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KR20190106473A - 이차전지 제조 방법 및 이차전지용 파우치 - Google Patents

이차전지 제조 방법 및 이차전지용 파우치 Download PDF

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KR20190106473A
KR20190106473A KR1020180028018A KR20180028018A KR20190106473A KR 20190106473 A KR20190106473 A KR 20190106473A KR 1020180028018 A KR1020180028018 A KR 1020180028018A KR 20180028018 A KR20180028018 A KR 20180028018A KR 20190106473 A KR20190106473 A KR 20190106473A
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South Korea
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bridge
pouch sheet
pouch
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박성철
김상욱
이대원
박동혁
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 이차전지 제조방법 및 이차전지용 파우치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지 제조방법은, 파우치 시트에 좌,우 대칭되며 상부로 개방된 좌,우 수용홈과, 상기 좌,우 수용홈을 연결하는 브릿지가 형성되도록 프레스(Press) 다이(Die)로 가압하여, 전극 조립체가 수용가능하도록 상기 파우치 시트를 포밍(Froming)하는 포밍단계 및 상기 좌,우 수용홈 중에서 어느 하나에 상기 전극 조립체를 안착시키고, 상기 좌,우 수용홈이 마주보도록 폴딩하는 폴딩단계를 포함하고, 상기 포밍단계는 상기 브릿지가 상기 좌,우 수용홈의 바닥면에 대하여 상부로 돌출되고, 상단부에 라운드 형태의 굴곡부가 형성되도록 상기 파우치 시트를 포밍하는 것이다.

Description

이차전지 제조 방법 및 이차전지용 파우치{RECHARGEABLE BATTERY MANUFACTURING METHOD, AND POUCH FOR RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차전지 제조 방법 및 이차전지용 파우치에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다.
최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.
하지만, 이차전지의 제조를 위해 전극 조립체를 수용하는 파우치를 폴딩 시, 폴딩부위에 박쥐 귀(Bat-ear) 형태의 주름이 발생되는 문제가 있어왔다.
한국 공개특허 제10-2014-0015647호
본 발명의 하나의 관점은 용량이 증대되고, 전지 케이스 폴딩 시 주름이 생기는 것을 방지 또는 현저히 감소시킬 수 있는 이차전지 제조 방법 및 이차전지용 파우치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법은, 파우치 시트에 좌,우 대칭되며 상부로 개방된 좌,우 수용홈과, 상기 좌,우 수용홈을 연결하는 브릿지가 형성되도록 프레스(Press) 다이(Die)로 가압하여, 전극 조립체가 수용가능하도록 상기 파우치 시트를 포밍(Froming)하는 포밍단계 및 상기 좌,우 수용홈 중에서 어느 하나에 상기 전극 조립체를 안착시키고, 상기 좌,우 수용홈이 마주보도록 폴딩하는 폴딩단계를 포함하고, 상기 포밍단계는 상기 브릿지가 상기 좌,우 수용홈의 바닥면에 대하여 상부로 돌출되고, 상단부에 라운드 형태의 굴곡부가 형성되도록 상기 파우치 시트를 포밍하는 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 파우치는, 전극 조립체가 수용되고, 좌,우 대칭되며 상부로 개방된 좌,우 수용홈 및 상기 좌,우 수용홈을 연결하는 브릿지를 포함하고, 상기 브릿지는 상기 좌,우 수용홈의 바닥면에 대하여 상부로 돌출되고, 상단부에 라운드 형태의 굴곡부가 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전극 조립체를 수용시키기 최적화된 구조로 전지 케이스를 포밍 후 폴딩함으로써, 용량이 증대되고, 전지 케이스 폴딩 시 박쥐 귀(Bat-ear)형태 등의 주름이 생기는 것을 방지 또는 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있습니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 포밍단계를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 변곡면을 포함하는 파우치 시트의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 파우치 시트의 요부를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 브릿지를 포함하는 파우치 시트의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 폴딩단계를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 포밍단계의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 포밍단계의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 포밍단계를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 파우치 시트(120)에 좌,우 수용홈(121,122) 및 브릿지(123)를 형성하는 포밍단계와, 좌,우 수용홈(121,122)이 마주보도록 파우치 시트(120)를 폴딩하는 폴딩단계를 포함한다.
