KR20210137785A - 이차전지 및 그의 제조방법 - Google Patents

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KR20210137785A
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Abstract

본 발명의 이차전지는 전극조립체, 및 상기 전극조립체를 수용하는 통 형태를 가진 파우치를 포함하며, 상기 파우치는, 일면에 구비되고 전극조립체의 일측을 수용하는 일측 수용함과, 타면에 구비되고 전극조립체의 타측을 수용하는 타측 수용함을 구비한 수용부; 상기 일측 수용함과 상기 타측 수용함의 전폭방향 양쪽에 일체로 연결되는 연결부; 및 상기 일측 수용함과 상기 타측 수용함의 전장방향 양쪽을 밀봉하는 실링부를 포함하며, 상기 파우치는, 상기 일측 수용함, 상기 타측 수용함 및 상기 연결부가 일체로 연결되면서 통 형태를 가진다.

Description

이차전지 및 그의 제조방법{SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 통형 파우치를 포함한 이차전지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
상기한 이차전지는 전극조립체가 금속 캔에 내장되는 캔형 이차전지와, 전극조립체가 파우치에 내장되는 파우치형 이차전지로 분류되며, 상기 파우치형 이차전지는 전극과 분리막이 교대로 적층되는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 파우치, 및 상기 전극조립체에 구비된 전극탭과 결합되는 전극리드를 포함한다.
한편, 상기한 이차전지의 파우치는 상부 케이스와 하부케이스가 결합되는 구조를 가지며, 상기 상부 및 하부 케이스는 보호층, 금속층 및 보호층이 순차적으로 적층된 파우치 필름으로 제조된다.
그러나 상기 파우치는 4면이 절단면으로 형성됨으로써 상기 파우치의 4면 테두리에 금속층이 외부로 노출되고, 이에 따라 내전압성이 크게 증가되는 문제점이 있었다.
특허공개번호 제10-2019-0134201호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 파우치를 통 형태로 형성함으로써 파우치의 절단면을 최소화할 수 있고, 이에 따라 파우치에 포함된 금속층의 외부 노출을 크게 줄일 수 있어 내전압성을 크게 낮출 수 있으며, 특히 새로운 구조를 가진 파우치를 구현할 수 있는 이차전지 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이차전지는 전극조립체, 및 상기 전극조립체를 수용하는 통 형태를 가진 파우치를 포함하며, 상기 파우치는, 일면에 구비되고 전극조립체의 일측을 수용하는 일측 수용함과, 타면에 구비되고 전극조립체의 타측을 수용하는 타측 수용함을 구비한 수용부; 상기 일측 수용함과 상기 타측 수용함의 전폭방향 양쪽에 일체로 연결되는 연결부; 및 상기 일측 수용함과 상기 타측 수용함의 전장방향 양쪽을 밀봉하는 실링부를 포함하며, 상기 파우치는, 상기 일측 수용함, 상기 타측 수용함 및 상기 연결부가 일체로 연결되면서 통 형태를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 이차전지는 전극조립체, 및 상기 전극조립체를 수용하는 통 형태를 가진 파우치를 포함하며, 상기 파우치는, 일면에 구비되고 상기 전극조립체를 수용하는 일측 수용함과, 타면에 구비되고 상기 일측 수용함에 밀착되면서 상기 일측 수용함을 마감하는 덮개면을 구비한 수용부; 상기 일측 수용함과 상기 덮개면의 전폭방향 양쪽에 일체로 연결되는 연결부; 및 상기 일측 수용함과 상기 덮개면의 전장방향 양쪽을 밀봉하는 실링부를 포함하며, 상기 파우치는, 상기 일측 수용함, 상기 덮개면 및 상기 연결부가 일체로 연결되면서 통 형태를 가질 수 있다.
상기 연결부는 납작하게 눌려지면서 일측 수용함과 타측 수용함를 연결되도록 밀착시킬 수 있다.
상기 연결부는 납작하게 눌려지면서 일측 수용함과 덮개면을 연결되도록 밀착시킬 수 있다.
