KR20220144291A - 파우치형 이차전지 제조 방법 - Google Patents
파우치형 이차전지 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
전해액 누유를 차단할 수 있는 파우치형 이차전지 제조 방법에 관한 것으로, (a) 배터리 셀을 준비하는 단계, (b) 상기 배터리 셀의 전극에 리드탭을 부착하는 단계, (c) 상기 배터리 셀을 파우치 내에 삽입하는 단계, 그리고 (d) 상기 파우치와 리드탭을 실링하는 단계를 포함하고, 상기 (a) 단계 내지 (d) 단계 사이에서 상기 리드탭 및 파우치 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
Description
본 발명은 파우치형 이차전지 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전해액 누유를 차단할 수 있는 파우치형 이차전지 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는, 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 전기에너지를 화학에너지로 변환하는 충전과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이다.
이차전지는, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬-금속 전지, 리튬-이온(NLi-Ion) 전지, 그리고 리튬-이온 폴리머 전지(Li-Ion Polymer Battery, 이하 "LIPB"라 함) 등을 포함할 수 있다.
이차전지 중 리튬 이차전지는, 약 500회 이상의 사이클 수명과 약 1시간 내지 2시간 정도의 짧은 충전 시간을 가지고, 니켈-수소 전지에 비해서 약 30% 내지 40% 정도 가벼워 경량화가 가능하며, 현존하는 이차전지 중 단위전지 당 전압(3.0 내지 3.7 V)이 가장 높고 에너지 밀도가 우수하여, 이동 기기에 최적화된 특성을 가질 수 있다
이러한 리튬 이차전지는, 배터리 셀이 알루미늄 봉지재인 파우치에 의해 봉지되어 파우치형 이차전지로 가공될 수 있다.
파우치형 이차전지는, 봉지재인 파우치에 수용되는 배터리 셀, 배터리 셀에 구비된 전극들의 전극탭들에 전기적으로 연결되어 파우치의 외부로 인출되는 리드탭, 그리고, 리드탭을 전기적으로 절연하는 절연 필름을 포함할 수 있다.
특히, 절연 필름은, 일면이 리드탭에 융착되고, 일면과 반대되는 타면이 파우치에 융착됨으로써, 리드탭과 파우치 사이의 계면을 밀봉하는 기능을 수행할 수 있다.
하지만, 리드탭에 융착된 절연 필름의 바깥면과 배터리 셀을 감싸고 있는 파우치의 내측면을 용접하여 절연 필름과 파우치를 융착시킬 경우, 절연 필름과 파우치의 용접 부분에서 전해액의 누유가 주로 발생하는 문제가 있었다.
이러한 전해액의 누유는, 이차전지의 안정성을 저하시키므로 절연 필름과 파우치의 융착성을 향상시키는 것이 주요한 이슈로 대두되고 있다.
따라서, 향후, 전해액의 누유를 차단할 수 있도록 리드탭의 절연 필름과 파우치의 융착력 또는 접착력을 향상시킬 수 있는 파우치형 이차전지 제조 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 일실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 리드탭의 절연 필름과 파우치의 융착성 또는 접착성을 향상시킬 수 있는 파우치형 이차전지 제조 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 의한 파우치형 이차전지 제조 방법은, (a) 배터리 셀을 준비하는 단계, (b) 상기 배터리 셀의 전극에 리드탭을 부착하는 단계, (c) 상기 배터리 셀을 파우치 내에 삽입하는 단계, 그리고 (d) 상기 파우치와 리드탭을 실링하는 단계를 포함하고, 상기 (a) 단계 내지 (d) 단계 사이에서 상기 리드탭 및 파우치 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 리드탭을 플라즈마 처리할 때, 상기 리드탭의 소정영역에 부착된 절연 필름의 표면을 플라즈마 처리하여 상기 절연 필름의 표면을 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 파우치를 플라즈마 처리할 때, 상기 파우치의 가장자리 영역 중 상기 리드탭과 실링되는 영역을 플라즈마 처리하여 상기 파우치의 표면을 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 리드탭 및 파우치 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리할 때, 미리 설정된 플라즈마 처리 조건에 따라 설정 시간 동안 플라즈마 처리를 수행할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b) 단계는, (b-1) 상기 배터리 셀의 제1 전극에 제1 리드탭을 부착하는 단계, (b-2) 상기 제1 리드탭을 프레싱(pressing)하는 단계, (b-3) 상기 배터리 셀의 제2 전극에 제2 리드탭을 부착하는 단계, 그리고 (b-4) 상기 제2 리드탭을 프레싱하는 단계를 포함하고, 상기 (b-1) 단계 내지 (b-4) 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 상기 제1, 제2 리드탭 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-1) 단계 내지 (b-4) 단계 중 적어도 어느 한 단계는, 상기 제1, 제2 리드탭의 소정영역에 부착된 절연 필름의 표면을 플라즈마 처리하여 상기 절연 필름의 표면을 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-1) 단계는, 초음파 용접을 이용하여, 상기 배터리 셀의 제1 전극에 제1 리드탭을 부착할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-2) 단계는, 상기 배터리 셀의 제1 전극에 부착된 상기 제1 리드탭의 전체 영역 중 상기 제1 전극에 접촉된 접촉 영역을 프레싱하여 상기 제1 리드탭의 단차를 최소화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-3) 단계는, 초음파 용접을 이용하여, 상기 배터리 셀의 제2 전극에 제2 리드탭을 부착할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-4) 단계는, 상기 배터리 셀의 제2 전극에 부착된 상기 제2 리드탭의 전체 영역 중 상기 제2 전극에 접촉된 접촉 영역을 프레싱하여 상기 제2 리드탭의 단차를 최소화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-2) 단계와 (b-3) 단계 사이에는, (b-5) 상기 배터리 셀의 제1 전극과 상기 제1 리드탭의 부착 위치를 검사하는 단계, 그리고 (b-6) 상기 배터리 셀의 제1 전극과 상기 제1 리드탭의 부착 위치에 절연 테이프를 부착하는 단계를 더 포함하고, 상기 (b-5) 