KR101477018B1 - Process for Preparation of Battery Case - Google Patents

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KR101477018B1
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Abstract

본 발명은 시트형 모재에 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부에 대응하는 형상의 펀치를 사용하여 전지케이스를 제조하는 방법으로서, (a) 펀치에 외형에 대응하는 내면 형상이 각인되어 있는 다이 상에 모재를 위치시킨 후, 수납부가 형성될 부위에 펀치를 사용하여 모재를 1차 가압하는 과정; (b) 상기 1차 가압된 부위에 펀치를 재차 사용하여 2차 가압함으로써 수납부를 형성하는 과정; 및 (c) 모재를 절취하여 전지케이스를 제조하는 과정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조 방법을 제공한다.A method of manufacturing a battery case using a punch having a shape corresponding to a housing part in which an electrode assembly can be housed in a sheet-like base material, the method comprising the steps of: (a) forming, on a die having an inner surface shape corresponding to the outer shape stamped on the punch A first pressing step of pressing the base material by using a punch to a portion where the receiving part is to be formed after the base material is positioned; (b) forming a receiving portion by secondary pressing the punch again on the primary pressurized portion; And (c) preparing a battery case by cutting the base material; The battery case may be manufactured by a method of manufacturing a battery case.

Description

전지케이스 제조 방법 {Process for Preparation of Battery Case}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery case,

본 발명은 전지케이스 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 시트형 모재에 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부에 대응하는 형상의 펀치를 사용하여 전지케이스를 제조하는 방법으로서, (a) 펀치에 외형에 대응하는 내면 형상이 각인되어 있는 다이 상에 모재를 위치시킨 후, 수납부가 형성될 부위에 펀치를 사용하여 모재를 1차 가압하는 과정; (b) 상기 1차 가압된 부위에 펀치를 재차 사용하여 2차 가압함으로써 수납부를 형성하는 과정; 및 (c) 모재를 절취하여 전지케이스를 제조하는 과정;을 포함하는 전지케이스 제조 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method of manufacturing a battery case using a punch having a shape corresponding to a housing portion in which an electrode assembly can be embedded in a sheet-like base material, the method comprising the steps of: (a) Placing the base material on a die on which an inner surface shape corresponding to the outer shape is stamped, and then pressing the base material first using a punch to a portion where the storage portion is to be formed; (b) forming a receiving portion by secondary pressing the punch again on the primary pressurized portion; And (c) preparing a battery case by cutting the base material.

이차전지는 휴대폰, 노트북, 캠코더 등 모바일 기기들의 전원으로 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차전지의 사용은 작동전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 잇점으로 인해 급속도로 증가되고 있는 추세이다.Secondary batteries are widely used as power sources for mobile devices such as mobile phones, notebooks, and camcorders. In particular, the use of lithium secondary batteries is rapidly increasing due to the advantage of high operating voltage and high energy density per unit weight.

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.Such a lithium secondary battery may be classified as a lithium ion battery, a lithium ion polymer battery, or a lithium polymer battery depending on the configuration of an electrode and an electrolytic solution. The lithium secondary battery is less liable to leak electrolyte, Is increasing.

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.Lithium ion polymer battery (LiPB) is a structure in which an electrode assembly (electrode and anode) and a separator are thermally fused to an electrode assembly impregnated with an electrolytic solution. The electrode assembly is mainly used in a sealed form in an aluminum laminate sheet pouch case. Therefore, a lithium ion polymer battery is often referred to as a pouch type battery.

도 1에는 스택형 전극조립체를 포함하고 있는 대표적인 리튬이온 폴리머 전지의 일반적인 구조가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 schematically shows a typical structure of a typical lithium ion polymer battery including a stacked electrode assembly.

도 1을 참조하면, 리튬이온 폴리머 전지(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.1, a lithium ion polymer battery 10 includes an electrode assembly 30 including a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive and negative electrodes, and a positive electrode And the negative electrode tabs 31 and 32 are respectively welded to the two electrode leads 40 and 41 and sealed (sealed) so as to be exposed to the outside of the battery case 20.