상기 연결부는 납작하게 눌린 상태로 접합될 수 있다.
상기 수용부와 상기 연결부 사이에는 가스포켓부가 더 포함될 수 있다.
상기 일측 수용함은 전극조립체의 일측을 수용하는 일측 수용홈이 형성된 박스 형태를 가지고, 상기 타측 수용함은 전국조립체의 타측을 수용하는 타측 수용홈이 형성된 박스 형태를 가질 수 있다.
상기 일측 수용함은 전극조립체 전체를 수용하는 일측 수용홈이 형성된 박스 형태를 가질 수 있다.
납작하게 눌린 상기 연결부의 접힘부 안쪽에는 마감제가 더 포함될 수 있다.
한편, 본 발명의 이차전지 제조방법은 전장방향으로 중공이 형성된 통형 파우치 필름을 준비하되, 상기 통형 파우치 필름은 일면과 타면에 일측 및 타측 수용함을 형성하기 위한 일측 및 타측 수용면과, 상기 일측 및 타측 수용면의 전폭방향 양쪽에 연결된 연결면과, 상기 일측 및 타측 수용면의 전장방향 양쪽에 연결된 실링면을 포함하는 통형 파우치필름 준비단계(S10); 통형 파우치 필름의 일측 및 타측 수용면을 각각 포밍하여 일측 및 타측 수용함를 구비한 수용부를 형성하는 수용부 포밍단계(S20); 상기 일측 및 타측 수용함 사이에 전극조립체를 배치하는 전극조립체 배치단계(S30); 상기 연결면을 납작하게 눌려서 일측 및 타측 수용함을 연결함에 따라 상기 일측 및 타측 수용함 사이에 전극조립체를 수용하는 연결부 형성단계(S40); 및 상기 일측 및 타측 수용함의 전장방향 양쪽에 구비된 실링면을 압착하여 밀봉하는 실링부 형성단계(S50)를 포함하며, 상기 실링부 형성단계(S50)가 완료되면 이차전지가 제조될 수 있다.
상기 연결부 형성단계(S40)는 납작하게 눌린 상기 연결부에 열을 가하여 접합하는 접합공정을 더 포함할 수 있다.
상기 통형 파우치필름 준비단계(S10)에서 파우치 필름은 일측 및 타측 수용면 일면과 연결면 사이에 가스포켓면을 더 포함하고, 상기 실링부 형성단계(S50)는 일측 및 타측 수용함와 가스포켓면 사이, 가스포켓면과 연결면 사이를 실링하여 가스포켓부를 형성하는 공정을 더 포함할 수 있다.
상기 실링부 형성단계(S50) 후, 이차전지를 충방전하는 충방전 단계(S70)와, 상기 파우치의 수용부와 가스포켓부 사이가 밀봉되게 실링하는 재실링 단계(S80), 및 상기 파우치의 수용부에 연결된 가스포켓부를 절단하여 제거하는 가스포켓부 제거단계를 더 포함할 수 있다.
상기 실링부 형성단계(S50)에서 상기 일측 및 타측 수용함와 가스포켓면 사이의 실링부에는 가스통로를 형성될 수 있다.
본 발명의 이차전지는 전극조립체를 수용하는 통 형태를 가진 파우치를 포함하되, 상기 파우치는 일측 및 타측 수용함을 구비한 수용부, 연결부 및 실링부를 포함하는 것에 특징을 가진다. 특히 파우치는, 상기 일측 수용함, 상기 타측 수용함 및 상기 연결부가 일체로 연결되면서 통 형태를 가짐으로써 파우치의 절단면을 2면으로 줄일 수 있고, 이에 따라 파우치의 외부로 노출되는 금속층을 최소할 수 있어 내전압성을 감소시킬 수 있다. 특히 새로운 구조의 파우치를 제조할 수 있고, 공정의 단순화와 밀봉성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 이차전지에서 연결부는 납작하게 눌려지는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 파우치에 구비된 일측 수용함과 타측 수용함을 연결되도록 밀착시킬 수 있고, 그에 따라 전극조립체를 안정적으로 수용할 수 있다. 즉, 연결부가 호 형태를 가지면 일측 및 타측 수용함가 이격되게 배치되면서 일측 및 타측 수용함 사이에 전극조립체를 용이하게 수용할 수 있고, 연결부를 납작하게 누르면, 일측 및 타측 수용함이 연결되면서 그 사이에 배치된 전극조립체를 수용할 수 있다.
