CN113767515A - 制造二次电池的方法和二次电池 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的制造二次电池的方法包括：容纳步骤，将电极组件容纳在电池壳体中，电池壳体包括：容纳电极组件的容纳部、和与容纳部相连以收集在容纳部中产生的气体的气袋部；第一密封步骤，沿着除气袋部的端部之外的电池壳体的外周表面执行密封；电解质注入步骤，通过气袋部的端部向容纳部中注入电解质；第二密封步骤，对气袋部的端部执行双重密封，使得在靠近容纳部的一侧形成第一密封部，并且在远离容纳部的一侧形成第二密封部；第二密封部去除步骤，从电池壳体去除形成有第二密封部的部分；和充电步骤，给电极组件施加电力，以将二次电池充电。

Description

制造二次电池的方法和二次电池
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年9月16日提交的韩国专利申请第10-2019-0113711号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请整体结合在此。
技术领域
本发明涉及一种制造二次电池的方法和二次电池。
背景技术
与一次电池不同，二次电池是可再充电的，而且紧凑尺寸和高容量的可能性也较高。因而，近来正在对二次电池进行诸多研究。随着技术发展和对移动装置需求的增加，对作为能源的二次电池的需求正迅速增加。
根据电池壳体的形状，可再充电电池分为硬币型电池、圆柱型电池、棱柱型电池和袋型电池。在这样的二次电池中，安装在电池壳体中的电极组件是具有其中电极和隔膜进行堆叠的结构的可充电和放电的电力产生装置。
电极组件可大致分为果冻卷型(Jelly-roll)电极组件、堆叠型电极组件、和堆叠/折叠型电极组件，在果冻卷型电极组件中，隔膜插置在正极与负极之间，正极和负极的每一个都设置为涂覆有活性材料的片的形式，然后正极、隔膜和负极进行卷绕，在堆叠型电极组件中，多个正极和负极在它们之间具有隔膜的情况下顺序地堆叠，在堆叠/折叠型电极组件中，堆叠型单元电池与具有较长长度的隔离膜一起卷绕。
在将电极组件和电解质容纳在袋中之后，通过诸如初次充电、老化(Aging)和脱气(De-gas)之类的工序制造锂离子二次电池。在此，当初次充电之后在袋中存在大量残留气体时，存在以下问题：由于单元的体积增大而导致用于后续处理的输送工序中的困难。特别是，残留在电极中的气体导致锂离子的析出。
[现有技术文献](专利文件)韩国专利公开第10-2014-0015647号
发明内容
技术问题
本发明的一个方面是提供一种制造二次电池的方法和二次电池，在所述方法中，能够自动排出在制造二次电池时的充电和激活期间产生的内部气体。
技术方案
根据本发明实施方式的制造二次电池的方法包括：容纳步骤，将电极组件容纳在电池壳体中，所述电池壳体包括容纳所述电极组件的容纳部、和与所述容纳部相连以收集在所述容纳部中产生的气体的气袋部；第一密封步骤，沿着除所述气袋部的端部之外的所述电池壳体的外周表面执行密封；电解质注入步骤，通过所述气袋部的所述端部向所述容纳部中注入电解质；第二密封步骤，对所述气袋部的所述端部执行双重密封，使得在靠近所述容纳部的一侧形成第一密封部，并且在远离所述容纳部的一侧形成第二密封部；第二密封部去除步骤，从所述电池壳体去除形成有所述第二密封部的部分；和充电步骤，给所述电极组件施加电力，以将二次电池充电，其中，在所述第二密封步骤中，所述第一密封部不连续地形成，使得沿着密封线形成熔合部和用于脱气的非熔合部，当由于通过所述充电步骤产生的气体而导致内部压力增大时，所述用于脱气的非熔合部成为缺口，从而通过所述用于脱气的非熔合部将所述气体排出到外部。
根据本发明实施方式的二次电池可通过根据本发明实施方式的所述制造二次电池的方法制造。
有益效果
根据本发明，可在电池壳体的气袋部上形成第一密封部，以形成熔合部和用于脱气的非熔合部。结果，当将二次电池充电时，内部压力可由于产生的气体而增大，因而用于脱气的非熔合部可成为缺口，从而通过用于脱气的非熔合部自动将内部气体排出到外部。因此，可防止二次电池的体积增加，并且在电极中不会残留气体，从而防止锂离子析出。
附图说明
图1是图解根据本发明实施方式的制造二次电池的方法的流程图。