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.The battery case 20 is made of a soft packaging material such as an aluminum laminate sheet and includes a case body 21 including a concave shaped storage portion 23 on which the electrode assembly 30 can be seated, And a lid 22 to which one side is connected.

리튬이온 폴리머 전지(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.The electrode assembly 30 used in the lithium ion polymer battery 10 may have a jelly roll structure or a stack / folding structure in addition to the stack structure as shown in FIG. In the stacked electrode assembly 30, 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.

이러한 폴리머 전지용 전지케이스(20)는, 수납부(23)에 대응하는 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.The battery case 20 for a polymer battery is obtained by pressing and deforming a base material of a sheet-like base material, for example, an aluminum laminate sheet, using a punch having a shape corresponding to the storage portion 23, In the longitudinal direction and in the size corresponding to the gas pocket in the direction of the width and width of the lid.

참고로, 상기 커터는 모재로부터 전극조립체를 절취할 수 있는 구조 내지 특성을 가지고 있다면, 그것의 종류가 특별히 제한되는 것은 아니며, 대표적으로, 금속 나이프와 같은 재단용 나이프, 레이저 등과 같은 재단용 광원 등을 사용할 수 있다. The cutter is not particularly limited as long as it has a structure or characteristic capable of cutting the electrode assembly from the base material. Typically, the cutter includes a cutting knife such as a metal knife, a cutting light source such as a laser, Can be used.

따라서, 폴리머 전지(10)는 수납부(23)에 전극조립체(30)를 안착한 후 덮개(22)를 덮고 본체(21)과의 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.Accordingly, the polymer battery 10 is subjected to activation and aging steps after the electrode assembly 30 is mounted on the housing part 23, the lid 22 is covered and the contact area with the main body 21 is thermally fused, The battery case having a gas pocket is firstly sealed by an activation step to remove the generated gas, the gas is removed through the gas pocket, the gasket is sealed again at a size corresponding to the receiving part, and then the gas pocket is cut out.

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.However, due to the characteristics of the pouch type battery, the base material is stretched in the thickness direction of the receiving part in a state in which the stress is contained in the pressing process of the punch with respect to the base material to form the receiving part, There is a problem that it is difficult.

즉, 상기의 방법으로 모재를 가압할 경우, 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 수납부의 코너에는 주름(A) 및 백화 현상(B)이 발생하고, 이에 따라 약 6.7 mm 이상의 포밍 폭의 확보가 어려울 뿐만 아니라, 수분 침투가 발생할 수 있다.In other words, when the base material is pressed by the above-described method, as shown in Figs. 2 and 3, wrinkles A and whitishness B occur at the corners of the storage portion, Not only is it difficult to secure, but also moisture penetration can occur.

따라서, 이러한 문제점들을 근본적으로 해소하면서 전극조립체를 내장할 수 있는 수납부의 공간을 확보할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique capable of securing a space of a receiving portion capable of embedding an electrode assembly while fundamentally eliminating these problems.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 발명의 목적은, 시트형 모재에서 수납부가 형성될 부위에 펀치를 사용하여 1차 가압과 2차 가압을 수행하여 수납부를 형성함으로써, 수납부의 정밀도를 높이고, 더욱 깊은 수납부를 가질 수 있으며, 안전성을 확보한 전지케이스의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to improve the accuracy of a receiving portion and to have a deeper receiving portion by performing primary pressurization and secondary pressurization by using a punch to a portion where a receiving portion is to be formed in a sheet- And a method for manufacturing the battery case.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전지케이스 제조방법은, 시트형 모재에 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부에 대응하는 형상의 펀치를 사용하여 전지케이스를 제조하는 방법으로서,According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a battery case using a punch having a shape corresponding to a housing portion in which an electrode assembly can be embedded in a sheet-

(a) 펀치에 외형에 대응하는 내면 형상이 각인되어 있는 다이 상에 모재를 위치시킨 후, 수납부가 형성될 부위에 펀치를 사용하여 모재를 1차 가압하는 과정; (a) placing a base material on a die having an inner surface shape corresponding to an outer shape stamped on the punch, and then first pressing the base material by using a punch on a portion where the storage portion is to be formed;

(b) 상기 1차 가압된 부위에 펀치를 재차 사용하여 2차 가압함으로써 수납부를 형성하는 과정; 및 (b) forming a receiving portion by secondary pressing the punch again on the primary pressurized portion; And

(c) 모재를 절취하여 전지케이스를 제조하는 과정;(c) preparing a battery case by cutting the base material;

을 포함하는 것으로 구성되어 있다.As shown in Fig.

