WO2024136606A1 - 실링 장치 및 그에 의해 실링된 파우치형 이차 전지 - Google Patents

실링 장치 및 그에 의해 실링된 파우치형 이차 전지 Download PDF

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Definitions

  • Lithium secondary batteries generally manufacture positive and negative electrodes by applying an electrode active material slurry to the positive electrode current collector and negative electrode current collector, and stack them on both sides of a separator to form an electrode assembly of a predetermined shape. Afterwards, it is manufactured by storing the electrode assembly in a pouch and injecting an electrolyte solution.
  • Secondary batteries are classified into pouch type and can type, etc., depending on the material of the case that accommodates the electrode assembly.
  • pouch-type secondary batteries are generally manufactured by forming an accommodating part in a flexible pouch film, storing an electrode assembly in the accommodating part, injecting an electrolyte solution, and then sealing the terrace area around the accommodating part.
  • One problem to be solved by the present invention is to provide a sealing device that forms a sealing portion with high sealing strength and fracture delay effect.
  • Another problem to be solved by the present invention is to provide a pouch-type secondary battery including a sealing portion with high sealing strength and rupture delay effect.
  • the sealing device can seal a pouch-type battery case including a receiving portion in which an electrode assembly is accommodated and a terrace portion located around the receiving portion.
  • the sealing device may include a pair of sealing tools configured to face each other with the terrace part in between and to adjust a mutual distance.
  • Each sealing tool includes a protrusion protruding toward the terrace portion; And it may include a depression formed to be stepped from the protrusion.
  • the distance between the protrusions of the pair of sealing tools may be adjusted to be 68% to 82% of the initial thickness of the terrace part.
  • the protrusion may be located on the innermost side of the sealing tool.
  • the protrusions and recesses may be arranged alternately with respect to the width direction of the sealing tool.
  • the distance between the recessed parts of the pair of sealing tools may be adjusted to be 86% to 99% of the initial thickness of the terrace part.
  • the width of the depression may be smaller than the width of the innermost protrusion.
  • the plurality of protrusions may have a larger width as they are located inside the width direction of the sealing tool.
  • the single protrusion may be located inside the depression.
  • the distance between the recessed parts of the pair of sealing tools may be adjusted to be 78% to 92% of the initial thickness of the terrace part.
  • Each sealing tool includes a first pressing area that seals the inner surface of the terrace portion and an insulating member surrounding an electrode lead connected to the electrode assembly to each other; It may include a second pressing area that seals the inner surfaces of the terrace portions.
  • the protrusions and depressions may be included in the second pressing area.
  • a pouch-type secondary battery includes an electrode assembly; And it may include a pouch-type battery case having a receiving portion for accommodating the electrode assembly and a terrace portion located around the receiving portion.
  • the terrace portion includes a sealing portion; And it may include a gas pocket portion located between the sealing portion and the receiving portion.
  • the sealing portion includes a thin-part extending along an edge of the sealing portion; And it may include a thick-part that extends parallel to the thin part and is thicker than the thin part. The thickness of the thin portion may be 68% to 82% of the thickness of the gas pocket portion.
  • the thin part may be located on the innermost side of the sealing part.
  • the thin portion and the rear portion may be formed alternately with respect to the width direction of the sealing portion.
  • the thickness of the rear portion may be 86% to 99% of the thickness of the gas pocket portion.
  • the plurality of thin portions include: a first thin portion; And it may include a second thin part located outside the first thin part and having a narrower width than the first thin part.
  • the width of the posterior portion may be smaller than the width of the innermost thin portion.
  • the plurality of thin portions may have a larger width as they are located inside the sealing portion in the width direction.
  • the single thin portion may be located inside the rear portion in the width direction of the sealing portion.
  • the thickness of the rear portion may be 78% to 92% of the thickness of the gas pocket portion.
  • the pouch-type secondary battery includes an electrode lead connected to the electrode assembly and protruding to the outside of the terrace portion; And it may further include an insulating member that insulates the electrode lead and the battery case.
  • the sealing portion includes a first sealing region where the inner surface of the terrace portion and the insulating member are sealed; And it may include a second sealing area in which inner surfaces of the terrace portion are sealed to each other. The thin portion and the rear portion may be included in the second sealing area.
  • the sealing strength of the sealing portion formed in the pouch-type battery case is increased, thereby preventing or delaying the occurrence of abnormal vents.
  • FIG. 1 is an assembly diagram of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a plan view of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a perspective view of a sealing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4A and 4B are enlarged views of the second pressing area and its surroundings of the sealing device shown in FIG. 3.
  • Figure 5 is a schematic diagram for explaining the operation of a sealing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the sealing tool shown in FIG. 5 and the sealing portion thereby formed in the pouch-type battery case.
  • Figure 7 is an enlarged cross-sectional view of a sealing tool according to another embodiment of the present invention and a sealing portion formed thereby in a pouch-type battery case.
  • Figures 8a to 8c are graphs summarizing the results of experiments to confirm the effectiveness of the sealing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an assembly diagram of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the pouch-type secondary battery 1 (hereinafter referred to as 'secondary battery') according to an embodiment of the present invention may be a secondary battery sealed by a sealing device according to the present invention.
  • the secondary battery 1 described in this specification may be in a state at a specific point during the manufacturing process or may be in a final completed state, and may be appropriately interpreted depending on the context or need.
  • the secondary battery 1 may include an electrode assembly 10 and a pouch-type battery case 20 (hereinafter, “battery case”).
  • the electrode assembly 10 may be formed by alternately stacking an anode and a cathode with a separator in between. That is, the electrode assembly 10 may include a plurality of electrodes and a separator interposed between the plurality of electrodes to insulate the plurality of electrodes from each other.
  • the electrode assembly 10 may be accommodated together with an electrolyte in the battery case 20, and more specifically, in the receiving portion 22, which will be described later.
  • the electrode assembly 10 may be provided in various types such as a stack type, a jelly roll type, and a stack and fold type, and the type of the electrode assembly 10 is not limited.
  • the electrode assembly 10 may include an electrode tab 11 .
  • the electrode tab 11 is connected to the anode and cathode of the electrode assembly 10, respectively, and protrudes outward from the electrode assembly 10 to serve as a path through which electrons can move between the inside and outside of the electrode assembly 10. there is.
  • the electrode tab 11 may be formed by cutting the uncoated portion of the electrode current collector or by connecting a separate conductive member to the uncoated portion using ultrasonic welding or the like.
  • the electrode tab 11 may include a positive electrode tab 11a connected to the positive electrode and a negative electrode tab 11b connected to the negative electrode.
  • the anode tab 11a and the cathode tab 11b may protrude in different directions from the electrode assembly 10, but are not limited to this and may protrude in various directions, such as protruding side by side in the same direction from one side.
  • An electrode lead 12 that supplies electricity to the outside of the battery cell 1 may be connected to the electrode tab 11 of the electrode assembly 10. Additionally, a portion of the electrode lead 12 may be surrounded by an insulating member 14 .
  • the insulating member 14 may be sealed together with the first case 20a and the second case 20b. Accordingly, the insulating member 14 can insulate the electrode lead 12 and the battery case 20 and maintain the seal of the battery case 20.
  • insulating tape is often used because it is easy to attach to the electrode lead 12 and has a relatively thin thickness. However, it is not limited to this and various members can be used as long as they can insulate the electrode lead 12. there is.
  • the electrode lead 12 may be connected to the electrode tab 11 and the other end may protrude to the outside of the battery case 20 .
  • the electrode lead 12 may include a positive electrode lead 12a connected to the positive electrode tab 11a and a negative electrode lead 12b connected to the negative electrode tab 11b.
  • the electrode lead 12 may electrically connect the electrode assembly 10 to the outside. Additionally, since the positive electrode tab 11a and the negative electrode tab 11b are formed to protrude in various directions, the positive electrode lead 12a and the negative electrode lead 12b may each extend in various directions.
  • the battery case 20 can accommodate the electrode assembly 10 therein and can be formed by molding a laminate sheet. For example, when a flexible laminate sheet is drawn and molded using a die and a punch, a portion of the sheet is stretched to form a receiving portion 22 having a pocket-shaped receiving space, thereby manufacturing the battery case 20. there is.
  • the configuration of the receiving portion 22 is not limited to this, and may be formed in a manner different from that shown in the drawing.
  • the battery case 20 may be in a state at a specific point in time during the manufacturing process or may be in a final completed state. That is, the description of the battery case 20 can include both a sealed state as shown in FIG. 2 or an unfolded state as shown in FIG. 1, and can be appropriately interpreted depending on the context or need.
  • the battery case 20 may accommodate the electrode assembly 10 and be sealed so that a portion of the electrode lead 12 is exposed.
  • the battery case 20 may include a first case 20a and a second case 20b that are sealed to each other with the electrode assembly 10 interposed therebetween.
  • the receiving portion 22 may be formed in at least one of the first case 20a and the second case 20b. And, the surrounding area of the receiving part 22 may form the terrace part 23. That is, the battery case 20 may include an accommodating portion 22 and a terrace portion 23 located outside the accommodating portion 22.
