KR102275545B1 - Bettery cell and fabricating method of the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀 제조 방법은, 외장재를 고정시키는 단계, 제1 펀치로 상기 외장재를 가압하여 제1 형태의 수용부를 형성하는 단계, 및 제2 펀치로 상기 제1 형태의 수용부를 가압하여 최종 형태의 수용부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The method for manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention includes the steps of fixing a casing, pressing the casing with a first punch to form a first type of accommodating part, and using a second punch to form a accommodating part of the first shape. It may include the step of forming the receiving portion in the final shape by pressing.

Description

배터리 셀 및 그 제조 방법{BETTERY CELL AND FABRICATING METHOD OF THE SAME} Battery cell and manufacturing method thereof

본 발명은 배터리 셀과 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a battery cell and a method for manufacturing the same.

리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.6V 이상으로 휴대용 전자 기기의 전원으로 사용되거나, 또는 수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용이 증가되고 있는 추세이다.Lithium secondary batteries have an operating voltage of 3.6V or higher and are used as power sources for portable electronic devices, or are used in high-output hybrid vehicles by connecting several in series. It is three times higher and has excellent characteristics of energy density per unit weight, so its use is rapidly increasing.

일반적으로 리튬 이차 전지는 배터리 셀의 단위로 제조되며, 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다. In general, lithium secondary batteries are manufactured in units of battery cells, and depending on the shape of the exterior material, a can-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet. can be classified.

이러한 배터리 셀은, 대체로 전극 조립체가 외장재에 수납된 상태에서 전해액이 주입되고, 외장재가 실링되는 과정을 통해 제조된다
Such a battery cell is generally manufactured through a process in which an electrolyte is injected in a state in which the electrode assembly is accommodated in the case, and the case is sealed.

종래의 도 1은 종래의 파우치형 배터리 셀의 구성을 도시한 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 배터리 셀의 결합 사시도이다. 1 is an exploded perspective view illustrating the configuration of a conventional pouch-type battery cell, and FIG. 2 is a combined perspective view of the battery cell shown in FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 파우치형 배터리 셀은, 전극 조립체(10)와 이러한 전극 조립체(10)를 수용하는 파우치형 케이스(20)를 포함한다.1 and 2 , a conventional pouch-type battery cell includes an electrode assembly 10 and a pouch-type case 20 accommodating the electrode assembly 10 .

전극 조립체(10)는, 전극판, 즉 양극판과 음극판을 구비하며, 이러한 양극판과 음극판 사이에는 세퍼레이터(미도시)가 개재될 수 있다. 그리고, 양극판과 음극판에는, 각각 하나 이상의 전극 탭(11), 즉 양극 탭과 음극 탭이 구비될 수 있다.The electrode assembly 10 includes an electrode plate, that is, a positive electrode plate and a negative electrode plate, and a separator (not shown) may be interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. In addition, one or more electrode tabs 11 , that is, a positive electrode tab and a negative electrode tab, may be provided on the positive electrode plate and the negative electrode plate, respectively.

이러한 양극 탭과 음극 탭은 각각 전극 리드(12), 즉 양극 리드 및 음극 리드와 결합되며, 양극 리드와 음극 리드의 일부는 파우치 케이스(20)의 외부로 노출됨으로써 이차 전지의 외부 구성, 이를테면 다른 이차 전지나 외부 장치와 전기적으로 연결될 수 있도록 전극 단자로 기능한다.The positive electrode tab and the negative electrode tab are respectively coupled to the electrode lead 12 , that is, the positive electrode lead and the negative electrode lead, and a portion of the positive electrode lead and the negative electrode lead is exposed to the outside of the pouch case 20 , so that the external configuration of the secondary battery, such as other It functions as an electrode terminal to be electrically connected to a secondary battery or an external device.

전극 조립체(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 적층형으로 구성될 수 있다. 여기서, 적층형 전극 조립체(10)는 다수의 양극판과 음극판을 구비하고, 이러한 다수의 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 교대로 적층되는 구조의 전극 조립체를 의미한다.The electrode assembly 10 may be configured in a stacked type as shown in FIG. 1 . Here, the stacked electrode assembly 10 refers to an electrode assembly having a structure in which a plurality of positive and negative electrode plates are provided, and the plurality of positive and negative plates are alternately stacked with a separator interposed therebetween.

