JP7797764B2 - フォールディング装置及びフォールディング方法 - Google Patents

Description

本出願は、２０２２年８月８日付けの韓国特許出願第１０－２０２２－００９８８６８号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容が本明細書の一部として組み込まれる。

本発明は、パウチ型電池セルのテラスをフォールディングするフォールディング装置及びフォールディング方法に関する。

近年、二次電池は、化石燃料を使用する従来のガソリン車、ディーゼル車などの大気汚染などを解決するための対策として提示されている電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）などの動力源として注目されている。

小型モバイル機器には、１つ又は２～４つの二次電池が使用されるのに対して、電気自動車などの中大型デバイスには、高出力・大容量の必要性により、複数の二次電池を電気的に接続したバッテリモジュール、又は複数のバッテリモジュールを互いに電気的に接続したバッテリパックが使用される。

現在商用化されている二次電池の中で最も脚光を浴びている二次電池の１つはリチウム二次電池であるといえるが、リチウム二次電池は、外装材の形態によって、缶型、角型、パウチ型などに分類することができる。それらのうち、パウチ型二次電池は、エネルギー密度が高く、積層が容易であるという利点により、中大型バッテリモジュールに多く用いられている。

パウチ型電池セルは、パウチ型電池ケースに電極組立体が収容され、前記電池ケースのテラスがシールされた構造を有する。また、電池セルの体積に対するエネルギー密度を減少させ、密封性を向上させるために、電極リードが突出していないテラスを少なくとも１回フォールディングする工程を行う。一例として、前記工程においては、シールされたテラスを２回フォールディングしてもよいが、それはダブルサイドフォールディング（Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｉｄｅ Ｆｏｌｄｉｎｇ，ＤＳＦ）というのが一般的である。

従来は、電池セルが製造ラインに沿って移動しながら異なる位置で行われる複数の工程にわたってテラスがフォールディングされていた。よって、複数の工程毎に一々電池セルをアラインしなければならないので、アライン作業により電池セルにダメージが加わり、テラスのフォールディング整合性が劣り、製造ラインが複雑になるという問題があった。

本発明が解決しようとする一課題は、パウチ型電池セルが一度アラインされた状態でテラスを複数回フォールディングすることのできるフォールディング装置及びフォールディング方法を提供することにある。

本発明の実施形態によるフォールディング装置は、パウチ型電池セルのテラスをフォールディングすることができる。前記フォールディング装置は、前記テラスを挟んで対向する１対のクランピング部と、前記１対のクランピング部より外側で前記テラスをフォールディングするフォールディングメカニズムとを含んでもよい。前記クランピング部は、前記テラスと平行な回転軸を中心に回転する本体と、前記本体の一側部から突出し、前記テラスをクランピングする第１突出部と、前記本体の他側部から突出し、前記本体が回転すると前記第１突出部より内側で前記テラスをクランピングする第２突出部とを含んでもよい。

前記第１突出部は、前記テラスに対して傾斜して形成され、前記テラスに接触する傾斜面を含んでもよい。

前記１対のクランピング部の前記傾斜面は、互いに平行に形成されてもよい。

前記傾斜面が前記テラスに接触する面積は、前記第２突出部が前記テラスに接触する面積より広くてもよい。

前記クランピング部は、前記回転軸と前記テラスとの間の距離が変化するように移動可能に備えられてもよい。

前記１対のクランピング部の少なくとも１つは、前記テラスを加熱するようにしてもよい。

前記フォールディングメカニズムは、前記クランピング部の第１突出部が前記テラスをクランピングすると、前記テラスが前記第１突出部に向かってフォールディングされるように移動する第１ボディと、前記１対のクランピング部が前記テラスから遠くなると、前記テラスが前記第１ボディに向かってさらにフォールディングされるように移動する第２ボディとを含んでもよい。

前記第１ボディ及び前記第２ボディが前記テラスから遠くなると、前記クランピング部が回転して前記第２突出部が前記テラスをクランピングするようにしてもよい。

前記クランピング部の第２突出部が前記テラスをクランピングすると、前記第１ボディは、移動しながら前記テラスを追加でフォールディングするようにしてもよい。

前記第１ボディ及び前記第２ボディは、前記電池セルの厚さ方向と平行な第１方向、及び前記第１方向と垂直な第２方向に、２軸移動可能に備えられてもよい。

前記第１ボディ及び前記第２ボディの少なくとも１つは、前記テラスを加熱するようにしてもよい。

本発明の実施形態によるフォールディング方法は、パウチ型電池セルのテラスをフォールディングすることができる。前記フォールディング方法は、１対のクランピング部の第１突出部が前記テラスを両側からクランピングするステップと、前記１対のクランピング部の外側に位置する第１ボディが前記テラスをフォールディングするステップと、前記１対のクランピング部が前記テラスから遠くなるステップと、第２ボディがテラスを挟んで前記第１ボディに対向するように移動して前記テラスをさらにフォールディングするステップとを含んでもよい。

