WO2013141527A1 - 이차전지용 전지케이스 - Google Patents

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WO2013141527A1
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die
punch
sheet
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battery case
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김영훈
권성진
김동명
김기웅
박현
안순호
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to a battery case for a secondary battery having a novel structure, and more particularly, includes an accommodating part into which an electrode assembly may be embedded, and the accommodating part formed by the deformation of a sheet-like base material forms one or more accommodating parts. It relates to a battery case, characterized in that the edge and / or surface is deformed to form a stepped structure.
  • Secondary batteries are widely used as a power source for mobile devices such as mobile phones, laptops and camcorders.
  • the use of lithium secondary batteries is rapidly increasing due to the advantages of high operating voltage and high energy density per unit weight.
  • the lithium secondary battery may be classified into a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, a lithium polymer battery, and the like according to the composition of the electrode and the electrolyte, and among them, the amount of leakage of the electrolyte is less likely, and the amount of the lithium ion polymer battery that is easy to manufacture is used. This is increasing.
  • a lithium ion polymer battery (LiPB) is a structure in which an electrolyte solution is impregnated into an electrode assembly in which electrodes (anode and cathode) and a separator are heat-sealed, and is mainly used in a form in which the electrode assembly is sealed in a pouch type case of an aluminum laminate sheet.
  • lithium ion polymer batteries are often referred to as pouch cells.
  • FIG. 1 schematically illustrates a general structure of a representative secondary battery including a stacked electrode assembly.
  • the secondary battery 10 includes an electrode assembly 30 formed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed therebetween in a pouch-type battery case 20, and a positive electrode and a negative electrode thereof.
  • the tabs 31 and 32 are welded to the two electrode leads 40 and 41, respectively, and are sealed (sealed) to be exposed to the outside of the battery case 20.
  • the battery case 20 is made of a soft packaging material such as an aluminum laminate sheet, and includes a case main body 21 and a main body 21 including a recess 23 having a concave shape in which the electrode assembly 30 can be seated. One side is made of a cover 22 is connected.
  • the electrode assembly 30 used in the secondary battery 10 may have a jelly roll structure or a stack / folding structure in addition to the stacked structure as shown in FIG. 1.
  • a plurality of positive electrode tabs 31 and a plurality of negative electrode tabs 32 are welded to the electrode leads 40 and 41, respectively.
  • the secondary battery cell case 20 uses a rectangular parallelepiped punch corresponding to the housing 23 to press and deform a sheet-like base material, for example, an aluminum laminate sheet, to deform the storage part 23. It is produced by cutting the size of the lid in the longitudinal direction and the size corresponding to the gas pocket in the width direction.
  • the secondary battery covers the cover after seating the electrode assembly in the receiving portion After sealing and heat-sealing the contact area with the main body, it goes through activation and aging steps.
  • the battery case with the gas pocket is first sealed and activated to remove the gas through the gas pocket.
  • the gas pocket is cut out again after being sealed to a size corresponding to the housing.
  • the thickness direction of the accommodating part refers to a vertical direction or a direction in which electrodes of the electrode assembly are stacked on the accommodating part
  • the forming width refers to a width formed in a direction perpendicular to the thickness direction of the accommodating part.
  • the present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.
  • An object of the present invention is to provide a battery case including accommodating parts corresponding to electrode assemblies having various shapes so as to exhibit high output or high capacity characteristics.
  • Still another object of the present invention is to provide a battery case in which the storage portion is formed by pressing using a punch having a novel shape in a portion where the housing portion is to be formed in the sheet-like base material, thereby increasing the accuracy of the storage portion and ensuring safety.
  • the battery case according to the present invention for achieving the above object, includes an accommodating portion in which the electrode assembly can be built, wherein the accommodating portion formed by the deformation of the sheet-like base material has one or more edges and / or faces forming the shape of the accommodating portion. It is deformed to form a stepped structure.
  • the accommodating part of the electrode assembly has a symmetrical structure in the inner circumferential surface of the accommodating part based on the central axis of the accommodating part in a planar shape, or a vertical cross-sectional shape is made of a straight line based on a flat side surface and a bottom surface.
  • the planar shape is a symmetrical circular shape
  • the vertical cross-sectional shape is made of a straight line on the side and bottom surface.
  • the planar shape is a symmetrical square or rectangle
  • the vertical cross-sectional shape is composed of a straight line on the side and bottom surface.
  • the battery case of the present invention has one or more edges and / or surfaces deformed to form a stepped structure.
  • the edge and / or the surface is deformed means that the inner circumferential surface of the housing is not symmetrical with respect to the center axis of the housing in a planar shape, and / or at least one of the side and bottom surfaces. It means that the vertical cross-sectional shape of is not made of a straight line.
  • the base material may be, for example, a laminate sheet including a metal layer and a resin layer suitable for a pouch-type battery, and specifically, an upper layer of the first polymer resin, an intermediate layer of the barrier metal, and a lower layer of the second polymer resin.
  • the first polymer resin layer may be specifically a heat sealable polymer resin, for example, an unstretched polypropylene resin.
  • the barrier metal may be, for example, aluminum, and the second polymer resin may be a nylon resin, a polyethylene terephthalate resin, a polyethylene naphthalate resin, or the like as a resin having excellent weather resistance.
  • the type of material is not limited to the above examples.
  • the thickness of the base material to which the present invention is applied may be specifically within the range of 0.3 mm to 6 mm.
  • the side wall of the accommodating part has a staircase structure including at least two or more steps, and the height of the step may be a structure that becomes smaller as it is deeper in the depth direction of the accommodating part.
  • the heights of the steps become smaller toward the depth direction of the accommodating portion, it is possible to minimize the change in thickness of the accommodating portion that is elongated in the process of forming the accommodating portion.
  • the n-th step is located at the lowest end in the depth direction of the housing, and the n-th step is located at the top of the n-th step, and the height of the n-th step is It may be a structure smaller than the height of the n-1 step.
  • the first step is formed at the bottom end in the depth direction of the storage portion, and the second step is located above the first step, and the second step is The height may be smaller than the height of the first step.
  • the third step may be located above the second step, and the height of the third step may be smaller than the height of the second step. Therefore, the first step, the second step, and the third step may have a structure in which the height of the step is sequentially reduced.
  • the height of the n-th step may be 50 to 90% of the height of the n-th step. That is, the height of the second step may be 50 to 90% of the height of the first step, and the height of the third step may be 50 to 90% of the height of the second step.
  • "there is a difference in height between each step” may mean that the elongation of the sheet-like base material forming the accommodating part is different in the process of forming each step.
  • the thickness of the accommodating sidewall at the n-th step portion may be 90 to 99% of the thickness of the accommodating sidewall at the n-th step portion. That is, the thickness of the accommodating sidewall at the second step portion may be 90 to 99% of the thickness of the accommodating sidewall at the first step portion, and the thickness of the accommodating sidewall at the third step portion is the accommodating portion at the second step portion. It can be 90 to 99% of the thickness of the sidewalls. This, even if the housing includes a plurality of steps and is formed deep, since the thickness of the side wall of the housing is formed relatively constant, it can ensure the overall durability of the battery case.
  • the present invention also provides a method of manufacturing a battery cell incorporating an electrode assembly in the battery case.
  • the groove of the die may be formed in a shape corresponding to the shape of the punch so that the sheet-like base material can match the outer shape of the punch when the sheet-like base material contacts the punch and the groove of the die.
  • the punch may have various shapes as a three-dimensional shape.
  • the punch may have a shape in which a lower horizontal plane forms a stepped structure in the pressing direction.
  • the stepped structure may be formed based on the center, one side, or one corner of the lower horizontal surface of the punch.
  • other structures may be possible as well, and may be formed, for example, with a slight deflection from the center on the bottom horizontal plane of the punch.
  • the battery case may be pressed by the punch of the stepped structure, and its receiving portion may be molded into a stepped structure of a shape corresponding to the punch.
  • step (b) and step (c) a step of vacuuming the space between the die and the sheet-like base material may be added so that the sheet-like base material can be brought into close contact with the groove of the die.
  • step (b) the sheet-like base material is pressed by the punch, and further, by making a vacuum between the die and the sheet-like base material, the sheet-like base material is pulled into the groove of the die.
  • the sheet-like base material can more precisely match the shape of the groove of the die.
  • forces can be applied to the sheet-like base material from each of the punches and dies, allowing the receiver to more precisely match the contours of the punches and dies, as well as more uniform force distribution to the sheet-like base material during the pressing process.
  • an accommodating part and a battery case can be made free of wrinkles and whitening.
  • the vacuum can be applied at any stage of the process of pressurizing using different punches. In particular, it can be applied not only to the whole process but also to only one process using a particular punch.
  • the die is formed with an indentation of a stepped structure consisting of an upper end, a middle end, and a lower end, wherein the punch is a first punch corresponding to the shape of the upper end of the die, the shape of the middle of the die And a third punch corresponding to the shape of the lower end of the die.
  • the second punch may be formed in a shape corresponding to the shape of the top and the middle of the die
  • the third punch may be made in a shape corresponding to the shape of the top, middle, and bottom of the die.
  • the battery case molding method has an effect of maximally preventing a shape where stress is concentrated at each corner of each step when the battery case is molded in a stepped structure including two or more steps. That is, in order to form a battery case having a stepped structure, when each side wall is formed in the accommodating part, one side wall is formed and then one side wall is formed, thereby minimizing stress applied while the base material is stretched. Can be. In addition, in order to further improve such effects, stress concentration may be further suppressed by forming corners forming the stepped structure of the punch in a round shape.
  • a step of making the space between the die and the sheet-like base material into a vacuum state can be added so that the sheet-like base material can be closely adhered to the groove of the die.
  • the punch consists of two or more punches having different widths and heights
  • the die has a stepped inner surface structure consisting of a step of a shape corresponding to each of the punches, and the receiving portion is punched. It can be formed while being transformed into a stepped structure by the die.
  • the stepped structure of the accommodating portion may be formed by performing pressing by the widest punch among two or more punches, and then pressing the punches in order of relatively smaller widths, and having a relatively wide width. As the pressure is applied in the order of the smaller punches, the pressing depth can be smaller.
  • the pressing depth by the n-th punch may be 60 to 90% of the pressing depth by the n-th punch.
  • the thickness of the side wall of the accommodating portion may be relatively constant, thereby manufacturing a battery case having durability.
  • the present invention also provides a battery case manufacturing apparatus for manufacturing the battery case.
  • the battery case manufacturing apparatus The battery case manufacturing apparatus,
  • a first die including a punching die having a punch pressurizing the sheet for battery case mounted on a lower surface thereof, and a stripper for fixing the sheet for battery case between the following fixing dies in a drawing process;
  • the battery case manufacturing apparatus is operated by a specific combination of various dies such that the drawing process is performed by closely contacting a portion where the electrode assembly accommodating portion of the battery case sheet is formed in a vertical process in a series of processes, thereby manufacturing a battery case.
