KR20240056289A - 성형 장치 및 성형 방법, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스 - Google Patents

성형 장치 및 성형 방법, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스 Download PDF

Info

Publication number
KR20240056289A
KR20240056289A KR1020220136748A KR20220136748A KR20240056289A KR 20240056289 A KR20240056289 A KR 20240056289A KR 1020220136748 A KR1020220136748 A KR 1020220136748A KR 20220136748 A KR20220136748 A KR 20220136748A KR 20240056289 A KR20240056289 A KR 20240056289A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
punch
die
sub
thickness
peripheral portion
Prior art date
Application number
KR1020220136748A
Other languages
English (en)
Inventor
조성우
이충희
박동혁
강태원
홍정우
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020220136748A priority Critical patent/KR20240056289A/ko
Priority to PCT/KR2023/016294 priority patent/WO2024085696A1/ko
Publication of KR20240056289A publication Critical patent/KR20240056289A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/14Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles in several steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105Pouches or flexible bags
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/14Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles in several steps
    • B29C2043/141Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles in several steps for making single layer articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/36Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/361Moulds for making articles of definite length, i.e. discrete articles with pressing members independently movable of the parts for opening or closing the mould, e.g. movable pistons
    • B29C2043/3615Forming elements, e.g. mandrels or rams or stampers or pistons or plungers or punching devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/712Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7146Battery-cases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bag Frames (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 성형 장치는, 파우치 필름을 성형할 수 있다. 상기 성형 장치는, 제1개구가 형성된 다이; 상기 다이의 상측에서 상기 파우치 필름을 고정시키며 제2개구가 형성된 스트리퍼; 상기 제1개구 내에서 상기 다이에 대한 높이가 가변되는 서브 다이; 상기 제2개구를 통해 상기 파우치 필름을 가압하며 상기 서브 다이를 마주보는 펀치; 및 상기 제2개구의 내둘레와 상기 펀치의 외둘레 사이를 통해, 상기 파우치 필름을 상기 제1개구의 내둘레와 상기 서브 다이의 외둘레 사이로 가압하는 서브 펀치를 포함할 수 있다.

Description

성형 장치 및 성형 방법, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스{FORMING APPARATUS AND FORMING METHOD, AND POUCH TYPE BATTERY CASE FORMED BY THE SAMES}
본 발명은, 파우치 필름을 성형하는 성형 장치 및 성형 방법과, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스에 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.
일반적으로 파우치형 전지 케이스는 유연성을 가지는 파우치 필름에 프레스 가공을 수행하여 컵부를 형성함으로써 제조된다. 그리고, 컵부가 형성되면 상기 컵부의 내부에 전극 조립체를 수납하고 사이드를 실링하여 이차 전지를 제조한다.
일반적으로, 이러한 프레스 가공 중에서 드로잉(Drawing) 성형은 다이와 스트리퍼 사이에 파우치 필름을 삽입하고 펀치로 파우치 필름에 압력을 인가하여, 파우치 필름을 연신시킴으로써 수행된다.
다만, 이러한 종래의 방식으로는 컵부를 깊게 성형하면 파우치 필름에 크랙이 발생할 우려가 있어, 컵부의 깊이를 증가시키는 데 한계가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 성형 공정을 복수회로 분할하여 수행함으로써 파우치 필름에 컵부를 깊게 성형 가능한 성형 장치 및 성형 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 성형 장치 또는 성형 방법에 의해 제조된 파우치형 전지 케이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 성형 장치는, 파우치 필름을 성형할 수 있다. 상기 성형 장치는, 제1개구가 형성된 다이; 상기 다이의 상측에서 상기 파우치 필름을 고정시키며 제2개구가 형성된 스트리퍼; 상기 제1개구 내에서 상기 다이에 대한 높이가 가변되는 서브 다이; 상기 제2개구를 통해 상기 파우치 필름을 가압하며 상기 서브 다이를 마주보는 펀치; 및 상기 제2개구의 내둘레와 상기 펀치의 외둘레 사이를 통해, 상기 파우치 필름을 상기 제1개구의 내둘레와 상기 서브 다이의 외둘레 사이로 가압하는 서브 펀치를 포함할 수 있다.
상기 서브 펀치는, 상기 서브 다이의 상면과 상기 다이의 상면이 동일 평면 상에 위치한 상태에서 상기 파우치 필름을 1차로 가압하고, 상기 펀치 및 상기 서브 펀치는, 상기 서브 다이의 상면이 상기 다이의 상면보다 하측에 위치한 상태에서 상기 파우치 필름을 2차로 가압할 수 있다.
상기 서브 펀치는, 상기 펀치의 외둘레를 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 다이에는, 상기 제1개구의 내둘레에서 상기 서브 다이의 외둘레를 향해 돌출되며 수직 방향으로 상기 서브 펀치와 중첩되는 돌출턱이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 성형 방법은, 파우치 필름을 성형할 수 있다. 상기 성형 방법은, 상기 파우치 필름을, 제1개구가 형성된 다이와 제2개구가 형성된 스트리퍼의 사이에 고정하는 단계; 서브 펀치가 상기 제2개구를 통해 상기 파우치 필름을, 상기 제1개구 내에 위치한 서브 다이의 외둘레와 상기 제1개구의 내둘레 사이로 1차 가압하는 단계; 및 상기 파우치 필름을 사이에 두고 상기 서브 다이를 마주보는 펀치가, 상기 서브 펀치와 함께 상기 제2개구를 통해 상기 파우치 필름을 상기 제1개구 내로 2차 가압하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 고정하는 단계 및/또는 상기 1차 가압하는 단계에서, 상기 서브 다이 의 상면은 상기 다이의 상면과 동일 평면상에 위치할 수 있다.
상기 고정하는 단계 및/또는 상기 1차 가압하는 단계에서, 상기 파우치 필름은 상기 서브 다이와 상기 펀치의 사이에 고정될 수 있다.
상기 2차 가압하는 단계에서, 상기 펀치의 저면은 상기 서브 펀치의 저면과 동일 평면상에 위치할 수 있다.