前記テラスにおいて前記第１突出部によりクランピングされる領域は、前記第１突出部の傾斜面に沿って傾斜してクランピングされてもよい。

前記第１ボディが前記テラスをフォールディングするステップにおいて、前記テラスは、前記１対のクランピング部のいずれか１つの前記第１突出部の外側面に向かって前記傾斜面と反対方向にフォールディングされてもよい。

前記第２ボディが前記テラスをさらにフォールディングするステップにおいて、前記テラスは、前記第１ボディと前記第２ボディとの間に重なるようにフォールディングされてもよい。

前記フォールディング方法は、前記第１ボディ及び前記第２ボディが前記テラスから分離されるステップと、前記１対のクランピング部が回転し、１対のクランピング部の第２突出部が前記第１突出部より内側で前記テラスをクランピングするステップと、前記第１ボディが前記テラスを追加でフォールディングするステップとをさらに含んでもよい。

前記第１ボディが前記テラスを追加でフォールディングするステップにおいて、前記テラスは、前記１対のクランピング部のいずれか１つの前記第２突出部の外側面に向かってフォールディングされてもよい。

本発明の好ましい実施形態によれば、電池セルが一度アラインされた状態でテラスを複数回フォールディングすることができる。よって、従来とは異なり、複数回のアライン作業により電池セルにダメージが加わることを防止することができる。

また、電池セルのダメージが最小限に抑えられるので、外観の凹みや絶縁抵抗の損傷を最小限に抑えることができる。

さらに、テラスのフォールディング整合性を向上させることができ、製品間のフォールディングのばらつきを最小限に抑えることができる。

さらに、電池セルの製造ラインの構成及び制御を簡単にすることができる。

その他にも、本発明の好ましい実施形態による構成から当業者が容易に予測できる効果を含むことができる。

本明細書に添付される以下の図面は、本発明の好ましい実施形態を例示するものであり、後述する発明の詳細な説明と共に本発明の技術思想をさらに理解させる役割を果たすものであるので、本発明は、そのような図面に記載された事項にのみ限定されて解釈されてはならない。

パウチ型電池セルの組立図である。 パウチ型電池セルの平面図である。 本発明の一実施形態によるフォールディング装置の概略図である。 本発明の一実施形態によるフォールディング装置の作用を順次示す概略図である。 本発明の一実施形態によるフォールディング装置の作用を順次示す概略図である。 本発明の一実施形態によるフォールディング装置の作用を順次示す概略図である。 本発明の一実施形態によるフォールディング装置の作用を順次示す概略図である。 本発明の一実施形態によるフォールディング装置の作用を順次示す概略図である。 本発明の他の実施形態によるフォールディング方法のフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で実現することができ、以下の実施形態に制限又は限定されるものではない。

本発明を明確に説明するために、説明と関係ない部分又は本発明の要旨を不明にし得る関連公知技術についての詳細な説明は省略し、本明細書において各図面の構成要素に参照符号を付すにあたっては、明細書全体にわたって同一又は類似の構成要素には同一又は類似の参照符号を付す。

なお、本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的又は辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自らの発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に立脚して、本発明の技術思想に合致する意味と概念に解釈されるべきである。

図１はパウチ型電池セルの組立図であり、図２はパウチ型電池セルの平面図である。

パウチ型電池セル１（以下、「電池セル」）は、電極組立体１０及びパウチ型電池ケース２０（以下、「パウチ」）を含んでもよい。

電極組立体１０は、正極と負極とが分離膜を介して交互に積層されて形成されてもよい。すなわち、電極組立体１０は、複数の電極と、複数の電極を互いに絶縁するために複数の電極間に介在する分離膜とを含んでもよい。電極組立体１０は、パウチ２０、より詳細には、後述する１対のカップ部２２に電解質と共に収容されてもよい。

電極組立体１０にはスタック型、ジェリーロール型、スタック・アンド・フォールディング型などがあり、電極組立体１０の種類は限定されない。

電極組立体１０は、電極タブ１１を含んでもよい。電極タブ１１は、電極組立体１０の正極及び負極にそれぞれ接続され、電極組立体１０から外部に突出して電極組立体１０の内部と外部との間で電子が移動できる経路として作用する。

電極タブ１１は、電極集電体の無地部を裁断して形成されてもよく、無地部に別途の導電部材を超音波溶接などで接続して形成されてもよい。

電極タブ１１は、正極に接続された正極タブ１１ａと、負極に接続された負極タブ１１ｂとを含んでもよい。正極タブ１１ａ及び負極タブ１１ｂは、電極組立体１０のそれぞれ異なる方向に突出してもよいが、それに限定されるものではなく、一側から同じ方向に平行に突出するなど、様々な方向に突出形成することができる。