  • the first case 20a and the second case 20b may be connected to each other by the folding portion 21.
  • the first case 20a and the second case 20b may be manufactured separately.
  • the accommodating portion 22 may define a receiving space capable of accommodating the electrode assembly 10.
  • the receiving portion 22 may have a pocket shape.
  • the receiving portions 22 of the pair of cases 20a and 20b are arranged to face each other and can accommodate the electrode assembly 10 together. That is, the receiving portions 22 of the pair of cases 20a and 20b may be arranged to face each other to define a receiving space in which the electrode assembly 10 is accommodated. In this case, compared to the case where the receiving portion 22 is formed only in one of the pair of cases 20a and 20b, the electrode assembly 20 is thick and can accommodate the electrode assembly 10 with a large capacity. .
  • the first case 20a and the second case 20b may be connected by a folding portion 21.
  • a portion of the folding portion (21) is connected to the receiving portion (22) of the first case (20a) and the receiving portion (22) of the second case (20b).
  • another part of the folding portion 21 may be located between the terrace portion 23 of the first case 20a and the terrace portion 23 of the second case 20b.
  • the first case 20a and the second case 20b can face each other.
  • the folding portion 21 may extend parallel to the overall length direction of the electrode assembly 10, but is not limited thereto.
  • Each case (20a) (20b) may include a terrace portion (23) located around the receiving portion (22).
  • the terrace portion 23 may be formed around the four sides of the receiving portion 22.
  • the terrace part 23 is located around three sides of the four sides of the receiving part 22 excluding the folding part 21 side. can be formed.
  • the terrace portions 23 of the first case 20a and the second case 20b may contact each other.
  • the insulating member 14 of the electrode assembly 10 may be located between the terrace portions 23 of the pair of cases 20a and 20b.
  • Figure 2 is a plan view of a pouch-type secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the terrace portion 23 may include a sealing portion 24.
  • the sealing portion 24 may be a portion of the first case 20a and the second case 20b that are sealed together by heat fusion or the like while they are in contact with each other.
  • the sealing portion 24 may be formed by sealing the outer portions of the terrace portions 23 of the pair of cases 20a and 20b with each other.
  • the width of the sealing portion 24 may be formed to be approximately constant, but is not limited thereto.
  • the sealing portion 24 includes a first sealing region 241 in which the inner surface of the terrace portion 23 and the insulating member 14 are sealed, and a second sealing region 242 in which the inner surfaces of the terrace portion 23 are sealed with each other. It can be included.
  • the second sealing area 242 may be located on both sides with the first sealing area 241 in between. Both second sealing areas 242 may extend to be inclined or rounded with respect to the extension direction of the first sealing area 241 . Both second sealing areas 242 may extend in different directions.
  • the extension direction of each second sealing area 242 is not constant and may vary in the middle. However, it is not limited to this, and it is possible for the second sealing area 242 and the first sealing area 241 to extend in parallel.
  • the first sealing area 242 may be formed by fusion of a polymer layer (e.g., polypropylene) forming the innermost layer of each of the first case 20a and the second case 20b to the insulating member 14. there is.
  • the second sealing area 242 may be formed by fusion of polymer layers (eg, polypropylene) forming the innermost layer of each of the first case 20a and the second case 20b.
  • the terrace portion 23 may include a gas pocket portion 25 located between the sealing portion 24 and the receiving portion 22.
  • the gas pocket portion 25 may be a portion that is not sealed when the first case 20a and the second case 20b are in contact with each other.
  • the gas pocket portion 25 is located on a portion of the inner side of the terrace portion 23 of the pair of cases 20a and 20b, and defines a pocket space in communication with the accommodating space of the accommodating portion 22. can do.
  • the shape of the gas pocket portion 25 is not limited.
  • Some of the gas generated due to abnormal operation of the electrode assembly 10 may flow into the gas pocket portion 25 from the receiving portion 22. Therefore, it is possible to sufficiently prevent or delay an increase in the internal pressure of the battery case 20 due to the gas.
  • the sealing portion 24 may include a pattern to improve sealing strength.
  • the sealing part 24 includes a thin-part 243 extending along the edge of the sealing part 24, extending parallel to the thin part 243 and thicker than the thin part 243. It may include a thick-part 244 (see FIG. 6).
  • the thin portion 243 may be formed by being pressed by the protrusion 121 of the sealing tool 100, which will be described later.
  • the rear portion 244 may be formed by being pressed by the recessed portion 122 of the sealing tool 100, which will be described later. That is, the thin portion 243 may be a portion formed by pressing relatively more strongly than the rear portion 244. Accordingly, the sealing strength of the thin portion 243 may be greater than that of the rear portion 244.
  • the sealing portion 24 may be discontinuously fractured due to a difference in sealing strength between the thin portion 243 and the rear portion 244. That is, the fracture path or peeling path of the polymer layer forming the innermost layer of the sealing portion 24 can be increased. As a result, compared to the case where the sealing part 24 is continuously broken, the overall sealing strength of the sealing part 24 can be improved, and venting of the gas can be delayed.
  • the thin portion 243 and the rear portion 244 may be formed alternately in the width direction of the sealing portion 24 .
  • the shortest path through which the gas in the battery case 20 breaks the sealing portion 23 and is vented may be parallel to the width direction of the sealing portion 23.
  • a plurality of thin parts may be located at predetermined intervals on such a path. As a result, the sealing strength of the sealing portion 24 can be increased and fracture can be effectively delayed.
  • the thin portion 243 and the rear portion 244 may be included in the second sealing area 242 of the sealing portion 24 .
  • the thin portion 243 and the rear portion 244 may not be included in the first sealing area 241 of the sealing portion 24 . That is, the first sealing area 241 may be formed flat.
  • the first sealing area 241 may include a thin portion 243 and a rear portion 244.
  • the thin portion 243 and the posterior portion 244 will be described in more detail later.
  • Figure 3 is a perspective view of a sealing device according to an embodiment of the present invention
  • Figures 4a and 4b are enlarged views of the second pressing area and its surroundings of the sealing device shown in Figure 3
  • Figure 5 is an enlarged view of the sealing device according to the present invention. This is a schematic diagram for explaining the operation of a sealing device according to an embodiment of.
  • the sealing device according to an embodiment of the present invention can seal the battery case 20, more specifically, the terrace portion 23 of the secondary battery 1.
  • the sealing device may include a pair of sealing tools 100 that face each other across the terrace portion 23 of the battery case 20 and are configured to adjust the mutual distance. A portion of the terrace portion 23 may be compressed and sealed between a pair of sealing tools 100, and a sealing portion 24 may be formed. Adjustment of the distance between a pair of sealing tools 100 may be performed by a driving device including a linear actuator or a motor, and since this is a well-known technology, description thereof will be omitted.
  • Each sealing tool 100 includes a first pressing area 110 that seals the inner surface of the terrace part 23 and the insulating member 14, and a second pressing area 120 that seals the inner surface of the terrace part 23 with each other.
  • the second pressure area 120 may be located on both sides with the first pressure area 110 in between. Both second press areas 120 may extend to be inclined or rounded with respect to the extension direction of the first press area 110 . Both second pressure areas 120 may extend in different directions. The extension direction of each second pressure area 120 is not constant and may vary in the middle. However, it is not limited to this, and it is also possible for the second press area 120 and the first press area 110 to extend in parallel.
  • One of the second pressure regions 120 (120A) may be relatively long, and the other one (120B) may be relatively short.
  • the sealing tool 100 may include a pattern structure to improve the sealing strength of the sealing portion 24.
  • the sealing tool 100 may include a protrusion 121 protruding toward the terrace portion 23 and a depression 122 formed to be stepped from the protrusion 121.
  • the protrusion 121 and the depression 122 may extend parallel to each other.
  • the protrusions 121 and depressions 122 may be formed alternately in the width direction of the sealing tool 100. As a result, the sealing strength of the sealing portion 24 formed on the terrace portion 23 can be increased and fracture can be effectively delayed.
  • the protrusion 121 and the depression 122 may be included in the second pressing area 120 of the sealing tool 100.
  • the protrusion 121 and the depression 122 may not be included in the first pressing area 110 of the sealing tool 100. That is, the first pressure area 110 may be formed flat.
  • the first pressure area 110 may include a protrusion 121 and a depression 122.
  • the protrusion 121 and the depression 122 will be described in more detail later.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the sealing tool shown in FIG. 5 and the sealing portion thereby formed in the pouch-type battery case.
  • the portion pressed by the protrusion 121 may be formed as a thin portion 243, and the portion pressed by the recessed portion 122 may be formed as a rear portion 244. It can be.
  • the protrusions 121 and depressions 122 may be arranged alternately with respect to the width direction of the sealing tool 100.
  • a plurality of protrusions 121 may be provided, and the recessed portion 122 may be provided with at least one protrusion 121 . That is, each depression 122 may be located between the protrusions 121.