이하에서, 도 1 내지 7을 참조하여, 본 발명의 실시예인 이차전지 제조방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참고하면, 포밍단계는 전극 조립체(110)가 수용되는 수용부가 형성되도록 파우치 시트(Pouch Sheet)(120)를 포밍(Forming)한다. 여기서, 포밍단계는 파우치 시트(120)에 좌,우 대칭되며 상부로 개방된 좌,우 수용홈(121,122)과, 좌,우 수용홈(121,122)을 연결하는 브릿지(123)가 형성되도록 프레스(Press) 다이(Die)로 가압할 수 있다.
또한, 포밍단계는 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)이 좌,우 대칭형으로 경사지게 파우치 시트(120)를 포밍할 수 있다. 이때, 포밍단계는 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)이 브릿지(123)에서 멀어지는 방향으로 갈수록 낮아지는 경사를 형성하도록 포밍할 수 있다.
아울러, 포밍단계는 예를들어 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)이 각각 1 ~ 5° 낮아지는 경사를 형성할 수 있다. 즉, 포밍단계는 예를들어 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)이 각각 1 ~ 5° 낮아지는 경사각(α)을 형성할 수 있다.
여기서, 포밍단계는 구체적으로 예를 들어 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)이 각각 1.5 ~ 3° 낮아지는 경사를 형성할 수 있다. 이에따라, 포밍단계에서 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)이 상한 값 이하로 형성되면 파우치(120) 눌림에 의한 크랙(Crack)을 방지할 수 있는 효과가 있고, 하한 값 이상으로 형성되면 파우치(120) 내측 포밍 깊이 감소로 인한 크랙(Crack)을 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 포밍단계는 예를들어 좌,우 수용홈(121,122)의 폭(L)을 95~97mm로 형성할 수 있다. 이때, 구체적으로 예를 들어 96.7mm로 형성할 수 있다.
한편, 전극 조립체(110)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(113)과 분리막(114)이 결집되어 교대로 적층된 구조를 형성한다.
전극(113)은 양극(111)과 음극(112)을 포함할 수 있다. 그리고 분리막(114)은 양극(111)과 음극(112)을 분리하여 전기적으로 절연시킨다.
양극(111)은 양극 집전체(미도시) 및 양극 집전체에 도포된 양극 활물질(미도시)을 포함하고, 음극은 음극 집전체(미도시) 및 음극 집전체에 도포된 음극 활물질(미도시)을 포함할 수 있다.
양극 집전체는 예를 들어 알루미늄(Al) 재질의 포일(foil)로 이루어질 수 있다.
양극 활물질은 예를 들어 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다.
음극 집전체는 예를 들어 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 재질로 이루어진 포일(foil)로 이루어질 수 있다.
음극 활물질은 예를 들어 인조흑연, 리튬금속, 리튬합금, 카본, 석유코크, 활성화 카본, 그래파이트, 실리콘 화합물, 주석 화합물, 티타늄 화합물 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
분리막(114)은 절연 재질로 이루어져 양극 및 음극과 교대로 적층된다. 여기서, 분리막(114)은 양극 및 음극 사이와, 양극 및 음극의 외측면에 위치될 수 있다. 이때, 또한, 분리막(114)은 예를 들어 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 변곡면을 포함하는 파우치 시트의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 포밍단계는 파우치 시트(120)의 외주면(124,125)에 대해 상기 좌,우 수용홈(121,122)의 외측 측면이 하부 방향으로 벤딩된 형태로 형성되는 제1 벤딩부는 라운드 형태의 제1 곡면(f1)을 형성할 수 있다. 여기서, 파우치 시트(120)의 외주면(124,125)은 예를들어 파우치 시트(120)의 바깥 가장자리에 위치된 면을 의미할 수 있다.
