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KR102384007B1 - 파우치형 이차전지 및 그 제조방법 - Google Patents

파우치형 이차전지 및 그 제조방법 Download PDF

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KR102384007B1
KR102384007B1 KR1020180163948A KR20180163948A KR102384007B1 KR 102384007 B1 KR102384007 B1 KR 102384007B1 KR 1020180163948 A KR1020180163948 A KR 1020180163948A KR 20180163948 A KR20180163948 A KR 20180163948A KR 102384007 B1 KR102384007 B1 KR 102384007B1
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coating layer
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sealing
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upper case
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임상욱
성준엽
박준규
정기택
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Priority to JP2020532996A priority patent/JP7048858B2/ja
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Abstract

본 발명은 파우치형 이차전지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 피복층, 금속층 및 내부 피복층을 포함하는 라미네이트 시트를 절단하여 상부케이스와 하부케이스로 이루어진 전지케이스를 준비하는 제1 단계, 상기 상부케이스와 하부케이스 사이에 전극조립체를 수납하는 제2단계, 상기 상부케이스와 하부케이스의 외주연부에 구비된 실링부를 밀착하는 제3 단계, 금속층의 노출을 방지할 수 있도록 상기 실링부 측면에 컨포멀(Conformal) 코팅층을 형성하는 제4 단계, 및 상기 상부케이스와 하부케이스의 실링부를 열융착시켜 상부케이스와 하부케이스를 밀봉하는 제5 단계를 더 포함함으로써, 전지케이스의 절단면에 노출된 금속층 상부에 컨포멀 코팅층을 포함하는 절연 코팅층이 형성되어 수분이나 공기로부터 금속층을 완벽하게 보호할 수 있는 파우치형 이차전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

파우치형 이차전지 및 그 제조방법 {Pouch Type Secondary Battery And Method For Preparing The Same}
본 발명은 파우치형 이차전지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전지케이스의 절단면에 노출된 금속층 상부에 컨포멀 코팅층을 포함하는 절연 코팅층을 형성시켜, 수분이나 공기로부터 금속층을 완벽하게 보호할 수 있는 파우치형 이차전지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지는 다양한 모바일 기기의 에너지원으로 사용되고 있다. 이차전지는 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로도 주목받고 있다.
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형 및 소정 크기의 다수의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재한 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.
이러한 이차전지는 도 1에 도시한 바와 같이, 전지케이스(200) 내부에 전극조립체(100)가 수납되어 있고, 양극과 음극 탭들이 두 개의 리드부재(110)에 각각 용접되어 전지케이스(200) 외부로 노출된다.
한편, 전극조립체(100)를 수납하기 위한 전지케이스(200)는 하부케이스(220)와, 하부케이스(220)를 덮는 상부케이스(210)가 일체형으로 이루어진 구조를 가지며, 하부케이스(220)와 상부케이스(210)가 맞닿은 면은 절곡되어 폴딩되는 구조이다. 그리고 이들 하부케이스(220)와 상부케이스(210)는 내부 피복층, 금속층 및 외부 피복층으로 이루어진 라미네이트 구조인데, 일반적인 파우치형 이차전지 제조 방법의 경우, 하부케이스(220)와 상부케이스(210)를 커팅하는 공정이 수반되고, 이 과정에서 금속층이 외부로 노출되면서 전지의 열화를 촉진하는 등 전지의 성능을 크게 저하시키는 원인이 되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래 기술로서, 한국공개특허공보 제2016-131706호에는 파우치의 상부 외장 부재 및 하부 외장 부재 사이에 전극조립체를 수납하는 단계, 상기 파우치의 상부 외장 부재 및 하부 외장 부재의 외곽 영역을 1차 실링하는 단계, 상기 실링된 파우치의 상부 외장 부재 및 하부 외장 부재의 가장자리부를 커팅하는 단계, 및 상기 커팅된 파우치의 상부 외장 부재 및 하부 외장 부재의 말단부를 압착하여 상부 및 하부 외장 부재의 커팅부 표면에 추가 실링부를 형성하는 단계를 포함하는 파우치형 이차전지의 제조 방법이 개시되어 있다.