图2是图解在根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法的容纳步骤中，在容纳电极组件之前的状态的平面图。
图3是图解在根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法的容纳步骤中，容纳了电极组件的状态的平面图。
图4是图解根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法中的第一密封步骤的平面图。
图5是图解根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封步骤的平面图。
图6是图解根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封部去除步骤的平面图。
图7是图解根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法中的第三密封步骤的平面图。
图8是图解根据本发明第二实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封步骤的平面图。
图9是图解根据本发明第三实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封步骤的平面图。
图10是图解根据本发明第四实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封步骤的平面图。
图11是图解根据本发明第五实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封步骤和临时密封步骤的平面图。
图12是图解根据本发明第五实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封部去除步骤的平面图。
图13是沿图12的线A-A’截取的剖面图。
具体实施方式
通过下面结合附图的详细描述，本发明的目的、具体优点和新颖特征将变得更加明显。应当注意，尽可能用相同的标号来给本申请的附图中的部件添加参考标号，即使这些部件在其他附图中示出。此外，本发明可以以不同的形式实施，不应被解释为限于在此阐述的实施方式。在本发明的以下描述中，将省略可能会不必要地模糊本发明的主旨的相关技术的详细描述。
图1是图解根据本发明实施方式的制造二次电池的方法的流程图，图2是图解在根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法的容纳步骤中，在容纳电极组件之前的状态的平面图，图3是图解在根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法的容纳步骤中，容纳了电极组件的状态的平面图。
此外，图4是图解根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法中的第一密封步骤的平面图，图5是图解根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封步骤的平面图，图6是图解根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封部去除步骤的平面图。
参照图1至图6，根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法包括：容纳步骤(S10)，将电极组件120容纳在电池壳体110中；第一密封步骤(S20)，沿着电池壳体110的外周表面a、b和c执行密封；电解质注入步骤(S30)，注入电解质；第二密封步骤(S40)，形成第一密封部116和第二密封部117；第二密封部去除步骤(S50)，去除形成有第二密封部117的部分；和充电步骤(S60)，给电极组件120施加电力。
此外，根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法可进一步包括：经过预定时间以使得电极组件120浸渍在电解质中的老化步骤；和将被去除了气袋部114的部分密封(Sealing)的第三密封步骤。
