特表 2024-547149 バッテリの外装材にパターンを形成する装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-26

(54)【発明の名称】バッテリの外装材にパターンを形成する装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 59/02 20060101AFI20241219BHJP

   H01M 50/105 20210101ALI20241219BHJP

   H01M 50/136 20210101ALI20241219BHJP

   H01M 50/131 20210101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

B29C59/02 B

H01M50/105

H01M50/136

H01M50/131

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024539327

(86)(22)【出願日】2022-11-07

(85)【翻訳文提出日】2024-06-27

(86)【国際出願番号】 KR2022017329

(87)【国際公開番号】W WO2023128234

(87)【国際公開日】2023-07-06

(31)【優先権主張番号】10-2021-0189693

(32)【優先日】2021-12-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2022-0115977

(32)【優先日】2022-09-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】518050539

【氏名又は名称】リベスト インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＬＩＢＥＳＴ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100087398

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 勝文

(74)【代理人】

【識別番号】100128783

【弁理士】

【氏名又は名称】井出 真

(74)【代理人】

【識別番号】100128473

【弁理士】

【氏名又は名称】須澤 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100160886

【弁理士】

【氏名又は名称】久松 洋輔

(72)【発明者】

【氏名】キム，ジュ ソン

(72)【発明者】

【氏名】イム，スン ギュ

(72)【発明者】

【氏名】イ，ギル ジュ

【テーマコード（参考）】

4F209

5H011

【Ｆターム（参考）】

4F209AA11

4F209AA24

4F209AA29

4F209AD03

4F209AF01

4F209AG01

4F209AG03

4F209AG05

4F209AH42

4F209AR07

4F209PA02

4F209PB01

4F209PC05

5H011AA06

5H011CC02

5H011CC06

5H011CC10

5H011DD03

5H011DD06

5H011DD26

5H011KK01

5H011KK03

(57)【要約】

バッテリの外装材にパターンを形成する装置は、複数のホールを含み、バッテリの長さ方向に外装材に収容領域を形成する収容領域形成部及び前記収容領域を包む非収容領域を形成する非収容領域形成部を含むプレートと、前記プレートを貫通するように前記複数のホールと対応して前記複数のホールに挿入される複数のポンチを含むポンチアセンブリとを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリの外装材にパターンを形成する装置において、
複数のホールを含み、バッテリの長さ方向に外装材に収容領域を形成する収容領域形成部及び前記収容領域を包む非収容領域を形成する非収容領域形成部を含むプレートと、
前記プレートを貫通するように前記複数のホールと対応して前記複数のホールに挿入される複数のポンチを含むポンチアセンブリを含む、パターン形成装置。

【請求項2】

前記プレートは、前記収容領域形成部の高さと前記非収容領域形成部の高さとが異なる段差構造に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のパターン形成装置。

【請求項3】

前記収容領域形成部は、前記プレートの中央部に位置し、
前記非収容領域形成部は、前記プレートの周縁部に位置することを特徴とする、請求項２に記載のパターン形成装置。

【請求項4】

前記プレートは、前記収容領域形成部及び前記非収容領域形成部の間に、前記段差構造に対応する境界面を含み、
前記収容領域形成部及び前記非収容領域形成部は、前記境界面によって異なる幅を有することを特徴とする、請求項２に記載のパターン形成装置。

【請求項5】

前記プレートは、
凹状に段差構造を形成する第１の収容領域形成部及び第１の非収容領域形成部を含む下面プレートと、
前記下面プレートと対応して形成され、凸状に段差構造を形成する第２の収容領域形成部及び第２の非収容領域形成部を含む上面プレートと
を含むことを特徴とする、請求項２に記載のパターン形成装置。

【請求項6】

前記収容領域形成部は、前記複数のホールの間に位置した複数の中間領域と、前記複数のホールと前記複数の中間領域とを区分する隔壁とを含むことを特徴とする、請求項５に記載のパターン形成装置。

【請求項7】

前記複数のホールは、前記複数のポンチが挿入されることができるように貫通構造に形成され、
前記複数の中間領域は、非貫通構造に形成されることを特徴とする、請求項６に記載のパターン形成装置。

【請求項8】

前記下面プレートに位置する少なくとも１つの第１のホール及び少なくとも１つの第１の中間領域は、同一なパターン形態に形成され、
前記上面プレートに位置する少なくとも１つの第２のホール及び少なくとも１つの第２の中間領域は、異なるパターン形態に形成されることを特徴とする、請求項６に記載のパターン形成装置。

【請求項9】

前記少なくとも１つの第２の中間領域は、前記第２の中間領域に含まれる両端領域の高さと、前記第２の中間領域に含まれる内部領域の高さとが異なることを特徴とする、請求項８に記載のパターン形成装置。

【請求項10】

前記複数のポンチは、前記複数のホールに挿入されることのできるよう、前記複数のホールに対するパターン形態に対応して形成され、
前記複数のポンチにおいて前記外装材と接触する末端領域は、厚さ方向へ細くなるように形成される、請求項１に記載のパターン形成装置。

【請求項11】

前記複数のポンチは、前記末端領域の両端に形成された突出部を含む第１型ポンチと、
前記末端領域が幅方向へ細くなる第２型ポンチとを含む、請求項１０に記載のパターン形成装置。

【請求項12】

複数のホールを含み、バッテリの長さ方向に外装材に収容領域を形成する収容領域形成部及び前記収容領域を包む非収容領域を形成する非収容領域形成部を含むプレートと、前記プレートを貫通するように前記複数のホールと対応して前記複数のホールに挿入される複数のポンチを含むポンチアセンブリとを含むパターン形成装置において外装材にパターンを形成する方法において、
前記外装材を前記プレートの上面プレート及び下面プレートの間に位置させるステップと、
前記上面プレート及び前記下面プレートを利用して前記外装材を加圧することにより、前記外装材に第１のパターンを形成するステップと、
前記下面プレート及び前記上面プレートの各々に位置するホールに前記複数のポンチを挿入することで、前記第１のパターンが形成された外装材に第２のパターンを形成するステップと
を含む、パターン形成方法。

【請求項13】

前記上面プレート及び前記下面プレートの間に位置させるステップは、
前記外装材を前記下面プレートに含まれた第１の収容領域形成部及び前記上面プレートに含まれた第２の収容領域形成部の間に位置させるステップを含む、請求項１２に記載のパターン形成方法。

【請求項14】

前記第２のパターンを形成するステップは、
前記第１のパターンが形成された外装材に幅方向及び厚さ方向に凹パターン及び凸パターンを形成するステップを含む、請求項１２に記載のパターン形成方法。

【請求項15】

前記第２のパターンを形成するステップは、
前記下面プレートに位置する少なくとも１つの第１のホールに、前記複数のポンチのうち末端領域の両端に突出部が形成された第１型ポンチを挿入することで、前記第１のパターンが形成された外装材に前記凹パターンを形成するステップと、
前記上面プレートに位置する少なくとも１つの第２のホールに、前記複数のポンチのうち前記末端領域が幅方向へ細くなる第２型ポンチを挿入することで、前記第１のパターンが形成された外装材に前記凸パターンを形成するステップと
を含む、請求項１４に記載のパターン形成方法。

