KR20230144794A - 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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Abstract

배터리 셀 및 이를 제조하는 방법이 개시된다. 본 발명의 배터리 셀은, 전극 조립체와 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 유닛을 포함하는 배터리 셀로서, 상기 파우치 유닛 중에서 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부와 상기 전극 조립체를 구비하는, 셀 바디; 상기 배터리 셀의 둘레를 형성하는, 셀 엣지; 그리고 상기 셀 엣지와 상기 셀 바디의 사이에 형성되는, 셀 엣지부를 포함하고, 상기 파우치 유닛은 파우치 시트로 형성되며, 상기 셀 엣지부는, 상기 파우치 시트 중에서 서로 마주하는 제1 파우치 엣지부와 제2 파우치 엣지부를 포함하고, 상기 셀 엣지부의 두께 방향으로 볼록한 볼록부를 포함할 수 있다.

Description

배터리 셀 및 이를 제조하는 방법{BATTERY CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 배터리 셀의 실링(sealing) 효과를 높이는 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
파우치형 배터리 셀의 제작 및 사용 환경 중에 발생하는 반복적인 충/방전 과정 및 고온, 고습 등의 가혹 환경 노출로 인해 배터리 셀 내부에서 지속적으로 가스가 발생하게 된다. 이는 배터리 셀 내부의 압력을 상승시키며 파우치가 견딜 수 있는 임계치 이상이 되면 파우치 밀봉이 취약한 부분이 파괴되며 배터리 셀이 손상되게 된다.
파우치 밀봉이 취약한 부분은, 서로 마주하는 파우치가 접하며 결합되거나 서로 마주하는 파우치 사이에 전극 탭이 배치된 실링부(sealing portion)일 수 있다. 서로 마주하는 파우치는 레진이 중합되어 결합될 수 있고, 파우치의 레진과 전극 탭이 결합될 수 있다. 실링부에서 레진의 두께가 크면, 파우치가 견딜 수 있는 압력이 커질 수 있다.
KR 10-1963313 B1
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 파우치 타입 배터리 셀의 단부에서 파우치를 처리하여 파우치가 견딜 수 있는 압력을 높이는 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.
본 발명은 파우치 타입 배터리 셀의 단부에서 파우치의 두께 프로파일을 형성하는 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.
본 발명은 파우치 타입 배터리 셀의 단부에서 두께 방향으로 볼록한 볼록부를 형성하는 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.
본 발명은 파우치 타입 배터리 셀의 단부에서 파우치가 접혀 형성되는 폴딩부를 포함하는 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 조립체와 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 유닛을 포함하는 배터리 셀로서, 상기 파우치 유닛 중에서 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부와 상기 전극 조립체를 구비하는, 셀 바디; 상기 배터리 셀의 둘레를 형성하는, 셀 엣지; 그리고 상기 셀 엣지와 상기 셀 바디의 사이에 형성되는, 셀 엣지부를 포함하고, 상기 파우치 유닛은 파우치 시트로 형성되며, 상기 셀 엣지부는, 상기 파우치 시트 중에서 서로 마주하는 제1 파우치 엣지부와 제2 파우치 엣지부를 포함하고, 상기 셀 엣지부의 두께 방향으로 볼록한 볼록부를 포함하는, 배터리 셀이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 전극 조립체와 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 유닛을 포함하는 배터리 셀을 제조하는, 배터리 셀 제조 방법으로서, 상기 파우치 유닛을 형성하는 파우치 시트의 일면에 오목한 수용부를 형성하는 파우치 성형 단계; 상기 수용부에 상기 전극 조립체를 안착하는, 전극 조립체 안착 단계; 그리고 상기 파우치 시트를 밀봉하는 셀 엣지부를 형성하는, 셀 엣지부 형성 단계를 포함하고, 상기 셀 엣지부는, 상기 셀 엣지부의 두께 방향으로 볼록한 볼록부를 포함하는, 배터리 셀 제조 방법이 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 파우치 타입 배터리 셀의 단부에서 파우치를 처리하여 파우치가 견딜 수 있는 압력을 높이는 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 파우치 타입 배터리 셀의 단부에서 파우치의 두께 프로파일을 형성하는 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 파우치 타입 배터리 셀의 단부에서 두께 방향으로 볼록한 볼록부를 형성하는 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 파우치 타입 배터리 셀의 단부에서 파우치가 접혀 형성되는 폴딩부를 포함하는 배터리 셀 및 이를 제조하는 방법이 제공될 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 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀의 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 파우치 유닛을 B1-B2로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 4a는 도 1의 배터리 셀을 A1-A2로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 4b는 도 1의 배터리 셀을 E1-E2로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4a의 C 부분을 상세히 나타낸 도면이다.
도 6a는, 실링 블록을 이용하여 파우치 시트를 실링하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 6b는, 전극 탭이 위치한 파우치 시트를 실링하는 실링 블록을 나타낸 도면이다.
도 7은 롤러와 플레이트를 이용하여 셀 엣지부의 형상을 형성하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 한 쌍의 롤러를 이용하여 셀 엣지부의 형상을 형성하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 9a는, 도 4a에 도시된 셀 엣지부를 성형한 이후 모습을 나타낸 도면이다.
도 9b는, 도 4b에 도시된 셀 엣지부를 성형한 이후 모습을 나타낸 도면이다.
