WO2018131788A2 - 파우치형 이차전지 및 파우치 필름 포밍 장치 - Google Patents

파우치형 이차전지 및 파우치 필름 포밍 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a pouch-type secondary battery, and more particularly, to a pouch-type secondary battery and a device for forming a pouch film used for reducing the dead space (dead space) to increase the energy density.
  • Secondary batteries are classified into a pouch type, a cylindrical shape, a square shape, and the like, and the pouch type secondary batteries are secondary batteries in which an electrode assembly is embedded in a pouch case of a metal laminate sheet.
  • Pouch-type secondary batteries have advantages such as easy manufacturing, low manufacturing cost, and easy configuration of large capacity battery packs by connecting a plurality of unit cells in series and / or in parallel.
  • the single cup type pouch type secondary battery includes a pouch case made of an aluminum laminate sheet, and an positive electrode assembly including a plurality of electrochemical cells housed in the pouch case and including an anode / separator / cathode.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional pouch type secondary battery
  • FIG. 2 is a process diagram illustrating a forming process of forming a groove in a pouch film by a conventional pouch film forming apparatus.
  • the pouch case includes a lower pouch film 1 and an upper pouch film 2.
  • the upper pouch film 2 is formed with a recess in which the electrode assembly 3 may be seated.
  • the groove is formed by forming the upper pouch film 2 corresponding to the shape of the electrode assembly 3, and the depth of the groove is determined according to the thickness of the electrode assembly 3.
  • a conventional pouch film forming apparatus includes a die 4 and a punch 5.
  • the die 4 has a forming groove 4a having a shape corresponding to the shape of the desired pouch case.
  • the depth of the forming groove (4a) has a depth corresponding to the depth of the groove to be formed in the required pouch case.
  • the punch (5) serves to put the pouch film (2) on the die (4) to apply a force, that is, press forming to form a pouch case having a groove of a desired depth using the pouch film (2) Do it.
  • the groove of the pouch film 2 cannot be formed to coincide with the forming groove 4a of the die. That is, due to the size difference between the forming groove 4a and the punch 5 and the somewhat flexible physical properties of the pouch film 2, the side portion of the pouch film 2 is excited with respect to the side wall of the forming groove in the forming process. Formed at an angle. In this way, when the side portion of the pouch film is formed obliquely, the area of the bottom surface of the groove is reduced. For example, as shown in FIG. 1, when the full width of the reference plane of the groove is L1, the full width of the bottom surface is L1-2 ⁇ (L2 + L3) and the area is reduced compared to the reference plane of the groove.
  • the size of the electrode assembly that can be accommodated in the pouch case is related to the area of the bottom surface of the groove, it is disadvantageous in terms of energy density to reduce the area of the bottom surface of the groove.
  • Recently, research and development on high energy density and compact battery packs are being actively conducted. In order to implement such a battery pack, there are many points that the energy density must be improved in the secondary battery cell unit than before. Therefore, a method for increasing energy density by reducing dead space in the internal space of a conventional pouch type secondary battery is required.
  • the present invention was conceived in view of the prior art as described above, a pouch-type secondary battery that can increase the energy density by reducing the dead space (dead space) inside the pouch case to accommodate a higher capacity electrode assembly and use thereof It is an object of the present invention to provide an apparatus for forming a pouch film.
  • a pouch type secondary battery including an electrode assembly disposed so that the positive electrode plate and the negative electrode plate are opposed to each other, and a pouch case having a recess for accommodating the electrode assembly, wherein the pouch case includes a first pouch film ; And a second pouch film that is thermally fused to the first pouch film, wherein a groove is formed in at least one of the first pouch film and the second pouch film, and the groove is seated so that the electrode assembly is faced to face.
  • a pouch type secondary battery having an area of a bottom surface equal to or larger than an area of a reference surface covering the opening of the recess may be provided.
  • the groove is a first side section formed so that the full width of the groove gradually narrows according to the depth from the reference surface and a second formed so that the full width of the groove gradually widens from the end point of the first side section to the bottom surface. It may include a side section.
  • the first side section may have a rounded shape.
  • the full width of the electrode assembly may correspond to the full width of the groove at the end point of the first side section.
  • the groove may be formed in the first pouch film.
  • the first pouch film and the second pouch film may be formed as a single film, and the second pouch film may be folded with respect to the first pouch film to form a single cup type pouch case.
  • a pouch film forming apparatus for forming a pouch case having the above-described grooves, the first die is formed to form a forming groove corresponding to the grooves, the relatively movable in the horizontal direction A die consisting of a unit and a second die unit; And a pouch film forming apparatus comprising a punch that can be pulled into and out of the forming groove and is provided to be in close contact with the surface of the forming groove groove portion of the pouch film before forming using air pressure.
  • the second die unit may have a top surface on which the pouch film is mounted is relatively wider than the first die unit.
  • the punch may include a plurality of air discharge ports capable of injecting compressed air from the inside to the outside.
  • the punch may be formed of a soft material that can be contracted or expanded upon injecting air.
  • a pouch-type secondary battery capable of increasing energy density by storing a higher capacity electrode assembly by reducing dead space in a pouch case may be provided.
  • a pouch film forming apparatus capable of forming a pouch film having a groove having a bottom surface on which the electrode assembly can be seated at least equal to or wider than a reference surface covering the groove opening of the pouch film. Can be.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a conventional pouch type secondary battery.
  • FIG. 2 is a process chart showing a forming process in which a pouch film forming apparatus according to the related art forms grooves in a pouch film.
  • Figure 3 is a perspective view schematically showing a pouch case according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating the pouch case and the electrode assembly of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which an electrode assembly is sealed in a pouch case of FIG. 3.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a pouch-type secondary battery showing a state in which the sealing portion is folded and then upside down in the pouch-type secondary battery of FIG. 5.
  • FIGS. 7 to 10 are process diagrams illustrating a forming process in which a pouch film forming apparatus according to an embodiment of the present invention forms a groove in a pouch film.