【請求項16】

前記外装材に形成された前記凸パターンの幅は、前記外装材に形成された前記凹パターンの幅よりも大きいか、同一である、請求項１５に記載のパターン形成方法。

【請求項17】

前記外装材に形成された前記第２のパターンの幅は、前記外装材に形成された前記第１のパターンの幅よりも大きいか、同一である、請求項１２に記載のパターン形成方法。

【請求項18】

前記外装材に形成された前記凸パターンと前記凹パターンとの間の領域の曲率半径は、前記外装材に形成された前記凸パターン又は前記凹パターンのうち何れか１つのパターンの曲率半径よりも小さい、請求項１４に記載のパターン形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリの外装材にパターンを形成する装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電気化学セル（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｅｌｌ）は、少なくとも２つの電極、並びに電解質により構成され、電気エネルギーを提供することのできる組立体を意味し、特に、充電及び放電が可能な二次電池（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｃｅｌｌ）により構成されるリチウムイオンバッテリは、スマートフォンを含む各種の先端電子機器に広く使用されている。

【0003】

最近は、スマートフォンを含むモバイルデバイス、各種ウェアラブルデバイスのデザインにおいて従来の形状から脱皮した様々な試みがなされており、さらに、機能を維持しつつ曲げられることのできるフレキシブル機器に対する注目度が高くなっている。そこで、このようなフレキシブルデバイスに内蔵し、電源として使用できるフレキシブル電気化学セルに対して機能及び安全性を確保することが重要である。

【0004】

一般的に、フレキシブルバッテリは、電極組立体を外部環境と完璧に遮断する役割のために、機能性ポリマーと金属ホイルをラミネートして製作した金属ラミネート複合フィルムが利用される。このような複合フィルムが電気化学セルの外装材に利用される場合、フレキシブルバッテリを繰り返して曲げたり伸ばしたりする動作のように、繰り返される外力によって複合フィルムに破損が発生し得る。これにより、複合フィルムは、電極組立体を外部環境と遮断する役割を喪失することで、電気化学セルの性能と安全上の問題を引き起こすことがある。

【0005】

最近は、このような問題点を解決するために、電気化学セルに柔軟性を与えるよう、複合フィルムに形状を与える技術が利用されている。しかし、複合フィルムに形状を与える技術は、加工方法及び加工手続きが不明確で、電気化学セルの厚さ方向に形状加工をしないことにより、複合フィルムの耐久性が弱くなるという問題点が発生する短所を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】韓国登録特許第１０－１８７０４５５号公報（２０１８年６月１８日付にて登録）

【特許文献2】韓国公開特許第２０２２－００１５２９０号公報（２０２２年２月８日付にて公開）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

複数のホールを含み、バッテリの長さ方向に外装材に収容領域を形成する収容領域形成部及び収容領域を包む非収容領域を形成する非収容領域形成部を含むパターン形成装置及び方法を提供することを目的とする。

【0008】

プレートを貫通するように複数のホールと対応して複数のホールに挿入される複数のポンチを含むポンチアセンブリを含むパターン形成装置及び方法を提供することを目的とする。

【0009】

但し、本実施例が解決しようとする技術的課題は、上記したような技術的課題に限定されるものではなく、また他の技術的課題が存在し得る。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述した技術的課題を解決するための手段として、本発明の一実施例は、バッテリの外装材にパターンを形成する装置において、複数のホールを含み、バッテリの長さ方向に外装材に収容領域を形成する収容領域形成部及び前記収容領域を包む非収容領域を形成する非収容領域形成部を含むプレートと、前記プレートを貫通するように前記複数のホールと対応して前記複数のホールに挿入される複数のポンチを含むポンチアセンブリとを含むパターン形成装置を提供しても良い。

【0011】

本発明の他の実施例は、複数のホールを含み、バッテリの長さ方向に外装材に収容領域を形成する収容領域形成部及び前記収容領域を包む非収容領域を形成する非収容領域形成部を含むプレートと、前記プレートを貫通するように前記複数のホールと対応して前記複数のホールに挿入される複数のポンチを含むポンチアセンブリとを含むパターン形成装置において外装材にパターンを形成する方法において、外装材を前記プレートの上面プレート及び下面プレートの間に位置させるステップと、前記上面プレート及び前記下面プレートを利用して前記外装材を加圧することにより、前記外装材に第１のパターンを形成するステップと、前記下面プレート及び前記上面プレートの各々に位置するホールに前記複数のポンチを挿入することで、前記第１のパターンが形成された外装材に第２のパターンを形成するステップとを含むパターン形成方法を提供しても良い。

【0012】

上述した課題を解決するための手段は、単なる例示であり、本発明を制限する意図で解釈されてはならない。上述した例示的な実施例の他にも、図面及び発明の詳細な説明に記載された追加の実施例が存在し得る。

【発明の効果】

【0013】

上述した本発明の課題を解決するための手段の何れか１つによれば、複数のホールを含み、バッテリの長さ方向に外装材に収容領域を形成する収容領域形成部及び収容領域を包む非収容領域を形成する非収容領域形成部を含むプレートと、プレートを貫通するように複数のホールと対応して複数のホールに挿入される複数のポンチを含むポンチアセンブリとを利用して、外装材に柔軟性を与えるために、外装材にパターンが形成されるように外装材を加工するパターン形成装置及び方法を提供することができる。

【0014】

外装材をプレートの上面プレート及び下面プレートの間に位置させ、上面プレート及び下面プレートを利用して外装材を加圧することにより、外装材に第１のパターンを形成し、下面プレート及び上面プレートの各々に位置するホールに複数のポンチを挿入することで、第１のパターンが形成された外装材に第２のパターンを形成し、外装材に第１のパターンに該当するフォーミング（ｆｏｒｍｉｎｇ）形状及び第２のパターンに該当するパターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）形状を一度に成形できるようにするパターン形成装置及び方法を提供することができる。

【0015】

電気化学セルに柔軟性を与えつつ、外装材として利用される複合フィルムの損傷及び電気化学セルの性能低下を防止することにより、外装材の耐久性を向上させるパターン形成装置及び方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1a】本発明の一実施例に係るパターン形成装置の下面プレートを示す例示的な図である。

【図1b】本発明の一実施例に係るパターン形成装置の下面プレートを示す例示的な図である。

【図1c】本発明の一実施例に係るパターン形成装置の下面プレートを示す例示的な図である。

【図1d】本発明の一実施例に係るパターン形成装置の下面プレートを示す例示的な図である。

【図1e】本発明の一実施例に係るパターン形成装置の下面プレートを示す例示的な図である。

【図2a】本発明の一実施例に係るパターン形成装置の上面プレートを示す例示的な図である。

【図2b】本発明の一実施例に係るパターン形成装置の上面プレートを示す例示的な図である。

【図2c】本発明の一実施例に係るパターン形成装置の上面プレートを示す例示的な図である。

【図2d】本発明の一実施例に係るパターン形成装置の上面プレートを示す例示的な図である。

【図2e】本発明の一実施例に係るパターン形成装置の上面プレートを示す例示的な図である。

【図3a】本発明の一実施例に係る下面プレートの対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第１型ポンチを示す例示的な図である。