  • the drawing process is performed by closely contacting a portion where the electrode assembly accommodating portion of the battery case sheet is formed in a vertical process in a series of processes, thereby manufacturing a battery case.
  • FIG. 1 is an exploded view of a conventional lithium secondary battery
  • FIG. 2 and 3 are partially enlarged views of the housing of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a schematic view of a punch, a base material and a die for manufacturing a battery case according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of a battery case according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view of a battery case manufacturing process according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 and 8 are partially enlarged views of FIG. 6;
  • FIG. 9 is a schematic view illustrating a battery case manufacturing process of FIG. 5;
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of a battery case manufacturing apparatus equipped with a punch according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 11 illustrates a structure of a first electrode group according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 12 illustrates a structure of a second electrode group according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a schematic view showing a stacked electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic view of a fixing structure of the first electrode group of FIG. 12;
  • 15 is a manufacturing process diagram of the first electrode group according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a schematic diagram of a punch, a base material and a die for manufacturing a battery case according to an embodiment of the present invention.
  • the sheet-like base material 200 is a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, and includes a top layer of a first polymer resin, an intermediate layer of a barrier metal, and a bottom layer of a second polymer resin.
  • the upper layer of the first polymer resin is heat-sealed with each other during the manufacturing of the battery to provide a sealability.
  • the method for manufacturing a battery case using a punch 100 of a shape corresponding to an accommodating part (not shown) in which the electrode assembly may be embedded in the base material 200 first, on the die 300.
  • the sheet-like base material 200 is mounted.
  • the die 300 is provided with a groove (not shown) in which an inner surface shape corresponding to the shape of the punch 100 is carved. Therefore, an accommodating part (not shown) is formed by pressing the base material 200 using the punch 100.
  • the method for forming the accommodating portion comprises using one punch and pressing the punch once against the sheet-like base material to form the accommodating portion. Due to the punch of the novel structure, the receiving portion can be formed without wrinkles and whitening.
  • the punch 100 has a stepped structure 110 formed on one side edge on a lower horizontal plane based on the pressing direction (arrow direction).
  • the stepped structure 110 may be formed at the center, side, or one edge of the punch.
  • the step of applying a vacuum to the die 300 may be further included. More specifically, the space between the sheet-shaped base material 200 and the die 300 may be made in a vacuum state. Therefore, an opening (not shown) may be formed at one side of the groove of the die 300 to remove air from the space between the die 300 and the sheet-like base material 200.
  • the sheet-like base material 200 is pressurized by the punch 100 in the above-described manner, and the sheet-like base material 200 is made into a vacuum state between the die 300 and the sheet-like base material 200, so that the sheet-like base material 200 is a groove of the die 300. Will be pulled out.
  • the sheet-like base material can more precisely match the shape of the groove of the die 300.
  • FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of a battery case according to another embodiment of the present invention.
  • the battery case 400 includes an accommodating part 410 having a structure indented in an arrow direction, and the accommodating part 410 includes a first step 411, a second step 412, and a first step. It consists of a staircase structure including three steps 413. The heights H1, H2, H3 of the steps 411, 412, 413 become smaller in the direction of the arrow.
  • the height H2 of the second step 412 is formed to be 50 to 90% of the height H1 of the first step 411, and the height H3 of the third step 413 is the second step 412. 50% to 90% of the height H2).
  • the thickness T1 of the second step 412 is formed to be 90 to 99% of the thickness T1 of the first step 411, and the thickness T3 of the third step 413 is the second step. 90-99% of the thickness T2 of 412. Therefore, since the thickness of the side wall of the housing 410 is formed to be relatively constant, it is possible to ensure the overall durability of the battery case 400.
  • FIG. 6 is a schematic view illustrating a battery case manufacturing process according to still another embodiment of the present invention, and FIGS. 7 and 8 are partially enlarged views of FIG. 6.
  • three steps of drawing processes 510, 520, and 530 are performed to manufacture the battery case 542 having three steps.
  • three punches 511, 521, and 531 corresponding to each of the three steps may be fixed die 501.
  • the fixed die 501 has an indentation formed in the shape of a stepped structure having a top, a middle portion, and a bottom.
  • the first punch 511 having the widest width and the lowest height performs the drawing process 510 first.
  • the outer surface of the first punch 511 has a shape that matches the shape of the upper end of the fixed die 501. It is then performed in a relatively wide and low height punches order 521-> 531.
  • Each of the punches 521 and 531 performed after the first drawing process 510 may have a shape that matches not only the step to be formed but also the steps that are already formed. That is, the outer surface of the next punch to be applied after one step is formed coincides with the step to be formed, and the shape also matches the step already formed. In this way, the base material that has already been stretched or deformed to form the step can be re- imprinted in shape by each of the following processes.
  • the outer surface of the second punch 521 has a shape that matches not only the top shape of the fixed die 501 but also the interrupted shape, and the outer surface of the third punch 531 is the top, middle, and Consists of a shape that matches all of the bottom shape.
  • the drawing processes 510, 520, and 530 which are performed separately for each step, the shape in which the stress is concentrated at each corner of the step may be suppressed as much as possible.
  • the method of using the apparatus disclosed in FIG. 6 is as follows.
  • the sheet 512 is placed on the fixed die 501.
  • the sheet-like base material 512 is pressed between the stationary die 501 and the first punch 511, and is formed to match the shape of the upper end of the staircase structure. Therefore, the sheet-like base material 512 is formed of the sheet-like base material 522.
  • the sheet-like base material 522 is pressed between the stationary die 501 and the second punch 521, so as to conform to the shape of the top and the middle of the staircase structure. Therefore, the sheet-like base material 522 is formed of the sheet-like base material 532.
  • the sheet-like base material 532 is pressed between the fixed die 501 and the third punch 531, and is formed to match the shape of the top, middle, and bottom of the staircase structure. Therefore, the sheet-like base material 532 is formed of the sheet-like base material 542.
  • the accommodating part of the staircase structure is formed in the sheet-like base material 542.
  • the edges 502, 503 abutting the sheet for battery case (not shown) among the corners forming the outline of the punches 511, 521, 531 and the fixing die 501. , 504 and 505 are formed in a round shape (R).
  • the method of using the device disclosed in FIG. 6 may include applying a vacuum to the fixing device 501 described above in connection with the embodiment disclosed in FIG. 4 above.
  • the vacuum can be applied at any stage of the process of pressurizing using different punches. In particular, it can be applied not only to the whole process but also to only one process using a particular punch.
  • FIG. 9 is a schematic view of the battery case manufacturing process of FIG.
  • three steps of drawing processes 610, 620, and 630 are performed to manufacture the battery case 642 having three steps 710, 720, and 730.
  • Three punches 611, 621, and 631 corresponding to each of the three steps 710, 720, and 730 are used in each of the three-step drawing processes 610, 620, and 630.
  • the first step 710 is pressed by pressing the sheet-like base material 612 with the first punch 611.
  • the battery case 622 is formed.
  • the depth D2 pressed by the second punch 621 is 60 to 90% of the depth D1 pressed by the first punch 611.
  • the depth D3 pressed by the third punch 631 is 60 to 90% of the depth D2 pressed by the second punch 621.
  • the edges contacting the sheet for the battery case may also include a structure formed in a round shape.
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view schematically showing a battery case manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the battery case manufacturing apparatus 800 includes a second die 820 on which a variable die 830 including a block 821 is mounted, and an agent for pressing a sheet for a battery case (not shown). 1 die 810 is included.
  • the first die 810 includes a punching die 813.
  • a punch 811 is formed below the punching die 813 in the first die 810 to form an accommodating portion of an electrode assembly (not shown).
  • the stripper 814 By sequentially mounting the stripper 814 on which the 812 is formed, the stripper 814 directly presses the sheet for battery case (not shown).
  • the second die 820 has a mounting die 824 in which the variable die 830 is mounted and the indentation 825 is formed, and the second die 820 is inserted therein so that the block 821 of the variable die 830 can be inserted therein. It comprises a fixed die 823 formed with an opening 822. Block 821 is formed to correspond to the shape of the punch 811.
  • a substantially rectangular indentation 825 is formed in the mounting die 824 of the second die 820, and the indentation 825 is variable in the variable die 830 with respect to the mounting die 824.
  • Two through holes 826 are formed into which each mounting shaft 832 of the variable die 830 is inserted so that the motion can be induced. Accordingly, the indentation 825 and the through hole 826 may be mounted so that the variable die 830 may be reciprocated vertically, and the battery case sheet (not shown) may be mounted on the upper surface of the second die 820. Is supplied in one direction.
  • variable die 830 can be easily reciprocated in the second die 820.
  • corner portions of the punches and dies are shown in a rectangular shape, the punches and dies disclosed in FIG. 10 have rounded corners, as described in FIGS. 7 and 8.
  • a sheet for a battery case (not shown) is supplied from the side to the upper surface of the second die 820 of the battery case manufacturing apparatus 800 according to the present invention.
  • the first die 810 moves downward toward the second die 820, so that the stripper 814 of the first die 810 adheres and fixes the sheet for the battery case.
  • the stripper 814 Prior to punching or sheet formation, the stripper 814 can be moved independently from the first die 810.
  • the stiffener 814 may press and secure the sheet between the stationary die 823. Then, by the continuous downward movement of the first die 810, the punch 811 of the punching die 813 is introduced into the second through opening 822 of the fixing die 824 while pressing the sheet for battery case.
  • the block die 831 is elastically moved downwardly from the second through opening 822 and the indentation 825 toward the mounting die 824 by the physical downward introduction of the punch 811.
  • An accommodating portion is formed in a drawing manner.
  • the block die 831 is restored to its original position, whereby the sheet for battery case in which the accommodating portion is formed is extracted from the second die 820.
  • the method using the apparatus disclosed in FIG. 10 may include applying the vacuum described above in FIG. 4 to block 821.
  • the electrode assembly is composed of a positive electrode, a cathode and a separator disposed between them, and consists of a structure that is welded to the two electrode terminals of the protruding.
  • the plurality of electrodes may be formed in a plate shape, and the plate-shaped electrodes may be stacked along a central axis of the electrode assembly.
  • the asymmetrical structure with respect to the central axis may be formed on at least one surface that forms the outer circumferential surface of the electrode assembly.
  • the surface area of each plate-shaped electrode of the electrode assembly may be defined as the surface area on a horizontal plane perpendicular to the central axis.
  • One surface area of the plate-shaped electrodes may be smaller than the surface area of the other plate-shaped electrodes.
  • the electrode assembly may be jelly-rolled or stacked, but is not particularly limited.
  • the stacked electrode assembly may include a first electrode group having a structure in which any one of a positive electrode plate and a negative electrode plate is interposed between the separator plates, and the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator plates are laminated in a stacked state. have.
