KR20170026230A - 이차전지의 실링장치 - Google Patents

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KR20170026230A
KR20170026230A KR1020160108595A KR20160108595A KR20170026230A KR 20170026230 A KR20170026230 A KR 20170026230A KR 1020160108595 A KR1020160108595 A KR 1020160108595A KR 20160108595 A KR20160108595 A KR 20160108595A KR 20170026230 A KR20170026230 A KR 20170026230A
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최용수
정상석
황원필
김초롱
김용
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 이차전지의 실링장치에 관한 것으로, 전극조립체가 수용된 파우치의 실링면을 열융착하여 실링하는 실링부재; 및 상기 실링면을 냉각하는 냉각부재를 포함한다.

Description

이차전지의 실링장치{apparatus for sealing secondary battery}
본 발명은 이차전지의 실링장치에 관한 것으로서, 특히 파우치의 실링면 열융착시 상기 실링면의 내측에 구비된 수지층이 상기 실링면의 외부로 흘러서 인출되는 것을 방지한 이차전지의 실링장치에 관한 것이다.
일반적으로 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
특허등록번호 제10-0958649호
종래기술에 따른 이차전지는 전극조립체, 전극조립체가 수용되는 파우치를 포함하며, 상기 전극조립체는 양극, 분리막 및 음극으로 마련되고, 상기 파우치는 전극조립체가 수용되는 수용부와 상기 수용부의 주면을 실링하는 실링면으로 마련된다.
그리고 상기 파우치는 내부수지층, 금속층, 외부수지층으로 마련되며, 상기 내부 및 외부 수지층은 외부로부터 금속층을 보호하고, 금속층은 절연성을 높인다.
그러나 종래기술에 따른 이차전지는 상기 전극조립체를 상기 파우치의 수용부에 수용한 상태로 상기 파우치의 실링면을 열융착하여 실링하는데, 이때 상기 실링면의 내부수지층이 함께 용융되면서 상기 실링면의 외부로 흘러서 인출되는 문제가 있었다. 특히 용융된 내부수지층이 상기 수용부로 인출될 경우 전극조립체와 접촉되면서 전극조립체의 훼손이 발생하는 문제가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 파우치의 실링면을 열융착시 상기 실링면에 구비된 내측 수지층을 냉각하여 상기 파우치의 외부로 흘러서 인출되는 것을 방지한 이차전지의 실링장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지의 실링장치는 전극조립체가 수용된 파우치의 실링면을 열융착하여 실링하는 실링부재; 및 상기 실링면을 냉각하는 냉각부재를 포함할 수 있다.
상기 실링부재는 상기 실링면의 상면과 하면을 동시에 열융착하여 실링할 수 하는 있다.
상기 냉각부재는 상기 실링면의 상면과 하면을 동시에 냉각할 수 있다.
상기 냉각부재는 상기 실링부재를 사이에 두고 상기 실링면의 내측 단부와 외측 단부를 각각 냉각하는 내측 냉각부와 외측 냉각부로 마련될 수 있다.
상기 내측 냉각부와 상기 외측 냉각부는 서로 다른 냉각 온도를 가질 수 있다.
상기 실링면의 내측 단부에 마련된 상기 내측 냉각부는 상기 외측 냉각부 보다 높은 냉각 온도를 가질 수 있다.
상기 내측 냉각부와 외측 냉각부는 서로 다른 냉각 면적을 가질 수 있다.
상기 실링면의 내측 단부에 마련된 상기 내측 냉각부는 상기 외측 냉각부 보다 큰 냉각 면적을 가질 수 있다.
상기 냉각부재와 상기 실링부재는 밀착되지 않게 배치되면서 상기 냉각부재와 상기 실링부재 사이에 단열 및 변형공간을 확보할 수 있다.
상기 냉각부재와 상기 실링부재 사이에는 단열재가 포함될 수 있다.
본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.
첫째: 실링부재와 냉각부재를 포함하는 실링장치를 마련함으로써 파우치의 실링면을 열융착하여 실링함과 동시에 실링면의 내측 수지층을 냉각하여 파우치 내부로 인출되는 것을 방지하며, 이에 내측 수지층과 전극조립체가 접촉되는 것을 방지할 수 있다.
둘째: 실링부재는 한 쌍으로 마련하여 실링면의 양면을 동시에 열융착하여 실링함으로써 실링력을 높일 수 있다.
셋째: 냉각부재는 한 쌍으로 마련하여 실링면의 양면을 동시에 냉각함으로써 내측 수지층의 용융을 현저히 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지의 실링장치를 도시한 도면.
도 2는 도 1에 표시된 A부분 확대도.
도 3은 본 발명에 따른 이차전지의 실링장치를 도시한 확대단면도.
도 4는 본 발명에 따른 실링장치의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 실링장치의 또 다른 실시예를 도시한 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이차전지는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(10), 전극조립체(10)를 수용한 상태로 상호 결합되는 상부 케이스와 하부 케이스로 마련된 파우치(20)를 포함한다.
즉, 파우치(20)는 상부 케이스와 하부 케이스가 결합되면서 전극조립체(10)가 수용되는 수용부(21)와, 상기 수용부(21)의 테두리면에 구비되고 열융착하여 실링되는 실링면(22)으로 마련된다.
그리고 파우치(20)는 절연성과 안전성을 위해 내부수지층(20a), 금속층(20b), 외부수지층(20c)으로 마련된다.
이와 같은 이차전지는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(10)를 파우치(20)의 수용부(21)에 수용한 상태로 실링면(22)을 열융착하여 실링한다. 이때 본 발명에 따른 이차전지용 실링장치(100)를 이용한다.
본 발명에 따른 이차전지용 실링장치(100)는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(10)가 수용된 파우치(20)의 실링면(22)을 열융착하여 실링하는 실링부재(110)를 포함한다.
