KR20220040347A - 사이드 폴딩 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20220040347A
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김근희
오세영
하정민
박지수
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치는 파우치 형 이차 전지의 전지 케이스에서 컵부의 외측으로 연장 형성된 사이드를 폴딩하는 폴딩 장치에 있어서, 플레이트 형상을 가지며, 상기 사이드에 인접하게, 상기 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 바디를 포함하되, 상기 바디는, 일측에 위치하고, 상기 사이드의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부를 가열하는 가열부; 및 타측에 위치하고, 상기 사이드의 상대적으로 외측에 위치하는 외측부를 가압하는 가압부를 포함하며, 상기 가열부가 상기 내측부를 가열하면, 상기 바디가 회전하여 상기 가압부가 상기 외측부를 가압한다.

Description

사이드 폴딩 장치 및 방법{The Apparatus And The Method For Folding Side}
본 발명은 사이드 폴딩 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이차 전지의 사이드를 폴딩할 때 사이드와 컵부가 서로 접착되지 않고, 사이드의 보존력이 증가하여 컵부에 접촉한 채로 폴딩 상태를 유지하는 사이드 폴딩 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.
이러한 이차 전지를 제조하기 위해, 먼저 전극 활물질 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 소정 형상의 전극 조립체(Electrode Assembly)를 형성한다. 그리고 전지 케이스에 전극 조립체를 수납하고 전해질 주입 후 실링한다.
이차 전지는 전극 조립체를 수용하는 케이스의 재질에 따라, 파우치 형(Pouch Type) 및 캔 형(Can Type) 등으로 분류된다. 파우치 형(Pouch Type)은 유연한 폴리머 재질로 제조된 파우치에 전극 조립체를 수용한다. 그리고, 캔 형(Can Type)은 금속 또는 플라스틱 등의 재질로 제조된 케이스에 전극 조립체를 수용한다.
파우치 형 이차 전지의 케이스인 파우치는, 유연성을 가지는 파우치 필름에 프레스 가공을 수행하여, 컵부를 형성함으로써 제조된다. 그리고, 컵부가 형성되면, 상기 컵부의 수용 공간에 전극 조립체를 수납하고 사이드를 실링하여 이차 전지를 제조한다.
이러한 프레스 가공 중에서 드로잉(Drawing) 성형은 프레스 장비와 같은 성형 장치에 파우치 필름을 삽입하고 펀치로 파우치 필름에 압력을 인가하여, 파우치 필름을 연신시킴으로써 수행된다. 파우치 필름은 복수의 층으로 형성되며, 그 중에 내부에 위치한 수분 배리어층은 금속으로 제조된다. 그런데, 종래에는 이러한 수분 배리어층의 금속이 알루미늄 합금 중에서 결정립도가 크고, 수분 배리어층의 두께가 얇게 형성되었다. 따라서, 부피 대비 에너지 밀도를 감소시키기 위해 사이드를 폴딩하면, 사이드가 고정되지 않고 소정의 각도 다시 언폴딩되었다. 이에 사이드에 별도로 테이프를 부착하면, 테이프의 자체 두께에 의해 이차 전지의 전체 두께가 증가하는 문제가 있었다. 또한 사이드를 폴딩하는 공정 이후에, 테이프를 부착하는 추가적인 공정이 필요하여, 공정 수를 증가시키고 이차 전지의 제조 수율을 저하시키는 문제도 있었다.
한국공개공보 제2019-0048863호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이차 전지의 사이드를 폴딩할 때 사이드와 컵부가 서로 접착되지 않고, 사이드의 보존력이 증가하여 컵부에 접촉한 채로 폴딩 상태를 유지하는 사이드 폴딩 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치는 파우치 형 이차 전지의 전지 케이스에서 컵부의 외측으로 연장 형성된 사이드를 폴딩하는 폴딩 장치에 있어서, 플레이트 형상을 가지며, 상기 사이드에 인접하게, 상기 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 바디를 포함하되, 상기 바디는, 일측에 위치하고, 상기 사이드의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부를 가열하는 가열부; 및 타측에 위치하고, 상기 사이드의 상대적으로 외측에 위치하는 외측부를 가압하는 가압부를 포함하며, 상기 가열부가 상기 내측부를 가열하면, 상기 바디가 회전하여 상기 가압부가 상기 외측부를 가압한다.
또한, 상기 사이드의 내측부는, 미실링되고, 상기 사이드의 외측부는, 실링될 수 있다.
또한, 상기 사이드는, 상기 컵부에 미접착되면서, 상기 내측부에서 폴딩될 수 있다.
또한, 상기 사이드는, 상기 컵부의 외벽에 접촉하며 폴딩될 수 있다.
또한, 상기 사이드는, 상대적으로 외측 단부에 더 가까운 위치에서 폴딩된 제1 폴딩부; 및 상대적으로 컵부에 더 가까운 위치에서 폴딩된 제2 폴딩부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 폴딩부는, 상기 외측부에 위치하고, 상기 제2 폴딩부는, 상기 내측부에 위치할 수 있다.
또한, 상기 사이드는, 상기 제1 폴딩부를 기준으로 170° 내지 180° 의 각도로 폴딩될 수 있다.
또한, 상기 사이드는, 상기 제2 폴딩부를 기준으로 85° 내지 95° 의 각도로 폴딩될 수 있다.
또한, 상기 사이드는, 상기 제2 폴딩부를 기준으로 88° 내지 92° 의 각도로 폴딩될 수 있다.
또한, 상기 가열부는, 165° 내지 220°의 온도로 상기 내측부를 가열할 수 있다.
또한, 상기 가열부는, 1초 내지 3초의 시간동안 상기 내측부를 가열할 수 있다.
또한, 상기 전지 케이스는, 파우치 필름을 성형하여 제조되고, 상기 파우치 필름은, 제1 폴리머로 제조되고, 최내층에 형성되는 실란트층; 제2 폴리머로 제조되고, 최외층에 형성되는 표면 보호층; 및 합금번호 AA80XX 계열의 알루미늄 합금을 포함하는 금속으로 제조되고, 상기 표면 보호층 및 상기 실란트층의 사이에 적층되는 가스 배리어층을 포함하되, 상기 가스 배리어층은, 두께가 50 내지 80 μm이고, 상기 실란트층은, 두께가 60 내지 100 μm일 수 있다.
또한, 상기 가열부는, 내부에 외부로부터 전력을 공급받아 열을 발생시키는 히팅 코일을 포함할 수 있다.
또한, 상기 가열부는, 내부에 유체가 유동하는 튜브를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 사이드 폴딩 방법은 플레이트 형상을 가지는 바디를, 상기 사이드에 인접하게, 상기 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치하는 단계; 상기 바디의 일측에 위치하는 가열부가, 상기 사이드의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부에 접촉하여 상기 내측부를 가열하는 단계; 및 상기 바디가 회전하여, 상기 바디의 타측에 위치하는 가압부가, 상기 사이드의 상대적으로 외측에 위치하는 외측부를 가압하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 내측부를 가열하는 단계에 있어서, 상기 가열부는, 165° 내지 220°의 온도로 상기 내측부를 가열할 수 있다.
또한, 상기 내측부를 가열하는 단계에 있어서, 상기 가열부는, 1초 내지 3초의 시간동안 상기 내측부를 가열할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치는 파우치 형 이차 전지의 전지 케이스에서 컵부의 외측으로 연장 형성된 사이드를 폴딩하는 사이드 폴딩 장치에 관한 것으로서, 사이드를 1차 폴딩하는 제1 사이드 폴딩 장치 및 사이드를 2차 폴딩하는 제2 사이드 폴딩 장치를 포함하고, 제1 사이드 폴딩 장치는, 단면이 원형인 형상을 가지며, 사이드에 인접하게, 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 제1 바디를 포함하되, 제1 바디는 사이드의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부를 가열하며 내측부가 폴딩되는 방향으로 내측부를 가압하고, 제2 사이드 폴딩 장치는, 플레이트 형상을 가지며, 사이드에 인접하게, 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 제2 바디를 포함하되, 제2 바디는, 일측에 위치하고, 사이드의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부를 가열하는 가열부; 및 타측에 위치하고, 사이드의 상대적으로 외측에 위치하는 외측부를 가압하는 가압부를 포함하고, 제1 사이드 폴딩 장치가 제1 바디를 이용하여 내측부를 가열, 가압한 이후에, 제2 사이드 폴딩 장치의 제2 바디가 컵부에 가까워지는 방향으로 이동하며, 가열부가 내측부를 가열하고 가압부가 외측부를 가압하는 것일 수 있다.