電極組立体１０の電極タブ１１には、二次電池１の外部に電気を供給する電極リード１２がスポット（Ｓｐｏｔ）溶接などで接続されてもよい。また、電極リード１２の一部は、絶縁部１４により周囲が囲まれてもよい。絶縁部１４は、パウチ２０の第１ケース２１と第２ケース２２とが熱融着されるテラス２４、２５に限定されて位置してもよい。よって、絶縁部１４は、電極リード１２とパウチ２０とを絶縁し、パウチ２０のシールを維持することができる。一般に、絶縁部１４としては、電極リード１２に貼り付けやすく、厚さが比較的薄い絶縁テープを多く用いるが、それに限定されるものではなく、電極リード１２を絶縁できるものであれば、様々な部材を用いることができる。

電極リード１２は、一端が前記電極タブ１１に接続され、他端がパウチ２０の外部に突出してもよい。電極リード１２は、正極タブ１１ａに接続された正極リード１２ａと、負極タブ１１ｂに接続された負極リード１２ｂとを含んでもよい。

電極リード１２は、電極組立体１０を外部に電気的に接続することができる。また、正極タブ１１ａ及び負極タブ１１ｂがそれぞれ様々な方向に突出形成されるので、正極リード１２ａ及び負極リード１２ｂもそれぞれ様々な方向に延びるようにすることができる。

パウチ２０は、電極組立体１０を内部に収容することができ、ラミネートシートが成形されて形成されてもよい。より詳細には、ダイやポンチなどを用いて柔軟性を有するラミネートシートをドローイング成形すると、その一部が延伸してポケット状の収容空間Ｓ１を有するカップ部２３が形成されることにより、パウチ２０が製造されてもよい。

パウチ２０は、電極リード１２の一部が露出するように電極組立体１０を収容してシールされてもよい。このようなパウチ２０は、１対のケース２１、２２、より詳細には、第１ケース２１及び第２ケース２２を含んでもよい。

以下、第１ケース２１及び第２ケース２２については、図１に示すように一側が互いに連結された場合を例に説明する。ただし、それに限定されるものではなく、第１ケース２１と第２ケース２２とが分離されて別に製造されることも可能であることは言うまでもない。

第１ケース２１及び第２ケース２２の少なくとも１つには、カップ部２３が形成され、電極組立体１０を収容できる収容空間Ｓ１が備えられてもよい。カップ部２３は、陥没形状を有してもよい。カップ部２３は、底面２３ａ及び周面２３ｂを含んでもよい。

図１に示すように、第１ケース２１と第２ケース２２とは、ブリッジ２６で連結されてもよい。ブリッジ２６は、１対のカップ部２３の間に形成されてもよい。ブリッジ２６は、電極組立体１０の全長又は全幅方向と平行に延びてもよい。ただし、それに限定されるものではなく、第１ケース２１と第２ケース２２とが分離されるように形成されることも可能である。

各ケース２１、２２は、カップ部２３の周りに位置するテラス２４、２５を含んでもよい。より詳細には、テラス２４、２５は、電極組立体１０の全長及び全幅のうちのいずれか１つと平行な第１テラス２４と、他の１つと平行な第２テラス２５とを含んでもよい。

例えば、第２テラス２５は、カップ部２３を基準としてブリッジ２６の反対側に位置してもよく、第１テラス２４は、第２テラス２５及びブリッジ２６の両端部同士を連結してもよい。

ブリッジ２６がフォールディングされると、第１ケース２１及び第２ケース２２のテラス２４、２５は、互いに当接するようにしてもよい。ここで、電極組立体１０の絶縁部１４は、１対のケース２１、２２のテラス２４、２５の間に位置してもよい。例えば、絶縁部１４は、１対のケース２１、２２の第１テラス２４の間に位置してもよい。第１ケース２１及び第２ケース２２のテラス２４、２５は、互いに当接した状態で互いにシールされてもよい。

パウチ２０は、テラス２４、２５の一部がフォールディングされて形成されたサイドフォールディング部３０を含んでもよい。より詳細には、テラス２４、２５のうち、電極リード１２が突出していない一部がフォールディングされてサイドフォールディング部３０を形成するようにしてもよい。

例えば、図２に示すように、電極リード１２が第１テラス２４を介してパウチ２０の外部に突出した場合、第２テラス２５がフォールディングされてサイドフォールディング部３０を形成するようにしてもよい。すなわち、サイドフォールディング部３０は、ブリッジ２６の反対側に形成されてもよい。もし、第１ケース２１及び第２ケース２２がブリッジ２６で連結されるのではなく、別に形成された場合、サイドフォールディング部３０は、電池セル１の両側部に形成されてもよい。

図３は本発明の一実施形態によるフォールディング装置の概略図である。

本発明の一実施形態によるフォールディング装置は、サイドフォールディング部３０を形成する装置であってもよい。前記フォールディング装置は、電池セル１のシールされたテラス２４、２５のうち、電極リード１２が突出していない一部をフォールディングすることができる。例えば、フォールディング装置は、第２テラス２５をフォールディングするようにしてもよい。よって、以下では、便宜上、テラスの符号を「２５」として説明する。

