WO2025005414A1 - 파우치형 전지케이스의 실링 장치 및 실링 방법 - Google Patents

파우치형 전지케이스의 실링 장치 및 실링 방법 Download PDF

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    • B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2705/02—Aluminium
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    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3468—Batteries, accumulators or fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a sealing device and a sealing method for a pouch-type battery case. Specifically, the present invention relates to a sealing device and a sealing method for a pouch-type battery case including a support die and a non-contact heating member for heating a sealing portion of the pouch-type battery case.
  • Lithium secondary batteries are classified into pouch-type secondary batteries composed of laminated sheets, cylindrical secondary batteries composed of metal materials, and square secondary batteries, depending on the type of outer packaging material. Pouch-type secondary batteries have the advantages of being easy to change shape, easy to manufacture, and having low manufacturing costs.
  • a pouch-type secondary battery comprises an electrode assembly including a cathode, an anode, and a separator arranged between the cathode and the anode, housed inside a pouch-type battery case made of a laminated sheet.
  • a cathode lead and an anode lead are connected to each of the cathode tabs and the anode tabs constituting the cathode and the anode, and then extended so as to be exposed to the outside of the pouch-type battery case.
  • the pouch-type battery case is composed of a first case and a second case that accommodate an electrode assembly inside, and the first case and the second case are made of a laminate structure including an outer resin layer that protects the electrode assembly from the outside, a metal layer for blocking air and moisture, and an inner resin layer for heat-sealing.
  • the first case and the second case are arranged so that their respective internal resin layers face each other, and the positive and negative leads are arranged so that they penetrate the outer periphery of the first case and the second case, and the outer periphery is heat-welded to form a sealing portion.
  • a lead film may be attached to the upper and lower surfaces of each of the positive and negative electrode leads.
  • Figure 1 is a front view illustrating the process of sealing a conventional pouch-type battery case.
  • a pouch-type battery cell accommodates an electrode assembly (20) inside a battery case (10), and the battery case (10) includes a first case (11) that accommodates the electrode assembly (20), and a second case (12) that is arranged on an upper surface of the first case (11) and thermally fused with the first case (11).
  • the first case (11) and the second case (12) are composed of laminate sheets including an outer resin layer that protects the electrode assembly (20) from the outside, a metal layer for blocking air and moisture, and an inner resin layer for heat-sealing.
  • the positive lead (21) combined with the positive tab of the electrode assembly (20) protrudes outward by penetrating the outer periphery of the battery case (10) while having a lead film (23) attached to the upper and lower surfaces.
  • the outer periphery of the battery case (10) is placed between a pair of sealing tools (30) consisting of a first sealing tool (31) and a second sealing tool (32). Then, when the outer periphery of the battery case (10) is pressed by the first sealing tool (31) and the second sealing tool (32) heated to a certain temperature, the inner resin layers of the first case (11) and the second case (12) are melted and thermally fused to each other to form a sealing portion.
  • a first recessed portion (31a) may be formed in the first sealing tool (31) and a second recessed portion (32a) may be formed in the second sealing tool (32) to correspond to the thickness of the positive lead (21) and the lead film (23).
  • the step of the first recessed portion (31a) and the step of the second recessed portion (32a) do not exactly match the thickness of the positive lead (21) and the lead film (23), the first case (11) and the second case (12) may not be securely attached, resulting in a gap, and the electrolyte may leak through this gap.
  • patent document 1 discloses a process of forming a sealing portion by irradiating infrared rays to the outer surface of the electrode assembly receiving portion, which is the area to be sealed.
  • Patent Document 1 prevents sealing failure caused by differences in the step of the sealing tool and the thickness of the electrode lead by heating the area to be sealed in a non-contact manner, but has a new problem in that heat may be applied to areas other than the area to be sealed because it is not easy to control the heating area.
  • Patent Document 1 Korean Patent Publication No. 10-1216423
  • the present invention is intended to solve the above problems, and aims to provide a sealing device and a sealing method for a pouch-type battery case, which can seal the sealing portion of the pouch-type battery case in a non-contact manner by selectively heating the sealing portion.
  • the present invention aims to provide a sealing device and a sealing method for a pouch-type battery case, which can easily adjust the heating position and heating area to correspond to changes in the width of the sealing portion of the pouch-type battery case.
  • a sealing device for a pouch-type battery case comprises a battery case (10) composed of a first case (11) and a second case (12), in which an electrode assembly (20) is built, and a non-contact heating member (200) positioned above or below a sealing portion (S) where the first case (11) and the second case (12) overlap each other to heat the sealing portion (S) to a predetermined temperature so that the sealing portion (S) can be thermally fused.
  • the heating element (200) above includes a heater (210) having a predetermined length, and a cover (220) covering the heater (210), wherein the cover (220) may include a first cover (221) covering a longitudinal side of the heater (210), a widthwise side, and a side opposite to a direction in which the sealing portion (S) is arranged, and a second cover (222) extending downward by a predetermined length from the longitudinal side of the first cover (221).
  • the above heating member (200) can be positioned above and below the sealing member (S), respectively.
  • the above second cover (222) may be made of a material that can be deformed inward or outward.
  • first cover (221) and second cover (222) may be made of a material selected from the group consisting of glass insulation material, mineral insulation material, metallic insulation material, and carbon insulation material.
  • a heat-reflective coating layer may be provided on the inner surface of the first cover (221) and the second cover (222).
  • the above first cover (221) and the above second cover (222) can be connected by a rotating member (223).
  • the above rotating member may be a hinge axis.
  • the second cover (222) is separated from the first cover (221) and can move along the width direction of the first cover (221).
  • a first flange (221a) extending in the width direction of the first cover (221) may be provided on the longitudinal edge of the first cover (221).
  • a second flange (222a) extending in the width direction of the first cover (221) may be provided on the longitudinal upper edge of the second cover (222).
  • a method for sealing a pouch-type battery case may include a first step of determining a position of a sealing portion (S) in which an electrode assembly (20) is built into a battery case (10) composed of a first case (11) and a second case (12), a second step of controlling the output of a non-contact heating member (200) so that heat can reach at least one of a first surface and a second surface of the sealing portion (S), and a third step of measuring whether the sealing portion (S) has reached a set temperature.