컵부는 하측에 위치하는 제1 컵부 및 제1 컵부의 상측에 위치하는 제2 컵부를 포함하고, 제1 사이드 폴딩 장치의 제1 바디는 제1 컵부에서 제2 컵부를 향하는 방향과 같은 방향인 하측에서 상측 방향으로 이동하며 내측부를 가열 및 가압하는 것일 수 있다.
제1 사이드 폴딩 장치가 내측부를 가열, 가압한 이후에, 제2 사이드 폴딩 장치의 제2 바디가 컵부에 가까워지는 방향으로 이동 시, 제2 바디는 컵부에 가까워지는 방향으로 직선 이동하는 것일 수 있다.
제2 바디의 직선 이동은 컵부의 바닥부가 이루는 평면과 평행한 가상의 평면을 따라 이동하는 직선 이동인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드 폴딩 단계는 파우치 형 이차 전지의 전지 케이스에서 컵부의 외측으로 연장 형성된 사이드를 폴딩하는 사이드 폴딩 방법에 관한 것으로서, 제1 사이드 폴딩 장치를 이용하여 사이드를 1차 폴딩하는 1차 사이드 폴딩 단계; 및 제2 사이드 폴딩 장치를 이용하여 사이드를 2차 폴딩하는 2차 사이드 폴딩 단계;를 포함하고, 1차 사이드 폴딩 단계는, 단면이 원형인 형상을 가지며, 사이드에 인접하게, 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 제1 바디를 포함하는 제1 사이드 폴딩 장치가 제1 바디를 이용하여 사이드의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부를 가열하며 내측부가 폴딩되는 방향으로 내측부를 가압하는 단계이고, 1차 사이드 폴딩 단계 이후에 수행되는 2차 사이드 폴딩 단계는, 플레이트 형상을 가지며, 사이드에 인접하게, 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 제2 바디를 포함하는 제2 사이드 폴딩 장치가 제2 바디를 컵부에 가까워지는 방향으로 이동 시키며, 일측의 가열부를 통해 내측부를 가열하고, 타측의 가압부를 통해 사이드의 상대적으로 외측에 위치하는 외측부를 가압하는 단계인 것일 수 있다.
컵부는 하측에 위치하는 제1 컵부 및 제1 컵부의 상측에 위치하는 제2 컵부를 포함하고, 1차 사이드 폴딩 단계에서, 제1 사이드 폴딩 장치의 제1 바디는 제1 컵부에서 제2 컵부를 향하는 방향과 같은 방향인 하측에서 상측 방향으로 이동하며 내측부를 가열 및 가압하는 것일 수 있다.
2차 사이드 폴딩 단계에서, 제2 사이드 폴딩 장치의 제2 바디가 컵부에 가까워지는 방향으로 이동 시, 제2 바디는 컵부에 가까워지는 방향으로 직선 이동하는 것일 수 있다.
제2 바디의 직선 이동은 컵부의 바닥부가 이루는 평면과 평행한 가상의 평면을 따라 이동하는 직선 이동인 것일 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
사이드 폴딩 장치의 가열부가 사이드의 내측부를 가열하여 실란트층의 제1 폴리머를 연화시킨 후, 사이드 폴딩 장치의 가압부가 사이드의 외측부를 가압하므로, 사이드가 컵부의 외벽에 완전히 접촉할 수 있으며, 별도의 테이프가 부착될 필요가 없이 사이드가 다시 언폴딩되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(1)의 조립도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 필름(135)의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스(13)의 사이드(134)를 실링한 모습을 나타낸 개략도이다.
도 4는 종래의 사이드(334)를 폴딩한 모습을 측면에서 나타낸 개략도이다.
도 5는 종래의 사이드(334)를 폴딩한 모습을 상면에서 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치(2)의 가열부(211)가 사이드(134)의 내측부(1342)를 가열하는 모습을 측면에서 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치(2)의 가압부(212)가 사이드(134)의 외측부(1341)를 가압하는 모습을 측면에서 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드(134)를 폴딩한 모습을 측면에서 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 사이드 폴딩 장치의 제1 바디가 사이드의 내측부를 가열, 가압하는 모습을 측면에서 나타낸 개략도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 사이드 폴딩 장치의 제2 바디가 상기 컵부에 가까워지는 방향으로 직선 이동하는 모습을 측면에서 나타낸 개략도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 사이드 폴딩 장치의 가열부가 사이드의 내측부를 가열하고, 가압부가 사이드의 외측부를 가압하는 모습을 측면에서 나타낸 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
일 실시예
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(1)의 조립도이다.
전극 조립체(10)는 전극 및 분리막을 교대로 적층하여 형성한다. 먼저 전극 활물질과 바인더 및 가소제를 혼합한 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극 등의 전극들을 제조한다. 그리고 분리막(Separator)들을 전극들 사이에 적층하여 전극 조립체(10)를 형성하고, 전극 조립체(10)를 전지 케이스(13)에 삽입하고 전해질 주입 후 실링한다.
구체적으로, 전극 조립체(Electrode Assembly, 10)는 양극 및 음극 두 종류의 전극과, 상기 전극들을 상호 절연시키기 위해 전극들 사이에 개재되는 분리막을 포함한다. 이러한 전극 조립체(10)는 스택형, 젤리롤형, 스택 앤 폴딩형 등이 있다. 두 종류의 전극, 즉 양극과 음극은 각각 알루미늄과 구리를 포함하는 금속 포일 또는 금속 메쉬 형태의 전극 집전체에 활물질 슬러리가 도포된 구조이다. 슬러리는 통상적으로 입상의 활물질, 보조 도체, 바인더 및 가소제 등이 용매가 첨가된 상태에서 교반되어 형성될 수 있다. 용매는 후속 공정에서 제거된다.
전극 조립체(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 탭(Electrode Tab, 11)을 포함한다. 전극 탭(11)은 전극 조립체(10)의 양극 및 음극과 각각 연결되고, 전극 조립체(10)로부터 외부로 돌출되어, 전극 조립체(10)의 내부와 외부 사이에 전자가 이동할 수 있는 경로가 된다. 전극 조립체(10)의 전극 집전체는 전극 활물질이 도포된 부분과 전극 활물질이 도포되지 않은 말단 부분, 즉 무지부로 구성된다. 그리고 전극 탭(11)은 무지부를 재단하여 형성되거나 무지부에 별도의 도전부재를 초음파 용접 등으로 연결하여 형성될 수도 있다. 이러한 전극 탭(11)은 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(10)의 각각 다른 방향으로 돌출될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 일측으로부터 동일한 방향으로 나란히 돌출되는 등 다양한 방향을 향해 돌출 형성될 수도 있다.
전극 조립체(10)의 전극 탭(11)에는 이차 전지(1)의 외부로 전기를 공급하는 전극 리드(Electrode Lead, 12)가 스팟(Spot) 용접 등으로 연결된다. 그리고, 전극 리드(12)의 일부는 절연부(14)로 주위가 포위된다. 절연부(14)는 전지 케이스(13)의 제1 케이스(131)와 제2 케이스(132)가 열 융착되는 사이드(134)에 한정되어 위치하여, 전극 리드(12)를 전지 케이스(13)에 접착시킨다. 그리고, 전극 조립체(10)로부터 생성되는 전기가 전극 리드(12)를 통해 전지 케이스(13)로 흐르는 것을 방지하며, 전지 케이스(13)의 실링을 유지한다. 따라서, 이러한 절연부(14)는 전기가 잘 통하지 않는 비전도성을 가진 부도체로 제조된다. 일반적으로 절연부(14)로는, 전극 리드(12)에 부착하기 용이하고, 두께가 비교적 얇은 절연테이프를 많이 사용하나, 이에 제한되지 않고 전극 리드(12)를 절연할 수 있다면 다양한 부재를 사용할 수 있다.
전극 리드(12)는 일단이 상기 전극 탭(11)과 연결되고 타단이 상기 전지 케이스(13)의 외부로 각각 돌출된다. 즉, 전극 리드(12)는 양극 탭(111)에 일단이 연결되고, 양극 탭(111)이 돌출된 방향으로 연장되는 양극 리드(121) 및 음극 탭(112)에 일단이 연결되고, 음극 탭(112)이 돌출된 방향으로 연장되는 음극 리드(122)를 포함한다. 한편, 양극 리드(121) 및 음극 리드(122)는 도 1에 도시된 바와 같이, 모두 타단이 전지 케이스(13)의 외부로 돌출된다. 그럼으로써, 전극 조립체(10)의 내부에서 생성된 전기를 외부로 공급할 수 있다. 또한, 양극 탭(111) 및 음극 탭(112)이 각각 다양한 방향을 향해 돌출 형성되므로, 양극 리드(121) 및 음극 리드(122)도 각각 다양한 방향을 향해 연장될 수 있다.
