KR20160019150A

KR20160019150A - 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20160019150A
Application number: KR1020140103157A
Authority: KR
Inventors: 강택규
Original assignee: 주식회사 대한소재
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2016-02-19
Also published as: KR101617954B1

Abstract

본 발명은 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치 및 방법에 관한 것으로, 일정두께와 일정폭을 가지는 메탈의 상부면과 하부면에 일정간격으로 필름을 열융착하는 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치에 있어서, 메탈의 상부면과 하부면에 위치된 필름 부위를 진공으로 형성하고 진공을 통해 필름이 밀착된 메탈의 필름과 메탈 사이에 존재하는 미세 기포를 제거하고 가열 융착시키는 진공유도가열부를 포함하여 형성하여, 전기유도가열체를 사용하여 메탈에 필름을 밀착시키고 필름이 밀착된 주위를 진공시켜 기포를 흡착 제거한 다음 메탈을 유도 가열하여 융착하도록 함으로써, 전극탭과 필름 사이에 존재하는 미세 기포인한 파우치 밀봉 불량으로 2차전지의 전해액이 누설되는 것을 방지한 효과가 발생되도록 하는 발명이다.

Description

2차전지의 전극탭 필름 융착 장치 및 방법{The electrode tabs film fusion device of secondary batterycells and method}

본 발명은 2차전지에 구비되는 전극탭을 파우치 등의 2차전지 하우징에 장착하기 위하여 전극탭의 메탈 표면에 필름을 가열하여 융착하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극탭 메탈의 표면에 부착되어 2차전지 하우징과 결합되는 필름과 메탈 사이로부터 기포를 흡수하고 필름을 가열 융착함으로써, 기포가 포함되어 융착됨에 따른 전극탭 장착부의 리크발생을 방지하여 2차전지 전해액 누설이 방지되는 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치 및 방법에 관한 기술이다.

일반적으로 2차전지는 충전해서 반영구적으로 사용하는 전지로서 니켈-카드뮴, 리튬이온, 니켈-수소, 리튬폴리머 등 다양한 종류가 있으며, 외부 전원으로 공급받은 전류가 양극과 음극 사이에서 물질의 산화ㆍ환원 반응을 일으키는 과정에서 생성된 전기를 충전하는 방식으로 반영구적 사용이 가능한 것으로, 분리막, 양극재, 음극재, 전해질 등의 핵심소재로 이루어지며, 노트북 컴퓨터와 휴대전화, 캠코더 등 휴대용 전자기기뿐만 아니라 전기자동차에 널리 사용되는 것으로 알려져 있다.

이러한 2차전지 중에서 리튬폴리머 2차전지에 대한 종래기술로 한국 등록특허공보 제10-1090076호에 ‘2차 전지의 전극탭 필름 열융착장치’가 공지되어 있는데, 이 종래기술에는 리튬폴리머 2차전지가 도 1에 도시한 바와 같이, 전지부(100), 전지부(100)를 수용하는 파우치(105)로 이루어지고, 상기 전지부(100)는 양극판, 세퍼레이터, 음극판의 순서로 배열된 단위 셀 또는 양극판, 세퍼레이터, 음극판, 세퍼레이터, 양극판, 세퍼레이터, 음극판의 순서로 배열된 바이 셀을 전지 용량에 맞게 젤리-롤형으로 와인딩하거나 적층형으로 다수개를 라미네이팅하여 형성하는 기술이 배경기술로 기재되어 있다.

그리고 상기 전지부(100)의 각 극판에는 전극단자인 양극 단자(101)와 음극 단자(102)의 일단이 전지부와 접속되어 인출되고, 이 양극 단자(101)와 음극 단자(102)에는 각각 금속재질의 리드탭(103)이 용접 등에 의해 연결되어 있으며, 이들 리드탭(103)은 외부기기와 통전 연결을 위해 파우치(105)의 실링부(106)로부터 노출되고, 상기 리드탭(103)은 파우치(105)의 실링부(106)에 접착되는 부위의 양면 일정면적에 필름(104)을 부착하고 필름과 파우치 밀봉부를 밀봉 접착하여 파우치(105) 내에 충진되는 전해액이 누설되지 않으면서 양극 단자와 음극 단자간에 단락 현상을 방지하는 기술이 개시되어 있다.

