KR101504275B1 - 전지팩용 라벨 및 그의 부착 방법 - Google Patents

전지팩용 라벨 및 그의 부착 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전면 라벨과 후면 라벨이 별도로 제작된 전지팩용 라벨, 및 상기 라벨을 부착함에 있어 라벨 위에 보호필름을 일시적으로 부착시킴으로써 라벨의 공급성 및 작업성을 개선시킨 전지팩용 라벨의 부착 방법에 관한 것이다.

Description

전지팩용 라벨 및 그의 부착 방법 {Battery pack label and Method for attaching label onto battery pack}
본 발명은 전지팩용 라벨 및 그의 부착 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전면 라벨과 후면 라벨이 분리된 2매 라벨로 구성되어 있는 전지팩용 라벨, 및 보호 필름을 상기 라벨에 일시적으로 부착함으로써 라벨의 공급성 및 작업성을 개선시킨 전지팩용 라벨의 부착 방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압을 갖는 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
리튬 이차전지는 외형에 따라 크게 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 분류되며, 최근에 스마트폰 등에 많이 사용되는 슬림/와이드형 리튬 이차전지는 각형 전지에 해당한다.
전지는 그 외면에 전지에 대한 각종 정보, 예컨대, 전지의 제조사, 모델명, 제품번호, 각종 규격이나 품질 표시, 사용상 주의사항 등이 문자 또는 마크의 형태로 표시된다. 이러한 정보는 전지의 외장 케이스에 미리 인쇄된 형태로 표시되기도 하지만, 휴대 전화나 노트북 컴퓨터와 같은 외부기기에 전지팩을 장착하는 경우에는 완성된 전지팩의 외면에 이러한 정보를 인쇄한 라벨을 부착함으로써 표시하기도 한다.
라벨은 종이, 비닐 코팅된 종이, 고분자 수지 소재, 박막의 금속 소재 등으로 제조될 수 있으며, 라벨의 뒷면에는 접착제가 도포되어 있어 일종의 스티커 형태로 전지팩에 부착될 수 있다.
종이, 비닐 코팅된 종이, 고분자 수지 등으로 제조된 라벨은 박막의 금속 소재에 비해서 매우 가볍고 또 얇게 만들 수 있으며, 충격에도 강하며 임의의 형상, 예를 들어 곡면에 성형할 수 있고 투명성도 높일 수 있다는 것 등 다양한 이점을 갖기 때문에 그 활용이 점점 확대되고 있다. 그러나, 이들 소재로 제작된 라벨은 어느 정도의 두께, 예컨대, 0.1 ㎜ 정도의 두께를 가져야만 말리지 않고 편평한 상태로 공급 또는 이송될 수 있어, 그 활용에 한계를 갖는다. 이들 소재로 얇은 두께의 라벨을 제작하는 경우, 전지의 박막화 및 에너지 밀도 증가의 목적을 달성할 수는 있으나, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 라벨의 공급성 및 작업성에서 문제를 갖게 된다.
도 1a는 0.03mm 두께의 라벨을 팩에 공급하는 양태를 나타낸 것으로, 라벨 공급시에 라벨이 자동분리기에서 이형지로부터 분리되어 작업 방향으로 공급되는 것이 아니라, 이형지와 함께 이동하는 공급성의 문제점을 보여준다.
또한, 도 1b 역시 0.03mm 두께의 라벨을 팩에 공급하는 양태를 나타낸 것으로, 이형지로부터 분리된 라벨을 전지팩에 부착시킬 때 라벨이 말리는 현상, 즉, 컬링 현상(curling)이 발생하는 작업성의 문제점을 보여준다.
본 발명자들은 박막의 라벨을 전지팩에 부착하는 경우에 발생하였던 전술한 공급성 및 작업성의 문제점에 착안하여, 이형지로부터 분리되어 작업 방향으로 공급될 수 있고 컬링 현상을 나타내지 않는 전지팩용 라벨 및 그의 부착 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 분리된 2매의 전면 라벨과 후면 라벨로 구성된 전지팩용 라벨(label)이 제공된다.
상기 전면 라벨과 후면 라벨 각각의 가로방향 길이의 합은 전지팩 총 둘레길이에 해당하는 길이를 가질 수 있다.
상기 전면 라벨과 후면 라벨 각각이 전지팩 총 둘레길이의 1/2에 해당하는 가로방향 길이를 가질 수 있다.