또한, 본 발명의 이차전지에서 연결부는 납작하게 눌린 상태로 접합되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 연결부가 복원되면서 일측 및 타측 수용함이 분리되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 일측 및 타측 수용함 사이에 전극조립체를 안정적으로 수용할 수 있다.
한편, 본 발명의 이차전지는 납작하게 눌린 연결부의 접힘부 안쪽에는 마감제가 더 포함되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 상기 마감제로 인해 연결부의 접힌부 안쪽의 접착력을 높일 수 있고, 납작하게 눌린 연결부의 접힘부 안쪽의 틈새 발생을 방지할 수 있다. 즉, 납작하게 눌린 연결부의 접힌부 안쪽은 복원력에 의해 틈새가 발생하면서 실링력 약화와 이물질 유입이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해 연결부를 납작하게 누르기 전에 연결부의 접힌부 안쪽에 접착력을 가진 마감제를 추가로 배치하며, 이에 따라 연결부를 납작하게 누를 경우 마감제에 의해 연결부의 접힌부 안쪽을 틈새가 형성되지 않게 접착할 수 있다.
또한, 본 발명의 이차전지에서 수용부와 연결부 사이에는 가스포켓부가 더 포함되는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 가스포켓부가 포함된 통 형태의 파우치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 도 1의 측면도.
도 4는 도 1의 평면도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지의 파우치를 도시한 사시도.
도 6은 도 5의 단면도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 나타낸 순서도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 통형 파우치필름 준비단계를 나타낸 공정도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 수용부 포밍단계 및 전극조립체 배치단계를 나타낸 공정도.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 연결부 형성단계를 나타낸 공정도.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 실링부 형성단계를 나타낸 공정도.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지를 도시한 사시도.
도 13은 도 12의 정면도.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 가스포켓부 형성단계와 충방전단계를 나타낸 평면도.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 재실링단계와 가스포켓부 절단단계를 나타낸 평면도.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지를 도시한 정면 사시도.
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지를 도시한 배면 사시도.
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지를 도시한 정면도.
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 1 내지 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(110), 상기 전극조립체(110)의 전극탭에 결합되는 전극리드(120), 상기 전극리드(120)의 선단이 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체(110)를 수용하는 파우치(130)를 포함한다. 그리고 상기 파우치(130)는 보호층, 금속층 및 보호층으로 적층된 보호필름을 통해 제조된다.
여기서 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)의 파우치(130)는 상기 금속층의 외부 노출을 최소화하기 위해 통 형태를 가진다. 즉, 통 형태를 가진 파우치(130)은 도 1에서 보았을 때 파우치의 전면과 후면에만 절단면이 구비되며, 이에 따라 파우치의 전면과 후면에만 금속층이 외부로 노출되기 때문에 금속층의 외부 노출을 최소화할 수 있고, 그 결과 내전압성을 감소시킬 수 있다.
일례로, 파우치(130)는 일면에 구비되고 전극조립체(110)의 일측을 수용하는 일측 수용함(131a)과 타면에 구비되고 전극조립체(110)의 타측을 수용하는 타측 수용함(131b)을 구비한 수용부(131), 상기 일측 수용함(131a)과 상기 타측 수용함(131b)의 전폭방향 양쪽에 일체로 연결되는 연결부(132), 및 상기 일측 수용함(131a)과 상기 타측 수용함(131b)의 전장방향 양쪽을 밀봉하는 실링부(133)를 포함한다.