【図3b】本発明の一実施例に係る下面プレートの対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第１型ポンチを示す例示的な図である。

【図3c】本発明の一実施例に係る下面プレートの対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第１型ポンチを示す例示的な図である。

【図3d】本発明の一実施例に係る下面プレートの対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第１型ポンチを示す例示的な図である。

【図3e】本発明の一実施例に係る下面プレートの対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第１型ポンチを示す例示的な図である。

【図3f】本発明の一実施例に係る下面プレートの対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第１型ポンチを示す例示的な図である。

【図4a】本発明の一実施例に係る上面プレートの対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第２型ポンチを示す例示的な図である。

【図4b】本発明の一実施例に係る上面プレートの対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第２型ポンチを示す例示的な図である。

【図4c】本発明の一実施例に係る上面プレートの対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第２型ポンチを示す例示的な図である。

【図4d】本発明の一実施例に係る上面プレートの対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第２型ポンチを示す例示的な図である。

【図4e】本発明の一実施例に係る上面プレートの対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第２型ポンチを示す例示的な図である。

【図4f】本発明の一実施例に係る上面プレートの対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第２型ポンチを示す例示的な図である。

【図5】本発明の一実施例に係るパターン形成装置を示す例示的な図である。

【図6a】本発明の一実施例に係るパターン形成装置において外装材にパターンを形成する過程を説明するための例示的な図である。

【図6b】本発明の一実施例に係るパターン形成装置において外装材にパターンを形成する過程を説明するための例示的な図である。

【図6c】本発明の一実施例に係るパターン形成装置において外装材にパターンを形成する過程を説明するための例示的な図である。

【図6d】本発明の一実施例に係るパターン形成装置において外装材にパターンを形成する過程を説明するための例示的な図である。

【図7】本発明の一実施例に係るパターン形成装置において実行される外装材にパターンを形成する方法のフローチャートである。

【図8a】本発明の一実施例に係る第１のパターン及び第２のパターンが形成された外装材及び外装材を利用して製造されたバッテリを示す例示的な図である。

【図8b】本発明の一実施例に係る第１のパターン及び第２のパターンが形成された外装材及び外装材を利用して製造されたバッテリを示す例示的な図である。

【図8c】本発明の一実施例に係る第１のパターン及び第２のパターンが形成された外装材及び外装材を利用して製造されたバッテリを示す例示的な図である。

【図9】本発明の一実施例に係る第１のパターン及び第２のパターンが形成された外装材及び外装材を利用して生成されたバッテリの実際の様子を示す例示的な図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下では、添付した図面を参照しながら、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように本願の実施例を詳しく説明する。ところが、本発明は様々な異なる形態に具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されるものではない。そして、図面において、本発明を明確に説明するために、説明とは関係ない部分は省略しており、明細書全体に亘って類似した部分に対しては類似した図面符号を付けている。

【0018】

明細書全体において、ある部分が他の部分と「連結」されているという場合、これは「直接的に連結」されている場合だけでなく、その中間に他の素子を挟んで「電気的に連結」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」という場合、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味し、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部分又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加可能性を予め排除するものではないと理解されなければならない。

【0019】

本明細書において「部」とは、ハードウェアによって実現されるユニット（ｕｎｉｔ）、ソフトウェアによって実現されるユニット、両方を利用して実現されるユニットを含む。また、１つのユニットが２つ以上のハードウェアを利用して実現されても良く、２つ以上のユニットが１つのハードウェアによって実現されても良い。

【0020】

本明細書において、端末又はデバイスが実行すると記述された動作や機能のうちの一部は、当該端末又はデバイスと連結されたサーバにおいて代わりに実行されても良い。それと同様に、サーバが実行すると記述された動作や機能のうちの一部も、当該サーバと連結された端末又はデバイスにおいて実行されても良い。

【0021】

従来のパターン形成装置は、プレートに複数のホールが存在しないことによって、外装材にフォーミング（ｆｏｒｍｉｎｇ）形状及びパターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）形状を一度に成形することができなかった。しかし、本発明は、複数のホールを含むプレートと、プレートに含まれた複数のホールを貫通するように複数のポンチを含むポンチアセンブリとにより、外装材にフォーミング形状及びパターニング形状を一度に成形加工できるという長所を提供することができ、フォーミング形状とパターニング形状の間の公差の管理がより精密になることで、成型加工品の品質を向上させることができ、不良率を顕著に低減することができる。また、本発明は、外装材にフォーミング金型及びパターニング金型を一度に成形することによって、電気化学セルの柔軟性を与えつつ、外装材として利用される複合フィルムの損傷及び電気化学セルの性能低下を減少できる効果を提供することができる。

【0022】

以下では、図１ａ乃至図２ｅを参照しながらパターン形成装置の下面プレート及び上面プレートについて説明し、図３ａ乃至図４ｆを参照しながらパターン形成装置の第１型ポンチ及び第２型ポンチについて詳しく説明することとする。

【0023】

図１ａ乃至図１ｅは、本発明の一実施例に係るパターン形成装置の下面プレートを示す例示的な図である。図１ａは、下面プレートの平面図であり、図１ｂは、下面プレートの底面図であり、図１ｃは、下面プレートの正面図であり、図１ｄは、下面プレートの背面図であり、図１ｅは、下面プレートの斜視図である。

【0024】

図１ａ乃至図１ｅを参照すると、下面プレート１００は、凹状に段差構造を形成する第１の収容領域形成部１０１、１０１’及び第１の非収容領域形成部１０２、１０２’を含んでいても良い。ここで、下面プレート１００は、第１のライン及び第２のラインにそれぞれ第１の収容領域形成部１０１、１０１’及び第１の非収容領域形成部１０２、１０２’がパターンの形状が重ならないように形成されているが、第１のライン及び第２のラインの各々に形成された第１の収容領域形成部１０１、１０１’及び第１の非収容領域形成部１０２、１０２’は、何れも同じ機能を実行するので、以下では、第１のラインに形成された第１の収容領域形成部１０１及び第１の非収容領域形成部１０２について説明することとし、第２のラインに形成された第１の収容領域形成部１０１’及び第１の非収容領域形成部１０２’については説明を省略する。

【0025】

下面プレート１００は、バッテリの長さ方向において外装材に第１の収容領域を形成する第１の収容領域形成部１０１と、第１の収容領域を包む第１の非収容領域を形成する第１の非収容領域形成部１０２とを含んでいても良い。ここで、第１の収容領域形成部１０１は、下面プレート１００の中央部に位置し、第１の非収容領域形成部１０２は、下面プレート１００の周縁部に位置しても良い。

【0026】

下面プレート１００は、第１の収容領域形成部１０１の高さと第１の非収容領域形成部１０２の高さとが異なる段差構造に形成されても良い。例えば、第１の収容領域形成部１０１が形成された領域の高さは、第１の非収容領域形成部１０２の高さよりも低くても良い。ここで、第１の収容領域形成部１０１及び第１の非収容領域形成部１０２の間に、段差構造に対応する境界面１０６を含み、境界面１０６によって段差構造に形成された第１の収容領域形成部１０１及び第１の非収容領域形成部１０２が互いに連結されても良い。

