KR20200117177A - 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치 및 제조방법 - Google Patents
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Abstract
이차전지용 파우치 외장재의 제조장치 및 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치는 이차전지의 전극조립체를 감싸는 파우치 외장재를 제조하기 위한 장치로서, 상면 가장자리를 따라 안착단을 형성하며, 상기 안착단의 내측으로 하향 단차진 수용부를 형성하고, 상기 수용부가 대칭으로 구획되도록 상기 수용부의 중앙에 길이방향을 따라 브릿지부를 돌출되게 형성하고 있는 다이, 상기 안착단에 대응하여 하면 가장자리를 따라 고정단을 형성하고, 상기 고정단의 내측으로 공간부를 형성하며, 상기 다이의 상부에 구비되어 상기 다이에 대하여 상하방향으로 이동하는 스트리퍼, 및 상기 브릿지부에 대응하는 홈부를 형성하여 상기 공간부에서 상하방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 안착단과 고정단 사이에 가장자리가 개재되는 파우치 외장재를 상기 수용부에 대하여 압입하는 펀치를 포함한다.
Description
본 발명은 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로 서, 보다 상세하게는 공정단순화를 통해 전체적인 사이클 타이클 타임을 줄이고, 실링면을 최소화하여 냉각 효율을 향상시키는 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
이차전지는 자동차, 휴대폰, 노트북, 캠코더 등의 전원으로 널리 사용된다.
특히, 리튬 이차전지의 사용은 작동 전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 이점으로 인해 급속도로 증가되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차전지는 주로 리튬계 산화물을 양극 활물질로, 탄소재를 음극 활물질로 사용하며, 일반적으로 사용되는 전해질의 형태에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 및 리튬 폴러머 전지로 분류되기도 하며, 전지의 외형에 따라 원통형, 각형 및 파우치형 이차전지로 분류되기도 한다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높다.
그 중에서도 형태 및 크기에 제약이 없고, 열융착을 통한 조립이 쉬우며, 이상 거동 발생 시, 기체나 액체를 내보내는 효과가 용이하여 경량의 얇은 두께의 셀 제작에 특히 적합한 파우치형 이차전지에 대한 관심이 집중되고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 공정단순화를 통해 전체적인 사이클 타이클 타임을 줄이고, 실링면을 최소화하여 냉각 효율을 향상시키는 이차전지용 파우치 외자재의 제조장치 및 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 이차전지의 전극조립체를 감싸는 파우치 외장재를 제조하기 위한 장치로서, 상면 가장자리를 따라 안착단을 형성하며, 상기 안착단의 내측으로 하향 단차진 수용부를 형성하고, 상기 수용부가 대칭으로 구획되도록 상기 수용부의 중앙에 길이방향을 따라 브릿지부를 돌출되게 형성하고 있는 다이, 상기 안착단에 대응하여 하면 가장자리를 따라 고정단을 형성하고, 상기 고정단의 내측으로 공간부를 형성하며, 상기 다이의 상부에 구비되어 상기 다이에 대하여 상하방향으로 이동하는 스트리퍼, 및 상기 브릿지부에 대응하는 홈부를 형성하여 상기 공간부에서 상하방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 안착단과 고정단 사이에 가장자리가 개재되는 파우치 외장재를 상기 수용부에 대하여 압입하는 펀치를 포함하는 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 브릿지부는 상기 수용부를 구획하며, 상기 다이의 중앙에서 길이방향을 따라 직선으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 다이의 브릿지부의 높이는 상기 전극조립체 두께의 1/2 미만으로 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다이의 브릿지부의 높이는 상기 안착단의 높이에 비하여 1mm 이상 2mm 이하의 범위만큼 작게 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 다이의 브릿지부는 상면 및 상기 다이의 바닥면과 연결되는 길이방향의 양측 모서리가 각각 라운드지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 다이의 안착단은 상면 내측 모서리 및 상기 다이의 바닥면과 연결되는 각 모서리가 라운드지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 펀치는 홈부 및 상기 다이와 접촉되는 하면의 각 모서리가 라운드지게 형성될 수 있다.