前記フォールディング装置は、クランピング部１０１、１０２及びフォールディングメカニズム１２１、１２２を含んでもよい。

クランピング部１０１、１０２は、テラス２５の一部を挟んで対向して配置された１対が備えられてもよい。テラス２５は、１対のクランピング部１０１、１０２の間から外側に突出してもよい。１対のクランピング部１０１、１０２は、テラス２５の一側に位置する第１クランピング部１０１と、テラス２５の他側に位置する第２クランピング部１０２とを含んでもよい。

クランピング部１０１、１０２は、回転軸１１０ａを中心に回転可能に備えられてもよい。前記回転軸１１０ａは、テラス２５と平行であってもよい。前述したように、テラス２５は電池セル１の全長又は全幅方向と平行であるので、回転軸１１０ａも電池セル１の全長又は全幅方向と平行にすることができる。

各クランピング部１０１、１０２は、回転軸１１０ａとテラス２５との間の距離が変化するように移動可能に備えられてもよい。一例として、各クランピング部１０１、１０２は、電池セル１の厚さ方向（図３を基準としてＹ軸と平行な方向）と平行に移動するようにしてもよい。

各クランピング部１０１、１０２は、本体１１０、第１突出部１１１及び第２突出部１１２を含んでもよい。

本体１１０は、回転軸１１０ａを中心に回転することができる。回転軸１１０ａは、本体１１０の中央部を貫通するように延びてもよい。本体１１０は、テラス２５と平行に延びてもよい。また、本体１１０は、電池セル１の厚さ方向（図３を基準としてＹ軸と平行な方向）に所定の幅を有し、テラス２５の突出方向（図３を基準としてＸ軸と平行な方向）に所定の厚さを有してもよい。

第１突出部１１１は、本体１１０の一側部から突出してもよく、第２突出部１１２は、本体１１０の他側部から突出してもよい。例えば、第１突出部１１１は、テラス２５に向かって突出してもよく、第２突出部１１２は、テラス２５の反対側に向かって突出してもよい。

第１突出部１１１は、テラス２５をクランピングすることができる（図４参照）。より詳細には、本体１１０の初期状態で、第１突出部１１１は、テラス２５をクランピングすることができる。前記初期状態とは、本体１１０が回転する前の状態を意味することができる。

テラス２５は、第１クランピング部１０１の第１突出部１１１と、第２クランピング部１０２の第１突出部１１１との間にクランピングされてもよい。

第１突出部１１１は、テラス２５に対して傾斜して形成され、テラス２５に接触する傾斜面１１１ａを含んでもよい。１対のクランピング部１０１、１０２の第１突出部１１１の傾斜面１１１ａは、互いに平行に形成されてもよい。すなわち、１対のクランピング部１０１、１０２の第１突出部１１１は、非対称形状を有してもよい。よって、テラス２５の一部を１対の傾斜面１１１ａの間で傾斜して折り曲げてクランピングすることができる。

第２突出部１１２は、第１突出部１１１より内側でテラス２５をクランピングすることができる（図７参照）。より詳細には、本体１１０が回転した状態で、第２突出部１１２は、テラス２５において第１突出部１１１がクランピングした部分より内側部分をクランピングすることができる。テラス２５は、第１クランピング部１０１の第２突出部１１２と、第２クランピング部１０２の第２突出部１１２との間にクランピングされてもよい。

第１突出部１１１の傾斜面１１１ａがテラス２５に接触する面積は、第２突出部１１２がテラス２５に接触する面積より広くてもよい。

一方、フォールディングメカニズム１２１、１２２は、１対のクランピング部１０１、１０２より外側でテラス２５をフォールディングすることができる。フォールディングメカニズム１２１、１２２は、１対のクランピング部１０１、１０２より外側に突出したテラス２５の外側の一部をフォールディングすることができる。

より詳細には、フォールディングメカニズム１２１、１２２は、第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２を含んでもよい。第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２は、略ブロック形状であってもよい。

第１ボディ１２１は、第１クランピング部１０１の外側に位置してもよく、第２ボディ１２２は、第２クランピング部１０２の外側に位置してもよい。

第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２は、テラス２５の両側に位置してもよい。より詳細には、テラス２５又はテラス２５が拡張された仮想の境界に対して、第１ボディ１２１は、その一側に位置してもよく、第２ボディ１２２は、その他側に位置してもよい。

第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２は、第１方向及び前記第１方向と垂直な第２方向に、２軸移動可能に備えられてもよい。例えば、前記第１方向は、電池セル１の厚さ方向（図３を基準としてＹ軸と平行な方向）と平行であってもよく、前記第２方向は、テラス２５の突出方向（図３を基準としてＸ軸と平行な方向）と平行であってもよい。

第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２の作用については以下で詳細に説明する。

一方、第１クランピング部１０１、第２クランピング部１０２、第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２の少なくとも１つは、テラス２５を加熱することができる。好ましくは、１対のクランピング部１０１、１０２の少なくとも１つは、テラス２５を加熱するようにしてもよい。また、第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２の少なくとも１つは、テラス２５を加熱するようにしてもよい。