도 10a은, 도 9a의 D를 상세히 나타낸 도면이다.
도 10b는, 도 9b의 F를 상세히 나타낸 도면이다.
도 11은 셀 엣지부의 단부가 접혀진 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 제조 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 13은 셀 엣지부 형성 단계를 나타낸 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀(10)의 분해사시도이다. 도 3은 도 2의 파우치 유닛(100)을 B1-B2로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 배터리 셀(10)은 파우치 유닛(100)과 전극 조립체(200)를 포함할 수 있다. 파우치 유닛(100)은 전극 조립체(200)를 수용할 수 있다. 달리 말하면, 전극 조립체(200)는 파우치 유닛(100)에 의해 감싸질 수 있다.
전극 조립체(200)는 충전 및 방전될 수 있다. 전극 조립체(200)가 충전되면, 전극 조립체(200)의 전기 에너지는 증가할 수 있다. 전극 조립체(200)가 방전되면, 전극 조립체(200)의 전기 에너지는 감소할 수 있다. 전극 조립체(200)는 "젤리 롤(jelly roll)"이라 칭할 수 있다.
전극 조립체(200)는 개략적으로 육면체의 형상을 형성할 수 있다. 전극 조립체(200)는 납작한 형상을 형성할 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(200)는 납작한 육면체의 형상을 형성할 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체(200)는 일단에서 연장되어 타단으로 이어진 형상을 형성할 수 있다.
배터리 셀(10)은 전극 탭(300)을 포함할 수 있다. 전극 탭(300)은 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 전극 탭(300)은 제1 전극 탭(310)과 제2 전극 탭(320)을 포함할 수 있다. 전극 탭(300)은, 금속을 포함하는 소재로 형성될 수 있다.
전극 탭(300)은 전극 조립체(200)에 연결될 수 있다. 제1 전극 탭(310)은 전극 조립체(200)의 일단에 연결될 수 있다. 제2 전극 탭(320)은 전극 조립체(200)의 타단에 연결될 수 있다.
전극 탭(300)은 전극 조립체(200)에서 돌출된 형상을 형성할 수 있다. 전극 탭(300)은 파우치 유닛(100)의 외부로 돌출될 수 있다. 예를 들어, 전극 탭(300)의 일부는, 전극 조립체(200)에서 연장되어 파우치 유닛(100)에 수용될 수 있다. 예를 들어, 전극 탭(300)의 다른 일부는, 전극 탭(300)의 상기 일부에서 연장되어 파우치 유닛(100)의 외부에 위치할 수 있다.
파우치 유닛(100)은 파우치 시트(101)를 포함할 수 있다. 파우치 시트(101)는 시트(sheet)일 수 있다. 파우치 시트(101)는 가요성(flexible)일 수 있다. 파우치 시트(101)는 면(face)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 파우치 유닛(100)은, 제1 파우치 면(103) 및 제2 파우치 면(104)을 포함할 수 있다. 제1 파우치 면(103)은, 전극 조립체(200)를 마주하거나 전극 조립체(200)에 접할 수 있다. 제2 파우치 면(104)은, 제1 파우치 면(103)의 반대 면일 수 있다. 제2 파우치 면(104)은, 배터리 셀(10)의 외측면을 형성할 수 있다.
파우치 시트(101)는 복수의 층(layer)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 파우치 시트(101)는 제1 레이어(151)를 포함할 수 있다. 제1 레이어(151)는 제1 파우치 면(103)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 레이어(151)의 일면은 제1 파우치 면(103)을 형성할 수 있다.
파우치 시트(101)는 제2 레이어(152)를 포함할 수 있다. 제2 레이어(152)는 제1 레이어(151)의 타면에 접할 수 있다. 파우치 시트(101)는 제3 레이어(153)를 포함할 수 있다. 제3 레이어(153)는 제2 파우치 면(104)을 형성할 수 있다. 제3 레이어(153)는 제2 레이어(152)에 접할 수 있다. 제2 레이어(152)는, 제1 레이어(151)와 제3 레이어(153)의 사이에 배치될 수 있다.
제3 레이어(153)는, 외부로부터 수분 침투를 억제할 수 있다. 제3 레이어(153)는 성형 및 절연 특성이 가질 수 있다. 예를 들어, 제3 레이어(153)는, 복수의 층으로 형성될 수 있다.
제1 레이어(151)는 열중합성 화합물을 포함할 수 있다. 열중합성 화합물에 열(heat)이 가해지면, 열중합성 화합물에 중합 또는 가교 반응이 발생할 수 있다. 이 경우, 2개의 서로 다른 제1 레이어(151)가 접한 상태에서 열(heat)이 가해지면, 2개의 다른 제1 레이어(151)가 접합될 수 있다.
제1 레이어(151)는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론 및 유리섬유 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 제1 레이어(151)는 단일막 구조 또는 2개 이상의 물질로 이루어진 복합막 구조를 가질 수 있다.
제2 레이어(152)는, 금속을 포함할 수 있다. 제2 레이어(152)는, 예를 들어, 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 철(F2), 망간(Mn), 및 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 제2 레이어(152)는, 우수한 기계적 강도, 성형성, 수분 차단 효과를 구현할 수 있다.