更详细地说，参照图1至图3，在容纳步骤(S10)中，可将电极组件120容纳在电池壳体110中，电池壳体110包括：容纳电极组件120的容纳部113、和与容纳部113相连以收集在容纳部113中产生的气体的气袋部114。
在此，在容纳步骤(S10)中，在将电极组件120容纳在具有片形的电池壳体110中形成的容纳部113中之后，可沿着虚拟线X折叠电池壳体110，以覆盖容纳部113。
在此，电池壳体110可包括上壳体111和下壳体112。
此外，电池壳体110可由柔性(Flexible)材料制成。
电极组件120可以是可充电和放电的电力产生元件并且具有其中电极和隔膜交替堆叠以彼此组合的形状。
电极可包括正极和负极。正极、隔膜和负极可交替设置。
此外，电极组件120可进一步包括与电极的端部连接的电极引线121。在此，电极组件120可通过电极引线121电连接至外部装置。
参照图1和图4，在第一密封步骤(S20)中，可沿着除气袋部114的端部之外的电池壳体110的外周表面a、b和c执行密封。就是说，在第一密封步骤(S20)中，在电池壳体110在四个方向上的整个外周表面a、b、c和d之中，除设置在气袋部114的端部上的外周表面d之外的、在三个方向上的其余外周表面a、b和c可被密封，从而形成初始密封部115。
在电解质注入步骤(S30)中，通过气袋部114的端部向容纳部113中注入电解质。在此，在电解质注入步骤(S30)中，例如，液体注入管可插入到气袋部114的端部中，以从气袋部114向容纳部113注入电解质。
参照图1和图5，在第二密封步骤(S40)中，可双重密封气袋部114的端部。在此，可在靠近容纳部113的一侧形成第一密封部116，并且可在远离容纳部113的一侧形成第二密封部117。
此外，在第二密封步骤(S40)中，第一密封部116可不连续地形成，使得沿着密封线L形成熔合部S11和用于脱气的非熔合部S12。结果，当由于通过随后的充电步骤(S60)产生的气体而导致内部压力增大时，用于脱气的非熔合部S12成为缺口，从而通过用于脱气的非熔合部S12将内部气体排出到外部。
此外，在第二密封步骤(S40)中，可将上壳体111和下壳体112彼此热熔合来形成第一密封部116和第二密封部117。在此，第一密封部116可密封成使得上壳体111和下壳体112中的设置在用于脱气的非熔合部S12处的部分彼此接触。
此外，例如，可执行第二密封步骤(S40)，使得形成多个用于脱气的非熔合部S12。
此外，在第二密封步骤(S40)中，可通过连续地密封电池壳体110中的气袋部114的边缘形成第二密封部117。
就是说，在第二密封步骤(S40)中，气袋部114的端部可被双重密封。在此，第一密封部116可沿着气袋部114的端部被部分地密封，并且第二密封部117可被完全密封。在此，第一密封部116可形成不连续的密封线，以形成未密封的非熔合部，但第二密封部117可形成连续的密封线，以形成完全熔合的连续的密封线而没有非熔合部。
参照图1、图5和图6，在第二密封部去除步骤(S50)中，可去除电池壳体110的形成有第二密封部117的部分。
在此，在第二密封部去除步骤(S50)中，可沿着第一密封部116与第二密封部117之间的虚拟线切割电池壳体110的一部分，从而去除形成有第二密封部117的部分。
在充电步骤(S60)中，可给电极组件120施加电力，以将二次电池100充电。在此，可通过充电步骤(S60)激活二次电池100。
在执行充电步骤(S60)之后，在老化(aging)步骤中，可经过预定时间以使得电极组件120浸渍在电解质中。在此，电解质可通过老化步骤填充在电极与隔膜之间，因而锂离子可平稳地移动。
图7是图解根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法中的第三密封步骤的平面图。
参照图1和图7，在执行充电步骤(S60)之后，在第三密封步骤中，可从电池壳体110切割并去除气袋部114，并且可将电池壳体110的被去除了气袋部114的部分密封，从而制成二次电池100。在此，例如，在充电步骤(S60)之后，可进一步执行老化步骤，然后可执行第三密封步骤。
在此，当通过第三密封步骤在电池壳体110的被去除了气袋部114的部分上形成被密封的密封部118时，电池壳体110的内部可被密封。