양극 리드(121) 및 음극 리드(122)는 서로 그 재질이 다를 수 있다. 즉, 양극 리드(121)는 양극 집전체와 동일한 알루미늄(Al) 재질이며, 음극 리드(122)는 음극 집전체와 동일한 구리(Cu) 재질 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리 재질일 수 있다. 그리고 전지 케이스(13)의 외부로 돌출된 전극 리드(12)의 일부분은 단자부가 되어, 외부 단자와 전기적으로 연결된다.
전지 케이스(13)는 전극 조립체(10)를 내부에 수납하는, 유연성의 재질로 제조된 파우치이다. 이하, 전지 케이스(13)는 파우치인 것으로 설명한다. 펀치(22) 등을 이용하여 유연성을 가지는 파우치 필름(135)을 드로잉(Drawing) 성형하면, 일부가 연신되어 주머니 형태의 수용 공간(1331)을 포함하는 컵부(133)가 형성됨으로써, 전지 케이스(13)가 제조된다.
전지 케이스(13)는 전극 리드(12)의 일부가 노출되도록 전극 조립체(10)를 수용하고 실링된다. 이러한 전지 케이스(13)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 케이스(131)와 제2 케이스(132)를 포함한다. 제1 케이스(131)에는 컵부(133)가 형성되어 전극 조립체(10)를 수용할 수 있는 수용 공간(1331)이 마련되고, 제2 케이스(132)는 상기 전극 조립체(10)가 전지 케이스(13)의 외부로 이탈되지 않도록 상기 수용 공간(1331)을 상방에서 커버한다. 제1 케이스(131)와 제2 케이스(132)는 도 1에 도시된 바와 같이 일측이 서로 연결되어 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 서로 분리되어 별도로 제조되는 등 다양하게 제조될 수 있다.
파우치 필름(135)에 컵부(133)를 성형할 때, 하나의 파우치 필름(135)에 하나의 컵부(133)만이 형성될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 하나의 파우치 필름(135)에 두 개의 컵부(133)를 서로 이웃하게 드로잉 성형할 수도 있다. 그러면 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 케이스(131)와 제2 케이스(132)에는 각각 컵부(133)가 형성된다. 이 때, 제1 케이스(131)와 제2 케이스(132)에 형성된 각각의 컵부(133)는, 서로 깊이(D)가 동일할 수 있으나, 이에 제한되지 않고 서로 깊이(D)가 상이할 수도 있다. 제1 케이스(131)의 컵부(133)에 마련된 수용 공간(1331)에 전극 조립체(10)를 수납한 후에, 두 개의 컵부(133)가 서로 마주보도록 전지 케이스(13)에서 두 컵부(133)의 사이에 형성된 브릿지(136)를 중심으로 전지 케이스(13)를 폴딩할 수 있다. 그러면 제2 케이스(132)의 컵부(133)가 전극 조립체(10)를 상방에서도 수용한다. 따라서, 두 개의 컵부(133)가 하나의 전극 조립체(10)를 수용하므로, 컵부(133)가 하나일 때보다 두께가 더 두꺼운 전극 조립체(10)도 수용할 수 있다. 또한, 전지 케이스(13)가 폴딩됨으로써 제1 케이스(131)와 제2 케이스(132)가 서로 일체로 연결되므로, 추후에 실링 공정을 수행할 때 실링할 사이드(134)의 개수가 감소할 수 있다. 따라서, 공정 속도를 향상시킬 수 있고, 실링 공정 수도 감소시킬 수도 있다.
한편 전지 케이스(13)는 전극 조립체(10)를 수용하는 수용 공간(1331)이 마련된 컵부(133), 컵부(133)의 측부에 형성되어 디가싱 홀(H)을 통해 상기 컵부(133)의 내부에 생성되는 가스를 배출하는 디가싱부(137)를 포함할 수 있다. 전지 케이스(13)의 컵부(133)에 전극 조립체(10)를 수납하고 전해액을 주입한 후, 활성화 공정을 수행하면, 전지 케이스(13)의 내부에서 가스가 발생하고 이러한 가스를 외부로 배출하기 위해 디가싱 공정을 수행한다.
전극 조립체(10)의 전극 탭(11)에 전극 리드(12)가 연결되고, 전극 리드(12)의 일부분에 절연부(14)가 형성되면, 제1 케이스(131)의 컵부(133)에 마련된 수용 공간(1331)에 전극 조립체(10)가 수용되고, 제2 케이스(132)가 상기 공간을 상부에서 커버한다. 그리고, 내부에 전해질을 주입하고 제1 케이스(131)와 제2 케이스(132)의 컵부(133)의 외측으로 연장 형성된 사이드(134)를 실링한다. 전해질은 이차 전지(1)의 충, 방전 시 전극의 전기 화학적 반응에 의해 생성되는 리튬 이온을 이동시키기 위한 것으로, 리튬염과 고순도 유기 용매류의 혼합물인 비수질계 유기 전해액 또는 고분자 전해질을 이용한 폴리머를 포함할 수 있다. 나아가, 전해질은 황화물계, 산화물계 또는 폴리머계의 고체 전해질을 포함할 수도 있고, 이러한 고체 전해질은 외력에 의해 쉽게 변형되는 유연성을 가질 수도 있다. 이와 같은 방법을 통해, 파우치 형 이차 전지(1)가 제조될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 필름(135)의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지(1)의 전지 케이스(13)인 파우치는 파우치 필름(135)을 드로잉(Drawing) 성형하여 제조된다. 즉, 파우치 필름(135)을 펀치(22) 등으로 연신시켜 컵부(133)를 형성함으로써 제조된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이러한 파우치 필름(135)은 도 2에 도시된 바와 같이, 실란트층(Sealant Layer, 1351), 수분 배리어층(Moisture Barrier Layer, 1352), 표면 보호층(Surface Protection Layer, 1353) 및 연신 보조층(Drawing Assistance Layer, 1354)을 포함한다.
실란트층(1351)은 제1 폴리머로 제조되고, 최내층에 형성되어 전극 조립체(10)와 직접 접촉할 수 있다. 여기서 최내층이란, 상기 수분 배리어층(1352)을 기준으로 전극 조립체(10)가 위치하는 방향으로 향할 때 가장 마지막에 위치한 층을 말한다. 전지 케이스(13)는 상기와 같은 적층 구조의 파우치 필름(135)을, 펀치(22) 등을 이용하여 드로잉(Drawing) 성형하면, 일부가 연신되어 주머니 형태의 수용 공간(1331)을 포함하는 컵부(133)를 형성하면서 제조된다. 그리고, 이러한 수용 공간(1331)에 전극 조립체(10)가 내부에 수용되면 전해질을 주입한다. 그 후에 제1 케이스(131)와 제2 케이스(132)를 서로 마주보도록 접촉시키고, 사이드(134)에 열 압착을 하면 실란트층(1351)끼리 접착됨으로써 파우치가 실링된다. 이 때, 실란트층(1351)은 전극 조립체(10)와 직접적으로 접촉하므로 절연성을 가져야 하며, 전해질과도 접촉하므로 내식성을 가져야 한다. 또한, 내부를 완전히 밀폐하여 내부 및 외부간의 물질 이동을 차단해야 하므로, 높은 실링성을 가져야 한다. 즉, 실란트층(1351)끼리 접착된 사이드(134)는 우수한 열 접착 강도를 가져야 한다. 일반적으로 이러한 실란트층(1351)을 제조하는 제1 폴리머는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론, 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질로 이루어질 수 있다. 특히, 주로 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌(PE) 등의 폴리올레핀계 수지가 사용된다. 폴리프로필렌(PP)은 인장강도, 강성, 표면경도, 내마모성, 내열성 등의 기계적 물성과 내식성 등의 화학적 물성이 뛰어나, 실란트층(1351)을 제조하는데 주로 사용된다. 나아가, 무연신 폴리프로필렌(Cated Polypropylene) 또는 산처리된 폴리프로필렌(Acid Modified Polypropylene) 또는 폴리프로필렌-부틸렌-에틸렌 삼원 공중합체로 구성될 수도 있다. 여기서 산처리된 폴리프로필렌은 MAH PP(말레익 안하이드라이드 폴리프로필렌)일 수 있다. 또한, 실란트층(1351)은, 어느 하나의 물질로 이루어진 단일막 구조를 갖거나, 2개 이상의 물질이 각각 층을 이루어 형성된 복합막 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 실란트층(1351)의 두께는 60 내지 100 μm일 수 있으며, 특히 75 내지 85 μm 일 수 있다. 만약 실란트층(1351)의 두께가 60 μm보다 얇다면, 실링시 내부가 파괴되는 등 실링 내구성이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 반대로 만약 실란트층(1351)의 두께가 100 μm 보다 두껍다면, 파우치 전체의 두께가 과도하게 두꺼워지므로, 오히려 이차 전지(1)의 부피 대비 에너지 밀도가 저하될 수 있다.
