가 수용된 컵의 폭을 P만큼 벗어나 돌출된 모습이 도시되어 있다.
이와 같이 돌출된 영역은 이차전지에서 용량에 기여하지 않는 데드 스페이스(dead space)가 증가하는 원인으로 작용하였고, 결과적으로 이차전지의 에너지 밀도가 저하되는 문제점을 초래하였다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래 기술에 따라 제조되는 파우치형 이차전지의 밀봉부에 발생하는 데드 스페이스를 제거함으로써 이차전지의 에너지 밀도를 증대시키는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 시트(sheet), 및 만입된 형상을 갖는 만입부(I)와 상기 시트를 고정하기 위한 고정부가 형성된 금형을 준비하는 제1 단계; 상기 시트의 일부가 상기 금형의 상기 만입부(I)와 마주보도록 상기 시트를 배치하는 제2 단계; 상기 고정부에 상기 시트의 둘레부 중 일부를 배치하여 상기 고정부와 상기 시트의 둘레부 간의 마찰력을 형성함으로써 상기 시트를 고정하는 제3 단계; 및 상기 시트의 내부 공간에 덕트부를 삽입하고, 상기 덕트부를 통해 상기 금형의 측부로부터 상기 만입부(I)를 향해 유체를 공급하여, 상기 시트 중 상기 만입부(I) 상에 구비된 영역에 상기 만입부(I)에 대응되는 형상을 갖는 포밍부를 형성하는 제4 단계; 를 포함하는 이차전지용 외장재 제조방법이 제공된다.
상기 금형의 둘레부 중 일부에는 주변보다 얇은 두께를 가짐으로써 함몰된 형상을 갖는 함몰부가 형성되고, 상기 제3 단계에서, 상기 함몰부 상에 상기 시트의 둘레부 중 일부를 배치한 후, 상기 함몰부에 대응되는 형상을 갖는 가압부를 상기 함몰부 내에 삽입함으로써 상기 시트를 고정할 수 있다.
상기 금형의 둘레부 중 일부에는 서로 마주보는 제1 패킹부 및 제2 패킹부가 구비되고, 상기 제3 단계에서, 상기 제1 패킹부와 상기 제2 패킹부가 서로 마주보는 영역에 상기 시트의 둘레부 중 일부를 배치한 후, 상기 제1 패킹부와 상기 제2 패킹부가 서로를 가압함으로써 상기 시트를 고정할 수 있다.
상기 제3 단계 및 상기 제4 단계는 시계열적으로 서로 동시에 일어날 수 있다.
상기 제1 단계에서, 상기 금형은 제1 금형 및 상기 제1 금형의 상부에 구비되되 상기 제1 금형과 마주보도록 구비되는 제2 금형을 포함하고, 상기 제2 단계에서, 상기 시트 중 일부가 상기 제1 금형 및 제2 금형 사이에 구비되되, 상기 시트 중 일부는 상기 제1 금형의 만입부(I1) 및 상기 제2 금형의 만입부(I2)와 서로 마주보도록 구비될 수 있다.
상기 제2 단계에서, 상기 시트가 폴딩됨으로써, 상기 시트는 폴딩되는 영역을 경계로 제1 시트부 및 제2 시트부로 구분된 상태로 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형 사이에 배치되고, 상기 제3 단계에서, 상기 유체는 상기 제1 시트부와 상기 제2 시트부 사이에 유입될 수 있다.
상기 유체는 물, 공기, 또는, 기름일 수 있다.
상기 제3 단계에서, 상기 제1 금형 중 상기 제1 금형의 만입부(I1)의 둘레부와 상기 제2 금형 중 상기 제2 금형의 만입부(I2)의 둘레부가 서로 가압됨으로써, 상기 제1 금형의 만입부(I1)와 상기 제2 금형의 만입부(I2)가 서로 마주봄으로써 형성되는 빈 공간이 외부로부터 밀봉될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 만입된 형상을 갖는 만입부(I)가 형성된 금형; 및 상기 만입부(I)를 향해 유체를 공급하는 유체 공급 장치; 를 포함하고, 상기 유체 공급 장치는, 상기 금형의 측부로부터 상기 만입부(I) 방향으로 연장되어 형성되며 상기 유체가 유동하는 경로를 제공하는 덕트(duct)부; 를 포함하고, 상기 금형에는, 이차전지용 외장재 시트의 둘레부 중 적어도 일부가 배치되어 상기 시트의 둘레부에 마찰력을 형성함으로써 상기 시트를 고정하는 고정부가 구비되는 이차전지용 외장재 제조장치가 제공된다.