그리고 본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 제1항 내지 제6항 중, 하나의 항에 기재된 이차전지용 파우치 외장제의 제조장치를 이용하여 이차전지용 파우치 외장재를 제조하는 제조방법으로서, 다이 상에 일정크기로 절단한 파우치 외장재를 로딩시키는 제1단계, 상기 다이의 상부에 배치된 스트리퍼가 하강하여 상기 다이의 안착단과 스트리퍼의 고정단 사이에 상기 파우치 외장재를 개재하여 고정시키는 제2단계, 상기 스트리퍼의 내부에 배치된 펀치의 하강에 의해 상기 다이의 수용부에 대하여 상기 파우치 외장재를 압입하여 상기 다이의 브릿지부를 기준으로 대칭되는 포밍부를 형성하는 제3단계, 및 상기 포밍부가 형성된 파우치 외장재를 폴딩지그에 로딩한 후, 압착하여 폴딩라인을 형성하는 제4단계를 포함하는 이차전지용 파우치 외장재의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1단계는 상기 다이의 안착단을 덮도록 파우치 외장재를 로딩하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 제3단계는 상기 다이의 브릿지부에 펀치의 홈부가 끼워지면서 상기 파우치 외장재에 브릿지라인을 형성하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 제4단계는 상기 브릿지라인이 폴딩부에 대응되도록 상기 파우치 외장재를 상기 폴딩지그에 안착시키는 단계일 수 있다.
또한, 상기 제4단계 이후에, 상기 파우치 외장재에 형성된 상기 폴딩라인을 기준으로 대칭된 상기 포밍부가 상호 마주보도록 대칭으로 접는 제5단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치 및 제조방법은 파우치 외장재에 브릿지라인을 형성한 후, 이에 대응하여 폴딩라인을 형성함으로써, 폴딩 성형 시, 상기 폴딩라인에 의한 잉여구간을 제거할 수 있어 제조원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치 및 제조방법은 상기 폴딩라인을 제외한 3면만을 실링함으로써, 실링면을 줄여 실링성을 향상시키면서 냉각 효율을 증대시킬 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재를 적용한 이차전지의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치의 개략적인 사시도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재의 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치의 개략적인 사시도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재의 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재를 적용한 이차전지의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치의 개략적인 사시도이며, 도 3 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재의 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재(20)가 적용되는 이차전지(1)는 전극조립체(10) 및 파우치 외장재(20)로 구성된다.
상기 전극조립체(10)는 일정크기의 단위로 절단한 복수개의 양극판과 음극판들을 세퍼레이터를 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형 전극조립체일 수 있다.
상기 전극조립체(10)의 양극(11)과 음극(13)은 서로 대향하여 파우치 외장재(20)의 양측에 돌출된다.
이러한 전극조립체(10)는 파우치 외장재(20)의 내부에 전해액과 함께 삽입되어 설치된다.
그리고 파우치 외장재(20)는 고분자층, 및 금속층이 순차적으로 적층된 복합재로 이루어지며, 플랙시블한 성질을 가진다.
이러한 파우치 외장재(20)는 내부에 폐공간으로 이루어진 설치부(25)가 형성되며, 상기 설치부(25)를 통해 상기 전극조립체(10)가 삽입된다.
이때, 상기 설치부(25)는 삽입되는 전극조립체(10)의 형상과 크기에 대응하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 파우치 외장재는 상기 설치부(25)를 이루는 일측면을 포함하며, 상기 일측면을 제외한 3면이 실링 처리되어 내부가 밀폐된다.
도 2를 참조하면, 상기한 바와 같은 파우치 외장재(20)를 제조하는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치는 다이(30), 스트리퍼(40), 및 펀치(50)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 다이(30)는 상면 가장자리를 따라 안착단(31)이 일체로 돌출 형성된다.