수분 배리어층(1352)은 표면 보호층(1353) 및 실란트층(1351)의 사이에 적층되어 파우치의 기계적 강도를 확보하고, 이차 전지(1) 외부의 가스 또는 수분 등의 출입을 차단하며, 전해질의 누수를 방지한다. 수분 배리어층(1352)은 금속으로 제조되며, 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 수분 배리어층(1352)은 합금번호 AA80XX 계열의 알루미늄 합금을 포함하는 금속으로 제조될 수 있다. 알루미늄은 소정 수준 이상의 기계적 강도를 확보할 수 있으면서도 무게가 가볍고 전극 조립체(10)와 전해질에 의한 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 확보할 수 있다.
종래에는 합금번호가 AA30XX계열의 알루미늄 합금이 자주 사용되었으나, 철의 함량이 0.7 wt% 이하이므로 기계적 강도가 낮다는 문제가 있었다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 알루미늄 합금은 합금번호가 AA80XX 계열이다. 이러한 알루미늄 합금에는 다양한 소재가 포함될 수 있다. 예를 들어, 철(Fe), 구리(Cu), 크롬(Cr), 망간(Mn), 니켈(Ni), 마그네슘(Mg) 및 아연(Zn)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상이 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 수분 배리어층(1352)의 두께는 50 μm 내지 80 μm일 수 있고, 특히 55 μm 내지 65 μm 일 수 있다. 종래에는 수분 배리어층의 두께가 50 μm보다 얇아 성형성이 저하되었다. 이에, 파우치 필름(135)을 드로잉 성형하면, 컵부(333, 도 4에 도시됨)의 깊이(D)를 깊게 형성할 때 컵부(333)의 외벽(3333, 도 4에 도시됨)이 수직에 가깝게 형성되는데 한계가 있었다.
반대로 만약 수분 배리어층의 두께를 대략 80 μm보다 두껍다면, 제조 비용이 증가할 뿐만 아니라 이차 전지 전체의 두께가 과도하게 두꺼워져 이차 전지의 부피 대비 에너지 밀도가 저하되는 문제가 있다. 만약 이차 전지 전체의 두께를 감소시키기 위해 실란트층의 두께를 60 μm보다 얇게 감소시킨다면, 실링 내구성이 저하되는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면 수분 배리어층(1352)의 성형성이 향상되므로, 파우치 필름(135)을 드로잉 성형할 때 컵부(133)의 깊이(D)를 깊게 형성하면서도 컵부(133)의 외벽(1333)이 수직에 가까워질 수 있다. 그러면, 수용 공간(1331)의 부피가 증가하므로, 내부에 수납되는 전극 조립체(10)의 부피도 증가할 수 있고, 이차 전지(1)의 부피 대비 에너지 효율도 증가할 수 있다. 그리고 제조 비용이 크게 증가하지 않으면서, 실란트층(1351)의 두께를 감소시키지 않고도 파우치 전체의 두께도 크게 증가하지 않고, 실링 내구성도 저하되지 않을 수 있다.
표면 보호층(1353)은 제2 폴리머로 제조되고, 최외층에 형성되어 외부와의 마찰 및 충돌로부터 이차 전지(1)를 보호하면서, 전극 조립체(10)를 외부로부터 전기적으로 절연시킨다. 여기서 최외층이란, 상기 수분 배리어층(1352)을 기준으로 전극 조립체(10)가 위치하는 방향의 반대 방향으로 향할 때 가장 마지막에 위치한 층을 말한다. 이러한 표면 보호층(1353)을 제조하는 제2 폴리머는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질일 수 있다. 특히, 주로 내마모성 및 내열성을 가지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리머가 사용되는 것이 바람직하다. 그리고 표면 보호층(1353)은 어느 하나의 물질로 이루어진 단일막 구조를 가지거나, 2개 이상의 물질이 각각 층을 이루어 형성된 복합막 구조를 가질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이러한 표면 보호층(1353)의 두께는 5 μm 내지 25 μm일 수 있으며, 특히 7 μm 내지 12 μm 일 수 있다. 만약 표면 보호층(1353)의 두께가 5 μm 보다 얇다면, 외부 절연성이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 반대로 만약 표면 보호층(1353)의 두께가 25 μm 보다 두껍다면, 파우치 전체의 두께가 두꺼워지므로, 오히려 이차 전지(1)의 부피 대비 에너지 밀도가 저하될 수 있다.
한편, PET는 저렴하고 내구성이 뛰어나며 전기 절연성이 우수하나, 상기 수분 배리어층(1352)으로 자주 사용되는 알루미늄과 접착성도 약하고, 응력을 인가하여 연신될 때의 거동도 서로 상이할 수 있다. 따라서, 표면 보호층(1353)과 수분 배리어층(1352)을 직접 접착하면, 드로잉 성형 도중에 표면 보호층(1353)과 수분 배리어층(1352)과 박리될 수도 있다. 그럼으로써, 수분 배리어층(1352)이 균일하게 연신되지 않아, 성형성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전지 케이스(13)는 제3 폴리머로 제조되고, 표면 보호층(1353) 및 수분 배리어층(1352) 사이에 적층되는 연신 보조층(1354)을 더 포함할 수 있다. 연신 보조층(1354)은 표면 보호층(1353) 및 수분 배리어층(1352) 사이에 적층되어, 표면 보호층(1353)과 수분 배리어층(1352)이 연신될 때 박리되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 연신 보조층(1354)을 제조하는 제3 폴리머는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질일 수 있다. 특히, 나일론(Nylon) 수지는 표면 보호층(1353)의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와는 접착이 용이하고, 수분 배리어층(1352)의 알루미늄 합금과는 연신될 때의 거동이 유사하므로, 제3 폴리머로는 주로 나일론(Nylon) 수지가 사용될 수 있다. 그리고 연신 보조층(1354)은 어느 하나의 물질로 이루어진 단일막 구조를 가지거나, 2개 이상의 물질이 각각 층을 이루어 형성된 복합막 구조를 가질 수도 있다.
종래에는 수분 배리어층이 대략 30 내지 50 μm, 특히 40 μm의 두께를 가졌고, 이에 따라 연신 보조층은 대략 15 μm의 상당히 얇은 두께를 가졌다. 즉, 연신 보조층과 수분 배리어층의 두께 비율이 1:2.67로, 수분 배리어층의 두께 비율이 상당히 높았다. 그런데 상기 기술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 수분 배리어층(1352)이 대략 50 내지 80 μm, 특히 55 μm 내지 65 μm의 두께를 가지므로, 수분 배리어층(1352)의 성형성이 향상된다. 이 때, 연신 보조층(1354) 또한 성형성을 향상시키기 위해, 연신 보조층(1354)은, 20 μm 내지 50 μm의 두께를 가질 수 있으며, 특히 25 μm 내지 38 μm의 두께를 가지는 것이 바람직하다. 만약 20 μm 보다 얇다면, 연신 보조층(1354)이 수분 배리어층(1352)의 향상된 성형성을 따르지 못하여, 연신되는 도중에 파손될 수 있다. 반대로, 만약 50 μm 보다 두껍다면, 파우치 전체의 두께가 두꺼워지므로, 이차 전지의 부피가 증가하고 에너지 밀도가 저하될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연신 보조층(1354)과 수분 배리어층(1352)의 두께 비율이 1:2.5보다 작을 수 있다. 즉 종래보다 연신 보조층(1354)의 두께 비율이 더욱 증가할 수 있다. 다만, 연신 보조층(1354)의 두께가 과도하게 두꺼워지면, 파우치 전체의 두께가 두꺼워지므로, 과도한 두께가 되지 않기 위해 상기 두께 비율은 1:1.5보다 클 수 있다. 즉, 상기 두께 비율은 1:1.5 내지 1:2.5일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스(13)의 사이드(134)를 실링한 모습을 나타낸 개략도이다.
파우치 필름(135)을 드로잉 성형하여 형성된 컵부(133)에 전극 조립체(10)를 수납하고, 제1 케이스(131) 및 제2 케이스(132)의 두 개의 컵부(133)가 서로 마주보도록 브릿지(136)를 중심으로 전지 케이스(13)를 폴딩한다. 그리고 사이드(134)를 실링하고 디가싱부(137)를 통해 디가싱 공정을 수행한 후에, 디가싱부(137)를 절단한다. 그럼으로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 디가싱부(137)의 길이가 짧아지고, 이차 전지(1)의 부피가 감소할 수 있다.
디가싱부(137)를 절단하고 남은 사이드(134)는, 복수의 사이드(134) 중에서, 전극 리드(12)가 돌출 형성되지 않는다. 그런데 사이드(134)를 실링한 후에 그대로 방치하면, 이차 전지(1)의 전체 부피가 증가한다. 따라서, 부피 대비 에너지 밀도를 감소시키기 위해, 사이드(134)를 폴딩하는 것이 바람직하다.