상기 고정부는, 상기 금형에 형성되고, 주변보다 얇은 두께를 가짐으로써 함몰된 형상을 갖는 함몰부; 및 상기 함몰부의 상부에 구비되고, 상기 함몰부에 대응되는 형상을 가지며 상방으로 이동 가능한 가압부; 를 포함할 수 있다.
상기 금형은, 제1 금형; 및 상기 제1 금형의 상부에 구비되되, 상기 제1 금형과 마주보도록 구비되는 제2 금형; 을 포함하고, 상기 고정부는, 상기 제1 금형의 상부에 구비되는 제1 패킹부; 및 상기 제2 금형의 하부에 구비되되 상기 제1 패킹부와 마주보는 제2 패킹부; 를 포함할 수 있다.
상기 함몰부의 내측면은 곡면을 포함하고, 상기 가압부의 하면은 상기 곡면에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 패킹부는 상방으로 돌출된 형상을 가지고, 상기 제2 패킹부는 하방으로 돌출된 형상을 가지되, 상기 제1 패킹부의 상면과 상기 제2 패킹부의 하면은 서로 대응되는 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 패킹부는 상기 제1 금형에 부착되거나, 상기 제2 패킹부는 상기 제2 금형에 부착될 수 있다.
상기 덕트부 중에서 상기 만입부에 구비되는 영역은 닫혀 있을 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래 기술에 따라 제조되는 파우치형 이차전지의 밀봉부에 발생하는 데드 스페이스를 제거함으로써 이차전지의 에너지 밀도가 증가할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따라 제조된 파우치형 이차전지에 형성되는 밀봉부의 모습을 확대 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 외장재 제조장치 및 그에 따라 제조되는 외장재 제조방법을 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 외장재 제조장치 및 그에 따라 제조되는 외장재 제조방법을 도시한 측단면도이다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 이차전지용 외장재 제조장치 및 이차전지용 외장재 제조방법을 설명한다.
이차전지용 외장재 제조장치
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 외장재 제조장치 및 그에 따라 제조되는 외장재 제조방법을 도시한 측단면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 외장재 제조장치 및 그에 따라 제조되는 외장재 제조방법을 도시한 측단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 외장재 제조장치는 만입된 형상을 갖는 만입부(I)가 형성된 금형(100)을 포함할 수 있다. 따라서, 금형(100)에서 만입부(I)가 형성된 영역에는 빈 공간이 형성될 수 있다.
이때, 금형(100)은, 하부에 구비되는 제1 금형(110), 및 제1 금형(110)의 상부에 구비되되 제1 금형(110)과 마주보도록 구비되는 제2 금형(120)을 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 제1 금형(110)과 제2 금형(120)에는 각각 다른 영역에 비해 오목하게 만입된 형상을 갖는 만입부(I1, I2)가 형성될 수 있고, 그에 따라, 금형(100)에 만입부(I)가 형성될 수 있다. 따라서, 제1 금형(110)에 형성된 만입부(I1)와 제2 금형(120)에 형성된 만입부(I2)는 서로 마주보도록 구비될 수 있다. 보다 상세하게, 제1 금형(110)에 형성된 만입부(I1)의 전 영역과 제2 금형(120)에 형성된 만입부(I2)의 전 영역은 서로 마주볼 수 있고, 제1 금형(110)에 형성된 만입부(I1)와 제2 금형(120)에 형성된 만입부(I2)는 서로 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에는 제1 금형(110)과 제2 금형(120)이 일체로 연결된 구성으로 도시되어 있지만, 이와 달리 제1 금형(110)과 제2 금형(120)은 서로 분리되어 있는 별개의 구성일 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지용 외장재 제조장치는, 금형(100)에 형성된 만입부(I)를 향해 유체를 공급하는 유체 공급 장치를 포함할 수 있다. 이때, 유체 공급 장치는 금형(100)의 측부로부터 만입부(I) 방향으로 연장되어 형성되며 유체가 유동하는 경로를 제공하는 덕트(duct)부(200)를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3에는 덕트부(200)가 금형(100)의 좌측부로부터 만입부(I) 방향으로 연장된 구조를 갖는 모습이 도시되어 있다. 또한, 도면에 도시되어 있지는 않지만 유체 공급 장치는 덕트부(200)에 공급되는 유체를 저장하는 유체 저장부 및 유체를 덕트부(200)에 공급하는 동력을 제공하는 동력 제공부를 더 포함할 수 있다. 한편, 덕트부(200)에 공급되는 유체는, 덕트부(200)를 팽창시킬 수 있는 정도의 압력을 갖는 유체일 수 있다. 예를 들어, 덕트부(200)에 공급되는 유체는 물, 공기, 또는, 기름일 수 있다.