  • 11 and 12 are process diagrams illustrating a forming process of forming a groove in the pouch film by the pouch film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the pouch type secondary battery according to the exemplary embodiment of the present invention may include an electrode assembly 10 and a first pouch film 30 in which a recess 31 for accommodating the electrode assembly 10 is formed. And a pouch case 20 composed of a second pouch film 40 which may be thermally fused up and down with the first pouch film 30.
  • the pouch case 20 according to the present invention has the same width as the conventional pouch case 20, but may further secure an internal space in which the electrode assembly 10 can be effectively stored. Therefore, the pouch type secondary battery of the present invention compared to the same standard can accommodate the electrode assembly 10 having a larger capacity than the conventional pouch type secondary battery has a higher energy density.
  • the pouch-type secondary batteries according to the present invention it is possible to design a compact battery pack than conventional.
  • the electrode assembly 10 constituting the pouch-type secondary battery of the present invention, the electrode assembly 10 is not shown in detail for convenience of the drawings, the positive electrode plate and the negative electrode plate is to be configured to face each other Can be.
  • the positive electrode plate and the negative electrode plate are formed of a structure in which an active material slurry is applied to a current collector, and the slurry may be formed by stirring a granular active material, an auxiliary conductor, a binder, a plasticizer, and the like in a state where a solvent is added.
  • the positive electrode plate and the negative electrode plate are configured in a plate shape and are spaced apart from each other so that the plate surfaces face each other.
  • a separator is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate so that the positive electrode plate and the negative electrode plate do not directly contact each other.
  • Such a separator is provided with a porous structure to block the positive and negative plates so that they do not short-circuit, but allow the movement of electric charges during charging or discharging.
  • An electrode lead may be attached to the electrode assembly 10 and the electrode lead may be exposed to the outside of the pouch case 20 to serve as an electrode terminal that may be electrically connected to another secondary battery or an external device.
  • Such electrode leads may be coupled to electrode tabs directly connected to the electrode assembly 10.
  • at least one positive electrode tab and the negative electrode tab may be combined with the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12, respectively.
  • the pouch case 20 may include an outer insulating layer and an inner adhesive layer of a polymer material, and a metal layer interposed between the outer insulating layer and the inner adhesive layer.
  • the material of the metal layer may be any one selected from an alloy of iron, carbon, chromium and manganese, an alloy of iron, chromium and nickel, aluminum, or an equivalent thereof, and an aluminum metal foil is widely used.
  • the pouch case 20 may protect internal components such as the electrode assembly 10 and the electrolyte, and perform complementary and heat dissipation functions for the electrochemical properties of the electrode assembly 10 and the electrolyte.
  • the pouch case 20 includes a first pouch film 30 and a second pouch film 40 whose edges may overlap each other, as shown in FIG. 3.
  • the first pouch film 30 and the second pouch film 40 are provided as a single film, and the groove in which the electrode assembly 10 can be seated on the first pouch film 30 through a forming process. 31 is provided, and the second pouch film 40 is folded with respect to the first pouch film 30 to form a single cup type pouch case 20.
  • the groove 31 is formed only in the first pouch film 30.
  • the groove 31 having the same shape may be formed in the second pouch film 40. That is, by forming the recess 31 in both the first pouch film 30 and the second pouch film 40, the electrode assembly 10 thicker than the electrode assembly 10 of the present embodiment may be accommodated.
  • the first pouch film 30 and the second pouch film 40 may be separately prepared, and these may be thermally fused up and down.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which an electrode assembly is sealed in a pouch case of FIG. 3 and then sealed
  • FIG. 6 is a pouch type secondary battery showing a state in which the sealing part is folded and then upside down in the pouch type secondary battery of FIG. 5.
  • the groove 31 may include an area of the reference surface 33 on which an area of the bottom surface 36 on which the electrode assembly 10 may face may cover an opening of the groove 31. Or larger than that.
  • the reference surface 33 may be understood as a surface corresponding to one surface of the second pouch film 40 covering the opening of the recess 31.
  • the single cup type pouch case 20 is formed by sealing the second pouch film 40 on the first pouch film 30, and then heat-sealing the terrace parts, that is, the overlapping outer edge portions ( Has S). 6, the sealing part S may be folded in the direction of the electrode assembly 10.
  • the full width of the pouch type secondary battery may be substantially the same as the full width of the reference surface 33.
  • the groove 31 has a first side section 34 and the first side section (34) formed so that the entire width of the groove 31 is gradually narrowed according to the depth from the reference plane 33.
  • the second side section 35 is formed so that the entire width of the groove 31 is gradually widened to the bottom surface 36 of the groove 31 which is the deepest at the end of the 34.
  • the first side section 34 has a rounded shape. In other words, when the pouch case 20 is viewed from the side, the first side section 34 may form a concave direction toward the electrode assembly 10 as the portion forming the upper end of the groove 31.
  • first side sections 34 in the grooves 31 of the first pouch film 30, it is possible to prevent the stress from concentrating on the corresponding portions.
  • the pouch film may not be able to tolerate the stress caused by the forming, and in particular, the upper edge portion of the groove 31 may be formed. Is also vulnerable to stress after forming. Therefore, in the case of the present invention, by having the first side section 34 formed in the form of round, stress or stress may be dispersed without concentration in the upper edge portion of the groove 31.
  • the first side section 34 may correspond to the corner portion curvature R of the die 100 of the pouch film forming apparatus to be described later.
  • the first side section 34 is relatively short compared to the second side section 35 due to the space efficiency inside the pouch case 20.
  • the first side section 34 is formed in the recess 31, but the first side section 34 may be omitted from the recess 31. That is, the recess 31 may form the second side section 35 in which the full width increases directly from the reference surface 33 without the first side section 34.
  • the second side section 35 may be a section for determining the depth of the groove 31. That is, the second side section 35 may correspond substantially to the thickness of the electrode assembly 10.
  • the second side section 35 is formed such that the entire width of the groove 31 is gradually widened along the depth of the groove 31, that is, the depression direction.