상기 안착단(31)은 그 상면이 평평한 면으로 이루어질 수 있다.
이러한 안착단(31)에는 파우치 외장재(20)가 안착된다.
또한, 상기 다이(30)는 상기 안착단(31)의 내측으로 하향 단차진 수용부(33)가 형성된다.
상기 수용부(33)는 상기 전극조립체(10)의 형상과 동일한 사각형상으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 수용부(33)는 전극조립체(10)의 형상에 따라 변경하여 적용할 수 있다.
이러한 안착단(31)은 상면 내측 모서리 및 상기 다이(30)의 바닥면과 연결되는 각 모서리가 라운드지게 형성될 수 있다.
이는, 상기 파우치 외장재(20)의 성형 시, 상기 파우치 외장재(20)가 압입되면서 찢어지는 것을 방지하기 위함이다.
이때, 상기 수용부(33)의 중앙에 상기 수용부(33)를 대칭으로 구획하는 브릿지부(35)가 상향 돌출 형성된다.
상기 브릿지부(35)의 높이(h1)는 o보다 크고, 상기 전극조립체 두께의 1/2 미만으로 설정될 수 있다.
또한, 상기 브릿지부(35)는 상면 및 상기 다이(30)의 바닥면과 연결되는 길이방향의 양측 모서리가 각각 라운드지게 형성된다.
이는, 상기 파우치 외장재(20)의 성형 시, 상기 파우치 외장재(20)가 압입되면서 찢어지는 것을 방지하기 위함이다.
이러한 수용부(33)는 상기 브릿지부(35)를 기준으로 양측이 대칭되도록 구획된다.
여기서 상기 브릿지부(35)는 상기 안착단(31)의 높이보다 낮게 형성된다.
예를 들어, 상기 브릿지부(35)는 높이(h1)가 상기 안착단(31)의 높이(h2)에 비하여 높이차이(d)가 1mm 이상 3mm 이하의 범위만큼 작게 작게 설정될 수 있다.
이는 이하에서 설명할 폴딩라인(L2)을 형성한 후, 상기 폴딩라인(L2)을 기준으로 폴딩 성형 시, 상기 폴딩라인(L2)에 의한 잉여구간이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
더불어, 이는 상기 파우치 외장재(20)의 폴딩 시, 상기 안착단(31)에 비하여 단차가 낮은 수용부(33)의 부족한 높이를 보상해주기 위함이다.
그리고 상기 스트리퍼(40)는 상기 다이(30)의 상부에 배치된다.
상기 스트리퍼(40)는 상기 안착단(31)에 대응하여 하면 가장자리를 따라 고정단(41)이 형성된다.
이때, 상기 고정단(41)은 상기 안착단(31)의 크기와 동일하게 형성될 수 있다.
상기 스트리퍼(40)는 상기 고정단(41)의 내측으로 형성된 공간부(43)를 포함한다.
이러한 공간부(43)는 상기 수용부(33)의 넓이와 동일하게 형성될 수 있다.
상기 스트리퍼(40)는 복수개 배치되는 실린더의 작동에 의해 상기 다이(30)에 대하여 상하방향으로 이동 가능하게 설치된다.
상기 스트리퍼(40)는 실린더에 의해 작동되는 것을 예로 들어 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 구동원의 종류는 변경하여 적용할 수 있다.
예를 들어, 상기 스트리퍼(40)는 서보모터 등을 이용하여 상하방향으로 이동 가능하게 장착될 수 있다.
그리고 상기 펀치(50)는 상기 공간부(43)에서, 상하방향으로 작동 가능하게 설치된다.
또한, 상기 펀치(50)는 하면 상에 상기 브릿지부(35)에 대응하여 홈부(55)가 형성된다.
이때, 상기 홈부(55)는 상기 파우치 외장재(20)가 개재된 상태로, 상기 브릿지부(35)가 삽입되도록 형성된다.
이때, 상기 펀치(50)는 홈부(55) 및 상기 다이(30)와 접촉되는 하면의 각 모서리가 라운드지게 형성될 수 있다.