상기 전면 라벨과 후면 라벨 각각은 0.01 내지 0.07 ㎜ 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 보호필름이 각각 부착되어 있는 전면 라벨과 후면 라벨을 준비하는 단계, 상기 전면 라벨을 공급하여 전지팩의 전면에 부착하는 단계, 상기 전면 라벨로부터 보호필름을 제거하는 단계, 상기 후면 라벨을 공급하여 전지팩의 후면에 부착하는 단계, 및 상기 후면 라벨로부터 보호필름을 제거하는 단계를 포함하는 전지팩용 라벨의 부착 방법이 제공된다.
상기 보호필름은 고분자 수지 필름으로 제조될 수 있다.
상기 보호필름은 전면 라벨 또는 후면 라벨 각각보다 큰 크기를 가질 수 있다.
상기 보호필름은 0.03 내지 0.09 ㎜ 두께를 가질 수 있다.
본 발명에 따라 라벨에 보호필름을 부착한 결과, 라벨이 라벨 자동분리기에서 이형지와 분리되어 작업 방향으로 원활히 공급될 수 있고(도 2a), 이형지로부터 분리된 라벨이 컬링 현상이 발생하지 않아 전지팩에 부착하는 작업성이 현저히 개선되는 효과를 갖게 된다(도 2b). 그 밖에도, 라벨이 차지하는 부피가 감소함에 따라, 전지의 에너지 밀도를 증가시킬 수 있게 된다.
도 1a는 종래 라벨이 공급되는 양태를 나타낸 사진이고, 도 1b는 종래 라벨이 이형지로부터 분리된 후에 컬링되는 양태를 나타낸 사진이다.
도 2a는 본 발명에 따른 라벨이 작업 방향으로 공급되는 사진이고, 도 2b는 본 발명에 따른 라벨이 이형지로부터 분리된 후에 전지팩에 부착된 양태를 나타낸 사진이다.
도 3a는 종래 라벨의 가로방향 길이(A)를 도식적으로 나타낸 것이고, 도 3b는 본 발명에 따른 전면 라벨(10)과 후면 라벨(BL) 각각의 가로방향 길이(½ A) 를 도식적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 전면 라벨(10)에 보호필름(20)이 부착된 양태 및 후면 라벨(11)에 보호필름(20)이 부착된 양태를 나타낸 것이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 전지팩용 라벨(10, 11)을 전지팩(30)에 부착하는 방법을 단계별로 나타낸 것이다.
도 6a는 종래 라벨(1)이 라벨 자동분리기(50) 상에서 이형지(40)와 함께 이동하는 양태를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 6b는 본 발명의 보호필름(20)이 부착된 라벨(10, 11)이 라벨 자동분리기(50) 상에서 이형지(40)로부터 분리되어 이동하는 양태를 개략적으로 나타낸 것이다.
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 아니되며, 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 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 일 양태는 분리된 2매의 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11)로 구성된 전지팩용 라벨에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양태는 보호필름(20)이 부착되어 있는 전면 라벨(10)을 전지팩(30)의 전면에 부착한 후에 보호필름(20)을 제거하고, 후면 라벨(11)도 동일한 방식으로 전지팩(30)의 후면에 부착한 후에 보호필름(20)을 제거하는 단계를 포함하는 전지팩용 라벨의 부착 방법에 관한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 종래 전지팩용 라벨(1) 및 본 발명에 따른 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11) 각각의 가로방향 길이를 비교하기 위한 것으로, 본 발명의 일 양태에 따르면 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11)은 종래 전지팩용 라벨의 가로방향 길이(도 3a, A)의 대략 1/2의 가로방향 길이(도 3b, ½A)를 갖는다. 즉, 본 발명에 따른 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11) 각각은 전지팩 총 둘레길이의 약 1/2에 해당하는 길이를 갖는다. 본원 명세서에서 '전지팩 총 둘레길이'라 함은 종래 라벨이 둘러쌌던 전지팩의 둘레길이, 즉, 전지팩의 전면과 후면의 가로방향 길이 및 측면의 폭을 모두 합한 길이를 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 전면 라벨(10)은 전면에 도포되고 약간의 여분을 가져서 측면 또는 후면 일부까지 도포될 수 있고, 후면 라벨(11) 역시 후면에 도포되고 약간의 여분을 가져서 측면 또는 전면 일부까지 도포될 수 있으며, 상기 전면 라벨(10) 및 후면 라벨(11) 각각의 가로방향 길이의 구체적인 수치는 적용하고자 하는 전지팩의 가로방향 길이 및 측면 폭에 따라 달라진다.