한편, 계속해서 도 2 및 도 3을 참고하면, 덕트부(200) 중 일부는 만입부(I) 내에 배치될 수 있다. 이때, 덕트부(200) 중에서 만입부(I)에 구비되는 영역은 닫혀 있을 수 있고, 그에 따라, 덕트부(200)의 내부 공간과 만입부(I)가 덕트부(200)에 의해 서로 막혀 있을 수 있다. 따라서, 덕트부(200)의 내부 공간으로부터 만입부(I)로 물질의 이동이 차단될 수 있다. 그 반대 방향도 마찬가지이다.
전술한 바와 같이, 덕트부(200)는 물질의 이동을 차단하는 구성일 수 있다. 따라서, 덕트부(200)의 소재는 물질, 특히, 덕트부(200)에 공급되는 유체의 유출을 차단할 수 있는 밀봉성을 갖는 소재로 이루어질 수 있다. 또한, 덕트부(200)는 유체에 의해 팽창되어야 하므로, 덕트부(200)는 탄성력 또는 신축성을 가진 소재로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 덕트부(200)는 고무 재질을 포함하거나 고무 재질로 이루어질 수 있다. 또는, 덕트부(200)는 수지(resin), 또는, 필름 재질을 포함하거나 수지, 또는, 필름 재질로 이루어질 수도 있다.
본 발명에 따른 이차전지용 외장재 제조장치는 파우치형 이차전지에 사용되는 외장재를 제조하기 위한 것일 수 있다.
보다 상세하게, 파우치형 이차전지에 사용되는 외장재를 제조하기 위해서 이차전지용 외장재 제조장치에는 시트(10)가 배치될 수 있다. 보다 상세하게, 시트(10)는 제1 시트부(12)와 제2 시트부(14)를 포함할 수 있는데, 제1 시트부(12)는 제1 금형(110)과 마주보도록 배치되고, 제2 시트부(14)는 제2 금형(120)과 마주보도록 배치될 수 있다. 따라서, 덕트부(200)에 의해 이송된 유체는 덕트부(200) 중 만입부(I)와 마주보도록 배치된 영역의 내부 공간에 공급될 수 있다. 따라서, 유체의 압력에 의해 덕트부(200)가 팽창하고 그에 따라 시트(10)도 함께 팽창할 수 있다. 따라서, 시트(10)에는 금형(100)의 만입부(I)의 형상에 대응되는 형상을 갖는 포밍부(16)가 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 덕트부(200)에서 이송된 유체에 의해 시트(10)에 포밍부(16)가 형성되는 과정에서 시트(10)를 고정하기 위한 구성이 추가로 구비될 수 있다.