  • the stacked electrode assembly may include a second electrode group which is laminated in a state in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator plate are laminated so that the separator plates constitute an outermost part.
  • the first electrode group may have a structure in which a cathode plate, a separator plate, a cathode plate, and a separator plate are sequentially stacked in a stacked state, or a cathode plate, separator plate, a cathode plate, and a separator plate are sequentially stacked. It may be a structure.
  • only the first electrode groups may be stacked.
  • the stack type electrode assembly may include a third unit cell that is joined in a state in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator plate are laminated so that the positive electrode plate and the negative electrode plate constitute an outermost part and the separator plate is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate.
  • the stacked electrode group may include a fourth electrode group which is joined in a state in which any one of the positive electrode plate and the negative electrode plate and one separator plate are stacked.
  • the stacked electrode group may have a structure in which only the first electrode groups are stacked, a structure in which only the second electrode group is stacked, a structure in which only the third electrode groups are stacked, or a fourth electrode group. Only these may be a laminated structure, or a combination thereof may be used.
  • the second electrode group may be stacked on the uppermost or lowermost end of the first electrode group.
  • any one of a positive electrode plate and a negative electrode plate may be interposed between the second electrode groups.
  • Fixing members may be further added to the first to fourth electrode groups to further secure the stack structure of the positive electrode plate, the separator plate, and the negative electrode plate.
  • the fixing member may be an outer member separate from the first to fourth electrode groups, and may be an adhesive tape or an adhesive tape covering part or all of the outer circumferential surface of the electrode groups.
  • the outer circumferential surface of the electrode group may be a concept including all of the side, the plane, the front side, and the rear side of the electrode group.
  • the fixing member may be a part of the separator constituting the first electrode group to the fourth electrode group, and in this case, the first electrode group to the fourth electrode group may be fixed by thermally fusion bonding the ends of the separator plate.
  • the first electrode group to the fourth electrode group may be fixed by thermally fusion bonding the ends of the separator plate.
  • it is not limited thereto.
  • the ends of the separating plate may extend longer than the size of the positive electrode plate and the negative electrode plate, that is, the length or length.
  • the ends of the elongated separator plates may be thermally fused to each other.
  • the fixing member includes all members capable of functioning to fix the first to fourth electrode groups.
  • the stacked electrode assembly including the first electrode group and the second electrode group
  • mass productivity and yield can be improved compared to the stacked electrode assembly having a structure in which a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator plate are simply stacked. have.
  • the positive electrode plate, the separator plate, and the negative electrode plate are bonded to each other by the first electrode group, there is an advantage of minimizing volume expansion due to swelling.
  • the stacked electrode assembly including the first electrode group and the second electrode group
  • an alignment defect or processing equipment of the electrode assembly implemented by the folding process is removed, and only one laminator is used to remove the first electrode group.
  • the electrode damage generated during the folding process can be reduced, the electrolyte wettability can be improved, and the separator is exposed to the outside. Since it is possible to apply a single-sided organic-inorganic composite separator (SRS separator) it is possible to reduce the thickness of the cell and at the same time reduce the process cost.
  • SRS separator single-sided organic-inorganic composite separator
  • the first electrode group has a structure in which a separator plate 310, a cathode plate 320, a separator plate 330, and a cathode plate 340 are laminated in a stacked state.
  • the second electrode group has a structure in which the separator 410, the cathode plate 420, and the separator 430 are laminated in a stacked state.
  • FIG. 13 illustrates a stacked electrode assembly having a structure in which the second electrode group of FIG. 12 is stacked on the top of the first electrode group stack in which the first electrode groups of FIG. 11 are stacked.
  • FIG. 14 illustrates an embodiment in which a fixing member is further added to the first electrode group of FIG. 11. Specifically, the fixing member T1 is further added to the side surface or the front surface of the first electrode group 300.
  • fixing may be performed by using a separate member on the side of the stacked structure, and the fixing member may include the first electrode as shown in FIG.
  • the front surface of the group 300 may be implemented by taping, or as shown in 14 (b), it may be implemented by a fixing member (T2) for fixing only the side of the first electrode group (300).
  • 15 is a process schematic diagram illustrating a manufacturing process of the first electrode group according to the present invention.
  • the material of the separator 310, the anode plate 320, the separator 330, and the cathode plate 340 (using a loading unit loaded in a sheet-like structure) is simultaneously loaded and used as an intermediate layer (
  • the cutting plate 320 is cut into a designed size, and then the separator plates 310 and 330 disposed at the top and the bottom thereof are simultaneously loaded, and the negative plate 340 material is loaded together with the laminators L1 and L2.
  • the laminator implements a structure in which two electrode plates and two separation plates are bonded to each other by heat and pressure, that is, a first electrode group, and then cuts through a cutter C3 to complete the first electrode group, and then inspects the thickness (a). Inspection process, such as vision inspection (b), short inspection (c) may be further performed.
  • the first electrode group thus formed is fixed using a fixing member, or formed into a structure in which a plurality of first electrode groups are stacked by stacking, and then, the second electrode group of FIG. 12 is stacked and through the fixing member.
  • the fixing process is to complete the stacked electrode assembly.
  • the number of electrode groups having different plane sizes included in the electrode assembly can be flexibly adjusted by the person skilled in the art according to the shape and required capacity of the device on which the electrode group is mounted.
  • the electrode assembly composed of two to three electrode groups, as well as the electrode assembly consisting of four or more electrode groups may be configured.
  • the one or more corners and / or the surface forming the shape of the housing is deformed to form a stepped structure, corresponding to the storage of the electrode assembly of various shapes It is possible to provide a battery case including a portion, thereby maximally improving the capacity per device volume.

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Abstract

본 발명은 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부를 포함하고 있고, 시트형 모재의 변형으로 형성된 상기 수납부는 수납부의 형상을 이루는 하나 이상의 모서리 및/또는 면이 변형되어 계단형 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전지케이스를 제공한다.

Description

이차전지용 전지케이스
본 발명은 신규한 구조의 이차전지용 전지케이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부를 포함하고 있고, 시트형 모재의 변형으로 형성된 상기 수납부는 수납부의 형상을 이루는 하나 이상의 모서리 및/또는 면이 변형되어 계단형 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전지케이스에 관한 것이다.
이차전지는 휴대폰, 노트북, 캠코더 등 모바일 기기들의 전원으로 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차전지의 사용은 작동 전압이 높고 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 이점으로 인해 급속도로 증가되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 하며, 그 중 전해액의 누액 가능성이 적으며, 제조가 용이한 리튬이온 폴리머 전지의 사용량이 늘어나고 있다.
리튬이온 폴리머 전지(LiPB)는 전극(양극 및 음극)과 분리막을 열융착시킨 전극조립체에 전해액을 함침시킨 구조로서, 주로 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 밀봉한 형태로 많이 사용되고 있다. 따라서, 리튬이온 폴리머 전지를 종종 파우치형 전지로 칭하기도 한다.
도 1에는 스택형 전극조립체를 포함하고 있는 대표적인 이차전지의 일반적인 구조가 모식적으로 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 이차전지(10)는, 파우치형의 전지케이스(20) 내부에 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어진 전극조립체(30)가 내장되어 있고, 그것의 양극 및 음극 탭들(31, 32)이 두 개의 전극리드(40, 41)에 각각 용접되어 전지케이스(20)의 외부로 노출되도록 실링(밀봉)되어 있는 구조로 이루어져 있다.
전지케이스(20)는 알루미늄 라미네이트 시트와 같은 연포장재로 되어 있으며, 전극조립체(30)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(23)를 포함하는 케이스 본체(21)와 그러한 본체(21)에 일측이 연결되어 있는 덮개(22)로 이루어져 있다.
이차전지(10)에 사용되는 전극조립체(30)는, 도 1에서와 같은 스택형 구조 이외에 젤리롤형 구조 또는 스택/폴딩형 구조도 가능하다. 스택형 전극조립체(30)는 다수의 양극 탭들(31)과 다수의 음극 탭들(32)이 전극리드(40, 41)에 각각 용접되어 있다.
이러한 이차전지용 전지케이스(20)는, 수납부(23)에 대응하는 직육면체 형상의 펀치를 사용하여 시트형의 모재, 예를 들어, 알루미늄 라미네이트 시트의 모재를 가압하여 변형시킨 후, 수납부(23)의 길이방향으로 덮개의 크기 및 폭 방향으로 가스 포켓에 대응하는 크기로 절단함으로써 제조된다.
그러나, 최근에는 슬림한 타입 또는 다양한 디자인 트랜드로 인하여 새로운 형태의 전지셀이 요구되고 있는 반면, 종래와 같은 전지셀들은 동일한 크기 또는 용량의 전극조립체 및 이에 대응하는 전지케이스를 포함하는 것으로 구성되어 있다. 따라서, 전지셀이 적용되는 디바이스의 디자인을 고려하여 신규한 구조로 만들기 위해서는, 전지셀의 용량을 줄이거나 더 큰 크기로 디바이스의 디자인을 변경해야 하는 문제점이 있다.
또한, 이러한 디자인 변경 과정에서 전기적 연결 방식이 복잡해짐으로 인해 소망하는 조건을 만족하는 전지셀의 제작이 어려워지는 문제점도 있다.
한편, 이차전지는 수납부에 전극조립체를 안착한 후 덮개를 덮어 밀봉하고 본체와의 접촉 부위를 열융착시킨 뒤 활성화 및 숙성 단계를 거치게 되는데, 이때 발생하는 가스를 제거하기 위해 가스 포켓을 가진 전지케이스를 일차 밀봉하여 활성화 단계를 거치며, 가스 포켓을 통해 가스를 제거하고 수납부에 대응하는 크기로 재차 밀봉한 후 가스 포켓을 절취함으로써 제조된다.
그러나, 파우치형 전지의 특성상 상기 수납부를 형성하기 위해 모재에 대한 펀치의 가압 과정에서 응력이 내재된 상태에서 모재가 수납부의 두께 방향으로 연신되므로 수납부의 포밍(forming) 폭에 대한 정확한 성형이 어렵다는 문제점이 있다. 상기 수납부의 두께 방향은 수직 방향 또는 전극조립체의 전극이 수납부에 적층되어 있는 방향을 의미하고, 포밍 폭은 수납부의 두께 방향에 수직하는 방향으로 형성되는 폭을 의미한다.
즉, 상기의 직육면체 형상으로 모재를 가압할 경우, 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 수납부의 코너에는 주름(A) 및 백화 현상(B)이 발생하고, 이에 따라 수분 침투가 발생할 수 있다.