より詳細には、テラス２５をフォールディングする過程において、第１クランピング部１０１、第２クランピング部１０２、第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２の少なくとも１つは、高温に加熱された状態でテラス２５に接触するようにしてもよい。前記高温とは、常温より顕著に高い温度であって、テラス２５の成形性に影響を及ぼす程度の温度を意味することができる。よって、テラス２５のフォールディングが容易になり、フォールディングされたテラス２５が再び開くことを最小限に抑えることができる。

図４～図８は本発明の一実施形態によるフォールディング装置の作用を順次示す概略図である。

図４に示すように、１対のクランピング部１０１、１０２の第１突出部１１１は、テラス２５を両側からクランピングすることができる。より詳細には、１対のクランピング部１０１、１０２は、互いに近くなる方向に移動するようにしてもよい。１対のクランピング部１０１、１０２は、電池セル１の厚さ方向と平行に移動するようにしてもよい。このとき、１対のクランピング部１０１、１０２は、回転する前の初期状態であってもよい。

よって、テラス２５の一部を第１突出部１１１の傾斜面１１１ａに沿って折り曲げてクランピングすることができる。説明の便宜上、テラス２５において、傾斜面１１１ａに接する部分を第１領域、前記第１領域より外側に位置する部分を第２領域、前記第１領域より内側に位置する部分を第３領域といえる。その場合、第２領域と第３領域とは、電池セル１の厚さ方向に段差を有するように形成されてもよく、第１領域は、傾斜して形成されて第２領域と第３領域とを連結するようにしてもよい。

ただし、それに限定されるものではなく、第１突出部１１１が傾斜した傾斜面１１１ａを含まない変形例も可能である。その場合、１対のクランピング部１０１、１０２の第１突出部１１１の間にテラス２５がクランピングされても、テラス２５は折り曲げられることなく平坦に維持される。

図５に示すように、クランピング部１０１、１０２の第１突出部１１１がテラス２５をクランピングすると、第１ボディ１２１は、移動してテラス２５をフォールディングすることができる。

より詳細には、テラス２５の前記第１領域が１対のクランピング部１０１、１０２の第１突出部１１１の間にクランピングされた状態で、第１ボディ１２１は、電池セル１の厚さ方向に移動し、第１突出部１１１より外側に突出したテラス２５の前記第２領域をフォールディングすることができる。

第１ボディ１２１は、テラス２５が第１突出部１１１に向かってフォールディングされるように、電池セル１の厚さ方向と平行に移動することができる。第１ボディ１２１は、第１クランピング部１０１の外側から第２クランピング部１０２の外側に移動することができ、テラス２５を押してフォールディングすることができる。第１ボディ１２１が移動することにより、テラス２５を第１ボディ１２１の内側面に沿ってフォールディングすることができる。

第１ボディ１２１は、テラス２５を第１突出部１１１の傾斜面１１１ａの傾斜と反対方向に傾斜してフォールディングすることができる。例えば、テラス２５の第１領域は、傾斜面１１１ａに沿って外側に行くほど下方に傾斜して形成されてもよく、第１ボディ１２１は、テラス２５の第２領域を外側に行くほど上方に傾斜してフォールディングするようにしてもよい。

よって、テラス２５を第１角度でフォールディングすることができる。より詳細には、テラス２５の前記第２領域は、初期位置を基準として第１角度（例えば、９０度）だけフォールディングされてもよい。

より詳細には、第１突出部１１１より外側に突出したテラス２５の第２領域は、第１突出部１１１によりクランピングされた第１領域に対して鋭角をなすようにフォールディングされてもよい。その場合、テラス２５の第１領域と第２領域とを連結する部分が第１フォールディング部２５ａを形成することができる。

すなわち、第１突出部１１１の傾斜面１１１ａが傾斜して形成されることにより、第１ボディ１２１は、第１フォールディング部２５ａが鋭角をなすようにテラス２５をフォールディングすることができる。よって、第１フォールディング部２５ａをより高い信頼性でフォールディングすることができ、第１フォールディング部２５ａが再び開くスプリングバック（ｓｐｒｉｎｇ－ｂａｃｋ）を最小限に抑えることができる。

図６に示すように、第１ボディ１２１がテラス２５をフォールディングした後、１対のクランピング部１０１、１０２は、テラス２５から遠くなり、第１ボディ１２１は、予め設定された待機位置に移動することができる。より詳細には、第１ボディ１２１は、テラス２５の一側でテラス２５の第１領域に接するように移動することができる。

１対のクランピング部１０１、１０２は、互いに遠くなるように移動することができる。１対のクランピング部１０１、１０２は、電池セル１の厚さ方向に移動することができる。１対のクランピング部１０１、１０２は、テラス２５から十分に遠くなった状態で、第２突出部１１２がテラス２５を向くように回転することができる。