  • the thin portion 243 and the rear portion 244 may be formed alternately with respect to the width direction of the sealing portion 24.
  • a plurality of thin portions 243 may be formed, and at least one rear portion 244 may be provided. That is, each rear portion 244 may be located between the thin portions 243.
  • a protrusion 121 may be located on the innermost side of the sealing tool 100.
  • the inside of the sealing tool 100 may refer to the side closer to the receiving portion 22 (see FIG. 5) of the battery case 20 in the width direction of the sealing tool 100.
  • the thin part 243 may be located on the innermost side of the sealing part 24.
  • the inside of the sealing part 24 may mean the side closer to the receiving part 22 (see FIG. 5) in the width direction of the sealing part 24.
  • the plurality of protrusions 121 of the sealing tool 100 may include a first protrusion 121a and a second protrusion 121b located outside the first protrusion 121a.
  • the first protrusion 121a may be located on the innermost side of the sealing tool 100 and may be called the innermost protrusion.
  • the plurality of protrusions 121 may further include a third protrusion 121c located outside the second protrusion 121b. If necessary, the plurality of protrusions 121 may further include a fourth protrusion, a fifth protrusion, etc.
  • the plurality of protrusions 121 may have a larger width as they are located inside the sealing tool 100 in the width direction.
  • the width W11 of the first protrusion 121a may be larger than the width W12 of the second protrusion 121b.
  • the width W12 of the second protrusion 121b may be larger than the width W13 of the third protrusion 121c.
  • the width W11 of the first protrusion 121a is 30% of the width of the sealing tool 100
  • the width W12 of the second protrusion 121b is 20% of the width of the sealing tool 100.
  • the width W13 of the third protrusion 121c may be 10% of the width of the sealing tool 100.
  • the width of the sealing tool 100 may mean the width of the portion overlapping the sealing portion 24 (for example, W11+W2+W12+W2+W13).
  • the plurality of depressions 122 may have a constant width W2.
  • the width W2 of each depression 122 may be smaller than the width W11 of the first protrusion 121a.
  • the plurality of thin parts 243 of the sealing part 24 may include a first thin part 243a and a second thin part 243b located outside the first thin part 243a.
  • the first thin portion 243a may be located on the innermost side of the sealing portion 24 and may be named the innermost thin portion.
  • the plurality of thin parts 243 may further include a third thin part 243c located outside the second thin part 243b. If necessary, the plurality of thin parts 243 may further include a fourth thin part, a fifth thin part, etc.
  • the plurality of thin portions 243 may have a larger width as they are located inside the sealing portion 24 in the width direction.
  • the width W11 of the first thin portion 243a may be larger than the width W12 of the second thin portion 243b.
  • the width W12 of the second thin portion 243b may be larger than the width W13 of the third thin portion 243c.
  • the width W11 of the first thin portion 243a is 30% of the width of the sealing portion 24, and the width W12 of the second thin portion 243b is 20% of the width of the sealing portion 24.
  • the width W13 of the third thin portion 243c may be 10% of the width of the sealing portion 24.
  • the width of the sealing portion 24 may mean the width of the portion pressed by the sealing tool 100 (for example, W11+W2+W12+W2+W13).
  • the plurality of depressions 122 may have a constant width W2.
  • the width W2 of each depression 122 may be smaller than the width W11 of the first protrusion 121a.
  • the width of the thin portion 243 located inside the sealing portion 24 having a limited width can be increased, thereby effectively delaying the rupture of the sealing portion 24. This is because the more the plurality of thin portions 243 are located on the inside, the stronger the fracture delay effect due to their width is exerted.
  • the distance t1 between the protrusions 121 of the pair of sealing tools 100 is the initial thickness of the terrace portion 23 ( It can be adjusted to be 68% to 82% of t0).
  • the initial thickness (t0) of the terrace portion 23 may be based on measurement when the terrace portion 23 of the first case 20a and the terrace portion 23 of the second case 20b are in close contact. there is. That is, the initial thickness t0 of the terrace portion 23 may mean the sum of the thickness of the terrace portion 23 of the first case 20a and the thickness of the terrace portion 23 of the second case 20b. You can.
  • the thickness (t1) of the thin portion (243) of the sealing portion (24) formed by pressing the terrace portion (23) by the pair of sealing tools (100) is equal to the thickness (t0) of the gas pocket portion (25). It may be 68% to 82% of. Since the gas pocket portion 25 is an unsealed portion, it may have the same thickness as the initial thickness t0 of the terrace portion 23. The thickness t0 of the gas pocket portion 25 may be based on the measurement in a close contact state so that no space is created within the gas pocket portion 25.
  • the thin portion 243 of the sealing portion 24 can have sufficiently strong sealing strength, and venting of gas can be effectively delayed. If the distance t1 between the protrusions 121 of a pair of sealing tools 100 is less than 68% of the initial thickness t0 of the terrace portion 23, the sealing portion 24 may be excessively pressed and broken. there is. Conversely, if the distance t1 between the protrusions 121 of a pair of sealing tools 100 is smaller than 82% of the initial thickness t0 of the terrace portion 23, it may be difficult to achieve sufficient sealing strength.
  • the distance t2 between the recessed portions 122 of the pair of sealing tools 100 is the initial thickness of the terrace portion 23. It can be adjusted to be 86% to 99% of (t0).
  • the thickness (t2) of the rear portion (244) of the sealing portion (24) formed by pressing the terrace portion (23) by the pair of sealing tools (100) is equal to the thickness (t0) of the gas pocket portion (25). It may be 86% to 99% of.
  • the rear portion 243 of the sealing portion 24 can also have a predetermined sealing strength, and venting of gas can be further delayed. If the distance (t2) between the recessed portions 122 of a pair of sealing tools 100 is less than 86% of the initial thickness (t0) of the terrace portion 23, the distance between the protruding portion 121 and the recessed portion 122 Since the step becomes too small, the sealing strength of the thin portion 243 and the rear portion 244 can be similar. That is, it may be difficult to obtain the vent delay effect that can be achieved due to the difference in sealing strength between the thin portion 243 and the rear portion 244. Conversely, if the distance (t2) between the recessed portions (122) of the pair of sealing tools (100) is greater than 99% of the initial thickness (t0) of the terrace portion (23), sealing of the rear portion (244) may not be performed properly. You can.
  • Figure 7 is an enlarged cross-sectional view of a sealing tool according to another embodiment of the present invention and a sealing portion formed thereby in a pouch-type battery case.
  • the sealing tool 100 may include a dam structure to improve the sealing strength of the sealing portion 24.
  • the single protrusion 121 may be located inside the depression 122.
  • the single protrusion 121 may be located on the innermost side of the sealing tool 100.
  • the protrusion 121 may have sufficient width.
  • the width W1' of the protrusion 121 may be 40% of the width of the sealing tool 100.
  • the width W2' of the depression 122 may be larger than the width W1' of the protrusion 121.
  • the sealing portion 24 may include a dam structure to improve sealing strength.
  • the single thin portion 243 may be located medial to the rear portion 244 .
  • the single thin portion 243 may be located on the innermost side of the sealing portion 24.
  • the thin portion 243 may have sufficient width.
  • the width W1' of the thin portion 243 may be 40% of the width of the sealing portion 24.
  • the width W2' of the rear portion 244 may be greater than the width W1' of the thin portion 243.
  • the distance t1 between the protrusions 121 of the pair of sealing tools 100 is the initial thickness of the terrace portion 23 ( It can be adjusted to be 68% to 82% of t0). Accordingly, the thickness t1 of the thin portion 243 of the sealing portion 24 may be 68% to 82% of the thickness t0 of the gas pocket portion 25. This is the same numerical range as the previously described embodiment.
  • the distance t2' between the recessed portions 122 of the pair of sealing tools 100 is the initial thickness of the terrace portion 23 ( It can be adjusted to be 78% to 92% of t0). Accordingly, the thickness t2 of the rear portion 244 of the sealing portion 24 may be 78% to 92% of the thickness t0 of the gas pocket portion 25.
  • Figures 8a to 8c are graphs summarizing the results of experiments to confirm the effectiveness of the sealing device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8a is an experimental graph showing the tensile force required to peel off the sealing portion sealed by the sealing tool according to an embodiment of the present invention by displacement in the width direction.
  • Figure 8b is an experimental graph showing the tensile force required to peel off a sealing portion sealed by a general sealing tool (comparative example) having a smooth sealing area, by displacement in the width direction.
  • FIG. 8A Compared to FIG. 8B, it can be seen in FIG. 8A that a peak that prevents fracture occurs repeatedly when the sealing portion is peeled. That is, compared to the case where the sealing part is peeled off continuously, the sealing tool 100 according to the present invention increases the peeling path of the sealing part, and it can be confirmed that high tensile force is required several times to completely peel off the sealing part. That is, it can be confirmed that the total amount of tensile force required for complete peeling or fracture of the sealing part formed by the sealing tool 100 according to the present invention is greater than that of the sealing part formed by a general sealing tool.