따라서, 이러한 문제점들을 근본적으로 해소하면서 다양한 형상의 전극조립체를 내장할 수 있는 수납부의 공간을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 고출력 또는 대용량의 특성을 발휘할 수 있도록 다양한 형상의 전극조립체에 대응하는 수납부를 포함하는 전지케이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 시트형 모재에서 수납부가 형성될 부위에 신규한 형상의 펀치를 사용한 가압에 의해 수납부를 형성함으로써, 수납부의 정밀도를 높이고, 안전성을 확보한 전지케이스를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지케이스는, 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부를 포함하고 있고, 시트형 모재의 변형으로 형성된 상기 수납부는 수납부의 형상을 이루는 하나 이상의 모서리 및/또는 면이 변형되어 계단형 구조를 이루고 있다.
종래의 전지케이스에서 전극조립체의 수납부는, 평면 형상에서 수납부의 중심축을 기준으로 수납부의 내주면이 대칭 구조를 이루고 있거나, 또는 평평한 측면 및 하단면에 기반하여 수직 단면 형상이 직선으로 이루어져 있다. 예를 들어, 원통형 및 코인형 전지케이스의 경우, 평면 형상이 대칭적인 원형이고, 수직 단면 형상이 측면과 하단면에서 직선으로 이루어져 있다. 또한, 얇은 육면체의 각형 및 파우치형 전지케이스의 경우, 평면 형상이 대칭적인 정사각형 또는 직사각형이고, 수직 단면 형상이 측면과 하단면에서 직선으로 이루어져 있다.
이에 반해, 본 발명의 전지케이스는, 종래의 전지케이스와는 달리, 수납부의 형상을 이루는 하나 이상의 모서리 및/또는 면이 변형되어 계단형 구조를 이루고 있다.
따라서, 본 발명에서 "모서리 및/또는 면이 변형되어 있다"는 것은 평면 형상에서 수납부의 중심축을 기준으로 수납부의 내주면이 대칭 구조를 이루고 있지 않거나, 및/또는 측면 및 하단면 중의 적어도 하나의 수직 단면 형상이 직선으로 이루어져 있지 않음을 의미한다.
이러한 변형의 유형은 이후 설명하는 바와 같이 매우 다양할 수 있는 바, 상기 조건을 만족하는 변형들은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상기 모재는, 예를 들어, 파우치형 전지에 적합한 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있으며, 구체적으로는 제 1 고분자 수지의 상층, 차단성 금속의 중간층, 및 제 2 고분자 수지의 하층으로 이루어질 수 있다. 여기서, 제 1 고분자 수지층은 구체적으로는 열융착성 고분자 수지일 수 있으며, 예를 들어, 무연신 폴리프로필렌 수지일 수 있다. 상기 차단성 금속은 예를 들어 알루미늄일 수 있으며, 상기 제 2 고분자 수지는 우수한 내후성을 가진 수지로서, 나일론 수지, 폴레에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지 등을 수 있다. 그러나, 소재의 종류가 상기 예들로 한정되지 않음은 물론이다.
또한, 최근 고용량화로 인한 케이스의 대면적화 및 얇은 소재로의 가공에 따라, 본 발명이 적용되는 모재의 두께는 구체적으로 0.3 mm 내지 6 mm의 범위 내에 있을 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 수납부의 측벽은 적어도 둘 이상의 단차들(steps)을 포함하는 계단 구조로 이루어져 있으며, 상기 단차들의 높이는 수납부의 깊이 방향으로 깊어질수록 작아지는 구조일 수 있다. 이러한 구조는, 상기 단차들의 높이가 수납부의 깊이 방향으로 갈수록 작아지므로, 수납부를 형성하는 과정에서 연신되어 일어나는 수납부의 두께 변화를 최소화 할 수 있다.
구체적으로, 상기 계단 구조가 n개의 단차들을 포함하고 있는 경우, 제 n 단차는 수납부의 깊이 방향에서 최하단에 위치하고 제 n 단차의 상부에 제 n-1 단차가 위치하며, 제 n 단차의 높이는 제 n-1 단차의 높이보다 작은 구조일 수 있다.
예를 들어, 상기 계단 구조가 3개의 단차들을 포함하고 있는 경우, 제 1 단차는 수납부의 깊이 방향에서 최하단에 형성되어 있고, 제 2 단차는 제 1 단차의 상부에 위치하며, 제 2 단차의 높이는 제 1 단차의 높이보다 작을 수 있다. 또한, 제 3 단차는 제 2 단차의 상부에 위치하며, 제 3 단차의 높이는 제 2 단차의 높이보다 작을 수 있다. 따라서, 제 1 단차, 제 2 단차 및 제 3 단차는 순차적으로 단차의 높이가 작아지는 구조일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 제 n 단차의 높이는 제 n-1 단차의 높이의 50 내지 90%일 수 있다. 즉, 제 2 단차의 높이는 제 1 단차의 높이의 50 내지 90%일 수 있고, 제 3 단차의 높이는 제 2 단차의 높이의 50 내지 90%일 수 있다.
본 발명에서""각 단차들 간의 높이에 차이가 있다"는 것은, 각 단차를 형성하는 과정에서, 수납부를 형성하는 시트형 모재의 연신률이 각기 다른 것을 의미할 수 있다.
이로 인해, 제 n 단차 부위에서 수납부 측벽의 두께는 제 n-1 단차 부위에서 수납부 측벽의 두께의 90 내지 99%일 수 있다. 즉, 제 2 단차 부위에서 수납부 측벽의 두께는 제 1 단차 부위에서 수납부 측벽의 두께의 90 내지 99%일 수 있고, 제 3 단차 부위에서 수납부 측벽의 두께는 제 2 단차 부위에서 수납부 측벽의 두께의 90 내지 99%일 수 있다. 이는, 수납부가 다수의 단차를 포함하며 깊이 형성되더라도, 수납부 측벽의 두께가 비교적 일정하게 형성되므로, 전지케이스의 전체적인 내구성을 담보할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지케이스에 전극조립체를 내장하는 전지셀을 제조하는 방법을 제공한다.
상기 방법은,
(a) 시트형 모재를 홈이 형성되어 있는 다이 상에 위치시키는 단계;
(b) 상기 시트형 모재로부터 형성되는 수납부의 모서리에 주름 및 백화 현상이 없도록, 외면이 비대칭 구조로 이루어져 있는 펀치를 이용하여, 상기 시트형 모재를 상기 모재의 홈으로 가압하는 단계;
(c) 전극조립체를 상기 수납부에 장착하는 단계; 및
(d) 상기 수납부에 덮개를 덮어 밀봉하는 단계;
를 포함하고,
상기 다이의 홈은, 시트형 모재가 펀치 및 다이의 홈과 접촉할 때 시트형 모재가 펀치의 외면 형상과 일치할 수 있도록, 펀치의 형상에 대응하는 형상으로 이루어져 있을 수 있다.
상기 펀치의 형상은 입체 형상으로서 매우 다양할 수 있는 바, 하나의 구체적인 예에서, 가압 방향에서 하단 수평면이 계단형 구조를 이루고 있는 형상일 수 있다.
이 때, 상기 계단형 구조는 펀치의 하단 수평면 상의 중앙, 또는 일측변, 또는 일측 모서리를 기준으로 형성되어 있을 수 있다. 그러나, 기타 구조도 가능할 수 있음은 물론이며, 예를 들어, 펀치의 하단 수평면 상의 중앙으로부터 약간 편향된 상태로 형성될 수도 있다.
상기 전지케이스는 상기 계단형 구조의 펀치에 의해 가압되어, 그것의 수납부가 상기 펀치에 대응하는 형상의 계단형 구조로 성형될 수 있다.
경우에 따라서는, 단계(b)와 단계(c) 사이에, 상기 시트형 모재를 다이의 홈에 밀착시킬 수 있도록, 다이와 시트형 모재 사이의 공간을 진공 상태로 만드는 단계가 추가될 수 있다.
이를 위해, 다이와 시트형 모재 사이의 공간으로부터 공기를 제거할 수 있도록, 다이의 홈의 일측에는 개구가 형성되어 있을 수 있다. 이러한 구조를 바탕으로, 단계(b)에서 시트형 모재는 펀치에 의해 가압되고, 추가로 다이와 시트형 모재 사이는 진공상태로 만들어짐으로써, 시트형 모재는 다이의 홈으로 당겨지게 된다. 따라서, 시트형 모재는 다이의 홈의 형상에 보다 정밀하게 일치할 수 있다. 이러한 방법에서, 펀치와 다이 각각으로부터 시트형 모재에 힘이 작용될 수 있으므로, 수납부가 보다 정밀하게 펀치와 다이의 외곽선 형상에 일치하게끔 하는 것은 물론, 가압 공정 동안 시트형 모재에 보다 균일한 힘이 분배 되기 때문에 결과적으로 주름과 백화 현상이 없는 수납부와 전지케이스를 만들 수 있다.
진공 상태는 각각의 다른 펀치들을 사용하여 가압하는 공정 어느 단계에서도 적용될 수 있다. 특히, 전체 공정에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 특정한 펀치를 사용하는 하나의 공정에만 적용될 수도 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 다이에는 상단, 중단, 및 하단으로 이루어져 있는 계단형 구조의 만입부가 형성되어 있고, 상기 펀치는 상기 다이의 상단의 형상에 대응하는 제 1 펀치, 상기 다이의 중단의 형상에 대응하는 제 2 펀치, 및 상기 다이의 하단의 형상에 대응하는 제 3 펀치로 이루어져 있을 수 있다.
구체적으로, 상기 제 2 펀치는 상기 다이의 상단 및 중단의 형상에 대응하는 형상으로 이루어져 있고, 상기 제 3 펀치는 다이의 상단, 중단, 및 하단의 형상에 대응하는 형상으로 이루어져 있을 수 있다.
상기 다이에 시트형 모재를 위치시키고, (i) 상기 다이의 상단의 형상이 전사될 수 있도록 제 1 펀치로 시트형 모재를 가압하는 단계; (ii) 상기 다이의 상단 및 중단의 형상이 전사될 수 있도록 제 2 펀치로 시트형 모재를 가압하는 단계; 및 (iii) 상기 다이의 상단, 중단, 및 하단의 형상이 전사될 수 있도록 제 3 펀치로 시트형 모재를 가압하는 단계를 거쳐 계단형 구조의 전지케이스를 제조할 수 있다.
이러한 전지케이스 성형 방법은, 둘 이상의 단차를 포함하고 있는 계단형 구조로 전지케이스가 성형될 때, 각 단차의 모서리마다 응력이 집중되는 형상을 최대한 방지할 수 있는 효과가 있다. 즉, 계단형 구조의 전지케이스를 형성하기 위해서, 상기 수납부에 각각의 측벽을 형성할 때, 하나의 측벽을 형성한 후, 다시 하나의 측벽을 형성하므로 모재가 연신되면서 가해지는 응력을 최소화할 수 있다. 또한, 이러한 효과를 더욱 향상시킬 수 있도록, 상기 펀치의 계단형 구조를 이루는 모서리들을 둥근 형태로 형성함으로써, 응력 집중을 더욱 억제할 수도 있다
또한, 앞선 예와 마찬가지로, 단계(iii)를 거친 후, 상기 시트형 모재를 다이의 홈에 밀착시킬 수 있도록, 다이와 시트형 모재 사이의 공간을 진공 상태로 만드는 단계가 추가될 수 있다.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 펀치는 각기 다른 폭과 높이를 갖는 둘 이상의 펀치들로 이루어져 있고, 상기 다이는 펀치들 각각에 대응하는 형상의 단차로 이루어져 있는 계단형 내면 구조를 가지며, 상기 수납부는 펀치와 다이에 의해 계단형 구조로 변형되면서 형성될 수 있다.