케이스(20)는, 상부 케이스(21)와 하부 케이스(22)로 구분될 수 있으며, 이러한 상부 케이스(21)와 하부 케이스(22)에 의해 형성된 내부 공간에 전극 조립체(10) 및 전해액이 수용된다. 그리고, 상부 케이스(21)와 하부 케이스(22)는 내부 공간을 밀폐시키기 위해 테두리를 따라 실링부(M)가 형성되고, 이러한 실링부(M)가 서로 접착(실링)되어 내부 공간을 밀폐시킨다.The case 20 may be divided into an upper case 21 and a lower case 22 , and the electrode assembly 10 and the electrolyte are accommodated in the inner space formed by the upper case 21 and the lower case 22 . do. In addition, the upper case 21 and the lower case 22 have a sealing portion M formed along the edge to seal the inner space, and these sealing portions M are bonded (sealed) to each other to seal the inner space. .

이러한 케이스(20)는, 전극 조립체(10)와 전해액 등 내부 구성요소를 보호하고, 전극 조립체(10)와 전해액에 의한 전기 화학적 성질에 대한 보완 및 방열성 등을 제고하기 위하여 알루미늄 박막이 포함된 외장재를 성형하여 형성할 수 있다.The case 20 protects internal components such as the electrode assembly 10 and the electrolyte, and an aluminum thin film is included in order to supplement the electrochemical properties of the electrode assembly 10 and the electrolyte and improve heat dissipation. It can be formed by molding.

알루미늄 박막은 전극 조립체(10) 및 전해액과 같은 이차 전지 내부의 구성요소나 이차전지 외부의 다른 구성요소와의 전기적 절연성을 확보하기 위해, 절연물질로 형성된 절연층 사이에 개재된다.The aluminum thin film is interposed between the electrode assembly 10 and the insulating layer formed of an insulating material in order to secure electrical insulation with components inside the secondary battery, such as electrolyte, or other components outside the secondary battery.

이러한 종래의 파우치 케이스(20)는 편평한 외장재를 몰드로 가압하여 도 1에 도시된 형상(forming cup)을 만들어 주게 된다. 하지만 이러한 과정에서 성형되는 형상(forming cup)의 에지(edge, 모서리) 부위에 많은 스트레스가 가해지게 되며, 이 부분의 변형율이 다른 부위에 비해 크게 나타나게 된다. The conventional pouch case 20 presses a flat exterior material with a mold to form a forming cup shown in FIG. 1 . However, in this process, a lot of stress is applied to the edge portion of the forming cup, and the deformation rate of this portion is larger than that of other portions.

특히, 셀의 용량을 늘리기 위해 전극 조립체(10)의 두께를 상승시키면, 형상(forming cup)의 깊이(depth)가 깊어져야 하며, 이로 인해 케이스(20)의 에지 부위가 과도하게 변형됨에 따라 크랙(crack)이 발생될 수 있다. 이러한 크랙은 알루미늄 시트의 부식을 유발하여 최종적으로 배터리 셀의 수명을 단축시키는 문제로 이어지게 된다.
In particular, if the thickness of the electrode assembly 10 is increased in order to increase the capacity of the cell, the depth of the forming cup should be increased, and thus the edge portion of the case 20 is excessively deformed to cause cracks. (crack) may occur. Such cracks cause corrosion of the aluminum sheet, which ultimately leads to a problem of shortening the lifespan of the battery cell.

본 발명은 안정적으로 케이스를 성형할 수 있는 배터리 셀 제조 방법과 이에 따라 제조되는 배터리 셀을 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a battery cell capable of stably forming a case and a battery cell manufactured according to the method.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀 제조 방법은, 외장재를 고정시키는 단계, 제1 펀치로 상기 외장재를 가압하여 제1 형태의 수용부를 형성하는 단계, 및 제2 펀치로 상기 제1 형태의 수용부를 가압하여 최종 형태의 수용부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The method for manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention includes the steps of fixing a casing, pressing the casing with a first punch to form a first type of accommodating part, and using a second punch to form a accommodating part of the first shape. It may include the step of forming the receiving portion in the final shape by pressing.

본 실시예에 있어서, 상기 수용부는 수용 공간의 깊이를 규정하는 측벽부와 상기 측벽부에서 연장되어 상기 수용 공간을 마감하는 평면부를 포함하고, 상기 측벽부와 상기 평면부를 구획하는 모서리의 반경은 상기 제1 형태의 수용부가 상기 최종 형태의 수용부보다 크게 형성될 수 있다.In this embodiment, the accommodating portion includes a side wall portion defining the depth of the accommodation space and a flat portion extending from the side wall portion to close the accommodation space, and the radius of a corner dividing the side wall portion and the flat portion is the The accommodating part of the first shape may be formed to be larger than the accommodating part of the final shape.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 형태의 수용부는 상기 모서리의 반경이 7~15mm의 범위로 형성될 수 있다. In this embodiment, the first type of the receiving portion may be formed in a radius of 7 ~ 15mm of the corner.