  • the end point of the second side section 35 is connected to the four corners of the bottom surface 36 of the groove 31. Therefore, the width of the bottom surface 36 of the groove 31 may be determined by the inclination or the length of the second side section 35.
  • the second side section 35 is formed such that the bottom surface 36 of the groove 31 and the reference surface 33 of the groove 31 are the same.
  • the electrode assembly 10 having a larger size than the conventional electrode assembly 10 (see FIG. 1). ) Can be seated in the groove (31).
  • a conventional pouch type secondary battery having a full width equal to L1 and a pouch type secondary battery according to the present invention are compared to a conventional pouch type secondary battery.
  • the sum of the full width T1 of 10), the full width of the dead space (2 ⁇ L3), and the full width of the stress relaxation section (2 ⁇ L2) becomes the full width L1.
  • the sum of the full width T2 of the electrode assembly 10 and the full width 2 ⁇ L2 of the first side section 34 is the full width L1.
  • the electrode assembly 10 larger than the electrode assembly 10 that can be accommodated in the pouch case 20 according to the prior art even if the full width of the pouch case is the same.
  • the pouch case 20 according to the present invention is formed with the bottom surface 36 of the groove 31 to be the same as the reference surface 33 of the groove 31 at least at the end of the first side section 34.
  • the electrode assembly 10 having the full width corresponding to the full width may be accommodated, and thus the energy density of the pouch type secondary battery may be increased.
  • FIG. 7 to 10 are process diagrams illustrating a forming process in which the pouch film forming apparatus according to the exemplary embodiment of the present invention forms the groove 31 in the pouch film.
  • Pouch film forming apparatus forming the forming groove 110 corresponding to the groove 31, the first die unit 120 and the first provided to be relatively movable in the horizontal direction
  • a die 100 composed of two die units 130 and a draw-in / out portion into the forming groove 110 and pneumatic pressure-sensitive portions 30a of the pouch film before forming can be closely adhered to the surface of the forming groove 110 using air pressure. It includes a punch 200 is provided to be.
  • the die 100 serves as a metal structure with a forming groove 110 having the same shape as the groove 31 of the pouch film.
  • the first die unit 120 and the second die unit 130 constituting the die 100 according to the present invention are provided to be relatively movable in the horizontal direction.
  • One of the first die unit 120 and the second die unit 130 may be configured to move horizontally with respect to the other or horizontally move with each other.
  • an LM guide (not shown) may be used to relatively move the first die unit 120 and / or the second die unit 130.
  • any drive device may be used as long as it is a moving means capable of relatively moving the first die unit 120 and the second die unit 130.
  • the pouch film is easily formed as it is formed in the forming groove 110 of the die 100 after forming by relatively moving the first die unit 120 and the second die unit 130 in the horizontal direction. I can pull it out.
  • the second die unit 130 may have a top surface on which the pouch film is seated relatively wider than the first die unit 120.
  • the single cup type pouch case 20 has a form in which one side edge of the first pouch film 30 and the second pouch film 40 are integrally connected to each other.
  • the second die unit 130 is made wider than the upper surface of the first die unit 120 so as to be suitable for manufacturing the single cup type pouch case 20 to form the recess 31 in the first pouch film 30.
  • the second pouch film 40 may be supported.
  • the punch 200 is movable in the vertical direction with respect to the forming groove 110 of the die 100 so that the groove target portion 30a of the pouch film placed on the die 100 has the forming groove 110. Press to enter).
  • the lower end of the punch 200 is provided with a plurality of air discharge ports 210 for injecting compressed air from the inside to the outside to closely adhere the pouch film to the surface of the forming groove 110 by air pressure. You can.
  • corner portion of the forming groove 110 of the die 100 and the corner portion of the punch 200 may be rounded to have a predetermined curvature to reduce the stress applied to the pouch film during the forming process, thereby preventing damage to the pouch film. Can be.
  • the pouch film is placed on the die 100, and the groove subject portion 30a of the pouch film is pressed using the punch 200. At this time, the groove target portion 30a of the pouch film is in contact with the bottom surface 36 of the forming groove 110.
  • an air compressor (not shown) is operated to discharge compressed air out of the punch 200 through the air outlet 210. Accordingly, the pouch film may be in close contact with the side portion of the forming groove 110, and stops the air compressor operation when the pouch film forming is completed.
  • the punch 200 is removed from the die 100, and then the first die unit 120 and the second die unit ( 130) to move relative. Thereafter, the pouch film is completely removed from the die 100 to finish the forming process.
  • the pouch film can be mechanically formed so that the bottom surface 36 of the groove 31 has the groove 31 that is equal to or wider than the reference surface 33 of the pouch film.
  • 11 and 12 are process diagrams illustrating a forming process of forming a groove in the pouch film by the pouch film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the same member number as the above-described embodiment represents the same member, and duplicate description of the same member will be omitted.
  • the punch 200 ′ of the present embodiment is formed of a soft material that can contract or expand as air is injected.
  • the punch 200 ′ of the present embodiment is provided as a rubber air bag capable of injecting air and expands in appearance when air is injected.
  • the pouch film is pushed into the forming groove 110 by pressing the groove subject portion 30a using the punch 200 ′ in which a predetermined amount of air is injected.
  • the punch 200 ′ expands in the shape of the forming groove 110 while the groove of the pouch film is expanded.
  • the object portion 30a is brought into close contact with the surface of the forming groove 110.
  • the pouch film is removed from the forming groove 110 by relatively moving the first die unit 120 and the second die unit 130.
  • the pouch film forming apparatus is softer than the punch 200 of the above-described embodiment made of a hard material because the punch 200 ′ is a soft material. Therefore, the risk of damage to the pouch film may be less during the forming process.
  • the soft punch 200 ′ expands in the forming groove 110 and presses the entire groove target portion 30a of the pouch film, adhesion to the forming groove 110 of the pouch film is higher, thereby forming a higher degree of completeness. Can be improved.