이는, 상기 파우치 외장재(20)의 포밍 성형 시, 상기 파우치 외장재(20)가 압입되면서 찢어지는 것을 방지하기 위함이다.
이러한 펀치(50)는 상기 스트리퍼(40)에 실린더를 통해 설치되어 상하방향으로 이동 가능하게 장착될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 상기 펀치(50)가 작동하는 구동원은 변경하여 적용할 수 있다.
상기와 같은 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치를 이용하여 파우치 외장재(20)를 제조하는 방법은 다음과 같다.
도 3을 참조하면, 상기 다이(30) 상에 일정크기로 절단한 파우치 외장재(20)를 로딩시킨다.
여기서 상기 파우치 외장재(20)는 상기 다이(30)의 상면 전체를 덮도록 안착된다.
다음으로 상기 다이(30)의 상부에 배치된 스트리퍼(40)가 하강하여 상기 다이(30)의 안착단(31)과 스트리퍼(40)의 고정단(41) 사이에 상기 파우치 외장재(20)를 개재하여 고정시킨다.
도 4를 참조하면, 상기 스트리퍼(40)의 내부에 배치된 펀치(50)의 하강에 의해 상기 다이(30)의 수용부(33)에 대하여 상기 파우치 외장재(20)를 압입한다.
상기 다이(30)의 브릿지부(35)에 펀치(50)의 홈부(55)가 대응된다.
이때, 상기 다이(30)의 브릿지부(35)에 의해 상기 파우치 외장재(20)에 브릿지라인(L1)이 형성된다.
또한, 상기 파우치 외장재(20)에는 상기 다이(30)의 브릿지부(35)를 기준으로 대칭되는 포밍부(21)가 형성되며, 상기 포밍부(21)의 외측으로 상기 포밍부(21)와 단차진 접합부(23)가 형성된다.
도 5를 참조하면, 상기 포밍부(21)가 형성된 파우치 외장재(20)를 폴딩지그(60)에 로딩한다.
이때, 상기 파우치 외장재(20)는 상기 브릿지부(35)에 의해 형성된 브릿지 라인(L1)이 폴딩지그(60)에 형성된 폴딩부(65)에 대응되도록 로딩시킨다.
도 6을 참조하면, 상기 폴딩지그(60)에 안착된 파우치 외장재(20)에 폴딩부(65)에 의한 폴딩라인(L2)이 형성되도록 압착시킨다.
예를 들어, 상기 폴딩지그(60)의 상부에서 진공 이젝터 등을 이용하여 에어의 압력으로 상기 파우치 외장재(20)를 상기 폴딩지그(60) 측으로 압착시킬 수 있다.
여기서 상기 폴딩지그를 통해 성형된 상기 파우치 외장재(20)는 포밍부(21)의 깊이가 상기 폴딩라인(L2) 측과, 접합부(23) 측이 동일하게 형성된다.
즉, 상기 파우치 외장재(20)가 상기 폴딩지그(60)에 의해 성형되면서, 상기 폴딩라인(L2)이 브릿지라인(L1)보다 더 길게 형성되는 것이다.
다시 말해, 상기 폴딩라인(L2)의 높이는 상기 전극조립체(10) 두께의 1/2로 설정될 수 있다.
이어서, 도 7을 참조하면, 상기 파우치 외장재(20)에 형성된 상기 폴딩라인(L2)을 기준으로 상기 포밍부(21)가 상호 마주보도록 대칭으로 상기 파우치 외장재(20)를 폴딩 성형시킨다.
이때, 상기 포밍부(21)의 외측을 따라 형성된 접합부(23)는 그에 대응하는 접합부(23)끼리 접촉된다.
이러한 포밍부(21)가 겹쳐져 폐공간의 설치부(25)가 형성된다.