상기 수납부의 계단형 구조는, 둘 이상의 펀치들 중에서 폭이 가장 넓은 펀치에 의해 가압을 수행한 후, 상대적으로 폭이 작아지는 펀치들의 순으로 가압을 각각 수행하여 형성될 수 있고, 상대적으로 폭이 작아지는 펀치들의 순으로 가압할수록, 가압 깊이가 작아질 수 있다.
구체적으로, 상기 펀치가 n개로 이루어져 있을 때, 제 n 펀치에 의한 가압 깊이는 제 n-1 펀치에 의한 가압 깊이의 60 내지 90%일 수 있다.
이러한 제조 방법은, 상기 단차들의 높이가 수납부의 깊이 방향으로 갈수록 작아지므로, 수납부를 형성하는 과정에서 연신되어 일어나는 수납부의 두께 변화를 최소화할 수 있다. 따라서, 수납부의 측벽의 두께가 비교적 일정하게 형성되어 내구성이 담보되는 전지케이스를 제조할 수 있다.
본 발명은, 또한, 상기 전지케이스를 제조하는 전지케이스 제조 장치를 제공한다.
상기 전지케이스 제조 장치는,
전지케이스용 시트를 가압하는 펀치가 하면에 장착되어 있는 펀칭 다이, 및 드로잉 가공 과정에서 하기 고정 다이와의 사이에 전지케이스용 시트를 고정하는 스트리퍼를 포함하는 제 1 다이; 및
상기 펀치에 대응하는 블록이 상면에 장착되어 있는 블록 다이, 상기 스트리퍼와의 사이에 전지케이스용 시트를 고정하는 고정 다이, 및 상기 블록 다이가 가변적으로 장착되는 만입부가 형성되어 있는 장착 다이를 포함하는 제 2 다이;
로 이루어져 있다.
이러한 전지케이스 제조 장치는, 일련의 공정 과정에서 전지케이스용 시트의 전극조립체 수납부가 형성되는 부위를 상하 방향에서 밀착 작동하여 드로잉 가공이 수행되도록, 다양한 다이들의 특정한 조합에 의해 작동되므로, 전지케이스 제조 과정에서 전지케이스의 수납부 외측면의 시트가 수납부 내측으로 밀려들어감으로써 전지케이스의 외면에 발생되는 주름 등을 근본적으로 제거하여 제품의 불량을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 리튬 이차전지의 분해도이다;
도 2 및 도 3은 도 1의 수납부의 부분 확대도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지케이스를 제조하기 위한 펀치, 모재 및 다이의 모식도이다;
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지케이스의 수직 단면도이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지케이스 제조공정 모식도이다;
도 7 및 도 8은 도 6의 부분 확대도이다;
도 9는 도 5의 전지케이스 제조공정 모식도이다;
도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 펀치가 장착된 전지케이스 제조장치의 수직 단면도이다;
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 전극군의 구조를 도시한 것이다;
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 전극군의 구조를 도시한 것이다;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 스택형 전극조립체를 도시한 모식도이다;
도 14는 도 12의 제 1 전극군의 고정구조의 모식도이다;
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 전극군의 제조공정도를 도시한 것이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지케이스를 제조하기 위한 펀치, 모재 및 다이의 모식도가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 시트형 모재(200)는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로서, 제 1 고분자 수지의 상층, 차단성 금속의 중간층, 및 제 2 고분자 수지의 하층으로 이루어져 있다. 제 1 고분자 수지의 상층은 전지의 제조 과정에서 상호간에 열융착되어 밀봉성을 제공한다.
구체적으로, 모재(200)에 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부(도시하지 않음)에 대응하는 형상의 펀치(100)를 사용하여 전지케이스를 제조하는 방법에서, 우선, 다이(300) 상에 시트형 모재(200)를 탑재한다. 다이(300)에는 펀치(100)의 형상에 대응하는 내면 형상이 각인되어 있는 홈(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 따라서, 펀치(100)를 사용하여 모재(200)를 가압함으로써 수납부(도시하지 않음)가 형성된다.
상기 수납부를 형성하기 위한 방법은, 하나의 펀치를 사용하고, 수납부를 형성하기 위해 펀치를 시트형 모재에 단 한번 가압하는 단계로 이루어진다. 신규한 구조의 펀치로 인해, 상기 수납부는 주름과 백화현상이 없이 형성될 수 있다.
펀치(100)는 가압 방향(화살표 방향)을 기준으로 하단 수평면에 일측 모서리를 기준으로 계단형 구조(110)가 형성되어 있다. 다른 실시예로서, 계단형 구조(110)는 펀치의 중앙, 측변, 또는 일측 모서리에 형성될 수도 있다.
또한, 전지케이스를 제조하는 방법에 있어서, 다이(300)에 진공을 적용하는 단계가 추가로 포함될 수 있다. 보다 구체적으로, 시트형 모재(200)와 다이(300) 사이의 공간을 진공 상태로 만들 수 있다. 따라서, 다이(300)와 시트형 모재(200) 사이의 공간으로부터 공기를 제거할 수 있도록, 다이(300)의 홈의 일측에는 개구(도시하지 않음)가 형성되어 있을 수 있다. 상기한 방법으로 시트형 모재(200)는 펀치(100)에 의해 가압되고, 다이(300)와 시트형 모재(200) 사이는 진공상태로 만들어짐으로써, 시트형 모재(200)는 다이(300)의 홈으로 당겨지게 된다. 따라서, 시트형 모재는 다이(300)의 홈의 형상에 보다 정밀하게 일치할 수 있다. 이 같은 방법에서, 펀치와 다이 각각으로부터 시트형 모재에 힘이 작용될 수 있으므로, 수납부가 보다 정밀하게 펀치와 다이의 외곽선 형상에 일치하게끔 하는 것을 물론, 가압 공정 동안 시트형 모재 상에 보다 균일한 힘이 분배 되기 때문에 결과적으로 주름과 백화 현상이 없는 수납부와 전지케이스를 만들 수 있다.
도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지케이스의 수직 단면도가 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 전지케이스(400)는 화살표 방향으로 만입되어 있는 구조의 수납부(410)를 포함하고, 수납부(410)는 제 1 단차(411), 제 2 단차(412) 및 제 3 단차(413)를 포함하는 계단 구조로 이루어져 있다. 각 단차들(411, 412, 413)의 높이(H1, H2, H3)는 화살표 방향으로 갈수록 작아진다. 제 2 단차(412)의 높이(H2)는 제 1 단차(411)의 높이(H1)의 50 내지 90%로 형성되어 있고, 제 3 단차(413)의 높이(H3)는 제 2 단차(412)의 높이(H2)의 50 내지 90%로 형성되어 있다.
또한, 제 2 단차(412)의 두께(T1)는 제 1 단차(411)의 두께(T1)의 90 내지 99%로 형성되어 있고, 제 3 단차(413)의 두께(T3)는 제 2 단차(412)의 두께(T2)의 90 내지 99%로 형성되어 있다. 이로 인해, 수납부(410)의 측벽의 두께가 비교적 일정하게 형성되므로, 전지케이스(400)의 전체적인 내구성을 담보할 수 있다.
도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전지케이스 제조공정 모식도가 도시되어 있고, 도 7 및 도 8에는 도 6의 부분 확대도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 3개의 단차가 형성된 전지케이스(542)를 제조하기 위해, 세 단계의 드로잉 공정들(510, 520, 530)이 수행된다. 구체적으로, 세 단계의 드로잉 공정들(510, 520, 530)의 각각의 공정에는 3개의 단차를 이루고 있는 각각의 단차에 대응되는 3개의 펀치들(511, 521, 531)이 고정 다이(501)에 사용된다. 보다 구체적으로, 고정 다이(501)는 상단, 중단, 및 하단을 갖는 계단구조의 형상으로 이루어져 있는 만입부를 갖는다. 3개의 펀치들(511, 521, 531) 중에서 폭이 가장 넓고 높이가 가장 낮은 제 1 펀치(511)가 가장 먼저 드로잉 공정(510)을 수행한다. 제 1 펀치(511)의 외면은 고정 다이(501)의 상단의 형상과 일치하는 형상으로 이루어져 있다. 그런 다음, 상대적으로 폭이 넓고 높이가 낮은 펀치들 순서(521->531)로 수행된다. 첫 번째 드로잉 공정(510) 후에 수행되는 각각의 펀치들(521, 531)은 형성하려 하는 단차뿐만 아니라, 이미 형성된 단차들과도 일치하는 형상으로 이루어져 있을 수 있다. 즉, 하나의 단차가 형성된 후 적용될 다음 펀치의 외면은 형성하려하는 단차와 일치하고, 추가로 이미 형성된 단차에도 그 형상이 일치한다. 이러한 방법에서, 단차를 형성하기 위해 이미 연신되거나 변형된 모재는 각각의 다음 공정들에 의해 그 형상이 재각인 될 수 있다. 제 2 펀치(521)의 외면은 고정다이(501)의 상단 형상뿐만 아니라 중단 형상과도 일치하는 형상으로 이루어져 있고, 제 3 펀치(531)의 외면은 고정다이(501)의 상단, 중단, 및 하단의 형상 모두에 일치하는 형상으로 이루어져 있다. 이와 같이, 각 단차별로 각기 따로 수행되는 드로잉 공정들(510, 520, 530)에 의해, 각 단차의 모서리마다 응력이 집중되는 형상을 최대한 억제할 수 있다.
도 6에 개시된 장치를 사용하는 방법은 다음과 같다.
우선, 시트(512)를 고정 다이(501) 상에 위치시킨다. 시트형 모재(512)는 고정 다이(501)와 제 1 펀치(511) 사이에서 가압되어, 계단 구조의 상단의 형상에 일치하도록 형성된다. 그로 인해, 시트형 모재(512)는 시트형 모재(522)로 형성된다. 시트형 모재(522)는 고정 다이(501)와 제 2 펀치(521) 사이에서 가압되어, 계단 구조의 상단 및 중단의 형상에 일치하도록 형성된다. 그로 인해, 시트형 모재(522)는 시트형 모재(532)로 형성된다. 시트형 모재(532)는 고정 다이(501)와 제 3 펀치(531) 사이에서 가압되어, 계단 구조의 상단, 중단, 및 하단의 형상에 일치하도록 형성된다. 그로 인해, 시트형 모재(532)는 시트형 모재(542)로 형성된다. 결과적으로, 시트형 모재(542)에 계단 구조의 수납부가 형성된다.