즉, 본 발명에 따른 이차전지용 실링장치(100)는 고온으로 가열된 실링부재(110)를 이용하여 파우치(20)의 실링면(22)을 가압함과 동시에 열융착시켜서 실링한다.
여기서 실링부재(110)는 한 쌍으로 이루어져, 실링면(22)의 상면과 하면을 동시에 가압하면서 열융착하며, 이에 실링면(22)의 실링력을 높일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 이차전지용 실링장치(100)는 실링부재(110)를 이용하여 실링면(22)을 열융착할 시 실링부재(110)의 열원에 의해 실링면(22) 내측의 내부수지층(20a)이 용융되고, 용융된 내부수지층(20a)은 실링면(22) 외부로 흘러서 인출되는 문제점이 있었다. 특히 내부수지층(20a)이 수용부(21)로 인출될 경우 내부수지층(20a)과 전극조립체(10)가 접촉되면서 전극조립체(10)가 훼손되는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 이차전지의 실링장치(100)는 실링부재(110)에 의해 용융된 내부수지층(20a)이 실링면(22) 외부로 흘러서 인출되지 않도록 냉각하는 냉각부재(120)를 구비한다. 즉, 냉각부재(120)는 실링면(22)의 내측 단부(도 3에서 보았을 때 실링면의 우측 단부)와 외측 단부(도 3에서 보았을 때 실링면의 좌측 단부)를 각각 냉각한다.
보다 상세히 설명하면, 냉각부재(120)는 실링부재(110)를 사이에 두고 실링면(22)의 내측 단부와 외측 단부를 각각 냉각하는 내측 냉각부(121)와 외측 냉각부(122)로 마련된다. 즉 실링부재(110)는 실링면(22) 내측의 내부수지층(20a)을 용융하여 실링하는 한편, 내측 냉각부(121)와 외측 냉각부(122)는 실링면(22)의 내측 단부와 외측 단부를 냉각하여 용융된 내부수지층(20a)이 실링면(22)의 내측 단부와 외측 단부로 인출되는 것을 방지한다. 특히 냉각부재(120)는 실링면(22)의 외측방향과 수용부 방향으로 인출되는 것을 모두 방지할 수 있다.
여기서 냉각부재(120)는 한 쌍으로 이루어져, 실링면(22)의 상면과 하면을 동시에 냉각하며, 이에 실링면(22)을 보다 효과적으로 냉각할 수 있다.
한편, 냉각부재(120)에서 내측 냉각부(121)와 외측 냉각부(122)는 서로 다른 냉각 온도를 가진다. 즉, 실링면(22)의 내측 단부와 외측 단부는 서로 다른 두께를 가질 있으며, 내측 단부와 외측 단부의 두께 차이에 따라 내측 냉각부(121)와 외측 냉각부(122)의 냉각 온도를 다르게 조절하여 실링면(22) 내측의 내부수지층(20a)을 보다 효과적으로 냉각할 수 있다.
첫번째 예로, 실링면(22)의 내측 단부에 마련된 내측 냉각부(121)는 실링면(22)의 외측 단부에 마련된 외측 냉각부(122) 보다 높은 냉각 온도를 가지며, 이에 실링면(22)의 내측 단부에 위치한 내부수지층(20a)를 보다 효과적으로 냉각하여 수용부방향으로 내부수지층(20a)이 인출되는 것을 방지할 수 있다.
두번째 예로, 실링면(22)은 내측 단부에서 외측 단부로 갈수록 점차 두께가 작아지는 형태를 가지며, 이에 실링면(22)의 내측 단부를 냉각하는 내측 냉각부(121)의 냉각 온도는 실링면(22)의 외측 단부를 냉각하는 외측 냉각부(122)의 냉각 온도 보다 높게 설정하여 냉각 효율성을 높일 수 있다.
한편, 실링면(22)의 내측 단부에 마련된 내측 냉각부(121)는 외측 냉각부(122) 보다 큰 냉각 면적을 가진다. 즉, 실링면(22)의 내측 단부로 내측 수지층(20a)이 인출될 경우 전극조립체가 훼손되는 문제점이 있기 때문에, 내측 냉각부(121)의 냉각 면적을 외측 냉각부(122)의 냉각 면적 보다 크게 형성하여 실링면(22)의 내측 단부에 위치한 내측 수지층(20a)을 효과적으로 냉각할 수 있고, 이에 수용부 방향으로 내부수지층(20a)이 인출되는 것을 방지할 수 있다.한편, 냉각부재(120)와 실링부재(110)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 밀착되지 않게 배치되며, 이에 냉각부재(120)와 실링부재(110) 사이에 단열 및 변형공간을 확보한다. 즉, 상기 단열 및 변형공간에 의해 냉각부재(120)와 실링부재(110)의 열 또는 냉기 교환을 방지할 수 있다. 예로 실링부재(110)의 고온이 냉각부재(120)에 전달되면서 냉각 온도가 상승할 수 있지만, 단열 및 변형공간을 통해 열 전달을 차단하여 냉각부재(120)의 냉각 온도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
특히 실링부재(110)와 냉각부재(120) 사이의 상기 단열 및 변형공간으로 용융된 내측 수지층(20a)을 포함하는 실링면(22)이 밀려나옴으로써 내측 수지층(20a)의 외부 인출을 현저히 방지할 수 있다.
한편, 냉각부재(120)와 실링부재(110) 사이의 단열 및 변형공간에는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 단열재(130)가 포함될 수 있으며, 단열재(130)는 냉각부재(120)와 실링부재(110)의 열 또는 냉기 교환을 효과적으로 차단할 수 있다.이와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 이차전지의 실링장치(100)는 파우치의 실링면을 열융착하더라도 실링면 내측의 내부수지층(20a)이 용융하여 흘러나오는 것을 방지할 수 있으며, 이에 내부수지층(20a)과 전극조립체(10)가 접촉되는 것을 방지하고, 전극조립체(20a)의 훼손을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 이차전지의 실링장치(100)는 실링공정 시 실링부재(110)가 파우치를 실링함과 동시에 내측 냉각부(121)와 외측 냉각부(122)를 포함하는 냉각부재(120)가 실링면의 양단부를 냉각하며, 이에 실링부재(110)의 양단부의 수지는 냉각부재(120)에 의해 냉각되어 고화되므로 중앙부의 수지가 용융되더라도 외부로 흘러나가는 것을 방지할 수 있다.
이상에서 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.
100: 실링장치
110: 실링부재
120: 냉각부재
121: 내측 냉각부
122: 외측 냉각부
130: 단열재