제3 레이어(153)는 외부로부터 배터리 셀(10)을 보호할 수 있다. 제3 레이어(153)는 필름(film)으로 형성될 수 있다. 제3 레이어(153)는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드 중에서 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 레이어(153)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 소재로 형성될 수 있다.
제3 레이어(153)의 녹는점 또는 용융점은, 제1 레이어(151)의 녹는점 또는 용융점 보다 높을 수 있다. 예를 들어, 제3 레이어(153)에 열(heat)을 제공하면, 열(heat)은 제2 레이어(152)를 통과하여 제1 레이어(151)에 도달할 수 있다. 이 경우, 제3 레이어(153)는 녹지 않고, 제1 레이어(151)는 녹은 상태일 수 있다.
파우치 시트(101)는 성형될 수 있다. 예를 들어, 파우치 시트(101)를 프레스(press) 가공하면, 파우치 시트(101)의 형상이 형성될 수 있다. 예를 들어, 파우치 유닛(100)은, 파우치 시트(101)의 일 면에서 오목하게 형성될 수 있다.
예를 들어, 파우치 유닛(100)은 제1 수용부(110)를 포함할 수 있다. 제1 수용부(110)는 제1 파우치 면(103)에서 오목할 수 있다. 제1 수용부(110)는 제2 파우치 면(104)에서 볼록할 수 있다.
예를 들어, 파우치 유닛(100)은 제2 수용부(120)를 포함할 수 있다. 제2 수용부(120)는 제1 파우치 면(103)에서 오목할 수 있다. 제2 수용부(120)는 제2 파우치 면(104)에서 볼록할 수 있다. 제1 수용부(110)와 제2 수용부(120)는, 파우치 시트(101) 상에서 서로 이격될 수 있다.
수용부(110, 120)는, 제1 수용부(110)와 제2 수용부(120) 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 수용부(110, 120)는, 전극 조립체(200)를 수용할 수 있다. 수용부(110, 120)는, 전극 탭(300)의 일부를 수용할 수 있다.
파우치 유닛(100)은 연결부(130)를 포함할 수 있다. 연결부(130)는, 파우치 시트(101) 상에서, 제1 수용부(110)와 제2 수용부(120)의 사이에 위치할 수 있다. 연결부(130)는, 제1 수용부(110)와 제2 수용부(120)를 연결할 수 있다.
파우치 유닛(100)은 파우치 엣지(107)를 포함할 수 있다. 파우치 엣지(107)는, 파우치 시트(101)의 변(edge)을 형성할 수 있다. 파우치 엣지(107)는, 파우치 시트(101)의 변을 의미할 수 있다. 파우치 엣지(107)는, 수용부(110, 120)의 둘레를 따라 형성될 수 있다. 제1 수용부(110)와 제2 수용부(120) 사이를 제외한 수용부(110, 120)의 둘레를 따라, 파우치 엣지(107)가 형성되거나 위치할 수 있다.
파우치 유닛(100)은 파우치 엣지부(109)를 포함할 수 있다. 파우치 엣지부(109)는, 파우치 시트(101)의 일부일 수 있다. 파우치 엣지부(109)는, 수용부(110, 120)와 파우치 엣지(107) 사이에 형성될 수 있다.
제1 수용부(110)에 전극 조립체(200)가 수용된 이후, 파우치 시트(101)가 접힐 수 있다. 파우치 시트(101)는 연결부(130)에서 접힐 수 있다. 예를 들어, 제1 수용부(110)에 전극 조립체(200)가 수용된 상태에서 파우치 시트(101)가 접혀서, 제2 수용부(120)가 전극 조립체(200)를 수용하거나 덮을 수 있다. 즉 전극 조립체(200)는, 제1 수용부(110)와 제2 수용부(120)의 사이에 배치되며, 수용부(110, 120)에 수용될 수 있다.
배터리 셀(10)은 셀 바디(11)를 포함할 수 있다. 셀 바디(11)는, 배터리 셀(10)에서 전극 조립체(200)를 포함하는 부분을 의미할 수 있다. 예를 들어, 셀 바디(11)는, 수용부(110, 120)와 전극 조립체(200)를 포함할 수 있다.
배터리 셀(10)은 셀 엣지(17)를 포함할 수 있다. 셀 엣지(17)는, 배터리 셀(10)의 변(edge)을 형성할 수 있다. 셀 엣지(17)는, 배터리 셀(10)의 변을 의미할 수 있다. 셀 엣지(17)는, 셀 바디(11)의 둘레를 따라 형성되거나 위치할 수 있다. 셀 엣지(17)는 파우치 시트(101)에 의해 형성될 수 있다.
배터리 셀(10)은 셀 엣지부(19)를 포함할 수 있다. 셀 엣지부(19)는, 셀 엣지(17)를 따라 형성되거나 위치할 수 있다. 셀 엣지부(19)는, 셀 바디(11)의 둘레를 따라 형성되거나 위치할 수 있다. 셀 엣지부(19)는, 셀 엣지(17)와 셀 바디(11)의 사이에 위치하거나 형성될 수 있다. 셀 엣지부(19)는 파우치 시트(101)에 의해 형성될 수 있다.