  • Figure 8c is an experimental graph showing the pressure range in which each of the sealing part for Figure 8a and the sealing part for Figure 8b is completely broken.
  • Insulating member 20 Pouch-type battery case
  • first sealing area 242 second sealing area
  • protrusion 122 depression

Landscapes

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 실링 장치는, 전극 조립체가 수용된 수용부와, 상기 수용부의 둘레에 위치한 테라스부를 포함하는 파우치형 전지 케이스를 실링시킬 수 있다. 상기 실링 장치는, 상기 테라스부를 사이에 두고 서로 마주보며 상호 거리가 조절되도록 구성된 한 쌍의 실링툴을 포함할 수 있다. 각 실링툴은, 상기 테라스부를 향해 돌출된 돌출부; 및 상기 돌출부와 단차지게 형성된 함몰부를 포함할 수 있다. 상기 한 쌍의 실링툴이 상기 테라스부를 가압할 때, 상기 한 쌍의 실링툴의 상기 돌출부 간 거리는 상기 테라스부의 초기 두께의 68% 내지 82%가 되도록 조절될 수 있다.

Description

실링 장치 및 그에 의해 실링된 파우치형 이차 전지
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2022년 12월 22일자 한국특허출원 제10-2022-0182074호 및 2023년 12월 21일자 한국특허출원 제10-2023-0188447호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은, 파우치형 전지 케이스의 테라스부를 실링하는 실링 장치와, 그에 의해 실링된 파우치형 이차 전지에 관한 것이다.
리튬 이차 전지는 일반적으로 전극 활물질 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 소정 형상의 전극 조립체(Electrode Assembly)를 형성한 후, 파우치에 전극 조립체를 수납하고 전해액 주입하는 방식으로 제조된다.
이차 전지는 전극 조립체를 수용하는 케이스의 재질에 따라, 파우치 형(Pouch Type) 및 캔 형(Can Type) 등으로 분류된다. 이 중 파우치형 이차 전지는 유연성을 가지는 파우치 필름에 수용부를 형성하고, 상기 수용부에 전극 조립체를 수납하여 전해액을 주입한 후, 상기 수용부 주변의 테라스부를 실링하는 방식으로 제조됨이 일반적이다.
종래에는, 파우치형 이차전지는, 가스 포켓부를 포함하는 테라스부을 실링할 때, 민무늬 형상을 적용하여 실링부를 형성하였다.
그러나, 실링부, 특히 전지 케이스의 최내층끼리 실링되는 부분의 실링 강도가 충분하지 않아 설계자가 의도한 것보다 일찍 벤트(Vent)가 발생하는 문제점이 있었다. 좀 더 상세히, 이차 전지의 고온 저장 및 충방전 사이클에서 발생하는 가스로 인해 테라스부에 압력이 증가하게 된다. 이 때, 실링부에서 전지 케이스의 최내층의 파단이 일단 시작되면, 민무늬 형상의 실링부는 파단이 저지되는 부분이 없으므로, 시간이 지남에 따라 파단되는 영역이 빠르게 증가하게 되면서, 결국은 벤트가 발생하게 된다.
따라서, 전지 케이스의 최내층끼리 실링되는 부분의 실링 강도의 증가 및 비정상 벤트의 지연이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 높은 실링 강도 및 파단 지연 효과를 갖는 실링부를 형성하는 실링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 높은 실링 강도 및 파단 지연 효과를 갖는 실링부를 포함하는 파우치형 이차 전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실링 장치는, 전극 조립체가 수용된 수용부와, 상기 수용부의 둘레에 위치한 테라스부를 포함하는 파우치형 전지 케이스를 실링시킬 수 있다. 상기 실링 장치는, 상기 테라스부를 사이에 두고 서로 마주보며 상호 거리가 조절되도록 구성된 한 쌍의 실링툴을 포함할 수 있다. 각 실링툴은, 상기 테라스부를 향해 돌출된 돌출부; 및 상기 돌출부와 단차지게 형성된 함몰부를 포함할 수 있다. 상기 한 쌍의 실링툴이 상기 테라스부를 가압할 때, 상기 한 쌍의 실링툴의 상기 돌출부 간 거리는 상기 테라스부의 초기 두께의 68% 내지 82%가 되도록 조절될 수 있다.
상기 실링툴의 최내측에는 상기 돌출부가 위치할 수 있다.
상기 돌출부 및 함몰부는, 상기 실링툴의 폭 방향에 대해 서로 교번적으로 배치될 수 있다.
상기 한 쌍의 실링툴이 상기 테라스부를 가압할 때, 상기 한 쌍의 실링툴의 상기 함몰부 간 거리는 상기 테라스부의 초기 두께의 86% 내지 99%가 되도록 조절될 수 있다.
복수개의 상기 돌출부는, 제1돌출부; 및 상기 제1돌출부보다 외측에 위치하며, 상기 제1돌출부보다 좁은 폭을 갖는 제2돌출부를 포함할 수 있다.
상기 함몰부의 폭은, 최내측 돌출부의 폭보다 작을 수 있다.
복수개의 상기 돌출부는, 상기 실링툴의 폭 방향에 대해 내측에 위치할수록 큰 폭을 가질 수 있다.
단일의 상기 돌출부는, 상기 함몰부보다 내측에 위치할 수 있다.
상기 한 쌍의 실링툴이 상기 테라스부를 가압할 때, 상기 한 쌍의 실링툴의 상기 함몰부 간 거리는 상기 테라스부의 초기 두께의 78% 내지 92%가 되도록 조절될 수 있다.
각 실링툴은, 상기 테라스부의 내면과, 상기 전극 조립체에 연결된 전극 리드를 둘러싼 절연 부재를 서로 실링시키는 제1가압 영역; 상기 테라스부의 내면끼리 실링시키는 제2가압 영역을 포함할 수 있다. 상기 돌출부 및 함몰부는 상기 제2가압 영역에 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 파우치형 이차 전지는, 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체를 수용하는 수용부와, 상기 수용부의 둘레에 위치한 테라스부를 갖는 파우치형 전지 케이스를 포함할 수 있다. 상기 테라스부는, 실링부; 및 상기 실링부와 상기 수용부의 사이에 위치한 가스 포켓부를 포함할 수 있다. 상기 실링부는, 상기 실링부의 가장자리를 따라 연장되는 박부(thin-part); 및 상기 박부와 나란하게 연장되며 상기 박부보다 두꺼운 후부(thick-part)를 포함할 수 있다. 상기 박부의 두께는, 상기 가스 포켓부의 두께의 68% 내지 82% 일 수 있다.
상기 실링부의 최내측에는 상기 박부가 위치할 수 있다.
상기 박부 및 후부는, 상기 실링부의 폭 방향에 대해 서로 교번적으로 형성될 수 있다.
상기 후부의 두께는, 상기 가스 포켓부의 두께의 86% 내지 99% 일 수 있다.
복수개의 상기 박부는, 제1박부; 및 상기 제1박부보다 외측에 위치하며, 상기 제1박부보다 좁은 폭을 갖는 제2박부를 포함할 수 있다.
상기 후부의 폭은, 최내측 박부의 폭보다 작을 수 있다.
복수개의 상기 박부는, 상기 실링부의 폭 방향에 대해 내측에 위치할수록 큰 폭을 가질 수 있다.
단일의 상기 박부는, 상기 실링부의 폭 방향에 대해 상기 후부보다 내측에 위치할 수 있다.
상기 후부의 두께는, 상기 가스 포켓부의 두께의 78% 내지 92% 일 수 있다.
상기 파우치형 이차 전지는, 상기 전극 조립체에 연결되며 상기 테라스부의 외부로 돌출되는 전극 리드; 및 상기 전극 리드와 상기 전지 케이스를 절연시키는 절연 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 실링부는, 상기 테라스부의 내면과 상기 절연 부재가 실링된 제1실링 영역; 및 상기 테라스부의 내면끼리 실링된 제2실링 영역을 포함할 수 있다. 상기 박부 및 후부는, 상기 제2실링 영역에 포함될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 파우치형 전지 케이스에 형성되는 실링부의 실링 강도가 증가하여 비정상 벤트의 발생을 방지 또는 지연시킬 수 있다.
이 외에도, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성들로부터 당업자가 용이하게 예측 가능한 효과들을 포함할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 조립도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 장치의 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 실링 장치의 제2가압 영역 및 그 주변을 확대 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 장치의 작용을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 도 5에 도시된 실링툴 및 그에 의해 파우치형 전지 케이스에 형성되는 실링부를 확대 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실링툴 및 그에 의해 파우치형 전지 케이스에 형성되는 실링부를 확대 도시한 단면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 장치의 효과를 확인하기 위해 실험한 결과를 정리한 그래프이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 조립도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지(1)(이하, '이차 전지')는, 본 발명에 따른 실링 장치에 의해 실링된 이차 전지일 수 있다. 본 명세서에 기재된 이차 전지(1)는, 제조 과정 중 특정 시점에서의 상태이거나, 최종 완성된 상태에 대한 것일 수 있으며, 문맥이나 필요성에 따라 적절하게 해석될 수 있다.