즉, 2차전지의 파우치 밀봉부와 접촉되는 리드탭(103) 부위에 필름을 부착함으로써, 필름과 파우치 밀봉부가 접착되어 파우치 내부에 충전되는 전해액이 리드탭(103) 부위를 통해 누설되는 것을 방지하고, 외부의 습기가 리드탭 부위를 통해 파우치(105) 내부로 유입되지 않도록 하며, 파우치(105)의 밀봉부를 통해 리드탭(103) 간에서 발생될 수 있는 쇼트 현상을 방지하도록 하는 것이다.

그리고 상기 종래기술에서 필름을 리드탭에 부착하는 기술은 도 2, 3에 도시한 바와 같이, 필름절단이송부(112)에서 필름이송부(111)로부터 공급되는 필름을 진공흡착하고 소정의 길이만큼 절단하며, 절단된 필름을 리드탭이송부(107)로부터 공급되는 리드탭의 상면과 하면에 이송하여 부착하고, 상기 리드탭(103)의 상면과 하면에 부착된 필름(104)을 제1, 2, 3 온도에서 제1, 2, 3, 융착부재(108,109,110)를 사용하여 융착하는 기술이 나타나 있다.

이처럼 상기 종래기술은 리드탭에 필름을 부착함에 있어, 필름을 진공흡착하여 공급하고, 이를 소정의 길이로 절단한 다음, 절단된 필름을 리드탭의 상면과 하면으로 이송하여 부착하며, 부착된 필름을 3단계에 걸쳐 온도를 높인 제1, 2, 3, 융착부재를 사용하여 융착함으로써, 3차에 걸친 융착을 통해 리드탭에 대한 필름의 접착강도를 높이고, 접합부에 기포 발생을 방지하며, 접합부에 주름을 없애서 리드탭의 품질을 높이는 효과가 발생되도록 한 것이다.

즉, 상기 종래기술은 리드탭에 필름을 부착시키기 위하여 3차에 걸쳐 온도를 높인 융착부재를 사용하여야 하는 복잡하고 많은 구성요소를 구비하여야 따라 열융착 장치의 잦은 고장발생과 필름부착 장치 제조비용이 증가하는 문제가 있고, 특히 리드탭의 상하면으로 필름을 이송하기 위하여 진공 흡착하는 것일 뿐, 융착부재로 융착시에는 단지 3차에 걸쳐 가열 융착하는 것이어서, 리드탭과 필름 사이에서 발생되는 기포가 그대로 남아 있는 상태에서 필름의 융착이 이루어지기 때문에 파우치 밀봉불량으로 2차전지 사용시 전해액이 누설되는 등의 사고가 발생되고 있다.

이러한 문제를 해소하기 위하여 상기 종래기술에는 도 4, 5에 도시한 바와 같이, 필름(104)을 전극탭의 메탈(M)에 부착함에 있어서, 메탈을 메탈예열부(115)에서 예열하여 공급하고, 예열상태의 메탈에 필름을 1필름 가접 및 절단부(117)에서 1차 가열 융착하여 가접한 다음, 필름 진접부(118)에서 2차 가열 융착으로 진접하여 제품의 신뢰성을 높이고 제품 불량을 없애는 효과 발생되도록 하는 기술이 개시되어 있는데, 이 또한 필름을 메탈에 부착시키기 위하여 메탈을 예열하고, 필름을 2차례에 걸쳐 가열 융착하여야 하므로, 메탈에 필름을 부착하는 구성이 복잡하고, 가접시 메탈과 필름 사이에 기포가 발생되면 기포가 제거되지 않은 상태에서 그대로 진접이 이루어지기 때문에 파우치 밀봉불량에 따라 2차전지 사용시 전해액이 누설되는 등의 사고가 발생되고 있다.