参照图1、图5和图6，在根据本发明第一实施方式的包括上述构成的制造二次电池的方法中，在第二密封步骤(S40)中，第一密封部116形成为使得可在电池壳体110的气袋部114上形成熔合部S11和用于脱气的非熔合部S12，并且当二次电池100被充电时，如果由于产生的气体而导致内部压力增大，则用于脱气的非熔合部S12可成为缺口，从而通过用于脱气的非熔合部S12自动将内部气体排出到外部。因此，可防止二次电池100的体积增加，并且在电极中不会残留气体，从而防止锂离子析出。
此外，在第二密封步骤(S40)中电池壳体110可被双重密封，使得形成被部分密封的第一密封部116和被完全密封的第二密封部117。然后，在充电步骤(S30)之前可去除第二密封部117，从而防止在通过电解质注入步骤(S30)向电池壳体110中注入电解质之后在充电步骤(S60)期间的制造工序中外部气体引入到电池壳体110中。
参照图1和图5，在根据本发明第一实施方式的制造二次电池的方法中，例如，在第二密封步骤(S40)中，例如密封可被执行为成使得用于脱气的非熔合部S12具有朝向电池壳体110的端部逐渐变窄的宽度。
图8是图解根据本发明第二实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封步骤的平面图。
参照图1和图8，根据本发明第二实施方式的制造二次电池的方法与根据前述第一实施方式的制造二次电池的方法不同之处在于，在第二密封步骤(S40)中以不同的形状形成第一密封部216，以制造第二电池200。因而，将省略该实施方式与根据第一实施方式重复的内容，此外将主要描述它们之间的不同。
在根据本发明第二实施方式的制造二次电池的方法中，在第二密封步骤(S40)中，形成第一密封部216和第二密封部217。在此，第一密封部216可不连续地形成，使得沿着密封线形成熔合部S21和用于脱气的非熔合部S22。在此，在第二密封步骤(S40)中，例如，密封可被执行成使得用于脱气的非熔合部S22具有朝向电池壳体210的端部逐渐变窄的宽度。
在此，在第二密封步骤(S40)中，第一密封部216可形成为使得用于脱气的非熔合部S22的两侧中的一侧形成为直线形状，另一侧形成为斜线形状。
图9是图解根据本发明第三实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封步骤的平面图。
参照图1和图9，根据本发明第三实施方式的制造二次电池的方法与根据前述第一和第二实施方式的制造二次电池的方法不同之处在于，在第二密封步骤(S40)中以不同的形状形成第一密封部316，以制造第二电池300。因而，将省略该实施方式与根据前述实施方式重复的内容，此外将主要描述它们之间的不同。
在根据本发明第三实施方式的制造二次电池的方法中，在第二密封步骤(S40)中，形成第一密封部316和第二密封部317。在此，可形成第一密封部316，使得形成熔合部S31和用于脱气的非熔合部S32。在此，在第二密封步骤(S40)中，例如，第一密封部316可形成为使得用于脱气的非熔合部S32弯曲多次。结果，当由于通过随后的充电步骤(S60)产生的气体而导致内部压力增大时，用于脱气的非熔合部S32可成为缺口，以形成弯曲多次的路径，从而通过用于脱气的非熔合部S32将内部气体排出到电池壳体310的外部。
图10是图解根据本发明第四实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封步骤的平面图。
参照图1和图10，根据本发明第四实施方式的制造二次电池的方法与根据前述第一至第三实施方式的制造二次电池的方法不同之处在于，在第二密封步骤(S40)中以不同的形状形成第一密封部416，以制造第二电池400。因而，将省略该实施方式与根据前述实施方式重复的内容，此外将主要描述它们之间的不同。
在根据本发明第四实施方式的制造二次电池的方法中，在第二密封步骤(S40)中，形成第一密封部416和第二密封部417。在此，可形成第一密封部416，使得形成熔合部S41和用于脱气的非熔合部S42。在此，在第二密封步骤(S40)中，例如，密封被执行成使得用于脱气的非熔合部S42弯曲多次。
在此，在第二密封步骤(S40)中，用于脱气的非熔合部S42可被密封成以Z字(Zig-Zag)形弯曲。
结果，当由于通过随后的充电步骤(S60)产生的气体而导致内部压力增大时，用于脱气的非熔合部S42可成为缺口，以形成以Z字形弯曲的路径，从而通过用于脱气的非熔合部S42将内部气体排出到电池壳体410的外部。