또한, 도 7 및 도 8에서 보는 바와 같이, 펀치(511, 521, 531) 및 고정 다이(501)의 외형을 이루고 있는 모서리들 중에서 전지케이스용 시트(도시하지 않음)와 맞닿는 모서리들(502, 503, 504,505)은 둥근 형태(R)로 형성되어 있다.
추가적으로, 도 6에 개시된 장치를 사용하는 방법은 상기 도 4에 개시된 실시예와 연결하여 상술했던 고정 장치(501)에 진공 상태를 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 진공 상태는 각각의 다른 펀치들을 사용하여 가압하는 공정 어느 단계에서도 적용될 수 있다. 특히, 전체 공정에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 특정한 펀치를 사용하는 하나의 공정에만 적용될 수도 있다.
도 9에는 도 5의 전지케이스 제조 공정 모식도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 3개의 단차(710, 720, 730)가 형성된 전지케이스(642)를 제조하기 위해, 세 단계의 드로잉 공정들(610, 620, 630)이 수행된다. 세 단계의 드로잉 공정들(610, 620, 630)의 각각의 공정에는 3개의 단차(710, 720, 730) 각각에 대응되는 3개의 펀치들(611, 621, 631)이 사용된다. 구체적으로, 제 1 드로잉 공정(610)에서 시트형 모재(612)를 다이(601) 상에 위치시키고 고정시킨 후, 제 1 펀치(611)로 시트형 모재(612)을 가압하여 제 1 단차(710)가 형성된 전지케이스(622)를 형성한다. 제 2 공정(620)에서는, 제 1 펀치(611) 보다 폭이 좁고 높이가 큰 제 2 펀치(621)로 전지케이스(622)를 가압하여 제 2 단차(720)가 추가로 형성된 전지케이스(632)를 형성한다. 이 때, 제 2 펀치(621)에 의해 가압되는 깊이(D2)는 제 1 펀치(611)에 의해 가압되는 깊이(D1)의 60 내지 90%이다. 제 3 공정(630)에서는, 제 2 펀치(621)보다 폭이 좁고 높이가 큰 제 3 펀치(631)로 전지케이스(632)를 가압하여 제 3 단차(730)가 추가로 형성된 전지케이스(642)를 형성한다. 제 2 드로잉 공정(620)과 마찬가지로, 제 3 펀치(631)에 의해 가압되는 깊이(D3)는 제 2 펀치(621)에 의해 가압되는 깊이(D2)의 60 내지 90%이다.
이와 같이, 각 단차별로 각기 따로 수행되는 드로잉 공정들(610, 620, 630)에 의해, 각 단차(710, 720, 730)의 모서리마다 응력이 집중되는 형상을 최대한 억제할 수 있다.
추가적으로, 도 7 및 도 8에서 상술했던, 펀치 및 고정 다이의 외형을 이루고 있는 모서리들 중에서 전지케이스용 시트와 맞닿는 모서리들은 둥근 형태로 형성되어 있는 구조 또한 포함할 수 있다.
도 10에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지케이스 제조장치의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.
도 10을 참조하면, 전지케이스 제조 장치(800)는, 블록(821)을 포함하는 가변 다이(830)가 장착된 제 2 다이(820), 및 전지케이스용 시트(도시하지 않음)를 가압하는 제 1 다이(810)를 포함하고 있다.
제 1 다이(810)는 펀칭 다이(813)를 포함하고 있다. 제 1 다이(810) 중에서 펀칭 다이(813)의 하측에는 전극조립체(도시하지 않음)의 수납부를 형성하기 위한 펀치(811)가 장착되고, 펀치(811)가 삽입 가능하도록 제 1 관통용 개구(812)가 형성된 스트리퍼(814)가 순차적으로 장착됨으로써, 스트리퍼(814)는 직접적으로 전지케이스용 시트(도시하지 않음)를 가압하게 된다.
제 2 다이(820)는, 가변 다이(830)가 장착되고 만입부(825)가 형성되어 있는 장착 다이(824), 및 가변 다이(830)의 블록(821)이 삽입 가능하도록 제 2 관통용 개구(822)가 형성된 고정 다이(823)를 포함하는 것으로 구성된다. 블록(821)은 펀치(811)의 형상에 대응하도록 형성되어 있다.
구체적으로, 제 2 다이(820)의 장착 다이(824)에는 대략 사각형 형상의 만입부(825)가 형성되어 있고, 만입부(825)에는 장착 다이(824)에 대한 가변 다이(830)의 가변 운동이 유도될 수 있도록 가변 다이(830)의 각각의 장착축(832)이 삽입되는 2개의 관통공(826)이 형성되어 있다. 따라서, 만입부(825) 및 관통공(826)에는 가변 다이(830)가 가변적으로 상하 왕복이 가능하도록 장착될 수 있으며, 전지케이스용 시트(도시하지 않음)는 제 2 다이(820)의 상부면에서 일 방향으로 공급된다.
한편, 가변 다이(830)가 제 2 다이(820)에서 가변적으로 상하 왕복이 용이하게 이루어지도록, 블록 다이(831)와 장착 다이(824) 사이에는 4개의 압축 스프링(833)이 개재되어 있다.
비록, 펀치와 다이의 모서리 부분이 사각형 형상으로 보여지지만, 도 10에 개시되어 있는 펀치와 다이들은 도 7 및 도 8에 기재되어 있는 바와 같이, 모서리가 라운드 형상으로 이루어져 있음은 물론이다.
이하에서는 전지케이스 제조 장치의 구동 과정을 상기 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 전지케이스 제조 장치(800)의 제 2 다이(820)의 상면으로 전지케이스용 시트(도시하지 않음)가 측면으로부터 공급된다. 이와 함께, 제 1 다이(810)가 제 2 다이(820)를 향하여 하향 이동하여 제 1 다이(810)의 스트리퍼(814)가 전지케이스용 시트를 밀착하여 고정한다. 펀칭 또는 시트의 형성 전에, 스트리퍼(814)는 제 1 다이(810)로부터 독립적으로 이동될 수 있다. 제 1 다이(810) 및 제 2 다이(820)가 서로를 향하여 이동할 때, 스티리퍼(814)는 고정 다이(823)와의 사이에 시트를 압박하여 고정할 수 있다. 그런 다음, 제 1 다이(810)의 계속적인 하향 이동에 의해 펀칭 다이(813)의 펀치(811)가 전지케이스용 시트를 가압하면서 고정 다이(824)의 제 2 관통용 개구(822) 내로 도입된다. 구체적으로, 블록(821)의 개구로 도입된다. 이 때, 펀치(811)의 물리적인 하향 도입에 의해 블록 다이(831)가 제 2 관통용 개구(822) 및 만입부(825)로부터 탄력적으로 장착 다이(824)를 향해 하향 이동하면서 전지케이스용 시트에 수납부가 드로잉 방식으로 형성된다. 그런 다음, 제 1 다이(810)가 상향 이동하면서 블록 다이(831)가 원 위치로 복원됨으로써, 수납부가 형성된 전지케이스용 시트가 제 2 다이(820)부터 추출된다.
추가적으로, 도 10에 개시된 장치를 사용하는 방법은 블록(821)에 도 4에 상술한 진공상태를 적용하는 단계가 포함될 수 있다.
한편, 전극조립체는 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어져 있고, 그것의 두 개의 전극단자에 용접되어 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다. 복수의 전극들은 판상형으로 이루어져 있을 수 있으며, 판상형 전극들은 전극조립체의 중심축을 따라 적층되어 있을 수 있다. 중심축에 대한 비대칭 구조는 전극조립체의 외주면을 이루는 적어도 일면에 형성되어 있을 수 있다. 전극조립체의 각각의 판상형 전극들의 표면적은 중심축에 수직인 수평면상의 표면적으로 정의될 수 있다. 판상형 전극들의 하나의 표면적은 다른 판상형 전극의 표면적보다 작을 수 있다. 전극 조립체는 젤리-롤형 또는 스택형일 수 있으며, 특별히 제한되지는 않는다.
상기 스택형 전극조립체는, 양극판과 음극판 중 어느 하나가 분리판들 사이에 개재되어 있고, 양극판, 음극판, 분리판들은 적층된 상태에서 접합(laminate)되어 있는 구조의 제 1 전극군을 포함할 수 있다.
또한, 상기 스택형 전극조립체는 분리판들이 최외각을 구성하도록, 양극판, 음극판, 분리판이 적층된 상태에서 접합(laminate)되어 있는 제 2 전극군을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 전극군은, 양극판, 분리판, 음극판, 분리판이 순차적으로 스택된 상태로 접합(laminate)된 구조 또는 음극판, 분리판, 양극판, 분리판이 순차적으로 스택된 상태로 접합된 구조일 수 있다.
상기 스택형 전극조립체는, 상기 제 1 전극군들만이 스택되어 있을 수 있다.
상기 스택형 전극조립체는, 양극판과 음극판이 최외각을 구성하고, 분리판이 양극판과 음극판 사이에 개재되도록, 양극판, 음극판, 분리판이 적층된 상태에서 접합되어 있는 제 3 단위셀을 포함할 수 있다.
상기 스택형 전극군은, 양극판과 음극판 중 어느 하나와 하나의 분리판이 적층된 상태에서 접합되어 있는 제 4 전극군을 포함할 수 있다.
상기 스택형 전극군은, 상기 제 1 전극군들 만이 적층된 구조일 수도 있고, 제 2 전극군 만이 적층된 구조일 수도 있으며, 제 3 전극군들 만이 적층된 구조일 수도 있고, 제 4 전극군들 만이 적층된 구조일 수도 있으며, 이들의 조합일 수도 있다.
상기 제 1 전극군의 최상단 또는 최하단에는 제 2 전극군이 스택되어 있을 수 있다.
제 2 전극군들만이 적층되어 있는 구조는 제 2 전극군들 사이에 양극판 또는 음극판 중 어느 하나가 개재되어 있을 수 있다.
상기 제 1 전극군 내지 제 4 전극군에는 양극판, 분리판, 음극판의 스택 구조를 더욱 견고히 유지하는 고정 부재가 더 부가되어 있을 수 있다.
상기 고정부재는, 제 1 전극군 내지 제 4 전극군과는 별개의 외부 부재로서, 전극군들의 외주면의 일부 또는 전부를 감싸고 있는 점착 테이프 또는 접착 테이프일 수 있다.
상기 전극군의 외주면은, 전극군의 측면, 평면, 전면, 후면 등을 모두 포함하는 개념일 수 있다.
상기 고정부재는, 제 1 전극군 내지 제 4 전극군을 구성하는 분리판의 일부일 수 있고, 이 경우, 분리판의 말단을 열융착시킴으로써 제 1 전극군 내지 제 4 전극군을 고정시킬 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 분리판의 말단은 양극판과 음극판의 크기, 즉, 가로길이 또는 세로길이에 비해 길게 연장되어 있을 수 있다. 연장된 분리판의 말단은 서로 열융착될 수 있다.