상기 선행문헌에 의하면, 외장 부재의 커팅부 표면에 추가 실링부를 형성시킴으로써 금속층 노출부가 팩 단위의 금속 물질과 접촉하는 단점을 방지할 수 있다는 이점은 있으나, 압착을 통해 내부수지층의 재질 일부를 절단면 외곽으로 유출시켜 추가 실링부를 형성하기 때문에 내부수지층을 두껍게 형성시켜야 하고 따라서 전지케이스의 전체적인 부피가 증가한다는 점, 또한 단순히 압착에 의존하여 추가 실링부를 형성시키기 때문에 금속층의 노출면 일부는 실링부가 형성되지 못할 가능성이 높다는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제2016-131706호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 상부케이스와 하부케이스를 결합하기 위한 실링부 측면의 금속층을 커버하는 코팅층을 형성시킴에 있어, 공정이 간단하고 불량율이 낮은 파우치형 이차전지 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조되는 파우치형 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 파우치형 이차전지는, 라미네이트 시트로 이루어진 전지케이스; 및 상기 전지케이스에 수납되는 전극조립체를 포함하되, 상기 전지케이스는, 외부 피복층, 금속층 및 내부 피복층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 상부케이스와 하부케이스로 구성되며, 상기 상부케이스와 하부케이스를 상호 결합하기 위한 실링부가 상부케이스와 하부케이스 외주연부에 구비되고, 상기 실링부 측면에는 상기 금속층의 노출을 방지하기 위한 컨포멀(Conformal) 코팅층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 컨포멀(Conformal) 코팅층의 외측 표면 소정 영역에는 수지 코팅층이 더 형성되되, 상기 수지 코팅층은 외부 피복층의 일부가 용융되어 형성될 수 있다.
또 상기 컨포멀(Conformal) 코팅층의 내측 표면 소정 영역에는 수지 코팅층이 더 형성되되, 상기 수지 코팅층은 외부 피복층 및/또는 내부 피복층의 일부가 용융되어 형성될 수 있다.
또 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법은, 외부 피복층, 금속층 및 내부 피복층을 포함하는 라미네이트 시트를 절단하여 상부케이스와 하부케이스로 이루어진 전지케이스를 준비하는 제1 단계; 상기 상부케이스와 하부케이스 사이에 전극조립체를 수납하는 제2단계; 상기 상부케이스와 하부케이스의 외주연부에 구비된 실링부를 밀착하는 제3 단계; 및 금속층의 노출을 방지할 수 있도록 상기 실링부 측면에 컨포멀(Conformal) 코팅층을 형성하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 파우치형 이차전지의 제조방법에서는, 상기 상부케이스와 하부케이스의 실링부를 열융착시켜 상부케이스와 하부케이스를 밀봉하는 제5 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 제5 단계에서는, 컨포멀(Conformal) 코팅층의 외측 표면 소정 영역에 수지 코팅층이 형성되되, 상기 수지 코팅층은 실링부 열융착시 용융된 외부 피복층의 일부로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법은, 외부 피복층, 금속층 및 내부 피복층을 포함하는 라미네이트 시트를 절단하여 상부케이스와 하부케이스로 이루어진 전지케이스를 준비하는 제1 단계; 상기 상부케이스와 하부케이스 사이에 전극조립체를 수납하는 제2단계; 상기 상부케이스와 하부케이스의 외주연부에 구비된 실링부를 밀착하는 제3 단계; 상기 상부케이스와 하부케이스의 외주연부의 실링부를 열융착시켜 상부케이스와 하부케이스를 밀봉하는 제4 단계; 및 금속층의 노출을 방지할 수 있도록 상기 실링부 측면에 컨포멀(Conformal) 코팅층을 형성하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제4 단계에서는, 실링부 측면의 소정 영역에 수지 코팅층이 부분적으로 형성되되, 상기 수지 코팅층은 실링부 열융착시 용융된 내부 피복층 및/또는 외부 피복층의 일부로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서는 상기 파우치형 이차전지를 포함하는 전지모듈인것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에서는 전지모듈을 포함하는 전지팩인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파우치형 이차전지 제조방법 및 파우치형 이차전지에 따르면, 공정이 단순한 컨포멀 코팅방법을 사용하여 금속층에 추가적인 코팅층을 형성시키기 때문에 내부 피복층이나 외부 피복층이 두꺼운 라미네이트 시트를 사용하지 않고도 금속층을 수분이나 공기로부터 완벽하게 차단하는 것이 가능하다.