상기 1차 가압하는 단계에서, 상기 서브 펀치는 상기 파우치 필름에 제1깊이를 갖는 함몰부를 성형하고, 상기 2차 가압하는 단계에서, 상기 펀치 및 서브 펀치는 상기 파우치 필름에 상기 제1깊이보다 깊은 제2깊이를 갖는 컵부를 성형할 수 있다.
상기 2차 가압하는 단계에서, 상기 함몰부가 펴지며 상기 컵부로 성형될 수 있다.
상기 다이에는, 상기 제1개구의 내둘레에서 상기 서브 다이의 외둘레를 향해 돌출되는 돌출턱이 형성될 수 있다. 상기 2차 가압하는 단계에서, 상기 서브 펀치는 상기 파우치 필름이 상기 돌출턱에 접촉하는 깊이까지 상기 파우치 필름을 가압할 수 있다.
상기 2차 가압하는 단계에서, 상기 서브 다이의 상면은 상기 돌출턱의 상면과 동일 평면상에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 파우치형 전지 케이스는, 함몰 형상을 갖는 컵부; 및 상기 컵부의 둘레에 위치한 테라스를 포함할 수 있다. 상기 컵부의 둘레부는, 상기 테라스와 다이 엣지로 연결되는 제1둘레부; 및 상기 제1둘레부와 연결되고 상기 제1둘레부보다 얇은 두께를 갖는 제2둘레부를 포함할 수 있다.
상기 컵부의 기저부는, 중앙에 위치한 제1기저부; 및 상기 제1기저부보다 얇은 두께를 가지며 상기 컵부의 둘레부와 펀치 엣지로 연결되는 제2기저부를 포함할 수 있다.
상기 제2둘레부의 두께는, 상기 제2기저부의 두께보다 얇을 수 있다.
상기 제1둘레부의 두께는, 상기 제1기저부의 두께보다 얇을 수 있다.
상기 제2둘레부와 상기 제2기저부를 연결하는 펀치 엣지의 두께는, 상기 제2기저부의 두께 또는 상기 제2둘레부의 두께와 동일할 수 있다.
상기 제2둘레부와 상기 제2기저부를 연결하는 펀치 엣지의 두께는, 상기 제2둘레부의 두께와 동일하고, 상기 제2기저부의 두께보다 얇을 수 있다.
상기 제2둘레부와 상기 제2기저부를 연결하는 펀치 엣지의 두께는, 상기 제2기저부의 두께와 동일하고, 상기 제2둘레부의 두께보다 두꺼울 수 있다.
상기 컵부의 둘레부는, 상기 제2둘레부와 연결되며 상기 제2둘레부보다 두꺼운 두께를 갖는 제3둘레부를 더 포함할 수 있다. 상기 제3둘레부와 상기 제2기저부를 연결하는 펀치 엣지의 두께는, 상기 제3둘레부 및 제2기저부의 두께와 동일하고, 상기 제2둘레부의 두께보다 두꺼울 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 파우치 필름에 크랙이 발생하지 않으면서도 깊은 컵부를 성형할 수 있다. 좀 더 상세히, 종래에는 1회의 가압을 통해 컵부를 성형하였기 때무에 파우치 필름의 특정 영역만이 과도하게 연신되므로 크랙이 발생하지 않기 위해서는 컵부의 깊이가 제한되었다. 반면 본 발명은, 파우치 필름에서 종래에 연신되지 않던 영역도 연신되도록 성형 공정을 복수회에 걸쳐 수행하므로, 최종적으로 컵부를 더 깊게 성형할 수 있는 이점이 있다.
이 외에도, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성들로부터 당업자가 용이하게 예측 가능한 효과들을 포함할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 장치의 개략도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 장치의 동작이 순차적으로 도시된 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형 방법의 순서도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 파우치형 전지 케이스가 제조되는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 파우치형 전지 케이스의 단면도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 장치의 개략도이고, 도 2 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 장치의 동작이 순차적으로 도시된 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 성형 장치는 파우치 필름(100)을 성형할 수 있다. 파우치 필름(100)는 소정의 두께를 가질 수 있다. 파우치 필름(100)은 성형성을 갖는 라미네이트 시트일 수 있다. 좀 더 상세히, 파우치 필름(100)은 양 최외각에 위치한 한 쌍의 수지층과, 한 쌍의 수지층의 사이에 위치한 금속층이 라미네이트된 라미네이트 시트일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 성형 장치는, 다이(10), 스트리퍼(20), 서브 다이(30), 펀치(40) 및 서브 펀치(50)를 포함할 수 있다.
다이(10), 스트리퍼(20), 서브 다이(30), 펀치(40) 및 서브 펀치(50) 중 일부는, 다른 일부에 대해 승강 가능하게 구성될 수 있다. 일례로, 다이(10), 스트리퍼(20), 서브 다이(30), 펀치(40) 및 서브 펀치(50) 중 어느 하나는 고정될 수 있고, 나머지는 상기 어느 하나에 대해 각각 독립적으로 승강 가능하게 구성될 수 있다. 다른 예로, 다이(10), 스트리퍼(20), 서브 다이(30), 펀치(40) 및 서브 펀치(50) 각각은 각각 독립적으로 승강 가능하게 구성될 수 있다.
다이(10)는 파우치 필름(100)의 하측에 위치할 수 있다. 다이(10)에는 제1개구(12)가 형성될 수 있다. 제1개구(12)는 다이(10)의 상면에서 하방으로 관통 형성될 수 있다. 제1개구(12)는, 파우치 필름(100)이 함몰 성형되는 성형 공간일 수 있다. 또한, 제1개구(12)는 후술할 서브 다이(30)가 배치되는 공간일 수 있다.
제1개구(12)의 단면은 대략 사각형일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다이(10)에는 라운드지게 형성된 엣지(11)가 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 다이(10)의 상면과 제1개구(12)의 내둘레는, 라운드지게 형성된 엣지(11)로 연결될 수 있다. 상기 엣지(11)는 소정의 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 엣지(11)가 라운드지게 형성됨으로써, 파우치 필름(100)이 제1개구(12) 내로 연신될 때 상기 엣지(11)에 밀착되는 부분이 파단되는 것을 방지할 수 있다.
다이(10)에는, 제1개구(12)의 내둘레에서 내측으로 돌출된 돌출턱(14)이 형성될 수 있다. 돌출턱(14)은 서브 다이(30)의 외둘레를 향해 돌출될 수 있다.