【0027】

第１の収容領域形成部１０１は、後述する上面プレート２００の第２の収容領域形成部２０１との加圧によって外装材に第１の収容領域を形成しても良く、第１の非収容領域形成部１０２は、後述する上面プレート２００の第２の非収容領域形成部２０２との加圧によって外装材に第１の非収容領域を形成しても良い。ここで、第１の収容領域は、バッテリの製造時に電極組立体が挿入される領域であり、第１の非収容領域は、電極組立体が挿入されない領域であっても良い。これは、第１の収容領域形成部１０１の高さと第１の非収容領域形成部１０２の高さとが異なる段差構造に形成されることにより、第１の収容領域形成部１０１を介して外装材に電極組立体が挿入されることができるように外装材を凹状に形成しても良く、第１の非収容領域形成部１０２を、電極組立体が挿入されない外装材を接合するために外装材を平らな形状に形成するためである。

【0028】

第１の収容領域形成部１０１及び第１の非収容領域形成部１０２は、境界面１０６によって異なる幅を有しても良い。例えば、第１の収容領域形成部１０１の幅は、第１の収容領域形成部１０１及び第１の非収容領域形成部１０２の間に位置する境界面１０６によって第１の非収容領域形成部１０２の幅よりも狭くても良い。ここで、第１の収容領域形成部１０１及び第１の非収容領域形成部１０２が境界面１０６によって異なる幅を有することにより、本外装材を使用する電気化学セルの製造過程で工程性を向上させることができる。

【0029】

第１の収容領域形成部１０１は、バッテリの長さ方向に配置されており、バッテリの幅方向に延びるように形成された複数の第１のホール１０３を含んでいても良い。ここで、第１のホール１０３は、下面プレート１００と対応する位置において後述するポンチアセンブリに含まれた第１型ポンチが挿入されることができるように貫通構造に形成されても良い。

【0030】

第１の収容領域形成部１０１は、複数の第１のホール１０３のうち互いに隣り合う２つのホールの間に位置する複数の第１の中間領域１０４を含んでいても良い。複数の第１の中間領域１０４もバッテリの長さ方向に配置されており、バッテリの幅方向に延びるように形成されても良い。ここで、複数の第１の中間領域１０４は、非貫通構造に形成されても良い。複数の第１の中間領域１０４は、後述する複数の第２の中間領域２０４とは異なり、第１の収容領域形成部１０１内において窪んだ形態に形成されても良い。

【0031】

複数の第１のホール１０３と第１の中間領域１０４とは、第１の収容領域形成部１０１内において所定間隔を維持しながら交互に形成されても良い。ここで、第１のラインに位置した複数の第１のホール１０３と第１の中間領域１０４の個数は、第２のラインに位置した複数の第１のホール１０３’と第１の中間領域１０４’の個数と異なっていても良い。例えば、第１のラインに位置した複数の第１のホール１０３と第１の中間領域１０４の個数は、第２のラインに位置した複数の第１のホール１０３’と第１の中間領域１０４’の個数よりも多くても良い。第１の収容領域形成部１０１は、第１のホール１０３と、複数の第１のホール１０３の間に位置した複数の第１の中間領域１０４とを区分する隔壁１０５を含んでいても良い。ここで、隔壁１０５により第１のホール１０３と第１の中間領域１０４とが区分されることによって、第１のホール１０３に挿入されるポンチアセンブリの第１型ポンチによりパターンを明確に形成させると同時に、外装材として利用される複合フィルムに柔軟性を与えることができる。

【0032】

第１の収容領域形成部１０１に位置する少なくとも１つの第１のホール１０３及び少なくとも１つの第１の中間領域１０４は、同一なパターン形態に形成されても良い。例えば、下面プレート１００に位置する少なくとも１つの第１のホール１０３及び少なくとも１つの第１の中間領域１０４は、例えば、両端のエッジが半円形である長方形のようなパターン形態に形成されても良い。ここで、第１のホール１０３及び第１の中間領域１０４は、同一なパターン形態に形成され、パターン形態の大きさは同一あるいは異なっていても良い。

【0033】

境界面１０６は、第１の収容領域形成部１０１及び第１の非収容領域形成部１０２の間の段差構造を連結するように形成されても良い。ここで、境界面１０６は、第１の収容領域形成部１０１の第１のホール１０３及び第１の中間領域１０４と相接する領域を含んでいても良い。例えば、境界面１０６の全体領域のうち第１のホール１０３の端部又は第１の中間領域１０４の端部と相接する領域１０６－１の形状と、境界面１０６の全体領域のうち隔壁１０５と連結された領域１０６－２の形状とが異なるように形成されても良い。

【0034】

そのために、境界面１０６は、第１の収容領域形成部１０１及び第１の非収容領域形成部１０２の間を連結するように形成された後、剪断加工によって第１のホール１０３及び第１の中間領域１０４に該当する領域（例えば、両端のエッジが半円形である長方形）が境界面１０６の一部領域と相接するように形成されることで、境界面１０６の一部領域が半円形状の領域に形成されても良い。

【0035】

これにより、境界面１０６は、第１のホール１０３の端部又は第１の中間領域１０４の端部と相接する領域１０６－１の場合、第１のホール１０３の端部又は第１の中間領域１０４の端部の形状によって一部領域が半円形状に形成されても良く、隔壁１０５と連結された領域１０６－２の場合、隔壁１０５によって第１の収容領域形成部１０１及び第１の非収容領域形成部１０２が連結されるよう、一部領域が平面形状に形成されても良い。

【0036】

このように、境界面１０６が第１のホール１０３、第１の中間領域１０４、隔壁１０５に沿って形成されることによって、下面プレート１００及び上面プレート２００の間の加圧により外装材に第１のパターンが形成される場合、第１のホール１０３及び第１の中間領域１０４と相接する境界面１０６の一部領域１０６－１によって形成される外装材の両端部において半円形状を鮮明に形成させると同時に、隔壁１０５と連結された境界面１０６の一部領域１０６－２によって形成される互いに隣り合う２つの半円形状の間に位置する領域を通じて外装材の曲げ及び伸びを容易にすることで、外装材が破損されないよう、電気化学セルに柔軟性を与えることができる。

【0037】

図２ａ乃至図２ｅは、本発明の一実施例に係るパターン形成装置の上面プレートを示す例示的な図である。ここで、図２ａ乃至図２ｅは、パターン形成装置の上面プレートに関する説明を容易にするために上面プレートを１８０度回転させた図であり、図２ａは、上面プレートの平面図であり、図２ｂは、上面プレートの底面図であり、図２ｃは、上面プレートの正面図であり、図２ｄは、上面プレートの背面図であり、図２ｅは、上面プレートの斜視図である。

【0038】

図２ａ乃至図２ｅを参照すると、上面プレート２００は、下面プレート１００と対応して形成され、凸状に段差構造を形成する第２の収容領域形成部２０１、２０１’及び第２の非収容領域形成部２０２、２０２’を含んでいても良い。ここで、上面プレート２００は、第１のライン及び第２のラインにそれぞれ第２の収容領域形成部２０１、２０１’及び第２の非収容領域形成部２０２、２０２’がパターンの形状が重ならないように形成されているが、第１のライン及び第２のラインの各々に形成された第２の収容領域形成部２０１、２０１’及び第２の非収容領域形成部２０２、２０２’は、何れも同じ機能を実行するので、以下では、第１のラインに形成された第２の収容領域形成部２０１及び第２の非収容領域形成部２０２について説明することとし、第２のラインに形成された第２の収容領域形成部２０１’及び第２の非収容領域形成部２０２’については説明を省略する。