상기 도 4에 도시된 종래기술의 도면에서 구체적으로 설명하지 않은 부호 113은 메탈공급부, 121은 메탈 가압지지부, 116은 필름공급부, 121은 메탈정렬부, 119은 플레스 컷팅부, 122는 메탈정렬부, 120은 이송척, 114는 메탈 권취부이고, 도 5에 도시된 종래기술에서 구체적으로 설명하지 않은 부호 123은 제1필름공급릴, 124는 제2필름공급릴, 125는 필름배출가이드, 126는 필름이송척, 127은 필름분배가이드를 나타낸 것이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 2차전지에 포함되어 형성하는 전극탭의 메탈에 필름을 융착시킴에 있어서, 전기 유도가열체를 사용하여 메탈에 필름을 가압 밀착하고, 필름이 밀착된 주위를 진공시켜 기포를 흡착 제거한 다음, 기포가 제거된 상태에서 전기유도가열부를 통해 메탈을 가열하고 필름이 메탈에 융착되도록 함으로써, 2차전지 파우치의 전극탭 밀봉부가 전극탭과 필름 사이에 존재하는 미세기포로 인해 파우치 밀봉불량으로 2차전지의 전해액 누설을 방지하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 일정두께와 일정폭을 가지는 메탈의 상부면과 하부면에 일정간격으로 필름을 열융착하는 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치에 있어서, 전극탭 메탈의 상부면과 하부면에 위치된 필름 부위를 진공으로 형성하고 진공을 통해 필름이 밀착된 메탈의 필름과 메탈 사이에 존재하는 미세 기포를 제거하고 메탈에 필름이 융착되도록 하는 진공유도가열부를 포함하여 형성되는 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치를 제공하도록 한다.

상기 진공유도가열부는 필름이 가압된 메탈 부위의 일정영역에 대하여 진공을 형성하는 진공챔버와 진공챔버의 내부에 설치되며 메탈에 필름을 일정압력으로 가압하면서 전기를 공급받아 메탈을 유도 가열하여 필름이 융착되도록 하는 전기유도가열기와 상기 진공챔버의 외측에 설치되어 진공챔버를 개폐시키는 개폐기를 포함하여 형성하도록 한다.

상기 전기유도가열기는 메탈의 상하부면에 위치한 필름을 가압하거나 가압을 해제하고 메탈을 유도 가열할 수 있도록, 메탈의 상부와 하부에 대응시켜 한 쌍으로 형성하고, 각각의 전기유도가열기에 유체압력에 의해 구동되는 실린더를 구비하하도록 한다.

상기 진공챔버는 전기유도가열기에 의해 메탈의 상하부면에 필름이 가압된 상태에서 필름이 위치된 메탈의 상하부면을 중심으로 진공영역이 형성되도록 메탈의 상부면과 하부면에 대응시켜 한 쌍으로 형성하되, 각각의 진공챔버에 진공포트와 실린더에 의해 구동되는 개폐기를 설치하고, 한쌍의 진공챔버를 동시 진공시켜 전기유도가열기에 의해 메탈이 유도 가열되어 필름이 융착되기 이전에 필름과 메탈 사이에 존재하는 기포를 흡수해 낼 수 있도록 한다.

또한 상기 진공챔버의 일측에는 전기유도가열기에 의해 메탈의 상부면에 가압 고정된 필름을 컷팅하는 커터를 형성하고, 전기유도가열기에 의해 필름이 메탈의 상부면과 하부면에 동시에 가압 고정이 완료되면 커터가 하강하여 필름에 접촉하면서 절단이 이루어지고 절단이 완료되면 상승되도록 하며, 상기 진공유도가열부에서 절단되고 기포가 제거된 상태로 필름이 열융착된 메탈은 필름정리부에서 2차전지 파우치 밀봉부에 융착이 가능한 크기로 필름을 컷팅하여 정리되도록 한다.