단계 내지 (b-6) 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 상기 제1 리드탭을 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-5) 단계 내지 (b-6) 단계 중 적어도 어느 한 단계는, 상기 제1 리드탭의 소정영역에 부착된 절연 필름의 표면을 플라즈마 처리하여 상기 절연 필름의 표면을 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-6) 단계에서, 상기 절연 테이프는, 상기 배터리 셀의 제1 전극과 상기 제1 리드탭이 부착된 부착 영역의 면적보다 더 넓은 면적을 가지는 고온 절연 테이프일 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-4) 단계 이후에는, (b-7) 상기 배터리 셀의 제2 전극과 상기 제2 리드탭의 부착 위치를 검사하는 단계, 그리고 (b-8) 상기 배터리 셀의 제2 전극과 상기 제2 리드탭의 부착 위치에 절연 테이프를 부착하는 단계를 더 포함하고, 상기 (b-7) 단계 내지 (b-8) 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 상기 제2 리드탭을 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-7) 단계 내지 (b-8) 단계 중 적어도 어느 한 단계는, 상기 제2 리드탭의 소정영역에 부착된 절연 필름의 표면을 플라즈마 처리하여 상기 절연 필름의 표면을 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-8) 단계에서, 상기 절연 테이프는, 상기 배터리 셀의 제2 전극과 상기 제2 리드탭이 부착된 부착 영역의 면적보다 더 넓은 면적을 가지는 고온 절연 테이프일 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-8) 단계 이후에, (b-9) 상기 절연 테이프의 부착 위치를 검사하는 단계를 더 포함하고, 상기 (b-9) 단계에서, 상기 제1, 제2 리드탭을 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b-9) 단계는, 상기 제1, 제2 리드탭의 소정영역에 부착된 절연 필름의 표면을 플라즈마 처리하여 상기 절연 필름의 표면을 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 파우치를 공급하는 단계, (c-2) 상기 파우치에 상기 배터리 셀이 수용되는 적어도 하나의 컵을 형성하는 단계, 그리고 (c-3) 상기 파우치의 컵에 상기 배터리 셀을 안착시키는 단계를 포함하고, 상기 (c-1) 단계 내지 (c-3) 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 상기 파우치를 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (c-1) 단계 내지 (c-3) 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 상기 파우치의 가장자리 영역 중 상기 리드탭과 실링되는 영역을 플라즈마 처리하여 상기 파우치의 표면을 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (c-1) 단계는, 파우치 롤로부터 상기 파우치를 공급할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (c-2) 단계와 (c-3) 단계 사이에는, (c-4) 상기 컵이 형성된 파우치를 소정 크기로 절단하는 단계, (c-5) 상기 절단된 파우치의 위치를 얼라인하는 단계, 그리고 (c-6) 상기 절단된 파우치의 끝단 주변을 추가 절단하는 단계를 더 포함하고, 상기 (c-4) 단계 내지 (c-6) 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 상기 파우치를 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (c-4) 단계 내지 (c-6) 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 상기 파우치의 가장자리 영역 중 상기 리드탭과 실링되는 영역을 플라즈마 처리하여 상기 파우치의 표면을 활성화할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (c-4) 단계는, 상기 파우치를 소정 크기로 절단할 때, 상기 절단된 파우치의 위치를 얼라인하기 위한 얼라인 마커를 동시에 형성할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (c-4) 단계는, 상기 파우치를 소정 크기로 절단할 때, 상기 절단된 파우치의 위치를 얼라인하기 위한 얼라인 마커를 다른 시간대에 형성할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (c-5) 단계는, 상기 절단된 파우치에 형성된 얼라인 마커를 확인하여 상기 파우치의 위치를 얼라인할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (c-6) 단계는, 상기 절단된 파우치에 형성된 얼라인 마커가 제거되도록 상기 파우치의 끝단 주변을 추가 절단할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (c-3) 단계는, 상기 파우치의 가장자리 끝단 경계에 상기 리드탭의 절연 필름이 위치하도록 상기 파우치의 컵에 상기 배터리 셀을 안착시킬 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (d) 단계는, (d-1) 상기 배터리 셀이 상기 파우치 내에 삽입되면 상기 파우치의 가장자리 영역 중 상기 리드탭이 위치하는 제1, 제2 사이드 영역을 실링하는 단계, (d-2) 상기 파우치의 가장자리 영역 중 상기 배터리 셀에 인접한 제3 사이드 영역을 실링하는 단계, (d-3) 상기 파우치의 가장자리 영역 중 상기 제1, 제2, 제3 사이드 영역에 대한 실링 두께를 측정하는 단계, (d-4) 상기 실링된 파우치의 크기를 검사하는 단계, 그리고 (d-5) 상기 실링된 파우치의 단락을 검사하는 단계를 포함할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (b) 단계 이전에, 상기 리드탭의 소정 영역에 절연 필름을 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 절연 필름을 부착하는 단계는, 상기 리드탭의 상부면 중 일부 영역에 제1 실란트를 배치하는 단계, 상기 제1 실란트에 대응하도록 상기 리드탭의 하부면 중 일부 영역에 제2 실란트를 배치하는 단계, 그리고 상기 제1, 제2 실란트를 상기 리드탭에 열융착시키는 단계를 포함할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 절연 필름은, 상기 리드탭의 상부면 중 일부 영역에 부착되는 제1 실란트, 그리고 상기 리드탭의 하부면 중 일부 영역에 부착되는 제2 