【0039】

上面プレート２００は、バッテリの長さ方向に外装材に第２の収容領域を形成する第２の収容領域形成部２０１と、第２の収容領域を包む第２の非収容領域を形成する第２の非収容領域形成部２０２とを含んでいても良い。ここで、第２の収容領域形成部２０１は、上面プレート２００の中央部に位置し、第２の非収容領域形成部２０２は、上面プレート２００の周縁部に位置しても良い。

【0040】

上面プレート２００は、第２の収容領域形成部２０１の高さと第２の非収容領域形成部２０２の高さとが異なる段差構造に形成されても良い。例えば、第２の収容領域形成部２０１が形成された領域の高さは、第２の非収容領域形成部２０２の高さよりも高くても良い。ここで、第２の収容領域形成部２０１及び第２の非収容領域形成部２０２の間に、段差構造に対応する境界面２０６を含み、境界面２０６によって段差構造に形成された第２の収容領域形成部２０１及び第２の非収容領域形成部２０２が互いに連結されても良い。

【0041】

第２の収容領域形成部２０１は、上述した下面プレート１００の第１の収容領域形成部１０１との加圧によって外装材に第２の収容領域を形成しても良く、第２の非収容領域形成部２０２は、上述した下面プレート１００の第１の非収容領域形成部１０２との加圧によって外装材に第２の非収容領域を形成しても良い。ここで、第２の収容領域は、バッテリの製造時に電極組立体が挿入される領域であり、第２の非収容領域は、電極組立体が挿入されない領域であっても良い。これは、第２の収容領域形成部２０１の高さと第２の非収容領域形成部２０２の高さとが異なる段差構造に形成されることにより、第２の収容領域形成部２０１を介して外装材に電極組立体が挿入されることができるように外装材を凸状に形成しても良く、第２の非収容領域形成部２０２を、電極組立体が挿入されない外装材を接合するために外装材を平らな形状に形成するためである。

【0042】

第２の収容領域形成部２０１及び第２の非収容領域形成部２０２は、境界面２０６によって異なる幅を有しても良い。例えば、第２の収容領域形成部２０１の幅は、第２の収容領域形成部２０１及び第２の非収容領域形成部２０２の間に位置する境界面２０６によって第２の非収容領域形成部２０２の幅よりも狭くても良い。ここで、第２の収容領域形成部２０１及び第２の非収容領域形成部２０２が境界面２０６によって異なる幅を有することにより、本外装材を使用する電気化学セルの製造過程で工程性を向上させることができる。

【0043】

第２の収容領域形成部２０１は、バッテリの長さ方向に配置されており、バッテリの幅方向に延びるように形成された複数の第２のホール２０３を含んでいても良い。ここで、第２のホール２０３は、上面プレート２００と対応する位置において後述するポンチアセンブリに含まれた第２型ポンチが挿入されることができるように貫通構造に形成されても良い。

【0044】

第２の収容領域形成部２０１は、複数の第２のホール２０３のうち互いに隣り合う２つのホールの間に位置する複数の第２の中間領域２０４を含んでいても良い。複数の第２の中間領域２０４もバッテリの長さ方向に配置されており、バッテリの幅方向に延びるように形成されても良い。ここで、複数の第２の中間領域２０４は、非貫通構造に形成されても良い。複数の第２の中間領域２０４は、上述した複数の第１の中間領域１０４とは異なり、第２の収容領域形成部２０１内において突出した形態に形成されても良い。

【0045】

複数の第２のホール２０３と第２の中間領域２０４とは、第２の収容領域形成部２０１内において所定間隔を維持しながら交互に形成されても良い。ここで、第１のラインに位置した複数の第２のホール２０３と第２の中間領域２０４の個数は、第２のラインに位置した複数の第２のホール２０３と第２の中間領域２０４の個数と異なっていても良い。例えば、第１のラインに位置した複数の第２のホール２０３と第２の中間領域２０４の個数は、第２のラインに位置した複数の第２のホール２０３’と第２の中間領域２０４’の個数よりも多くても良い。

【0046】

第２の収容領域形成部２０１は、第２のホール２０３と、複数の第２のホール２０３の間に位置した複数の第２の中間領域２０４とを区分する隔壁２０５を含んでいても良い。ここで、隔壁２０５により第１のホール２０３と第１の中間領域２０４とが区分されることによって、第２のホール２０３に挿入されるポンチアセンブリの第２型ポンチによりパターンを明確に形成させることで、外装材に柔軟性と耐久性を与えることができる。

【0047】

第２の収容領域形成部２０１に位置する少なくとも１つの第２のホール２０３及び少なくとも１つの第２の中間領域２０４は、異なるパターン形態に形成されても良い。ここで、少なくとも１つの第２の中間領域２０４は、第２の中間領域２０４に含まれる両端領域の高さと、第２の中間領域２０４に含まれる内部領域の高さとが異なっていても良い。例えば、上面プレート２００に位置する少なくとも１つの第２のホール２０３は、例えば、両端のエッジが半円形で且つ長方形のパターン形態に形成されても良く、少なくとも１つの第２の中間領域２０４は、例えば、長方形のようなパターン形態に形成されても良い。ここで、第２のホール２０３及び第２の中間領域２０４は、幅方向にそれぞれのパターン形態の大きさが異なっていても良い。例えば、第２のホール２０３のパターン形態の大きさは、第２の中間領域２０４のパターン形態の大きさよりも大きくても良い。

【0048】

境界面２０６は、第２の収容領域形成部２０１及び第２の非収容領域形成部２０２の間の段差構造を連結するように形成されても良い。ここで、境界面２０６は、第２の収容領域形成部２０１の第２のホール２０３及び第２の中間領域２０４と相接する領域を含んでいても良い。例えば、境界面２０６の全体領域のうち第２のホール２０３の端部又は第２の中間領域２０４の端部と相接する領域２０６－１、２０６－２の形状と、隔壁２０５と連結された領域２０６－３の形状とがそれぞれ異なるように形成されても良い。

【0049】

そのために、境界面２０６は、第２の収容領域形成部２０１及び第２の非収容領域形成部２０２の間を全て連結するように形成された後、剪断加工によって第２のホール２０３に該当する領域が境界面２０６の一部領域と相接するように形成されることで、境界面２０６の一部領域２０６－１が半円形状の領域に形成されても良い。

【0050】

また、少なくとも１つの隔壁２０５の間に位置する第２の中間領域２０４の場合、第２の中間領域２０４の高さが少なくても１つの隔壁２０５の高さより低く、第２の中間領域２０４の両端部が凹状に形成されることにより、第２の中間領域２０４の端部と相接する境界面２０６の一部領域２０６－２は、隔壁２０５に該当する面よりも引き込まれた位置で第２の中間領域２０４の端部の形状に沿って丸い長方形状の領域に形成されても良い。