그리고 본 발명은 2차전지의 전극탭 필름 융착 방법에 있어서, 메탈을 메탈공급롤로부터 공급하는 메탈공급단계와; 메탈을 진공유도가열부를 향해 일정거리 피치 이동시키는 메탈이송단계와; 일측이 진공유도가열부로 진입된 메탈의 타측을 메탈지지부에서 가압하여 지지하는 메탈지지단계와; 상부필름권취롤과 하부필름권취롤로부터 필름을 메탈의 상하부면에 길이방향을 수직으로 교차하면서 공급시키는 필름공급단계와; 진공유도가열부의 전기유도가열기가 메탈의 상하부면으로 공급된 필름을 일정압력으로 가압하여 고정하는 필름고정단계와; 진공챔버를 통해 메탈과 필름이 가압 고정된 일정부위를 진공시키는 진공형성단계와; 필름의 가압 고정이 완료되면 커터에 의해 필름을 컷팅하는 필름컷팅단계와; 전기유도가열기에 전원을 인가하여 메탈을 유도 가열함으로써 전기유도가열기에 의해 가압 고정된 필름이 메탈의 상하부면에 융착되도록 하는 필름융착단계와; 진공을 해제하고 필름이 융착된 메탈을 피치 이송시켜 필름정리부에서 필름을 재컷팅하여 정리하는 필름정리단계와; 필름이 융착되어 정리된 메탈을 메탈권취롤에 권취시키는 메탈권취단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차전지의 전극탭 필름 융착 방법을 제공하도록 한다.

본 발명은 2차전지에 포함되어 형성하는 전극탭의 메탈에 필름을 융착 시킴에 있어, 메탈을 예열하지 않고, 또한 필름을 여러 단계에 걸쳐 온도를 높여 융착하는 구성을 사용하지 않으며, 전기유도가열기를 사용하여 메탈의 유도 가열을 통해 필름을 밀착시키고 필름이 밀착된 주위를 진공시켜 기포를 흡착 제거한 다음 융착함으로써, 전극탭과 필름 사이에 존재하는 미세 기포로 인한 파우치 밀봉 불량으로 2차전지의 전해액이 누설되는 것을 방지하고, 견고하고 균일하게 필름을 융착시켜 품질을 향상시키는 효과가 발생된다.

도 1 내지 5는 종래기술을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 2차전지의 리드탭 필름 열융착장치의 메탈 공급 흐름을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 2차전지의 리드탭 필름 열융착장치의 필름 공급 흐름을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 2차전지의 리드탭 필름 열융착장치의 진공유도가열부를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 2차전지의 리드탭 필름 열융착 방법을 나타낸 블럭도이다.

본 발명의 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 포함되는 것임을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 2차전지의 전극탭 필름 열융착장치는 도 1에 도시한 바와 같은 파우치(20)에 밀봉 내장되는 전지(10)의 전극탭을 형성하는 메탈(1)의 상부면과 하부면에 필름(141,142)을 일정간격으로 이격시켜 부착하는 장치로서, 도 6에 도시한 바와 같이, 일정두께와 일정 폭을 가지는 금속판재로 이루어지는 메탈(1)을 롤 형태로 권취시켜 공급하는 메탈공급롤(3)와 필름이 부착이 완료된 메탈(1)을 권취하는 메탈권취롤(4)을 일정간격으로 이격시켜 배치하고, 일정폭과 두께를 가지는 필름(2)이 메탈(1)의 상부면과 하부면에 각각 길이방향으로 교차하면서 위치되도록 공급하는 상부필름권취롤(9)과 하부필름권취롤(10)을 일정간격으로 이격시켜 배치하며, 메탈(1)의 상부면과 하부면에 위치된 필름 부위에 진공을 형성하고 진공을 통해 필름(2)이 밀착된 메탈(1)의 상부면과 하부면으로부터 기포를 제거하고 가열 융착하는 진공유도가열부(6)를 배치한다.

메탈(1) 공급에 관한 구성을 보다 상세하게 설명하면, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 메탈공급롤(3)과 진공유도가열부(6) 사이에 메탈(1)에 필름(2)을 융착하는 작업과 융착된 필름을 컷팅하는 작업을 할 때 작업이 용이하게 이루어지도록 메탈(1)을 가압하여 지지하는 메탈지지부(5)를 배치한다.

그리고 상기 진공유도가열부(6)와 메탈권취롤(4)의 사이에는 진공유도가열부(6)를 통과하면서 메탈(1)의 상부와 하부면에 융착된 필름의 주위를 컷팅하여 정리하는 필름정리부(7)를 배치하고, 메탈(1)을 메탈권취롤(4)에 일정피치로 이송하여 권취시키는 메탈이송부(8)를 배치하여 형성한다.