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 파우치형 이차전지는, 양극판 및 음극판이 서로 대향하도록 배치된 전극 조립체와, 제1 파우치 필름, 및 상기 제1 파우치 필름과 열 융착되는 제2 파우치 필름으로 구성된 파우치 케이스를 포함하며, 상기 제1 파우치 필름 및 상기 제2 파우치 필름 중 적어도 어느 하나에 요홈이 형성되고, 상기 요홈은 상기 전극 조립체가 대면하게 안착 가능한 바닥면의 면적이 상기 요홈의 개방부를 커버하는 기준면의 면적과 같거나 더 크게 형성될 수 있다.

Description

파우치형 이차전지 및 파우치 필름 포밍 장치
본 발명은 파우치형 이차전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 데드 스페이스(dead space)를 줄여 에너지밀도를 증가시킨 파우치형 이차전지와 이에 사용되는 파우치 필름을 포밍하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 01월 11일자로 출원된 한국 특허출원 번호 제10-2017-0004339호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
최근 들어, 전기 에너지를 이용하여 구동할 수 있는 전기 제품에 대한 관심이 높아지고 있아. 이에 따라 전기 제품들에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며 수요의 형태 역시 다양해 지고 있다. 따라서 다양한 요구에 부응할 수 있게 이차 전지에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
이차 전지는 외장재의 종류에 파우치형, 원통형, 각형 등으로 분류되는데, 이 중 파우치형 이차 전지는 전극 조립체가 금속 라미네이트 시트의 파우치 케이스에 내장되어 있는 이차 전지이다. 파우치형 이차 전지는 제조가 용이하고 제조 원가가 낮으며 복수의 단위 셀을 직렬 및/또는 병렬로 연결하여 대용량의 전지 팩을 구성하기 쉽다는 장점이 있다.
예컨대, 싱글컵 타입의 파우치형 이차 전지는, 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어진 파우치 케이스와, 상기 파우치 케이스 내부에 수납되고 양극/분리막/음극을 포함하는 전기화학 셀이 다중으로 적층된 적극 조립체를 포함한다.
도 1은 종래 파우치형 이차전지의 개략적인 단면도이고, 도 2는 종래의 파우치 필름 포밍 장치가 파우치 필름에 요홈을 형성하는 포밍 공정을 나타낸 공정도이다.
도 1을 참조하면, 상기 파우치 케이스는 하부 파우치 필름(1)과 상부 파우치 필름(2)으로 구성된다. 그리고 상기 상부 파우치 필름(2)에는 전극 조립체(3)가 안착될 수 있는 요홈이 형성되어 있다. 상기 요홈은 상부 파우치 필름(2)을 전극 조립체(3)의 형상에 대응되게 포밍(forming)한 것으로, 요홈의 깊이는 상기 전극 조립체(3)의 두께에 따라 결정된다.
도 2를 참조하면, 종래의 파우치 필름 포밍 장치는 다이(die, 4)와 펀치(punch, 5)를 포함한다. 상기 다이(4)에는 파우치 필름(2)을 이용하여 파우치 케이스를 포밍할 때, 원하는 파우치 케이스의 형상에 대응하는 모양의 포밍 홈(4a)이 형성되어 있다. 이때, 상기 포밍 홈(4a)의 깊이는 요구되는 파우치 케이스에 형성되어야 할 요홈의 깊이에 대응되는 깊이를 가진다. 그리고 상기 펀치(5)는 파우치 필름(2)을 이용하여 원하는 깊이의 요홈을 가진 파우치 케이스를 형성하기 위해 상기 다이(4)에 파우치 필름(2)을 올려놓고 힘을 가해서 즉, 눌러서 포밍하는 역할을 한다.
그런데 다이(4)의 포밍 홈(4a) 직경이 펀치(5) 직경보다 크기 때문에 파우치 필름(2)의 요홈이 다이의 포밍 홈(4a)과 완전히 일치하게 포밍되지 못한다. 즉, 포밍 홈(4a)과 펀치(5) 간의 사이즈 차이와 다소 플렉서블한 파우치 필름(2)의 물성으로 인해, 포밍 공정에서 파우치 필름(2)의 측면부는 포밍 홈의 측면벽에 대해 들뜬 상태로 비스듬하게 포밍된다. 이와 같이 파우치 필름의 측면부가 비스듬하게 포밍될 경우, 요홈의 바닥면의 면적이 줄어들게 된다. 이를테면, 도 1에 도시한 바와 같이, 요홈의 기준면의 전폭을 L1 이라할 때, 바닥면의 전폭은 L1-2×(L2+L3)으로 요홈의 기준면에 비해 면적이 줄어든다.
그런데 파우치 케이스에 수납될 수 있는 전극 조립체의 사이즈는 요홈의 바닥면의 면적과 관계되기 때문에 요홈의 바닥면의 면적이 줄어드는 것은 에너지 밀도 측면에 불리하다. 최근 에너지 밀도가 높고 컴팩트한 전지 팩에 관한 연구 개발이 활발해지고 있는데, 이러한 전지 팩을 구현하기 위해서는 우선 이차전지 셀 단위에서 기존보다 에너지 밀도를 개선시켜야 한다는 지적이 많이 있다. 따라서 기존 파우치형 이차전지의 내부 공간에서 데드 스페이스(dead space)를 줄임으로서 에너지 밀도를 증대시킬 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 감안하여 창안된 것으로서, 파우치 케이스 내부에 데드 스페이스(dead space)를 줄여 기존보다 고용량의 전극 조립체를 수납함으로써 에너지 밀도를 증대시킬 수 있는 파우치형 이차전지와 이에 사용되는 파우치 필름을 포밍하기 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 양극판 및 음극판이 서로 대향하도록 배치된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 수납 가능한 요홈이 형성된 파우치 케이스로 구성되는 파우치형 이차전지로서, 상기 파우치 케이스는, 제1 파우치 필름; 및 상기 제1 파우치 필름과 열 융착되는 제2 파우치 필름을 포함하며, 상기 제1 파우치 필름 및 상기 제2 파우치 필름 중 적어도 어느 하나에 요홈이 형성되고, 상기 요홈은 상기 전극 조립체가 대면하게 안착 가능한 바닥면의 면적이 상기 요홈의 개방부를 커버하는 기준면의 면적과 같거나 더 크게 형성된 파우치형 이차전지가 제공될 수 있다.