한편, 사이드(134)는 도 3에 도시된 바와 같이, 외측부(1341) 및 내측부(1342)를 포함할 수 있다. 외측부(1341)는 사이드(134)에서 상대적으로 외측에 위치하며 실링된 부분이고, 내측부(1342)는 사이드(134)에서 상대적으로 내측에 위치하며 미실링된 영역이다.
구체적으로, 상기 전지 케이스(13)의 사이드(134)를 실링하여 외측부(1341)를 형성할 때, 외측부(1341)가 컵부(133)로부터 바로 연결되지 않고, 어느 정도 이격되어 형성될 수 있다. 사이드(134)를 실링할 때에는 별도의 실링 툴(미도시)을 이용하여 사이드(134)에 열 및 압력을 인가하여야 한다. 그런데 만약, 이러한 실링 툴을 컵부(133)에 밀착한 상태로 사이드(134)를 실링한다면, 사이드(134)의 내측에 위치한 실란트층(1351)이 일부 용융되면서 전극 조립체(10)를 향해 누출되어, 전극 조립체(10)를 오염시킬 수 있다. 또한, 실링 툴의 열이 전극 조립체(10)까지 전달되어 전극 조립체(10)가 손상될 수도 있다, 따라서, 실링 툴을 컵부(133)로부터 어느 정도 이격한 상태로 사이드(134)를 실링하는 것이 바람직하다. 그러면, 실링 툴로 실링된 부분이 외측부(1341)가 되고, 실링 툴이 컵부(133)로부터 이격되어 실링되지 않는 부분이 내측부(1342)가 된다.
도 4는 종래의 사이드(334)를 폴딩한 모습을 측면에서 나타낸 개략도이고, 도 5는 종래의 사이드(334)를 폴딩한 모습을 상면에서 나타낸 개략도이다.
종래에는 사이드(334)를 폴딩하면, 사이드(334)가 고정되지 않고 소정의 각도로 다시 언폴딩되는 문제가 있었다. 구체적으로 상기 기술한 바와 같이, 파우치 필름(135)은 실란트층(1351), 수분 배리어층(1352), 연신 보조층(1354) 및 표면 보호층(1353)이 적층되어 형성된다. 이 중에서, 실란트층(1351)은 제1 폴리머, 특히 폴리프로필렌(PP)을 포함하므로 유연성 및 탄성력이 크다. 따라서, 사이드(134)가 폴딩되면 원래의 상태로 되돌아가려는 복원력이 크다. 반면에, 수분 배리어층(1352)은 금속, 특히 알루미늄 합금으로 제조되므로, 사이드(334)가 폴딩되고 나면 탄성 변형의 한계를 초과하여, 폴딩된 상태를 유지하려는 보존력이 크다.
그런데, 종래의 파우치 필름(135)은, 수분 배리어층(1352)이 대략 30 내지 50 μm의 두께를 가졌고, 실란트층(1351)이 대략 60 내지 100 μm의 두께를 가졌다. 즉, 수분 배리어층(1352)의 두께가 실란트층(1351)의 두께에 비해 상당히 얇게 형성되었다. 따라서, 보존력보다 복원력이 더 커서, 사이드(334)가 고정되지 않고 소정의 각도만큼 다시 언폴딩되었다. 그러면, 사이드(334)에 의해 이차 전지(3)의 불필요한 부피가 증가하는 문제가 있었다.
이를 해결하기 위해 종래에는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 사이드(334)에 별도로 테이프(38)를 부착하였다. 특히, 테이프(38)는 컵부(333)의 바닥부(3332) 외측면과 사이드(334)에 함께 부착되었고, 그럼으로써 사이드(334)가 컵부(333)에 고정되어, 다시 언폴딩되는 것을 방지할 수 있었다. 그러나, 이러한 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 테이프(38)의 자체 두께에 의해 이차 전지(3)의 전체 두께가 증가하는 문제가 있었다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이, 테이프(38)에 의해 이차 전지(3)의 외관이 미려하지 않고 상품성도 저하되는 문제도 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수분 배리어층(1352)의 두께는 대략 50 내지 80 μm, 특히 55 μm 내지 65 μm일 수 있고, 실란트층(1351)의 두께는 60 내지 100 μm, 특히 75 내지 85 μm 일 수 있다. 따라서, 수분 배리어층(1352)의 두께가 종래에 비해 증가하므로, 수분 배리어층(1352)의 성형성이 향상되고 사이드(134)의 보존력이 증가하여, 사이드(134)가 폴딩된 후에 다시 언폴딩되는 것을 어느 정도 완화할 수 있다. 그러나, 실란트층(1351)의 두께가 얇아진 것이 아니므로 사이드(134)가 원래의 상태로 되돌아가려는 복원력도 어느 정도 크다. 따라서, 사이드(134)가 폴딩된 후에도 여전히 컵부(133)의 외벽(1333)에 완전히 접촉되지 않고 어느 정도는 다시 언폴딩될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치(2)의 가열부(211)가 사이드(134)의 내측부(1342)를 가열하는 모습을 측면에서 나타낸 개략도이다.
파우치 필름(135)에 한 개의 컵부(133)만을 형성하면, 컵부(133)의 깊이(D)가 충분히 깊으므로 사이드(134)를 한 번만 폴딩할 수 있다. 반면에 파우치 필름(135)에 두 개의 컵부(133)를 형성하면, 한 개의 컵부(133)를 형성할 때보다 컵부(133)의 깊이(D)가 얕아질 수 있다. 파우치 필름(135)을 성형할 때에는 컵부(133)만이 집중적으로 연신되는 것이 아니라 컵부(133)의 주변 사이드(134)들도 전체적으로 미세하게 연신되기 때문이다. 그런데, 사이드(134)의 폭이 이러한 컵부(133)의 깊이(D)보다 길다면, 사이드(134)를 한 번만 폴딩하였을 때 사이드(134)의 외측 단부(1343)가 컵부(133)의 바닥부(1332)보다 더 외측으로 돌출될 수도 있다.
따라서, 만약 파우치 필름(135)에 두 개의 컵부(133)가 형성된다면, 도 6에 도시된 바와 같이 사이드(134)를 두 번 폴딩하는 더블 사이드(134) 폴딩(Double Side Folding, DSF) 방법을 사용할 수 있다. 구체적으로, 사이드(134)는 제1 폴딩부(1344)와 제2 폴딩부(1345)를 포함할 수 있다. 제1 폴딩부(1344)는 상대적으로 외측 단부(1343)에 더 가까운 위치에서 폴딩된 부분이고, 제2 폴딩부(1345)는 상대적으로 컵부(133)에 더 가까운 위치에서 폴딩된 부분이다. 따라서, 제1 폴딩부(1344)를 기준으로 사이드(134)를 1차 폴딩을 한 후에, 제2 폴딩부(1345)를 기준으로 사이드(134)를 2차 폴딩할 수 있다. 이 때, 제1 폴딩부(1344)는 사이드(134)에서 외측부(1341)에 위치할 수 있고, 제2 폴딩부(1345)는 사이드(134)에서 내측부(1342)에 위치할 수 있다. 그럼으로써, 사이드(134)의 외측 단부(1343)가 컵부(133)의 바닥부(1332)보다 더 외측으로 돌출되는 것을 방지할 수 있다.
사이드(134)는 제1 폴딩부(1344)를 기준으로 170° 내지 180° 의 각도, 특히 180°의 각도로 폴딩될 수 있다. 그리고 사이드(134)는 제2 폴딩부(1345)에서, 사이드(134)가 컵부(133)의 외벽(1333)에 완전히 접촉하도록 폴딩되는 것이 바람직하다. 그러나 상기 기술한 바와 같이, 실란트층(1351)의 복원력도 어느 정도 크므로, 사이드(134)가 폴딩된 후에도 여전히 컵부(133)의 외벽(1333)에 완전히 접촉되지 않고 어느 정도는 다시 언폴딩될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사이드 폴딩 장치(2)의 가열부(211)가 사이드(134)의 내측부(1342)를 가열하여 실란트층(1351)의 제1 폴리머를 연화시킨 후, 사이드 폴딩 장치(2)의 가압부(212)가 사이드(134)의 외측부(1341)를 가압하므로, 사이드(134)가 컵부(133)의 외벽(1333)에 완전히 접촉할 수 있으며, 별도의 테이프가 부착될 필요가 없이 사이드(134)가 다시 언폴딩되는 것을 방지할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치(2)는 파우치 형 이차 전지(1)의 전지 케이스(13)에서 컵부(133)의 외측으로 연장 형성된 사이드(134)를 폴딩하는 폴딩 장치에 있어서, 플레이트 형상을 가지며, 상기 사이드(134)에 인접하게, 상기 이차 전지(1)의 길이 방향으로 길게 배치되는 바디(21)를 포함하되, 상기 바디(21)는, 일측에 위치하고, 상기 사이드(134)의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부(1342)를 가열하는 가열부(211); 및 타측에 위치하고, 상기 사이드(134)의 상대적으로 외측에 위치하는 외측부(1341)를 가압하는 가압부(212)를 포함하며, 상기 가열부(211)가 상기 내측부(1342)를 가열하면, 상기 바디(21)가 회전하여 상기 가압부(212)가 상기 외측부(1341)를 가압한다.