상기 수용부(131)는 전극조립체(110)의 일측(도 1에서 보았을 때 전극조립체의 상측)을 수용하는 일측 수용홈이 형성된 일측 수용함(131a)과, 전극조립체(110)의 타측(도 1에서 보았을 때 전극조립체의 하측)을 수용하는 타측 수용홈이 형성된 타측 수용함(131b)을 포함하며, 상기 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)은 밀착되면 일측 수용홈과 타측 수용홈이 연결되면서 전극조립체를 밀폐되게 수용하는 수용공간을 형성한다.
여기서 일측 수용함(131a)는 도 1에서 보았을 때 파우치의 상부 방향으로 돌출되는 박스 형태를 가지며, 이에 따라 전극조립체(110)의 일측을 수용하는 일측 수용홈이 형성된다. 그리고 상기 타측 수용함(131b)은 도 1에서 보았을 때 파우치의 하부 방향으로 돌출되는 박스 형태를 가지며, 이에 따라 전극조립체(110)의 타측을 수용하는 수용홈이 형성된다.
상기 연결부(132)는 상기 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)의 전폭방향 양쪽에 각각 구비되고, 상기 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)의 전폭방향 양쪽을 일체로 연결한다. 이에 따라 파우치(130)는 상기 일측 수용함(131a), 타측 수용함(131b) 및 연결부(132)가 연결되면서 통 형태가 된다.
상기 실링부(133)는 상기 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)의 전장방향 양쪽에 각각 실링면이 구비되고, 상기 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)의 실링면을 열유착함에 따라 형성된다. 특히 실링부(133)는 파우치의 전장방향 양쪽을 밀봉한다.
이와 같은 구조를 가진 상기 파우치(130)는, 도 1을 참조하면 상기 일측 수용함(131a), 상기 타측 수용함(131b) 및 상기 연결부(132)가 일체로 연결되면서 통 형태를 구현할 수 있고, 이에 따라 새로운 형태의 파우치를 얻을 수 있다. 특히 파우치의 절단면을 최소화 할 수 있고, 이에 따라 내전압성을 크게 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 연결부(132)는 도 1에서 보았을 때 상하방향 길이를 균등하는 중심선을 기준으로 납작하게 눌려지면서 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)을 연결되도록 밀착시킨다. 이에 따라 상기 연결부(132)가 호 형태를 유지하면 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(11b)가 분리되게 위치하여 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b) 사이에 전극조립체(110)를 용이하게 배치할 수 있다. 그리고 상기 연결부(132)가 납작하게 눌리면 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)가 밀착되면서 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b) 사이에 전극조립체를 수용할 수 있다.
한편, 상기 연결부(132)는 납작하게 눌린 상태로 접합될 수 있다. 즉, 상기 연결부(132)는 납작하게 눌린 상태에서 원위치로 복원되지 않도록 접합되며, 이에 따라 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)를 연결된 상태를 유지시킬 수 있고, 그 결과 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b) 사이에 전극조립체를 밀폐되게 수용할 수 있다. 즉, 연결부(132)는 납작하게 압착한 상태로 열을 가하여 열접합할 수 있다.
한편, 상기 연결부(132)는 내부에 접착제를 수용한 상태로 납작하게 눌릴 수 있으며, 이에 따라 상기 연결부의 고정력을 높일 수 있다.
한편, 납작하게 눌린 상기 연결부(132)의 접힘부(132a) 안쪽은 복원력에 의해 구멍(132b)(또는 틈새)가 발생하면서 실링력 약화와 이물질 유입이 발생할 수 있다. 상기 구멍을 마감하기 위해 상기 연결부(132)는 납작하게 눌린 접힘부(132a)의 안쪽에 마감제(132c)를 추가로 배치한다. 즉, 상기 마감제(132c)가 포함된 상태로 연결부(132)를 납작하게 누르면, 마감제(132c)에 의해 연결부의 접힘부에 발생하는 구멍(132b)을 마감할 수 있다. 특히 마감제(132c)는 절연성과 접착성을 가지며, 이에 따라 연결부(132)의 결합력을 높일 수 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지(100)는 통 형태를 가진 파우치를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 절단면이 최소화된 파우치를 구현할 수 있고, 이에 따라 파우치의 외부로 노출되는 금속층을 최소할 수 있어 내전압성을 감소시킬 수 있으며, 특히 새롭게 디자인된 이차전지를 얻을 수 있다.