이차 전지(1)는, 전극 조립체(10) 및 파우치형 전지 케이스(20)(이하, '전지 케이스')를 포함할 수 있다.
전극 조립체(10)는 양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 교대로 적층되어 형성될 수 있다. 즉, 전극 조립체(10)는 복수개의 전극과, 복수개의 전극을 상호 절연시키기 위해 복수개의 전극 사이에 개재되는 분리막을 포함할 수 있다. 전극 조립체(10)는 전지 케이스(20), 좀 더 상세히는 후술할 수용부(22)에 전해액과 함께 수용될 수 있다.
전극 조립체(10)는 스택형, 젤리롤형, 스택 앤 폴딩형 등 다양한 타입으로 구비될 수 있으며, 전극 조립체(10)의 타입은 제한되지 않는다.
전극 조립체(10)는 전극 탭(11)을 포함할 수 있다. 전극 탭(11)은 전극 조립체(10)의 양극 및 음극과 각각 연결되고, 전극 조립체(10)로부터 외부로 돌출되어전극 조립체(10)의 내부와 외부 사이에 전자가 이동할 수 있는 경로로서 작용할 수 있다.
전극 탭(11)은 전극 집전체의 무지부를 재단하여 형성되거나 무지부에 별도의 도전부재를 초음파 용접 등으로 연결하여 형성될 수 있다.
전극 탭(11)은, 양극과 연결된 양극 탭(11a)과, 음극과 연결된 음극 탭(11b)을 포함할 수 있다. 양극 탭(11a) 및 음극 탭(11b)은 전극 조립체(10)의 각각 다른 방향으로 돌출될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 일측으로부터 동일한 방향으로 나란히 돌출되는 등 다양한 방향을 향해 돌출 형성될 수도 있다.
전극 조립체(10)의 전극 탭(11)에는 전지 셀(1)의 외부로 전기를 공급하는 전극 리드(12)가 연결될 수 있다. 그리고, 전극 리드(12)의 일부는 절연 부재(14)로 주위가 포위될 수 있다. 절연 부재(14)는 제1 케이스(20a) 및 제2 케이스(20b)와 함께 실링될 수 있다. 따라서, 절연 부재(14)는 전극 리드(12)와 전지 케이스(20)를 절연시키고, 전지 케이스(20)의 실링을 유지할 수 있다. 일반적으로 절연 부재(14)로는, 전극 리드(12)에 부착하기 용이하고, 두께가 비교적 얇은 절연테이프를 많이 사용하나, 이에 제한되지 않고 전극 리드(12)를 절연할 수 있다면 다양한 부재를 사용할 수 있다.
전극 리드(12)는 일단이 상기 전극 탭(11)과 연결되고 타단이 상기 전지 케이스(20)의 외부로 돌출될 수 있다. 전극 리드(12)는 양극 탭(11a)에 연결된 양극 리드(12a)와, 음극 탭(11b)에 연결된 음극 리드(12b)를 포함할 수 있다.
전극 리드(12)는 전극 조립체(10)를 외부와 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 양극 탭(11a) 및 음극 탭(11b)이 각각 다양한 방향을 향해 돌출 형성되므로, 양극 리드(12a) 및 음극 리드(12b)도 각각 다양한 방향을 향해 연장될 수 있다.
전지 케이스(20)는 전극 조립체(10)를 내부에 수용할 수 있으며 라미네이트 시트가 성형되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 다이 및 펀치 등을 이용하여 유연성을 가지는 라미네이트 시트를 드로잉 성형하면, 그 일부가 연신되어 포켓 형태의 수용 공간을 갖는 수용부(22)가 형성됨으로써 전지 케이스(20)가 제조될 수 있다.
다만, 수용부(22)의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 도면에 도시된 것과는 다른 방식으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 라미네이트 시트가 기설정된 형상으로 접힘으로써 수용부(22)가 형성되는 것도 가능할 것이다.
이하에서, 전지 케이스(20)는, 제조 과정 중 특정 시점에서의 상태이거나, 최종 완성된 상태에 대한 것일 수 있다. 즉, 전지 케이스(20)에 대한 설명은, 도 2에 도시된 바와 같이 실링된 상태 또는 도 1에 도시된 같이 펼쳐진 상태를 모두 포괄할 수 있으며, 문맥이나 필요에 따라 적절하게 해석될 수 있다.
전지 케이스(20)는 전극 리드(12)의 일부가 노출되도록 전극 조립체(10)를 수용하고 실링될 수 있다.
전지 케이스(20)는, 전극 조립체(10)를 사이에 두고 서로 실링되는 제1케이스(20a)와 제2케이스(20b)를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 제1케이스(20a) 및 제2케이스(20b) 중 적어도 하나에는 수용부(22)가 형성될 수 있다. 그리고, 수용부(22)의 주변 영역이 테라스부(23)를 이룰 수 있다. 즉, 전지 케이스(20)는, 수용부(22) 및 상기 수용부(22)의 외측에 위치한 테라스부(23)를 포함할 수 있다.
제1케이스(20a)와 제2 케이스(20b)는 폴딩부(21)에 의해 서로 연결될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 제1케이스(20a)와 제2 케이스(20b)가 서로 분리되어 별도로 제조되는 것도 가능함은 물론이다.
수용부(22)는 전극 조립체(10)를 수용할 수 있는 수용 공간을 정의할 수 있다. 수용부(22)는 포켓 형상을 가질 수 있다.
이하, 제1케이스(20a) 및 제2케이스(20b) 각각에 수용부(22)가 형성된 경우를 예로 들어 설명한다. 당업자는 한 쌍의 케이스(20a)(20b) 중 어느 하나에만 수용부(22)가 형성된 경우에 대해서도 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
한 쌍의 케이스(20a)(20b)의 수용부(22)는 서로 마주보도록 배치되어, 함께 전극 조립체(10)를 수용할 수 있다. 즉, 한 쌍의 케이스(20a)(20b)의 수용부(22)는 서로 마주보게 배치되어 전극 조립체(10)가 수용되는 수용 공간을 정의할 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 케이스(20a)(20b) 중 어느 하나에만 수용부(22)가 형성되는 경우와 비교하여, 전극 조립체(20)는 두껍고 용량이 큰 전극 조립체(10)를 수용할 수 있다.
제1케이스(20a)와 제2케이스(20b)는 폴딩부(21)로 연결될 수 있다. 제1케이스(20a)와 제2케이스(20b)가 펼쳐진 상태에서, 폴딩부(21)의 일부는 제1케이스(20a)의 수용부(22)와 제2케이스(20b)의 수용부(22)의 사이에 위치할 수 있고, 폴딩부(21)의 다른 일부는 제1케이스(20a)의 테라스부(23)와 제2케이스(20b)의 테라스부(23)의 사이에 위치할 수 있다.
폴딩부(21)가 폴딩되면 제1케이스(20a)와 제2케이스(20b)는 서로 마주볼 수 있다. 폴딩부(21)는 전극 조립체(10)의 전장 방향과 나란하게 연장될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
각 케이스(20a)(20b)는, 수용부(22)의 둘레에 위치한 테라스부(23)를 포함할 수 있다.
제1케이스(20a)와 제2케이스(20b)가 폴딩부(21)로 연결되지 않은 별개의 부재인 경우, 테라스부(23)는 수용부(22)의 4변의 둘레에 형성될 수 있다.
제1케이스(20a)와 제2케이스(20b)가 폴딩부(21)로 연결된 경우, 테라스부(23)는 수용부(22)의 4변 중 폴딩부(21) 측을 제외한 3변의 둘레에 형성될 수 있다.
폴딩부(21)가 폴딩되면 제1케이스(20a) 및 제2케이스(20b)의 테라스부(23)는 서로 맞닿을 수 있다. 이 때 전극 조립체(10)의 절연 부재(14)는, 한 쌍의 케이스(20a)(20b)의 테라스부(23)의 사이에 위치할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치형 이차 전지의 평면도이다.
테라스부(23)는, 실링부(24)를 포함할 수 있다. 실링부(24)는, 제1케이스(20a) 및 제2케이스(20b)가 서로 맞닿은 상태에서 열융착 등에 의해 서로 실링된 부분일 수 있다. 좀 더 상세히, 실링부(24)는, 한 쌍의 케이스(20a)(20b)의 테라스부(23)의 외측 일부가 서로 실링되어 형성될 수 있다. 실링부(24)의 폭은 대략 일정하게 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실링부(24)는, 테라스부(23)의 내면과 절연 부재(14)가 실링된 제1실링 영역(241)과, 테라스부(23)의 내면끼리 실링된 제2실링 영역(242)을 포함할 수 있다.