돌출턱(14)은 후술할 서브 펀치(50)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 따라서, 돌출턱(14)은 서브 펀치(50)의 하강을 제한하는 리미터로 기능할 수 있다.
돌출턱(14)은 다이(10)의 상면을 기준으로 하방으로 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 형성될 수 있다. 다이(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 내측 일부가 돌출턱(14)을 이루는 로어 바디와, 상기 로어 바디의 상측에 배치되며 파우치 필름(100)과 접촉하는 어퍼 바디를 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 다이의 구성은 필요에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 다이(10)는 일체로 형성될 수도 있다.
스트리퍼(20)는 파우치 필름(100)을 사이에 두고 다이(10)를 마주볼 수 있다. 스트리퍼(20)는 다이(10)의 상측에서 파우치 필름(100)을 고정시킬 수 있다.
좀 더 상세히, 다이(10)와 스트리퍼(20) 중 적어도 하나는 승강 가능하게 구성될 수 있고, 다이(10)와 스트리퍼(20) 사이의 간격이 가변될 수 있다. 파우치 필름(100)은 다이(10)와 스트리퍼(20)가 서로 멀어진 상태에서 다이(10)와 스트리퍼(20)의 사이로 진입될 수 있고, 이후 다이(10)와 스트리퍼(20)가 서로 가까워지면 파우치 필름(100)은 다이(10)와 스트리퍼(20)의 사이에 고정될 수 있다. 즉, 파우치 필름(100)은 다이(10)의 상면과 스트리퍼(20)의 저면 사이에 고정될 수 있다.
스트리퍼(20)에는 제2개구(22)가 형성될 수 있다. 제2개구(22)는 스트리퍼(20)의 저면부터 상방으로 관통 형성될 수 있다. 제2개구(22)는 후술할 펀치(40) 및 서브 펀치(50)가 배치되는 공간일 수 있다.
제2개구(22)의 단면은 대략 사각형일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제2개구(22)는 제1개구(12)의 상측에 위치할 수 있다. 제2개구(22)와 제1개구(12)는 파우치 필름(100)을 사이에 두고 서로 마주볼 수 있다.
서브 다이(30)는 제1개구(12) 내에서 다이(10)에 대한 높이가 가변될 수 있다. 좀 더 상세히, 다이(10)와 서브 다이(30) 중 적어도 하나는 승강 가능하게 구성될 수 있고, 다이(10)의 상면과 서브 다이(30)의 상면 간 높이 차가 가변될 수 있다.
서브 다이(30)에는 라운드지게 형성된 엣지(31)가 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 서브 다이(30)의 상면과 외둘레는 라운드지게 형성된 엣지(31)로 연결될 수 있다. 상기 엣지(31)는 소정의 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 엣지(31)가 라운드지게 형성됨으로써, 파우치 필름(100)이 제1개구(12) 내로 연신될 때 상기 엣지(31)에 밀착되는 부분이 파단되는 것을 방지할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 서브 펀치(50)가 파우치 필름(100)을 가압하는 1차 성형 시, 서브 다이(30)는 펀치(40)와 함께 파우치 필름(100)를 고정시킬 수 있다. 좀 더 상세히, 서브 펀치(50)가 파우치 필름(100)을 가압할 때 파우치 필름(100)의 중앙부는 펀치(40)의 저면과 서브 다이(30)의 상면 사이에 고정될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 펀치(40) 및 서브 펀치(50)가 함께 파우치 필름(100)을 가압하는 2차 성형 시, 서브 다이(30)의 상면은 다이(10)의 상면보다 하측에 위치할 수 있다. 좀 더 상세히, 펀치(40) 및 서브 펀치(50)가 함께 파우치 필름(100)을 가압할 때 서브 다이(30)의 상면은 돌출턱(14)의 상면과 동일 평면상에 위치할 수 있다. 이 때, 서브 다이(30)는 펀치(40)의 하강을 제한하는 리미터로 기능할 수 있다.
펀치(40)는 제2개구(22)를 통해 파우치 필름(100)을 가압할 수 있다. 펀치(40)는 제2개구(22) 내에서 서브 다이(30)에 대한 높이가 가변될 수 있다. 좀 더 상세히, 펀치(40)와 서브 다이(30) 중 적어도 하나는 승강 가능하게 구성될 수 있고, 펀치(40)의 저면과 서브 다이(30)의 상면 간 높이 차가 가변될 수 있다.
펀치(40)에는 라운드지게 형성된 엣지(41)가 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 펀치(40)의 외둘레와 저면은, 라운드지게 형성된 엣지(41)로 연결될 수 있다. 상기 엣지(41)는 소정의 곡률 반경을 가질 수 있다. 상기 엣지(41)가 라운드지게 형성됨으로써, 펀치(40)가 파우치 필름(100)을 가압할 때 상기 엣지(41)에 밀착되는 부분이 파단되는 것을 방지할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 1차 성형 시 펀치(40)는 서브 다이(30)와 함께 파우치 필름(100)을 고정할 수 있고, 2차 성형 시 펀치(40)는 서브 펀치(50)와 함께 파우치 필름(100)을 가압할 수 있다. 좀 더 상세히, 펀치(40)는 서브 다이(30)를 향해 하강하며 파우치 필름(100)을 가압할 수 있다.
서브 펀치(50)는 제2개구(22)를 통해 파우치 필름(100)을 가압할 수 있다. 좀 더 상세히, 서브 펀치(50)는 제2개구(22)의 내둘레와 펀치(40)의 외둘레 사이를 통해, 파우치 필름(100)을 제1개구(12)의 내둘레와 서브 다이(30)의 외둘레 사이로 가압할 수 있다.
서브 펀치(50)는, 수직 방향으로 다이(10)의 돌출턱(14)을 마주볼 수 있다. 서브 펀치(50)는 펀치(40)의 외둘레를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 서브 펀치(50)는 펀치(40)의 외둘레와 제2개구(22)의 내둘레 사이에 위치할 수 있다. 즉, 서브 펀치(50)의 외둘레는 제2개구(22)의 내둘레를 마주보고, 서브 펀치(50)의 내둘레는 펀치(40)의 외둘레를 마주볼 수 있다.