이하, 본 출원의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 설명한다.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법]
본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 도 7 내지 도 11에 도시되어 있는 것과 같이, 통형 파우치필름 준비단계(S10), 수용부 포밍단계(S20), 전극조립체 배치단계(S30), 연결부 형성단계(S40), 및 실링부 형성단계(S50)를 포함한다.
통형 파우치필름 준비단계
통형 파우치필름 준비단계(S10)는 도 8을 참조하면, 전장방향(도 8에서 보았을 때 전후방향)으로 중공이 형성된 통형 파우치 필름(130a)을 준비한다. 여기서 상기 통형 파우치 필름(130a)은 일면(도 8에서 보았을 때 상면)에 일측 수용함을 형성하기 위한 일측 수용면(130b)이 구비되고, 타면(도 8에서 보았을 때 하면)에 타측 수용함을 형성하기 위한 타측 수용면(130c)이 구비되며, 전폭방향(도 9에서 보았을 때 좌우측방향) 양쪽에 연결부를 형성하기 위한 연결면(130d)이 구비되고, 전장방향(도 8에서 보았을 때 전후방향) 양쪽에 실링부를 형성하기 위한 실링면(130e)이 구비된다.
수용부 포밍단계
수용부 포밍단계(S20)는 도 9를 참조하면, 통형 파우치 필름(130a)의 일측 수용면(130b)과 타측 수용면(130c)을 통형 파우치 필름(130a)의 외측 방향으로 돌출되게 포밍하여 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)을 성형한다. 이때 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)는 상호 대응되는 형태를 가진다. 그리고 일측 수용함(131a)의 안쪽에는 전극조립체의 일측을 수용하기 위한 일측 수용홈이 형성되고, 타측 수용함(131b)의 안쪽에는 전극조립체의 타측을 수용하기 위한 타측 수용홈이 형성된다.
특히 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)는 파우치 필름이 통 형태를 가지기 때문에 서로 분리되게 위치한다.
전극조립체 배치단계
전극조립체 배치단계(S30)는 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b) 사이에 전극조립체(110)를 배치한다. 이때 전극조립체(110)는 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)가 분리되어 있어 간편하게 배치할 수 있다.
연결부 형성단계
연결부 형성단계(S40)는 도 10을 참조하면, 통형 파우치 필름(130a)에 구비된 연결면(130d)을 압착장치(10)를 이용하여 납작하게 누른다. 그러면 연결면(130d)이 반으로 접히도록 압착되면서 연결부(132)가 형성된다. 특히 통형 파우치 필름(130a) 전체가 납작하게 눌려지면서 일측 수용함(131a)와 타측 수용함(131b)이 밀착되며, 이에 따라 상기 수용부(131) 내부에 전극조립체(110)를 수용할 수 있다. 즉, 상기 일측 수용함(131a)에 전극조립체의 일측이 수용되고, 타측 수용함(131b)에 전극조립체의 타측이 수용된다.
한편, 연결부 형성단계(S40)는 납작하게 눌린 상기 연결부(132)에 열을 가하여 접합하는 접합공정을 더 포함한다. 즉, 납작하게 눌린 연결부(132)가 복원되지 않도록 상기 연결부(132)에 열을 가하여 접합한다.
실링부 형성단계
도 11을 참조하면, 실링부 형성단계(S50)는 일측 및 타측 수용함(131a)(131b)에 연결된 실링면(131e)을 실링장치(20)를 이용하여 실링한다. 그러면 일측 및 타측 수용함(131a)(131b)의 전장방향 양쪽이 밀봉되면서 실링부(133)가 형성된다.