본 실시예에 있어서, 상기 최종 형태의 수용부는 상기 모서리의 반경이 0.5~4mm 의 범위로 형성될 수 있다.In this embodiment, the final form of the receiving portion may be formed in the range of the radius of the corner of 0.5 ~ 4mm.

본 실시예에 있어서 상기 수용부의 깊이는, 상기 최종 형태의 수용부가 상기 제1 형태의 수용부보다 깊게 형성될 수 있다.In this embodiment, the depth of the accommodating part may be formed to be deeper than the accommodating part of the final form than the accommodating part of the first form.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 형태 수용부의 깊이는 상기 최종 형태 수용부 깊이의 50~80% 범위로 형성될 수 있다.In this embodiment, the depth of the first shape accommodating part may be formed in a range of 50 to 80% of the depth of the final shape accommodating part.

본 실시예에 있어서 상기 외장재를 고정시키는 단계는, 중공부를 갖는 지지부 상에 상기 외장재를 배치한 후, 고정부로 상기 외장재의 상부를 가압하는 단계를 포함할 수 있다.In this embodiment, the fixing of the exterior material may include disposing the exterior material on a support part having a hollow part and then pressing the upper portion of the exterior material with a fixing part.

본 실시예에 있어서 상기 제1 형태의 수용부를 형성하는 단계는, 상기 제1 펀치를 상기 중공부 내부에 삽입하여 상기 외장재를 변형시키는 단계를 포함할 수 있다.In this embodiment, the step of forming the receiving portion of the first shape may include inserting the first punch into the hollow portion to deform the exterior material.

본 실시예에 있어서 상기 제1 펀치는, 상기 외장재와 접촉하는 부분의 모서리 반경이 7~15mm의 범위로 형성될 수 있다.In the present embodiment, the first punch may have a radius of a corner of a portion in contact with the exterior material in a range of 7 to 15 mm.

본 실시예에 있어서 상기 제2 펀치는, 상기 외장재와 접촉하는 부분의 모서리 반경이 0.5~4mm의 범위로 형성될 수 있다.In the present embodiment, the second punch may have a corner radius of a portion in contact with the exterior material in a range of 0.5 to 4 mm.

또한 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀은 전술한 제조 방법들 중 어느 하나의 제조 방법으로 제조될 수 있다.
In addition, the battery cell according to the embodiment of the present invention may be manufactured by any one of the manufacturing methods described above.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀 제조 방법은 여러 번에 걸쳐 외장재를 단계적으로 성형하여 모서리 부분에 가해지는 스트레스를 최소화한다. 이에 수용부의 깊이가 깊은 케이스를 제조하더라도 수용부의 모서리 부분에서 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
The battery cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention minimizes the stress applied to the corner portion by forming the exterior material step by step several times. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the corner portion of the accommodating portion even if the case is manufactured with a deep depth of the accommodating portion.

도 1은 종래의 파우치형 배터리 셀의 구성을 도시한 분해 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 셀의 결합 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리 셀을 개략적으로 도시한 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 배터리 셀의 분해 사시도.
도 5 내지 도 9는 본 실시예에 따른 배터리 셀 제조 방법을 설명하기 위한 도면. 1 is an exploded perspective view showing the configuration of a conventional pouch-type battery cell.
FIG. 2 is a combined perspective view of the battery cell shown in FIG. 1 ;
3 is a perspective view schematically illustrating a pouch-type battery cell according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view of the battery cell shown in FIG. 3 ;
5 to 9 are views for explaining a method of manufacturing a battery cell according to the present embodiment.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 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 실시예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Prior to the detailed description of the present invention, the terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors should develop their own inventions in the best way. For explanation, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be appropriately defined as a concept of a term. Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that the same components in the accompanying drawings are denoted by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated in the accompanying drawings, and the size of each component does not fully reflect the actual size.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파우치형 배터리 셀을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 배터리 셀의 분해 사시도이다.
3 is a perspective view schematically illustrating a pouch-type battery cell according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the battery cell shown in FIG. 3 .