실란트를 포함하고, 상기 제1 실란트의 양측 끝단은, 상기 제2 실란트의 양측 끝단에 각각 부착될 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 제1, 제2 실란트는, 상기 리드탭의 길이 방향에 대해 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 제1, 제2 실란트는, 상기 리드탭을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 제1, 제2 실란트의 폭은, 서로 동일할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 제1, 제2 실란트의 폭은, 상기 리드탭의 폭보다 더 작을 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 제1, 제2 실란트의 양측 끝단은, 상기 리드탭의 외부 주변에서 서로 부착될 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 리드탭 및 파우치 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리하는 단계는, 상기 리드탭 및 파우치 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 가공 처리 장치로 이송하는 단계, 상기 플라즈마 가공 처리 장치를 구동시켜 설정 조건에 따라 플라즈마를 발생시키는 단계, 상기 리드탭 및 파우치 중 적어도 어느 하나의 표면을 플라즈마 처리하여 활성화하는 단계, 그리고 설정 시간 경과 후에 상기 플라즈마 발생을 종료하는 단계를 포함할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 리드탭의 표면을 활성화하는 단계는, 상기 리드탭의 상부에 위치하는 절연 필름의 바깥 표면과 상기 리드탭의 하부에 위치하는 절연 필름의 바깥 표면을 동시에 플라즈마 처리할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 리드탭의 표면을 활성화하는 단계는, 상기 리드탭의 상부에 위치하는 절연 필름의 바깥 표면과 상기 리드탭의 하부에 위치하는 절연 필름의 바깥 표면을 서로 다른 시간에 플라즈마 처리할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 리드탭의 표면을 활성화하는 단계는, 상기 리드탭의 상부에 위치하는 절연 필름의 바깥 표면을 플라즈마 처리하여 제1 플라즈마 처리 표면을 형성하고, 상기 리드탭의 하부에 위치하는 절연 필름의 바깥 표면을 플라즈마 처리하여 제2 플라즈마 처리면을 형성할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 리드탭의 표면을 활성화하는 단계는, 상기 리드탭의 절연 필름의 외부 노출 표면 중 전체 영역에 플라즈마 처리면을 형성할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 리드탭의 표면을 활성화하는 단계는, 상기 리드탭의 절연 필름의 외부 노출 표면 중 일부 영역에 플라즈마 처리면을 형성할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 리드탭의 표면을 활성화하는 단계는, 상기 리드탭에 중첩되는 절연 필름의 중앙 영역에 제3 플라즈마 처리면을 형성하고, 상기 리드탭에 미중첩되는 절연 필름의 양끝단 영역에 제4 플라즈마 처리면을 형성할 수 있다.
파우치형 이차전지 제조 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 리드탭의 표면을 활성화하는 단계는, 상기 리드탭에 중첩되는 절연 필름의 중앙 영역에 제3 플라즈마 처리면을 형성하고, 상기 리드탭에 미중첩되는 절연 필름의 양끝단 영역에 제4 플라즈마 처리면을 형성하며, 상기 리드탭의 경계에 위치하는 절연 필름의 중앙 영역과 양끝단 영역 사이의 영역에 제5 플라즈마 처리면을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 파우치형 이차전지 제조 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 리드탭 및 파우치 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리하여 이들의 표면을 비접촉식으로 활성화함으로써, 리드탭의 절연 필름 및 파우치에 대한 융착면 또는 접착면의 표면적을 증가시켜 리드탭의 절연 필름과 파우치 사이의 융착성 또는 접착성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 플라즈마를 이용하여 리드탭의 절연 필름 및 파우치의 표면을 비접촉식으로 가공 처리함으로써, 배터리 셀을 감싸는 파우치 안쪽면과 리드탭에 융착된 절연 필름의 바깥쪽면의 융착력 강도를 증가시켜서 전해액에 대한 내전해성을 향상시키고 접착력을 쉽고 강하게 하여 용접력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 화학 약품을 사용하지 않고도 리드탭의 절연 필름과 파우치의 융착성을 향상시켜 환경 오염 및 불량률을 최소화하고 생산성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은, 파우치의 융착 또는 접착시, 파우치와 리드탭의 절연 필름 가공 영역 사이의 계면에서 발생한 기포들을 플라즈마 처리면을 통해 외부로 배출시킴으로써, 계면에 기포들이 내포되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3h는 배터리 셀의 전극에 리드탭이 부착되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 파우치 내에 배터리 셀을 삽입하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5e는 파우치와 리드탭을 실링하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 리드탭의 절연 필름과 파우치의 융착을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3h는 배터리 셀의 전극에 리드탭이 부착되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 파우치 내에 배터리 셀을 삽입하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5e는 파우치와 리드탭을 실링하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 리드탭의 절연 필름과 파우치의 융착을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 파우치형 이차전지(100)는, 봉지재인 파우치(110)에 수용되는 배터리 셀(120), 배터리 셀(120)에 구비된 전극(122)들의 전극탭(124)들에 전기적으로 연결되어 파우치(110)의 외부로 인출되는 리드탭(130), 그리고, 리드탭(130)을 전기적으로 절연하는 절연 필름(140)을 포함할 수 있다.