보다 상세하게, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 금형(100)에는 이차전지용 외장재 시트(10)의 둘레부 중 적어도 일부가 배치되어 시트(10)의 둘레부에 마찰력을 형성함으로써 시트(10)를 고정하는 고정부(130)가 구비될 수 있다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 고정부(130)는 금형(100)에 형성되고, 주변보다 얇은 두께를 가짐으로써 함몰된 형상을 갖는 함몰부(132), 및 함몰부(132)와 마주보도록 구비되고 함몰부(132)에 대응되는 형상을 가지며 상하방으로 이동 가능한 가압부(134)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게, 함몰부(132)의 내측면은 곡면을 포함할 수 있고, 가압부(134)의 하면은 함몰부(132)의 내측면에 형성되는 상기 곡면에 대응되는 형상을 가질 수 있다. 도 2에는 수직 단면의 둘레가 대략 반원 형상을 가진 함몰부(132)가 제1 금형(110)에 형성되고, 가압부(134)는 함몰부(132)의 상부에 구비된 모습이 도시되어 있다. 한편, 가압부는(134), 함몰부(132)에 삽입되었을 때 함몰부(132)의 주변 영역보다 돌출되지 않는 정도의 크기를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 파우치형 이차전지에 사용되는 외장재를 제조하는 과정에서 시트(10)는 제1 금형(110)과 제2 금형(120) 사이에 배치된다. 이때, 시트(10)의 둘레부 중 적어도 일부는 함몰부(132)에 삽입되고, 가압부(134) 역시 함몰부(132)에 삽입될 수 있다. 따라서, 시트(10)의 둘레부 중 적어도 일부는 함몰부(132)와 가압부(134) 사이에 끼워지게 되므로, 시트(10)의 둘레부와 함몰부(132), 그리고, 시트(10)의 둘레부와 가압부(134) 사이에는 마찰력이 발생하게 된다. 이 경우, 덕트부(200)에서 이송된 유체에 의해 시트(10)에 포밍부(16)가 형성되는 과정에서 시트(10)를 안정적으로 고정할 수 있게 된다. 한편, 상기 마찰력을 극대화하기 위해 가압부(134)는 예를 들어, 고무 재질로 이루어질 수 있다.
반면, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 고정부(130)는 제1 금형(110)의 상부에 구비되는 제1 패킹부(136), 및 제2 금형(120)의 하부에 구비되되 제1 패킹부(136)와 마주보는 제2 패킹부(138)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게, 제1 패킹부(136)는 상방으로 돌출된 형상을 가질 수 있고, 제2 패킹부(138)는 하방으로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 이때, 제1 패킹부(136)의 상면과 제2 패킹부(138)의 하면은 서로 대응되는 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 제1 패킹부(136)의 상면과 제2 패킹부(138)의 하면은 각각 평면 형상을 가질 수 있다. 다른 예로, 제1 패킹부(136)의 상면과 제2 패킹부(138)의 하면은 각각 서로 맞물리는 요철 형상을 가질 수도 있다.
또한, 보다 바람직하게, 제1 패킹부(136)는 제1 금형(110)에 부착될 수 있고, 제2 패킹부(138)는 제2 금형(120)에 부착될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 파우치형 이차전지에 사용되는 외장재를 제조하는 과정에서 시트(10)는 제1 금형(110)과 제2 금형(120) 사이에 배치된다. 이때, 시트(10)의 둘레부 중 적어도 일부는 제1 패킹부(136)와 제2 패킹부(138)에 삽입되고, 제1 패킹부(136)와 제2 패킹부(138)는 시트(10)의 둘레부 중 적어도 일부를 가압하게 된다. 따라서, 제1 패킹부(136)와 시트(10), 그리고, 제2 패킹부(138)와 시트(10) 간에는 마찰력이 발생하게 된다. 이 경우, 덕트부(200)에서 이송된 유체에 의해 시트(10)에 포밍부(16)가 형성되는 과정에서 시트(10)를 안정적으로 고정할 수 있게 된다. 한편, 상기 마찰력을 극대화하기 위해 제1 패킹부(136) 및 제2 패킹부(138)는 고무 재질로 이루어질 수 있다.