종래의 전지케이스는 모재에 수납부 형상의 펀치를 이용하여 가압할 때 모재에 내재된 응력에 불구하고 계속적인 연신으로 인해, 불량률이 높고, 깊은 수납부의 형성이 어려우며, 안전성에 문제가 있었다.In the conventional battery case, when the base material is pressed by using a punch having a shape of a storage portion, it is difficult to form a deep storage portion due to continuous stretching despite the stress inherent in the base material.

이러한 종래기술의 전지케이스와 비교할 때, 본 발명에 따른 전지케이스는 수납부가 형성될 부위에 펀치를 사용하여 모재를 1차 및 2차의 단계적 가압 방식으로 형성되므로, 수납부의 형상이 용이하고, 응력 분산 내지 완화에 의해 수납부의 깊이를 극대화할 수 있으며, 수납부의 내부 공간의 정밀도를 확보할 수 있다.Compared with such a battery case of the prior art, the battery case according to the present invention is formed by the first and second step-by-step pressing methods using a punch at a portion where the storage portion is to be formed, The depth of the storage portion can be maximized by stress dispersion or relaxation, and the accuracy of the inner space of the storage portion can be secured.

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 바람직하게는 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 나일론 수지, 폴레에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지 등을 수 있다. 그러나, 소재의 종류가 상기 예들로 한정되지 않음은 물론이다.The base material may be, for example, a laminate sheet comprising a metal layer and a resin layer suitable for a pouch-type battery. More specifically, an upper layer of the first polymer resin, an intermediate layer of the barrier metal, ≪ / RTI > Here, the first polymer resin layer may be preferably a heat-sealable polymer resin, and may be, for example, an unoriented 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. However, it goes without saying that the type of material is not limited to the above examples.

또한, 최근 고용량화로 인한 케이스의 대면적화 및 얇은 소재로의 가공에 따라, 본 발명이 적용되는 모재의 두께는 바람직하게는 1 mm 내지 3 mm의 범위 내에 있을 수 있다.In addition, the thickness of the base material to which the present invention is applied may preferably be in the range of 1 mm to 3 mm, depending on the case size and the processing of the thin material due to recent high capacity.

하나의 바람직한 예에서, 상기 펀치에 의해 가압된 수납부의 깊이는 상기 1차 가압과 2차 가압에 의한 연신에 의해 수납부의 깊이가 조율되는 바, 1차 가압은 전극조립체의 두께를 기준으로 30% 내지 70%의 깊이로 가압하는 것이 바람직하며, 40% 내지 60% 깊이로 가압하는 것이 더욱 바람직하다. In one preferred embodiment, the depth of the receiving portion pressed by the punch is adjusted by the primary pressing and the secondary pressing to adjust the depth of the receiving portion. The primary pressing is based on the thickness of the electrode assembly It is preferred to pressurize to a depth of 30% to 70%, more preferably to a depth of 40% to 60%.

상기와 같이 1차 가압된 부위에 2차 가압은 전극조립체의 두께를 기준으로 30% 내지 70%의 깊이로 가압하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40% 내지 60% 깊이로 가압할 수 있다. As described above, the secondary pressurization to the primary pressurized portion is preferably performed at a depth of 30% to 70%, more preferably 40% to 60%, based on the thickness of the electrode assembly.

상기 1차 가압과 2차 가압시의 깊이 편차가 너무 작거나 반대로 너무 큰 경우에는 앞서 설명한 바와 같은 응력 불균형에 의해 소망하는 수납부의 깊이를 가질 수 없으므로 바람직하지 않다.If the depth deviation at the time of the primary pressurization and the secondary pressurization is too small or too large, it is not preferable because the depth of the desired storage portion can not be obtained due to stress unbalance as described above.