상기와 같이 상기 실링부 형성단계(S50)가 완료되면 통 형태를 가진 완제품 이차전지(100)를 제조할 수 있다.
이하, 본 출원의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 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 이차전지와 동일한 구조를 가지되, 전극조립체에서 발생한 가스를 포집하는 가스 포켓부(134)를 더 포함하는 구조를 가진다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(100)는 도 12 및 도 13에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(110), 상기 전극조립체(110)의 전극탭에 결합되는 전극리드(120), 상기 전극리드(120)의 선단이 외부로 인출된 상태로 상기 전극조립체(110)를 수용하는 파우치(130)를 포함한다.
그리고 상기 파우치(130)는 일측 수용함(131a)과 타측 수용함(131b)을 구비한 수용부(131), 연결부(132) 및 실링부(133)를 포함한다.
여기서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(100)는 상기 수용부(131)와 상기 연결부(132) 사이에 가스포켓부(134)가 더 포함된다.
즉, 가스포켓부(134)는 일측 수용함(131a)과 연결부(132) 사이, 타측 수용함(131b)과 연결부(132) 사이에 형성되는 가스포켓면(134a)을 포함한다. 즉, 일측 및 타측 수용함와 가스포켓면 사이, 가스포켓면과 연결면 사이가 실링되면서 가스포켓부(134)가 형성된다. 특히 일측 및 타측 수용함와 가스포켓면 사이의 실링부에는 수용부(131)에 발생한 가스가 가스포켓부(134)로 유입되도록 가스통로(134b)가 형성된다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지(100)는 가스포켓부(134)가 포함된 통 형태를 가진 파우치를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 설명한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 도 14 및 도 15에 도시되어 있는 것과 같이, 앞에서 설명한 제1 실시예에 따른 이차전지 제조방법과 동일한 방법으로 이차전지를 제조한다.
다만, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 상기 통형 파우치필름 준비단계(S10)에서 가스포켓부를 형성하기 위한 면적을 추가로 확보한다. 즉, 통 형태의 파우치필름은 일측 및 타측 수용면(130b)(130c) 일면과 연결면(130d) 사이에 가스포켓면(134a)을 더 포함하며, 이에 따라 가스포켓부를 형성하기 위한 면적을 추가로 확보할 수 있다.
그리고 상기 실링부 형성단계(S50)는 일측 및 타측 수용함(131a)(131b)와 가스포켓면(134a) 사이, 가스포켓면(134a)과 연결부(132) 사이를 실링하여 가스포켓부를 형성하는 공정을 더 포함한다. 여기서 일측 및 타측 수용함와 가스포켓면 사이의 실링부에는 수용부와 가스포켓부를 연결하는 가스통로(134b)를 확보한다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 가스포켓부를 포함한 통 형태의 파우치를 제조할 수 있고, 통 형태의 파우치를 포함한 이차전지를 제조할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 상기 실링부 형성단계(S50) 후, 이차전지를 충방전하는 충방전 단계와, 상기 파우치의 수용부와 가스포켓부 사이가 밀봉되게 실링하는 재실링 단계, 및 상기 파우치의 수용부에 연결된 가스포켓부를 절단하여 제거하는 가스포켓부 제거단계를 더 포함한다. 이때 가스포켓부를 절단하기 전에 수용부와 가스포켓부를 연결하는 가스통로(134b)를 밀봉하는 재실링 공정을 더 수행한다.
상기 충방전 단계는 완제품 이차전지(100)를 충방전하여 활성화시킨다. 이때 이차전지(100)의 파우치(130) 내부에는 가스가 발생하는데, 이 파우치(130) 내부에 발생한 가스는 가스통로(134b)를 통해 가스포켓부(134)에 포집되고, 가스포켓부(134)에 포집된 가스는 외부로 방출된다.
상기 재실링 단계는 수용부(131)와 가스포켓부(134)를 연결하는 가스통로(134b)가 밀봉되게 재실링한다.