서브 펀치(50)는 펀치(40)와 독립적으로 승강할 수 있다. 서브 펀치(50)는 제2개구(22) 내에서 다이(10)에 대한 높이가 가변될 수 있다. 좀 더 상세히, 서브 펀치(50)와 다이(10) 중 적어도 하나는 승강 가능하게 구성될 수 있고, 서브 펀치(50)의 저면과 다이(10)의 상면 간 높이 차가 가변될 수 있다.
서브 펀치(50)에는 라운드지게 형성된 엣지(51)가 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 서브 펀치(50)의 외둘레 및 내둘레는, 라운드지게 형성된 엣지(45)로 저면과 연결될 수 있다. 상기 엣지(51)는 소정의 곡률 반경을 가질 수 있다. 또는, 서브 펀치(50)의 저면이 라운드지게 형성되는 것도 가능하다. 이로써, 서브 펀치(50)가 파우치 필름(100)을 가압할 때 상기 엣지(51) 또는 저면에 밀착되는 부분이 파단되는 것을 방지할 수 있다.
1차 성형 시, 서브 펀치(50)는 파우치 필름(100)을 제1깊이(d1)만큼 성형시킬 수 있다. 2차 성형 시, 펀치(40) 및 서브 펀치(50)는 함께 파우치 필름(100)을 제1깊이(d1)보다 큰 제2깊이(d2)만큼 성형시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 성형 장치의 작용에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위해, 다이(10)가 고정되고, 스트리퍼(20), 서브 다이(30), 펀치(40) 및 서브 펀치(50)가 각각 독립적으로 승강하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1을 참조하면, 파우치 필름(100)이 다이(10)와 스트리퍼(20)의 사이로 진입한 상태에서, 스트리퍼(20)가 다이(10)를 향해 하강하여, 파우치 필름(100)의 외측 일부가 스트리퍼(20)와 다이(10)의 사이에 고정될 수 있다. 또한, 펀치(40)가 서브 다이(30)를 향해 하강하여, 파우치 필름(100)의 내측 일부가 펀치(40)와 서브 다이(30)의 사이에 고정될 수 있다. 이 때, 다이(10)의 상면과 서브 다이(30)의 상면은 동일 수평면상에 위치하고, 펀치(40)의 저면과 스트리퍼(20)의 저면은 동일 수평면상에 위치할 수 있다. 따라서, 파우치 필름(100)은 플랫한 상태를 최대한 유지하며 고정될 수 있다.
이후 도 2를 참조하면, 서브 펀치(50)가 제2개구(22)의 내둘레와 펀치(40)의 외둘레 사이를 통해, 파우치 필름(100)을 제1개구(12)의 내둘레와 서브 다이(30)의 외둘레 사이로 가압할 수 있다. 이를 1차 성형으로 명명할 수 있으며, 이러한 1차 성형에 의해 파우치 필름(100)에는 함몰부(110)가 성형될 수 있다. 함몰부(110)는 제1깊이(d1)를 가질 수 있다.
이후 도 3을 참조하면, 서브 다이(30)는 하강할 수 있다. 이로써 파우치 필름(100)에서 서브 다이(30)와 펀치(40)의 사이에 고정되어 있던 부분이 릴리즈 될 수 있다. 좀 더 상세히, 서브 다이(30)는 그 상면이 돌출턱(14)의 상면과 동일 수평면상에 위치하도록 하강할 수 있다. 또한, 서브 펀치(50)는 상승할 수 있다. 좀 더 상세히, 서브 펀치(50)는 그 저면이 펀치(40)의 저면과 동일 수평면상에 위치하도록 상승할 수 있다.
이후 도 4를 참조하면, 펀치(40)와 서브 펀치(50)는 함께 하강하여 파우치 필름(100)을 가압할 수 있다. 이 때, 서브 펀치(50)는 파우치 필름(100)이 돌출턱(14)에 접촉하는 깊이까지, 펀치(40)는 파우치 필름(100)이 서브 다이(30)에 접촉하는 깊이까지 파우치 필름(100)을 가압할 수 있다.
이를 2차 성형으로 명명할 수 있으며, 이러한 2차 성형에 의해 파우치 필름(100)에 기 성형되어있던 함몰부(110)가 펴지며 컵부(120)가 성형될 수 있다. 컵부(120)는, 함몰부(110)의 제1깊이(d1)보다 큰 제2깊이(d2)를 가질 수 있다.
이후 도 5를 참조하면, 펀치(40) 및 서브 펀치(50)는 상승하여 초기 위치로 되돌아갈 수 있다. 또한 도면에는 도시되지 않았으나 스트리퍼(20)도 상승하여, 다이(10)와 스트리퍼(20) 사이에 고정되어 있던 파우치 필름(100)이 릴리즈 될 수 있다.
이러한 일련의 과정을 통해, 파우치 필름(100)에 컵부(120)의 성형이 완료될 수 있다. 종래에는 1회의 가압을 통해 컵부를 성형하였으나 이 경우 파우치 필름의 특정 영역만이 과도하게 연신되므로 크랙이 발생하지 않기 위해서는 컵부의 깊이가 제한되었다. 반면 본 발명은, 파우치 필름(100)에서 종래에 연신되지 않던 영역도 연신되도록 복수회에 걸쳐 성형하므로, 최종적으로 컵부(120)를 더 깊게 성형할 수 있는 이점이 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 성형 방법의 순서도이다.
이하, 앞서 설명한 성형 장치를 사용하여 파우치 필름(100)을 성형하는 성형 방법을 본 발명의 다른 실시예로서 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 성형 방법은, 파우치 필름(100)을 다이(10)와 스트리퍼(20)의 사이에 고정하는 단계(S10)(이하, '고정 단계')와, 서브 펀치(50)가 파우치 필름(100)을 서브 다이(30)의 외둘레와 제1개구(12)의 내둘레 사이로 1차 가압하는 단계(S20)(이하, '1차 성형 단계')와, 펀치(40)가 서브 펀치(50)와 함께 파우치 필름(100)을 2차 가압하는 단계(S30)(이하, '2차 가압 단계')를 포함할 수 있다.