셀 엣지(17)는 제1 셀 엣지(17a)를 포함할 수 있다. 셀 엣지부(19)는, 제1 셀 엣지부(19a)를 포함할 수 있다. 제1 셀 엣지부(19a)는, 제1 셀 엣지(17a)와 셀 바디(11)의 사이에 형성되거나 위치할 수 있다. 제1 셀 엣지부(19a)는, 제1 전극 탭(310)에 접할 수 있다. 제1 전극 탭(310)은, 전극 조립체(200)에서 돌출되어 제1 셀 엣지부(19a)를 통과하고 제1 엣지(17a)를 지나 외부로 돌출될 수 있다.
셀 엣지(17)는 제2 셀 엣지(17b)를 포함할 수 있다. 셀 엣지부(19)는, 제2 셀 엣지부(19b)를 포함할 수 있다. 제2 셀 엣지부(19b)는, 제2 셀 엣지(17b)와 셀 바디(11)의 사이에 형성되거나 위치할 수 있다. 제2 셀 엣지부(19b)는, 제2 전극 탭(320)에 접할 수 있다. 제2 전극 탭(320)은, 전극 조립체(200)에서 돌출되어 제2 셀 엣지부(19b)를 통과하고 제2 엣지(17b)를 지나 외부로 돌출될 수 있다.
셀 엣지(17)는, 제3 셀 엣지(17c)와 제4 셀 엣지(17d)를 포함할 수 있다. 제3 셀 엣지(17c)와 제4 셀 엣지(17d)는, 일단에서 연장되어 타단으로 이어져 형성될 수 있다. 제3 셀 엣지(17c)와 제4 셀 엣지(17d) 각각의 일단은, 제1 셀 엣지(17a)에 연결될 수 있다. 제3 셀 엣지(17c)와 제4 셀 엣지(17d) 각각의 타단은, 제2 셀 엣지(17b)에 연결될 수 있다.
제1 셀 엣지(17a)와 제2 셀 엣지(17b)는, 서로 맞은편에 위치할 수 있다. 셀 바디(11)는, 제1 셀 엣지(17a)와 제2 셀 엣지(17b)의 사이에 위치할 수 있다. 제3 셀 엣지(17c)와 제4 셀 엣지(17d)는, 서로 맞은편에 위치할 수 있다. 셀 바디(11)는, 제3 셀 엣지(17c)와 제4 셀 엣지(17d)의 사이에 위치할 수 있다.
셀 엣지부(19)는, 제3 셀 엣지부(19c)를 포함할 수 있다. 제3 셀 엣지부(19c)는, 제3 셀 엣지(17c)와 셀 바디(11)의 사이에 형성되거나 위치할 수 있다.
셀 엣지부(19)는, 제4 셀 엣지부(19d)를 포함할 수 있다. 제4 셀 엣지부(19d)는, 제4 셀 엣지(17d)와 셀 바디(11)의 사이에 형성되거나 위치할 수 있다.
도 4a는 도 1의 배터리 셀(10)을 A1-A2로 자른 단면을 나타낸 도면이다. 도 4a는 도 1 내지 3과 함께 설명될 수 있다.
도 1 내지 도 4a를 참조하면, 파우치 유닛(100)은 제1 파우치 파트(105)를 포함할 수 있다. 제1 파우치 파트(105)는, 파우치 시트(101)의 일부일 수 있다. 제1 파우치 파트(105)는, 제1 수용부(110)를 포함할 수 있다. 제1 파우치 파트(105)는, 파우치 시트(101) 중에서 제1 수용부(110)에서 연장된 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 파우치 파트(105)의 일부는, 제1 수용부(110)에서 연장되어 셀 엣지(17)까지 이어질 수 있다.
제2 파우치 파트(106)는, 파우치 시트(101)의 일부일 수 있다. 제2 파우치 파트(106)는, 제2 수용부(120)를 포함할 수 있다. 제2 파우치 파트(106)는, 파우치 시트(101) 중에서 제2 수용부(110)에서 연장된 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 파우치 파트(106)의 일부는, 제2 수용부(120)에서 연장되어 셀 엣지(17)까지 이어질 수 있다.
제1 파우치 파트(105)와 제2 파우치 파트(106)는, 셀 엣지부(19)에서 만날 수 있다. 달리 말하면, 제1 파우치 파트(105) 중에서 파우치 엣지부(109)는, 제2 파우치 파트(106) 중에서 파우치 엣지부(109)에 접하며 부착될 수 있다. 즉, 제1 파우치 파트(105)의 파우치 엣지부(109)와 제2 파우치 파트(106)의 파우치 엣지부(109)는, 서로 접하며 부착되어 셀 엣지부(19)를 형성할 수 있다.
제1 파우치 파트(105)의 파우치 엣지부(109)는, "제1 파우치 엣지부"라 칭할 수 있다. 제2 파우치 파트(106)의 파우치 엣지부(109)는, "제2 파우치 엣지부"라 칭할 수 있다. 제1 파우치 엣지부는 제1 수용부(110)에서 연장되어 형성될 수 있다. 제2 파우치 엣지부는 제2 수용부(120)에서 연장되어 형성될 수 있다.
도 4b는 도 1의 배터리 셀을 E1-E2로 자른 단면을 나타낸 도면이다.
도 4b를 참조하면, 제1 파우치 엣지부와 제2 파우치 엣지부는, 셀 엣지부(19)에서 전극 탭(300)에 의해 이격될 수 있다. 즉 전극 탭(300)은, 셀 엣지부(19)에서, 제1 파우치 파트(105)의 파우치 엣지부(109)와 제2 파우치 파트(106)의 파우치 엣지부(109)의 사이에 배치될 수 있다.