１対のクランピング部１０１、１０２がテラス２５から遠くなると、第２ボディ１２２は、テラス２５をさらにフォールディングすることができる。より詳細には、第２ボディ１２２は、第１ボディ１２１と共にテラス２５をさらにフォールディングすることができる。

第２ボディ１２２は、テラス２５を挟んで第１ボディ１２１に対向する位置に移動することができる。第２ボディ１２２は、外側から内側に移動することができる。より詳細には、第２ボディ１２２は、テラス２５の突出方向と反対方向（例えば、Ｘ軸の反対方向）に移動しながらテラス２５をフォールディングすることができる。

テラス２５は、第２ボディ１２２と第１ボディ１２１との間で押されてフォールディングされてもよい。より詳細には、第２ボディ１２２は、テラス２５の第２領域を第１領域と重なるようにフォールディングすることができる。

よって、テラス２５は、前記第１角度より大きい第２角度（例えば、１８０度）でさらにフォールディングされてもよい。すなわち、テラス２５の第１フォールディング部２５ａはさらにフォールディングされてもよい。

より詳細には、テラス２５の前記第２領域は、初期位置を基準として第２角度（例えば、１８０度）だけフォールディングされてもよい。好ましくは、テラス２５の第２領域は、前記第１領域上に重なるようにフォールディングされてもよい。

図７に示すように、第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２がテラス２５から遠くなると、クランピング部１０１、１０２が回転して第２突出部１１２がテラス２５をクランピングすることができる。

より詳細には、第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２は、テラス２５から遠くなるように移動することができ、１対のクランピング部１０１、１０２の第２突出部１１２は、テラス２５を両側からクランピングすることができる。１対のクランピング部１０１、１０２は、回転した状態で互いに近くなるように移動することができる。１対のクランピング部１０１、１０２は、電池セル１の厚さ方向と平行に移動することができる。

１対のクランピング部１０１、１０２の第２突出部１１２は、テラス２５、より詳細には、テラス２５の前記第３領域を両側からクランピングすることができる。

図８に示すように、クランピング部１０１、１０２の第２突出部１１２がテラス２５をクランピングすると、第１ボディ１２１は、移動しながらテラス２５を追加でフォールディングすることができる。

より詳細には、テラス２５から遠くなった第１ボディ１２１は、第２突出部１１２がテラス２５をクランピングした後、予め設定されたフォールディング位置に移動することができる。第１ボディ１２１は、第１クランピング部１０１、より詳細には、第１クランピング部１０１の第２突出部１１２の外側に移動することができる。

その後、第１ボディ１２１は、電池セル１の厚さ方向に移動しながら重なるようにフォールディングされたテラス２５を追加でフォールディングすることができる。

第１ボディ１２１は、第１クランピング部１０１の第２突出部１１２の外側から第２クランピング部１０２の第２突出部１１２の外側に移動することができる。第１ボディ１２１が移動することにより、第２突出部１１２より外側に突出したテラス２５を第１ボディ１２１の内側面に沿ってフォールディングすることができる。第１ボディ１２１が移動することにより、第２突出部１１２より外側に突出したテラス２５を第２クランピング部１０２の第２突出部１１２の外側面に向かってフォールディングすることができる。

よって、テラス２５が追加でフォールディングされて第２フォールディング部２５ｂを形成することができる。第２フォールディング部２５ｂは、テラスにおいて第２突出部１１２にクランピングされた部分と、第２突出部１１２より外側に突出した部分とを連結することができる。第２フォールディング部２５ｂは、第１フォールディング部２５ａより内側に形成されてもよい。

このように、図４～図８に示す一連の過程により、テラス２５を複数回フォールディングしてサイドフォールディング部３０を成形することができる。前記過程は、電池セル１、より詳細には、電池セル１のカップ部２３が固定治具（図示せず）などにより固定された状態を維持しながら行うことができる。すなわち、本発明の一実施形態によるフォールディング装置は、電池セル１が一度アラインされた状態でテラス２５を複数回フォールディングすることができる。

よって、従来とは異なり、複数回のアライン作業により電池セル１にダメージが加わることを防止することができ、テラス２５のフォールディング整合性が向上して製造ラインが簡単になるという利点がある。

図９は本発明の他の実施形態によるフォールディング方法のフローチャートである。

以下、前述したフォールディング装置を用いるフォールディング方法を本発明の他の実施形態として説明する。

前記フォールディング方法は、１対のクランピング部１０１、１０２の第１突出部１１１がテラス２５を両側からクランピングするステップ（Ｓ１０）（以下、「第１クランピングステップ」）と、第１ボディ１２１がテラス２５をフォールディングするステップ（Ｓ２０）（以下、「１次フォールディングステップ」）と、１対のクランピング部１０１、１０２がテラス２５から遠くなるステップ（Ｓ３０）（以下、「１次分離ステップ」）と、第２ボディ１２２がテラス２５を挟んで第１ボディ１２１に対向するように移動してテラス２５をさらにフォールディングするステップ（Ｓ４０）（以下、「２次フォールディングステップ」）とを含んでもよい。