【0051】

また、境界面２０６の一部領域２０６－３は、一部領域２０６－１と一部領域２０６－２の間で隔壁２０５と連結される台形状の領域に形成されても良い。

【0052】

これにより、境界面２０６は、第２のホール２０３と相接する一部領域２０６－１の場合、半円形状に形成され、第２の中間領域２０４と相接する一部領域２０６－２の場合、隔壁２０５よりも所定の距離だけ引き込まれた位置で丸い長方形の形状に形成され、隔壁２０５と連結された一部領域２０６－３の場合、第２の収容領域形成部２０１の隔壁２０５と第２の非収容領域形成部２０２が連結されるように形成されても良い。

【0053】

このように、境界面２０６が第２のホール２０３、第２の中間領域２０４及び隔壁２０５に沿って形成されることによって、下面プレート１００及び上面プレート２００の間の加圧により外装材に第１のパターンが形成される場合、第２のホール２０３と相接する境界面２０６の一部領域２０６－１によって形成される外装材の両端部において半円形状を鮮明に形成させ、第２の中間領域２０４と相接する境界面２０６の一部領域２０６－２によって第１の中間領域１０４及び第２の中間領域２０４の間の結合を容易にし、隔壁２０５と連結された境界面２０６の一部領域２０６－３によって形成される領域を通じて外装材の曲げ及び伸びを容易にすることで、外装材が破損されないよう、電気化学セルに柔軟性を与えることができる。

【0054】

図３ａ乃至図３ｆは、本発明の一実施例に係る下面プレートに対応する位置のポンチアセンブリに含まれた第１型ポンチを示す例示的な図である。図３ａは、複数の第１型ポンチ３１０により構成された下部ポンチアセンブリ３００の斜視図であり、図３ｂは、第１型ポンチ３１０の正面図であり、図３ｃは、第１型ポンチ３１０の側面図であり、図３ｄは、第１型ポンチ３１０の底面図であり、図３ｅは、第１型ポンチ３１０の平面図であり、図３ｆは、第１型ポンチ３１０の斜視図である。

【0055】

図１ａ乃至図１ｅ及び図３ａ乃至図３ｆを参照すると、下面プレート１００と対応する位置に位置した下部ポンチアセンブリ３００は、バッテリの長さ方向に配置されており、バッテリの幅方向に延びるように形成された複数の第１型ポンチ３１０を含んでいても良い。ここで、複数の第１型ポンチ３１０は、下部ポンチアセンブリ３００内において所定間隔を維持するよう交互に形成されても良い。

【0056】

下部ポンチアセンブリ３００は、下面プレート１００の第１のライン又は第２のラインに含まれたホールに挿入されるのか否かに基づき、複数の第１型ポンチ３１０の個数が異なるように形成されても良い。例えば、下部ポンチアセンブリ３００は、下面プレート１００のうち第１のラインに含まれた複数の第１のホール１０３に挿入される個数が第２のラインに含まれた複数の第１のホール１０３’に挿入される個数よりも複数の第１型ポンチ３１０が多くなるように形成されても良い。

【0057】

複数の第１型ポンチ３１０は、下面プレート１００に含まれた複数の第１のホール１０３に挿入されることができるように、第１のホール１０３に対するパターン形態に対応して形成されても良い。例えば、第１型ポンチ３１０において外装材と接触する末端領域３１１は、厚さ方向へ細くなるように形成されても良い。ここで、第１型ポンチ３１０は、末端領域３１１の両端に形成された突出部３１２を含んでいても良い。

【0058】

このような複数の第１型ポンチ３１０により構成された下部ポンチアセンブリ３００は、下面プレート１００の複数の第１のホール１０３に挿入されることで、外装材に凹パターンを形成しても良い。

【0059】

図４ａ乃至図４ｆは、本発明の一実施例に係るポンチアセンブリに含まれた第２型ポンチを示す例示的な図である。ここで、図４ａ乃至図４ｆは、複数の第２型ポンチ４１０により構成された上部ポンチアセンブリ４００に関する説明を容易にするために上部ポンチアセンブリ４００を１８０度回転させた図であり、図４ａは、複数の第２型ポンチ４１０により構成された上部ポンチアセンブリ４００の斜視図であり、図４ｂは、第２型ポンチ４１０の正面図であり、図４ｃは、第２型ポンチ４１０の側面図であり、図４ｄは、第２型ポンチ４１０の底面図であり、図４ｅは、第２型ポンチ４１０の平面図であり、図４ｆは、第２型ポンチ４１０の斜視図である。

【0060】

図２ａ乃至図２ｅ及び図４ａ乃至図４ｆを参照すると、上面プレート２００と対応する位置に位置した上部ポンチアセンブリ４００は、バッテリの長さ方向に配置されており、バッテリの幅方向に延びるように形成された複数の第２型ポンチ４１０を含んでいても良い。ここで、複数の第２型ポンチ４１０は、上部ポンチアセンブリ４００内において所定間隔を維持するよう交互に形成されても良い。

【0061】

上部ポンチアセンブリ４００は、上面プレート２００の第１のライン又は第２のラインに含まれたホールに挿入されるのか否かに基づき、複数の第２型ポンチ２１０の個数が異なるように形成されても良い。例えば、上部ポンチアセンブリ４００は、上面プレート２００のうち第１のラインに含まれた複数の第２のホール２０３に挿入される個数が第２のラインに含まれた複数の第２のホール２０３’に挿入される個数よりも複数の第２型ポンチ４１０が多くなるように形成されても良い。

【0062】

複数の第２型ポンチ４１０は、上面プレート２００に含まれた複数の第２のホール２０３に挿入されることができるように、第２のホール２０３に対するパターン形態に対応して形成されても良い。例えば、第２型ポンチ４１０において外装材と接触する末端領域４１１は、厚さ方向及び幅方向へ細くなるように形成されても良い。

【0063】

このような複数の第２型ポンチ４１０により構成された上部ポンチアセンブリ４００は、上面プレート２００の複数の第２のホール２０３に挿入されることで、外装材に凸パターンを形成しても良い。

【0064】

図５は、本発明の一実施例に係るパターン形成装置を示す例示的な図である。

【0065】

図５を参照すると、パターン形成装置１は、下面プレート１００と、上面プレート２００と、下面プレート１００と対応する下部ポンチアセンブリ３００と、上面プレート２００と対応する上部ポンチアセンブリ４００とを含んでいても良い。

【0066】

例えば、下部ポンチアセンブリ３００は、下面プレート１００を貫通するように少なくとも１つの第１のホール１０３と対応して少なくとも１つの第１のホール１０３に挿入される少なくとも１つの第１型ポンチ３１０を含んでいても良い。また、上部ポンチアセンブリ４００は、上面プレート２００を貫通するように少なくとも１つの第２のホール２０３と対応して少なくとも１つの第２のホール２０３に挿入される少なくとも１つの第２型ポンチ４１０を含んでいても良い。

【0067】

外装材５００は、下面プレート１００、上面プレート２００の間に位置するようにして、下面プレート１００、上面プレート２００により加圧されることで第１のパターンが形成されても良く、下部ポンチアセンブリ３００及び上部ポンチアセンブリ４００により第２のパターンが形成されても良い。