상기 요홈은, 상기 기준면으로부터 깊이에 따라 상기 요홈의 전폭이 점진적으로 좁아지도록 형성된 제1 측면 구간과 상기 제1 측면 구간의 끝지점에서 상기 바닥면까지 상기 요홈의 전폭이 점진적으로 넓어지도록 형성된 제2 측면 구간을 포함할 수 있다.
상기 제1 측면 구간은 라운드진 형태를 취할 수 있다.
상기 전극 조립체의 전폭은 상기 제1 측면 구간 끝지점에서의 상기 요홈의 전폭에 대응할 수 있다.
상기 요홈은 상기 제1 파우치 필름에 형성될 수 있다.
상기 제1 파우치 필름과 상기 제2 파우치 필름은 한 장의 필름으로 형성되며, 상기 제1 파우치 필름에 대해 상기 제2 파우치 필름이 폴딩되어 싱글컵 타입의 파우치 케이스를 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 의하면, 상술한 요홈을 구비하는 파우치 케이스를 포밍하기 위한 파우치 필름 포밍 장치로서, 상기 요홈에 대응하는 형상의 포밍 홈을 형성하되 수평 방향으로 상대 이동 가능하게 마련되는 제1 다이 유닛 및 제2 다이 유닛으로 구성된 다이; 및 상기 포밍 홈에 인출입 가능하고 공기압을 이용해 포밍 전 파우치 필름의 요홈 대상부를 상기 포밍 홈의 표면에 밀착시킬 수 있게 마련된 펀치를 포함하는 파우치 필름 포밍 장치가 제공될 수 있다.
상기 제2 다이 유닛은 상기 파우치 필름이 안착되는 상부면이 상기 제1 다이 유닛보다 상대적으로 더 넓게 형성될 수 있다.
상기 펀치는, 내부에서 외부로 압축 공기를 분사시킬 수 있는 복수의 공기 토출구를 구비할 수 있다.
상기 펀치는, 공기를 주입에 따라 수축 또는 팽창이 가능한 연질 소재로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 파우치 케이스 내부에 데드 스페이스(dead space)를 줄여 기존보다 고용량의 전극 조립체를 수납함으로써 에너지 밀도를 증대시킬 수 있는 파우치형 이차전지가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 전극 조립체가 안착될 수 있는 바닥면이 적어도 파우치 필름의 요홈 개방부를 커버하는 기준면과 같거나 더 넓은 요홈을 갖는 파우치 필름을 성형할 수 있는 파우치 필름 포밍 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 종래 파우치형 이차전지의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래의 파우치 필름 포밍 장치가 파우치 필름에 요홈을 형성하는 포밍 공정을 나타낸 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 케이스의 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 파우치 케이스와 전극 조립체를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 3의 파우치 케이스에 전극 조립체를 수납 후 밀봉한 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 5의 파우치형 이차전지에서 실링부를 접은 다음 상하를 반전시킨 상태를 나타낸 파우치형 이차전지의 개략적인 단면도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 필름 포밍 장치가 파우치 필름에 요홈을 형성하는 포밍 공정을 나타낸 공정도들이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치 필름 포밍 장치가 파우치 필름에 요홈을 형성하는 포밍 공정을 나타낸 공정도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 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.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상에 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지는 전극 조립체(10), 상기 전극 조립체(10)가 수납 가능한 요홈(31)이 형성된 제1 파우치 필름(30)과, 상기 제1 파우치 필름(30)과 상하로 열 융착될 수 있는 제2 파우치 필름(40)으로 구성된 파우치 케이스(20)를 포함한다.
자세히 후술하겠지만, 본 발명에 따른 파우치 케이스(20)는 종래의 파우치 케이스(20)와 전폭이 같지만, 전극 조립체(10)가 유효하게 수납될 수 있는 내부 공간이 더 확보될 수 있다. 따라서 동일 규격 대비 본 발명의 파우치형 이차전지는 종래의 파우치형 이차전지보다 용량이 더 큰 전극 조립체(10)를 수납할 수 있어 에너지 밀도가 더 높다. 이러한 본 발명에 따른 파우치형 이차전지들을 사용할 경우, 종래보다 컴팩트한 전지팩의 설계가 가능해질 수 있다.
먼저, 본 발명의 파우치형 이차전지를 구성하는 전극 조립체(10)에 관해 간략히 설명하면, 전극 조립체(10)는 도면의 편의상 자세히 도시하지 않았으나, 양극판 및 음극판이 서로 대향하도록 배치된 형태로 구성될 수 있다. 양극판과 음극판은 집전체에 활물질 슬러리가 도포된 구조로 형성되는데, 슬러리는 통상적으로 입상의 활물질, 보조도체, 바인더 및 가소제 등이 용매가 첨가된 상태에서 교반되어 형성될 수 있다.
양극판과 음극판은 플레이트 형태로 구성되고 판면이 서로 마주보는 형태가 되도록 이격 배치된다. 양극판과 음극판 사이에는 세퍼레이터(separator)가 개재되어 양극판과 음극판이 서로 직접 접촉되지 않도록 한다. 이러한 세퍼레이트는 양극판과 음극판을 차단시켜 이들이 단락되지 않게 하지만 충전 또는 방전 시 전하의 이동이 가능하도록 다공성 구조로 마련된다.
이러한 전극 조립체(10)에 전극 리드가 부착되고 상기 전극 리드는 파우치 케이스(20) 외부로 노출되어 다른 이차전지나 외부 장치와 전기적으로 연결될 수 있는 전극 단자 역할을 할 수 있다. 이러한 전극 리드는 전극 조립체(10)에 직접 연결된 전극 탭과 결합될 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 양극 탭과 음극 탭이 각각 양극 리드(11)와 음극 리드(12)와 결합될 수 있다.