또한, 포밍단계는 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)에 대해 좌,우 수용홈(121,122)의 외측 측면이 상부 방향으로 벤딩된 형태로 형성되는 제2 벤딩부가 라운드 형태의 제2 곡면(f2)을 형성할 수 있다.
아울러, 포밍단계는 예를들어 제1 곡면(f1)과 제2 곡면(f2) 사이에 형성된 변곡면(126,127)의 폭(Clerance)(c)은 0.5mm 이하가 되도록 파우치 시트(120)를 포밍할 수 있다. 이때, 포밍단계는 구체적으로 예를들어 제1 곡면(f1)과 제2 곡면(f2) 사이에 형성된 변곡면(126,127)의 폭(c)은 0.2mm 이하가 되도록 파우치 시트(120)를 포밍할 수 있다. 이에따라, 포밍단계에서 제1 곡면(f1)과 제2 곡면(f2) 사이에 형성된 변곡면(126,127)의 폭(c)이 상한 값 이하로 형성되면 공간효율을 최적화 할 수 있다. 즉, 제1 곡면(f1)과 제2 곡면(f2) 사이에 형성된 변곡면(126,127)의 폭(c)이 좁을수록 사각형 형태의 전극 조립체(110)와 파우치 시트(120) 사이의 빈 공간 면적이 줄어들어 공간 효율성이 높아 질 수 있다.
그리고, 포밍단계는 변곡면(126,127)이 평면으로 형성되도록 파우치 시트(120)를 포밍할 수 있다. 여기서, 변곡면(126,127)은 제1 변곡점(126a)과 제2 변곡점(126b) 사이의 면일 수 있다.
여기서, 포밍단계는 예를들어 파우치 시트(120)의 외주면(124,125)과 변곡면(126,127)의 사이의 각도(r) 및 변곡면(126,127)과 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129) 사이의 각도(ß)가 각각 90 ~ 100°로 형성되도록 파우치 시트(120)를 포밍할 수 있다. 이때, 포밍단계는 구체적으로 예를들어 파우치 시트(120)의 외주면(124,125)과 변곡면(126,127)의 사이의 각도(r) 및 변곡면(126,127)과 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129) 사이의 각도(ß)가 각각 93 ~ 98°로 형성되도록 파우치 시트(120)를 포밍할 수 있다.
이에따라, 포밍단계에서 파우치 시트(120)의 외주면(124,125)과 변곡면(126,127)의 사이의 각도(r) 및 변곡면(126,127)과 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129) 사이의 각도(ß)가 각각 상한 값 이하로 형성되면 제1 곡면(f1))과 제2 곡면(f2) 사이에 형성된 변곡면(126,127)의 폭(Clerance)(c)이 좁아질 수 있고, 하한 값 이상으로 형성되면 가공성이 좋아지는 효과가 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 파우치 시트의 요부를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 브릿지(123)를 포함하는 파우치 시트의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 포밍단계는 브릿지(123)가 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)에 대하여 상부로 돌출되고, 상단부(123a)에 라운드(Round) 형태의 굴곡부가 형성되도록 파우치 시트(120)를 포밍할 수 있다.
이때, 포밍단계는 브릿지(123)의 상단부(123a)가 반원 형태로 형성되도록 파우치 시트(120)를 포밍할 수 있다.
여기서, 브릿지(123)의 폭(W)은 좌,우 수용홈(121,122) 사이에서 돌출되는 돌출부의 폭으로 이루어지고, 돌출부의 폭의 기준점은 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)과 굴곡부 사이의 변곡점(b1,b2)으로 이루어질 수 있다.