제2실링 영역(242)은, 제1실링 영역(241)을 사이에 두고 양측에 위치할 수 있다. 양 제2실링 영역(242)은, 제1실링 영역(241)의 연장 방향에 대해 경사지거나 라운드지도록 연장될 수 있다. 양 제2실링 영역(242)은 서로 다른 방향으로 연장될 수 있다. 각 제2실링 영역(242)의 연장 방향은 일정하지 않고 중간에 가변될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 제2실링 영역(242)과 제1실링 영역(241)이 나란하게 연장되는 것도 가능하다.
제1실링 영역(242)는, 제1케이스(20a) 및 제2케이스(20b) 각각의 최내층을 이루는 폴리머층(예를 들어, 폴리프로필렌)이 절연 부재(14)에 융착됨으로써 형성될 수 있다. 제2실링 영역(242)는, 제1케이스(20a) 및 제2케이스(20b) 각각의 최내층을 이루는 폴리머층(예를 들어, 폴리프로필렌)이 서로 융착됨으로써 형성될 수 있다.
테라스부(23)는, 실링부(24)와 수용부(22)의 사이에 위치한 가스 포켓부(25)를 포함할 수 있다. 가스 포켓부(25)는 제1케이스(20a) 및 제2케이스(20b)가 서로 맞닿은 상태에서 실링되지 않은 부분일 수 있다. 좀 더 상세히, 가스 포켓부(25)는, 한 쌍의 케이스(20a)(20b)의 테라스부(23)의 내측 일부에 위치하며, 수용부(22)의 수용 공간과 연통되는 포켓 공간을 정의할 수 있다. 가스 포켓부(25)의 형상은 한정되지 않는다.
전극 조립체(10)의 이상 동작 등으로 인해 발생한 가스 중 일부는, 수용부(22)에서 가스 포켓부(25)로 유입될 수 있다. 따라서, 상기 가스로 인해 전지 케이스(20)의 내압이 상승하는 것을 충분히 방지 또는 지연시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 실링부(24)는, 실링 강도를 향상시키기 위한 패턴을 포함할 수 있다. 좀 더 상세히, 실링부(24)는, 실링부(24)의 가장자리를 따라 연장되는 박부(thin-part)(243)와, 상기 박부(243)와 나란하게 연장되며 상기 박부(243)보다 두꺼운 후부(thick-part)(244)를 포함할 수 있다(도 6 참조).
박부(243)는, 후술할 실링툴(100)의 돌출부(121)에 의해 가압되어 형성될 수 있다. 후부(244)는, 후술할 실링툴(100)의 함몰부(122)에 의해 가압되어 형성될 수 있다. 즉, 박부(243)는 후부(244)보다 상대적으로 강하게 가압되어 형성된 부분일 수 있다. 따라서, 박부(243)의 실링 강도는 후부(244)의 실링 강도보다 클 수 있다.
전지 케이스(20)의 내압이 매우 높아질 때, 박부(243)와 후부(244)의 실링 강도 차이에 의해 실링부(24)는 불연속적으로 파단될 수 있다. 즉, 실링부(24)의 최내층을 이루는 폴리머층의 파단 경로 또는 박리 경로를 증가시킬 수 있다. 이로써, 실링부(24)가 연속적으로 파단되는 경우와 비교하여, 실링부(24)의 전체적인 실링 강도가 향상되고, 가스의 벤트가 지연될 수 있다.
박부(243) 및 후부(244)는, 실링부(24)의 폭 방향에 대해 교번적으로 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 전지 케이스(20) 내의 가스가 실링부(23)를 파단시켜 벤트되는 최단 경로는 실링부(23)의 폭 방향과 나란할 수 있다. 그러한 경로 상에 복수개의 박부가 소정의 간격마다 위치할 수 있다. 이로써, 실링부(24)의 실링 강도가 증가하고 파단이 효과적으로 지연될 수 있다.
박부(243) 및 후부(244)는, 실링부(24)의 제2실링 영역(242)에 포함될 수 있다. 박부(243) 및 후부(244)는 실링부(24)의 제1실링 영역(241)에는 포함되지 않을 수 있다. 즉, 제1실링 영역(241)은 평평하게 형성될 수 있다.
종래의 상식이나 데이터에 따르면, 전극 조립체(10)의 이상 동작 등으로 인해 발생한 가스로 인해 전지 케이스(20)의 내압이 상승하면, 제1실링 영역(241)보다 제2실링 영역(242)에서 상대적으로 파단이 더 잘 발생할 수 있다. 따라서, 제2실링 영역(242)에 패턴을 형성하여 실링 강도를 증가시키고 가스의 벤트를 지연시킬 수 있다. 또한, 제1실링 영역(241)에는 패턴을 형성하지 않고 플랫하게 형성함으로써, 절연 부재(14)를 통한 가스 릴리즈나 절연 부재(14)의 절연 성능에 영향을 주는 것을 최소화할 수 있다.
다만 이에 한정되는 것은 아니며, 제1실링 영역(241)이 박부(243) 및 후부(244)를 포함하는 것도 가능함은 물론이다.
박부(243) 및 후부(244)에 대해서는 이후에 좀 더 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 장치의 사시도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 실링 장치의 제2가압 영역 및 그 주변을 확대 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 장치의 작용을 설명하기 위한 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실링 장치는, 이차 전지(1)의 전지 케이스(20), 좀 더 상세히는 테라스부(23)를 실링시킬 수 있다.
상기 실링 장치는, 전지 케이스(20)의 테라스부(23)를 사이에 두고 서로 마주보며 상호 거리가 조절되도록 구성된 한 쌍의 실링툴(100)을 포함할 수 있다. 테라스부(23)의 일부는, 한 쌍의 실링툴(100) 사이에서 압착되며 실링될 수 있고, 실링부(24)가 형성될 수 있다. 한 쌍의 실링툴(100) 간 거리의 조절은, 리니어 엑츄에이터나 모터 등을 포함하는 구동 장치에 의해 실시될 수 있으며, 이는 주지의 기술이므로 설명은 생략한다.
각 실링툴(100)은, 테라스부(23)의 내면과 절연 부재(14)를 실링시키는 제1가압 영역(110)과, 테라스부(23)의 내면끼리 실링시키는 제2가압 영역(120)을 포함할 수 있다. 즉, 제1가압 영역(110)은 테라스부(23)에 제1실링 영역(241)을 형성할 수 있고, 제2가압 영역(120)은 테라스부(23)에 제2실링 영역(242)을 형성할 수 있다.
제2가압 영역(120)은, 제1가압 영역(110)을 사이에 두고 양측에 위치할 수 있다. 양 제2가압 영역(120)은, 제1가압 영역(110)의 연장 방향에 대해 경사지거나 라운드지도록 연장될 수 있다. 양 제2가압 영역(120)은 서로 다른 방향으로 연장될 수 있다. 각 제2가압 영역(120)의 연장 방향은 일정하지 않고 중간에 가변될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 제2가압 영역(120)과 제1가압 영역(110)이 나란하게 연장되는 것도 가능하다.
양 제2가압 영역(120) 중 어느 하나(120A)는 상대적으로 길게 형성될 수 있고, 다른 하나(120B)는 상대적으로 짧게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 실링툴(100)은, 실링부(24)의 실링 강도를 향상시키기 위한 패턴 구조를 포함할 수 있다. 좀 더 상세히, 실링툴(100)은, 테라스부(23)를 향해 돌출된 돌출부(121)와, 돌출부(121)와 단차지게 형성된 함몰부(122)를 포함할 수 있다.
돌출부(121)와 함몰부(122)는 나란하게 연장될 수 있다. 돌출부(121) 및 함몰부(122)는, 실링툴(100)의 폭 방향에 대해 교번적으로 형성될 수 있다. 이로써, 테라스부(23)에 형성되는 실링부(24)의 실링 강도가 증가하고 파단이 효과적으로 지연될 수 있다.
돌출부(121) 및 함몰부(122)는, 실링툴(100)의 제2가압 영역(120)에 포함될 수 있다. 돌출부(121) 및 함몰부(122)는, 실링툴(100)의 제1가압 영역(110)에는 포함되지 않을 수 있다. 즉, 제1가압 영역(110)은 평평하게 형성될 수 있다.
다만 이에 한정되는 것은 아니며, 제1가압 영역(110)이 돌출부(121) 및 함몰부(122)를 포함하는 것도 가능함은 물론이다.
돌출부(121) 및 함몰부(122)에 대해서는 이후에 좀 더 상세히 설명한다.
도 6은 도 5에 도시된 실링툴 및 그에 의해 파우치형 전지 케이스에 형성되는 실링부를 확대 도시한 단면도이다.
전지 케이스(20)의 실링부(24)에서, 돌출부(121)에 의해 가압된 부분은 박부(243)로 형성될 수 있고, 함몰부(122)에 의해 가압된 부분은 후부(244)로 형성될 수 있다.
돌출부(121) 및 함몰부(122)는, 실링툴(100)의 폭 방향에 대해 서로 교번적으로 배치될 수 있다. 돌출부(121)는 복수개가 구비될 수 있고, 함몰부(122)는 돌출부(121)는 적어도 하나가 구비될 수 있다. 즉, 각 함몰부(122)는 돌출부(121)의 사이에 위치할 수 있다.