여기서, 절연 필름(140)은, 일면이 리드탭(130)에 융착되고, 일면과 반대되는 타면이 파우치(110)에 융착됨으로써, 리드탭(130)과 파우치(110) 사이의 계면을 밀봉하는 기능을 수행할 수 있다.
그리고, 파우치(110) 및 절연 필름(140) 중 적어도 어느 한 표면은, 플라즈마를 이용하여 가공 처리되어 소정 처리면이 형성될 수 있다.
즉, 플라즈마를 이용하여 파우치(110)의 내측 표면과 절연 필름(140)의 외측 표면 중 적어도 어느 한 표면을 비접촉식으로 가공 처리함으로써, 파우치 및 절연 필름의 융착면 또는 접착면의 표면적을 증가시켜 절연 필름과 파우치 사이의 융착성 또는 접착성을 향상시킬 수 있다.
또한, 리드탭(130)은, 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등과 같은 금속 소재로 구성되고, 절연 필름(140)은, 폴리프로필렌(Polypropylene) 등과 같은 합성 수지로 구성되며, 파우치(110)는, 합성 수지로 구성되며 절연 필름(140)과 융착되는 합성 수지층 등을 포함할 수 있다.
도 3a 내지 도 3h는 배터리 셀의 전극에 리드탭이 부착되는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 4a 내지 도 4c는 파우치 내에 배터리 셀을 삽입하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 5a 내지 도 5e는 파우치와 리드탭을 실링하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3h에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 먼저, 배터리 셀(120)을 준비하고, 배터리 셀(120)의 전극(122)에 리드탭(130)을 부착한다,
그리고, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 배터리 셀(120)을 파우치(110) 내에 삽입할 수 있다.
이어, 도 5a 내지 도 5e에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 파우치(110)와 리드탭(130)을 실링할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 배터리 셀(120) 및 리드탭(130)을 준비하는 단계, 도 3a 내지 도 3h의 리드탭(130) 부착 단계, 도 4a 내지 도 4c의 파우치(110)에 배터리 셀(120) 삽입 단계, 그리고 도 5a 내지 도 5e의 파우치(110) 실링 단계들과 각 단계들 사이에서, 리드탭(130) 및 파우치(110) 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
또한, 본 발명은, 리드탭(130) 부착 단계 이전에 리드탭(130)을 준비하는 과정에서도 리드탭(130)을 플라즈마 처리하여 활성화할 수도 있다.
이처럼, 리드탭(130) 및 파우치(110) 중 적어도 어느 하나에 플라즈마 처리하는 이유는, 파우치(110) 및 리드탭(130)의 절연 필름(140)간의 융착면 또는 접착면의 표면적을 증가시켜 리드탭(130)의 절연 필름(140)과 파우치(110) 사이의 융착성 또는 접착성을 향상시키기 위함이다.
즉, 본 발명은, 리드탭(130)을 플라즈마 처리할 때, 리드탭(130)의 소정영역에 부착된 절연 필름(140)의 표면을 플라즈마 처리하여 절연 필름(140)의 표면을 활성화할 수 있다.
또한, 본 발명은, 파우치(110)를 플라즈마 처리할 때, 파우치(110)의 가장자리 영역 중 리드탭(130)과 실링되는 영역을 플라즈마 처리하여 파우치(110)의 표면을 활성화할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 리드탭(130) 및 파우치(110) 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리할 때, 미리 설정된 플라즈마 처리 조건에 따라 설정 시간 동안 플라즈마 처리를 수행할 수 있다.
이와 같이, 플라즈마 처리를 위한 각 공정 단계별로 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3a 내지 도 3h의 리드탭(130) 부착 단계는, 도 3a와 같이, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)에 제1 리드탭(130a)을 부착하는 단계, 도 3b와 같이, 프레싱 영역(510)이 형성되도록 제1 리드탭(130a)을 프레싱(pressing)하는 단계, 도 3e와 같이, 배터리 셀(120)의 제2 전극(122b)에 제2 리드탭(130b)을 부착하는 단계, 그리고 도 3f와 같이, 프레싱 영역(510)이 형성되도록 제2 리드탭(130b)을 프레싱하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 도 3a와 같이, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)에 제1 리드탭(130a)을 부착하는 단계에서, 제1 리드탭(130a) 및 그의 절연 필름(140)을 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
경우에 따라, 본 발명은, 도 3b와 같이, 제1 리드탭(130a)을 프레싱(pressing)하는 단계에서, 제1 리드탭(130a) 및 그의 절연 필름(140)을 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
다른 경우로서, 본 발명은, 도 3e와 같이, 배터리 셀(120)의 제2 전극(122b)에 제2 리드탭(130b)을 부착하는 단계에서, 제2 리드탭(130b) 및 그의 절연 필름(140)을 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
또 다른 경우로서, 본 발명은, 도 3f와 같이, 제2 리드탭(130b)을 프레싱하는 단계에서, 제2 리드탭(130b) 및 그의 절연 필름(140)을 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
즉, 본 발명은, 도 3a와 같이, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)에 제1 리드탭(130a)을 부착하는 단계, 도 3b와 같이, 제1 리드탭(130a)을 프레싱(pressing)하는 단계, 도 3e와 같이, 배터리 셀(120)의 제2 전극(122b)에 제2 리드탭(130b)을 부착하는 단계, 그리고 도 3f와 같이, 제2 리드탭(130b)을 프레싱하는 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 제1, 제2 리드탭(130a, 130b) 및 그들의 절연 필름(140)을 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
일 예로, 본 발명은, 도 3a와 같이, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)에 제1 리드탭(130a)을 부착하는 단계, 도 3b와 같이, 제1 리드탭(130a)을 프레싱(pressing)하는 단계, 도 3e와 같이, 배터리 셀(120)의 제2 전극(122b)에 제2 리드탭(130b)을 부착하는 단계, 그리고 도 3f와 같이, 제2 리드탭(130b)을 프레싱하는 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 제1, 제2 리드탭(130a, 130b)의 소정영역에 부착된 절연 필름(140)의 표면을 플라즈마 처리하여 절연 필름의 표면을 활성화할 수 있다.