또한, 포밍단계는 예를들어 브릿지(123)의 폭(W)이 4mm 이하가 되록 포밍할 수 있다. 여기서, 포밍단계는 구체적으로 예를들어 브릿지(123)의 폭(W)이 2mm 이하가 되록 포밍할 수 있다. 이에 따라, 브릿지(123)의 폭(W)이 하한값 이하로 형성됨에 따라, 좌,우 수용홈(121,122)이 상호 대응되도록 폴딩(Folding) 후, 폴딩부위에서 박쥐 귀(Bat-ear) 형태 등의 주름이 생기는 것을 방지 또는 현저히 감소시킬 수 있다.
한편, 포밍단계는 파우치 시트(120)에서 브릿지(123)와 인접된 전극 조립체(110)의 하측 모서리가 접하는 부분(p1)과 브릿지(123) 사이의 길이를 d1, 파우치 시트(120)에서 브릿지(123)와 인접된 전극 조립체의 상측 모서리가 접하는 부분(p2)과 브릿지(123) 사이의 길이를 d2, 브릿지(123)의 길이를 d3, 파우치 시트(120)에 안착된 전극 조립체의 높이를 h이라할 때,
h ≤ d1+d2+d3 조건식 (1)
조건식(1)을 만족하도록 파우치 시트(120)를 포밍할 수 있다. 이에 따라, 조건식(1)을 만족함으로써, 파우치 시트(120)를 폴딩 시 전극 조립체(110)의 측면을 완전히 감쌀 수 있다. 그리고, 조건식(1)을 만족하지 못하면 좌,우 수용홈(121,122)이 상호 마주보도록 폴딩 시, 상기, 좌,우 수용홈(121,122)이 상호 대응되도록 폴딩되지 못하고, 어긋나게 되는 문제가 된다.
한편, 포밍단계는 파우치 시트(120)에 안착된 전극 조립체(110)의 높이를 h, 파우치 시트(120)의 바닥면(128,129)을 기준으로 브릿지(123)의 돌출 높이를 a 라고할때,
h/2 ≥ a 조건식(2)
조건식(2)를 만족하도록 파우치 시트(120)를 포밍할 수 있다.
이에 따라, 조건식(2)을 만족함으로써, 파우치 시트(120)를 폴딩 시 전극 조립체의 측면을 완전히 감싼 부분외에 나머지 부분에 주름이 생기는 것을 방지할 수 있다. 즉, 전극 조립체(110)의 측면 길이 보다 전극 조립체의(110) 측면과 마주 보는 파우치 시트(120) 부분의 길이가 현저히 길어지면 폴딩 후 전극 조립체(110)의 측면에 다 밀착되지 못하고 주름이 생기는 현상을 방지 또는 현저히 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 폴딩단계를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참고하면, 폴딩단계는 좌,우 수용홈(121,122) 중에서 어느 하나에 전극 조립체(110)를 안착시키고, 좌,우 수용홈(121,122)이 마주보도록 파우치 시트(120)를 폴딩하여 이차전지(100)를 제조할 수 있다.
이때, 폴딩단계는 파우치 시트(120)의 외주면(124,125)을 열융착시켜 실링하는 실링단계를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 전극 조립체(110)가 수용된 수용 공간이 외부와 차단되도록 밀봉될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 포밍단계의 일례를 나타낸 단면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법에서 포밍단계의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 6을 참고하면, 포밍단계는 일례로 제1 곡면(f1')과 제2 곡면(f2') 사이에 형성된 변곡면(126')의 폭(Clerance)(c1)은 0.35mm가 되도록 파우치 시트(120)를 포밍(Forming)할 수 있다. 이때, 포밍단계는 파우치 시트(120)의 외주면(124,125)과 변곡면(126')의 사이의 각도(r1) 및 변곡면(126')과 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129) 사이의 각도(ß1)가 각각 95°로 형성되도록 파우치 시트(120)를 포밍하였다. 여기서, 제1 곡면(f1')은 반지름이 R1인 원의 일부로 형성되고, 제2 곡면(f2')은 반지름이 R2인 원의 일부로 형성될 수 있다. 이때, R1은 1.5, R2는 2mm로 형성하였다.