파우치 케이스(20)는 폴리머 재질의 외부 절연층과 내부 접착층, 그리고 외부 절연층과 내부 접착층 사이에 개재된 금속층을 구비할 수 있다. 여기서 금속층의 재질로는 철, 탄소, 크롬 및 망간의 합금, 철, 크롬 및 니켈의 합금, 알루미늄 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나가 이용될 수 있는데, 알루미늄 금속 호일이 널리 사용된다. 이러한 파우치 케이스(20)는 전극 조립체(10)와 전해액 등 내부 구성요소를 보호하고, 전극 조립체(10)와 전해액에 의한 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열 기능을 수행한다.
본 실시예에 따른 파우치 케이스(20)는, 도 3과 같이, 가장자리가 서로 포개질 수 있는 제1 파우치 필름(30)과 제2 파우치 필름(40)으로 구성된다. 제1 파우치 필름(30)과 상기 제2 파우치 필름(40)은 한 장의 필름으로 마련되며, 제1 파우치 필름(30)에는 포밍(forming) 공정을 통해 전극 조립체(10)가 안착될 수 있는 요홈(31)이 구비되고, 이러한 제1 파우치 필름(30)에 대해 제2 파우치 필름(40)이 폴딩되어 싱글컵 타입의 파우치 케이스(20)를 형성한다.
본 실시예의 경우 제1 파우치 필름(30)에만 요홈(31)을 형성하였으나, 이와 달리, 제2 파우치 필름(40)에도 같은 형태의 요홈(31)이 형성될 수도 있다. 즉, 제1 파우치 필름(30) 및 제2 파우치 필름(40) 모두에 요홈(31)을 형성함으로써 본 실시예의 전극 조립체(10)보다 더 두꺼운 전극 조립체(10)를 수납할 수도 있다. 또한, 제1 파우치 필름(30)과 제2 파우치 필름(40)을 별도로 준비하고 이들을 상하로 열 융착할 수도 있다.
도 5는 도 3의 파우치 케이스에 전극 조립체를 수납 후 밀봉한 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 5의 파우치형 이차전지에서 실링부를 접은 다음 상하를 반전시킨 상태를 나타낸 파우치형 이차전지의 개략적인 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 요홈(31)은 전극 조립체(10)가 대면하게 안착 가능한 바닥면(36)의 면적이 상기 요홈(31)의 개방부를 커버하는 기준면(33)의 면적과 갖거나 그보다 더 크게 형성될 수 있다. 여기서 상기 기준면(33)은 요홈(31)의 개방부를 덮는 제2 파우치 필름(40)의 일면에 상응하는 면으로 이해될 수 있다.
참고로, 싱글컵 타입의 파우치 케이스(20)는 제1 파우치 필름(30) 위에 제2 파우치 필름(40)을 포갠 다음, 테라스 부위 다시 말하면 중첩된 외곽 테두리 부분들을 열 융착시킴으로써 형성되는 실링부(S)를 갖는다. 상기 실링부(S)는, 도 6과 같이, 전극 조립체(10) 방향으로 접혀질 수 있다. 이때 파우치형 이차전지의 전폭은 상기 기준면(33)의 전폭과 거의 같아질 수 있다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 요홈(31)은 기준면(33)으로부터 깊이에 따라 요홈(31)의 전폭이 점진적으로 좁아지도록 형성된 제1 측면 구간(34)과 상기 제1 측면 구간(34)의 끝지점에서 가장 깊은 곳인 요홈(31)의 바닥면(36)까지 상기 요홈(31)의 전폭이 점진적으로 넓어지도록 형성된 제2 측면 구간(35)을 포함한다.
상기 제1 측면 구간(34)은 라운드진 형태를 취한다. 다시 말하면, 제1 측면 구간(34)은 요홈(31)의 상단부를 형성하는 부분으로서 파우치 케이스(20)를 측면에서 바라보았을 때 전극 조립체(10) 방향으로 오목하게 들어간 형태를 취할 수 있다.
제1 파우치 필름(30)의 요홈(31)에 이와 같은 제1 측면 구간(34)을 마련함으로써 해당 부위에 응력이 집중하는 것을 방지할 수 있다. 부연하면, 파우치 필름은 포밍을 하는 공정에서 금속층 및 절연층의 재질이 가지는 연성의 한계에 도달할 경우 포밍으로 인한 스트레스를 견디지 못하고 찢어질 수 있는데, 특히 요홈(31)의 상단 에지 부분은 포밍 과정은 물론 포밍 후에도 스트레스에 취약하다. 따라서 본 발명의 경우, 라운트 형태로 포밍된 제1 측면 구간(34)을 가짐으로써 요홈(31)의 상단 에지 부분에 스트레스 또는 응력이 집중되지 않고 분산될 수 있다. 이러한 제1 측면 구간(34)은 후술할 파우치 필름 포밍 장치 중에서 다이(100)의 모서리 부분 곡률(R)에 대응될 수 있다.
한편, 파우치 케이스(20) 내부 공간 효율상 제1 측면 구간(34)은 제2 측면 구간(35)에 비해 상대적으로 아주 짧은 것이 바람직하다. 본 실시예의 경우 요홈(31)에 제1 측면 구간(34)이 형성되어 있으나, 제1 측면 구간(34)은 요홈(31)에서 생략될 수도 있다. 즉, 요홈(31)은 제1 측면 구간(34) 없이 바로 기준면(33)으로부터 전폭이 증가하는 제2 측면 구간(35)을 형성할 수도 있다.
제2 측면 구간(35)은 요홈(31)의 깊이를 결정하는 구간일 수 있다. 즉, 제2 측면 구간(35)은 전극 조립체(10)의 두께에 거의 상응할 수 있다. 이러한 제2 측면 구간(35)은 요홈(31)의 깊이, 다시 말하면 함몰 방향을 따라 요홈(31)의 전폭이 점진적으로 넓어지도록 형성된다. 제2 측면 구간(35)의 끝지점은 요홈(31)의 바닥면(36)의 4 모서리에 연결된다. 따라서 요홈(31)의 바닥면(36) 넓이는 제2 측면 구간(35)의 기울기 또는 길이에 의해 결정될 수 있다. 본 실시예의 경우, 요홈(31)의 바닥면(36)과 요홈(31)의 기준면(33)이 동일하도록 제2 측면 구간(35)이 형성되어 있다.