각 단계(S10)(S20)(S30)는 앞서 성형 장치의 작용에 대한 설명을 원용할 수 있다. 좀 더 상세히, 고정 단계(S10)는 도 1을 참조하여 설명한 내용을 원용하고, 1차 성형 단계(S20)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 내용을 원용하고, 2차 가압 단계(S30)는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 내용을 원용할 수 있다. 이하에서는 주요 특징을 간단하게 설명한다.
고정 단계(S10) 및/또는 1차 성형 단계(S20)에서, 서브 다이(30)의 상면은 다이(10)의 상면과 동일 평면상에 위치할 수 있다. 고정 단계(S10) 및/또는 1차 성형 단계(S20)에서, 파우치 필름(100)은 서브 다이(30)와 펀치(40)의 사이에 고정될 수 있다.
1차 성형 단계(S20)에서, 서브 펀치(50)는 파우치 필름(100)에 제1깊이(d1)를 갖는 함몰부(110)를 성형할 수 있다.
2차 성형 단계(S30)에서, 펀치(40) 및 서브 펀치(50)는 파우치 필름(100)에 제1깊이(d1)보다 깊은 제2깊이(d2)를 갖는 컵부(120)를 성형할 수 있다. 2차 가압 단계(S30)에서, 상기 함몰부(100)가 펴지며 상기 컵부(120)로 성형될 수 있다. 2차 가압 단계(S30)에서, 서브 펀치(50)는 파우치 필름(100)이 돌출턱(14)에 접촉하는 깊이까지 상기 파우치 필름을 가압할 수 있다.
2차 가압 단계(S30)에서, 펀치(40)의 저면은 서브 펀치(50)의 저면과 동일 평면상에 위치할 수 있다. 2차 가압 단계(S30)에서, 서브 다이(30)의 상면은 돌출턱(14)의 상면과 동일 평면상에 위치할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 파우치형 전지 케이스가 제조되는 과정을 설명하기 위한 개략도이고, 도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 파우치형 전지 케이스의 단면도이다. 도 7에서, 실선은 함몰부(110)를 나타내고 점선은 컵부(120)를 나타낸다.
이하, 앞서 설명한 성형 장치 또는 성형 방법에 의해 제조된 파우치형 전지 케이스를 본 발명의 또다른 실시예로서 설명한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따른 파우치형 전지 케이스(이하, '전지 케이스')는, 함몰 형상을 갖는 컵부(120) 및 상기 컵부(120)의 둘레에 위치한 테라스(130)를 포함할 수 있다.
상기 컵부(120)는 전극 조립체(미도시)를 수용하기 위한 공간을 이룰 수 있다. 테라스(130)는, 파우치 필름(100)에서 다이(10)와 스트리퍼(20)의 사이에 고정되어 컵부(120)가 미성형된 부분일 수 있다.
상기 전지 케이스의 제조 과정에서, 함몰부(110)가 1차적으로 성형될 수 있고, 함몰부(110)가 펼쳐지며 함몰부(110)보다 깊은 깊이를 갖는 컵부(120)가 2차적으로 성형될 수 있다.
함몰부(110)는, 외둘레부(112)와, 내둘레부(113)와, 연결부(114)를 포함할 수 있다.
외둘레부(112)는 다이 엣지(111)로 테라스(130)와 연결될 수 있다. 상기 다이 엣지(111)는 라운드지게 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 다이 엣지(111)는 소정의 곡률 반경을 가질 수 있다. 다이 엣지(111)는 다이(10)의 엣지(11)(도 1 참조)에 의해 형성될 수 있으며, 다이(10)의 엣지(11)와 대응되는 곡률 반경을 가질 수 있다.
내둘레부(113)는 연결 엣지(115)로 중앙부(101)와 연결될 수 있다. 상기 중앙부(101)는, 파우치 필름(100)의 1차 성형 시, 펀치(40)와 서브 다이(30)의 사이에 고정되어 함몰부(110)가 미성형된 부분일 수 있다. 상기 연결 엣지(115)는 라운드지게 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 연결 엣지(115)는 소정의 곡률 반경을 가질 수 있다. 연결 엣지(115)는 서브 다이(30)의 엣지(31)(도 1 참조)에 의해 형성될 수 있으며, 서브 다이(30)의 엣지(31)와 대응되는 곡률 반경을 가질 수 있다.
연결부(114)는 외둘레부(112)와 내둘레부(113)를 연결할 수 있다. 연결부(114)는 서브 펀치(50)의 저면에 대응되는 형상을 가질 수 있다.
파우치 필름(100)의 1차 성형 시, 테라스(130) 및 중앙부(101)는 연신되지 않으므로 잔존 두께가 두꺼우며, 파우치 필름(100)의 두께와 동일할 수 있다.
연결부(114)는 서브 펀치(50)에 의해 직접적으로 가압되므로 상대적으로 많이 연신될 수 있고 잔존 두께가 얇을 수 있다. 그리고, 외둘레부(112) 및 내둘레부(113)는 연결부(114)보다 상대적으로 덜 연신될 수 있다. 다이 엣지(111) 및 연결 엣지(115)도 외둘레부(112) 및 내둘레부(113)와 같거나 비슷한 정도로 연신될 수 있다.
따라서, 외둘레부(112), 내둘레부(113), 다이 엣지(111) 및 연결 엣지(115)의 각 두께는, 연결부(114)의 두께보다 두껍고, 테라스(130) 및 중앙부(102)의 두께보다 얇을 수 있다.
파우치 필름(100)의 2차 성형 시, 함몰부(110)의 외둘레부(112)는 컵부(120)의 둘레부(122)의 일부인 제1둘레부(122a)를 이룰 수 있다. 그리고, 함몰부(110)의 연결부(113), 내둘레부(114), 연결 엣지(115) 및 중앙부(101)는, 컵부(120)의 둘레부(122)의 다른 일부인 제2둘레부(122b), 기저부(121) 및 펀치 엣지(123)를 이룰 수 있다.
따라서, 도 7과 같은 단면뷰를 기준으로, 함몰부(110)에서 연결부(114)의 길이를 L1, 내둘레부(113)의 길이를 L2, 연결 엣지(115)의 길이를 L3, 중앙부(114)의 길이를 L4라 하고, 컵부(120)에서 제2둘레부(122b)의 길이를 L5, 펀치 엣지(123)의 길이를 L6, 기저부(121)의 길이를 L7 이라 할 때, 2*(L1+L2+L3)+L2 = 2*(L5+L7)+L6의 조건식을 만족할 수 있다.