第１クランピングステップ（Ｓ１０）において、１対のクランピング部１０１、１０２の第１突出部１１１は、アラインされた電池セル１のテラス２５を両側からクランピングすることができる。テラス２５において第１突出部１１１によりクランピングされる領域、すなわち、前記第１領域は、第１突出部１１１の傾斜面１１１ａに沿って傾斜してクランピングすることができる。

第１クランピングステップ（Ｓ１０）については、図４について前述した内容を援用する。

１次フォールディングステップ（Ｓ２０）において、テラス２５は、１対のクランピング部１０１、１０２のいずれか１つの第１突出部１１１の外側面に向かって傾斜面１１１ａと反対方向にフォールディングすることができる。より詳細には、第１ボディ１２１は、第１クランピング部１０１の第１突出部１１１の外側から第２クランピング部１０２の第１突出部１１１の外側に移動することができる。第１ボディ１２１の移動により、テラス２５を第２クランピング部１０２の第１突出部１１１の外側面に向かってフォールディングすることができる。よって、テラス２５に第１フォールディング部２５ａを形成することができる。テラス２５が傾斜面１１１ａの反対方向にフォールディングされるので、第１フォールディング部２５ａは鋭角をなすことができる。

１次フォールディングステップ（Ｓ２０）については、図５について前述した内容を援用する。

１次分離ステップ（Ｓ３０）において、１対のクランピング部１０１、１０２は、テラス２５から遠くなることができる。各クランピング部１０１、１０２は、テラス２５から十分に遠くなった後、第２突出部１１２がテラス２５を向くように回転することができる。クランピング部１０１、１０２は、移動しながら回転するか、又は移動を完了した後に回転することができる。

２次フォールディングステップ（Ｓ４０）において、テラス２５は、第１ボディ１２１と第２ボディ１２２との間に重なるようにフォールディングすることができる。より詳細には、第１ボディ１２１は、先にテラス２５をフォールディングした後にテラス２５の一側に移動することができ、第２ボディ１２２は、テラス２５の他側に移動しながらテラス２５をさらにフォールディングすることができる。すなわち、第１フォールディング部２５ａをさらにフォールディングすることができる。

１次分離ステップ（Ｓ３０）及び２次フォールディングステップ（Ｓ４０）については、図６について前述した内容を援用する。

前記フォールディング方法は、第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２がテラス２５から分離されるステップ（Ｓ５０）（以下、「２次分離ステップ」）と、１対のクランピング部１０１、１０２が回転し、第２突出部１１２が第１突出部１１１より内側でテラス２５をクランピングするステップ（Ｓ６０）（以下、「２次クランピングステップ」）と、第１ボディ１２１がテラス２５を追加でフォールディングするステップ（Ｓ７０）（以下、「追加フォールディングステップ」）とをさらに含んでもよい。

２次分離ステップ（Ｓ５０）において、第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２は、テラス２５から遠くなることができる。第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２は、その後の２次クランピングステップ（Ｓ６０）において１対のクランピング部１０１、１０２と干渉しないように、移動することができる。

第２ボディ１２２は、第１ボディ１２１よりもさらに遠くに移動することができる。それは、その後の追加フォールディングステップ（Ｓ７０）のために第１ボディ１２１が予め設定されたフォールディング位置に再び戻らなければならないからである。

２次クランピングステップ（Ｓ６０）において、１対のクランピング部１０１、１０２の第２突出部１１２は、テラス２５を両側からクランピングすることができる。テラス２５において第２突出部１１２によりクランピングされる部分は、その前の１次クランピングステップ（Ｓ１０）において第１突出部１１１によりクランピングされた部分より内側であってもよい。

２次分離ステップ（Ｓ５０）及び２次クランピングステップ（Ｓ６０）については、図７について前述した内容を援用する。

追加フォールディングステップ（Ｓ７０）において、テラス２５から遠くなった第１ボディ１２１は、予め設定されたフォールディング位置に移動することができ、その後、テラス２５を追加でフォールディングすることができる。第１ボディ１２１は、第１クランピング部１０１の第２突出部１１２の外側から第２クランピング部１０２の第２突出部１１２の外側に移動することができる。よって、テラス２５において重なっていた部分が第２クランピング部１０２の第２突出部１１２の外側面を向くように、テラス２５を追加でフォールディングすることができる。よって、テラス２５に第２フォールディング部２５ｂを形成することができる。

追加フォールディングステップ（Ｓ７０）については、図８について前述した内容を援用する。

一方、第１クランピング部１０１、第２クランピング部１０２、第１ボディ１２１及び第２ボディ１２２の少なくとも１つは、高温に加熱された状態で第１クランピングステップ（Ｓ１０）から追加フォールディングステップ（Ｓ７０）を行うことができる。よって、テラス２５のフォールディングが容易になり、フォールディングされたテラス２５が再び開くことを最小限に抑えることができる。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものにすぎず、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正及び変形が可能であろう。