본 발명과 같이, 요홈(31)의 바닥면(36)이 요홈(31)의 기준면(33)과 같아지면, 종래의 전극 조립체(10)(도 1 참조)보다 사이즈가 더 큰 전극 조립체(10)를 요홈(31)에 안착시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 도 1과 도 5를 참조하여 전폭이 L1으로 동일한 치수의 종래의 파우치형 이차전지와 본 발명에 따른 파우치형 이차전지를 비교하면, 종래의 파우치형 이차전지는 종래의 전극 조립체(10)의 전폭(T1)과 데드 스페이스의 전폭(2×L3) 그리고 응력 완화 구간의 전폭(2×L2)의 합이 그 전폭(L1)이 된다. 반면에 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지는, 전극 조립체(10)의 전폭(T2)과 제1 측면 구간(34)의 전폭(2×L2)의 합이 전폭(L1)이다.
다시 정리하면, 종래의 파우치형 이차전지와 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차전지 사이에는 다음과 같은 관계식이 성립한다.
L1=T1+(2×L3)+(2×L2) = (T2)+(2×L2)
따라서 본 발명의 경우, 파우치 케이스의 전폭이 동일하더라도 종래기술에 따른 파우치 케이스(20)에 수납 가능한 전극 조립체(10)보다 더 큰 전극 조립체(10)가 수납 가능함을 알 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 파우치 케이스(20)는 요홈(31)의 바닥면(36)이 기준면(33)과 동일하게 형성됨으로써 최소한 제1 측면 구간(34) 끝지점에서의 요홈(31)의 전폭에 대응하는 전폭을 가진 전극 조립체(10)를 수납할 수 있고, 이에 따라 파우치형 이차전지의 에너지 밀도가 증대될 수 있다.
이하에서는 도 7 내지 도 10을 참조하여 상술한 파우치 케이스(20)를 포밍하기 위한 파우치 필름 포밍 장치에 관해 설명한다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 필름 포밍 장치가 파우치 필름에 요홈(31)을 형성하는 포밍 공정을 나타낸 공정도들이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 필름 포밍 장치는, 상기 요홈(31)에 대응하는 형상의 포밍 홈(110)을 형성하되 수평 방향으로 상대 이동 가능하게 마련되는 제1 다이 유닛(120) 및 제2 다이 유닛(130)으로 구성된 다이(100)와, 상기 포밍 홈(110)에 인출입 가능하고 공기압을 이용해 포밍 전 파우치 필름의 요홈 대상부(30a)를 상기 포밍 홈(110)의 표면에 밀착시킬 수 있게 마련된 펀치(200)를 포함한다.
다이(100)는 파우치 필름의 요홈(31)과 같은 형상의 포밍 홈(110)을 가진 금속 재질의 구조물로써 금형 역할을 한다. 특히, 본 발명에 따른 다이(100)를 구성하는 제1 다이 유닛(120)과 제2 다이 유닛(130)은 수평 방향으로 상대 이동 가능하게 마련된다. 제1 다이 유닛(120) 및 제2 다이 유닛(130) 중 어느 하나가 나머지 하나에 대해 수평 이동하게 하거나 서로 수평 이동하게 구성할 수 있다.
상기 다이(100) 유닛의 이동 수단으로는 예컨대, LM 가이드(미도시)를 이용하여 제1 다이 유닛(120) 및/또는 제2 다이 유닛(130)을 상대 이동시킬 수 있다. 물론 제1 다이 유닛(120) 및 제2 다이 유닛(130)을 상대 이동시킬 수 있는 이동 수단이라면 어떠한 구동 장치를 사용하더라도 무방하다.
본 발명의 경우, 이와 같이 제1 다이 유닛(120)과 제2 다이 유닛(130)을 수평 방향으로 상대 이동시킴으로써 포밍 후 파우치 필름을 다이(100)의 포밍 홈(110)에서 포밍된 형상 그대로 쉽게 빼낼 수 있다.
또한, 제2 다이 유닛(130)은 파우치 필름이 안착되는 상부면이 제1 다이 유닛(120)보다 상대적으로 더 넓게 형성될 수 있다. 싱글컵 타입의 파우치 케이스(20)는 제1 파우치 필름(30)과 제2 파우치 필름(40)이 일체로 이들의 일측 모서리가 서로 연결되는 형태를 갖는다. 이러한 싱글컵 타입의 파우치 케이스(20) 제작에 적합하도록 제2 다이 유닛(130)은 제1 다이 유닛(120)의 상부면보다 더 넓게 제작되어 제1 파우치 필름(30)에 요홈(31)을 성형할 때 제2 파우치 필름(40) 부분을 지지할 수 있다.
본 실시예에 따른 펀치(200)는 상기 다이(100)의 포밍 홈(110)에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 마련되어 다이(100)에 놓인 파우치 필름의 요홈 대상부(30a)가 포밍 홈(110)에 들어갈 수 있게 눌러주는 역할을 한다. 특히, 본 실시예의 경우, 펀치(200)의 하단부에 내부에서 외부로 압축 공기를 분사시킬 수 있는 복수의 공기 토출구(210)가 구비되어 있어 포밍 홈(110)의 표면에 파우치 필름을 공기압으로 밀착시킬 수 있다.
한편, 다이(100)의 포밍 홈(110)의 모서리 부분과 펀치(200)의 모서리 부분이 소정의 곡률을 갖도록 라운드 처리함으로써 포밍 과정에서 파우치 필름에 가해지는 스트레스를 줄여 파우치 필름의 손상을 방지할 수 있다.
이하에서 파우치 케이스(20)의 포밍 공정을 간략히 설명하기로 한다.