그에 따라, 박부(243) 및 후부(244)는, 실링부(24)의 폭 방향에 대해 서로 교번적으로 형성될 수 있다. 박부(243)는 복수개가 형성될 수 있고, 후부(244)는 적어도 하나가 구비될 수 있다. 즉, 각 후부(244)는 박부(243)의 사이에 위치할 수 있다.
실링툴(100)의 최내측에는 돌출부(121)가 위치할 수 있다. 실링툴(100)의 내측은, 실링툴(100)의 폭 방향에 대해 전지 케이스(20)의 수용부(22)(도 5 참조)와 가까운 쪽을 의미할 수 있다. 이로써, 실링부(24)의 형성 과정에서 전지 케이스(20)의 최내층을 이루는 폴리머층(예를 들어, 폴리프로필렌)이 녹아 가스 포켓부(25) 쪽으로 밀려 들어오는 것을 방지할 수 있다.
그에 따라, 실링부(24)의 최내측에는 박부(243)가 위치할 수 있다. 실링부(24)의 내측은, 실링부(24)의 폭 방향에 대해 수용부(22)(도 5 참조)와 가까운 쪽을 의미할 수 있다. 이로써, 실링부(24)의 최내측이 강하게 실링될 수 있고, 최초의 파단이 발생시키는 것을 최대한 지연시킬 수 있다.
실링툴(100)의 복수개의 돌출부(121)는, 제1돌출부(121a)와, 제1돌출부(121a)보다 외측에 위치하는 제2돌출부(121b)를 포함할 수 있다. 제1돌출부(121a)는 실링툴(100)의 최내측에 위치할 수 있으며, 최내측 돌출부로 명명될 수 있다.
복수개의 돌출부(121)는 제2돌출부(121b)보다 외측에 위치하는 제3돌출부(121c)를 더 포함할 수 있다. 필요에 따라, 복수개의 돌출부(121)는 제4돌출부, 제5돌출부...를 더 포함할 수 있다.
복수개의 돌출부(121)는, 실링툴(100)의 폭 방향에 대해 내측에 위치할수록 큰 폭을 가질 수 있다. 좀 더 상세히, 제1돌출부(121a)의 폭(W11)은, 제2돌출부(121b)의 폭(W12)보다 클 수 있다. 제2돌출부(121b)의 폭(W12)은, 제3돌출부(121c)의 폭(W13)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1돌출부(121a)의 폭(W11)은 실링툴(100)의 폭의 30 %이고, 제2돌출부(121b)의 폭(W12)은 실링툴(100)의 폭의 20 %이고, 제3돌출부(121c)의 폭(W13)은 실링툴(100)의 폭의 10 %일 수 있다. 여기서, 실링툴(100)의 폭은 실링부(24)와 중첩되는 부분의 폭(예를 들어, W11+W2+W12+W2+W13)을 의미할 수 있다.
복수개의 함몰부(122)는, 일정한 폭(W2)을 가질 수 있다. 각 함몰부(122)의 폭(W2)은, 제1돌출부(121a)의 폭(W11)보다 작을 수 있다.
실링부(24)의 복수개의 박부(243)는, 제1박부(243a)와, 제1박부(243a)보다 외측에 위치하는 제2박부(243b)를 포함할 수 있다. 제1박부(243a)는 실링부(24)의 최내측에 위치할 수 있으며, 최내측 박부로 명명될 수 있다.
복수개의 박부(243)는 제2박부(243b)보다 외측에 위치하는 제3박부(243c)를 더 포함할 수 있다. 필요에 따라, 복수개의 박부(243)는 제4박부, 제5박부...를 더 포함할 수 있다.
복수개의 박부(243)는, 실링부(24)의 폭 방향에 대해 내측에 위치할수록 큰 폭을 가질 수 있다. 좀 더 상세히, 제1박부(243a)의 폭(W11)은, 제2박부(243b)의 폭(W12)보다 클 수 있다. 제2박부(243b)의 폭(W12)은, 제3박부(243c)의 폭(W13)보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1박부(243a)의 폭(W11)은 실링부(24)의 폭의 30 %이고, 제2박부(243b)의 폭(W12)은 실링부(24)의 폭의 20 %이고, 제3박부(243c)의 폭(W13)은 실링부(24)의 폭의 10 %일 수 있다. 여기서, 실링부(24)의 폭은 실링툴(100)에 의해 가압되는 부분의 폭(예를 들어, W11+W2+W12+W2+W13)을 의미할 수 있다.
복수개의 함몰부(122)는, 일정한 폭(W2)을 가질 수 있다. 각 함몰부(122)의 폭(W2)은, 제1돌출부(121a)의 폭(W11)보다 작을 수 있다.
이로써, 제한된 폭을 갖는 실링부(24)에서 내측에 위치한 박부(243)의 폭을 크게 형성할 수 있고, 그로 인해 실링부(24)의 파단을 효과적으로 지연시킬 수 있다. 이는, 복수개의 박부(243)는 내측에 위치할수록 그 폭에 의한 파단 지연 효과가 강하게 발휘되기 때문이다.
한편, 한 쌍의 실링툴(100)이 테라스부(23)를 가압할 때, 한 쌍의 실링툴(100)의 돌출부(121) 간 거리(t1)는, 테라스부(23)의 초기 두께(t0)의 68% 내지 82%가 되도록 조절될 수 있다. 테라스부(23)의 초기 두께(t0)는, 제1케이스(20a)의 테라스부(23)와 제2케이스(20b)의 테라스부(23)가 밀착된 상태에서 측정된 것을 기준으로 할 수 있다. 즉, 테라스부(23)의 초기 두께(t0)는, 제1케이스(20a)의 테라스부(23)의 두께와, 제2케이스(20b)의 테라스부(23)의 두께의 합을 의미할 수 있다.
그에 따라, 한 쌍의 실링툴(100)이 테라스부(23)를 가압하여 형성되는 실링부(24)의 박부(243)의 두께(t1)는, 가스 포켓부(25)의 두께(t0)의 68% 내지 82% 일 수 있다. 가스 포켓부(25)는 미실링된 부분이므로 테라스부(23)의 초기 두께(t0)와 동일한 두께를 가질 수 있다. 가스 포켓부(25)의 두께(t0)는, 가스 포켓부(25) 내의 공간이 생기지 않도록 밀착된 상태로 측정된 것을 기준으로 할 수 있다.
이로써, 실링부(24)의 박부(243)가 충분히 강한 실링 강도를 가질 수 있으며, 가스의 벤트를 효과적으로 지연시킬 수 있다. 만일 한 쌍의 실링툴(100)의 돌출부(121) 간 거리(t1)가 테라스부(23)의 초기 두께(t0)의 68% 보다 작다면, 실링부(24)가 과도하게 눌려 파단될 수 있다. 반대로, 만일 한 쌍의 실링툴(100)의 돌출부(121) 간 거리(t1)가 테라스부(23)의 초기 두께(t0)의 82% 보다 작다면 충분한 실링 강도를 구현하기 어려울 수 있다.
한편, 한 쌍의 실링툴(100)이 테라스부(23)를 가압할 때, 한 쌍의 실링툴(100)의 함몰부(122) 간 거리(t2)는, 테라스부(23)의 초기 두께(t0)의 86% 내지 99%가 되도록 조절될 수 있다.
그에 따라, 한 쌍의 실링툴(100)이 테라스부(23)를 가압하여 형성되는 실링부(24)의 후부(244)의 두께(t2)는, 가스 포켓부(25)의 두께(t0)의 86% 내지 99% 일 수 있다.
이로써, 실링부(24)의 후부(243)도 소정의 실링 강도를 가질 수 있으며, 가스의 벤트를 추가적으로 지연시킬 수 있다. 만일 한 쌍의 실링툴(100)의 함몰부(122) 간 거리(t2)가 테라스부(23)의 초기 두께(t0)의 86% 보다 작다면, 돌출부(121)와 함몰부(122) 간 단차가 너무 작아지므로, 박부(243)와 후부(244)의 실링 강도가 유사해질 수 있다. 즉, 박부(243)와 후부(244)의 실링 강도 차이에 의해 달성될 수 있는 벤트 지연 효과를 얻기 어려울 수 있다. 반대로, 만일 한 쌍의 실링툴(100)의 함몰부(122) 간 거리(t2)가 테라스부(23)의 초기 두께(t0)의 99% 보다 크다면 후부(244)의 실링이 제대로 이뤄지지 않을 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 실링툴 및 그에 의해 파우치형 전지 케이스에 형성되는 실링부를 확대 도시한 단면도이다.
이하, 앞서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하고 차이점을 중심으로 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 실링툴(100)는, 실링부(24)의 실링 강도를 향상시키기 위한 댐(dam) 구조를 포함할 수 있다. 좀 더 상세히, 단일의 돌출부(121)는, 함몰부(122)보다 내측에 위치할 수 있다. 단일의 돌출부(121)는 실링툴(100)의 최내측에 위치할 수 있다.