도 7을 참고하면, 포밍단계는 다른 예로 제1 곡면(f1")과 제2 곡면(f2") 사이에 형성된 변곡면(126")의 폭(Clerance)(c2)은 0.25mm가 되도록 파우치 시트(120)를 포밍할 수 있다. 이때, 포밍단계는 파우치 시트(120)의 외주면(124,125)과 변곡면(126")의 사이의 각도(r2) 및 변곡면(126")과 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129) 사이의 각도(ß2)가 각각 96.1°로 형성되도록 파우치 시트(120)를 포밍하였다. 여기서, 제1 곡면(f1")은 반지름이 R1인 원의 일부로 형성되고, 제2 곡면(f2")은 반지름이 R2인 원의 일부로 형성될 수 있다. 이때, R1은 1.5, R2는 2mm로 형성하였다.
< 실시예 1 >
파우치 시트에 좌,우 대칭되는 좌,우 수용홈(121,122)을 형성 시, 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)이 경사가 형성되도록 포밍하였다. 그리고, 브리지의 폭(W)을 4.0mm로 형성시키며, 제1 곡면(f1)과 제2 곡면(f2) 사이에 형성된 변곡면의 폭(Clerance)(c)을 0.5mm로 형성시켜 이차전지를 제조하였다.(도 1 내지 도 3 참조)
< 실시예 2 >
도 1 및 도 2를 참고하면, 파우치 시트에 좌,우 대칭되는 좌,우 수용홈(121,122)을 형성 시, 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)이 경사가 형성되도록 포밍하였다. 그리고, 브리지의 폭(W)을 2.0mm로 형성시키며, 제1 곡면(f1)과 제2 곡면(f2) 사이에 형성된 변곡면의 폭(Clerance)(c)을 0.35mm로 형성시켜 이차전지를 제조하였다.(도 1 내지 도 3 참조)
< 비교예 1 >
파우치 시트에 좌,우 대칭되는 좌,우 수용홈을 형성 시, 좌,우 수용홈의 바닥면이 경사가 형성되지 않은 수평한 평면으로 포밍하였다. 그리고, 브리지의 폭(W)을 5.0mm로 형성시키며, 제1 곡면(f1)과 제2 곡면(f2) 사이에 형성된 변곡면의 폭(Clerance)(c)은 1.0mm로 형성시켜 이차전지를 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1
수용홈의 바닥면 포밍형태(바닥면 경사 유무) 경사 포밍
(바닥면 경사 O)		 경사 포밍
(바닥면 경사 O)		 평면 포밍
(바닥면 경사 X)
브릿지의 폭(W) 4.0mm 2.0mm 5.0mm
제1 곡면(f1)과 제2 곡면(f2) 사이에 형성된 변곡면의 폭(Clerance)(c) 0.5mm 0.35mm 1.0mm
폴딩부분의 주름 크기 (Bat-ear size) 3.4mm 2mm 이하 4.5mm 이상
표 1에 나타난 바와 같이, 비교예 1에서 박쥐귀(Bat-ear) 형태의 주름의 크기는 4.5mm 이상 형성된 반면, 실시예 1에서는 3.4mm 형성되었고, 실시예 2에서는 2mm 이하로 형성되었다. 따라서, 실시예 1은 비교예 1 보다 파우치 시트의 폴딩 시 폴딩 부위의 주름이 작게 형성된 것을 알 수 있고, 실시예 2는 비교예 1 보다 주름이 더 작게 형성된 것을 알 수 있다. 결국, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 파우치 제조방법으로 제조된 이차전지는 실시예 1 및 실시예 2를 통해 나타난 바와 같이, 종래의 기술에 따른 제조방법의 비교예 1에 비해 폴딩부위의 주름이 현저히 감소되어, 외관 손상 및 크랙을 현저히 감소시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 파우치에 대하여 설명하기로 한다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 파우치(120)는 전극 조립체가 수용되고, 좌,우 대칭되며 상부로 개방된 좌,우 수용홈(121,122) 및 좌,우 수용홈(121,122)을 연결하는 브릿지(123)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 파우치는 전술한 본 발명의 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 통해 제조되는 이차전지(100)에 포함되는 이차전지용 파우치(120)에 대한 것으로서, 중복되는 내용은 간략히 기술한다.