  • a step of securing the set temperature of the third step may be further included.
  • a method for sealing a pouch-shaped battery case characterized in that in the second step, the output of a non-contact heating member (200) is adjusted so that heat can reach the first and second surfaces of the sealing portion (S).
  • the second step may further include a step of controlling an area on which heat reaches the first surface or the second surface.
  • the temperature measured in the third step may be the temperature of the first surface or the second surface of the sealing portion to which the heat of the heating element directly reaches.
  • the present invention can also be provided in a form in which various means for solving the above problems are combined.
  • the sealing portion of the pouch-type battery case is heated in a non-contact manner while the heat is concentrated and transferred to a set area, so that product defects that may be caused by poor sealing of the sealing portion or sealing of a portion other than the sealing portion can be minimized.
  • the sealing device and sealing method of the pouch-type battery case of the present invention since the outer shape of the cover constituting the heating member can be changed, various types of battery cases having different sealing portion positions or areas can also be used.
  • Figure 1 is a front view illustrating the process of sealing a conventional pouch-type battery case.
  • FIG. 2 is a perspective view of a device for sealing a pouch-shaped battery case according to the first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion of Figure 2.
  • FIG. 4 is a perspective view of a device for sealing a pouch-shaped battery case according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion of Figure 4.
  • FIG. 6 is a perspective view (a) and a front view (b) of a pouch-type battery case sealing device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of a device for sealing a pouch-shaped battery case according to a third embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is an enlarged cross-sectional view of a portion of Figure 7.
  • FIG. 2 is a perspective view of a device for sealing a pouch-shaped battery case according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion of FIG. 2.
  • a pouch-shaped battery case sealing device is configured to include a support die (100), a heating member (200), and a temperature sensor (300).
  • the support die (100) is configured to support the battery cell.
  • the battery cell is configured with a battery case (10) made up of a first case (11) and a second case (12), and an electrode assembly (20) is built into the battery case (10).
  • the electrode assembly (20) includes a bidirectional electrode assembly in which the positive electrode lead (21) and the negative electrode lead (22) protrude in opposite directions.
  • the electrode assembly may be a unidirectional electrode assembly in which the positive electrode lead (21) and the negative electrode lead (22) protrude in the same direction.
  • the pouch-type battery case (10) is composed of a laminate sheet including an outer resin layer that protects the battery cell from the outside, a metal layer for blocking air and moisture, and an inner resin layer for heat-sealing.
  • the outer resin layer requires excellent tensile strength and weather resistance relative to its thickness, and may include, for example, at least one selected from the group consisting of stretched nylon, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), etc.
  • the metal layer may use various metal materials that can function to prevent air, moisture, etc. from entering the inside of the battery, and may preferably be made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the inner resin layer serves to provide sealing properties by being heat-fused to each other by heat and pressure applied while the electrode assembly is embedded, and may preferably include at least one selected from the group consisting of a polyolefin-based resin, CPP (non-stretched polypropylene), etc.
  • a lead film (23) is positioned on each of the upper surface, lower surface, and side surface of the positive lead (21) and the negative lead (22), and the positive lead (21) and the negative lead (22) to which the lead film (23) is attached are placed between the first case (11) and the second case (12).
  • a sealing portion (S) is formed at least in a portion of the outer periphery where the first case (11) and the second case (12) overlap, and the battery case (10) in which the sealing portion (S) where the first case (11) and the second case (12) overlap is formed is mounted on the support die (100).
  • the heating member (200) is positioned above or below the sealing member (S) and heats the sealing member (S) to a certain temperature, so that the internal resin layers of the first case (11) and the second case (12) are melted and thermally bonded.
  • the heating member (200) be a non-contact heating member (200) that does not directly contact the sealing member (S).
  • the heating member (200) may be positioned at each of the upper and lower portions of the sealing portion (S) as shown in the drawing, but this is only an example, and may be positioned at either the upper or lower portion of the sealing portion (S) to transmit heat to the upper portion of the sealing portion (S) or the lower portion of the sealing portion (S) to seal the sealing portion (S).
  • the heating member (200) includes a heater (210) having a certain length and a cover (220) covering the heater (210).
  • the heater (210) may be a bar-shaped infrared heater, and the blocking metal layer is heated, and the heat conducted therefrom melts the inner resin layer, thereby forming a heat-sealed sealing portion.
  • the heater is not limited to an infrared heater, and it is also possible to use a halogen lamp.
  • the cover (220) may include a first cover (221) that covers the longitudinal (z) side of the heater (210), the widthwise (x) side, and the side opposite to the direction in which the sealing portion (S) is arranged, and a pair of second covers (222) that extend downward (y) a certain distance from the longitudinal (z) side of the first cover (221).
  • the side opposite to the direction in which the sealing portion (S) of the first cover (221) is arranged may be the upper surface if the heating member (200) is positioned above the sealing portion (S), and may be the lower surface if the heating member (200) is positioned below the sealing portion (S).
  • the above first cover (221) and second cover (222) can prevent heat transferred from the heater (210) from being dispersed to unnecessary parts, and in particular, the second cover (222) can be extended to be as close as possible to the sealing portion (S), thereby blocking heat from being released outside the space formed between the pair of second covers (222).
  • the second cover (222) is a structure extending from the first cover (221), and the first cover (221) and the second cover (222) may be composed of the same material or may be composed of different materials.
  • the first cover (221) and the second cover (222) may be made of a material selected from the group consisting of a glass insulating material, a mineral insulating material, a metallic insulating material, and a carbon insulating material.
  • the above glassy insulator includes glass wool whose main raw material is glass minerals such as silica, limestone, feldspar, and soda ash, and the mineral insulator may include asbestos rock wool and perlite.
  • the metallic insulator includes siliceous, alumina, and magnesia, and the carbonaceous insulator may be manufactured by molding carbon fibers and carbon powder.
  • the specifications of the battery cell may vary depending on the user's requirements, and as a result, the width direction (x) length of the sealing portion (S) may vary.