도 1은 종래 기술에 따른 파우치형 이차전지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 상부케이스와 하부케이스의 조립과정을 설명하는 공정도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5은 제2 실시예에 따른 상부케이스와 하부케이스의 조립과정을 설명하는 공정도이다.
도 6은 본 발명에 따라 제조된 파우치형 이차전지의 사시도이다.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 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 경우 뿐만 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.
이하, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지 및 그 제조방법에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 상부케이스와 하부케이스의 조립과정을 설명하는 공정도이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법은, 상부케이스(210)와 하부케이스(220)로 이루어진 전지케이스(200)를 준비하는 제1 단계, 상부케이스(210)와 하부케이스(220) 사이에 전극조립체(100)를 수납하는 제2단계, 상부케이스(210)와 하부케이스(220)의 외주연부에 구비된 실링부(230)를 밀착하는 제3 단계, 실링부(230) 측면에 컨포멀(Conformal) 코팅층(241)을 형성하는 제4 단계, 및 상부케이스(210)와 하부케이스(220)의 외주연부의 실링부(230)를 열융착시켜 상부케이스(210)와 하부케이스(220)를 밀봉하는 제5 단계를 포함하여 구성된다.
먼저 상부케이스(210)와 하부케이스(220)로 이루어진 전지케이스(200)를 준비하는 제1 단계, 및 상부케이스(210)와 하부케이스(220) 사이에 전극조립체(100)를 수납하는 제2 단계에 관하여 보다 상세하게 설명하면, 전지케이스(200)는 전극조립체(100)를 수용하는 케이스로서, 외부 피복층(211, 221)/금속층(212, 222)/내부 피복층(213, 223)으로 이루어진 라미네이트 시트를 사용하여 전극조립체(100)를 수용할 수 있는 공간부를 형성시킨다.
내부 피복층(213, 223)은 전극조립체(100)와 직접적으로 접촉하므로 절연성과 내전해성을 가져야 하고, 또 외부와의 밀폐를 위하여 실링성 즉, 내부층끼리 열 접착된 실링 부위는 우수한 열접착 강도를 가져야 한다.
이러한 내부 피복층(213, 223)의 재료로는 내화학성이 우수하면서도 실링성이 좋은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌아크릴산, 폴리부틸렌 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리우레탄수지 및 폴리이미드수지로부터 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 인장강도, 강성, 표면경도, 내충격 강도 등의 기계적 물성과 내화학성이 뛰어난 폴리프로필렌이 가장 바람직하다.
내부 피복층(213, 223)과 접하는 금속층(212, 222)은 외부로부터 수분이나 각종 가스가 전지 내부로 침투하는 것을 방지하는 배리어층에 해당되고, 이러한 금속층의 바람직한 재료로는 가벼우면서도 성형성이 우수한 알루미늄 막막을 사용할 수 있다.