연결부(114)의 길이인 L1은, 외둘레부(112) 및 연결부(114) 사이의 경계(P1)부터 연결부(114) 및 내둘레부(113) 사이의 경계(P2)까지의 길이를 의미할 수 있다. 내둘레부(114)의 길이인 L2는, 연결부(114) 및 내둘레부(114) 사이의 경계(P2)부터 내둘레부(113) 및 연결 엣지(115) 사이의 경계(P3)까지의 길이를 의미할 수 있다. 연결 엣지(115)의 길이인 L3는, 내둘레부(113) 및 연결 엣지(115) 사이의 경계(P3)부터, 연결 엣지(115) 및 중앙부(101) 사이의 경계(P4)까지의 길이를 의미할 수 있다. 중앙부(114)의 길이인 L4는, 양 연결 엣지(115) 및 중앙부(101) 사이의 경계(P4) 간 길이를 의미할 수 있다. 제2둘레부(122b)의 길이인 L5는, 외둘레부(112) 및 연결부(114) 사이의 경계(P1)부터 제2둘레부(122b) 및 펀치 엣지(123) 사이의 경계(P5)까지의 거리를 의미할 수 있다. 펀치 엣지(123)의 길이인 L6는, 제2둘레부(122b) 및 펀치 엣지(123) 사이의 경계(P5)부터 펀치 엣지(123) 및 기저부(121) 사이의 경계(P6)까지의 거리를 의미할 수 있다. 기저부(121)의 길이인 L7는, 양 펀치 엣지(123) 및 기저부(121) 사이의 경계(P6) 간 길이를 의미할 수 있다.
이러한 함몰부(110)가 펼쳐져 컵부(120)를 형성하므로, 컵부(120)의 각 부분의 두께는 종래의 방식으로 성형된 컵부와 상이할 수 있다. 이하, 도 7 및 도 8을 함께 참조하여 컵부(120)에 대해 설명한다.
컵부(120)는 기저부(121) 및 둘레부(122)을 포함할 수 있다.
컵부(120)의 둘레부(122)은 테라스(130)와 다이 엣지(111)로 연결될 수 있다. 다이 엣지(111)는 앞선 함몰부(111)의 성형 시 형성되었던 상태로 유지될 수 있다.
컵부(120)의 기저부(121)은 둘레부(122)과 펀치 엣지(123)로 연결될 수 있다. 펀치 엣지(123)는 라운드지게 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 펀치 엣지(123)는 소정의 곡률 반경을 가질 수 있다. 펀치 엣지(123)는 서브 펀치(50)의 엣지(51)(도 1 참조)에 의해 형성될 수 있으며, 서브 펀치(50)의 엣지(51)와 대응되는 곡률 반경을 가질 수 있다.
컵부(120)의 둘레부(122)는, 테라스(130)와 다이 엣지(111)로 연결되는 제1둘레부(122a)와, 기저부(121)와 펀치 엣지(123)로 연결되며 제1둘레부(122a)보다 얇은 두께를 갖는 제2둘레부(122b)를 포함할 수 있다.
제1둘레부(122a)는 함몰부(110)의 외둘레부(112)에 대응될 수 있고, 제2둘레부(122b)는 함몰부(110)의 연결부(114)에 대응될 수 있다. 즉, 외둘레부(112)는 제1둘레부(122a)를 이룰 수 있고, 연결부(114)는 펼쳐져 제2둘레부(122b)를 이룰 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 연결부(114)의 잔존 두께는 외둘레부(112)의 잔존 두께보다 얇으므로, 제2둘레부(122b)의 두께(t2)가 제1둘레부(122a)의 두께보다 상대적으로 얇을 수 있다.
컵부(120)의 기저부(121)는, 중앙에 위치한 제1기저부(121a)와, 상기 제1기저부(121a)보다 얇은 두께를 가지며 둘레부(122)와 펀치 엣지(123)로 연결되는 제2기저부(121b)를 포함할 수 있다.
제1기저부(121a)는 중앙부(101)에 대응될 수 있고, 제2기저부(121b)는 함몰부(110)의 내둘레부(113) 및 연결 엣지(115)에 대응될 수 있다. 즉, 중앙부(101)는 제1기저부(121a)를 이룰 수 있고, 내둘레부(113) 및 연결 엣지(115)는 펼쳐져 제2기저부(121b)를 이룰 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 내둘레부(113) 및 연결 엣지(115)의 잔존 두께는 중앙부(101)의 잔존 두께보다 얇으므로, 제2기저부(121b)의 두께(t4)가 제1기저부(121a)의 두께보다 상대적으로 얇을 수 있다.
또한, 제2둘레부(122b)의 두께(t2)는 제2기저부(121b)의 두께보다 얇을 수 있다. 이는, 앞서 설명한 바와 같이 연결부(114)의 잔존 두께가 내둘레부(113) 및 연결 엣지(115)의 잔존 두께보다 얇기 때문이다.
또한, 제1둘레부(122a)의 두께(t1)는 제1기저부(121a)의 두께(t3)보다 얇을 수 있다. 이는, 앞서 설명한 바와 같이 외둘레부(112)의 잔존 두께가 중앙부(101)의 잔존 두께보다 얇기 때문이다.
한편, 연결부(114) 및 내둘레부(113) 길이 비율에 따라, 펀치 엣지(123)의 두께가 달라질 수 있다. 이는, 연결부(114) 또는 내둘레부(113)가 펀치 엣지(123)를 이루고, 앞서 설명한 바와 같이 연결부(114)의 잔존 두께가 내둘레부(113)의 잔존 두께보다 얇기 때문이다.
제1예로, 연결부(114)가 충분히 긴 경우, 연결부(114)는 펼쳐져 제2둘레부(122b)뿐만 아니라 펀치 엣지(123)도 이룰 수 있고. 내둘레부(113)은 펼쳐져 제2기저부(121b)를 이룰 수 있다. 이 경우, 펀치 엣지(123)의 두께는, 제2둘레부(122b)의 두께(t2)와 동일하고 제2기저부(121b)의 두께(t4)보다 얇을 수 있다. 또한, 펀치 엣지(123)는 제2둘레부(122b)와 제2기저면(121b)을 연결할 수 있다.