또한, 본 발명은, 도 3a와 같이, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)에 제1 리드탭(130a)을 부착하는 단계에서, 초음파 용접을 이용하여, 배터리 셀의 제1 전극에 제1 리드탭을 부착할 수 있다.
또한, 본 발명은, 도 3b와 같이, 제1 리드탭(130a)을 프레싱하는 단계에서, 배터리 셀의 제1 전극에 부착된 제1 리드탭의 전체 영역 중 제1 전극에 접촉된 접촉 영역을 프레싱하여 제1 리드탭의 단차를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은, 도 3e와 같이, 배터리 셀(120)의 제2 전극(122b)에 제2 리드탭(130b)을 부착하는 단계에서, 초음파 용접을 이용하여, 배터리 셀의 제2 전극에 제2 리드탭을 부착할 수 있다.
또한, 본 발명은, 도 3f와 같이, 제2 리드탭(130b)을 프레싱하는 단계에서, 배터리 셀의 제2 전극에 부착된 제2 리드탭의 전체 영역 중 제2 전극에 접촉된 접촉 영역을 프레싱하여 제2 리드탭의 단차를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은, 도 3b와 같이, 제1 리드탭(130a)을 프레싱하는 단계와 도 3e와 같이, 배터리 셀(120)의 제2 전극(122b)에 제2 리드탭(130b)을 부착하는 단계 사이에서, 도 3c와 같이, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)과 제1 리드탭(130a)의 부착 위치를 비전 카메라(520)로 검사하는 단계와, 도 3d와 같이, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)과 제1 리드탭(130a)의 부착 위치에 절연 테이프(530)를 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 도 3c와 같이, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)과 제1 리드탭(130a)의 부착 위치를 검사하는 단계와, 도 3d와 같이, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)과 제1 리드탭(130a)의 부착 위치에 절연 테이프(530)를 부착하는 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 제1 리드탭(130a)을 플라즈마 처리하여 활성화할 수도 있다.
즉, 본 발명은, 도 3c와 같이, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)과 제1 리드탭(130a)의 부착 위치를 검사하는 단계와, 도 3d와 같이, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)과 제1 리드탭(130a)의 부착 위치에 절연 테이프(530)를 부착하는 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 제1 리드탭(130a)의 소정영역에 부착된 절연 필름(530)의 표면을 플라즈마 처리하여 절연 필름(530)의 표면을 활성화할 수 있다.
일 예로, 도 3d와 같이, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)과 제1 리드탭(130a)의 부착 위치에 절연 테이프(530)를 부착하는 단계에서, 절연 테이프(530)는, 배터리 셀(120)의 제1 전극(122a)과 제1 리드탭(130a)이 부착된 부착 영역의 면적보다 더 넓은 면적을 가지는 고온 절연 테이프일 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
다음, 본 발명은, 도 3f와 같이, 제2 리드탭(130b)을 프레싱하는 단계 이후에, 도 3g와 같이, 배터리 셀(120)의 제2 전극(122b)과 제2 리드탭(130b)의 부착 위치를 비전 카메라(520)로 검사하는 단계와, 도 3h와 같이, 배터리 셀(120)의 제2 전극(122b)과 제2 리드탭(130b)의 부착 위치에 절연 테이프(530)를 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 도 3f와 같이, 제2 리드탭(130b)을 프레싱하는 단계 이후에, 배터리 셀의 제2 전극과 제2 리드탭의 부착 위치를 검사하는 단계와, 배터리 셀의 제2 전극과 제2 리드탭의 부착 위치에 절연 테이프를 부착하는 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 제2 리드탭을 플라즈마 처리하여 활성화할 수도 있다.
즉, 본 발명은, 제2 리드탭을 프레싱하는 단계 이후에, 도 3g와 같이, 배터리 셀(120)의 제2 전극(122b)과 제2 리드탭(130b)의 부착 위치를 비전 카메라(520)로 검사하는 단계와, 도 3h와 같이, 배터리 셀(120)의 제2 전극(122b)과 제2 리드탭(130b)의 부착 위치에 절연 테이프(530)를 부착하는 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 제2 리드탭(130b)의 소정영역에 부착된 절연 필름(140)의 표면을 플라즈마 처리하여 절연 필름의 표면을 활성화할 수 있다.
일 예로, 도 3h와 같이, 배터리 셀(120)의 제2 전극(122b)과 제2 리드탭(130b)의 부착 위치에 절연 테이프(530)를 부착하는 단계에서, 절연 테이프(530)는, 배터리 셀의 제2 전극과 제2 리드탭이 부착된 부착 영역의 면적보다 더 넓은 면적을 가지는 고온 절연 테이프일 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 본 발명은, 도 3h와 같이, 배터리 셀(120)의 제2 전극(122b)과 제2 리드탭(130b)의 부착 위치에 절연 테이프(530)를 부착하는 단계 이후에, 절연 테이프(530)의 부착 위치를 검사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 절연 테이프(530)의 부착 위치를 검사하는 단계에서, 제1, 제2 리드탭(130a, 130b)을 플라즈마 처리하여 활성화할 수도 있다.