사이드 폴딩 장치(2)는 두께가 매우 얇은 플레이트 형상을 가지는 바디(21)를 포함할 수 있다. 이러한 바디(21)는 폭이 상대적으로 좁으며, 길이가 상대적으로 길게 형성될 수 있다. 그리고 바디(21)는 도 6에 도시된 바와 같이, 이차 전지(1)의 사이드(134)에 인접하게 배치되며, 이 때 이차 전지(1)의 길이 방향으로 길게 배치될 수 있다.
바디(21)는, 일측에 위치하고 내측부(1342)를 가열하는 가열부(211) 및 타측에 위치하고 외측부(1341)를 가압하는 가압부(212)를 포함한다. 바디(21)가 사이드(134)에 인접하게 배치될 때, 바디(21)의 가열부(211)가 사이드(134)의 내측부(1342)에 인접하게 배치될 수 있다. 그리고 가열부(211)가 사이드(134)의 내측부(1342)에 접촉하여 열을 인가함으로써, 사이드(134)의 내부에 포함된 실란트층(1351)의 제1 폴리머가 연화될 수 있다. 가열부(211)는 165° 내지 220°의 온도로, 1초 내지 3초, 바람직하게는 1.5초 내지 2초의 시간동안 상기 내측부(1342)를 가열할 수 있다. 만약 가열부(211)가 165°보다 온도가 낮거나 1초보다 시간이 짧게 가열한다면, 실란트층(1351)의 제1 폴리머가 충분히 연화되지 않을 수 있다. 그리고 만약, 가열부(211)가 220°보다 온도가 높거나 3초보다 시간이 길게 가열한다면, 사이드(134)의 내측에 위치한 실란트층(1351)이 일부 용융되면서 전극 조립체(10)를 향해 누출되어, 전극 조립체(10)를 오염시킬 수 있고, 가열부(211)의 열이 전극 조립체(10)까지 전달되어 전극 조립체(10)가 손상될 수도 있다,
상기 기술한 바와 같이 제2 폴딩부(1345)가 내측부(1342)에 위치하고, 사이드(134)는 제2 폴딩부(1345)를 기준으로 2차 폴딩되므로, 내측부(1342)는 곡면을 포함한다. 반면에 상기 기술한 바와 같이, 바디(21)가 플레이트 형상을 가지므로, 가열부(211)는 어느 정도 평평하게 형성될 수 있다. 따라서, 가열부(211)가 내측부(1342)에 용이하게 접촉하기 위해, 도 6에 도시된 바와 같이 바디(21)는 길이 방향을 향하는 축을 중심으로 경사를 가지며, 사이드(134)에 인접하게 배치될 수 있다. 또한, 가열부(211)가 사이드(134)의 내측부(1342)를 가열하기 위해 내측부(1342)에 접촉하더라도, 접촉하는 면적이 넓지 않으므로, 바디(21)에서 가열부(211)는 가압부(212)에 비해 상대적으로 좁게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 바디(21)의 가열부(211)는 내부에, 외부로부터 전력을 공급받아 열을 발생시키는 히팅 코일(미도시)을 포함할 수도 있다. 이를 위해 바디(21)에는 배터리, 외부 전원 등의 전력 공급부가 연결될 수 있다. 그리고 본 발명의 다른 실시예에 따르면 바디(21)의 가열부(211)는 내부에 높은 온도의 유체가 유동하는 가느다란 튜브를 포함할 수도 있다. 이를 위해, 바디(21)에는 유체가 유입 및 배출될 수 있는 유출입관(미도시)이 연결될 수 있고, 이러한 유출입관에는 별도의 펌프(미도시)가 연결될 수 있다. 즉 가열부(211)가 열을 발생시킬 수 있다면 제한되지 않고 다양한 방법을 사용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치(2)의 가압부(212)가 사이드(134)의 외측부(1341)를 가압하는 모습을 측면에서 나타낸 개략도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드(134)를 폴딩한 모습을 측면에서 나타낸 개략도이다.
가열부(211)가 사이드(134)의 내측부(1342)를 가열한 후에, 바디(21)가 회전하여 가압부(212)가 사이드(134)의 외측부(1341)를 가압한다. 이 때, 가압부(212)는 사이드(134)의 제2 폴딩부(1345)로부터 거리가 먼 위치를 가압하는 것이 바람직하다. 가압 위치가 사이드(134)의 회전 중심이 되는 제2 폴딩부(1345)로부터 거리가 멀수록, 작은 토크로도 가압부(212)가 사이드(134)를 용이하게 가압할 수 있기 때문이다. 이를 위해 도 7에 도시된 바와 같이, 바디(21)의 폭은 사이드(134)의 폭보다 더 길게 형성되는 것이 바람직하다.
가열부(211)가 사이드(134)의 내측부(1342)를 가열하면 실란트층(1351)의 제1 폴리머가 연화된다. 그 후에 가압부(212)가 사이드(134)의 외측부(1341)를 가압하면 실란트층(1351)의 제1 폴리머가 변형되고, 그 상태로 어느 정도 시간이 경과하면 실란트층(1351)의 제1 폴리머가 냉각하며 경화된다. 따라서, 가압부(212)는 0.5초 이상, 바람직하게는 1초 이상의 시간동안 상기 외측부(1341)를 가압할 수 있다. 만약 가압부(212)가 0.5초보다 시간이 짧게 가압한다면, 실란트층(1351)의 제1 폴리머가 충분히 경화되지 않아 사이드(134)가 다시 언폴딩될 수 있다.
사이드 폴딩 장치(2)는 바디(21)를 이동 및 회전시키는 동력부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 이러한 동력부는 바디(21)를 사이드(134)에 인접하게 이동시키고, 가열부(211)가 내측부(1342)에 접촉하도록 이동시키며, 가압부(212)가 외측부(1341)를 가압하도록 회전시킬 수 있다.
위와 같은 과정을 통해, 이차 전지(1)에서 사이드(134)가 컵부(133)를 향해 폴딩된 후, 사이드(134)가 컵부(133)에 미접착되면서도, 폴딩된 상태를 유지하며 언폴딩되지 않을 수 있다. 이 때, 사이드(134)는 제2 폴딩부(1345)를 기준으로 85° 내지 95°의 각도, 바람직하게는 88° 내지 92° 의 각도로 폴딩될 수 있다. 또한, 사이드(134)가 컵부(133)에 인접한 위치에서 폴딩되어, 사이드(134)가 컵부(133)의 외벽(1333)에 접촉할 수 있다. 특히, 사이드(134)가 폴딩될 때, 컵부(133)에 상대적으로 더 가까운 내측부(1342)가 폴딩되는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 이차 전지(1)의 불필요한 부피를 더욱 감소시킬 수 있다. 그러나, 이러한 경우에도 사이드(134)와 컵부(133)는 서로 접착되는 것이 아니며, 사이드(134)의 보존력이 증가하여 폴딩 상태를 유지하는 것이다.
다른 실시예
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 사이드 폴딩 장치의 제1 바디가 사이드의 내측부를 가열, 가압하는 모습을 측면에서 나타낸 개략도이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 사이드 폴딩 장치의 제2 바디가 상기 컵부에 가까워지는 방향으로 직선 이동하는 모습을 측면에서 나타낸 개략도이다. 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 사이드 폴딩 장치의 가열부가 사이드의 내측부를 가열하고, 가압부가 사이드의 외측부를 가압하는 모습을 측면에서 나타낸 개략도이다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 제1 사이드 폴딩 장치(500) 및 제2 사이드 폴딩 장치(700)가 직선 이동하며 사이드(134) 폴딩 작업을 수행한다는 점에서 앞서 설명한 일 실시예와 차이가 있다.
일 실시예와 공통된 내용은 가급적 생략하고 차이점 중심으로 실시예 2에 대해서 설명하기로 한다. 즉, 다른 실시예에서 설명하지 않은 내용이 필요한 경우 일 실시예의 내용으로 간주될 수 있음은 자명하다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치는 파우치 형 이차 전지의 전지 케이스(13)에서 컵부(133)의 외측으로 연장 형성된 사이드(134)를 폴딩하는 사이드 폴딩 장치에 관한 것으로서, 제1 사이드 폴딩 장치(500) 및 제2 사이드 폴딩 장치(700)를 포함할 수 있다.