상기 진공유도가열부(6)와 메탈권취롤(4) 사이에 구비되는 메탈지지부(5) 및 필름정리부(7), 메탈이송부(8)는 메탈(1)을 공급하기 위하여 기본적으로 구비되는 구성이고, 이들 구성 이외에 필름(2)이 융착된 메탈(1)을 정렬하여 필름정리부(7)로 이송을 가이드하는 메탈정렬부(미도시)를 추가로 구비할 수 있다.

필름(2) 공급에 관한 구성을 보다 상세하게 설명하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 필름(2)이 메탈(1)의 상부면과 하부면에 각각 길이방향으로 교차하면서 공급되도록 메탈(1)이 공급되는 방향과 직교하는 위치의 일측 단부에 상부필름권취롤(9)과 하부필름권취롤(10)을 상하 일정간격으로 이격시켜 설치한다.

그리고 상기 상부필름권취롤(9)과 하부필름권취롤(10)로부터 인출되는 필름(2)은 필름의 공급방향과 직교하는 방향으로 공급된 메탈(1)의 상부면과 하부면에 위치되어 상기 진공유도가열부(6)로 이송되도록, 상하부필름권취롤(9, 10)로부터 진공유도가열부(6) 방향으로 필름(2)을 분배하는 분배가이드(15)와 필름(2)을 잡아서 이송시키는 필름이송척(16)과 이송되는 필름을 메탈(1)의 상부와 하부로 인입되도록 가이드 하는 필름배출가이드(17)를 설치한다.

상기 진공유도가열부(6)는 도 8에 도시한 바와 같이, 메탈 공급 구성에 의해 메탈(1)이 공급되고, 메탈(1)의 상부면과 하부면으로 필름 공급 구성에 의해 필름(2)이 공급되어 위치하면, 필름(2)을 일정압력으로 가압하여 밀착하고 전기를 공급받아 메탈을 유도 가열하여 가압된 필름이 메탈에 융착되도록 하는 전기유도가열기(13)를 형성하며, 필름이 가압된 메탈(1) 부위의 일정영역에 대하여 진공을 형성하는 진공챔버(12)를 형성하고, 상기 진공챔버(12)의 외측에 설치되어 진공챔버를 개폐시키는 개폐기(14)를 포함하여 형성한다.

상기 전기유도가열기(13)는 메탈(1)의 상하부면에 위치한 필름(2)을 가압하거나 가압을 해제하고 메탈을 유도 가열할 수 있도록, 메탈(1)의 상부와 하부에 대응시켜 한 쌍으로 형성하고, 각각의 전기유도가열기에 유체압력에 의해 구동되는 실린더를 구비하여 한 쌍의 전기유도가열기(13)가 필름(2)의 가압과 가압해제를 동시에 수행할 수 있도록 한다.

상기 진공챔버(12)는 전기유도가열기(13)에 의해 메탈(1)의 상하부면에 필름이 가압된 상태에서 필름이 위치된 메탈의 상하부면을 중심으로 진공영역이 형성되도록 메탈의 상부면과 하부면에 대응시켜 한 쌍으로 형성하되, 각각의 진공챔버(12)에 진공포트와 실린더에 의해 진공챔퍼의 개폐동작을 제어하는 개폐기(14)를 설치하고, 한쌍의 진공챔버(12)를 동시 진공시켜 전기유도가열기(13)에 의해 메탈이 유도 가열되어 메탈에 밀착된 필름이 융착되기 이전에 필름과 메탈 사이에 존재하는 기포를 흡수해 낼 수 있도록 한다.

또한 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 진공챔버(12)의 일측에는 전기유도가열기(13)에 의해 메탈(1)의 상부면에 가압 고정된 필름(2)을 컷팅하는 커터(11)를 형성하고, 전기유도가열기(13)에 의해 필름(2)이 메탈(1)의 상부면과 하부면에 동시에 가압 고정이 완료되면 커터(11)가 하강하여 필름(2)에 접촉하면서 절단이 이루어지고 절단이 완료되면 상승되도록 한다.

상기 필름(2)을 분배하는 분배가이드(15)는 도 7에 도시한 바와 같이, 상하부필름권취롤(9, 10)로부터 공급되는 상부필름(2a)과 하부필름(2b)을 상하 일정거리로 이격된 상태에서 공급되도록 상부필름(2a)과 하부필름(2b)을 상하로 이격시켜 가이드하는 가이드홀(15a)을 포함하여 형성한다.