또 다른 바람직한 예에서, 상기 전지케이스의 연신율은 60% 내지 90%일 수 있으며 더욱 바람직하게는 70% 내지 85%일 수 있다. In another preferred embodiment, the elongation percentage of the battery case may be 60% to 90%, and more preferably 70% to 85%.

일반적으로, 펀치를 사용한 가압에 의해 수납부를 형성하는 경우, 연신율이 70% 이상일 때 전지케이스로서 사용이 용이하다.In general, when the housing portion is formed by pressurization using a punch, it is easy to use as a battery case when the elongation is 70% or more.

이에 대해, 본 발명에 적용되는 전지케이스는, 1차 가압과 2차 가압에 의해 특정 부위에 발생하는 연신과 그로 인한 내재 응력을 분산시키거나 완화시켜 연신율을 최대 85%까지 증가시킬 수 있으므로, 전지케이스를 보다 얇게 형성할 수 있으며, 수분 침투에 대한 문제점 등을 미연에 방지할 수 있다. On the other hand, the battery case applied to the present invention can disperse or alleviate the elongation and the inherent stress caused in the specific region by the primary pressing and the secondary pressing to increase the elongation to 85% The case can be made thinner, and problems such as moisture infiltration can be prevented in advance.

결과적으로, 상기 1차 가압과 2차 가압에 의해 모재가 연신되는 부위를 넓게 분포시킴으로써, 상기 수납부의 코너에는 주름과 백화현상이 발생하지 않거나 매우 작게 발생한다.As a result, wrinkles and whitening phenomenon do not occur at the corners of the storage section or are very small by distributing a portion where the base material is stretched by the primary pressurization and the secondary pressurization.

상기 1차 가압과 2차 가압의 공정 시차는 재차 가압을 이룰 수 있는 정도의 시차라면 크게 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 0.5초 이상, 더욱 바람직하게는 0.5초 내지 10분일 수 있다. The process time difference between the primary pressurization and the secondary pressurization is not particularly limited as long as it is possible to achieve the pressurization again, preferably 0.5 seconds or more, more preferably 0.5 seconds to 10 minutes.

한편, 상기 2차 가압 후 형성된 수납부의 깊이는 7 내지 9 mm일 수 있다. 즉, 종래기술과 비교하여 상대적으로 깊은 수납부를 확보할 수 있고 결과적으로 대용량의 전지셀 제조에 적합한 전지케이스를 형성할 수 있으므로 매우 바람직하다. Meanwhile, the depth of the receiving portion formed after the secondary pressing may be 7 to 9 mm. In other words, it is highly desirable to provide a relatively deep housing portion as compared with the prior art, and as a result, a battery case suitable for manufacturing a large-capacity battery cell can be formed.

1차 가압에 사용되는 펀치 및 다이와 2차 가압에 사용되는 펀치 및 다이는 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다. 바람직하게는, 동일한 펀치와 다이를 사용하여 1차 가압과 2차 가압을 단계적으로 수행함으로써 공정 효율성을 높일 수 있다.The punches and dies used for the primary pressurization and the punches and dies used for the secondary pressurization may be the same or different. Preferably, the process efficiency can be increased by performing the primary pressurization and the secondary pressurization step by step using the same punch and die.

한편, 상기 전극조립체는 다수의 전극 탭들을 연결하여 양극과 음극을 구성하는 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 폴딩형 구조, 스택형 구조, 스택/폴딩형 구조 등을 들 수 있다. Meanwhile, the electrode assembly is not particularly limited as long as it has a structure in which a plurality of electrode tabs are connected to form an anode and a cathode. Preferably, the electrode assembly is a folding structure, a stack structure, and a stack / folding structure.

본 발명은 또한 상기의 방법으로 제조된 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 전기화학 셀을 제공한다. 이러한 전기화학 셀은 전지케이스의 수납부가 형성될 부위에 펀치를 사용하여 모재를 1차 가압 및 2차 가압하여 형성된 전지케이스에 전해액이 함침되어 있는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다. The present invention also provides an electrochemical cell in which an electrode assembly is embedded in a battery case manufactured by the above method. Such an electrochemical cell includes a positive electrode / separator / negative electrode structure in which an electrolyte is impregnated in a battery case formed by first pressing and second pressing a base material by using a punch at a portion where a battery case is to be formed, Structure.