제1 사이드 폴딩 장치(500)는 전지 케이스(13)의 사이드(134)를 1차 폴딩하는 장치일 수 있다. 그리고 제2 사이드 폴딩 장치(700)는 전지 케이스(13)의 사이드(134)를 2차 폴딩하는 장치일 수 있다.
도 9를 참조하면, 제1 사이드 폴딩 장치(500)는 단면이 원형인 형상을 가지며, 사이드(134)에 인접하게, 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 제1 바디(510)를 포함할 수 있다. 제1 바디(510)는 사이드(134)의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부(1342)를 가열하며 내측부(1342)가 폴딩되는 방향으로 내측부(1342)를 가압할 수 있다.
컵부(133)는 하측에 위치하는 제1 컵부(133-1) 및 제1 컵부(133-1)의 상측에 위치하는 제2 컵부(133-2)를 포함할 수 있는데, 제1 사이드 폴딩 장치(500)의 제1 바디(510)는 제1 컵부(133-1)에서 제2 컵부(133-2)를 향하는 방향과 같은 방향인 하측에서 상측 방향으로 이동하며 내측부(1342)를 가열 및 가압할 수 있다. 도 9에서는 제1 바디(510)가 하측에서 상측 방향(U)으로 이동하여 내측부(1342)에 접촉하여 내측부(1342)를 가열하고, 또한 내측부(1342)를 폴딩되는 방향으로 가압하는 모습이 도시 되고 있다.
도 10 및 11을 참조하면, 제2 사이드 폴딩 장치(700)는 플레이트 형상을 가지며, 사이드(134)에 인접하게, 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 제2 바디(721)를 포함할 수 있다. 여기서 제2 바디(721)는 가열부(711)와 가압부(712)를 포함할 수 있다. 가열부(711)는 제2 바디(721)의 일측에 위치하고, 사이드(134)의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부(1342)를 가열하는 구성일 수 있다. 그리고 가압부(712)는 제2 바디(721)의 타측에 위치하고, 사이드(134)의 상대적으로 외측에 위치하는 외측부(1341)를 가압하는 구성일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치에서는, 제1 사이드 폴딩 장치(500)가 제1 바디(510)를 이용하여 내측부(1342)를 가열 및 가압(도 9)한 이후에, 제2 사이드 폴딩 장치(700)의 제2 바디(721)가 컵부(133)에 가까워지는 방향으로 이동하며(도 10), 가열부(711)가 내측부(1342)를 가열하고 가압부(712)가 외측부(1341)를 가압하여 사이드(134)의 폴딩을 수행할 수 있다(도 11).
본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치에서, 제1 사이드 폴딩 장치(500)가 내측부(1342)를 가열, 가압한 이후에, 제2 사이드 폴딩 장치(700)의 제2 바디(721)가 컵부(133)에 가까워지는 방향으로 이동 시, 제2 바디(721)는 컵부(133)에 가까워지는 방향으로 직선 이동할 수 있다. 즉, 제2 사이드 폴딩 장치(700)의 제2 바디(721)가 회전 운동을 하지 않고 직선 운동을 하며 상기 컵부(133)에 다가가고 상기 사이드(134) 부의 폴딩 작업을 수행할 수 있다.
이때, 제2 바디(721)의 직선 이동은 컵부(133)의 바닥부(1332)가 이루는 평면과 평행한 가상의 평면을 따라 이동하는 직선 이동일 수 있다. 즉, 제2 바디(721)는 제1 컵부(133-1) 쪽인 하측 방향이나, 제2 컵부(133-2) 쪽인 상측 방향으로는 이동하지 않고 사이드(134)부에 가까워지는 방향(F)으로만 직선 이동하면서 폴딩 작업을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치를 이용하여 사이드(134) 폴딩을 하는 방법은 아래와 같다.
도 9 내지 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드(134) 폴딩 방법은 파우치 형 이차 전지의 전지 케이스(13)에서 컵부(133)의 외측으로 연장 형성된 사이드(134)를 폴딩하는 사이드(134) 폴딩 방법에 관한 것으로서, 1차 사이드(134) 폴딩 단계와 2차 사이드(134) 폴딩 단계를 포함할 수 있다. 1차 사이드(134) 폴딩 단게는 제1 사이드 폴딩 장치(500)를 이용하여 사이드(134)를 1차 폴딩하는 단계일 수 있다. 2차 사이드(134) 폴딩 단계는 제2 사이드 폴딩 장치(700)를 이용하여 사이드(134)를 2차 폴딩하는 단계일 수 있다.
도 9를 참조하면, 1차 사이드(134) 폴딩 단계는 단면이 원형인 형상을 가지며, 사이드(134)에 인접하게, 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 제1 바디(510)를 포함하는 제1 사이드 폴딩 장치(500)가 제1 바디(510)를 이용하여 사이드(134)의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부(1342)를 가열하며 내측부(1342)가 폴딩되는 방향으로 내측부(1342)를 가압하는 단계일 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 2차 사이드(134) 폴딩 단계는, 플레이트 형상을 가지며, 사이드(134)에 인접하게, 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 제2 바디(721)를 포함하는 제2 사이드 폴딩 장치(700)가 제2 바디(721)를 컵부(133)에 가까워지는 방향으로 이동 시키며(도 10), 일측의 가열부(711)를 통해 내측부(1342)를 가열하고, 타측의 가압부(712)를 통해 사이드(134)의 상대적으로 외측에 위치하는 외측부(1341)를 가압(도 11)하는 단계일 수 있다. 여기서 2차 사이드(134) 폴딩 단계는 1차 사이드(134) 폴딩 단계 이후에 수행되는 단계일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드(134) 폴딩 방법에서 컵부(133)는 하측에 위치하는 제1 컵부(133-1) 및 제1 컵부(133-1)의 상측에 위치하는 제2 컵부(133-2)를 포함할 수 있는데, 1차 사이드(134) 폴딩 단계에서, 제1 사이드 폴딩 장치(500)의 제1 바디(510)는 제1 컵부(133-1)에서 제2 컵부(133-2)를 향하는 방향과 같은 방향인 하측에서 상측 방향으로 이동하며 내측부(1342)를 가열 및 가압하는 것일 수 있다.
그리고, 2차 사이드(134) 폴딩 단계에서, 제2 사이드 폴딩 장치(700)의 제2 바디(721)가 컵부(133)에 가까워지는 방향으로 이동 시, 제2 바디(721)는 컵부(133)에 가까워지는 방향(F)으로 직선 이동하는 것일 수 있다. 그리고 이때, 제2 바디(721)의 직선 이동은 컵부(133)의 바닥부(1332)가 이루는 평면과 평행한 가상의 평면을 따라 이동하는 직선 이동인 것일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 사이드 폴딩 장치 및 방법은 제1 사이드 폴딩 장치(500)의 제1 바디(510)와 제2 사이드 폴딩 장치(700)의 제2 바디(721)가 회전 운동 없이 직선 이동을 하면서 폴딩 작업을 수행할 수 있다는 장점을 가질 수 있다.