도 2를 참고하면, 파우치 시트(120)는 외주면(124,125)에 대해 좌,우 수용홈(121,122)의 외측 측면이 하부 방향으로 벤딩된 형태로 형성되는 제1 벤딩부는 라운드 형태의 제1 곡면(f1)을 형성할 수 있다.
또한, 파우치 시트(120)는 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)에 대해 좌,우 수용홈(121,122)의 외측 측면이 상부 방향으로 벤딩된 형태로 형성되는 제2 벤딩부가 라운드 형태의 제2 곡면(f2)을 형성할 수 있다. 아울러,
아울러, 파우치 시트(120)는 제1 곡면(f1)과 제2 곡면(f2) 사이에 형성된 변곡면(126,127)의 폭(Clerance)(c)은 0.5mm 이하가 되도록 형성될 수 있다.
한편, 파우치 시트(120)는 변곡면(126,127)이 평면으로 형성되고, 파우치 시트(120)의 외주면(124,125)과 변곡면(126,127)의 사이의 각도(r) 및 변곡면(126,127)과 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129) 사이의 각도(ß)가 각각 93 ~ 98°로 형성될 수 있다.
도 3을 참고하면, 브릿지(123)는 좌,우 수용홈(121,122)의 바닥면(128,129)에 대하여 상부로 돌출되고, 상단부(123a)에 라운드 형태의 굴곡부가 형성될 수 있다.
또한, 파우치 시트(120)는 브릿지(123)의 폭(W)이 1 ~ 2 mm가 되록 형성될 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지 제조방법과, 이차전지용 파우치는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.
또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 이차전지
110: 전극 조립체
111: 양극
112: 음극
113: 전극
114: 분리막
120: 파우치 시트(파우치)
121,122: 수용홈
123: 브릿지
124,125: 외주면
126,127: 변곡면
128,129: 바닥면

Claims (15)

  1. 파우치 시트에 좌,우 대칭되며 상부로 개방된 좌,우 수용홈과, 상기 좌,우 수용홈을 연결하는 브릿지가 형성되도록 프레스(Press) 다이(Die)로 가압하여, 전극 조립체가 수용가능하도록 상기 파우치 시트를 포밍(Froming)하는 포밍단계; 및
    상기 좌,우 수용홈 중에서 어느 하나에 상기 전극 조립체를 안착시키고, 상기 좌,우 수용홈이 마주보도록 폴딩하는 폴딩단계를 포함하고,
    상기 포밍단계는 상기 브릿지가 상기 좌,우 수용홈의 바닥면에 대하여 상부로 돌출되고, 상단부에 라운드 형태의 굴곡부가 형성되도록 상기 파우치 시트를 포밍하는 것인 이차전지 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 포밍단계는,
    상기 좌,우 수용홈의 바닥면이 좌,우 대칭형으로 경사지게 상기 파우치 시트를 포밍하되, 상기 좌,우 수용홈의 바닥면이 상기 브릿지에서 멀어지는 방향으로 갈수록 낮아지는 경사를 형성하도록 포밍하는 이차전지 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 포밍단계는 상기 좌,우 수용홈의 바닥면이 각각 1.5 ~ 3° 낮아지는 경사를 형성하도록 포밍하는 이차전지 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 포밍단계는,
    상기 파우치 시트의 외주면에 대해 상기 좌,우 수용홈의 외측 측면이 하부 방향으로 벤딩된 형태로 형성되는 제1 벤딩부는 라운드 형태의 제1 곡면을 형성하고,
    상기 좌,우 수용홈의 바닥면에 대해 상기 좌,우 수용홈의 외측 측면이 상부 방향으로 벤딩된 형태로 형성되는 제2 벤딩부가 라운드 형태의 제2 곡면을 형성하며,