  • the second cover (222) be made of a material that can be deformed in an inward direction where the pair of second covers (222) come closer or in an outward direction where they move away from each other so that they can correspond to the width direction (x) of the sealing portion (S).
  • a heat-reflective coating layer is additionally provided on the inner surface of the first cover (221) and the second cover (222).
  • the heat-reflective coating layer include materials such as aluminum, silver, copper, and quartz, but there are no particular limitations as long as it can perform the same function.
  • the heater (210) it is desirable for the heater (210) to irradiate uniform heat to the entire sealing portion (S) so that the entire sealing portion (S) can be uniformly sealed, and it is desirable for the length of the heater (210) to be longer than the length of the sealing portion (S).
  • the temperature sensor (300) is configured to measure the temperature of the sealing portion (S).
  • the sealing operation by considering the heating conditions of the heating member (200), such as the width of the sealing portion (S) that may vary depending on the battery cell specifications, the optimal heater (210) output, the distance between the heater (210) and the sealing portion (S), and the heating time. However, it is recommended to measure the temperature of the sealing portion (S) because there may be cases where the heater (210) does not operate properly.
  • the temperature sensor (300) is positioned on the inside of the cover (220) of the heating member (200) to measure whether the temperature of the sealing portion (S) has risen to a temperature required for thermal fusion, and is arranged toward the sealing portion (S) to measure the temperature of the sealing portion (S).
  • the temperature sensor (300) may be installed on the inside of the first cover (221), and may be arranged such that the temperature measuring portion (not shown) faces the sealing portion (S) to measure the temperature of the sealing portion (S).
  • the temperature sensor (300) may be a non-contact thermometer, for example, a non-contact infrared thermometer.
  • FIG. 4 is a perspective view of a device for sealing a pouch-shaped battery case according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG. 4
  • FIG. 6 is a perspective view (a) and a front view (b) of a pouch-shaped battery case sealing device according to the second embodiment of the present invention.
  • a pouch-shaped battery case sealing device is identical to the pouch-shaped battery case sealing device according to the first embodiment, except that the first cover (221) and the second cover (222) are connected by a rotating member (223).
  • the first cover (221) and the second cover (222) are connected to each other by the rotation member (223), so that the pair of second covers (222) can be deformed to incline inwardly toward each other or to incline outwardly away from each other.
  • the second cover (222) if the second cover (222) is deformed, it should be able to be maintained in the deformed state if no external force is applied.
  • the above-mentioned rotating member (223) may be a hinge axis, but is not limited thereto as long as the first cover (221) and the second cover (222) can rotate with each other.
  • the first cover (221) and the second cover (222) are connected to each other by the rotating member (223), it is much easier to control the supply direction and arrival location of the heat generated from the heater (210).
  • the second cover (222) can be replaced with a different height, the distance between the heater (210) and the sealing portion (S) can also be controlled.
  • FIG. 7 is a perspective view of a device for sealing a pouch-shaped battery case according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG. 7.
  • the pouch-type battery case sealing device according to the third embodiment is identical to the pouch-type battery case sealing device according to the first embodiment except for the configuration of the cover (220).
  • the second cover (222) When the heating member (200) is positioned above the sealing portion (S), the second cover (222) is positioned below the first cover (221), and at this time, it is preferable that the first cover (221) and the second cover (222) are separated so that the second cover (222) can move in the width direction of the first cover (221).
  • the second cover (222) When the heating member (200) is positioned below the sealing portion (S), the second cover (222) is positioned above the first cover (221), and can be provided in the same manner.
  • the second cover (222) is a roughly square plate shape extending vertically downward from both sides of the longitudinal edge of the first cover (221), and a moving member (224), for example, a sub-motor, for moving the second cover (222) is connected to one side.
  • the gap between the pair of second covers (222) can be widened or narrowed by operating the transfer member (224) by the control signal.
  • first flange (221a) extending in the width direction of the first cover (221) is provided on one or both longitudinal edges of the first cover (221), or a second flange (222a) extending in the width direction of the first cover (221) is provided on one or both longitudinal upper edges of the second cover (222), or when the first flange (221a) and the second flange (222a) are provided at the same time, heat can be blocked from being released to the outside by the first flange (221a) and the second flange (222a).
  • the first cover (221) may be a material selected from the group consisting of the aforementioned glass insulating material, mineral insulating material, metallic insulating material, and carbon insulating material.
  • the present invention provides a method for sealing a pouch-type battery case, and specifically, the method may include a first step of determining a position of a sealing portion (S) in which the first case (11) and the second case (12) overlap each other, a second step of controlling the output of a non-contact heating member (200) so that heat can reach at least one of a first surface and a second surface of the sealing portion (S), and a third step of measuring whether the sealing portion (S) has reached a set temperature, wherein an electrode assembly (20) is built into a battery case (10) composed of a first surface (11) and a second surface (12).
  • the first step is a step of arranging the first case (11) and the second case (12) so that the outer peripheries of the first case (11) and the second case (12) face each other, and determining the position and width of the sealing portion (S) to be formed in the first case (11) and the second case (12).
  • the output of the non-contact heating element (200) can be adjusted so that heat can reach the first surface and/or the second surface of the sealing portion (S).
  • the second step it is preferable to additionally perform a step of controlling the area where heat reaches the first side and/or the second side of the sealing portion (S).
  • a step of controlling the area where heat reaches the first side and/or the second side of the sealing portion (S) For example, by deforming or rotating a pair of second covers (222) constituting the heating member (200), or one second cover (222), it is possible to prevent unnecessary parts from being heated.
  • the temperature of the first surface and/or second surface of the sealing portion, to which the heat of the heating element (200) directly reaches is measured.
  • the temperature sensor (300) is placed inside the cover (220) of the heating member (200) which is placed above and/or below the sealing member (S), so that the temperature of the sealing member (S) measured in the third step is the temperature of the first surface and/or the second surface to which the heat of the heating member (200) on which the temperature sensor (300) is placed reaches.
  • the thermal fusion conditions of the sealing portion (S) prior to the first step such as the output of the heater (210) constituting the heating member (200), the heating time, and the temperature of the first side and/or the second side of the sealing portion (S).