이러한 전기화학 셀은 대용량을 제공할 뿐만 아니라, 안전성과 수명 특성이 우수하다.Such an electrochemical cell not only provides a large capacity, but also has excellent safety and life characteristics.

본 발명에 따른 전지화학 셀은 상기와 같은 구조를 가진 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 리튬 이차전지에 바람직하게 적용될 수 있다.The battery cell according to the present invention is not particularly limited as long as it has the above-described structure, and can be preferably applied to a lithium secondary battery.

본 발명은 또한, 상기 이차전지를 단위전지로 포함하는 중대형 전지모듈을 제공하며, 이러한 중대형 전지모듈을 포함하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a middle- or large-sized battery module including the secondary battery as a unit battery, and a device including such a middle- or large-sized battery module.

상기 디바이스는 전지모듈로부터 동력을 받아 작동하는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart), 또는 전력저장용 시스템일 수 있다.The device includes a power tool powered by the battery module; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart, or a system for power storage.

전지모듈 및 이러한 전지모듈을 사용하는 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.A battery module and a structure of a device using such a battery module and a manufacturing method thereof are well known in the art, so a detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 시트형 모재에서 수납부가 형성될 부위에 펀치를 사용하여 1차 가압과 2차 가압을 수행하여 수납부를 형성함으로써, 수납부의 정밀도를 높이고, 더욱 깊은 수납부를 가지며, 안전성을 확보한 전지케이스를 용이하게 제조할 수 있다 As described above, according to the present invention, it is possible to improve the accuracy of the receiving portion and improve the accuracy of the receiving portion by forming the receiving portion by performing the primary pressing and the secondary pressing using a punch at a portion where the receiving portion is to be formed in the sheet- And a battery case having secured safety can be easily manufactured

도 1은 종래의 리튬이온 폴리머 전지의 분해도이다;
도 2 및 도 3은 도 1의 수납부의 부분 사진이다;
도 4 내지 6은 본 발명에 따른 전지케이스를 제조하는 방법을 순서대로 나타내는 모식도이다;
도 7 및 도 8은 도 6의 수납부의 부분 사진이다.1 is an exploded view of a conventional lithium ion polymer cell;
Figs. 2 and 3 are partial photographs of the receiving portion of Fig. 1; Fig.
FIGS. 4 to 6 are schematic views showing a method of manufacturing the battery case according to the present invention in order;
Figs. 7 and 8 are partial photographs of the receiving portion of Fig. 6. Fig.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.

도 4 내지 도 6에는 본 발명에 따른 전지케이스를 제조하는 방법을 모식도가 순서대로 도시되어 있다. 4 to 6 are schematic views showing a method of manufacturing the battery case according to the present invention.

우선, 도 4를 참조하면, 시트형 모재(200)는 2 mm 두께의 라미네이트 시트로서, 수지층과 금속층을 포함하고, 구체적으로 제 1 고분자 수지의 상층, 차단성 금속의 중간층, 및 제 2 고분자 수지의 하층으로 이루어져 있다. 제 1 고분자 수지의 상층은 전지의 제조 과정에서 열융착되어 밀봉성을 제공한다.4, the sheet-like base material 200 is a laminate sheet having a thickness of 2 mm and includes a resin layer and a metal layer, specifically, an upper layer of a first polymer resin, an intermediate layer of a barrier metal, . The upper layer of the first polymer resin is thermally fused during the manufacturing process of the battery to provide a sealing property.

구체적으로, 모재(200)에 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부(223)에 대응하는 형상의 펀치(100)를 사용하여 전지케이스를 제조하는 방법에서, 우선, 펀치(100)에 외형에 대응하는 내면 형상이 각인되어 있는 다이(150) 상에 모재(200)를 위치시킨다.Specifically, in the method of manufacturing the battery case using the punch 100 having the shape corresponding to the housing portion 223 in which the electrode assembly can be embedded in the base material 200, first, the punch 100 is made to correspond to the outer shape The base material 200 is placed on the die 150 on which the inner surface shape is formed.