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 다이(100)에 파우치 필름을 올려놓고 펀치(200)를 이용해 파우치 필름의 요홈 대상부(30a)를 누른다. 이때 파우치 필름의 요홈 대상부(30a)가 포밍 홈(110) 바닥면(36)에 닿도록 한다.
그 다음, 도 9와 같이, 에어 컴프레셔(미도시)를 작동시켜 압축 공기를 공기 토출구(210)를 통해 펀치(200) 밖으로 토출시킨다. 이에 따라 파우치 필름은 포밍 홈(110)의 측면부에 밀착될 수 있고, 파우치 필름 포밍이 완성되면 에어 컴프레셔 작동을 멈춘다.
그 다음, 도 10과 같이, 먼저 펀치(200)를 다이(100)에서 빼낸 후, 포밍된 파우치 필름을 안전하게 다이(100)에서 빼낼 수 있을 정도로 제1 다이 유닛(120)과 제2 다이 유닛(130)을 상대 이동시킨다. 그 후 다이(100)에서 파우치 필름을 완전히 빼내어 포밍 공정을 마친다.
이와 같은 구성의 파우치 필름 포밍 장치에 의하면, 요홈(31)의 바닥면(36)이 파우치 필름의 기준면(33)과 같거나 더 넓은 요홈(31)을 갖도록 파우치 필름을 기계적으로 포밍할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치 필름 포밍 장치를 설명하기로 한다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치 필름 포밍 장치가 파우치 필름에 요홈을 형성하는 포밍 공정을 나타낸 공정도들이다. 전술한 실시예와 동일한 부재번호는 동일한 부재를 내타내며, 동일한 부재에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예의 펀치(200')는 공기를 주입함에 따라 수축 또는 팽창이 가능한 연질 소재로 형성된다. 이를테면, 본 실시예의 펀치(200')는 공기를 주입할 수 있는 고무 재질의 공기 주머니로서 공기가 주입되면 외형이 팽창될 수 있게 마련된다.
따라서, 도 11과 같이, 일정량의 공기가 주입된 펀치(200')를 사용해 파우치 필름을 요홈 대상부(30a)를 눌러서 포밍 홈(110) 속에 밀어 넣는다. 그 다음, 도 12와 같이, 펀치(200')가 포밍 홈(110) 속에 인입된 상태에서 다시 공기를 주입하게 되면 펀치(200')가 포밍 홈(110)의 형상대로 팽창하면서 파우치 필름의 요홈 대상부(30a)를 포밍 홈(110)의 표면에 밀착시킨다.
그 다음, 공기를 빼내어 펀치(200')를 수축시킨 후, 제1 다이 유닛(120)과 제2 다이 유닛(130)을 상대 이동시켜 파우치 필름을 포밍 홈(110)으로부터 빼낸다.
이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우치 필름 포밍 장치는, 펀치(200')가 연질 소재이므로 경질 소재로 제작된 전술한 실시예의 펀치(200)보다 부드럽다. 따라서 포밍 과정에서 파우치 필름의 손상 위험이 더 적을 수 있다. 또한, 연질의 펀치(200')가 포밍 홈(110) 내부에서 팽창하면서 파우치 필름의 요홈 대상부(30a) 전체를 가압하므로 파우치 필름의 포밍 홈(110)에 대한 밀착력이 더 높아져 포밍 완성도가 더 향상될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용된 경우, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 본 발명의 당업자에게 자명하다.

Claims (10)

  1. 양극판 및 음극판이 서로 대향하도록 배치된 전극 조립체와, 상기 전극 조립체가 수납 가능한 요홈이 형성된 파우치 케이스로 구성되는 파우치형 이차전지로서,
    상기 파우치 케이스는,
    제1 파우치 필름; 및 상기 제1 파우치 필름과 열 융착되는 제2 파우치 필름을 포함하며,
    상기 제1 파우치 필름 및 상기 제2 파우치 필름 중 적어도 어느 하나에 요홈이 형성되고, 상기 요홈은 상기 전극 조립체가 대면하게 안착 가능한 바닥면의 면적이 상기 요홈의 개방부를 커버하는 기준면의 면적과 같거나 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요홈은, 상기 기준면으로부터 깊이에 따라 상기 요홈의 전폭이 점진적으로 좁아지도록 형성된 제1 측면 구간과 상기 제1 측면 구간의 끝지점에서 상기 바닥면까지 상기 요홈의 전폭이 점진적으로 넓어지도록 형성된 제2 측면 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 측면 구간은 라운드진 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전극 조립체의 전폭은 상기 제1 측면 구간 끝지점에서의 상기 요홈의 전폭에 대응하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 요홈은 상기 제1 파우치 필름에 형성된 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 파우치 필름과 상기 제2 파우치 필름은 한 장의 필름으로 형성되며, 상기 제1 파우치 필름에 대해 상기 제2 파우치 필름이 폴딩되어 싱글컵 타입의 파우치 케이스를 형성하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  7. 제1항에 따른 요홈을 구비하는 파우치 케이스를 포밍하기 위한 파우치 필름 포밍 장치로서,
    상기 요홈에 대응하는 형상의 포밍 홈을 형성하되 수평 방향으로 상대 이동 가능하게 마련되는 제1 다이 유닛 및 제2 다이 유닛으로 구성된 다이; 및
    상기 포밍 홈에 인출입 가능하고 공기압을 이용해 포밍 전 파우치 필름의 요홈 대상부를 상기 포밍 홈의 표면에 밀착시킬 수 있게 마련된 펀치를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치 필름 포밍 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 다이 유닛은 상기 파우치 필름이 안착되는 상부면이 상기 제1 다이 유닛보다 상대적으로 더 넓게 형성된 것을 특징으로 하는 파우치 필름 포밍 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 펀치는,
    내부에서 외부로 압축 공기를 분사시킬 수 있는 복수의 공기 토출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 파우치 필름 포밍 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 펀치는,
    공기를 주입에 따라 수축 또는 팽창이 가능한 연질 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 파우치 필름 포밍 장치.
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