도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 파우치형 배터리 셀은, 전극 조립체(100) 및 파우치형 케이스(200)를 포함한다.3 to 4 , the pouch-type battery cell according to the present invention includes an electrode assembly 100 and a pouch-type case 200 .

전극 조립체(100)는, 다수의 전극판 및 전극 탭(110)을 구비하며 케이스(200)의 수용부(204) 내에 수납된다. 여기서, 전극판은 양극판과 음극판으로 구성되며, 전극 조립체(100)는 이러한 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 넓은 면이 서로 마주보는 형태가 되도록 적층된 형태로 구성될 수 있다. The electrode assembly 100 includes a plurality of electrode plates and electrode tabs 110 and is accommodated in the receiving portion 204 of the case 200 . Here, the electrode plate is composed of a positive electrode plate and a negative electrode plate, and the electrode assembly 100 may be configured in a stacked form such that the positive and negative electrode plates have wide surfaces facing each other with a separator interposed therebetween.

양극판과 음극판은 집전체에 활물질 슬러리가 도포된 구조로서 형성되는데, 슬러리는 통상적으로 입상의 활물질, 보조도체, 바인더 및 가소제 등이 용매가 첨가된 상태에서 교반되어 형성될 수 있다.The positive and negative plates are formed as a structure in which an active material slurry is applied to a current collector, and the slurry is typically formed by stirring a granular active material, an auxiliary conductor, a binder, and a plasticizer in a state in which a solvent is added.

또한 전극 조립체(100)는 다수의 양극판과 다수의 음극판이 상하 방향으로 적층된다. 이때, 다수의 양극판과 다수의 음극판에는 각각 전극 탭(110)이 구비되며, 서로 동일한 극성끼리 접촉하여 동일한 전극 리드(120)에 연결될 수 있다.
Also, in the electrode assembly 100 , a plurality of positive plates and a plurality of negative plates are stacked in the vertical direction. At this time, each of the plurality of positive and negative electrode plates is provided with electrode tabs 110 , and may be connected to the same electrode lead 120 by contacting the same polarity with each other.

케이스(200)는 제1 케이스(210)와 제2 케이스(220)로 구성될 수 있다. 제1 케이스(210)와 제2 케이스(220)는 각각 실링부(202)와 수용부(204)를 포함한다.The case 200 may include a first case 210 and a second case 220 . The first case 210 and the second case 220 each include a sealing part 202 and a receiving part 204 .

실링부(202)는 수용부(204)의 외곽을 따라 테두리 형태로 배치된다. The sealing part 202 is arranged in the form of a rim along the periphery of the receiving part 204 .

제1 케이스(210)의 실링부(202)와 제2 케이스(220)의 실링부(202)는 상호 접합되어 수용부(204)에 의해 형성되는 내부 공간을 밀폐한다.The sealing part 202 of the first case 210 and the sealing part 202 of the second case 220 are bonded to each other to seal the inner space formed by the accommodating part 204 .

실링부(202) 간의 접합은 열융착 방식이 이용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 실링부(202)의 면적을 최소화하기 위해, 실링부(202)는 상호 접합된 후 적어도 한 번 접힌 형태로 구성될 수 있다. A thermal fusion method may be used for bonding between the sealing parts 202, but is not limited thereto. In addition, in order to minimize the area of the sealing part 202 , the sealing part 202 may be configured to be folded at least once after being bonded to each other.

수용부(204)는 용기 형태로 형성되어 내부 공간을 제공한다. 이때, 실링부(202)는 용기 형태로 형성되는 수용부(204)의 입구에서 확장되는 형태로 형성된다. The receiving portion 204 is formed in the form of a container to provide an internal space. At this time, the sealing portion 202 is formed in a form extending from the inlet of the receiving portion 204 formed in the form of a container.

수용부(204)의 내부 공간에는 전극 조립체(100) 및 전해액(미도시)이 수용된다. 수용부(204)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 케이스(210)와 제2 케이스(220)에 모두 형성된다. 그러나 필요에 따라 어느 한 곳에만 형성하는 것도 가능하다.
The electrode assembly 100 and the electrolyte (not shown) are accommodated in the inner space of the accommodating part 204 . The accommodating part 204 is formed in both the first case 210 and the second case 220 as shown in FIG. 4 . However, it is also possible to form only in one place according to need.

또한, 본 실시예에 따른 수용부(204)는 평면부(205)와 측벽부(206)를 포함한다.In addition, the receiving portion 204 according to the present embodiment includes a flat portion 205 and a side wall portion 206 .