그런 다음, 도 5에서 도시한 바와 같이, 수납부(223)가 형성될 부위에 펀치(100)를 사용하여 모재를 1차 가압한다. 1차 가압은 전극조립체(30)의 두께를 기준으로 약 50%의 깊이(h)로 수행한다. Then, as shown in Fig. 5, the base material is primarily pressed by using the punch 100 at the portion where the receiving portion 223 is to be formed. The primary pressurization is performed at a depth (h) of about 50% based on the thickness of the electrode assembly 30.

이후, 1차 가압과 2차 가압의 공정 시차는 약 1초로 하여, 도 6에서 도시한 바와 같이, 1차 가압된 부위에 펀치(100)를 재차 사용하여 2차 가압함으로써 수납부(223)를 형성한다. Thereafter, the processing time difference between the primary pressurization and the secondary pressurization is about one second. As shown in Fig. 6, the punch 100 is again used for the primary pressurized portion to pressurize the storage portion 223 .

2차 가압은 전극조립체(30)의 두께를 기준으로 약 50%의 깊이(H)로 수행하며, 이후 모재를 절취하여 전지케이스를 제조한다. The secondary pressurization is performed at a depth (H) of about 50% based on the thickness of the electrode assembly 30, and then the base material is cut to manufacture a battery case.

이때, 상기 2차 가압 후 형성된 수납부의 깊이(H)는 9 mm이며, 도 7 및 8에서 보는 바와 같이 수납부(223)의 코너에는 종래기술과 비교하여 주름(A)과 백화현상(B)이 거의 없거나 현저히 감소함을 확인할 수 있다. As shown in FIGS. 7 and 8, the corners of the receiving portion 223 are formed with corrugations A and B (B) at the corner of the receiving portion 223, ) Is little or remarkably decreased.

한편, 전극조립체는 양극, 음극 및 이들 사이에 배치되는 분리막으로 이루어져 있고, 그것의 두 개의 전극단자에 용접되어 돌출되어 있는 구조로 이루어져 있다면, 젤리-롤형 또는 스택형일 수 있으며, 특별히 제한되지는 않는다.
The electrode assembly may be of a jelly-roll type or a stack type and is not particularly limited as long as it is composed of an anode, a cathode, and a separator disposed therebetween and is welded to two electrode terminals thereof .

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. While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

Claims (14)