이차전지용 외장재 제조방법
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 이차전지용 외장재 제조방법은, 시트(10), 및 만입된 형상을 갖는 만입부(I)와 시트(10)를 고정하기 위한 고정부(130)가 형성된 금형(100)을 준비하는 제1 단계, 시트(10)의 일부가 금형(100)의 만입부(I)와 마주보도록 시트(10)를 배치하는 제2 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지용 외장재 제조방법은, 고정부(130)에 시트(10)의 둘레부 중 일부를 배치하여 고정부(130)와 시트(10)의 둘레부 간의 마찰력을 형성함으로써 시트(10)를 고정하는 제3 단계, 및 시트(10)의 내부 공간에 덕트부(200)를 삽입하고, 덕트부(200)를 통해 금형(100)의 측부로부터 금형(100)의 만입부(I)를 향해 유체를 공급하여, 시트(10) 중 만입부(I) 상에 구비된 영역에 만입부(I)에 대응되는 형상을 갖는 포밍부(16)를 형성하는 제4 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제3 단계와 상기 제4 단계는 시계열적으로 동시에 일어날 수 있다. 또한, 상기 유체는 물일 수 있다.
보다 바람직하게, 상기 제1 단계에서, 금형(100)은 제1 금형(110) 및 제1 금형(110)의 상부에 구비되되 제1 금형(110)과 마주보도록 구비되는 제2 금형(120)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2 단계에서, 시트(10) 중 일부는 제1 금형(110)과 제2 금형(120) 사이에 구비되되, 시트(10) 중 일부는 제1 금형(110)의 만입부(I1) 및 제2 금형(120)의 만입부(I2)와 서로 마주보도록 구비될 수 있다. 보다 상세하게, 시트(10)는 제1 시트부(12)와 제2 시트부(14)를 포함할 수 있고, 상기 제2 단계에서, 제1 시트부(12)의 일부는 제1 금형(110)의 만입부(I1)와 마주보도록 구비될 수 있고, 제2 시트부(14)의 일부는 제2 금형(120)의 만입부(I2)와 마주보도록 구비될 수 있다.
보다 바람직하게, 제2 단계에서, 시트(10)는 폴딩될 수 있다. 이로써, 제2 단계에서 시트(10)는 폴딩되는 영역을 경계로 제1 시트부(12) 및 제2 시트부(14)로 구분된 상태로 제1 금형(110) 및 제2 금형(120) 사이에 배치될 수 있다. 그리고, 제4 단계에서, 덕트부(200)는 제1 시트부(12)와 제2 시트부(14) 사이에 삽입될 수 있고, 유체가 덕트부(200)에 유입됨으로써 유체의 압력에 의해 포밍부(16)가 형성될 수 있다. 상기 제4 단계에 대해 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
전술한 바와 ƒˆ이, 덕트부(200) 중 일부는 만입부(I) 내에 배치될 수 있고, 덕트부(200) 중에서 만입부(I)에 구비되는 영역은 닫혀 있으므로, 덕트부(200)의 내부 공간과 만입부(I)가 덕트부(200)에 의해 서로 막혀 있을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 이차전지용 외장재 제조방법의 제4 단계에서, 덕트부의 입구를 통해 덕트부(200)에는 유체가 유입되지만 덕트부의 입구의 반대편, 즉, 덕트부(200) 중 만입부(I) 내에 배치된 영역에서는 유체가 배출되지 못하게 된다. 따라서, 덕트부(200) 중 만입부(I) 내에 배치된 영역은 팽창하게 되고, 덕트부(200)의 팽창에 따라 덕트부(200)가 삽입된 시트(10) 역시 팽창하게 된다. 시트(10)의 이러한 팽창은 제1 시트부(12)와 제2 시트부(14)가 각각 제1 금형(110)의 만입부(I1)와 제2 금형(120)의 만입부(I2)에 대응되는 형상을 가질 때까지 이루어질 수 있다.
한편, 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 금형(100)의 둘레부 중 일부에는 주변보다 얇은 두께를 가짐으로써 함몰된 형상을 가진 함몰부(132)가 형성될 수 있다. 이때, 제3 단계에서, 함몰부(132) 상에 시트(10)의 둘레부 중 일부를 배치한 후, 함몰부(132)에 대응되는 형상을 갖는 가압부(134)를 함몰부(132) 내에 삽입함으로써 시트(10)를 고정할 수 있다. 보다 바람직하게, 제3 단계에서, 제1 시트부(12)의 일부 및 제2 시트부(14)의 일부가 함몰부(132) 상에 배치될 수 있다.