본 발명의 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11) 각각은 동일한 크기를 갖도록 제작될 수 있으나, 필요에 따라, 본 발명의 목적에 부합하는 한도 내에서 전면 라벨(10)이 후면 라벨(11)보다 더 크게 제작되거나 후면 라벨(11)이 전면 라벨(10)보다 더 크게 제작되는 것도 본 발명의 양태에 포함된다. 이 경우, 상기 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11)의 가로방향 길이의 합이 전지팩 총 둘레길이에 해당하는 길이를 갖게 된다.
다만, 본 발명에 따른 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11)의 가로방향 길이가 종래 전지팩 가로방향 길이의 1/2에 해당한다거나 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11)의 가로방향 길이의 합이 전지팩 총 둘레길이에 해당하는 길이를 갖는다고 할 때, 이들 수치에는 당업계에서 통상 허용되는 오차범위 수치가 포함되는 것으로 이해한다.
본 발명에 따른 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11)의 세로방향 길이는 종래 전지팩용 라벨과 동일할 수 있으며, 본 발명에서 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11)은 전지팩 두께 감소를 위해 0.01 내지 0.07 ㎜ 두께 또는 0.02 내지 0.04 ㎜ 두께를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11)의 소재로는 종이, 비닐 코팅된 종이, PE, PP, PET(polyethylene terephthalate) 등의 고분자 수지 등 통상의 라벨에 사용되는 임의의 소재를 특별한 제한없이 이용할 수 있다.
전면 라벨(10)과 후면 라벨(11)에는 이형지(40)가 공급 단계부터 부착되어 있으며, 라벨 자동분리기(50)에서 이형지(40)가 분리된다(도 6b 참조).
도 1b는 본 발명에 따른 라벨이 라벨 자동분리기에서 이형지로부터 분리되어 진행 방향으로 공급되는 사진을 나타낸 것이고, 도 6b는 이를 도식적으로 측면에서 나타낸 것이다. 이와 달리, 도 1a 및 도 6a를 참조하면 종래 기술에 따른 라벨은 라벨 자동분리기에서 이형지의 이동 방향으로 함께 이동하였다.
이형지는 라벨이 공급 롤에 부착되지 않도록 하는 동시에 라벨 접착층의 접착력을 보존하는 역할을 한다. 이형지로는 우수한 박리성을 갖는 폴리올레핀계 필름, 실리콘 피복 종이 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 라벨은 당업계에서 통상적으로 사용되는 자동 라벨화 장치에 의해 공급될 수 있다. 예컨대, 보호 필름이 상면에 부착되어 있고 이형지가 하면에 부착되어 있는 라벨이 롤 상태로 감겨져 있는 라벨 롤에서 라벨을 공급하는 라벨 자동분리기; 상기 라벨 자동분리기에서 공급된 라벨을 이송하는 라벨 이송부; 전지를 공급하는 전지 공급부; 및 상기 전지 공급부에서 공급된 전지가 안착되는 전지 부착대와, 상기 전지 부착대에 안착된 전지에 라벨을 접착시키는 라벨 접착 유닛을 포함하는 장치에 의해 공급될 수 있다.
라벨 자동분리기의 일 양태는 상부 권취롤과 하부 권취롤을 포함할 수 있으며, 상부 권취롤에는 라벨에 이형지와 보호필름이 부착되어 롤 상태로 감겨져 장착되어 있고, 상부 권취롤의 회전에 의하여 보호필름이 부착된 라벨 롤이 풀리면서 이형지만이 하부 권취롤에 다시 권취되면서 보호필름이 부착된 라벨이 분리될 수 있으나, 라벨 자동분리기의 양태가 이에 한정되는 것은 아니다.
전면 라벨과 후면 라벨이 동일한 형태를 갖는 경우 별도의 구분없이 하나의 라벨 자동분리기를 통해 공급될 수도 있으나, 상이한 크기 등을 가진 전면 라벨과 후면 라벨이 전면 라벨과 후면 라벨 각각을 위한 별도의 2개 이상의 라벨 자동분리기가 사용될 수도 있으며, 이러한 양태는 모두 본 발명의 예시일 뿐이다.
상기 보호필름이 부착된 라벨은 라벨 이송부를 통해 이송되어, 라벨이 전지팩에 부착되는 라벨 부착대까지 공급된다.
본 발명에 따른 전면 라벨과 후면 라벨에는 이형가능한 보호필름이 공급 단계부터 부착되어 있다가, 이후 각각의 라벨이 전지팩에 부착된 후에 보호필름이 제거된다.
도 4는 전면 라벨(10)에 보호필름(20)이 부착되어 있는 양태 및 후면 라벨(11)에 보호필름(20)이 부착되어 있는 양태를 나타낸다.