상기 필름이송척(16)은 도 7에 도시한 바와 같이, 필름(2)의 상부와 하부에 위치되어 동시 작동이 가능하게 한 쌍으로 형성하고, 각각의 필름이송척(16)에서 상부필름(2a)과 하부필름(2b)을 클램핑하여 이송하며, 필름 클램핑 이송시 상부필름(2a)과 하부필름(2b) 사이에 상기 분배가이드(15)를 통과하면서 상하부필름(2a, 2b)의 이격된 간격에 해당하는 두께를 가지는 스페이서판(16a)을 설치하여 분배가이드(15)에서 이격된 간격을 유지하면서 필름을 일정피치로 이송할 수 있도록 한다.

상술한 메탈(1) 공급 구성과 필름(2) 공급 구성에 의해 공급된 메탈과 필름은 진공유도가열부(6)에서 기포가 제거된 상태에서 열융착되고 필름이 컷팅된 메탈은 도 6에 도시한 바와 같이 메탈 공급 구성에 포함되는 필름정리부(7)에서 2차전지 파우치 밀봉부에 융착이 가능한 크기로 컷팅하여 정리하고, 필름이 정리된 메탈은 메탈권취롤(4)에 권취한다.

상술한 구성을 가지는 본 발명에 따른 2차전지의 전극탭 필름 융착 방법은 도 9에 도시한 바와 같이, 전극탭을 구성하는 메탈(1)을 메탈공급롤(3)로부터 공급하는 메탈공급단계(S1)와; 메탈(1)을 진공유도가열부(6)를 향해 일정거리 피치 이동시키는 메탈이송단계(S2)와; 일측이 진공유도가열부(6)로 진입된 메탈(1)의 타측을 메탈지지부(5)에서 가압하여 지지하는 메탈지지단계(S3)와; 상부필름권취롤(9)과 하부필름권취롤(10)로부터 필름(2)을 메탈(1)의 상하부면에 길이방향을 수직으로 교차하면서 공급시키는 필름공급단계(S4)와; 진공유도가열부(6)의 전기유도가열기(13)가 메탈의 상하부면으로 공급된 필름을 일정압력으로 가압하여 고정하는 필름고정단계(S5)와; 진공챔버(12)를 통해 메탈과 필름이 가압 고정된 일정부위를 진공시키는 진공형성단계(S6)와; 필름의 가압 고정이 완료되면 커터(11)에 의해 필름을 컷팅하는 필름컷팅단계(S7)와; 전기유도가열기(13)에 전원을 인가하여 전기유도가열기에 의해 메탈을 유도 가열하여 가압 고정된 필름을 메탈의 상하부면에 융착시키는 필름융착단계(S8)와; 진공을 해제하고 필름이 융착된 메탈을 피치 이송시켜 필름정리부(7)에서 필름을 재컷팅하여 정리하는 필름정리단계(S9)와; 필름이 융착되어 정리된 메탈을 메탈권취롤(4)에 권취시키는 메탈권취단계(S10)를 포함하여 이루어지도록 한다.

상술한 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치에 의한 필름 융착 방법의 S1 내지 S10 단계를 반복적으로 수행함으로써 전극탭을 구성하는 메탈(1)을 유도 가열하여 필름(2)이 융착하기 전에 진공흡입을 통해 메탈(1)과 필름(2) 사이에 존재하는 미세 기포를 모두 제거함으로써, 2차전지 파우치 밀봉 불량으로 전해액이 누설되는 사고를 방지하는 우수한 효과가 발생되는 것이다.