【0068】

以下では、図６ａ乃至図６ｄを参照しながら、下面プレート１００と、上面プレート２００と、下部ポンチアセンブリ３００と、上部ポンチアセンブリ４００とにより構成されたパターン形成装置１を利用して外装材にパターンを形成する過程について説明することとする。

【0069】

図６ａ乃至図６ｄは、本発明の一実施例に係るパターン形成装置において外装材にパターンを形成する過程を説明するための例示的な図である。

【0070】

図６ａを参照すると、パターン形成装置１における複数のホールを含む下面プレート１００及び上面プレート２００は、外装材を加圧するために上下に対応する位置に設けられても良い。

【0071】

図６ｂを参照すると、パターン形成装置１において、外装材５００を下面プレート１００に含まれた第１の収容領域形成部１０１及び上面プレート２００に含まれた第２の収容領域形成部２０１の間に位置させても良い。ここで、外装材５００は、金属ラミネート複合フィルムであり、複合フィルムは、例えば、一の外側がポリプロピレン樹脂により構成され、他の外側はナイロン又はポリエチレンテレフタラート樹脂により構成され、アルミニウムホイルが中問層に挿入されてラミネートされる形態に製作されても良い。

【0072】

その後、パターン形成装置１の下面プレート１００及び上面プレート２００の間に外装材５００が位置すると、パターン形成装置１は、下面プレート１００及び上面プレート２００を利用して外装材５００を加圧することにより、外装材５００に第１のパターンを形成しても良い。これは、外装材５００に第１のパターンが形成されるものであって、第１のパターンは、外装材５００に電極組立体が収容されることができるように、外装材５００の一部の面に形成される凹状のパターンであっても良い。

【0073】

その後、パターン形成装置１は、下面プレート１００及び上面プレート２００の各々に位置するホールに複数のポンチを挿入することで、第１のパターンが形成された外装材５００に第２のパターンを形成しても良い。このとき、パターン形成装置１は、第１のパターンが形成された外装材５００に幅方向及び厚さ方向に凹パターン及び凸パターンを形成しても良い。

【0074】

図６ｃを参照すると、パターン形成装置１は、下面プレート１００及び上面プレート２００を利用して外装材５００が加圧された状態で、下面プレート１００に位置する少なくとも１つの第１のホール１０３に、下部ポンチアセンブリ３００に含まれた末端領域３１１の両端に突出部３１２が形成された第１型ポンチ３１０を挿入しても良い。例えば、パターン形成装置１は、下部ポンチアセンブリ３００を上方向に移動させて下面プレート１００と密着させることにより、下面プレート１００に位置する少なくとも１つの第１のホール１０３に、下部ポンチアセンブリ３００に含まれた第１型ポンチ３１０を挿入させても良い。

【0075】

このように、少なくとも１つの第１のホール１０３に第１型ポンチ３１０が挿入される過程を通して、パターン形成装置１は、第１のパターンが形成された外装材５００に第２のパターンに該当する凹パターンを形成することができる。

【0076】

図６ｄを参照ると、パターン形成装置１は、下面プレート１００及び上面プレート２００を利用して外装材５００が加圧された状態で、上面プレート２００に位置する少なくとも１つの第２のホール２０３に、上部ポンチアセンブリ４００に含まれた末端領域４１１が幅方向へ細くなる第２型ポンチ４１０を挿入しても良い。例えば、パターン形成装置１は、上部ポンチアセンブリ４００を下方向に移動させて上面プレート２００と密着させることにより、上面プレート２００に位置する少なくとも１つの第２のホール２０３に、上部ポンチアセンブリ４００に含まれた第２型ポンチ４１０を挿入させても良い。

【0077】

このように、少なくとも１つの第２のホール２０３に第２型ポンチ４１０が挿入される過程を通して、パターン形成装置１は、第１のパターンが形成された外装材５００に第２のパターンに該当する凸パターンを形成することができる。つまり、第２のパターンは、外装材５００に形成された第１のパターン上に形成されることができる。

【0078】

本発明は、フォーミング金型に該当する下面プレート１００及び上面プレート２００を利用した外装材５００の加圧によって、外装材５００に電極組立体を収容するために外装材５００を凹状に形成する第１のパターンを形成しても良い。

【0079】

また、本発明は、パターニング金型に該当する下面プレート１００及び上面プレート２００の各々に位置するホールに複数のポンチを挿入することで、第１のパターンが形成された外装材５００に第２のパターンを形成しても良い。

【0080】

従来は、外装材の幅方向にのみ第１のパターンが形成される場合、当該外装材を利用して製造される電気化学セルの耐久性が非常に弱くなった。

【0081】

あるいは、従来は、外装材５００に第１のパターンが形成されていない場合、外装材として利用される複合フィルムの変形耐久性のための第２のパターンを、目標する形状及び深さに形成することができなかった。また、第１のパターン及び第２のパターンが順次に進行されず、それぞれ独立的に実行される場合、第１のパターンにおいて損傷や破損が発生した。このように、従来は、第１のパターン及び第２のパターンがそれぞれ独立的に形成された外装材を利用して製造された電気化学セルの場合、短期的又は長期的に破損の危険性を有していた。

【0082】

しかし、本発明は、外装材５００に第１のパターン及び第２のパターンを形成することによって、外装材５００に電極組立体を収容する空間を確保しつつ、電気化学セルが変形され得る環境で外装材５００として利用される複合フィルムに耐久性を持たせることができる。また、従来は、外装材に対して長さ方向にのみパターンが形成されたが、本発明は、外装材５００の収容領域上に複数の第１のパターン及び第２のパターンを繰り返して形成することで、外装材５００の長さ方向だけでなく、厚さ方向及び幅方向にも全てパターンを形成することによって、外装材の耐久性を向上させることができる。

【0083】

また、本発明は、第１のパターンが形成された後、複合フィルムの厚さ方向及び幅方向に沿って凹パターン及び凸パターンを含む第２のパターンが形成された外装材を電気化学セルに適用する場合、電気化学セルの柔軟性を確保するだけでなく、耐久性を確保することによって、信頼性の高い電気化学セルを具現できるという長所を提供することができる。

【0084】

図７は、本発明の一実施例に係るパターン形成装置において実行される外装材にパターンを形成する方法のフローチャートである。

【0085】

ステップＳ７１０において、パターン形成装置は、外装材をプレートの上面プレート及び下面プレートの間に位置させても良い。

【0086】

ステップＳ７２０において、パターン形成装置は、上面プレート及び下面プレートを利用して外装材を加圧することにより、外装材に第１のパターンを形成しても良い。

【0087】

ステップＳ７３０において、パターン形成装置は、下面プレート及び上面プレートの各々に位置するホールに複数のポンチを挿入することで、第１のパターンが形成された外装材に第２のパターンを形成しても良い。

【0088】

上述した説明において、ステップＳ７１０乃至Ｓ７３０は、本発明の具現例によって追加のステップにさらに分割されたり、より少ないステップに組み合わせられたりしても良い。また、一部のステップは必要に応じて省略されても良く、ステップ間の順番が変更されても良い。