  • Second sealing tool 32a Second depression
  • First cover 221a First flange
  • Second cover 222a Second flange
  • Rotating member 224 Transport member

Landscapes

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Abstract

본원발명은 파우치형 전지케이스의 실링 장치 및 실링 방법에 관한 것으로, 상세하게는 제1 케이스와 제2 케이스로 구성된 전지케이스에 전극조립체가 내장되며, 상기 제1 케이스와 제2 케이스가 중첩된 실링부의 상부 또는 하부에 위치하여 상기 실링부가 열융착될 수 있도록 상기 실링부를 일정온도로 가열하기 위한 비접촉식 히팅부재;를 포함하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치 및 실링 방법에 관한 것이다. (대표도) 도 2

Description

파우치형 전지케이스의 실링 장치 및 실링 방법
본 출원은 2023년 6월 30일자 한국 특허 출원 제2023-0085018호 및 2024년 4월 15일자 한국 특허 출원 제2024-0050041호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본원발명은 파우치형 전지케이스의 실링 장치 및 실링 방법에 대한 것이다. 구체적으로, 지지 다이 및 상기 파우치형 전지케이스의 실링부를 가열하기 위한 비접촉식 히팅부재를 포함하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치 및 실링 방법에 대한 것이다.
환경오염 문제에 대한 대책 마련이 시급해짐에 따라, 온실가스 배출을 줄이기 위한 산업계의 관심이 증가하고 있다. 이에, 화석연료를 대체하기 위한 대안으로서 친환경에너지의 일종인 리튬 이차전지에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
리튬 이차전지는 외장재의 종류에 따라 라미네이트 시트로 구성되는 파우치형 이차전지, 금속 소재로 구성되는 원통형 이차전지 및 각형 이차전지 등으로 분류되는데, 파우치형 이차전지는 형태 변형이 용이하고 제조가 용이하며 제조 원가가 낮은 장점이 있다.
파우치형 이차전지는 라미네이트 시트로 구성되는 파우치형 전지케이스 내부에 양극, 음극, 및 상기 양극 및 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함하는 전극조립체가 내장된다. 이때 상기 양극 및 음극을 구성하는 양극 탭 및 음극 탭 각각에는 양극리드 및 음극리드가 연결된 후, 파우치형 전지케이스 외측으로 노출되도록 연장된다.
한편 상기 파우치형 전지케이스는 내부에 전극조립체를 수용하는 제1 케이스 및 제2 케이스로 구성되는데, 이들 제1케이스와 제2케이스는 외부로부터 전극조립체를 보호하는 외부 수지층, 공기 및 수분차단을 위한 금속층, 및 열융착 밀봉을 위한 내부 수지층을 포함하는 라이네이트 구조로 이루어진다.
상기 제1 케이스 및 제2 케이스는 각각의 내부 수지층이 대면하도록 배치되고, 상기 양극리드 및 음극리드가 상기 제1 케이스 및 제2 케이스의 외주변을 관통하도록 배치된 상태에서 상기 외주변을 열융착하여 실링부를 형성한다.
그리고 양극리드 및 음극리드와 파우치형 전지케이스 간의 밀봉력을 높이기 위하여, 상기 양극리드 및 음극리드 각각의 상면과 하면에는 리드필름이 부착될 수 있다.
도 1은 종래의 파우치형 전지케이스를 실링하는 과정을 설명하기 위한 정면도이다.
도 1을 참조하면, 파우치형 전지셀은 전지케이스(10) 내부에 전극조립체(20)를 수용하고 있으며, 전지케이스(10)는 전극조립체(20)를 수용하는 제1 케이스(11)와, 제1 케이스(11) 상면에 배치되어 제1 케이스(11)와 열융착되는 제2 케이스(12)를 포함한다.
이때, 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)는 외부로부터 전극조립체(20)를 보호하는 외부 수지층, 공기 및 수분차단을 위한 금속층 및 열융착 밀봉을 위한 내부 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 구성된다.
전극조립체(20)의 양극 탭과 결합된 양극리드(21)는 상면 및 하면에 리드필름(23)이 부착된 상태로 전지케이스(10)의 외주변을 관통하여 외부로 돌출된다.
전지케이스(10)의 실링부를 형성하기 위하여, 제1 실링툴(31)과 제2 실링툴(32)로 구성되는 한 쌍의 실링툴(30) 사이에 전지케이스(10)의 외주변을 배치한다. 이후 일정 온도로 가열된 제1 실링툴(31)과 제2 실링툴(32)로 전지케이스(10) 외주변을 가압하면, 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)의 내부 수지층이 용융되어 서로 간에 열융착되어 실링부가 형성된다.
이 때, 양극리드(21)와 리드필름(23)의 두께 차이로 인해 전지케이스(10) 외주변의 밀봉력이 저하되는 것을 방지하기 위하여, 양극리드(21)와 리드필름(23)의 두께에 대응되도록 제1 실링툴(31)에는 제1 함몰부(31a)가 형성되고, 제2 실링툴(32)에는 제2 함몰부(32a)가 형성될 수 있다.
하지만 제1 함몰부(31a)의 단차와 제2 함몰부(32a)의 단차가 양극리드(21) 및 리드필름(23)의 두께와 정확하게 일치하지 않을 시, 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)가 확실하게 밀착되지 못해 틈이 생길 수 있으며, 이와 같은 틈을 통해 전해액이 누액될 수 있다.
또한, 실링툴(30)에 이물질이 소착되는 경우, 가압 과정에서 이물질에 의해 전지케이스가 손상될 수 있을 뿐만 아니라, 실링툴(30)의 가압면 중 이물질이 부착된 부분에서는 실링 온도 편차도 발생할 수 있다.
이와 같이 전지케이스를 직접 가압하는 접촉식 실링툴을 사용할 때의 문제점을 방지하기 위하여, 특허문헌 1은 전극조립체 수납부의 외주면인 실링 예정부위에 적외선을 조사하여 실링부를 형성하는 과정을 개시하고 있다.