평면부(205)는 넓은 면적으로 형성되는 일면으로, 수용부(204) 내부 공간의 바닥면이나 상부면을 형성한다. 따라서 측벽부(206)에서 연장되어 상기한 내부 공간을 마감하는 형태로 형성된다. The flat portion 205 is a surface formed with a large area, and forms a bottom surface or an upper surface of the inner space of the receiving portion 204 . Therefore, it extends from the side wall portion 206 and is formed in a form to close the above-described inner space.

또한 평면부(205)는 전극 조립체(100)의 면적에 대응하는 크기로 형성되며, 실링부(202)와 대략 평행을 이루도록 형성된다.In addition, the flat portion 205 is formed to have a size corresponding to the area of the electrode assembly 100 , and is formed to be substantially parallel to the sealing portion 202 .

측벽부(206)는 실링부(202)에서 연장되어 평면부(205)의 외곽과 연결된다. 따라서 측벽부(206)는 수용부(204) 내부 공간의 깊이를 규정한다. The side wall part 206 extends from the sealing part 202 and is connected to the outside of the flat part 205 . The side wall portion 206 thus defines the depth of the space inside the receiving portion 204 .

측벽부(206)와 평면부(205)가 만나는 부분에는 모서리(E)가 형성된다. 모서리(E)는 후술되는 배터리 셀 제조 방법을 통해 형성된다. An edge (E) is formed at a portion where the side wall portion 206 and the flat portion 205 meet. The edge (E) is formed through a battery cell manufacturing method to be described later.

상기 모서리(E)의 반경(또는 R값)은 0.5~4mm 의 범위로 형성될 수 있다. The radius (or R value) of the corner (E) may be formed in the range of 0.5 ~ 4mm.

모서리 반경이 0.5mm 이하로 형성되는 경우, 모서리 부분에 매우 심한 변형이 발생되므로 모서리(E) 부분에 크랙(Crack)이 발생되기 쉽다. 또한 모서리 반경이 4mm를 초과하게 되면, 전극 조립체(Jelly Roll)가 수용부 내에 견고하게 삽입 및 결합되기 어렵다. 이에, 본 실시예에서 상기 모서리의 반경은 0.5mm 이상, 4mm 이하의 범위로 형성된다.
If the corner radius is formed to be less than 0.5mm, since a very severe deformation occurs in the corner portion, a crack is likely to occur in the corner (E) portion. In addition, when the corner radius exceeds 4 mm, it is difficult for the electrode assembly (Jelly Roll) to be firmly inserted and coupled into the receiving part. Accordingly, in this embodiment, the radius of the corner is formed in the range of 0.5 mm or more and 4 mm or less.

이어서, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 셀 제조 방법을 설명한다. Next, a method for manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention will be described.

도 5 내지 도 9는 본 실시예에 따른 배터리 셀 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 5 to 9 are diagrams for explaining a method of manufacturing a battery cell according to the present embodiment.

먼저 도 5를 참조하면, 케이스를 형성하기 위한 외장재(F)를 마련한다. First, referring to FIG. 5 , an exterior material F for forming a case is prepared.

외장재(F)는 절연물질로 형성된 절연층들 사이에 알루미늄 박막이 개재된 시트가 이용될 수 있다. 또한 절연층들은 나일론(Nylon)이나 PET(Polyethylene Terephthalate), PP(polypropylene) 등의 고분자 재료로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
As the exterior material (F), a sheet in which an aluminum thin film is interposed between insulating layers formed of an insulating material may be used. In addition, the insulating layers may be formed of a polymer material such as nylon, polyethylene terephthalate (PET), or polypropylene (PP), but is not limited thereto.

외장재(F)는 지지대(1) 상에 안착된다. 그리고 외장재(F)에 상부에는 고정부(2) 가 안착되어 외장재(F)를 가압한다. 따라서 외장재(F)는 고정부(2)가 가압하는 힘에 의해 움직임이 고정된다. The exterior material (F) is seated on the support (1). And the fixing part 2 is seated on the upper part of the exterior material (F) to press the exterior material (F). Accordingly, the movement of the exterior material F is fixed by the force applied by the fixing part 2 .