도 5는 도 4a의 C 부분을 상세히 나타낸 도면이다. 도 6a는, 실링 블록을 이용하여 파우치 시트를 실링하는 모습을 나타낸 도면이다. 도 5와 도 6a는, 도 1 내지 도 4a와 함께 설명될 수 있다.
도 1 내지 도 6a를 참조하면, 제1 파우치 파트(105)의 파우치 엣지부(109)의 제1 레이어(151)는, 제2 파우치 파트(106)의 파우치 엣지부(109)의 제1 레이어(151)에 접할 수 있다.
제1 파우치 파트(105)의 파우치 엣지부(109)의 제1 레이어(151)가 제2 파우치 파트(106)의 파우치 엣지부(109)의 제1 레이어(151)에 접한 상태에서, 제1 파우치 파트(105)의 파우치 엣지부(109)와 파우치 파트(106)의 파우치 엣지부(109)에 열(heat)이 가해질 수 있다.
실링 블록(21)은, 셀 엣지부(19)에 열(heat)을 가할 수 있다. 실링 블록(21)은, 셀 엣지부(19)에 압력을 가할 수 있다. 실링 블록(21)이 셀 엣지부(19)에 열(heat) 또는/및 압력을 가하면, 제1 파우치 파트(105)의 파우치 엣지부(109)의 제1 레이어(151)가 제2 파우치 파트(106)의 파우치 엣지부(109)의 제1 레이어(151)에 접합될 수 있다. 이로써 파우치 시트(101)가 밀봉될 수 있다.
실링 블록(21)은 형상 형성 디바이스(20)에 포함될 수 있다. 실링 블록(21)은 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 실링 블록(21)은, 한 쌍의 실링 블록(21)을 포함할 수 있다. 형상 형성 디바이스(20)는, 셀 엣지부(19)의 상태를 변형하거나 형상을 변형할 수 있다.
배터리 셀(10)에서 이벤트(event) 발생시, 배터리 셀(10)의 내부에서 가스(gas)가 발생할 수 있다. 배터리 셀(10)의 내부에서 발생된 가스는, 셀 엣지부(19)에 압력을 가할 수 있다. 제1 레이어(151)는 가스 압력에 저항할 수 있다.
셀 엣지부(19)가 가스 압력에 저항하는 힘(또는 정도)는, 셀 엣지부(19)에서 제1 레이어(151)의 두께와 양이 상관관계(positive correlation)을 가질 수 있다. 달리 말하면, 셀 엣지부(19)에서 제1 레이어(151)의 두께가 커지면, 셀 엣지부(19)가 가스 압력에 저항하는 정도가 커질 수 있다. 셀 엣지부(19)의 두께는, 제1 파우치 파트(105)의 파우치 엣지부(109)와 제2 파우치 파트(106)의 파우치 엣지부(109)의 사이 방향을 기준으로 측정될 수 있다.
도 6b는, 전극 탭이 위치한 파우치 시트를 실링하는 실링 블록을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 6b를 참조하면, 실링 블록(21)은 제1 실링 블록(211)과 제2 실링 블록(212)을 포함할 수 있다. 제1 실링 블록(211)과 제2 실링 블록(212)은, 각각 제1 실링 블록 오목부(211d)와 제2 실링 블록 오목부(212d)를 포함할 수 있다.
제1 실링 블록 오목부(211d)와 제2 실링 블록 오목부(212d) 각각은, 전극 탭(300)의 형상에 대응되는 오목한 형상을 형성할 수 있다. 제1 실링 블록 오목부(211d)와 제2 실링 블록 오목부(212d)는, 서로 마주할 수 있다. 제1 실링 블록 오목부(211d)와 제2 실링 블록 오목부(212d)는, 서로 대칭일 수 있다.
도 7은 롤러와 플레이트를 이용하여 셀 엣지부의 형상을 형성하는 모습을 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 형상 형성 디바이스(20)는, 롤러(22)와 플레이트(23)를 포함할 수 있다. 셀 엣지부(19)는, 롤러(22)와 플레이트(23)의 사이에 배치될 수 있다. 롤러(22)와 플레이트(23)는, 셀 엣지부(19)에 압력을 제공할 수 있다.
예를 들어, 셀 엣지부(19)의 온도가 상온 보다 높은 상태에서, 롤러(22)와 플레이트(23)는, 셀 엣지부(19)에 압력을 제공할 수 있다. 다른 예를 들어, 형상 형성 디바이스(20)는 셀 엣지부(19)에 열(heat)을 제공할 수 있다. 즉, 롤러(22)와 플레이트(23) 중 적어도 하나가 셀 엣지부(19)에 열(heat)을 제공하면서, 롤러(22)와 플레이트(23)는 셀 엣지부(19)에 압력을 제공할 수 있다.
롤러(22)가 플레이트(23)를 향해 압력을 가하고 구르면서(rolling) 이동하면, 셀 엣지부(19)의 제1 레이어(151, 도 5 참조)가 롤러(22)의 이동 방향으로 이동할 수 있다. 롤러(22)가 플레이트(23)를 향해 압력을 가하고 구르면서(rolling) 이동하면, 셀 엣지부(19)의 제1 레이어(151, 도 5 참조)의 두께 분포가 달라질 수 있다.