1 : 메탈 2 : 필름
2a : 상부필름 2b : 하부필름
3 : 메탈공급롤 4 : 메탈권취롤
5 : 메탈지지부 6 : 진동유도가열부
7 : 필름정리부 8 : 메탈이송부
9 : 상부필름권취롤 10 : 하부필름권취롤
11 : 커터 12 : 진공챔버
13 : 전기유도가열기 14 : 개폐기
15 : 분배가이드 15a : 가이드홀
16 : 필름이송척 16a : 스페이서판

Claims

일정두께와 일정폭을 가지는 메탈의 상부면과 하부면에 일정간격으로 필름을 열융착하는 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치에 있어서,
전극탭 메탈의 상부면과 하부면에 위치된 필름 부위를 진공으로 형성하고 진공을 통해 필름이 밀착된 메탈의 필름과 메탈 사이에 존재하는 미세 기포를 제거하고 메탈에 필름이 융착되도록 하는 진공유도가열부를 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치.
제1항에 있어서,
상기 진공유도가열부는 필름이 가압된 메탈 부위의 일정영역에 대하여 진공을 형성하는 진공챔버와;
진공챔버의 내부에 설치되며 메탈에 필름을 일정압력으로 가압하면서 전기를 공급받아 메탈을 유도 가열하여 필름이 융착되도록 하는 전기유도가열기와;
상기 진공챔버의 외측에 설치되어 진공챔버를 개폐시키는 개폐기를 포함하여 형성하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치.
제2항에 있어서,
상기 전기유도가열기는 메탈의 상하부면에 위치한 필름을 가압하거나 가압을 해제하고 메탈을 유도 가열할 수 있도록, 메탈의 상부와 하부에 대응시켜 한 쌍으로 형성하고, 각각의 전기유도가열기에 유체압력에 의해 구동되는 실린더를 구비하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치.
제3항에 있어서,
상기 진공챔버는 전기유도가열기에 의해 메탈의 상하부면에 필름이 가압된 상태에서 필름이 위치된 메탈의 상하부면을 중심으로 진공영역이 형성되도록 메탈의 상부면과 하부면에 대응시켜 한 쌍으로 형성하되, 각각의 진공챔버에 진공포트와 실린더에 의해 구동되는 개폐기를 설치하고, 한쌍의 진공챔버를 동시 진공시켜 전기유도가열기에 의해 메탈이 유도 가열되어 필름이 융착되기 이전에 필름과 메탈 사이에 존재하는 기포를 흡수해 낼 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치.
제4항에 있어서,
또한 상기 진공챔버의 일측에는 전기유도가열기에 의해 메탈의 상부면에 가압 고정된 필름을 컷팅하는 커터를 형성하고, 전기유도가열기에 의해 필름이 메탈의 상부면과 하부면에 동시에 가압 고정이 완료되면 커터가 하강하여 필름에 접촉하면서 절단이 이루어지고 절단이 완료되면 상승되도록 하는 것을 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치.
제5항에 있어서,
상기 진공유도가열부에서 절단되고 기포가 제거된 상태로 필름이 열융착된 메탈은 필름정리부에서 2차전지 파우치 밀봉부에 융착이 가능한 크기로 필름을 컷팅하여 정리하는 것을 특징으로 하는 2차전지의 전극탭 필름 융착 장치.
2차전지의 전극탭 필름 융착 방법에 있어서,
메탈을 메탈공급롤로부터 공급하는 메탈공급단계와;
메탈을 진공유도가열부를 향해 일정거리 피치 이동시키는 메탈이송단계와;
일측이 진공유도가열부로 진입된 메탈의 타측을 메탈지지부에서 가압하여 지지하는 메탈지지단계와;
상부필름권취롤과 하부필름권취롤로부터 필름을 메탈의 상하부면에 길이방향을 수직으로 교차하면서 공급시키는 필름공급단계와;
진공유도가열부의 전기유도가열기가 메탈의 상하부면으로 공급된 필름을 일정압력으로 가압하여 고정하는 필름고정단계와;
진공챔버를 통해 메탈과 필름이 가압 고정된 일정부위를 진공시키는 진공형성단계와;
필름의 가압 고정이 완료되면 커터에 의해 필름을 컷팅하는 필름컷팅단계와;
전기유도가열기에 전원을 인가하여 메탈을 유도 가열함으로써 전기유도가열기에 의해 가압 고정된 필름이 메탈의 상하부면에 융착되도록 하는 필름융착단계와;
진공을 해제하고 필름이 융착된 메탈을 피치 이송시켜 필름정리부에서 필름을 재컷팅하여 정리하는 필름정리단계와;
필름이 융착되어 정리된 메탈을 메탈권취롤에 권취시키는 메탈권취단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 2차전지의 전극탭 필름 융착 방법.