그리고 금속층(212, 222)의 타측면에는 외부 피복층(211, 221)이 구비되며, 이러한 외부 피복층(211, 221)은 전극조립체(100)를 보호하면서 내열성과 내화학성을 확보할 수 있도록 인장강도, 투습방지성 및 공기투과 방지성이 우수한 내열성 폴리머를 사용할 수 있고, 일예로 나일론 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용할 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
전지케이스(200)에 수납되는 전극조립체(100)는 긴 시트형의 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 후 권취되는 구조로 이루어지는 젤리-롤형 전극조립체, 또는 장방형의 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되는 구조의 단위셀들로 구성되는 스택형 전극조립체, 상기 단위셀들이 긴 분리 필름에 의해 권취되는 스택-폴딩형 전극조립체, 또는 상기 단위셀들이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되어 서로 간에 부착되는 라미네이션-스택형 전극조립체 등으로 이루어질 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
일반적으로 양극 리드와 음극 리드로 구성되는 리드부재(110)는 전극조립체(100) 상단에 부착되는 양극 탭(미도시)과 음극 탭(미도시)이 각각 양극 리드와 음극 리드에 용접되어 전기적으로 연결되며, 전지케이스(200) 외부로 노출되어 있는 구조로 이루어진다. 이때 절연성과 실링성을 담보할 수 있도록 양극 리드와 음극 리드가 위치하는 실링부(230)에는 서로 마주보는 한 쌍의 절연필름(미도시)이 위치하며, 리드부재(110)는 한 쌍의 절연필름(미도시) 사이를 통과하도록 배치된다.
상부케이스(210)와 하부케이스(220)의 외주연부에 구비된 실링부(230)를 밀착하는 제3 단계에서는, 전극조립체(100)를 수납시킨 상태에서 상부케이스(210)의 실링부(230)와 하부케이스(220)의 실링부(230)를 단순히 밀착시킨다. 구체적으로, 상부케이스(210)와 하부케이스(220)의 실링부(230) 상부와 하부에 위치한 한 쌍의 실링바(300)를 사용하여, 상부케이스(210)와 하부케이스(220)의 실링부(230)가 긴밀하게 밀착할 수 있도록 소정의 힘으로 가압한다. 이때 실링부(230)는 가열되지 않은 상황이고, 따라서 내부 피복층(213, 223)이나 외부 피복층(211, 221)용융은 일어나지 않는다.
여기서, 상기 한 쌍의 실링바(300)는 소정 각도로 굽혀져 있는 절곡부(310)와, 상기 절곡부(310)에서 연장된 날개부(320)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
보다 상세하게는, 상부케이스(210)의 외부 피측층(211) 상면과 접하는 일측 실링바(300)는 상부케이스(210)의 절단면 방향으로 소정 길이 연장된 후 아래로 굽혀져 있는 절곡부(310), 그리고 절곡부(310)에서 소정 각도 경사진채 위로 연장되는 날개부(320)를 포함한다.
또 하부케이스(220)의 외부 피측층(221) 하면과 접하는 타측 실링바(300)는 하부케이스(220)의 절단면 방향으로 소정 길이 연장된 후 위로 굽혀져 있는 절곡부(310), 그리고 절곡부(310)에서 소정 각도 경사진 채 아래로 연장되는 날개부(320)를 포함한다.
상기 날개부(320)는 제4 단계에서 실시되는 컨포멀(Conformal) 코팅층(241) 형성 시, 분사되는 컨포멀(Conformal) 코팅용 수지로부터 실링바(300)를 보호함과 함께 원하는 위치에 집중적으로 컨포멀(Conformal) 코팅층(241)이 안착되도록 하기 위한 것이다. 그리고 절곡부(310)는 제5 단계에서 실시되는 실링부(230) 가열 시, 용융된 외부 피복층(211, 221)의 수지 일부가 원하는 위치로 이동하도록 유도하기 위함이다.
제4 단계는 실링부(230) 인근, 보다 상세하게는 라미네이트 시트 절단면에 해당되는 실링부(230) 측면에 컨포멀(Conformal) 코팅층(241)을 형성하는 단계이다.
전지케이스(200)를 구성하는 상부케이스(210)와 하부케이스(220)는 외부 피복층(211, 221)/금속층(212, 222)/내부 피복층(213, 223)으로 이루어진 라미네이트 시트의 커팅과 포밍을 통해 얻어지며, 따라서 실링부(230)를 열융착하더라도 금속층(212, 222)의 일부 또는 전부는 외부에 노출되는 것이 일반적이어서 전기적으로 취약한 상태이다.
본 발명의 제4 단계에서는 금속층(212, 222)의 절단면이 외부로 노출되지않도록 컨포멀(Conformal) 코팅층(241)을 형성시킨다.