상기 고정부재는, 제 1 전극군 내지 제 4 전극군을 고정시킬 수 있는 기능을 할 수 있는 부재를 모두 포함한다.
상기한 제 1 전극군과 제 2 전극군을 포함하여 스택형 전극조립체를 구성하는 경우, 양극판, 음극판, 분리판이 단순히 스택되어 있는 구조의 스택형 전극조립체에 비해 양산성 내지 양품률을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 1 전극군 단위로 양극판, 분리판, 음극판이 서로 접합되어 있는 상태이므로, 스웰링으로 인한 부피팽창을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
상기한 제 1 전극군과 제 2 전극군을 포함하여 스택형 전극조립체를 구성하는 경우, 폴딩 공정으로 구현되는 전극조립체의 어라인 불량이나 공정설비를 제거하고, 하나의 라미네이터만을 가지고 제 1 전극군 또는 제 2 전극군의 형성을 완료하고, 단순 스택으로 스택형 전극조립체를 구현할 수 있게 되는 바, 폴딩 공정시 발생하는 전극 손상이 감소되며, 전해액 젖음성이 향상될 수 있고, 외부로 노출되는 분리판을 단면 유무기 복합 분리막(SRS 분리막)을 적용할 수 있게 되어 셀의 두께가 감소함과 동시에 공정 비용을 절감할 수 있게 된다.
제 1 전극군은 도 11에 도시된 구조와 같이 분리판(310), 양극판(320), 분리판(330), 음극판(340)이 순차적으로 적층된 상태로 접합된 구조로 이루어져 있다.
제 2 전극군은, 도 12에 도시되는 구조와 같이, 분리판(410), 음극판(420), 분리판(430)이 순차적으로 적층된 상태로 접합된 구조로 이루어져 있다.
도 13은 도 11의 제 1 전극군들이 적층된 제 1 전극군 적층체의 최상단에 도 12의 제 2 전극군이 적층된 구조의 스택형 전극조립체가 도시되어 있다.
도 14에는, 도 11의 제 1 전극군에 고정부재가 더 부가된 실시예가 도시되어 있다. 구체적으로 제 1 전극군(300)의 측면 또는 전면에는 고정부재(T1)가 더 부가되어 있다.
단순 적층구조로 인해 적층의 안정성을 확보하기 위해, 적층된 구조의 측면에 별개의 부재를 이용하여 고정을 수행할 수 있으며, 이러한 고정부재는 도 14 (a)에 도시된 것과 같이, 제 1 전극군(300)의 전면을 테이핑하는 방식으로 구현하거나, 14 (b)에 도시된 것과 같이, 제 1 전극군(300)의 측면만을 고정하는 고정부재(T2)로 구현하는 것이 가능하다.
도 15는 본 발명에 따른 제 1 전극군의 제조공정을 도시한 공정 모식도이다.
도시된 것과 같이, 분리판(310), 양극판(320), 분리판(330), 음극판(340)의 재료(시트형 구조로 로딩되는 로딩유닛을 이용)를 동시에 로딩하며, 중간층으로 이용되는 양극판(320)을 설계된 크기로 절단하여 로딩하며, 이후 상부와 하부에 배치된 분리판(310, 330)이 동시에 로딩됨과 동시에 음극판(340) 재료가 함께 라미네이터(L1, L2)로 로딩되게 된다.
이후 라미네이터에서는 열과 압력으로 2개의 전극판과 2개의 분리판이 접착된 구조체 즉 제 1 전극군으로 구현하게 되며, 이후 절단기(C3)를 통해 절단하여 제 1 전극군을 완성 후, 두께검사(a), 비전검사(b), 쇼트검사(c) 등의 검사 공정이 추가로 수행될 수 있다.
이후, 이렇게 형성된 제 1 전극군은 고정부재를 이용하여 고정하거나, 적층을 통해 다수의 제 1 전극군이 적층된 구조물로 형성한 후, 도 12의 제 2 전극군을 적층하고, 고정부재를 통해 고정하는 공정을 통해 스택형 전극조립체를 완성할 수 있도록 한다.
상기 전극 조립체가 포함하는 평면 크기가 서로 다른 전극군들의 수는, 당업자가 전극군이 장착되는 디바이스의 형상 및 필요한 용량에 따라 유연하게 그 수를 조정할 수 있다. 2개 내지 3개의 전극군들로 구성된 전극조립체는 물론, 4개 이상의 전극군들로 이루어진 전극조립체를 구성할 수도 있음은 물론이다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전지케이스 및 그 제조 방법은, 수납부의 형상을 이루는 하나 이상의 모서리 및/또는 면이 변형되어 계단형 구조를 이룸으로써, 다양한 형상의 전극조립체에 대응하는 수납부를 포함하는 전지케이스를 제공할 수 있고, 그에 따라, 디바이스 부피당 용량을 최대한 향상시킬 수 있다.
또한, 단차들의 높이가 수납부의 깊이 방향으로 갈수록 작아지므로, 수납부를 형성하는 과정에서 연신되어 일어나는 수납부의 두께 변화를 최소화하여, 전지케이스의 내구성을 담보할 수 있는 효과가 있다.

Claims (23)

  1. 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부를 포함하고 있고, 시트형 모재의 변형으로 형성된 상기 수납부는 수납부의 형상을 이루는 하나 이상의 모서리 및/또는 면이 변형되어 계단형 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 전지케이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 모재는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지케이스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 모재는 제 1 고분자 수지의 상층, 차단성 금속의 중간층, 및 제 2 고분자 수지의 하층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지케이스.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 모재의 두께는 0.3 내지 6 mm의 범위인 것을 특징으로 하는 전지케이스.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 수납부의 측벽은 적어도 둘 이상의 단차들(steps)을 포함하는 계단 구조로 이루어져 있으며, 상기 단차들의 높이는 수납부의 깊이 방향으로 깊어질수록 작아지는 것을 특징으로 하는 전지케이스.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 계단 구조가 n개의 단차들을 포함하고 있을 때, 제 n 단차는 수납부의 깊이 방향에서 최하단에 위치하고 제 n 단차의 상부에 제 n-1 단차가 위치하며, 제 n 단차의 높이는 제 n-1 단차의 높이 보다 작은 것을 특징으로 하는 전지케이스.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 n 단차의 높이는 제 n-1 단차의 높이의 50 내지 90%인 것을 특징으로 하는 전지케이스.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 제 n 단차 부위에서 수납부 측벽의 두께는 제 n-1 단차 부위에서 수납부 측벽의 두께의 90 내지 99%인 것을 특징으로 하는 전지케이스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나에 따른 전지케이스에 전극조립체를 내장하는 전지셀을 제조하는 방법으로서,
    (a) 시트형 모재를 홈이 형성되어 있는 다이 상에 위치시키는 단계;
    (b) 상기 시트형 모재로부터 형성되는 수납부의 모서리에 주름 및 백화 현상이 없도록, 외면이 비대칭 구조로 이루어져 있는 펀치를 이용하여, 상기 시트형 모재를 상기 모재의 홈으로 가압하는 단계;
    (c) 전극조립체를 상기 수납부에 장착하는 단계; 및
    (d) 상기 수납부에 덮개를 덮어 밀봉하는 단계;를 포함하고,
    상기 다이의 홈은, 시트형 모재가 펀치 및 다이의 홈과 접촉할 때 시트형 모재가 펀치의 외면 형상과 일치할 수 있도록, 펀치의 형상에 대응하는 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 펀치의 하단 수평면 상의 형상은 계단형 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 계단형 구조는 펀치의 하단 수평면 상의 중앙, 일측변, 또는 일측 모서리에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 시트형 모재를 다이의 홈에 밀착시킬 수 있도록, 다이와 시트형 모재 사이의 공간을 진공 상태로 만드는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 다이에는 상단, 중단, 및 하단으로 이루어져 있는 계단형 구조의 만입부가 형성되어 있고;
    상기 다이의 상단의 형상에 대응하는 제 1 펀치, 상기 다이의 중단의 형상에 대응하는 제 2 펀치, 및 상기 다이의 하단의 형상에 대응하는 제 3 펀치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 2 펀치는 상기 다이의 상단 및 중단의 형상에 대응하는 형상으로 이루어져 있고, 상기 제 3 펀치는 다이의 상단, 중단, 및 하단의 형상에 대응하는 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    (i) 상기 다이의 상단의 형상이 전사될 수 있도록 제 1 펀치로 시트형 모재를 가압하는 단계;
    (ii) 상기 다이의 상단 및 중단의 형상이 전사될 수 있도록 제 2 펀치로 시트형 모재를 가압하는 단계; 및
    (iii) 상기 다이의 상단, 중단, 및 하단의 형상이 전사될 수 있도록 제 3 펀치로 시트형 모재를 가압하는 단계;
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 시트형 모재를 다이의 홈에 밀착시킬 수 있도록, 다이와 시트형 모재 사이의 공간을 진공 상태로 만드는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  17. 제 9 항에 있어서, 상기 펀치의 외면과 다이의 내면을 이루고 있는 모서리들은 둥근 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  18. 제 9 항에 있어서, 상기 펀치는 각기 다른 폭과 높이를 갖는 둘 이상의 펀치들로 이루어져 있고, 상기 다이는 펀치들 각각에 대응하는 형상의 단차로 이루어져 있는 계단형 내면 구조를 가지며, 상기 수납부는 펀치와 다이에 의해 계단형 구조로 변형되면서 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 수납부의 계단형 구조는, 둘 이상의 펀치들 중에서 폭이 가장 넓은 펀치에 의해 가압을 수행한 후, 상대적으로 폭이 작아지는 펀치들의 순으로 가압을 각각 수행하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상대적으로 폭이 작아지는 펀치들의 순으로 가압할수록, 가압 깊이가 작아지는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 펀치가 n 개로 이루어져 있을 때, 제 n 펀치에 의한 가압 깊이는 제 n-1 펀치에 의한 가압 깊이의 60 내지 90%인 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 펀치의 외면과 다이의 내면을 이루고 있는 모서리들은 둥근 형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조 방법.