Claims (10)

  1. 전극조립체가 수용된 파우치의 실링면을 열융착하여 실링하는 실링부재; 및
    상기 실링면을 냉각하는 냉각부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 실링장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 실링부재는 상기 실링면의 상면과 하면을 동시에 열융착하여 실링하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 실링장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각부재는 상기 실링면의 상면과 하면을 동시에 냉각하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 실링장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각부재는 상기 실링부재를 사이에 두고 상기 실링면의 내측 단부와 외측 단부를 각각 냉각하는 내측 냉각부와 외측 냉각부로 마련되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 실링장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 내측 냉각부와 상기 외측 냉각부는 서로 다른 냉각 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지의 실링장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 실링면의 내측 단부에 마련된 상기 내측 냉각부는 상기 외측 냉각부 보다 높은 냉각 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지의 실링장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 내측 냉각부와 외측 냉각부는 서로 다른 냉각 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지의 실링장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 실링면의 내측 단부에 마련된 상기 내측 냉각부는 상기 외측 냉각부 보다 큰 냉각 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 이차전지의 실링장치.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각부재와 상기 실링부재는 밀착되지 않게 배치되면서 상기 냉각부재와 상기 실링부재 사이에 단열 및 변형공간을 확보하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 실링장치.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각부재와 상기 실링부재 사이에는 단열재가 포함되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 실링장치.
KR1020160108595A 2015-08-27 2016-08-25 이차전지의 실링장치 KR20170026230A (ko)

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