여기서, 컨포멀(Conformal) 코팅층(241)은 금속층(212, 222) 뿐만 아니라 외부 피복층(211, 221) 및/또는 내부 피복층(213, 223)에도 형성될 수 있다.
한편, 컨포멀(Conformal) 코팅이란 일반적으로 PCB(Printed Circuit Board)에 전자 부품들을 실장하여 완성한 PCB 어셈블리 표면에 소정 수지로 보호 피막을 형성하는 공정이다. 즉, PCB 어셈블리가 준비되면, 다양한 피복 방식을 통해 PCB 어셈블리 표면에 컨포멀 코팅용 수지로 코팅하여 보호 피막을 형성시키며, 컨포멀(Conformal) 코팅용 수지를 토출시키는 스프레이 코팅(spray coating) 방식, 플로우 코팅(flow coating) 방식, PCB 어셈블리를 액상의 컨포멀 코팅용 수지 용액에 일정 부분 침지시키는 딥 코팅(dip coating) 방식, 또는 화학 기상 증착(chemical vapor deposition) 방식 등 다양한 방식을 통해 형성될 수 있다.
상기 다양한 방법들 중에서도 본 발명에서는 스프레이 코팅(spray coating) 방식이 바람직하고 이는 외부로 노출된 금속층(212, 222) 또는 금속층(212, 222)과 인접하고 있는 외부 피복층(211, 221) 및/또는 내부 피복층(213, 223)을 선택적으로 코팅할 수 있기 때문이다.
컨포멀(Conformal) 코팅용 수지로서는 금속층(212, 222)에 피막을 형성시킬 수 있다면 특별히 제한하지 않으며, 스프레이 코팅 후 경화를 위해 소정 시간 냉각 과장을 거칠 수 있다.
상기와 같은 과정을 통해 형성된 실링부(230) 측면의 컨포멀(Conformal) 코팅층(240)은 금속층(212, 222)을 완벽하게 코팅하기 때문에, 수분이나 공기 등이 금속층과 접촉함으로써 야기되는 부식, 절연 저항 등 전지 성능을 저하시키는 원인을 원천적으로 차단할 수 있다.
계속해서, 제5 단계는 상부케이스(210)와 하부케이스(220) 외주연부의 실링부(230)를 열융착시켜 상부케이스(210)와 하부케이스(220)를 밀봉하는 단계가 수행된다.
상기 제5 단계는, 파우치형 이차전지의 밀봉 상태를 유지하기 위하여 상부케이스(210)와 하부케이스(220)의 주연부를 따라 구비된 실링부(230)들을 가열하여, 내부 피복층(213, 223)이 서로 접합함으로써 전지케이스(200)가 밀봉된다.
이때, 외부 피복층(211, 221)의 수지 일부도 함께 용융되어 컨포멀(Conformal) 코팅층(241)의 외측 표면 소정 영역에 수지 코팅층(242)을 형성시킨다. 상기 수지 코팅층(242)은 외부 피복층(211, 221)과 연결된 상태에서 컨포멀(Conformal) 코팅층(241)까지 연장되어 있기 때문에, 컨포멀(Conformal) 코팅층(241)이 박리되는 것을 방지하고 또 수분이나 공기 등으로부터 금속층(212, 222)을 더욱 확실하게 보호할 수 있다.
게다가 금속층(212, 222)의 모든 표면에 피막을 형성시킬 필요가 없기 때문에, 외부 피복층(211, 221)이 종래와 동일한 두께이어도 무방하고 또 통상적인 열융착 온도와 시간으로도 충분하다.