제2예로, 연결부(114)가 상기 제1예보다 짧을 경우, 연결부(114)는 펼쳐져 제2둘레부(122b)를 이룰 수 있고, 내둘레부(113)는 펼쳐져 펀치 엣지(123) 및 제2기저부(121b)를 이룰 수 있다. 이 경우, 펀치 엣지(123)의 두께는, 제2기저부(121b)의 두께(t4)와 동일하고 제2둘레부(122b)의 두께(t2)보다 두꺼울 수 있다. 또한, 펀치 엣지(123)는 제2둘레부(122b)와 제2기저면(121b)을 연결할 수 있다.
제3예로, 연결부(114)가 상기 제2예보다 짧을 경우, 연결부(114)는 펼쳐져 제2둘레부(122b)를 이룰 수 있고, 내둘레부(113)는 펼쳐져 제3둘레부, 펀치 엣지(123) 및 제2기저부(121b)를 이룰 수 있다. 상기 제3둘레부는, 제2둘레부(122b)와 펀치 엣지(123)의 사이 부분일 수 있다. 즉, 컵부(120)의 둘레부(122)는, 제2둘레부(122b)와 연결되며 제2둘레부(122b)보다 두꺼운 두께를 갖는 제3둘레부를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 펀치 엣지(123)의 두께는, 상기 제3둘레부 및 제2기저부(121b)의 두께(t4)와 동일하고 제2둘레부(122b)의 두께(t2)보다 두꺼울 수 있다. 또한, 펀치 엣지(123)는 상기 제3둘레부와 제2기저면(121b)을 연결할 수 있다.
상기 제1예 내지 제3예를 종합하면, 펀치 엣지(123)의 두께는 제2둘레부(122b)의 두께(t2) 또는 제2기저부(121b)의 두께(t4)와 동일할 수 있다. 또한, 펀치 엣지(123)의 두께는, 제2기저부(121b)의 두께(t4)보다 얇거나, 제2둘레부(122b)의 두께(t2)보다 두꺼울 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 다이 12: 제1개구
14: 돌출턱 20: 스트리퍼
22: 제2개구 30: 서브 다이
40: 펀치 50: 서브 펀치
100: 파우치 필름 101: 중앙부
110: 함몰부 111: 다이 엣지
112: 외둘레부 113: 내둘레부
114: 연결부 115: 연결 엣지
120: 컵부 121: 기저부
121a: 제1기저부 121b: 제2기저부
122: 둘레부 122a: 제1둘레부
122b: 제2둘레부 130: 테라스

Claims (20)

  1. 파우치 필름을 성형하는 성형 장치에 있어서,
    제1개구가 형성된 다이;
    상기 다이의 상측에서 상기 파우치 필름을 고정시키며 제2개구가 형성된 스트리퍼;
    상기 제1개구 내에서 상기 다이에 대한 높이가 가변되는 서브 다이;
    상기 제2개구를 통해 상기 파우치 필름을 가압하며 상기 서브 다이를 마주보는 펀치; 및
    상기 제2개구의 내둘레와 상기 펀치의 외둘레 사이를 통해, 상기 파우치 필름을 상기 제1개구의 내둘레와 상기 서브 다이의 외둘레 사이로 가압하는 서브 펀치를 포함하는 성형 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브 펀치는, 상기 서브 다이의 상면과 상기 다이의 상면이 동일 평면 상에 위치한 상태에서 상기 파우치 필름을 1차로 가압하고,
    상기 펀치 및 상기 서브 펀치는, 상기 서브 다이의 상면이 상기 다이의 상면보다 하측에 위치한 상태에서 상기 파우치 필름을 2차로 가압하는 성형 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브 펀치는, 상기 펀치의 외둘레를 둘러싸도록 배치되는 성형 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이에는, 상기 제1개구의 내둘레에서 상기 서브 다이의 외둘레를 향해 돌출되며 수직 방향으로 상기 서브 펀치와 중첩되는 돌출턱이 형성된 성형 장치.
  5. 파우치 필름을 성형하는 성형 방법에 있어서,
    상기 파우치 필름을, 제1개구가 형성된 다이와 제2개구가 형성된 스트리퍼의 사이에 고정하는 단계;
    서브 펀치가 상기 제2개구를 통해 상기 파우치 필름을, 상기 제1개구 내에 위치한 서브 다이의 외둘레와 상기 제1개구의 내둘레 사이로 1차 가압하는 단계; 및
    상기 파우치 필름을 사이에 두고 상기 서브 다이를 마주보는 펀치가, 상기 서브 펀치와 함께 상기 제2개구를 통해 상기 파우치 필름을 상기 제1개구 내로 2차 가압하는 단계를 포함하는 성형 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 고정하는 단계 및/또는 상기 1차 가압하는 단계에서, 상기 서브 다이 의 상면은 상기 다이의 상면과 동일 평면상에 위치하는 성형 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 고정하는 단계 및/또는 상기 1차 가압하는 단계에서, 상기 파우치 필름은 상기 서브 다이와 상기 펀치의 사이에 고정되는 성형 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 2차 가압하는 단계에서, 상기 펀치의 저면은 상기 서브 펀치의 저면과 동일 평면상에 위치하는 성형 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 1차 가압하는 단계에서, 상기 서브 펀치는 상기 파우치 필름에 제1깊이를 갖는 함몰부를 성형하고,
    상기 2차 가압하는 단계에서, 상기 펀치 및 서브 펀치는 상기 파우치 필름에 상기 제1깊이보다 깊은 제2깊이를 갖는 컵부를 성형하는 성형 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 2차 가압하는 단계에서, 상기 함몰부가 펴지며 상기 컵부로 성형되는 성형 방법.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 다이에는, 상기 제1개구의 내둘레에서 상기 서브 다이의 외둘레를 향해 돌출되는 돌출턱이 형성되고,
    상기 2차 가압하는 단계에서, 상기 서브 펀치는 상기 파우치 필름이 상기 돌출턱에 접촉하는 깊이까지 상기 파우치 필름을 가압하는 성형 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 2차 가압하는 단계에서, 상기 서브 다이의 상면은 상기 돌출턱의 상면과 동일 평면상에 위치하는 성형 방법.