도 8은 한 쌍의 롤러를 이용하여 셀 엣지부의 형상을 형성하는 모습을 나타낸 도면이다.
롤러(22)는 한 쌍의 롤러(22a, 22b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 롤러(22)는, 제1 롤러(22a)와 제2 롤러(22b)를 포함할 수 있다. 제1 롤러(22a)와 제2 롤러(22b)의 사이에, 셀 엣지부(19)가 배치될 수 있다.
한 쌍의 롤러(22a, 22b)는, 셀 엣지부(19)에 압력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 셀 엣지부(19)의 온도가 상온 보다 높은 상태에서, 한 쌍의 롤러(22a, 22b)는, 셀 엣지부(19)에 압력을 제공할 수 있다. 다른 예를 들어, 한 쌍의 롤러(22a, 22b) 중 적어도 하나가 셀 엣지부(19)에 열(heat)을 제공하면서, 한 쌍의 롤러(22a, 22b)는 셀 엣지부(19)에 압력을 제공할 수 있다.
한 쌍의 롤러(22a, 22b)가 셀 엣지부(19)를 향해 압력을 가하고 구르면서(rolling) 이동하면, 셀 엣지부(19)의 제1 레이어(151, 도 5 참조)가 한 쌍의 롤러(22a, 22b)의 이동 방향으로 이동할 수 있다. 한 쌍의 롤러(22a, 22b)가 플레이트(23)를 향해 압력을 가하고 구르면서(rolling) 이동하면, 셀 엣지부(19)의 제1 레이어(151, 도 5 참조)의 두께 분포가 달라질 수 있다.
도 9a는, 도 4a에 도시된 셀 엣지부를 성형한 이후 모습을 나타낸 도면이다. 도 10a은, 도 9a의 D를 상세히 나타낸 도면이다. 도 9a 및 도 10a은, 도 7 및 도 8과 함께 설명될 수 있다.
도 7, 도 8, 도 9a 및 도 10a을 참조하면, 셀 엣지부(19)의 제1 레이어(151)는 롤러(22)의 이동 방향으로 이동할 수 있다. 달리 말하면, 셀 엣지부(19)의 제1 레이어(151)의 폭 방향 두께 분포는, 롤러(22)의 이동에 따라 달라질 수 있다. 셀 엣지부(19)의 제1 레이어(151)의 폭 방향은, 전극 조립체(200)에서 셀 엣지(17)를 향하는 방향과 나란할 수 있다.
셀 엣지부(19)의 제1 레이어(151)의 폭 방향 두께 분포가 달라지면, 셀 엣지부(19)의 폭 방향 두께 분포가 달라질 수 있다. 예를 들어, 셀 엣지부(19)의 폭 방향 두께 분포는, 셀 엣지부(19)의 제1 레이어(151)의 폭 방향 두께 분포에 대응될 수 있다.
예를 들어, 셀 엣지부(19)는, 볼록부(1092)를 포함할 수 있다. 볼록부(1092)는, 셀 엣지부(19)의 두께 방향으로 볼록할 수 있다. 볼록부(1092)는, 경사면을 형성할 수 있다.
예를 들어, 볼록부(1092)의 두께는, 전극 조립체(200)를 향하여 갈수록 작아질 수 있다. 다른 예를 들어, 볼록부(1092)의 두께는 셀 엣지(17)를 향하여 갈수록 작아질 수 있다.
예를 들어, 셀 엣지부(19)는, 평평부(1091, flat portion)를 포함할 수 있다. 평평부(1091)는, 경사를 형성하지 않을 수 있다. 평평부(1091)의 폭 방향 두께 분포는 균일할 수 있다. 평평부(1091)의 두께는 볼록부(1092)의 두께 보다 작을 수 있다. 평평부(1091)는, 볼록부(1092)에 연결될 수 있다. 볼록부(1092)는, 평평부(1091)와 셀 엣지(17)의 사이에 위치할 수 있다.
평평부(1091)와 볼록부(1092)는, 파우치 엣지부(109)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 파우치 파트(105)의 파우치 엣지부(109)와 제2 파우치 파트(106)의 파우치 엣지부(109)가, 서로 접하여 결합되어 평평부(1091)와 볼록부(1092)를 형성할 수 있다.
도 9b는, 도 4b에 도시된 셀 엣지부를 성형한 이후 모습을 나타낸 도면이다. 도 10b는, 도 9b의 F를 상세히 나타낸 도면이다. 도 9b와 도 10b는, 도 4b 및 도 8과 함께 설명될 수 있다.
도 4b, 도 8, 도 9b, 도 10b를 참조하면, 전극 탭(300)을 포함하는 셀 엣지부(19)에서, 제1 파우치 파트(105)와 제2 파우치 파트(106)는 전극 탭(300)에 개별적으로 결합될 수 있다.
예를 들어, 제1 레이어(151)와 전극 탭(300)은, 열(heat)에 의해 서로 결합될 수 있다. 그러나 제1 레이어(151)가 수지재를 포함하는 소재로 형성되고 전극 탭(300)이 금속을 포함하는 소재로 형성되는 경우, 제1 레이어(151)와 전극 탭(300) 사이의 결합력은, 2개의 제1 레이어(151) 사이의 결합력 보다 작을 수 있다.