또한, 제1 바디(510)가 사이드(134)의 내측부(1342)를 가열하는 작업을 수행할 수 있고, 이어서 제2 바디(721) 또한 내측부(1342)를 가열하는 작업을 수행할 수 있어서, 제1 바디(510) 및 제2 바디(721) 중의 어느 하나가 가열 작업을 해야하는 최소 필요 시간을 상대적으로 줄일 수 있다는 장점을 가질 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 이차 전지 2: 사이드 폴딩 장치
10: 전극 조립체 11: 전극 탭
12: 전극 리드 13: 전지 케이스
14: 절연부 21: 바디
111: 양극 탭 112: 음극 탭
121: 양극 리드 122: 음극 리드
131: 제1 케이스 132: 제2 케이스
133: 컵부 134: 사이드
135: 파우치 필름 136: 브릿지
137: 디가싱부 211: 가열부
212: 가압부 1331: 수용 공간
1332: 바닥부 1333: 외벽
1341: 외측부 1342: 내측부
1343: 외측 단부 1344: 제1 폴딩부
1345: 제2 폴딩부 1351: 실란트층
1352: 수분 배리어층 1353: 표면 보호층
1354: 연신 보조층
500: 제1 사이드 폴딩 장치
510: 제1 바디
700: 제2 사이드 폴딩 장치
721: 제2 바디
711: 가열부
712: 가압부

Claims (25)

  1. 파우치 형 이차 전지의 전지 케이스에서 컵부의 외측으로 연장 형성된 사이드를 폴딩하는 사이드 폴딩 장치에 있어서,
    플레이트 형상을 가지며, 상기 사이드에 인접하게, 상기 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 바디를 포함하되,
    상기 바디는,
    일측에 위치하고, 상기 사이드의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부를 가열하는 가열부; 및
    타측에 위치하고, 상기 사이드의 상대적으로 외측에 위치하는 외측부를 가압하는 가압부를 포함하며,
    상기 가열부가 상기 내측부를 가열하면, 상기 바디가 회전하여 상기 가압부가 상기 외측부를 가압하는 사이드 폴딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사이드의 내측부는,
    미실링되고,
    상기 사이드의 외측부는,
    실링된 사이드 폴딩 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사이드는,
    상기 컵부에 미접착되면서, 상기 내측부에서 폴딩되는 사이드 폴딩 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 사이드는,
    상기 컵부의 외벽에 접촉하며 폴딩되는 사이드 폴딩 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사이드는,
    상대적으로 외측 단부에 더 가까운 위치에서 폴딩된 제1 폴딩부; 및
    상대적으로 컵부에 더 가까운 위치에서 폴딩된 제2 폴딩부를 포함하는 사이드 폴딩 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 폴딩부는,
    상기 외측부에 위치하고,
    상기 제2 폴딩부는,
    상기 내측부에 위치하는 사이드 폴딩 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 사이드는,
    상기 제1 폴딩부를 기준으로 170° 내지 180° 의 각도로 폴딩된 사이드 폴딩 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 사이드는,
    상기 제2 폴딩부를 기준으로 85° 내지 95° 의 각도로 폴딩된 사이드 폴딩 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 사이드는,
    상기 제2 폴딩부를 기준으로 88° 내지 92° 의 각도로 폴딩된 사이드 폴딩 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는,
    165° 내지 220°의 온도로 상기 내측부를 가열하는 사이드 폴딩 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는,
    1초 내지 3초의 시간동안 상기 내측부를 가열하는 사이드 폴딩 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전지 케이스는,
    파우치 필름을 성형하여 제조되고,
    상기 파우치 필름은,
    제1 폴리머로 제조되고, 최내층에 형성되는 실란트층;
    제2 폴리머로 제조되고, 최외층에 형성되는 표면 보호층; 및
    합금번호 AA80XX 계열의 알루미늄 합금을 포함하는 금속으로 제조되고, 상기 표면 보호층 및 상기 실란트층의 사이에 적층되는 가스 배리어층을 포함하되,
    상기 가스 배리어층은,
    두께가 50 내지 80 μm이고,
    상기 실란트층은,
    두께가 60 내지 100 μm인 사이드 폴딩 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는,
    내부에 외부로부터 전력을 공급받아 열을 발생시키는 히팅 코일을 포함하는 사이드 폴딩 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는,
    내부에 유체가 유동하는 튜브를 포함하는 사이드 폴딩 장치.
  15. 플레이트 형상을 가지는 바디를, 사이드에 인접하게, 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치하는 단계;
    상기 바디의 일측에 위치하는 가열부가, 상기 사이드의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부에 접촉하여 상기 내측부를 가열하는 단계; 및
    상기 바디가 회전하여, 상기 바디의 타측에 위치하는 가압부가, 상기 사이드의 상대적으로 외측에 위치하는 외측부를 가압하는 단계를 포함하는 사이드 폴딩 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 내측부를 가열하는 단계에 있어서,
    상기 가열부는,
    165° 내지 220°의 온도로 상기 내측부를 가열하는 사이드 폴딩 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 내측부를 가열하는 단계에 있어서,
    상기 가열부는,
    1초 내지 3초의 시간동안 상기 내측부를 가열하는 사이드 폴딩 방법.
  18. 파우치 형 이차 전지의 전지 케이스에서 컵부의 외측으로 연장 형성된 사이드를 폴딩하는 사이드 폴딩 장치에 있어서,
    상기 사이드를 1차 폴딩하는 제1 사이드 폴딩 장치 및 상기 사이드를 2차 폴딩하는 제2 사이드 폴딩 장치를 포함하고,
    상기 제1 사이드 폴딩 장치는,
    단면이 원형인 형상을 가지며, 상기 사이드에 인접하게, 상기 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 제1 바디를 포함하되,
    상기 제1 바디는 상기 사이드의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부를 가열하며 상기 내측부가 폴딩되는 방향으로 상기 내측부를 가압하고,
    상기 제2 사이드 폴딩 장치는,
    플레이트 형상을 가지며, 상기 사이드에 인접하게, 상기 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 제2 바디를 포함하되,
    상기 제2 바디는,
    일측에 위치하고, 상기 사이드의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부를 가열하는 가열부; 및
    타측에 위치하고, 상기 사이드의 상대적으로 외측에 위치하는 외측부를 가압하는 가압부를 포함하고,
    상기 제1 사이드 폴딩 장치가 상기 제1 바디를 이용하여 상기 내측부를 가열, 가압한 이후에, 상기 제2 사이드 폴딩 장치의 상기 제2 바디가 상기 컵부에 가까워지는 방향으로 이동하며, 상기 가열부가 상기 내측부를 가열하고 상기 가압부가 상기 외측부를 가압하는 것을 특징으로 하는 사이드 폴딩 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 컵부는 하측에 위치하는 제1 컵부 및 상기 제1 컵부의 상측에 위치하는 제2 컵부를 포함하고,
    상기 제1 사이드 폴딩 장치의 상기 제1 바디는 상기 제1 컵부에서 상기 제2 컵부를 향하는 방향과 같은 방향인 하측에서 상측 방향으로 이동하며 상기 내측부를 가열 및 가압하는 것을 특징으로 하는 사이드 폴딩 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 제1 사이드 폴딩 장치가 상기 내측부를 가열, 가압한 이후에, 상기 제2 사이드 폴딩 장치의 상기 제2 바디가 상기 컵부에 가까워지는 방향으로 이동 시, 상기 제2 바디는 상기 컵부에 가까워지는 방향으로 직선 이동하는 것을 특징으로 하는 사이드 폴딩 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 바디의 상기 직선 이동은 상기 컵부의 바닥부가 이루는 평면과 평행한 가상의 평면을 따라 이동하는 직선 이동인 것을 특징으로 하는 사이드 폴딩 장치.
  22. 파우치 형 이차 전지의 전지 케이스에서 컵부의 외측으로 연장 형성된 사이드를 폴딩하는 사이드 폴딩 방법에 있어서,
    제1 사이드 폴딩 장치를 이용하여 상기 사이드를 1차 폴딩하는 1차 사이드 폴딩 단계; 및 제2 사이드 폴딩 장치를 이용하여 상기 사이드를 2차 폴딩하는 2차 사이드 폴딩 단계;를 포함하고,
    상기 1차 사이드 폴딩 단계는,
    단면이 원형인 형상을 가지며, 상기 사이드에 인접하게, 상기 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 제1 바디를 포함하는 제1 사이드 폴딩 장치가 상기 제1 바디를 이용하여 상기 사이드의 상대적으로 내측에 위치하는 내측부를 가열하며 상기 내측부가 폴딩되는 방향으로 상기 내측부를 가압하는 단계이고,
    상기 1차 사이드 폴딩 단계 이후에 수행되는 상기 2차 사이드 폴딩 단계는,
    플레이트 형상을 가지며, 상기 사이드에 인접하게, 상기 이차 전지의 길이 방향으로 길게 배치되는 제2 바디를 포함하는 제2 사이드 폴딩 장치가 상기 제2 바디를 상기 컵부에 가까워지는 방향으로 이동 시키며, 일측의 가열부를 통해 상기 내측부를 가열하고, 타측의 가압부를 통해 상기 사이드의 상대적으로 외측에 위치하는 외측부를 가압하는 단계인 것을 특징으로 하는 사이드 폴딩 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 컵부는 하측에 위치하는 제1 컵부 및 상기 제1 컵부의 상측에 위치하는 제2 컵부를 포함하고,
    상기 1차 사이드 폴딩 단계에서,
    상기 제1 사이드 폴딩 장치의 상기 제1 바디는 상기 제1 컵부에서 상기 제2 컵부를 향하는 방향과 같은 방향인 하측에서 상측 방향으로 이동하며 상기 내측부를 가열 및 가압하는 것을 특징으로 하는 사이드 폴딩 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 2차 사이드 폴딩 단계에서,
    상기 제2 사이드 폴딩 장치의 상기 제2 바디가 상기 컵부에 가까워지는 방향으로 이동 시, 상기 제2 바디는 상기 컵부에 가까워지는 방향으로 직선 이동하는 것을 특징으로 하는 사이드 폴딩 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제2 바디의 상기 직선 이동은 상기 컵부의 바닥부가 이루는 평면과 평행한 가상의 평면을 따라 이동하는 직선 이동인 것을 특징으로 하는 사이드 폴딩 방법.
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