지지대(1)는 편평한 안착면을 제공하며, 내부에 적어도 하나의 중공부(S)가 구비된다. 중공부(S)는 수용부(도 4의 204)의 크기와 형상에 대응하는 크기와 형상으로 형성된다. 예를 들어, 중공부(S)는 수용부(204)와 실링부(도 4의 202)가 만나는 절곡선과 대응하는 형상으로 형성될 수 있다.
The support 1 provides a flat seating surface, and at least one hollow part S is provided therein. The hollow portion (S) is formed in a size and shape corresponding to the size and shape of the receiving portion (204 in FIG. 4). For example, the hollow portion (S) may be formed in a shape corresponding to the bending line where the receiving portion 204 and the sealing portion (202 of FIG. 4) meet.

이어서 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 펀치(P1)를 이용하여 중공부(S) 상에 배치된 외장재(F)를 가압하며 포밍(forming)하여 외장재(F)를 1차 성형한다. Subsequently, as shown in FIG. 6 , the exterior material F is primarily formed by pressing and forming the exterior material F disposed on the hollow portion S using the first punch P1 .

제1 펀치(P1)는 외장재(F)를 가압하며 중공부(S) 내로 삽입되고, 이에 따라 중공부(S) 상에 위치한 외장재(F)는 중공부(S)의 형상과 제1 펀치(P1)의 형상을 따라 변형되어 제1 형태의 수용부(204a)가 형성된다.The first punch (P1) is inserted into the hollow portion (S) while pressing the casing (F), and thus the casing (F) positioned on the hollow portion (S) is the shape of the hollow portion (S) and the first punch ( It is deformed along the shape of P1) to form the first type of receiving portion 204a.

1차 성형 단계에서 형성되는 수용부(204a)는 최종 제품에서 형성되는 최종 형태의 수용부(도 9의 204)보다 작은 크기로 형성된다. The receiving portion 204a formed in the first forming step is formed to have a smaller size than the final shape receiving portion (204 in FIG. 9 ) formed in the final product.

예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 수용부(204a)의 측벽부(206)와 평면부(205)가 만나는 모서리(E) 부분은 곡면으로 형성되는데, 이때 상기 모서리 부분이 반경(또는 R값)은 7~15mm 의 범위로 형성된다.For example, as shown in Fig. 7, the corner (E) portion where the side wall portion 206 and the flat portion 205 of the receiving portion 204a meet is formed as a curved surface, wherein the corner portion has a radius (or R value) is formed in the range of 7 to 15 mm.

모서리 반경이 7mm 미만인 경우, 1차 성형 단계에서 모서리 부분에 크랙이 발생될 가능성이 높다. 또한 R값이 15mm를 초과하게 되면, 후술되는 2차 성형 단계에서 수용부(204)의 깊이가 작아지는 문제가 발생될 수 있다. If the corner radius is less than 7mm, there is a high possibility that cracks will occur in the corner portion in the first forming step. In addition, when the R value exceeds 15 mm, a problem in that the depth of the receiving portion 204 is reduced in the secondary molding step to be described later may occur.

따라서, 본 실시예에서는 1차 성형을 통해 수용부(204a)의 모서리 반경을 값을 7mm 이상, 15mm 이하의 범위로 형성한다.Therefore, in the present embodiment, the radius of the corner of the receiving portion 204a is formed in a range of 7 mm or more and 15 mm or less through primary molding.

이를 위해, 제1 펀치(P1)는 모서리의 R값이 7~15mm의 범위로 형성될 수 있다. To this end, the first punch (P1) may be formed in the range of the R value of the corner 7 ~ 15mm.

또한, 제1 펀치(P1)는 후술되는 제2 펀치(도 8의 P2)의 길이보다 짧은 길이로 형성된다. 예를 들어, 제1 펀치(P1)의 길이는 제2 펀치(P2) 길이의 50~80%의 범위로 형성될 수 있다.In addition, the first punch (P1) is formed with a length shorter than the length of the second punch (P2 in FIG. 8) to be described later. For example, the length of the first punch (P1) may be formed in the range of 50 to 80% of the length of the second punch (P2).

이에 따라, 1차 성형 단계에서 형성되는 제1 형태의 수용부(204a)는 최종 제품의 수용부(204) 보다 얕은 깊이로 형성되며, 예를 들어 제1 형태의 수용부(204a)의 깊이는 최종 제품의 수용부 깊이의 50~80%의 범위로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다.
Accordingly, the receiving portion 204a of the first shape formed in the first forming step is formed to a shallower depth than the receiving portion 204 of the final product, for example, the depth of the receiving portion 204a of the first shape is It can be formed in the range of 50 to 80% of the depth of the receiving part of the final product. However, the configuration of the present invention is not limited thereto.