다음은 본 발명의 제2 실시예에 관하여 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5은 제2 실시예에 따른 상부케이스와 하부케이스의 조립과정을 설명하는 공정도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법은, 상부케이스(210)와 하부케이스(220)로 이루어진 전지케이스(200)를 준비하는 제1 단계, 상부케이스(210)와 하부케이스(220) 사이에 전극조립체(100)를 수납하는 제2단계, 상부케이스(210)와 하부케이스(220)의 외주연부에 구비된 실링부(230)를 밀착하는 제3 단계, 상부케이스(210)와 하부케이스(220)의 외주연부의 실링부(230)를 열융착시켜 상부케이스(210)와 하부케이스(220)를 밀봉하는 제4 단계, 및 실링부(230) 측면에 컨포멀(Conformal) 코팅층(241)을 형성하는 제5 단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 파우지형 이차전지의 제조방법에서 제1 단계 내지 제3 단계의 구성은 전술한 제1 실시예의 제1 단계 내지 제3 단계와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하고, 제1 실시예와는 상이한 제4 단계 및 제5 단계와 관련하여 설명하기로 한다.
상부케이스(210)와 하부케이스(220)의 외주연부의 실링부(230)를 열융착시켜 상부케이스(210)와 하부케이스(220)를 밀봉하는 제4 단계에서는, 파우치형 이차전지의 밀봉 상태를 유지하기 위하여 상부케이스(210)와 하부케이스(220)의 주연부를 따라 구비된 실링부(230)들을 가열하여, 내부 피복층(213, 223)이 서로 접합함으로써 전지케이스(200)가 밀봉된다.
이때, 외부 피복층(211, 221) 및/또는 내부 피복층(213, 223)의 용융된 수지 일부는 실링부(230) 측면으로 흘러나와 금속층(212, 222)의 일부 노출 부분에 수지 코팅층(242)을 형성할 수 있다.
제5 단계는 금속층(212, 222)의 절단면이 외부로 노출되지 않도록 실링부(230) 측면에 컨포멀(Conformal) 코팅층(241)을 형성하는 단계이다.
상기 제4 단계 수행 시 외부 피복층(211, 221) 및/또는 내부 피복층(213, 223)의 수지가 금속층(212, 222)의 노출면을 모두 감싸지 않더라도 컨포멀(Conformal) 코팅층(241)에 의해 모든 금속층(212, 222)에 피막이 형성되기 때문에 수분이나 공기 등으로부터 금속층(212, 222)을 보호할 수 있다.
컨포멀(Conformal) 코팅층(241)과 관련하여서는 제1 실시예에서 상세하게 설명하였으므로 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따라 제조된 파우치형 이차전지의 사시도이다. 구체적으로, 본 발명의 제1 실시예 또는 제2 실시예에 따라 제조된 파우치형 이차전지는, 외부 피복층(211, 221), 금속층(212, 222) 및 내부 피복층(213, 223)을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 상부케이스(210)와 하부케이스(220)로 구성된 전지케이스(200) 내부에 전극조립체(100)가 수납되어 있다.
그리고 상부케이스(210)와 하부케이스(220)를 결합하기 위한 실링부(230) 측면에는 금속층의 노출을 방지하기 위한 코팅층(240)이 추가적으로 형성되어 있다.
구체적으로, 제1 실시예에 따라 제조된 파우치형 이차전지는 도 3에서 설명한 바와 같이, 외부 피복층(211, 221)의 일부가 용융된 수지 코팅층(241)이 컨포멀(Conformal) 코팅층(242)의 외측 표면 소정 영역에 추가적으로 형성된 모양으로 코팅층(240)이 이루어진다.