특허문헌 1은 실링 예정부위를 비접촉 방식으로 가열함으로써 실링툴의 단차와 전극리드 두께 차이로 인한 밀봉 불량을 방지할 수 있으나, 가열 부위의 조절이 용이하지 않아 실링 예정부위 이외의 영역까지 열이 가해질 수 있다는 새로운 문제점을 안고 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) 한국등록특허공보 제10-1216423호
본원발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 파우치형 전지케이스의 실링부를 선택적으로 가열하여 비접촉식으로 실링할 수 있는 파우치형 전지케이스의 실링장치 및 실링 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본원발명에서는 파우치형 전지케이스의 실링부 폭이 변하더라도 이에 대응되도록 가열 위치와 가열 면적을 쉽게 조절할 수 있는 파우치형 전지케이스의 실링장치 및 실링 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원발명에 따른 파우치형 전지케이스의 실링 장치는, 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)로 구성된 전지케이스(10)에 전극조립체(20)가 내장되며, 상기 제1 케이스(11)와 상기 제2 케이스(12)가 중첩된 실링부(S)의 상부 또는 하부에 위치하여 상기 실링부(S)가 열융착될 수 있도록 상기 실링부(S)를 일정온도로 가열하기 위한 비접촉식 히팅부재(200)를 포함할 수 있다.
상기 히팅부재(200)는 일정 길이를 갖는 히터(210), 및 상기 히터(210)를 감싸는 커버(220)를 포함하되, 상기 커버(220)는 상기 히터(210)의 길이방향 측면, 폭방향 측면 및 상기 실링부(S)가 배치된 방향과 반대되는 측면을 감싸는 제1 커버(221)와, 상기 제1 커버(221)의 길이방향 측면에서 일정 길이 하방으로 연장된 제2 커버(222)를 포함할 수 있다.
상기 히팅부재(200)는 상기 실링부(S) 상부 및 하부에 각각 위치할 수 있다.
상기 제2 커버(222)는 내측 또는 외측으로 변형 가능한 소재로 이루어질 수 있다.
상기 제1 커버(221)와 제2 커버(222)는 유리질 단열재, 광물질 단열재, 금속질 단열재, 및 탄소질 단열재로 이루어진 군에서 선택되는 소재로 이루어질 수 있다.
상기 제1 커버(221)와 제2 커버(222) 내면에는 열반사 코팅층이 구비될 수 있다.
상기 제1 커버(221)와 상기 제2 커버(222)는 회동부재(223)에 의해 연결될 수 있다.
상기 회동부재는 힌지축일 수 있다.
상기 제2 커버(222)는 상기 제1 커버(221)와 분리되어 있으며, 상기 제1 커버(221)의 폭 방향을 따라 이동 가능할 수 있다.
상기 제1 커버(221)의 길이 방향 가장자리에는 상기 제1 커버(221)의 폭 방향으로 연장된 제1 플랜지(221a)가 구비될 수 있다.
상기 제2 커버(222)의 길이 방향 상부 가장자리에는 상기 제1 커버(221)의 폭 방향으로 연장된 제2 플랜지(222a)가 구비될 수 있다.
상기 실링부(S)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(300);를 더 포함하고, 상기 온도센서(300)는 상기 커버(220) 내측에 위치하되, 상기 실링부(S)를 향하도록 배치될 수 있다.
본원발명에 따른 파우치형 전지케이스의 실링 방법은, 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)로 구성된 전지케이스(10)에 전극조립체(20)가 내장되며, 상기 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)가 중첩된 실링부(S)의 위치를 결정하는 제1 단계, 실링부(S)의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면으로 열이 도달할 수 있도록 비접촉식 히팅부재(200)의 출력을 조절하는 제2 단계, 및 상기 실링부(S)가 설정된 온도에 도달하였는지를 측정하는 제3 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 단계 이전에, 상기 제3 단계의 설정 온도를 확보하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 단계에서는 상기 실링부(S)의 제1 면 및 제2 면으로 열이 도달할 수 있도록 비접촉식 히팅부재(200)의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 방법.
상기 제2 단계에서는 상기 제1 면 또는 제2 면에 열이 도달하는 면적을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 단계에서 상기 측정하는 온도는 히팅부재의 열이 직접적으로 도달하는 상기 실링부의 제1 면 또는 제2 면의 온도일 수 있다.
본원발명은 또한, 상기 과제의 해결 수단을 다양하게 조합한 형태로도 제공이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원발명의 파우치형 전지케이스의 실링 장치 및 실링 방법에 의하면, 파우치형 전지케이스의 실링부를 비접촉식으로 가열하는 한편 설정된 영역 중심으로 열이 집중하여 전달되기 때문에, 실링부의 밀봉 불량이나 실링부 이외의 부분이 밀봉됨으로써 초래할 수 있는 제품 불량을 최소화할 수 있다.
또한 본원발명의 파우치형 전지케이스의 실링 장치 및 실링 방법에 의하면, 히팅부재를 구성하는 커버의 외형이 변형 가능하기 때문에 실링부 위치나 면적이 상이한 다종의 전지케이스도 사용이 가능하다.
도 1은 종래의 파우치형 전지케이스를 실링하는 과정을 설명하기 위한 정면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치형 전지케이스를 실링하는 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2의 일부분을 확대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치형 전지케이스를 실링하는 장치의 사시도이다.
도 5는 도 4의 일부분을 확대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 파우치형 전지케이스 실링 장치의 사시도(a) 및 정면도(b)이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치형 전지케이스를 실링하는 장치의 사시도이다.
도 8은 도 7의 일부분을 확대한 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 본원발명의 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명에 대한 설명으로 한정되지 않는다.
본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.
본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 "또는"은 별도로 언급되지 않는 한 "및"을 포함하는 것이다. 그러므로 "A 또는 B를 포함하는"은 A를 포함하거나, B를 포함하거나, A 및 B를 포함하는 상기 3가지 경우를 모두 의미한다.
본원발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치형 전지케이스를 실링하는 장치의 사시도이고, 도 3은 도 2의 일부분을 확대한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 파우치형 전지케이스 실링 장치는 지지 다이(100), 히팅부재(200) 및 온도센서(300)를 포함하여 구성된다.