  13. 함몰 형상을 갖는 컵부; 및
    상기 컵부의 둘레에 위치한 테라스를 포함하고,
    상기 컵부의 둘레부는,
    상기 테라스와 다이 엣지로 연결되는 제1둘레부; 및
    상기 제1둘레부와 연결되고 상기 제1둘레부보다 얇은 두께를 갖는 제2둘레부를 포함하는 파우치형 전지 케이스.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 컵부의 기저부는,
    중앙에 위치한 제1기저부; 및
    상기 제1기저부보다 얇은 두께를 가지며 상기 컵부의 둘레부와 펀치 엣지로 연결되는 제2기저부를 포함하는 파우치형 전지 케이스.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2둘레부의 두께는, 상기 제2기저부의 두께보다 얇은 파우치형 전지 케이스.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1둘레부의 두께는, 상기 제1기저부의 두께보다 얇은 파우치형 전지 케이스.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2둘레부와 상기 제2기저부를 연결하는 펀치 엣지의 두께는,
    상기 제2기저부의 두께 또는 상기 제2둘레부의 두께와 동일한 파우치형 전지 케이스.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2둘레부와 상기 제2기저부를 연결하는 펀치 엣지의 두께는,
    상기 제2둘레부의 두께와 동일하고, 상기 제2기저부의 두께보다 얇은 파우치형 전지 케이스.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2둘레부와 상기 제2기저부를 연결하는 펀치 엣지의 두께는,
    상기 제2기저부의 두께와 동일하고, 상기 제2둘레부의 두께보다 두꺼운 파우치형 전지 케이스.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 컵부의 둘레부는,
    상기 제2둘레부와 연결되며 상기 제2둘레부보다 두꺼운 두께를 갖는 제3둘레부를 더 포함하고,
    상기 제3둘레부와 상기 제2기저부를 연결하는 펀치 엣지의 두께는,
    상기 제3둘레부 및 제2기저부의 두께와 동일하고, 상기 제2둘레부의 두께보다 두꺼운 파우치형 전지 케이스.
KR1020220136748A 2022-10-21 2022-10-21 성형 장치 및 성형 방법, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스 KR20240056289A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220136748A KR20240056289A (ko) 2022-10-21 2022-10-21 성형 장치 및 성형 방법, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스
PCT/KR2023/016294 WO2024085696A1 (ko) 2022-10-21 2023-10-19 성형 장치 및 성형 방법, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220136748A KR20240056289A (ko) 2022-10-21 2022-10-21 성형 장치 및 성형 방법, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240056289A true KR20240056289A (ko) 2024-04-30

Family

ID=90738181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220136748A KR20240056289A (ko) 2022-10-21 2022-10-21 성형 장치 및 성형 방법, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20240056289A (ko)
WO (1) WO2024085696A1 (ko)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101192619B1 (ko) * 2012-03-23 2012-10-18 주식회사 엘지화학 전지케이스
KR102201640B1 (ko) * 2016-05-03 2021-01-11 주식회사 엘지화학 전극조립체의 수납 부위를 깊게 성형할 수 있는 전지케이스 제조 장치 및 이를 이용한 제조 방법
JP2020179419A (ja) * 2019-04-26 2020-11-05 キヤノンマシナリー株式会社 絞り成形装置、絞り成形方法、二次電池製造装置、及び二次電池製造方法
WO2022014743A1 (ko) * 2020-07-15 2022-01-20 엘지전자 주식회사 이차전지 파우치 프레스 금형
KR20220066469A (ko) * 2020-11-16 2022-05-24 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치 케이스 제조장치 및 파우치 케이스 제조방법
CN113799376A (zh) * 2021-09-07 2021-12-17 扬州恒大新能源科技发展有限公司 冲坑模具结构、铝塑膜冲坑方法及电池

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024085696A1 (ko) 2024-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5908128B2 (ja) 二次電池用電池ケース
KR101382554B1 (ko) 휘어진 형상의 전지셀 및 이를 포함하는 전지팩
KR101467859B1 (ko) 이차전지용 전지케이스
JP7350418B2 (ja) パウチ型電池ケースおよびそれを製造する製造装置、並びにパウチ型二次電池
KR101623106B1 (ko) 파우치 필름 포밍 장치
KR100586896B1 (ko) 이차전지용 파우치의 성형장치
KR20160100602A (ko) 전지케이스의 외주면을 가열 및 가압하는 프레스를 포함하는 실링 장치
JP5969137B2 (ja) パウチ型ケース、電池セル及び電池セルの製造方法
KR101937936B1 (ko) 배터리 파우치 필름 포밍커팅 장치 및 포밍커팅 방법
KR20240056289A (ko) 성형 장치 및 성형 방법, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스
KR102187172B1 (ko) 커브드 케이스용 금형장치 및 그를 이용한 커브드 이차전지 제조방법
US10629945B2 (en) Method for manufacturing secondary battery and method for manufacturing electrode assembly
KR101477018B1 (ko) 전지케이스 제조 방법
KR20240059471A (ko) 성형 장치 및 성형 방법, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스
KR20210054825A (ko) 벤팅 유도부가 형성된 파우치형 전지케이스 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 파우치형 전지케이스
KR101253660B1 (ko) 정밀도 향상을 위한 전지케이스 제조 방법
EP4155045A1 (en) Pouch, apparatus for molding pouch, and method for manufacturing secondary battery comprising pouch
KR101742303B1 (ko) 전지셀의 제조방법
KR20160098148A (ko) 파우치형 케이스, 전지셀 및 전지셀의 제조방법
KR20220056446A (ko) 충격파를 이용한 전지케이스 성형장치 및 이를 이용한 전지케이스 성형방법
KR20240022987A (ko) 파우치형 전지 케이스 및 그 포밍 장치
KR20200075989A (ko) 전지 케이스, 이차 전지 및 그의 제조 방법
KR20230029457A (ko) 성형 장치 및 성형 방법과, 그에 의해 제조되는 파우치형 전지 케이스 및 이를 포함하는 이차 전지
KR20230166755A (ko) 이차 전지 및 그 제조 방법
KR20230070964A (ko) 포밍 장치