【0089】

図８ａ乃至図８ｃは、本発明の一実施例に係る第１のパターン及び第２のパターンが形成された外装材及び外装材を利用して製造されたバッテリを示す例示的な図である。

【0090】

図８ａを参照すると、（ａ）は、パターン形成装置１によって電極組立体を収容するための凹状の第１のパターン８０１が形成された外装材８００を示す図であり、（ｂ）は、パターン形成装置１によって下面プレート１００の少なくとも１つの第１のホール１０３に下部ポンチアセンブリ３００に含まれた第１型ポンチ３１０が挿入されることで、第１のパターン８０１上に第２のパターンのうち凹パターン８０２が形成された外装材８００を示す図であり、（ｃ）は、パターン形成装置１によって上面プレート２００の少なくとも１つの第２のホール２０３に上部ポンチアセンブリ４００に含まれた第２型ポンチ４１０が挿入されることで、第１のパターン８０１上に第２のパターンのうち凹パターン８０２と共に凸パターン８０３が形成された外装材８００を示す図である。

【0091】

図８ｂを参照すると、図８ａの（ａ）及び（ｃ）を比較しながら説明すると、外装材８００に形成された第２のパターンの幅８３１は、外装材８００に形成された第１のパターンの幅８３０よりも大きいか、同一であっても良い。もし、第２のパターンの幅８３１が第１のパターンの幅８３０よりも小さい場合、電気化学セルの変形によって外装材８００の耐久性が非常に弱くなる恐れがあるため、第２のパターンの幅８３１を第１のパターンの幅８３０よりも大きく設計しても良い。

【0092】

また、外装材８００に形成された第２のパターンに該当する凸パターンと凹パターンとの間の領域の曲率半径は、外装材８００に形成された凸パターン又は凹パターンのうち何れか１つのパターンの曲率半径よりも小さくても良い。これは、複数のホールが形成された下面プレート１００及び上面プレート２００によって外装材８００に電極組立体を収容するための収容領域が形成されることで、これにより、外装材８００に不連続な加工面が形成されることができる。

【0093】

例えば、外装材８００は、下面プレート１００に第１型ポンチ３１０が挿入される空間及び上面プレート２００に第２型ポンチ４１０が挿入される空間が求められるので、外装材８００の凸パターン又は凹パターンのうち何れか１つのパターンに該当する第２の切断面８２０の折れ部曲率半径８２１が、第１の切断面８１０の折れ部曲率半径８１１よりも大きくても良い。例えば、第１の切断面８１０の折れ部曲率半径８１１は、例えば３ｍｍ以下であっても良い。もし、第１の切断面８１０の折れ部曲率半径８１１が、例えば３ｍｍを超える場合、第１の切断面８１０の折れ部が正常に形成されず、電極が正常に収容されない恐れがある。折れ部の曲率半径については、後述する図８ｃを参照しながら説明する。

【0094】

外装材８００に形成された凸パターン８４０の幅は、外装材８００に形成された凹パターン８４１の幅よりも大きいか、同一であっても良い。ここで、外装材８００に形成された凸パターン８４０の幅及び凹パターン８４１の幅は、例えば、５ｍｍ以下であっても良い。もし、外装材８００に形成された凸パターン８４０及び凹パターン８４１が５ｍｍを超える場合、凸パターンと凹パターンとの間の領域に該当する第１の切断面８１０の折れ部が正常に形成されず、電極を正常に収容できなくなる。

【0095】

仮に、外装材８００に形成された凸パターン８４０の幅が凹パターン８４１の幅よりも小さい場合、電気化学セルの変形によって外装材８００の耐久性が悪くなる恐れがある。

【0096】

図８ｃを参照すると、バッテリ８５０は、第１のパターン及び第２のパターンが形成された外装材８００をフォールディングし、フォールディングされた外装材８００の収容領域８５２に複数の電極板を含む電極組立体８５６を挿入し、電極組立体８５６が挿入された外装材８００の２つのシール面を互いに重ねて結合して、シール部によって密封しても良い。ここで、第１のパターンは、電極組立体８５６を収容させるためにフォーミング金型によって生成される凹状のパターンであり、第２のパターンは、電気化学セルの柔軟性及び耐久性を向上させるためにパターン金型によって生成される凹パターン及び凸パターンであっても良い。

【0097】

バッテリ８５０は、電極組立体８５６と連結され、外部へ露出されるように延びる電極リード８５１をさらに含んでいても良い。

【0098】

このようなバッテリ８５０は、最終厚さが、例えば最大６ｍｍであり、シール部８５３がセルの厚さ方向を基準にセンターに位置する場合、折れ部８５５の曲率半径が３ｍｍを超えれば、電極組立体８５６が収容される部分のフォーミングの深さが低くなり、電極組立体８５６の厚さよりも低いため収容し難くなる。また、電極組立体８５６とシール部８５３の間の間隔８５４が大きくなるので、無駄な空間が生じ、体積当たりのエネルギー密度が低くなる問題を引き起こし得る。

【0099】

しかし、本発明によって製造されたバッテリ８５０は、外装材８００の第２の切断面８２０の折れ部曲率半径８２１を第１の切断面８１０の折れ部曲率半径８１１よりも大きくすることで、上述した問題点を解決することができる。

【0100】

図９は、本発明の一実施例に係る第１のパターン及び第２のパターンが形成された外装材及び外装材を利用して生成されたバッテリの実際の様子を示す例示的な図である。

【0101】

図９を参照すると、外装材９００は、外装材９００の一部の面に、パターン形成装置１によって電極組立体を収容するための凹状の第１のパターンが形成されても良い。

【0102】

その後、外装材９００には、パターン形成装置１によって下面プレート１００と対応する位置に位置した下部ポンチアセンブリ３００が密着することにより、下面プレート１００に含まれた少なくとも１つの第１のホール１０３に第１型ポンチ３１０が挿入され、第２のパターンのうち凹パターン９１０が形成されても良い。

【0103】

その後、外装材９００は、パターン形成装置１によって上面プレート２００と対応する位置に位置した上部ポンチアセンブリ４００が密着することにより、上面プレート２００に含まれた少なくとも１つの第２のホール２０３に第２型ポンチ４１０が挿入され、第２のパターンのうち凸パターン９２０が形成されても良い。

【0104】

このような過程を通して、最終的に第１のパターン及び第２のパターンが形成された外装材に電極組立体が収容されることにより、バッテリ９３０が生成されることができる。

【0105】

上述した本発明の説明は例示のためのものであり、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態に容易に変形可能であるということを理解できるはずである。それゆえ、上記した実施例は全ての面において例示的なものであり、限定的なものではないと理解すべきである。例えば、単一型で説明されている各構成要素は分散して実施されても良く、同様に、分散したものと説明されている構成要素も結合された形態で実施されても良い。

【0106】

本発明の範囲は、上記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその均等概念から導出される全ての変更又は変形された形態が本発明の範囲に含まれると解釈されなければならない。

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図1d】

【図1e】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図2d】

【図2e】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図3d】

【図3e】

【図3f】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図4d】

【図4e】

【図4f】

【図5】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図6d】

【図7】

【図8a】

【図8b】

【図8c】

【図9】

【国際調査報告】