보호필름(20)은 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 고분자 수지 필름으로 제조할 수 있으며, 전면 라벨(10) 및 후면 라벨(11) 각각을 전체적으로 도포할 수 있고 이형 처리를 위한 공간을 여분으로 가질 수 있다. 또한, 보호필름은 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11) 상에 부착되어 라벨의 컬링 등을 방지하기 위해서는 0.03 내지 0.09 ㎜ 두께를 갖는 것이 바람직하다.
보호필름(20)은 전면 라벨(10)과 후면 라벨(11)의 공급 공정동안 그 위에 부착되어 있을 정도의 접착성을 가져야 하나, 각각의 라벨(10, 11)이 전지팩(30)에 부착된 후에는 라벨의 손상없이 용이하게 제거될 수 있어야 하므로 이형성도 우수해야 한다.
도 5a 내지 도 5d는 라벨과 보호필름이 전지팩에 부착된 후에 보호필름이 제거되는 공정을 단계별로 나타낸 것으로, 각 도면은 보호필름(20)이 부착된 전면 라벨(10)을 전지팩(30)의 전면에 부착하는 단계(도 5a), 상기 전면 라벨(10)에서 보호필름(20)을 제거하는 단계(도 5b), 보호필름(20)이 부착된 후면 라벨(11)을 전지팩(30)의 후면에 부착하는 단계(도 5c), 및 후면 라벨(11)로부터 보호필름(20)이 제거되어 라벨로 외장된 전지팩(30)을 제공하는 단계(도 5d)를 나타낸다.
이로써, 본 발명에 따른 전지팩에는 2장의 라벨, 즉, 전면 라벨과 후면 라벨이 부착되어 제공되며, 라벨의 부착시 공급성 및 작업성 측면에서 현저한 개선이 이루어졌다.
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.
1: 종래 라벨
10: 전면 라벨
11: 후면 라벨
20: 보호 필름
30: 전지팩
40: 이형지
50: 라벨 자동분리기
A: 가로 길이
MD: 진행 방향

Claims (10)

  1. 분리된 2매의 전면 라벨과 후면 라벨로 구성되고,
    상기 전면 라벨과 후면 라벨 각각의 가로방향 길이의 합이 전지팩 총 둘레길이에 해당하는 길이를 갖는 전지팩용 라벨(label).
  2. 제1항에 있어서,
    전면 라벨과 후면 라벨 각각의 상면에 보호 필름이 부착되어 있고 하면에 이형지가 부착되어 있으며,
    상기 보호 필름은 전면 라벨과 후면 라벨 각각의 전체를 도포하고 이형 처리를 위한 공간을 여분으로 더 가지며,
    자동 라벨화 공급기에 공급되는 것을 특징으로 하는
    전지팩용 라벨.
  3. 분리된 2매의 전면 라벨과 후면 라벨로 구성되고,
    상기 전면 라벨과 후면 라벨 각각이 전지팩 총 둘레길이의 1/2에 해당하는 가로방향 길이를 갖는 전지팩용 라벨.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전면 라벨과 후면 라벨 각각이 0.01 내지 0.07 ㎜ 두께를 갖는 전지팩용 라벨.
  5. 보호필름이 각각의 상면에 부착되어 있는 전면 라벨과 후면 라벨을 준비하는 단계,
    상기 전면 라벨을 공급하여 전지팩의 전면에 부착하는 단계,
    상기 전면 라벨로부터 보호필름을 제거하는 단계,
    상기 후면 라벨을 공급하여 전지팩의 후면에 부착하는 단계, 및
    상기 후면 라벨로부터 보호필름을 제거하는 단계
    를 포함하는 전지팩용 라벨의 부착 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보호필름이 고분자 수지 필름으로 제조되는 전지팩용 라벨의 부착 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 보호필름이 전면 라벨 또는 후면 라벨 각각보다 큰 크기를 갖는 전지팩용 라벨의 부착 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 보호필름이 0.03 내지 0.09 ㎜ 두께를 갖는 전지팩용 라벨의 부착 방법.
  9. 삭제
  10. 제5항에 있어서,
    보호필름이 각각의 상면에 부착되어 있는 전면 라벨과 후면 라벨을 준비하는 단계에서, 상기 전면 라벨과 후면 라벨 각각의 하면에는 이형지가 부착되어 있으며,
    상기 이형지는 전면 라벨과 후면 라벨 각각을 공급하는 과정동안 제거되는 것을 특징으로 하는 전지팩용 라벨의 부착 방법.
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