시트형 모재에 전극조립체가 내장될 수 있는 수납부에 대응하는 형상의 펀치를 사용하여 전지케이스를 제조하는 방법으로서,
(a) 펀치에 외형에 대응하는 내면 형상이 각인되어 있는 다이 상에 모재를 위치시킨 후, 수납부가 형성될 부위에 펀치를 사용하여 모재를 1차 가압하는 과정;
(b) 상기 1차 가압된 부위에 펀치를 재차 사용하여 2차 가압함으로써 수납부를 형성하는 과정; 및
(c) 모재를 절취하여 전지케이스를 제조하는 과정;
을 포함하고,
상기 모재는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어져 있으며, 상기 모재는 제 1 고분자 수지의 상층, 차단성 금속의 중간층, 및 제 2 고분자 수지의 하층으로 이루어져 있고, 상기 모재의 두께는 1 mm 내지 3 mm 이하이며, 상기 차단성 금속은 알루미늄이고,
상기 1차 가압은 전극조립체의 두께를 기준으로 30% 내지 70%의 깊이로 가압하며, 상기 2차 가압은 전극조립체의 두께를 기준으로 30% 내지 70%의 깊이로 추가 가압하고, 및
상기 전지케이스의 연신율은 70% 내지 85%이며, 상기 2차 가압 후 형성된 수납부의 깊이는 7 내지 9 mm인 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조 방법.A method of manufacturing a battery case using a punch having a shape corresponding to a housing portion in which an electrode assembly can be embedded in a sheet-
(a) placing a base material on a die having an inner surface shape corresponding to an outer shape stamped on the punch, and then first pressing the base material by using a punch on a portion where the storage portion is to be formed;
(b) forming a receiving portion by secondary pressing the punch again on the primary pressurized portion; And
(c) preparing a battery case by cutting the base material;
/ RTI >
Wherein the base material is composed of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer, the base material being composed of an upper layer of a first polymer resin, an intermediate layer of a barrier metal, and a lower layer of a second polymer resin, To 3 mm, the barrier metal is aluminum,
The primary pressurizes to a depth of 30% to 70% based on the thickness of the electrode assembly, the secondary pressurization further pressurizes to a depth of 30% to 70% based on the thickness of the electrode assembly, and
Wherein the elongation percentage of the battery case is 70% to 85%, and the depth of the accommodating portion formed after the secondary pressing is 7 to 9 mm. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 수납부의 코너에는 주름과 백화현상이 없는 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조 방법.The method of manufacturing a battery case according to claim 1, wherein the corners of the storage part are free of wrinkles and whitening. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 폴딩형 구조, 스택형 구조, 또는 스택/폴딩형 구조인 것을 특징으로 하는 전지케이스 제조 방법.The method of claim 1, wherein the electrode assembly is a folding structure, a stacking structure, or a stacking / folding structure. 제 1 항, 제 9 항 및 제 10 항 중 어느 하나에 따른 방법으로 제조되고, 연신율이 70% 내지 85%이며, 상기 수납부의 깊이는 7 내지 9 mm인 전지케이스에 전극조립체가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 전기화학 셀. An electrode assembly manufactured by the method according to any one of claims 1, 9 and 10 and having an elongation of 70% to 85% and a depth of 7 to 9 mm Wherein the electrochemical cell comprises: 제 11 항에 있어서, 상기 전기화학 셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전기화학 셀.12. The electrochemical cell of claim 11, wherein the electrochemical cell is a lithium secondary battery. 제 12 항에 따른 이차전지인 전기화학 셀을 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 중대형 전지모듈.A middle- or large-sized battery module comprising an electrochemical cell as a secondary battery according to claim 12 as a unit cell. 제 13 항에 따른 중대형 전지모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.15. A device comprising a middle- or large-sized battery module according to claim 13.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018131788A3 (en) * 2017-01-11 2018-09-07 주식회사 엘지화학 Pouch-type secondary battery and pouch film forming apparatus

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6671728B2 (en) 2016-03-17 2020-03-25 エルジー・ケム・リミテッド Battery case manufacturing apparatus with improved manufacturing processability and manufacturing method using the same
KR102275545B1 (en) * 2017-03-08 2021-07-12 에스케이이노베이션 주식회사 Bettery cell and fabricating method of the same
KR102268404B1 (en) 2018-01-31 2021-06-24 주식회사 엘지에너지솔루션 method of manufacturing secondary battery pouch for secondary battery and pouch for secondary battery

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002208384A (en) * 2001-01-11 2002-07-26 Sony Corp Nonaqueous electrolyte battery and its manufacturing method
KR20110083894A (en) * 2010-01-15 2011-07-21 주식회사 엘지화학 Secondary battery having structure for preventing internal short-circuit
KR20110128594A (en) * 2010-05-24 2011-11-30 삼성에스디아이 주식회사 Pouch for rechageable battery, fabricating method of the same and rechargeable battery including the pouch
KR20120014267A (en) * 2010-08-09 2012-02-17 주식회사 엘지화학 Process for preparing of battery case for improving accuracy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002208384A (en) * 2001-01-11 2002-07-26 Sony Corp Nonaqueous electrolyte battery and its manufacturing method
KR20110083894A (en) * 2010-01-15 2011-07-21 주식회사 엘지화학 Secondary battery having structure for preventing internal short-circuit
KR20110128594A (en) * 2010-05-24 2011-11-30 삼성에스디아이 주식회사 Pouch for rechageable battery, fabricating method of the same and rechargeable battery including the pouch
KR20120014267A (en) * 2010-08-09 2012-02-17 주식회사 엘지화학 Process for preparing of battery case for improving accuracy

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018131788A3 (en) * 2017-01-11 2018-09-07 주식회사 엘지화학 Pouch-type secondary battery and pouch film forming apparatus
US10818884B2 (en) 2017-01-11 2020-10-27 Lg Chem, Ltd. Pouch-type secondary battery including pouch case with concave groove having bottom surface with area larger than opening area of concave groove and pouch film forming apparatus

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