  23. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나에 따른 전지케이스를 제조하는 장치로서,
    전지케이스용 시트를 가압하는 펀치가 하면에 장착되어 있는 펀칭 다이, 및 드로잉 가공 과정에서 하기 고정 다이와의 사이에 전지케이스용 시트를 고정하는 스트리퍼를 포함하는 제 1 다이; 및
    상기 펀치에 대응하는 블록이 상면에 장착되어 있는 블록 다이, 상기 스트리퍼와의 사이에 전지케이스용 시트를 고정하는 고정 다이, 및 상기 블록 다이가 가변적으로 장착되는 만입부가 형성되어 있는 장착 다이를 포함하는 제 2 다이;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015531988A (ja) * 2013-09-27 2015-11-05 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池用単位体積層装置及び積層方法
EP4039438A4 (en) * 2019-11-26 2022-12-14 LG Energy Solution, Ltd. POCKET-TYPE HOUSING MOLDING APPARATUS AND POCKET-TYPE HOUSING MANUFACTURING METHOD USING THE SAME

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5461267B2 (ja) * 2010-03-26 2014-04-02 三菱重工業株式会社 電極板製造装置、及び電極板製造方法
KR20140100032A (ko) 2013-02-05 2014-08-14 주식회사 엘지화학 단차 구조를 포함하는 전지셀
KR101596269B1 (ko) * 2013-02-13 2016-02-23 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 신규한 구조의 전지셀
KR101467859B1 (ko) * 2013-02-18 2014-12-03 주식회사 엘지화학 이차전지용 전지케이스
KR101623106B1 (ko) * 2013-05-06 2016-05-20 주식회사 엘지화학 파우치 필름 포밍 장치
KR101596263B1 (ko) * 2013-05-23 2016-02-22 주식회사 엘지화학 전지 두께 측정용 지그 및 이를 사용하여 전지의 두께를 측정하는 방법
KR101815335B1 (ko) 2013-12-19 2018-01-04 주식회사 엘지화학 슬로프 형상의 측면을 가지는 파우치 성형장치 및 그 성형방법
CN105081071B (zh) * 2014-05-20 2017-09-15 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种阶梯盒形类零件工艺成形方法
EP3175971A4 (en) * 2014-07-29 2018-04-04 Sekisui Chemical Co., Ltd. Film molded article, film packaged body using same, manufacturing method for film molded article and manufacturing method for film packaged body
KR101786908B1 (ko) * 2014-09-17 2017-10-18 주식회사 엘지화학 주름 방지용 패턴이 형성되어 있는 전지 케이스
KR101725901B1 (ko) * 2014-10-07 2017-04-11 주식회사 엘지화학 계단 구조의 전극조립체에 대응하는 형상으로 형성되어 있는 전지케이스를 포함하는 전지셀
KR101742303B1 (ko) 2014-10-28 2017-05-31 주식회사 엘지화학 전지셀의 제조방법
JP6671728B2 (ja) 2016-03-17 2020-03-25 エルジー・ケム・リミテッド 製造工程性が向上した電池ケースの製造装置およびこれを用いた製造方法
US20170288203A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 Faraday&Future Inc. Bending Tool
CN106378585B (zh) * 2016-09-29 2019-03-15 Oppo广东移动通信有限公司 一种金属壳体加工工艺及终端
KR102261492B1 (ko) * 2017-01-12 2021-06-07 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 파우치 포밍 방법
KR102516223B1 (ko) * 2017-08-17 2023-03-30 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 가열장치 및 그를 포함하는 이차전지용 제조시스템
KR102217451B1 (ko) * 2017-08-29 2021-02-22 주식회사 엘지화학 이차전지 및 그 제조방법과, 이차전지 제조용 가압블록
CN110226242B (zh) * 2017-08-29 2022-05-06 株式会社Lg化学 二次电池和制造二次电池的方法及压块
CN107755578B (zh) * 2017-10-27 2019-05-07 中铝东南材料院（福建）科技有限公司 一种新能源汽车电池铝箱的冲制方法
KR102268404B1 (ko) * 2018-01-31 2021-06-24 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지 제조방법, 이차전지용 파우치 제조방법 및 이차전지용 파우치
JP7082907B2 (ja) * 2018-06-05 2022-06-09 Nok株式会社 金型装置および製造方法
ES2971746T3 (es) 2018-11-09 2024-06-06 Lg Energy Solution Ltd Dispositivo formador de bolsas
DE102018131375B4 (de) * 2018-12-07 2024-06-06 Benteler Automobiltechnik Gmbh Batterieträger mit in der Seitenwand eine Wanne eingeformter Stufe
KR102468697B1 (ko) * 2019-04-01 2022-11-21 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 외장재 및 이차전지용 외장재 제조방법과 제조장치
CN110048036B (zh) * 2019-04-19 2024-05-17 桑顿新能源科技有限公司 加强筋片及其制备方法、电芯及其制备方法和软包电池
KR20210150864A (ko) * 2020-06-04 2021-12-13 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치 포밍장치 및 포밍방법
WO2022087007A1 (en) * 2020-10-19 2022-04-28 Westrock Mwv, Llc Punch head, punch, shaping apparatus, container making machine, shaping method, and bottom blank and container formed therefrom
KR20220066469A (ko) * 2020-11-16 2022-05-24 주식회사 엘지에너지솔루션 파우치 케이스 제조장치 및 파우치 케이스 제조방법
KR20240056289A (ko) * 2022-10-21 2024-04-30 주식회사 엘지에너지솔루션 성형 장치 및 성형 방법, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스
KR20240059471A (ko) * 2022-10-27 2024-05-07 주식회사 엘지에너지솔루션 성형 장치 및 성형 방법, 그리고 그에 의해 성형된 파우치형 전지 케이스

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100778981B1 (ko) * 2005-12-29 2007-11-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
JP2011071133A (ja) * 2001-09-04 2011-04-07 Nec Corp フィルム外装電池及び組電池並びにその製造方法
KR20120006235A (ko) * 2010-07-12 2012-01-18 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 케이스 및 이를 포함하는 이차 전지
KR20120014267A (ko) * 2010-08-09 2012-02-17 주식회사 엘지화학 정밀도 향상을 위한 전지케이스 제조 방법

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6224995B1 (en) * 1997-03-06 2001-05-01 Mitsubishi Chemical Corporation Three dimensional free form battery apparatus
JP2001028275A (ja) * 1999-06-25 2001-01-30 Mitsubishi Chemicals Corp 立体自由形状バッテリー装置
JP3611765B2 (ja) * 1999-12-09 2005-01-19 シャープ株式会社 二次電池及びそれを用いた電子機器
JP2003535447A (ja) * 2000-05-26 2003-11-25 ザ ジレット カンパニー 電気化学電池用ケースの成形方法
JP4951812B2 (ja) * 2001-01-11 2012-06-13 ソニー株式会社 非水電解質電池およびその製造方法
KR100440934B1 (ko) * 2002-02-06 2004-07-21 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP3680797B2 (ja) * 2002-02-08 2005-08-10 日本電池株式会社 非水電解質電池
AU2003206979A1 (en) 2003-02-12 2004-09-06 Expert Automotive Corporation, S.L. Method for the production of a structural part comprising a rigid material and a plastic material, and structural composite part thus obtained
JP4734826B2 (ja) * 2003-10-21 2011-07-27 株式会社Ｇｓユアサ 組電池
KR101005448B1 (ko) 2006-03-13 2011-01-05 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 필름 외장 전기 디바이스
JP5474545B2 (ja) * 2006-08-21 2014-04-16 エルジー・ケム・リミテッド 安全性が改良され、製造処理特性が優れた小袋形二次バッテリー
CN101264495A (zh) * 2007-03-12 2008-09-17 伍享工业股份有限公司 高张力金属板的成型制法及该冲压设备
KR100917736B1 (ko) * 2007-09-14 2009-09-15 삼성에스디아이 주식회사 전지용 파우치 및 파우치형 전지
US8215686B2 (en) * 2007-12-31 2012-07-10 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Fascia energy absorber, bumper system and process
JP2010192154A (ja) * 2009-02-16 2010-09-02 Murata Mfg Co Ltd 蓄電デバイスとその製造方法
US9178189B2 (en) * 2010-01-19 2015-11-03 Enax, Inc. Sheet-type secondary battery and method of manufacturing same
KR101191635B1 (ko) * 2010-05-24 2012-10-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지용 파우치, 그의 제조 방법 및 상기 파우치를 포함하는 이차 전지
US8940429B2 (en) * 2010-07-16 2015-01-27 Apple Inc. Construction of non-rectangular batteries
US20120219847A1 (en) * 2011-02-24 2012-08-30 Samsung Sdi Co., Ltd. Pouch type battery and its manufacturing method
CN102310147B (zh) * 2011-09-26 2014-02-05 奇瑞汽车股份有限公司 一种加工高张力板零件的成型模具
WO2013110468A2 (de) * 2012-01-26 2013-08-01 Li-Tec Battery Gmbh Elektrochemische energiewandlereinrichtung mit einem zellgehäuse, batterie mit zumindest zwei dieser elektrochemischen energiewandlereinrichtungen sowie verfahren zum herstellen einer elektrochemischen energiewandlereinrichtung
DE102012001440A1 (de) * 2012-01-26 2013-08-01 Li-Tec Battery Gmbh Elektrochemische Energiewandlereinrichtung mit einem Zellgehäuse, Batterie mit zumindest zwei dieser elektrochemischen Energiewandlereinrichtungen und Verfahren zum Herstellen einer elektrochemischen Energiewandlereinrichtung.
KR20130113301A (ko) * 2012-04-05 2013-10-15 주식회사 엘지화학 계단 구조의 전지셀
DE102012012790A1 (de) * 2012-06-20 2013-12-24 Li-Tec Battery Gmbh Wandlerzelle mit einem Zellgehäuse, Batterie mit zumindest zwei dieser Wandlerzellen und Verfahren zum Herstellen einer Wandlerzelle
DE102012016022A1 (de) * 2012-08-13 2014-03-13 Li-Tec Battery Gmbh Wandlerzelle mit einem Zellgehäuse, Batterie mit wenigstens zwei dieser Wandlerzellen und Verfahren zum Herstellen einer Wandlerzelle
KR20140100032A (ko) * 2013-02-05 2014-08-14 주식회사 엘지화학 단차 구조를 포함하는 전지셀
KR101572836B1 (ko) * 2013-03-04 2015-12-01 주식회사 엘지화학 단차 구조를 포함하는 전지셀
KR20140123007A (ko) * 2013-04-11 2014-10-21 주식회사 엘지화학 라운드 코너를 포함하는 전지셀

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011071133A (ja) * 2001-09-04 2011-04-07 Nec Corp フィルム外装電池及び組電池並びにその製造方法
KR100778981B1 (ko) * 2005-12-29 2007-11-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR20120006235A (ko) * 2010-07-12 2012-01-18 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 케이스 및 이를 포함하는 이차 전지
KR20120014267A (ko) * 2010-08-09 2012-02-17 주식회사 엘지화학 정밀도 향상을 위한 전지케이스 제조 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2802023A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015531988A (ja) * 2013-09-27 2015-11-05 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池用単位体積層装置及び積層方法
EP4039438A4 (en) * 2019-11-26 2022-12-14 LG Energy Solution, Ltd. POCKET-TYPE HOUSING MOLDING APPARATUS AND POCKET-TYPE HOUSING MANUFACTURING METHOD USING THE SAME

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