따라서 제1 레이어와 전극 탭(300) 사이의 결합력을 높일 필요가 발생할 수 있다. 롤러(22)는 제1 파우치 파트(105)와 제2 파우치 파트(106) 중 적어도 하나에 압력을 가할 수 있다. 이로써, 볼록부(1092)가 형성될 수 있다.
도 11은 셀 엣지부의 단부가 접혀진 상태를 나타낸 도면이다.
도 9a, 도 10a, 도 11을 참조하면, 셀 엣지부(19)의 폭 방향 단부는 접혀질 수 있다. 셀 엣지부(19)는 폴딩부(1093)를 포함할 수 있다. 셀 엣지부(19)의 폭 방향 단부가 접혀진 상태에서, 롤러(22, 도 7 및 도 8 참조)가 셀 엣지부(19)에 압력을 가하여 볼록부(1092)가 형성될 수 있다.
폴딩부(1093)는 제1 레이어(151)의 이동을 억제할 수 있다. 따라서 롤러(22, 도 7 및 도 8 참조)가 전극 조립체(200)에서 셀 엣지(17)를 향하여 이동하면, 제1 레이어(151)는 셀 엣지(17)를 향해 이동하되, 폴딩부(1093)에서 제1 레이어(151)의 이동이 억제될 수 있다.
폴딩부(1093)는 전극 탭(300, 도 1 참조)가 없는 셀 엣지부(19)에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 폴딩부(1093)는 제3 셀 엣지부(19c)와 제4 셀 엣지부(19d)에서 형성될 수 있다.
이로 인하여, 볼록부(1092)는 폴딩부(1093)에 인접하여 형성될 수 있다. 또한, 폴딩부(1093)가 형성된 상태에서 볼록부(1092)의 두께는, 폴딩부(1093)가 형성되지 않은 상태에서 볼록부(1092)의 두께 보다 클 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 셀 제조 방법(S10)을 나타낸 플로우차트이다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 배터리 셀 제조 방법(S10)은, 파우치 성형 단계(S100)를 포함할 수 있다. 이 단계(S100)에서, 파우치 시트(101)에 수용부(110, 120)가 형성될 수 있다.
배터리 셀 제조 방법(S10)은, 전극 조립체 안착 단계(S200)를 포함할 수 있다. 이 단계(S200)에서, 수용부(110, 120)에 전극 조립체(200)가 수용될 수 있다. 예를 들어, 이 단계(S200)에서 전극 조립체(200)가 제1 수용부(110)에 안착될 수 있다.
배터리 셀 제조 방법(S10)은, 셀 엣지부 형성 단계(S300)를 포함할 수 있다. 이 단계(S300)에서, 셀 엣지부(19)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 이 단계(S300)에서 제1 파우치 파트(105)와 제2 파우치 파트(106)가 서로 접하며 결합될 수 있다. 예를 들어, 이 단계(S300)에서 셀 엣지부(19)의 두께 프로파일이 변형되어 형성될 수 있다.
도 13은 셀 엣지부 형성 단계(S300)를 나타낸 플로우 차트이다.
도 1 내지 도 13을 참조하면, 셀 엣지부 형성 단계(S300)는, 파우치 실링 단계(S310)를 포함할 수 있다. 이 단계(S310)에서, 제1 파우치 파트(105)의 파우치 엣지부(109)와 제2 파우치 파트(106)의 파우치 엣지부(109)가 서로 접하며 결합될 수 있다. 이 단계(S310)에서, 실링 블록(21)이 셀 엣지부(19)에 열(heat)을 가하여 파우치 유닛(100)을 실링(sealing)할 수 있다.
셀 엣지부 형성 단계(S300)는, 셀 엣지부 프로파일 형성 단계(S320)를 포함할 수 있다. 이 단계(S320)에서, 셀 엣지부(19)의 폭 방향 프로파일이 형성될 수 있다. 예를 들어, 이 단계(S320)에서, 롤러(22)가 셀 엣지부(19)에 압력(또는 압력과 열)을 가하면, 셀 엣지부(19)의 폭 방향 프로파일이 형성될 수 있다. 즉 이 단계(S320)에서, 볼록부(1092)가 형성될 수 있다.
셀 엣지부 형성 단계(S300)는 폴딩부 형성 단계를 포함할 수 있다. 폴딩부 형성 단계는, 파우치 실링 단계(S310) 이후 수행될 수 있다. 폴딩부 형성 단계는, 셀 엣지부 프로파일 형성 단계(S320) 이전에 수행될 수 있다. 폴딩부 형성 단계에서, 셀 엣지부(19)의 단부가 접힐 수 있다.
앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시예 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10: 배터리 셀 11: 셀 바디
17: 셀 엣지 19: 셀 엣지부
20: 형상 형성 디바이스 21: 실링 블록
22: 롤러 23: 플레이트
100: 파우치 유닛 200: 전극 조립체
300: 전극 탭

Claims (20)

  1. 전극 조립체와 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 유닛을 포함하는 배터리 셀로서,
    상기 파우치 유닛 중에서 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부와 상기 전극 조립체를 구비하는, 셀 바디;
    상기 배터리 셀의 둘레를 형성하는, 셀 엣지; 그리고
    상기 셀 엣지와 상기 셀 바디의 사이에 형성되는, 셀 엣지부를 포함하고,
    상기 파우치 유닛은 파우치 시트로 형성되며,
    상기 셀 엣지부는,
    상기 파우치 시트 중에서 서로 마주하는 제1 파우치 엣지부와 제2 파우치 엣지부를 포함하고,
    상기 셀 엣지부의 두께 방향으로 볼록한 볼록부를 포함하는,
    배터리 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 볼록부는,
    상기 셀 엣지에 인접한,
    배터리 셀.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 볼록부는,
    경사면을 형성하는,
    배터리 셀.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 셀 엣지부는,
    상기 볼록부의 두께 보다 작은 두께를 가지는 평평부를 포함하는,
    배터리 셀.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 볼록부는,
    상기 평평부와 상기 셀 엣지의 사이에 위치하는,
    배터리 셀.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 셀 엣지부는,
    상기 셀 엣지부의 단부가 접혀 형성되는 폴딩부를 더 포함하는,
    배터리 셀.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 볼록부는,
    상기 폴딩부에 인접하는,
    배터리 셀.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 셀 엣지부는,
    상기 볼록부의 두께 보다 작은 두께를 가지는 평평부를 더 포함하고,
    상기 볼록부는,
    상기 평평부와 상기 폴딩부의 사이에 위치하는,
    배터리 셀.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 파우치 시트는,
    상기 전극 조립체에 접하는 제1 파우치 면; 및
    상기 배터리 셀의 외측면을 형성하는 제2 파우치 면을 포함하고,
    상기 수용부는,
    상기 제1 파우치 면에서 오목하게 형성된,
    배터리 셀.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수용부는,
    상기 제1 파우치 면에서 오목하되 상기 파우치 시트 상에서 서로 이격된 제1 수용부 및 제2 수용부를 포함하는,
    배터리 셀.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 파우치 유닛은,
    상기 파우치 시트 상에서, 상기 제1 수용부와 상기 제2 수용부의 사이에 위치하는, 연결부를 더 포함하는,
    배터리 셀.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 파우치 엣지부는 상기 제1 수용부에서 연장되어 형성되고,
    상기 제2 파우치 엣지부는 상기 제2 수용부에서 연장되어 형성되는,
    배터리 셀.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 파우치 시트는,
    상기 전극 조립체에 접하는 제1 파우치 면을 형성하는 제1 레이어;
    상기 배터리 셀의 외측면인 제2 파우치 면을 형성하는 제3 레이어; 그리고
    상기 제1 레이어와 상기 제3 레이어의 사이에 위치하고, 금속을 포함하는 소재로 형성되는 제2 레이어를 포함하고,
    상기 제1 레이어, 상기 제2 레이어, 그리고 상기 제3 레이어는,
    순차적으로 적층되는,
    배터리 셀.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제3 레이어의 녹는점은,
    상기 제1 레이어의 녹는점 보다 높은,
    배터리 셀.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 레이어는,
    폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드, 폴리아마이드, 셀룰로오스, 아라미드, 나일론, 폴리에스테르, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸, 폴리아릴레이트, 테프론 및 유리섬유 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성되는,
    배터리 셀.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제3 레이어는,
    폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리염화비닐, 아크릴계 고분자, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리이미드 중에서 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성되는,
    배터리 셀.
  17. 전극 조립체와 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 유닛을 포함하는 배터리 셀을 제조하는, 배터리 셀 제조 방법으로서,
    상기 파우치 유닛을 형성하는 파우치 시트의 일면에 오목한 수용부를 형성하는 파우치 성형 단계;
    상기 수용부에 상기 전극 조립체를 안착하는, 전극 조립체 안착 단계; 그리고
    상기 파우치 시트를 밀봉하는 셀 엣지부를 형성하는, 셀 엣지부 형성 단계를 포함하고,
    상기 셀 엣지부는,
    상기 셀 엣지부의 두께 방향으로 볼록한 볼록부를 포함하는,
    배터리 셀 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 셀 엣지부 형성 단계는,
    상기 셀 엣지부를 형성하고 서로 마주하는 제1 파우치 엣지부와 제2 파우치 엣지부에 열(heat)을 가하여 실링(sealing)하는, 파우치 실링 단계; 그리고
    상기 셀 엣지부에 압력을 가하여 상기 볼록부를 형성하는, 셀 엣지부 프로파일 형성 단계를 포함하는,
    배터리 셀 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 셀 엣지부 형성 단계는,
    상기 파우치 실링 단계와 상기 셀 엣지부 프로파일 형성 단계의 사이에 수행되고, 상기 셀 엣지부의 단부가 접히는, 폴딩부 형성 단계를 더 포함하는,
    배터리 셀 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 셀 엣지부 프로파일 형성 단계는,
    롤러(roller)가 상기 셀 엣지부에 압력을 가하며 구르는 단계를 포함하는,
    배터리 셀 제조 방법.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100319108B1 (ko) * 1999-04-16 2001-12-29 김순택 이차 전지의 케이스
KR101250901B1 (ko) * 2010-01-19 2013-04-05 에낙스 가부시키가이샤 시트형상 이차전지 및 그 제조방법
JP6892216B2 (ja) * 2014-10-24 2021-06-23 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101963313B1 (ko) 2016-05-02 2019-03-28 주식회사 엘지화학 이차전지의 제조방법 및 전극 조립체의 제조방법

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