먼저 지지 다이(100)는 전지셀을 지지하기 위한 구성으로, 전지셀은 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)로 구성된 전지케이스(10)에 전극조립체(20)가 내장되며, 전극조립체(20)는 양극리드(21) 및 음극리드(22)가 서로 반대 방향으로 돌출되는 양방향 전극조립체를 포함한다. 이와 달리, 양극리드(21) 및 음극리드(22)가 동일한 방향으로 돌출되는 단방향 전극조립체이어도 무방하다.
파우치형 전지케이스(10)는 외부로부터 전지셀을 보호하는 외부 수지층, 공기 및 수분차단을 위한 금속층, 및 열융착 밀봉을 위한 내부 수지층을 포함하는 라미네이트 시트로 구성된다.
여기서, 상기 외부 수지층은 두께 대비 우수한 인장강도와 내후성 등이 요구되며, 예를 들어, 연신 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 금속층은 공기, 습기 등이 전지의 내부로 유입되는 것을 방지하는 기능을 발휘할 수 있는 다양한 금속 소재들이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다. 또 상기 내부 수지층은 전극조립체를 내장한 상태에서 인가된 열과 압력에 의해 상호 열융착되어 밀봉성을 제공하는 역할을 하며, 바람직하게는, 폴리올레핀(polyolefin)계 수지, CPP(무연신 폴리프로필렌) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
양극리드(21)와 음극리드(22)의 각 상면, 하면 및 측면에는 리드필름(23)이 위치하며, 이와 같이 리드필름(23)이 부착된 양극리드(21)와 음극리드(22)는 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12) 사이에 배치된다. 제1 케이스(11)와 제2케이스(12)가 중첩된 적어도 외주변 일부에서 실링부(S)가 형성되는 바, 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)가 중첩된 실링부(S)가 형성된 전지케이스(10)가 상기 지지 다이(100)에 안착되는 것이다.
히팅부재(200)는 실링부(S) 상부 또는 하부에 위치하여 실링부(S)를 일정온도로 가열하며, 따라서 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)의 내부 수지층이 용융되어 열융착된다. 여기서, 히팅부재(200)는 실링부(S)와 직접적으로 접촉하지 않는 비접촉식 히팅부재(200)인 것이 바람직하다.
히팅부재(200)는 도면에 도시한 바와 같이, 실링부(S)의 상부 및 하부 각각에 위치할 수 있으나, 이는 일 예시에 불과하며, 실링부(S) 상부 및 하부 중 어느 한 곳에 위치하여 실링부(S) 상부 또는 실링부(S) 하부에 대해 열을 전달하여 실링부(S)를 실링할 수 있다.
히팅부재(200)에 관해 보다 상세하게 설명하면, 히팅부재(200)는 일정 길이를 갖는 히터(210), 및 히터(210)를 감싸는 커버(220)를 포함한다.
여기서 히터(210)는 바(bar) 형상의 적외선 히터일 수 있으며, 차단성 금속층이 가열되고, 이로부터 전도된 열에 의해 내부 수지층이 용융됨으로써 열융착 실링부를 형성하게 된다. 물론 적외선 히터에 한정하지 않고 할로겐 램프를 사용하는 것도 가능하다.
커버(220)는 히터(210)의 길이방향(z) 측면, 폭방향(x) 측면 및 실링부(S)가 배치된 방향과 반대되는 측면을 감싸는 제1 커버(221)와, 제1 커버(221)의 길이방향(z) 측면에서 일정 길이 하방(y)으로 연장된 한 쌍의 제2 커버(222)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 커버(221)의 실링부(S)가 배치된 방향과 반대되는 측면은, 히팅부재(200)가 실링부(S)의 상부에 위치하는 경우, 상면일 수 있으며, 히팅부재(200)가 실링부(S)의 하부에 위치하는 경우, 하면일 수 있다.
상기 제1 커버(221)와 제2 커버(222)는 히터(210)로부터 전달되는 열이 불필요한 부분으로 분산되는 것을 방지할 수 있으며, 특히, 제2 커버(222)는 실링부(S)와 최대한 근접하도록 연장됨으로써, 한 쌍의 제2 커버(222) 사이에 형성되는 공간 외부로 열이 방출되는 것을 차단할 수 있다.
제2 커버(222)는 제1 커버(221)에서 연장된 구조인 바, 제1 커버(221)와 제2 커버(222)는 동일한 소재로 구성될 수 있고, 또는 다른 소재로 구성될 수 있다.
예를 들어, 제1 커버(221)와 제2 커버(222)는 유리질 단열재, 광물질 단열재, 금속질 단열재, 및 탄소질 단열재로 이루어진 군에서 선택되는 소재로 이루어질 수 있다.
상기 유리질 단열재는 규사, 석회석, 장석, 소다회 등 유리계 광물질이 주원료인 유리면(Glass Wool)을 포함하고, 광물질 단열재는 석면 암면, 펄라이트를 포함할 수 있다. 또 금속질 단열재는 규산질, 알루미나질, 마그네시아질을 포함하고, 탄소질 단열재는 탄소질 섬유 및 탄소분말 등을 성형하여 제조될 수 있다.
한편, 수요자 요구에 따라 전지셀의 규격이 달라질 수 있고, 결과적으로 실링부(S)의 폭 방향(x) 길이가 다양할 수 있다.
이 경우, 제2 커버(222)는 실링부(S)의 폭방향(x) 길이에 대응할 수 있도록 한 쌍의 제2 커버(222)가 가까워지는 내측 방향 또는 서로 멀어지는 외측 방향으로 변형 가능한 소재로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 커버(221)와 제2 커버(222)는 히터(210)로부터 생성된 열이 실링부(S)를 향하도록 모아 주는 기능을 수행하므로, 이들 제1 커버(221)와 제2 커버(222) 내면에는 열반사 코팅층이 추가로 구비되는 것이 좋고, 열반사 코팅층의 예로는 알루미늄, 은, 구리 및 석영 등의 재질로 형성될 수 있으나 동일한 기능을 수행할 수 있다면 특별히 제한하지 않는다.