돌출부(121)는 충분한 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 돌출부(121)의 폭(W1')은 실링툴(100)의 폭의 40 %일 수 있다. 함몰부(122)의 폭(W2')은, 돌출부(121)의 폭(W1')보다 클 수 있다.
그에 따라, 실링부(24)는, 실링 강도를 향상시키기 위한 댐 구조를 포함할 수 있다. 좀 더 상세히, 단일의 박부(243)는, 후부(244)보다 내측에 위치할 수 있다. 단일의 박부(243)는 실링부(24)의 최내측에 위치할 수 있다.
박부(243)는 충분한 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 박부(243)의 폭(W1')은 실링부(24)의 폭의 40 %일 수 있다. 후부(244)의 폭(W2')은, 박부(243)의 폭(W1')보다 클 수 있다.
한편, 한 쌍의 실링툴(100)이 테라스부(23)를 가압할 때, 한 쌍의 실링툴(100)의 돌출부(121) 간 거리(t1)는, 테라스부(23)의 초기 두께(t0)의 68% 내지 82%가 되도록 조절될 수 있다. 그에 따라, 실링부(24)의 박부(243)의 두께(t1)는, 가스 포켓부(25)의 두께(t0)의 68% 내지 82% 일 수 있다. 이는, 앞서 설명한 일 실시예와 동일한 수치 범위이다.
한 쌍의 실링툴(100)이 테라스부(23)를 가압할 때, 한 쌍의 실링툴(100)의 함몰부(122) 간 거리(t2')는, 테라스부(23)의 초기 두께(t0)의 78% 내지 92%가 되도록 조절될 수 있다. 그에 따라, 실링부(24)의 후부(244)의 두께(t2)는, 가스 포켓부(25)의 두께(t0)의 78% 내지 92% 일 수 있다.
이는, 앞서 설명한 일 실시예의 86% 내지 99% 인 수치 범위와 상이한 수치 범위이다. 본 실시예에 따르면, 실링툴(100)의 돌출부(121)가 하나이므로, 이를 보상하기 위해, 함몰부(122)가 실링부(24)를 좀 더 강하게 가압하도록 하기 위함이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링 장치의 효과를 확인하기 위해 실험한 결과를 정리한 그래프이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 실링툴에 의해 실링된 실링부의 박리에 필요한 인장력을 폭 방향에 대한 변위별로 표시한 실험 그래프이다. 도 8b는 민무늬의 실링 영역을 갖는 일반적인 실링툴(비교예)에 의해 실링된 실링부의 박리에 필요한 인장력을 폭 방향에 대한 변위별로 표시한 실험 그래프이다.
도 8b와 비교하여, 도 8a에는 실링부의 박리 시 파단을 방해하는 피크가 반복적으로 발생하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 실링부가 연속적으로 박리되는 경우와 비교하여, 본 발명에 따른 실링툴(100)은, 실링부의 박리 경로를 증가시키고, 실링부를 완전히 박리시키기 위해서는 높은 인장력이 여러번 필요함을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 실링툴(100)에 의해 형성된 실링부는, 일반적인 실링툴에 의해 형성된 실링부와 비교하여, 완전히 박리 또는 파단되는데 필요한 인장력의 총량이 더 많음을 확인할 수 있다.
도 8c는 도 8a에 대한 실링부 및 도 8b에 대한 실링부 각각이 완전히 파단되는 압력 범위를 표시한 실험 그래프이다.
도 8c를 참고하면, 본 발명에 따른 실링툴에 의해 형성된 실링부는, 일반적인 실링툴에 의해 형성된 실링부와 비교하여, 견딜수 있는 압력이 더 높음을 확인할 수 있다. 이로써, 실링부의 파단에 의해 발생하는 벤트를 충분히 지연시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
1: 파우치형 이차 전지 10: 전극 조립체
11: 전극 탭 12: 전극 리드
14: 절연 부재 20: 파우치형 전지 케이스
21: 폴딩부 22: 수용부
23: 테라스부 24: 실링부
241: 제1실링 영역 242: 제2실링 영역
243: 박부 244: 후부
25: 가스 포켓부 100: 실링툴
110: 제1가압 영역 120: 제2가압 영역
121: 돌출부 122: 함몰부

Claims (20)

  1. 전극 조립체가 수용된 수용부와, 상기 수용부의 둘레에 위치한 테라스부를 포함하는 파우치형 전지 케이스를 실링시키는 실링 장치에 있어서,
    상기 테라스부를 사이에 두고 서로 마주보며 상호 거리가 조절되도록 구성된 한 쌍의 실링툴을 포함하고,
    각 실링툴은,
    상기 테라스부를 향해 돌출된 돌출부; 및
    상기 돌출부와 단차지게 형성된 함몰부를 포함하며,
    상기 한 쌍의 실링툴이 상기 테라스부를 가압할 때, 상기 한 쌍의 실링툴의 상기 돌출부 간 거리는 상기 테라스부의 초기 두께의 68% 내지 82%가 되도록 조절되는 실링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실링툴의 최내측에는 상기 돌출부가 위치하는 실링 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부 및 함몰부는, 상기 실링툴의 폭 방향에 대해 서로 교번적으로 배치되는 실링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 실링툴이 상기 테라스부를 가압할 때, 상기 한 쌍의 실링툴의 상기 함몰부 간 거리는 상기 테라스부의 초기 두께의 86% 내지 99%가 되도록 조절되는 실링 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    복수개의 상기 돌출부는,
    제1돌출부; 및
    상기 제1돌출부보다 외측에 위치하며, 상기 제1돌출부보다 좁은 폭을 갖는 제2돌출부를 포함하는 실링 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 함몰부의 폭은, 최내측 돌출부의 폭보다 작은 실링 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    복수개의 상기 돌출부는, 상기 실링툴의 폭 방향에 대해 내측에 위치할수록 큰 폭을 갖는 실링 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    단일의 상기 돌출부는, 상기 함몰부보다 내측에 위치한 실링 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 실링툴이 상기 테라스부를 가압할 때, 상기 한 쌍의 실링툴의 상기 함몰부 간 거리는 상기 테라스부의 초기 두께의 78% 내지 92%가 되도록 조절되는 실링 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    각 실링툴은,
    상기 테라스부의 내면과, 상기 전극 조립체에 연결된 전극 리드를 둘러싼 절연 부재를 서로 실링시키는 제1가압 영역;
    상기 테라스부의 내면끼리 실링시키는 제2가압 영역을 포함하며,
    상기 돌출부 및 함몰부는 상기 제2가압 영역에 포함된 실링 장치.
  11. 전극 조립체; 및
    상기 전극 조립체를 수용하는 수용부와, 상기 수용부의 둘레에 위치한 테라스부를 갖는 파우치형 전지 케이스를 포함하고,
    상기 테라스부는,
    실링부; 및
    상기 실링부와 상기 수용부의 사이에 위치한 가스 포켓부를 포함하며,
    상기 실링부는,
    상기 실링부의 가장자리를 따라 연장되는 박부(thin-part); 및
    상기 박부와 나란하게 연장되며 상기 박부보다 두꺼운 후부(thick-part)를 포함하고,
    상기 박부의 두께는, 상기 가스 포켓부의 두께의 68% 내지 82% 인 파우치형 이차 전지.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 실링부의 최내측에는 상기 박부가 위치하는 파우치형 이차 전지.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 박부 및 후부는, 상기 실링부의 폭 방향에 대해 서로 교번적으로 형성되는 파우치형 이차 전지.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 후부의 두께는, 상기 가스 포켓부의 두께의 86% 내지 99% 인 파우치형 이차 전지.
  15. 제 13 항에 있어서,
    복수개의 상기 박부는,
    제1박부; 및
    상기 제1박부보다 외측에 위치하며, 상기 제1박부보다 좁은 폭을 갖는 제2박부를 포함하는 파우치형 이차 전지.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 후부의 폭은, 최내측 박부의 폭보다 작은 파우치형 이차 전지.
  17. 제 13 항에 있어서,
    복수개의 상기 박부는, 상기 실링부의 폭 방향에 대해 내측에 위치할수록 큰 폭을 갖는 파우치형 이차 전지.
  18. 제 11 항에 있어서,
    단일의 상기 박부는, 상기 실링부의 폭 방향에 대해 상기 후부보다 내측에 위치한 파우치형 이차 전지.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 후부의 두께는, 상기 가스 포켓부의 두께의 78% 내지 92% 인 파우치형 이차 전지.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 전극 조립체에 연결되며 상기 테라스부의 외부로 돌출되는 전극 리드; 및
    상기 전극 리드와 상기 전지 케이스를 절연시키는 절연 부재를 더 포함하고,
    상기 실링부는,
    상기 테라스부의 내면과 상기 절연 부재가 실링된 제1실링 영역; 및
    상기 테라스부의 내면끼리 실링된 제2실링 영역을 포함하고,
    상기 박부 및 후부는, 상기 제2실링 영역에 포함된 파우치형 이차 전지.
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