즉, 본 발명은, 절연 테이프(530)의 부착 위치를 검사하는 단계에서, 제1, 제2 리드탭(130a, 130b)의 소정영역에 부착된 절연 필름(530)의 표면을 플라즈마 처리하여 절연 필름(530)의 표면을 활성화할 수 있다.
그리고, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 파우치(110)에 배터리 셀(120) 삽입 단계는, 도 4a와 같이, 파우치(110)를 공급하는 단계, 파우치(110)에 배터리 셀(120)이 수용되는 적어도 하나의 컵(550)을 형성하는 단계, 그리고 도 4c와 같이, 파우치의 컵(550)에 배터리 셀(120)을 안착시키는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 도 4a와 같이, 파우치(110)를 공급하는 단계에서, 파우치(110)를 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
경우에 따라, 본 발명은, 도 4a와 같이, 파우치(110)에 배터리 셀(120)이 수용되는 적어도 하나의 컵(550)을 형성하는 단계에서, 파우치를 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
다른 경우로서, 본 발명은, 도 4c와 같이, 파우치의 컵(550)에 배터리 셀(120)을 안착시키는 단계에서, 파우치(110)를 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 도 4a와 같이, 파우치를 공급하는 단계, 파우치에 배터리 셀이 수용되는 적어도 하나의 컵을 형성하는 단계, 그리고 도 4c와 같이, 파우치의 컵에 배터리 셀을 안착시키는 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 파우치(110)를 플라즈마 처리하여 활성화할 수 잇다.
즉, 본 발명은, 파우치를 공급하는 단계, 파우치에 배터리 셀이 수용되는 적어도 하나의 컵을 형성하는 단계, 그리고 파우치의 컵에 배터리 셀을 안착시키는 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 파우치(110)의 가장자리 영역 중 리드탭(130)과 실링되는 영역을 플라즈마 처리하여 파우치(110)의 표면을 활성화할 수 있다.
또한, 본 발명은, 도 4a와 같이, 파우치를 공급하는 단계에서, 파우치 롤로부터 파우치를 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은, 도 4a와 같이, 파우치에 배터리 셀이 수용되는 적어도 하나의 컵을 형성하는 단계와 도 4c와 같이, 파우치의 컵에 배터리 셀을 안착시키는 단계 사이에서, 도 4a와 같이, 컵(550)이 형성된 파우치(110)를 소정 크기로 절단하는 단계, 도 4a와 같이, 비전 카메라(520)을 통해 얼라인 마커(560)를 확인하여 절단된 파우치(110)의 위치를 얼라인하는 단계, 그리고 도 4b와 같이, 비전 카메라(520)의 확인을 통해 디개싱 홀(570)과 얼라인 마커(560)가 형성된 파우치(110)의 끝단 주변(110a)을 추가 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 컵이 형성된 파우치를 소정 크기로 절단하는 단계, 절단된 파우치의 위치를 얼라인하는 단계, 그리고 절단된 파우치의 끝단 주변을 추가 절단하는 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 파우치(110)를 플라즈마 처리하여 활성화할 수 있다.
즉, 본 발명은, 컵이 형성된 파우치를 소정 크기로 절단하는 단계, 절단된 파우치의 위치를 얼라인하는 단계, 그리고 절단된 파우치의 끝단 주변을 추가 절단하는 단계 중 적어도 어느 한 단계에서, 파우치(110)의 가장자리 영역 중 리드탭(130)과 실링되는 영역을 플라즈마 처리하여 파우치의 표면을 활성화할 수 있다.
일 예로, 컵(550)이 형성된 파우치(110)를 소정 크기로 절단하는 단계는, 파우치(110)를 소정 크기로 절단할 때, 절단된 파우치(110)의 위치를 얼라인하기 위한 얼라인 마커(560)를 동시에 형성할 수 있다.
다른 일 예로, 컵(550)이 형성된 파우치(110)를 소정 크기로 절단하는 단계는, 파우치(110)를 소정 크기로 절단할 때, 절단된 파우치(110)의 위치를 얼라인하기 위한 얼라인 마커(520)를 다른 시간대에 형성할 수도 있다.
또한, 본 발명은, 절단된 파우치(110)의 위치를 얼라인하는 단계에서, 절단된 파우치(110)에 형성된 얼라인 마커(520)를 확인하여 파우치(110)의 위치를 얼라인할 수 있다.
또한, 본 발명은, 절단된 파우치(110)의 끝단 주변(110a)을 추가 절단하는 단계에서, 절단된 파우치(110)에 형성된 얼라인 마커(560)가 제거되도록 파우치(110)의 끝단 주변(110a)을 추가 절단할 수 있다.
다음, 본 발명은, 도 4c와 같이, 파우치(110)의 컵(550)에 배터리 셀(120)을 안착시키는 단계에서, 파우치(110)의 가장자리 끝단 경계에 리드탭(130)의 절연 필름(140)이 위치하도록 파우치(110)의 컵(550)에 배터리 셀(120)을 안착시킬 수 있다.