또 히터(210)는 실링부(S) 전체가 균일하게 밀봉될 수 있도록, 실링부(S) 전체에 대해 균일한 열을 조사하는 것이 바람직한 바, 히터(210)의 길이는 실링부(S)의 길이 이상인 것이 좋다.
계속해서, 온도 센서(300)는 실링부(S)의 온도를 측정하기 위한 구성이다.
히팅부재(200)의 가열조건, 예를 들어 전지셀 규격에 따라 상이할 수 있는 실링부(S) 폭을 고려하여 최적의 히터(210) 출력, 히터(210)와 실링부(S)와의 거리, 및 가열 시간 등으로 실링작업을 수행하는 것도 가능하지만, 히터(210)가 제대로 작동하지 못하는 경우 등이 발생할 수 있으므로 실링부(S)의 온도를 측정하는 것이 좋다.
상세하게, 온도 센서(300)는 실링부(S)의 온도가 열융착에 필요한 온도까지 상승하였는지를 측정하기 위한 것으로, 상기 히팅부재(200)의 커버(220) 내측에 위치하며, 실링부(S)를 향해 배치되어 상기 실링부(S)의 온도를 측정한다. 예를 들어, 온도 센서(300)는 제1 커버(221)의 내측에 설치되되, 실링부(S)의 온도를 측정하도록 온도 측정부(미도시)가 실링부(S) 측을 향하도록 배치될 수 있다. 여기서, 온도 센서(300)는 비접촉식 온도계, 예를 들어 비접촉식 적외선 온도계일 수 있다.
비록 도면에서는 온도 센서(300)가 1개인 것으로 도시하고 있으나, 이는 일 예시에 불과하며 실링부(S) 양측 가장자리와 가운데 부분을 동시에 측정할 수 있도록 다수개 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치형 전지케이스를 실링하는 장치의 사시도, 도 5는 도 4의 일부분을 확대한 단면도, 그리고 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치형 전지케이스 실링 장치의 사시도(a) 및 정면도(b)이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 파우치형 전지케이스 실링 장치는 제1실시예에 따른 파우치형 전지케이스 실링 장치와 비교할 때, 제1 커버(221)와 제2 커버(222)가 회동부재(223)에 의해 연결된 것을 제외하고는 제1 실시예에 따른 파우치형 전지케이스 실링 장치와 동일하다.
따라서, 이하에서는 제1 실시예에 따른 파우치형 전지케이스 실링 장치와 상이한 구성에 관해서만 설명하기로 한다.
제1 커버(221)와 제2 커버(222)는 회동부재(223)에 의해 서로 연결됨으로써 한 쌍의 제2 커버(222)가 서로 가까워지는 내측 방향으로 경사지거나, 또는 서로 멀어지는 외측 방향으로 경사지게 변형될 수 있다. 물론 제2 커버(222)가 변형된 경우 외력이 작용하지 않는다면 변형된 상태로 유지될 수 있어야 함은 자명하다.
여기서, 상기 회동부재(223)는 힌지축일 수 있으나 제1 커버(221)와 제2 커버(222)가 서로 회동할 수 있다면 이에 제한하지 않는다.
상기와 같이 회동부재(223)에 의해 제1 커버(221)와 제2 커버(222)가 서로 연결될 시, 히터(210)로부터 생성된 열의 공급 방향과 도달 위치를 조절하는 것이 한층 용이하다. 게다가 높이가 상이한 제2 커버(222)로 교체할 수 있어 히터(210)와 실링부(S)와의 거리 조절도 가능하다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 파우치형 전지케이스를 실링하는 장치의 사시도이고, 도 8은 도 7의 일부분을 확대한 단면도이다.
도 7 및 8을 참조하면, 제3 실시예에 따른 파우치형 전지케이스 실링 장치는 제1 실시예에 따른 파우치형 전지케이스 실링 장치와 비교할 때, 커버(220) 구성을 제외하고는 제1 실시예에 따른 파우치형 전지케이스 실링 장치와 동일하다.
따라서, 이하에서는 제1 실시예에 따른 파우치형 전지케이스 실링 장치와 상이한 구성에 관해서만 설명하기로 한다.
히팅부재(200)가 실링부(S) 상부에 위치하는 경우, 제1 커버(221) 아래에 제2 커버(222)가 위치하며, 이때 제1 커버(221)의 폭 방향으로 제2 커버(222)가 이동할 수 있도록 제1 커버(221)와 제2 커버(222)는 분리된 상태인 것이 바람직하다. 히팅부재(200)가 실링부(S) 하부에 위치하는 경우, 제1 커버(221) 위에 제2 커버(222)가 위치하며, 이와 동일하게 구비될 수 있다.
이하에서는 히팅부재(200)가 실링부(S) 상부에 위치하는 경우에 대해 설명하며, 히팅부재(200)가 실링부(S) 하부에 위치하는 경우에 대해서는 생략하기로 한다.
상세하게, 제2 커버(222)는 제1 커버(221)의 길이 방향 가장자리 양측에서 아래를 향해 수직하게 연장된 대략 사각형 플레이트 모양이며, 일측면에는 제2 커버(222)의 이동을 위한 이송부재(224), 예를 들어 서브 모터가 연결된다.
따라서 제어신호에 의해 이송부재(224)가 작동함으로써 한 쌍의 제2 커버(222) 사이의 간격이 넓어지거나 좁아질 수 있다.
특히, 제1 커버(221)의 길이 방향 일측 또는 양측 가장자리에 제1 커버(221)의 폭 방향으로 연장된 제1 플랜지(221a)가 구비되거나, 제2 커버(222)의 길이 방향 일측 또는 양측 상부 가장자리에 제1 커버(221)의 폭 방향으로 연장된 제2 플랜지(222a)가 구비되거나, 또는 제1 플랜지(221a)와 제2 플랜지(222a)가 동시에 구비될 시에는 이들 제1 플랜지(221a)와 제2 플랜지(222a)에 의해 열이 외부로 방출되는 것을 차단할 수 있다.