이어서 도 8에 도시된 바와 같이, 2차 성형 단계가 수행된다. Then, as shown in FIG. 8 , a secondary forming step is performed.

2차 성형 단계는 제1 펀지 (P1)와 모서리 R값이 다른 제2 펀치(P2)를 이용하여 외장재(F)를 2차 성형한다. 제2 펀치(P2)는 중공부(S) 내에 삽입되어 중공부(S) 내에 형성된 제1 형태의 수용부(204a)를 다시 가압하며, 이에 외장재(F) 는 중공부(S)와 제2 펀치(P2) 의 형상을 따라 변형된다. In the secondary molding step, the exterior material (F) is secondary-molded using the first punch (P1) and the second punch (P2) having a different edge R value. The second punch (P2) is inserted into the hollow portion (S) and presses the receiving portion (204a) of the first shape formed in the hollow portion (S) again, whereby the exterior material (F) is the hollow portion (S) and the second It deforms along the shape of the punch P2.

제2 펀치(P2)의 모서리 반경은 0.5~4mm의 범위로 형성된다. 따라서, 제2 펀치(P2)에 의해 성형된 수용부(204)도 모서리의 반경이 0.5~4mm 범위로 형성된다.The corner radius of the second punch (P2) is formed in the range of 0.5 ~ 4mm. Accordingly, the receiving portion 204 formed by the second punch (P2) is also formed in a radius of 0.5 ~ 4mm range of the corner.

또한 전술한 바와 같이 제2 펀치(P2)는 제1 펀치(P1)보다 길게 형성된다. 따라서, 제2 펀치(P2)가 중공부(S)에 삽입되면 수용부의 모서리 부분 반경이 변경될 뿐만 아니라 수용부의 깊이도 확장되며, 이에 최종 제품의 수용부(204)가 완성된다.
In addition, as described above, the second punch (P2) is formed longer than the first punch (P1). Therefore, when the second punch (P2) is inserted into the hollow portion (S), the radius of the corner portion of the receiving portion is changed as well as the depth of the receiving portion is expanded, thereby completing the receiving portion 204 of the final product.

상기한 과정을 반복 수행하여 전술한 제1, 제2 케이스(210, 220)가 완성되면, 도 4에 도시된 바와 같이 제1, 제2 케이스(210, 220)의 수용부(204) 내에 전극 조립체(100)를 배치하고 수용부(204) 내부 공간에 전해액을 채운 후, 제1 케이스(210)의 실링부(202)와 제2 케이스(220)의 실링부(202)를 접합 및 밀봉함으로써 본 실시예에 따른 배터리 셀을 완성한다.
When the above-described first and second cases 210 and 220 are completed by repeating the above process, as shown in FIG. 4 , the electrodes in the accommodating part 204 of the first and second cases 210 and 220 are completed. After disposing the assembly 100 and filling the inner space of the accommodating part 204 with an electrolyte, the sealing part 202 of the first case 210 and the sealing part 202 of the second case 220 are joined and sealed by A battery cell according to the present embodiment is completed.

한편 본 실시예에서는 2회에 걸쳐 외장재를 성형하는 경우를 예로 들고 있으나, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 3회 이상으로 성형 단계를 세분화하는 것도 가능하다.
Meanwhile, in this embodiment, although the case of molding the exterior material over two times is given as an example, the configuration of the present invention is not limited thereto, and it is also possible to subdivide the molding step into three or more times as needed.

이상에서 설명한 본 실시예에 따른 배터리 셀 제조 방법은 다수 회에 걸쳐 외장재를 성형하여 수용부를 형성한다. 수용부의 깊이가 깊은 케이스의 경우, 일회의 성형으로 수용부를 형성하게 되면 모서리 부분이 급격하게 절곡되므로 크랙이 발생되기 쉽다. 그러나 본 실시예와 같이 여러 번에 걸쳐 외장재를 성형하게 되면, 모서리 부분에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있으며, 이에 수용부의 깊이가 깊은 케이스를 제조하더라도 수용부의 모서리 부분에서 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
In the battery cell manufacturing method according to the present embodiment described above, the housing is formed by molding the exterior material a plurality of times. In the case of a case with a deep accommodating portion, when the accommodating portion is formed by one-time molding, the edge portion is rapidly bent, so cracks are likely to occur. However, if the exterior material is molded several times as in this embodiment, the stress applied to the corner portion can be minimized, and thus, even if a case with a deep receiving portion is manufactured, cracks are prevented from occurring in the corner portion of the receiving portion. can