よって、本発明に開示された実施形態は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、そのような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。

本発明の保護範囲は、添付の特許請求の範囲により解釈されるべきであり、それと均等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１ パウチ型電池セル
２５ テラス
１０１ 第１クランピング部
１０２ 第２クランピング部
１１０ 本体
１１０ａ 回転軸
１１１ 第１突出部
１１１ａ 傾斜面
１１２ 第２突出部
１２１ 第１ボディ
１２２ 第２ボディ

Claims (17)

1. パウチ型電池セルのテラスをフォールディングするフォールディング装置において、
   前記テラスを挟んで対向する１対のクランピング部と、
   前記１対のクランピング部より外側で前記テラスをフォールディングするフォールディングメカニズムとを含み、
   前記クランピング部は、
   前記テラスと平行な回転軸を中心に回転する本体と、
   前記本体の一側部から突出し、前記テラスをクランピングする第１突出部と、
   前記本体の他側部から突出し、前記本体が回転すると前記第１突出部より内側で前記テラスをクランピングする第２突出部とを含む、フォールディング装置。
2. 前記第１突出部は、前記テラスに対して傾斜して形成され、前記テラスに接触する傾斜面を含む、請求項１に記載のフォールディング装置。
3. 前記１対のクランピング部の前記傾斜面は、互いに平行に形成される、請求項２に記載のフォールディング装置。
4. 前記傾斜面が前記テラスに接触する面積は、前記第２突出部が前記テラスに接触する面積より広い、請求項２に記載のフォールディング装置。
5. 前記クランピング部は、前記回転軸と前記テラスとの間の距離が変化するように移動可能に備えられる、請求項１に記載のフォールディング装置。
6. 前記１対のクランピング部の少なくとも１つは、前記テラスを加熱する、請求項１に記載のフォールディング装置。
7. 前記フォールディングメカニズムは、
   前記クランピング部の第１突出部が前記テラスをクランピングすると、前記テラスが前記第１突出部に向かってフォールディングされるように移動する第１ボディと、
   前記１対のクランピング部が前記テラスから離れると、前記テラスが前記第１ボディに向かってさらにフォールディングされるように移動する第２ボディとを含む、請求項１に記載のフォールディング装置。
8. 前記第１ボディ及び前記第２ボディが前記テラスから離れると、前記クランピング部が回転して前記第２突出部が前記テラスをクランピングする、請求項７に記載のフォールディング装置。
9. 前記クランピング部の第２突出部が前記テラスをクランピングすると、前記第１ボディは、移動しながら前記テラスを追加でフォールディングする、請求項８に記載のフォールディング装置。
10. 前記第１ボディ及び前記第２ボディは、前記電池セルの厚さ方向と平行な第１方向、及び前記第１方向と垂直な第２方向に、２軸移動可能に備えられる、請求項７に記載のフォールディング装置。
11. 前記第１ボディ及び前記第２ボディの少なくとも１つは、前記テラスを加熱する、請求項７から１０のいずれか一項に記載のフォールディング装置。
12. パウチ型電池セルのテラスをフォールディングするフォールディング方法において、
    １対のクランピング部の第１突出部が前記テラスを両側からクランピングするステップと、
    前記１対のクランピング部の外側に位置する第１ボディが前記テラスをフォールディングするステップと、
    前記１対のクランピング部が前記テラスから離れるステップと、
    第２ボディがテラスを挟んで前記第１ボディに対向するように移動して前記テラスをさらにフォールディングするステップと、
    前記第１ボディ及び前記第２ボディが前記テラスから分離されるステップと、
    前記１対のクランピング部が回転し、１対のクランピング部の第２突出部が前記第１突出部より内側で前記テラスをクランピングするステップと、
    前記第１ボディが前記テラスを追加でフォールディングするステップとを含む、フォールディング方法。
13. 前記テラスにおいて前記第１突出部によりクランピングされる領域は、前記第１突出部の傾斜面に沿って傾斜してクランピングされる、請求項１２に記載のフォールディング方法。
14. 前記第１ボディが前記テラスをフォールディングするステップにおいて、前記テラスは、前記１対のクランピング部のいずれか１つの前記第１突出部の外側面に向かって前記傾斜面と反対方向にフォールディングされる、請求項１３に記載のフォールディング方法。
15. 前記第２ボディが前記テラスをさらにフォールディングするステップにおいて、前記テラスは、前記第１ボディと前記第２ボディとの間に重なるようにフォールディングされる、請求項１２に記載のフォールディング方法。
16. 前記第１ボディが前記テラスを追加でフォールディングするステップにおいて、前記テラスは、前記１対のクランピング部のいずれか１つの前記第２突出部の外面に向かってフォールディングされる、請求項１２に記載のフォールディング方法。
17. 請求項１２から１６のいずれか一項に記載のフォールディング方法を含む、パウチ型電池セルの製造方法。