그리고, 도 5a 내지 도 5e의 파우치(110) 실링 단계는, 도 5a와 같이, 배터리 셀이 파우치(110) 내에 삽입되면 파우치(110)의 가장자리 영역 중 리드탭(130)이 위치하는 제1, 제2 사이드 영역(592)을 실링하는 단계, 도 5b와 같이, 파우치(110)의 가장자리 영역 중 배터리 셀에 인접한 제3 사이드 영역(594)을 실링하는 단계, 도 5c와 같이, 파우치(110)의 가장자리 영역 중 제1, 제2, 제3 사이드 영역(592, 594)에 대한 실링 두께(596)를 측정하는 단계, 도 5d와 같이, 실링된 파우치(110)의 크기를 검사하는 단계, 그리고 도 5e와 같이, 실링된 파우치(110)의 단락을 검사하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은, 배터리 셀의 전극에 리드탭을 부착하는 단계 이전에, 리드탭의 소정 영역에 절연 필름을 부착할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 절연 필름을 부착할 때, 리드탭의 상부면 중 일부 영역에 제1 실란트를 배치하고, 제1 실란트에 대응하도록 리드탭의 하부면 중 일부 영역에 제2 실란트를 배치하며, 제1, 제2 실란트를 리드탭에 열융착시킬 수 있다.
일 예로, 절연 필름은, 리드탭의 상부면 중 일부 영역에 부착되는 제1 실란트와, 리드탭의 하부면 중 일부 영역에 부착되는 제2 실란트를 포함하고, 제1 실란트의 양측 끝단은, 제2 실란트의 양측 끝단에 각각 부착될 수 있다.
제1, 제2 실란트는, 리드탭의 길이 방향에 대해 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 제1, 제2 실란트는, 리드탭을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수도 잇다.
경우에 따라, 제1, 제2 실란트의 폭은, 서로 동일할 수 있다.
다른 경우로서, 제1, 제2 실란트의 폭은, 리드탭의 폭보다 더 작을 수도 잇다.
그리고, 제1, 제2 실란트의 양측 끝단은, 리드탭의 외부 주변에서 서로 부착될 수도 있다.
또한, 본 발명은, 리드탭 및 파우치 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리할 때, 리드탭 및 파우치 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 가공 처리 장치로 이송하고, 플라즈마 가공 처리 장치를 구동시켜 설정 조건에 따라 플라즈마를 발생시키며, 리드탭 및 파우치 중 적어도 어느 하나의 표면을 플라즈마 처리하여 활성화하고, 설정 시간 경과 후에 플라즈마 발생을 종료할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 리드탭의 표면을 활성화할 때, 리드탭의 상부에 위치하는 절연 필름의 바깥 표면과 리드탭의 하부에 위치하는 절연 필름의 바깥 표면을 동시에 플라즈마 처리할 수 있다.
경우에 따라, 본 발명은, 리드탭의 표면을 활성화할 때, 리드탭의 상부에 위치하는 절연 필름의 바깥 표면과 리드탭의 하부에 위치하는 절연 필름의 바깥 표면을 서로 다른 시간에 플라즈마 처리할 수도 있다.
또한, 본 발명은, 리드탭의 표면을 활성화할 때, 리드탭의 상부에 위치하는 절연 필름의 바깥 표면을 플라즈마 처리하여 제1 플라즈마 처리 표면을 형성하고, 리드탭의 하부에 위치하는 절연 필름의 바깥 표면을 플라즈마 처리하여 제2 플라즈마 처리면을 형성할 수 있다.
일 예로, 본 발명은, 리드탭의 표면을 활성화할 때, 리드탭의 절연 필름의 외부 노출 표면 중 전체 영역에 플라즈마 처리면을 형성할 수 있다.
다른 일 예로, 본 발명은, 리드탭의 표면을 활성화할 때, 리드탭의 절연 필름의 외부 노출 표면 중 일부 영역에 플라즈마 처리면을 형성할 수도 있다.
또한, 본 발명은, 리드탭의 표면을 활성화할 때, 리드탭에 중첩되는 절연 필름의 중앙 영역에 제3 플라즈마 처리면을 형성하고, 리드탭에 미중첩되는 절연 필름의 양끝단 영역에 제4 플라즈마 처리면을 형성할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 리드탭의 표면을 활성화할 때, 리드탭에 중첩되는 절연 필름의 중앙 영역에 제3 플라즈마 처리면을 형성하고, 리드탭에 미중첩되는 절연 필름의 양끝단 영역에 제4 플라즈마 처리면을 형성하며, 리드탭의 경계에 위치하는 절연 필름의 중앙 영역과 양끝단 영역 사이의 영역에 제5 플라즈마 처리면을 형성할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 리드탭의 절연 필름과 파우치의 융착을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 파우치형 이차전지는, 봉지재인 파우치(110)에 배터리 셀이 수용되고, 배터리 셀에 구비된 전극들의 전극탭들에 전기적으로 연결되어 파우치(110)의 외부로 리드탭(130)이 인출되며, 리드탭(130)을 전기적으로 절연하는 절연 필름(140)이 배치될 수 있다.
여기서, 파우치(110)와 리드탭의 절연 필름(140) 중 적어도 어느 하나는, 파우치(110)와 절연 필름간의 융착성 또는 접착성을 높이기 위하여 플라즈마를 이용하여 파우치(110)와 리드탭의 절연 필름(140)의 표면을 비접촉식으로 가공 처리할 수 있다.