    상기 제1 곡면과 상기 제2 곡면 사이에 형성된 변곡면의 폭(Clerance)은 0.5mm 이하가 되도록 상기 파우치 시트를 포밍하는 것인 이차전지 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 포밍단계는 상기 변곡면이 평면 형태로 형성되도록 상기 파우치 시트를 포밍하고,
    상기 파우치 시트의 외주면과 상기 변곡면의 사이의 각도 및 상기 변곡면과 상기 좌,우 수용홈의 바닥면 사이의 각도가 각각 93 ~ 98°로 형성되도록 상기 파우치 시트를 포밍하는 이차전지 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 포밍단계는 상기 브릿지의 상단부는 반원 형태로 형성되도록 상기 파우치 시트를 포밍하는 이차전지 제조방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포밍단계는
    상기 파우치 시트에서 상기 브릿지와 인접된 상기 전극 조립체의 하측 모서리가 접하는 부분과 브릿지 사이의 길이를 d1, 상기 파우치 시트에서 상기 브릿지와 인접된 상기 전극 조립체의 상측 모서리가 접하는 부분과 브릿지 사이의 길이를 d2, 상기 브릿지의 길이를 d3, 상기 파우치 시트에 안착된 상기 전극 조립체의 높이를 h이라할 때,
    h ≤ d1+d2+d3 의 조건식을 만족하도록 상기 파우치 시트를 포밍하는 이차전지 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 포밍단계는 상기 브릿지의 폭(W)이 4mm 이하가 되록 포밍하는 이차전지 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 포밍단계는 상기 브릿지의 폭(W)이 1 ~ 2 mm가 되록 포밍하는 이차전지 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 포밍단계는
    상기 파우치 시트에 안착된 상기 전극 조립체의 높이를 h, 상기 파우치 시트의 바닥면을 기준으로 상기 브릿지의 돌출 높이를 a 라고할때,
    h/2 ≥ a의 조건식을 만족하도록 상기 파우치 시트를 포밍하는 이차전지 제조방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 브릿지의 폭(W)은
    상기 좌,우 수용홈 사이에서 돌출되는 돌출부의 폭으로 이루어지고,
    상기 돌출부의 폭의 기준점은 상기 좌,우 수용홈의 바닥면과 상기 굴곡부 사이의 변곡점으로 이루어지는 이차전지 제조방법.
  12. 전극 조립체가 수용되고, 좌,우 대칭되며 상부로 개방된 좌,우 수용홈; 및
    상기 좌,우 수용홈을 연결하는 브릿지를 포함하고,
    상기 브릿지는 상기 좌,우 수용홈의 바닥면에 대하여 상부로 돌출되고, 상단부에 라운드 형태의 굴곡부가 형성되는 이차전지용 파우치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 파우치 시트는,
    외주면에 대해 상기 좌,우 수용홈의 외측 측면이 하부 방향으로 벤딩된 형태로 형성되는 제1 벤딩부는 라운드 형태의 제1 곡면을 형성하고,
    상기 좌,우 수용홈의 바닥면에 대해 상기 좌,우 수용홈의 외측 측면이 상부 방향으로 벤딩된 형태로 형성되는 제2 벤딩부가 라운드 형태의 제2 곡면을 형성하며,
    상기 제1 곡면과 상기 제2 곡면 사이에 형성된 변곡면의 폭(Clerance)은 0.5mm 이하가 되도록 형성된 이차전지용 파우치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 파우치 시트는,
    상기 변곡면이 평면으로 형성되고,
    상기 파우치 시트의 외주면과 상기 변곡면의 사이의 각도 및 상기 변곡면과 상기 좌,우 수용홈의 바닥면 사이의 각도가 각각 93 ~ 98°로 형성되는 이차전지용 파우치.
  15. 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파우치 시트는,
    상기 브릿지의 폭(W)이 1 ~ 2 mm가 되록 형성된 이차전지용 파우치.
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