한편, 도 3을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 금형(100)의 둘레부 중 일부에는 서로 마주보는 제1 패킹부(136) 및 제2 패킹부(138)가 구비될 수 있다. 이때, 상기 제3 단계에서, 재1 패킹부(136)와 제2 패킹부(138)가 서로 마주보는 영역에 시트(10)의 둘레부 중 일부를 배치한 후, 제1 패킹부(136)와 제2 패킹부(138)가 서로를 가압함으로써 시트(10)를 고정할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면, 상기 제3 단계에서, 제1 금형(110) 중 제1 금형(110)의 만입부(I1)의 둘레부와 제2 금형(120)의 만입부(I2)의 둘레부가 서로 가압됨으로써, 제1 금형(110)의 만입부(I1)와 제2 금형(120)의 만입부(I2)가 서로 마주봄으로써 형성되는 빈 공간이 외부로부터 밀봉될 수 있다.
본 발명에 따르면, 금형 내에 형성된 만입부와 마주보도록 시트 중 일부 영역을 배치하고, 시트 중 다른 영역을 고정부에 의해 고정한 후, 만입부에 유체를 공급함으로써 유체의 압력에 의해 시트에 포밍부가 형성된다. 이 경우, 시트 중 포밍부가 형성되지 않는 영역(즉, 밀봉부)이 고정된 상태에서 유체의 압력에 의해 포밍부가 형성되므로, 종래 기술과 같이 밀봉부가 포밍부의 폭을 벗어나는 문제가 발생하지 않게 된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 종래 기술에 따라 제조된 파우치형 이차전지에 존재하는 데드 스페이스(dead space)를 최소화할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능함은 물론이다.
10 : 시트
12 : 제1 시트부
14 : 제2 시트부
16 : 포밍부
100 : 금형
110 : 제1 금형
120 : 제2 금형
130 : 고정부
132 : 함몰부
134 : 가압부
136 : 제1 패킹부
138 : 제2 패킹부
200 : 덕트부
I : 만입부
I1 : 제1 금형의 만입부
I2 : 제2 금형의 만입부

Claims (15)

  1. 시트(sheet), 및 만입된 형상을 갖는 만입부(I)와 상기 시트를 고정하기 위한 고정부가 형성된 금형을 준비하는 제1 단계;
    상기 시트의 일부가 상기 금형의 상기 만입부(I)와 마주보도록 상기 시트를 배치하는 제2 단계;
    상기 고정부에 상기 시트의 둘레부 중 일부를 배치하여 상기 고정부와 상기 시트의 둘레부 간의 마찰력을 형성함으로써 상기 시트를 고정하는 제3 단계; 및
    상기 시트의 내부 공간에 덕트부를 삽입하고, 상기 덕트부를 통해 상기 금형의 측부로부터 상기 만입부(I)를 향해 유체를 공급하여, 상기 시트 중 상기 만입부(I) 상에 구비된 영역에 상기 만입부(I)에 대응되는 형상을 갖는 포밍부를 형성하는 제4 단계; 를 포함하는 이차전지용 외장재 제조방법.
  2. 청구항 1에서,
    상기 금형의 둘레부 중 일부에는 주변보다 얇은 두께를 가짐으로써 함몰된 형상을 갖는 함몰부가 형성되고,
    상기 제3 단계에서,
    상기 함몰부 상에 상기 시트의 둘레부 중 일부를 배치한 후, 상기 함몰부에 대응되는 형상을 갖는 가압부를 상기 함몰부 내에 삽입함으로써 상기 시트를 고정하는 이차전지용 외장재 제조방법.
  3. 청구항 1에서,
    상기 금형의 둘레부 중 일부에는 서로 마주보는 제1 패킹부 및 제2 패킹부가 구비되고,
    상기 제3 단계에서,
    상기 제1 패킹부와 상기 제2 패킹부가 서로 마주보는 영역에 상기 시트의 둘레부 중 일부를 배치한 후, 상기 제1 패킹부와 상기 제2 패킹부가 서로를 가압함으로써 상기 시트를 고정하는 이차전지용 외장재 제조방법.
  4. 청구항 1에서,
    상기 제3 단계 및 상기 제4 단계는 시계열적으로 서로 동시에 일어나는 이차전지용 외장재 제조방법.