마지막으로, 상기 파우치 외장재(20)의 내부의 설치부(25)에 전극조립체(10)를 삽입한 상태로, 상기 폴딩라인(L2)을 포함하는 일측면을 제외한 3면을 따라 실링(S)한다(도1 참조).
이때, 상기 파우치 외장재(20)의 내부에는 전극조립체(10)를 삽입한 후, 전해질이 유입된다.
상기 실링(S)은 열을 이용할 수 있으며, 상기 파우치 외장재(20)를 이루는 고분자층을 녹이면서 상기 접합부(23)를 접합시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치 및 제조방법은 파우치 외장재(20)에 브릿지라인(L1)을 형성한 후, 이에 대응하여 폴딩라인(L2)을 형성함으로써, 상기 폴딩라인(L2)을 기준으로 폴딩 성형 시, 상기 폴딩라인(L2)에 의한 잉여구간을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치 및 제조방법은 상기 파우치 외장재(20)의 실링면을 최소화하여 실링성을 향상시키면서 냉각 효율을 증대시킬 수 있다.
즉, 상기 이처전지용 파우치 외장재의 제조장치 및 제조방법은 기존의 파우치 외장재(20)의 전면을 실링하는 것을 대신하여 일측면의 실링 공정을 제거함으로써, 실링성을 향상시킬 수 있는 것이다.
이에 따라, 상기 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치 및 제조방법은 제조공정을 단순화하여 전체적인 사이클 타임을 줄일 수 있고, 생상성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 이차전지 10: 전극조립체
11: 양극 13: 음극
20: 파우치 외장재 21: 포밍부
23: 접합부 25: 설치부
30: 다이 31: 안착단
33: 수용부 35: 브릿지부
40: 스트리퍼 41: 고정단
43: 공간부 50: 펀치
55: 홈부 60: 폴딩지그
65: 폴딩부 L1: 브릿지라인
L2: 폴딩라인
11: 양극 13: 음극
20: 파우치 외장재 21: 포밍부
23: 접합부 25: 설치부
30: 다이 31: 안착단
33: 수용부 35: 브릿지부
40: 스트리퍼 41: 고정단
43: 공간부 50: 펀치
55: 홈부 60: 폴딩지그
65: 폴딩부 L1: 브릿지라인
L2: 폴딩라인
Claims (12)
- 이차전지의 전극조립체를 감싸는 파우치 외장재를 제조하기 위한 장치로서,
상면 가장자리를 따라 안착단을 형성하며, 상기 안착단의 내측으로 하향 단차진 수용부를 형성하고, 상기 수용부가 대칭으로 구획되도록 상기 수용부의 중앙에 길이방향을 따라 브릿지부를 돌출되게 형성하고 있는 다이;
상기 안착단에 대응하여 하면 가장자리를 따라 고정단을 형성하고, 상기 고정단의 내측으로 공간부를 형성하며, 상기 다이의 상부에 구비되어 상기 다이에 대하여 상하방향으로 이동하는 스트리퍼; 및
상기 브릿지부에 대응하는 홈부를 형성하여 상기 공간부에서 상하방향으로 이동 가능하게 설치되고, 상기 안착단과 고정단 사이에 가장자리가 개재되는 파우치 외장재를 상기 수용부에 대하여 압입하는 펀치;
를 포함하는 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 브릿지부는 상기 수용부를 구획하며, 상기 다이의 중앙에서 길이방향을 따라 직선으로 형성되는 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치. - 제2항에 있어서,
상기 다이의 브릿지부의 높이는 상기 전극조립체 두께의 1/2 미만으로 설정되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치. - 제2항에 있어서,
상기 다이의 브릿지부의 높이는 상기 안착단의 높이에 비하여 1mm 이상 2mm 이하의 범위만큼 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 다이의 브릿지부는 상면 및 상기 다이의 바닥면과 연결되는 길이방향의 양측 모서리가 각각 라운드지게 형성되는 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 다이의 안착단은 상면 내측 모서리 및 상기 다이의 바닥면과 연결되는 각 모서리가 라운드지게 형성되는 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치. - 제6항에 있어서,
상기 펀치는 홈부 및 상기 다이와 접촉되는 하면의 각 모서리가 라운드지게 형성되는 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치. - 제1항 내지 제7항 중, 하나의 항에 기재된 제조장치를 이용하여 이차전지용 파우치 외장재를 제조하는 제조방법으로서,
다이 상에 일정크기로 절단한 파우치 외장재를 로딩시키는 제1단계;
상기 다이의 상부에 배치된 스트리퍼가 하강하여 상기 다이의 안착단과 스트리퍼의 고정단 사이에 상기 파우치 외장재를 개재하여 고정시키는 제2단계;