따라서, 본 발명은, 리드탭 및 파우치 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리하여 이들의 표면을 비접촉식으로 활성화함으로써, 리드탭의 절연 필름 및 파우치에 대한 융착면 또는 접착면의 표면적을 증가시켜 리드탭의 절연 필름과 파우치 사이의 융착성 또는 접착성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 플라즈마를 이용하여 리드탭의 절연 필름 및 파우치의 표면을 비접촉식으로 가공 처리함으로써, 배터리 셀을 감싸는 파우치 안쪽면과 리드탭에 융착된 절연 필름의 바깥쪽면의 융착력 강도를 증가시켜서 전해액에 대한 내전해성을 향상시키고 접착력을 쉽고 강하게 하여 용접력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은, 화학 약품을 사용하지 않고도 리드탭의 절연 필름과 파우치의 융착성을 향상시켜 환경 오염 및 불량률을 최소화하고 생산성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은, 파우치의 융착 또는 접착시, 파우치와 리드탭의 절연 필름 가공 영역 사이의 계면에서 발생한 기포들을 플라즈마 처리면을 통해 외부로 배출시킴으로써, 계면에 기포들이 내포되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 파우치형 이차전지
110: 파우치
120: 배터리 셀
122: 전극
124: 전극탭
130: 리드탭
140: 절연 필름
110: 파우치
120: 배터리 셀
122: 전극
124: 전극탭
130: 리드탭
140: 절연 필름
Claims (8)
- (a) 배터리 셀 및 리드탭을 준비하는 단계;
(b) 상기 리드탭의 소정 영역에 절연 필름을 부착하는 단계;
(c) 상기 배터리 셀의 전극에 상기 리드탭을 부착하는 단계;
(d) 상기 배터리 셀을 파우치 내에 삽입하는 단계; 그리고,
(e) 상기 파우치와 리드탭을 실링하는 단계를 포함하고,
상기 (a) 단계 내지 (e) 단계 사이에서 상기 절연 필름, 리드탭 및 파우치 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리하여 활성화하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b-1) 상기 리드탭의 상부면 중 일부 영역에 제1 실란트를 배치하는 단계;
(b-2) 상기 제1 실란트에 대응하도록 상기 리드탭의 하부면 중 일부 영역에 제2 실란트를 배치하는 단계; 그리고,
(b-3) 상기 제1, 제2 실란트를 상기 리드탭에 열융착시키는 단계를 포함하고,
상기 (b-1) 단계 내지 (b-3) 단계 사이에서 상기 제1, 제2 실란트 및 리드탭 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리하여 활성화하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
(c-1) 상기 배터리 셀의 제1 전극에 제1 리드탭을 부착하는 단계;
(c-2) 상기 제1 리드탭을 프레싱(pressing)하는 단계;
(c-3) 상기 배터리 셀의 제2 전극에 제2 리드탭을 부착하는 단계; 그리고,
(c-4) 상기 제2 리드탭을 프레싱하는 단계를 포함하고,
상기 (c-1) 단계 내지 (c-4) 단계 중 적어도 어느 한 단계에서,
상기 제1, 제2 리드탭 중 적어도 어느 하나를 플라즈마 처리하여 활성화하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 제조 방법. - 제3 항에 있어서,
상기 (c-2) 단계와 (c-3) 단계 사이에는,
(c-5) 상기 배터리 셀의 제1 전극과 상기 제1 리드탭의 부착 위치를 검사하는 단계; 그리고,
(c-6) 상기 배터리 셀의 제1 전극과 상기 제1 리드탭의 부착 위치에 절연 테이프를 부착하는 단계를 더 포함하고,
상기 (c-5) 단계 내지 (bc6) 단계 중 적어도 어느 한 단계에서,
상기 제1 리드탭을 플라즈마 처리하여 활성화하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 제조 방법. - 제3 항에 있어서,
상기 (c-4) 단계 이후에는,
(c-7) 상기 배터리 셀의 제2 전극과 상기 제2 리드탭의 부착 위치를 검사하는 단계; 그리고,
(c-8) 상기 배터리 셀의 제2 전극과 상기 제2 리드탭의 부착 위치에 절연 테이프를 부착하는 단계를 더 포함하고,
상기 (c-7) 단계 내지 (c-8) 단계 중 적어도 어느 한 단계에서,
상기 제2 리드탭을 플라즈마 처리하여 활성화하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 제조 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 (c-8) 단계 이후에,
(c-9) 상기 절연 테이프의 부착 위치를 검사하는 단계를 더 포함하고,
상기 (c-9) 단계에서,
상기 제1, 제2 리드탭을 플라즈마 처리하여 활성화하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 (d) 단계는,
(d-1) 상기 파우치를 공급하는 단계;
(d-2) 상기 파우치에 상기 배터리 셀이 수용되는 적어도 하나의 컵을 형성하는 단계; 그리고,
(d-3) 상기 파우치의 컵에 상기 배터리 셀을 안착시키는 단계를 포함하고,
상기 (d-1) 단계 내지 (d-3) 단계 중 적어도 어느 한 단계에서,
상기 파우치를 플라즈마 처리하여 활성화하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 제조 방법. - 제7 항에 있어서,
상기 (d-2) 단계와 (d-3) 단계 사이에는,
(d-4) 상기 컵이 형성된 파우치를 소정 크기로 절단하는 단계;
(d-5) 상기 절단된 파우치의 위치를 얼라인하는 단계; 그리고,
(d-6) 상기 절단된 파우치의 끝단 주변을 추가 절단하는 단계를 더 포함하고,
상기 (d-4) 단계 내지 (d-6) 단계 중 적어도 어느 한 단계에서,
상기 파우치를 플라즈마 처리하여 활성화하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지 제조 방법.
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