  5. 청구항 1에서,
    상기 제1 단계에서,
    상기 금형은 제1 금형 및 상기 제1 금형의 상부에 구비되되 상기 제1 금형과 마주보도록 구비되는 제2 금형을 포함하고,
    상기 제2 단계에서,
    상기 시트 중 일부가 상기 제1 금형 및 제2 금형 사이에 구비되되, 상기 시트 중 일부는 상기 제1 금형의 만입부(I1) 및 상기 제2 금형의 만입부(I2)와 서로 마주보도록 구비되는 이차전지용 외장재 제조방법.
  6. 청구항 5에서,
    상기 제2 단계에서,
    상기 시트가 폴딩됨으로써, 상기 시트는 폴딩되는 영역을 경계로 제1 시트부 및 제2 시트부로 구분된 상태로 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형 사이에 배치되고,
    상기 제3 단계에서,
    상기 유체는 상기 제1 시트부와 상기 제2 시트부 사이에 유입되는 이차전지용 외장재 제조방법.
  7. 청구항 1에서,
    상기 유체는 물, 공기, 또는, 기름인 이차전지용 외장재 제조방법.
  8. 청구항 5에서,
    상기 제3 단계에서,
    상기 제1 금형 중 상기 제1 금형의 만입부(I1)의 둘레부와 상기 제2 금형 중 상기 제2 금형의 만입부(I2)의 둘레부가 서로 가압됨으로써, 상기 제1 금형의 만입부(I1)와 상기 제2 금형의 만입부(I2)가 서로 마주봄으로써 형성되는 빈 공간이 외부로부터 밀봉되는 이차전지용 외장재 제조방법.
  9. 만입된 형상을 갖는 만입부(I)가 형성된 금형; 및
    상기 만입부(I)를 향해 유체를 공급하는 유체 공급 장치; 를 포함하고,
    상기 유체 공급 장치는,
    상기 금형의 측부로부터 상기 만입부(I) 방향으로 연장되어 형성되며 상기 유체가 유동하는 경로를 제공하는 덕트(duct)부; 를 포함하고,
    상기 금형에는,
    이차전지용 외장재 시트의 둘레부 중 적어도 일부가 배치되어 상기 시트의 둘레부에 마찰력을 형성함으로써 상기 시트를 고정하는 고정부가 구비되는 이차전지용 외장재 제조장치.
  10. 청구항 9에서,
    상기 고정부는,
    상기 금형에 형성되고, 주변보다 얇은 두께를 가짐으로써 함몰된 형상을 갖는 함몰부; 및
    상기 함몰부의 상부에 구비되고, 상기 함몰부에 대응되는 형상을 가지며 상방으로 이동 가능한 가압부; 를 포함하는 이차전지용 외장재 제조장치.
  11. 청구항 9에서,
    상기 금형은,
    제1 금형; 및
    상기 제1 금형의 상부에 구비되되, 상기 제1 금형과 마주보도록 구비되는 제2 금형; 을 포함하고,
    상기 고정부는,
    상기 제1 금형의 상부에 구비되는 제1 패킹부; 및
    상기 제2 금형의 하부에 구비되되 상기 제1 패킹부와 마주보는 제2 패킹부; 를 포함하는 이차전지용 외장재 제조장치.
  12. 청구항 10에서,
    상기 함몰부의 내측면은 곡면을 포함하고,
    상기 가압부의 하면은 상기 곡면에 대응되는 형상을 갖는 이차전지용 외장재 제조장치.
  13. 청구항 11에서,
    상기 제1 패킹부는 상방으로 돌출된 형상을 가지고, 상기 제2 패킹부는 하방으로 돌출된 형상을 가지되,
    상기 제1 패킹부의 상면과 상기 제2 패킹부의 하면은 서로 대응되는 형상을 갖는 이차전지용 외장재 제조장치.
  14. 청구항 11에서,
    상기 제1 패킹부는 상기 제1 금형에 부착되거나, 상기 제2 패킹부는 상기 제2 금형에 부착되는 이차전지용 외장재 제조장치.
  15. 청구항 9에서,
    상기 덕트부 중에서 상기 만입부에 구비되는 영역은 닫혀 있는 이차전지용 외장재 제조장치.
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