여기서, 제1 커버(221)는 전술한 유리질 단열재, 광물질 단열재, 금속질 단열재, 및 탄소질 단열재로 이루어진 군에서 선택되는 소재일 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제3 실시예에 의하면, 이송부재(224)를 사용하여 제2 커버(222)의 위치를 조절하기 때문에 한층 정밀한 위치 조절이 가능하고, 결과적으로 실링부의 설정된 부위만 가열할 수 있다.
본원발명은 파우치형 전지케이스의 실링 방법을 제공하는 바, 구체적으로, 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)로 구성된 전지케이스(10)에 전극조립체(20)가 내장되며, 상기 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)가 중첩된 실링부(S)의 위치를 결정하는 제1 단계, 실링부(S)의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면으로 열이 도달할 수 있도록 비접촉식 히팅부재(200)의 출력을 조절하는 제2 단계, 및 상기 실링부(S)가 설정된 온도에 도달하였는지를 측정하는 제3 단계를 포함할 수 있다.
구체적으로 상기 제1 단계는 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)의 외주변이 대면하도록 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)를 배치하고, 제1 케이스(11)와 제2 케이스(12)에 형성될 실링부(S)의 위치와 폭을 결정하는 단계이다.
상기 제2 단계에서는 실링부(S)의 제1 면 및/또는 제2 면으로 열이 도달할 수 있도록 비접촉식 히팅부재(200)의 출력을 조절할 수 있다.
또한, 제2 단계에서는 실링부(S)의 제1 면 및/또는 제2 면에 열이 도달하는 면적을 조절하는 단계를 추가로 수행하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 히팅부재(200)를 구성하는 한 쌍의 제2 커버(222), 또는 하나의 제2 커버(222)를 변형시키거나 회동시킴으로서 불필요한 부분이 가열되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제3 단계에서는 히팅부재(200)의 열이 직접적으로 도달하는 상기 실링부의 제1 면 및/또는 제2 면의 온도를 측정한다.
즉, 온도센서(300)는 실링부(S)의 상부 및/또는 하부에 배치되는 히팅부재(200)의 커버(220) 내측에 배치되는 바, 상기 제3 단계에서 측정하는 실링부(S)의 온도는 온도센서(300)가 배치된 히팅부재(200)의 열이 도달하는 제1 면 및/또는 제2 면의 온도이다.
한편 상기 제1 단계 이전에 실링부(S)의 열융착 조건, 예를 들어 히팅부재(200)를 구성하는 히터(210)의 출력, 가열 시간, 및 실링부(S) 제1 면 및/또는 제2 면의 온도 등을 미리 확보해두는 것이 바람직하다.
본원발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
(부호의 설명)
10: 전지케이스
11: 제1 케이스 12: 제2 케이스
20: 전극조립체
21: 양극리드 22: 음극리드
23: 리드필름
30: 실링툴
31: 제1 실링툴 31a: 제1 함몰부
32: 제2 실링툴 32a: 제2 함몰부
100: 지지 다이
110: 관통구
200: 히팅부재
210: 히터
220: 커버
221: 제1 커버 221a: 제1 플랜지
222: 제2 커버 222a: 제2 플랜지
223: 회동부재 224: 이송부재
300: 온도센서
S: 실링부

Claims (17)

  1. 제1 케이스와 제2 케이스로 구성된 전지케이스에 전극조립체가 내장되며, 상기 제1 케이스와 상기 제2 케이스가 중첩된 실링부의 상부 또는 하부에 위치하여 상기 실링부가 열융착될 수 있도록 상기 실링부를 일정온도로 가열하기 위한 비접촉식 히팅부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히팅부재는 일정 길이를 갖는 히터, 및 상기 히터를 감싸는 커버를 포함하되,
    상기 커버는 상기 히터의 길이방향 측면, 폭방향 측면 및 상기 실링부가 배치된 방향과 반대되는 측면을 감싸는 제1 커버와, 상기 제1 커버의 길이방향 측면에서 일정 길이 하방으로 연장된 제2 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 히팅부재는 상기 실링부 상부 및 하부에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 커버는 내측 또는 외측으로 변형 가능한 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 커버와 제2 커버는 유리질 단열재, 광물질 단열재, 금속질 단열재, 및 탄소질 단열재로 이루어진 군에서 선택되는 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 커버와 제2 커버 내면에는 열반사 코팅층이 구비된 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 커버와 상기 제2 커버는 회동부재에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 회동부재는 힌지축인 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제2 커버는 상기 제1 커버와 분리되어 있으며, 상기 제1 커버의 폭 방향을 따라 이동 가능한 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 커버의 길이 방향 가장자리에는 상기 제1 커버의 폭 방향으로 연장된 제1 플랜지가 구비된 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 커버의 길이 방향 상부 가장자리에는 상기 제1 커버의 폭 방향으로 연장된 제2 플랜지가 구비된 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 실링부의 온도를 측정하기 위한 온도센서;를 더 포함하고,
    상기 온도센서는 상기 커버 내측에 위치하되, 상기 실링부를 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 장치.
  13. 제1 케이스와 제2 케이스로 구성된 전지케이스에 전극조립체가 내장되며, 상기 제1 케이스와 제2 케이스가 중첩된 실링부의 위치를 결정하는 제1 단계;
    실링부의 제1 면 및 제2 면 중 적어도 어느 한 면으로 열이 도달할 수 있도록 비접촉식 히팅부재의 출력을 조절하는 제2 단계; 및
    상기 실링부가 설정된 온도에 도달하였는지를 측정하는 제3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 단계 이전에, 상기 제3 단계의 설정 온도를 확보하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 단계에서는 상기 실링부의 제1 면 및 제2 면으로 열이 도달할 수 있도록 비접촉식 히팅부재의 출력을 조절하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2 단계에서는 상기 실링부의 제1 면 또는 제2 면에 열이 도달하는 면적을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제3 단계에서 상기 측정하는 온도는 히팅부재의 열이 직접적으로 도달하는 상기 실링부의 제1 면 또는 제2 면의 온도인 것을 특징으로 하는 파우치형 전지케이스의 실링 방법.
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