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100: 전극 조립체
200: 케이스
202: 실링부
204: 수용부
205: 평면부
206: 측벽부100: electrode assembly
200: case
202: sealing part
204: receptacle
205: flat part
206: side wall portion

Claims (11)

외장재를 고정시키는 단계;
제1 펀치로 상기 외장재를 가압하여 제1 형태의 수용부를 형성하는 단계; 및
제2 펀치로 상기 제1 형태의 수용부를 가압하여 최종 형태의 수용부를 형성하는 단계;
를 포함하고,
상기 수용부는 수용 공간의 깊이를 규정하는 측벽부와 상기 측벽부에서 연장되어 상기 수용 공간을 마감하는 평면부를 포함하고,
상기 측벽부와 상기 평면부를 구획하는 모서리의 반경은 상기 제1 형태의 수용부가 상기 최종 형태의 수용부보다 크게 형성되는 배터리 셀 제조 방법.

fixing the exterior material;
forming a accommodating part of a first shape by pressing the exterior material with a first punch; and
forming a final form of the receiving unit by pressing the receiving unit of the first shape with a second punch;
including,
The accommodating part includes a side wall part defining the depth of the accommodating space and a flat part extending from the side wall part to close the accommodating space,
The radius of the corner dividing the side wall portion and the flat portion is a battery cell manufacturing method in which the receiving portion of the first shape is formed larger than the receiving portion of the final shape.

 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 형태의 수용부는 상기 모서리의 반경이 7~15mm의 범위로 형성되는 배터리 셀 제조 방법.
According to claim 1,
The method of manufacturing a battery cell in which the receiving portion of the first form is formed in a radius of 7 to 15 mm of the corner.
 제1항에 있어서,
상기 최종 형태의 수용부는 상기 모서리의 반경이 0.5~4mm의 범위로 형성되는 배터리 셀 제조 방법.
According to claim 1,
The battery cell manufacturing method in which the receiving portion of the final form is formed in a radius of 0.5 to 4 mm of the corner.
 제1항에 있어서, 상기 수용부의 깊이는,
상기 최종 형태의 수용부가 상기 제1 형태의 수용부보다 깊게 형성되는 배터리 셀 제조 방법.
According to claim 1, The depth of the receiving portion,
The method of manufacturing a battery cell in which the final form of the receiving portion is formed deeper than the first type of receiving portion.
 제5항에 있어서, 상기 제1 형태 수용부의 깊이는,
상기 최종 형태 수용부 깊이의 50~80% 범위로 형성되는 배터리 셀 제조 방법.
According to claim 5, The depth of the first shape receiving portion,
A method of manufacturing a battery cell formed in the range of 50 to 80% of the depth of the final shape receiving part.
 제1항에 있어서, 상기 외장재를 고정시키는 단계는,
중공부를 갖는 지지부 상에 상기 외장재를 배치한 후, 고정부로 상기 외장재의 상부를 가압하는 단계를 포함하는 배터리 셀 제조 방법.
The method of claim 1, wherein the fixing of the exterior material comprises:
After disposing the casing on the support having a hollow part, the battery cell manufacturing method comprising the step of pressing the upper portion of the casing with a fixing part.
 제7항에 있어서, 상기 제1 형태의 수용부를 형성하는 단계는,
상기 제1 펀치를 상기 중공부 내부에 삽입하여 상기 외장재를 변형시키는 단계를 포함하는 배터리 셀 제조 방법.
According to claim 7, wherein the step of forming the first type of receiving portion,
and inserting the first punch into the hollow part to deform the exterior material.
 제1항에 있어서, 상기 제1 펀치는,
상기 외장재와 접촉하는 부분의 모서리의 반경이 7~15mm의 범위로 형성되는 배터리 셀 제조 방법.
According to claim 1, wherein the first punch,
A method of manufacturing a battery cell in which a radius of a corner of a portion in contact with the exterior material is formed in a range of 7 to 15 mm.
 제1항에 있어서, 상기 제2 펀치는,
상기 외장재와 접촉하는 부분의 모서리의 반경이 0.5~4mm의 범위로 형성되는 배터리 셀 제조 방법.
According to claim 1, wherein the second punch,
A method of manufacturing a battery cell in which a radius of a corner of a portion in contact with the exterior material is formed in a range of 0.5 to 4 mm.
 제1항 및 제3항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법으로 제조된 배터리 셀.
A battery cell manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 10.
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