상기 스트리퍼의 내부에 배치된 펀치의 하강에 의해 상기 다이의 수용부에 대하여 상기 파우치 외장재를 압입하여 상기 다이의 브릿지부를 기준으로 대칭되는 포밍부를 형성하는 제3단계; 및
상기 포밍부가 형성된 파우치 외장재를 폴딩지그에 로딩한 후, 압착하여 폴딩라인을 형성하는 제4단계;
를 포함하는 이차전지용 파우치 외장재의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 제1단계는
상기 다이의 안착단을 덮도록 파우치 외장재를 로딩하는 단계인 이차전지용 파우치 외장재의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 제3단계는
상기 다이의 브릿지부에 펀치의 홈부가 끼워지면서 상기 파우치 외장재에 브릿지라인을 형성하는 단계는 이차전지용 파우치 외장재의 제조방법. - 제10항에 있어서,
상기 제4단계는
상기 브릿지라인이 폴딩부에 대응되도록 상기 파우치 외장재를 상기 폴딩지그에 안착시키는 단계인 이차전지용 파우치 외장재의 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 제4단계 이후에,
상기 파우치 외장재에 형성된 상기 폴딩라인을 기준으로 대칭된 상기 포밍부가 상호 마주보도록 대칭으로 접는 제5단계를 더 포함하는 이차전지용 파우치 외장재의 제조방법.
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KR1020190038920A KR20200117177A (ko) | 2019-04-03 | 2019-04-03 | 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치 및 제조방법 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022086113A1 (ko) * | 2020-10-23 | 2022-04-28 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차전지 파우치 제조장치 |
WO2022086114A1 (ko) * | 2020-10-23 | 2022-04-28 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차전지 파우치 제조장치 |
WO2022098093A1 (ko) * | 2020-11-04 | 2022-05-12 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차전지 파우치 제조장치 및 그에 의해 제조된 이차전지 파우치 |
WO2022114466A1 (ko) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 파우치 성형 장치 |
WO2023018209A1 (ko) * | 2021-08-13 | 2023-02-16 | 주식회사 클레버 | 3면 실링 파우치형 이차전지의 돌출부 성형장치 |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022086113A1 (ko) * | 2020-10-23 | 2022-04-28 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차전지 파우치 제조장치 |
WO2022086114A1 (ko) * | 2020-10-23 | 2022-04-28 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차전지 파우치 제조장치 |
WO2022098093A1 (ko) * | 2020-11-04 | 2022-05-12 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차전지 파우치 제조장치 및 그에 의해 제조된 이차전지 파우치 |
EP4241962A4 (en) * | 2020-11-04 | 2024-04-10 | LG Energy Solution, Ltd. | DEVICE FOR MANUFACTURING A SECONDARY BATTERY POCKET AND SECONDARY BATTERY POCKET MANUFACTURED THEREBY |
WO2022114466A1 (ko) * | 2020-11-30 | 2022-06-02 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 파우치 성형 장치 |
EP4180202A4 (en) * | 2020-11-30 | 2024-03-06 | LG Energy Solution, Ltd. | POCKET FORMING DEVICE |
WO2023018209A1 (ko) * | 2021-08-13 | 2023-02-16 | 주식회사 클레버 | 3면 실링 파우치형 이차전지의 돌출부 성형장치 |
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