상기 가스포켓부 제거단계는 수용부(131)와 가스포켓부(134) 사이의 실링부가 일부 남겨진 상태로 수용부(131)로부터 가스포켓부(134)를 절단하여 제거하며, 상기 가스포켓부 제거단계가 완료되면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지가 완성된다.
[본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지]
본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지(100)는 도 16 및 도 17에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(110), 및 상기 전극조립체(110)에 결합되는 전극리드(120), 상기 전극리드(120)의 선단이 외부로 인출된 상태로 전극조립체(110)를 수용하는 통 형태를 가진 파우치(130)를 포함한다.
상기 파우치(130)는, 수용부(131), 연결부(132) 및 실링부(133)를 포함한다.
상기 수용부(131)는 일면(도 16에서 보았을 때 상면)에 구비되고 상기 전극조립체(110) 전체를 수용하는 일측 수용함(131a)과, 타면(도 16에서 보았을 때 하면)에 구비되고 상기 일측 수용함(131a)에 밀착되면서 상기 일측 수용함(131a)을 마감하는 덮개면(131c)을 포함한다.
상기 연결부(132)는 상기 일측 수용함(131a)과 상기 덮개면(131c)의 전폭방향(도 16에서 보았을 때 좌우방향) 양쪽에 일체로 연결된다.
상기 실링부(133)는 상기 일측 수용함과 상기 덮개면의 전장방향(도 16에서 보았을 때 전후방향)에 구비되고 수용부의 전장방향 양쪽을 밀봉한다.
따라서 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지(100)는 상기 일측 수용함, 상기 덮개면 및 상기 연결부가 일체로 연결되면서 통 형태를 가진 파우치를 구현할 수 있다.
특히 상기 연결부는 납작하게 눌려지면서 일측 수용함과 덮개면을 연결되도록 밀착시키며, 납작하게 눌린 연결부는 접착되면서 복원되는 것을 방지할 수 있다.
[본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지]
본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지(100)는 도 18에 도시되어 있는 것과 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지(100)와 동일한 구조를 가지되, 전극조립체에서 발생한 가스를 포집하는 가스 포켓부(134)를 더 포함하는 구조를 가진다.
즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지(100)는 상기 수용부(131)와 상기 연결부(132) 사이에 가스포켓부(134)가 더 포함된다.
상기 가스포켓부(134)는 일측 수용함(131a)과 연결부(132) 사이, 덮개면(131c)과 연결부(132) 사이에 형성되는 가스포켓면(134a)을 포함되고, 수용부와 가스포켓면 사이, 가스포켓면과 연결부 사이가 실링되면서 형성된다. 특히 수용부(131)와 가스포켓면(134a) 사이의 실링부에는 수용부에 발생한 가스가 가스포켓부로 유입되도록 가스통로(134b)가 형성된다.
따라서 본 발명의 제4 실시예에 따른 이차전지(100)는 가스포켓부를 포함한 통 형태의 파우치를 구현할 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: 전극리드
130: 파우치
131: 수용부
131a: 일측 수용함
131b: 타측 수용함
132: 연결부
133: 실링부
134: 가스포켓부

Claims (14)

  1. 전극조립체, 및
    상기 전극조립체를 수용하는 통 형태를 가진 파우치를 포함하며,
    상기 파우치는,
    일면에 구비되고 전극조립체의 일측을 수용하는 일측 수용함과, 타면에 구비되고 전극조립체의 타측을 수용하는 타측 수용함을 구비한 수용부;
    상기 일측 수용함과 상기 타측 수용함의 전폭방향 양쪽에 일체로 연결되는 연결부; 및
    상기 일측 수용함과 상기 타측 수용함의 전장방향 양쪽을 밀봉하는 실링부를 포함하며,
    상기 파우치는, 상기 일측 수용함, 상기 타측 수용함 및 상기 연결부가 일체로 연결되면서 통 형태를 가지는 이차전지.