반면 제2 실시예에 따라 제조된 파우치형 이차전지는 도 5에서 설명한 바와 같이, 외부 피복층(211, 221) 및/또는 내부 피복층(213, 223)의 일부가 용융된 수지 코팅층(242)이 컨포멀(Conformal) 코팅층(241)의 내측 표면 소정 영역에 추가적으로 형성된 모양으로 코팅층(240)이 이루어진다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
100 : 전극조립체
110 : 리드부재
200 : 전지케이스
210 : 상부케이스
211 : 외부 피복층 212 : 금속층
213 : 내부 피복층
220 : 하부케이스
221 : 외부 피복층 222 : 금속층
223 : 내부 피복층
230 : 실링부
240 : 코팅층
241 : 컨포멀 코팅층 242 : 수지 코팅층
300 : 실링바
310 : 절곡부
320 : 날개부

Claims (10)

  1. 라미네이트 시트로 이루어진 전지케이스; 및 상기 전지케이스에 수납되는 전극조립체를 포함하되,
    상기 전지케이스는, 외부 피복층, 금속층 및 내부 피복층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 상부케이스와 하부케이스로 구성되며,
    상기 상부케이스와 하부케이스를 상호 결합하기 위한 실링부가 상부케이스와 하부케이스 외주연부에 구비되고, 상기 실링부 측면에는 상기 금속층의 노출을 방지하기 위한 컨포멀(Conformal) 코팅층이 형성되고,
    상기 컨포멀(Conformal) 코팅층의 외측 표면 소정 영역에는 수지 코팅층이 더 형성되고,
    상기 수지 코팅층은 외부 피복층의 일부가 용융되어 형성된 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  2. 삭제
  3. 라미네이트 시트로 이루어진 전지케이스; 및 상기 전지케이스에 수납되는 전극조립체를 포함하되,
    상기 전지케이스는, 외부 피복층, 금속층 및 내부 피복층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 상부케이스와 하부케이스로 구성되며,
    상기 상부케이스와 하부케이스를 상호 결합하기 위한 실링부가 상부케이스와 하부케이스 외주연부에 구비되고, 상기 실링부 측면에는 상기 금속층의 노출을 방지하기 위한 컨포멀(Conformal) 코팅층이 형성되고,
    상기 컨포멀(Conformal) 코팅층의 내측 표면 소정 영역에는 수지 코팅층이 더 형성되되, 상기 수지 코팅층은 외부 피복층 및 내부 피복층 중 어느 하나 이상의 피복층의 일부가 용융되어 형성된 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지.
  4. 제1항에 기재된 파우치형 이차전지의 제조방법으로서,
    외부 피복층, 금속층 및 내부 피복층을 포함하는 라미네이트 시트를 절단하여 상부케이스와 하부케이스로 이루어진 전지케이스를 준비하는 제1 단계;
    상기 상부케이스와 하부케이스 사이에 전극조립체를 수납하는 제2단계;
    상기 상부케이스와 하부케이스의 외주연부에 구비된 실링부를 밀착하는 제3 단계;
    금속층의 노출을 방지할 수 있도록 상기 실링부 측면에 컨포멀(Conformal) 코팅층을 형성하는 제4 단계; 및
    상기 상부케이스와 하부케이스의 실링부를 열융착시켜 상부케이스와 하부케이스를 밀봉하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제5 단계에서는, 컨포멀(Conformal) 코팅층의 외측 표면 소정 영역에 수지 코팅층이 형성되되, 상기 수지 코팅층은 실링부 열융착시 용융된 외부 피복층의 일부로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  7. 제3항에 기재된 파우치형 이차전지의 제조방법으로서,
    외부 피복층, 금속층 및 내부 피복층을 포함하는 라미네이트 시트를 절단하여 상부케이스와 하부케이스로 이루어진 전지케이스를 준비하는 제1 단계;
    상기 상부케이스와 하부케이스 사이에 전극조립체를 수납하는 제2단계;
    상기 상부케이스와 하부케이스의 외주연부에 구비된 실링부를 밀착하는 제3 단계;
    상기 상부케이스와 하부케이스의 외주연부의 실링부를 열융착시켜 상부케이스와 하부케이스를 밀봉하는 제4 단계; 및
    금속층의 노출을 방지할 수 있도록 상기 실링부 측면에 컨포멀(Conformal) 코팅층을 형성하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제4 단계에서는, 실링부 측면의 소정 영역에 수지 코팅층이 부분적으로 형성되되, 상기 수지 코팅층은 실링부 열융착시 용융된 내부 피복층 및 외부 피복층 중 어느 하나 이상의 피복층의 일부로 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.
  9. 제1항 또는 제3항의 파우치형 이차전지를 포함하는 전지모듈.
  10. 제9항의 전지모듈을 포함하는 전지팩.
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