  2. 전극조립체, 및
    상기 전극조립체를 수용하는 통 형태를 가진 파우치를 포함하며,
    상기 파우치는,
    일면에 구비되고 상기 전극조립체를 수용하는 일측 수용함과, 타면에 구비되고 상기 일측 수용함에 밀착되면서 상기 일측 수용함을 마감하는 덮개면을 구비한 수용부;
    상기 일측 수용함과 상기 덮개면의 전폭방향 양쪽에 일체로 연결되는 연결부; 및
    상기 일측 수용함과 상기 덮개면의 전장방향 양쪽을 밀봉하는 실링부를 포함하며,
    상기 파우치는, 상기 일측 수용함, 상기 덮개면 및 상기 연결부가 일체로 연결되면서 통 형태를 가지는 이차전지.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결부는 납작하게 눌려지면서 일측 수용함과 타측 수용함를 연결되도록 밀착시키는 이차전지.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결부는 납작하게 눌려지면서 일측 수용함과 덮개면을 연결되도록 밀착시키는 이차전지.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 연결부는 납작하게 눌린 상태로 접합되는 이차전지.
  6. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 수용부와 상기 연결부 사이에는 가스포켓부가 더 포함되는 이차전지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 일측 수용함은 전극조립체의 일측을 수용하는 일측 수용홈이 형성된 박스 형태를 가지고,
    상기 타측 수용함은 전국조립체의 타측을 수용하는 타측 수용홈이 형성된 박스 형태를 가지는 이차전지.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 일측 수용함은 전극조립체 전체를 수용하는 일측 수용홈이 형성된 박스 형태를 가지는 이차전지.
  9. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    납작하게 눌린 상기 연결부의 접힘부 안쪽에는 마감제가 더 포함되는 이차전지.
  10. 전장방향으로 중공이 형성된 통형 파우치 필름을 준비하되, 상기 통형 파우치 필름은 일면과 타면에 일측 및 타측 수용함을 형성하기 위한 일측 및 타측 수용면과, 상기 일측 및 타측 수용면의 전폭방향 양쪽에 연결된 연결면과, 상기 일측 및 타측 수용면의 전장방향 양쪽에 연결된 실링면을 포함하는 통형 파우치필름 준비단계(S10);
    통형 파우치 필름의 일측 및 타측 수용면을 각각 포밍하여 일측 및 타측 수용함를 구비한 수용부를 형성하는 수용부 포밍단계(S20);
    상기 일측 및 타측 수용함 사이에 전극조립체를 배치하는 전극조립체 배치단계(S30);
    상기 연결면을 납작하게 눌려서 일측 및 타측 수용함을 연결함에 따라 상기 일측 및 타측 수용함 사이에 전극조립체를 수용하는 연결부 형성단계(S40); 및
    상기 일측 및 타측 수용함의 전장방향 양쪽에 구비된 실링면을 압착하여 밀봉하는 실링부 형성단계(S50)를 포함하며,
    상기 실링부 형성단계(S50)가 완료되면 이차전지가 제조되는 이차전지 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 연결부 형성단계(S40)는 납작하게 눌린 상기 연결부에 열을 가하여 접합하는 접합공정을 더 포함하는 이차전지 제조방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 통형 파우치필름 준비단계(S10)에서 파우치 필름은 일측 및 타측 수용면 일면과 연결면 사이에 가스포켓면을 더 포함하고,
    상기 실링부 형성단계(S50)는 일측 및 타측 수용함와 가스포켓면 사이, 가스포켓면과 연결면 사이를 실링하여 가스포켓부를 형성하는 공정을 더 포함하는 이차전지 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 실링부 형성단계(S50) 후, 이차전지를 충방전하는 충방전 단계(S70)와, 상기 파우치의 수용부와 가스포켓부 사이가 밀봉되게 실링하는 재실링 단계(S80), 및 상기 파우치의 수용부에 연결된 가스포켓부를 절단하여 제거하는 가스포켓부 제거단계를 더 포함하는 이차전지 제조방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 실링부 형성단계(S50)에서 상기 일측 및 타측 수용함와 가스포켓면 사이의 실링부에는 가스통로를 형성되는 이차전지 제조방법.
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