图11是图解根据本发明第五实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封步骤和临时密封步骤的平面图，图12是图解根据本发明第五实施方式的制造二次电池的方法中的第二密封部去除步骤的平面图，图13是沿图12的线A-A’截取的剖面图。
参照图1和图11，根据本发明第五实施方式的制造二次电池的方法与根据本发明前述第一至第四实施方式的制造二次电池的方法不同之处在于，进一步执行临时密封步骤，以制造二次电池500。因而，将省略该实施方式与根据前述实施方式重复的内容，此外将主要描述它们之间的不同。
参照图1和图11至图13，在根据本发明第五实施方式的制造二次电池的方法中，在第二密封步骤(S40)中，形成第一密封部516和第二密封部517。在此，可形成第一密封部516，使得形成熔合部S51和用于脱气的非熔合部S52。在此，在第二密封步骤(S40)中，例如，密封被执行成使得用于脱气的非熔合部S52以Z字形弯曲。
在临时密封步骤中，将粘合剂溶液V置于用于脱气的非熔合部S52的一端，并且设置在用于脱气的非熔合部S52处的上壳体111和下壳体112彼此粘附。因而，在通过第二密封部去除步骤(S50)去除第二密封部之后，可防止异物或湿气通过用于脱气的非熔合部S52引入到电池壳体510中。在此，当内部压力达到预定压力以上时，设置在用于脱气的非熔合部S52处的上壳体111和下壳体112之间的粘合力可被释放，从而排出气体。
例如，可在第二密封步骤(S40)中形成第一密封部516之后执行临时密封步骤。
此外，再例如，可在第二密封部去除步骤(S50)之后第二密封部517被去除的状态下执行临时密封步骤。
虽然已经参照本发明的示例性实施方式具体示出并描述了本发明，但是应当理解，本发明的范围不限于根据本发明的制造二次电池的方法。本领域普通技术人员将理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可对形式和细节做出各种改变。
此外，本发明的保护范围将由所附权利要求书来阐明。
[参考标记说明]
100、200、300、400、500：二次电池
110、210、310、410、510：电池壳体
111：上壳体
112：下壳体
113：容纳部
114：气袋部
115：初始密封部
116、216、316、416、516：第一密封部
117、217、317、417、517：第二密封部
118：被密封的密封部
120：电极组件
121：电极引线
a、b、c、d：外周表面
S11、S21、S31、S41、S51：熔合部
S12、S22、S32、S42、S52：非熔合部
V：粘合剂溶液。

Claims (14)

1.一种制造二次电池的方法，所述方法包括：
容纳步骤，将电极组件容纳在电池壳体中，所述电池壳体包括容纳所述电极组件的容纳部、和与所述容纳部相连以收集在所述容纳部中产生的气体的气袋部；
第一密封步骤，沿着除所述气袋部的端部之外的所述电池壳体的外周表面执行密封；
电解质注入步骤，通过所述气袋部的所述端部向所述容纳部中注入电解质；
第二密封步骤，对所述气袋部的所述端部执行双重密封，使得在靠近所述容纳部的一侧形成第一密封部，并且在远离所述容纳部的一侧形成第二密封部；
第二密封部去除步骤，从所述电池壳体去除形成有所述第二密封部的部分；和
充电步骤，给所述电极组件施加电力，以将二次电池充电，
其中，在所述第二密封步骤中，所述第一密封部不连续地形成，使得沿着密封线形成熔合部和用于脱气的非熔合部，当由于通过所述充电步骤产生的气体而导致内部压力增大时，所述用于脱气的非熔合部成为缺口，从而通过所述用于脱气的非熔合部将所述气体排出到外部。
2.根据权利要求1所述的方法，在执行所述充电步骤之后进一步包括：经过预定时间以使得所述电极组件浸渍在所述电解质中的老化步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述电池壳体包括上壳体和下壳体，并且
在所述第二密封步骤中，将所述上壳体和所述下壳体彼此热熔合来形成所述第一密封部和所述第二密封部，
其中所述第一密封部被密封成使得所述上壳体和所述下壳体中的设置在所述用于脱气的非熔合部处的部分彼此接触。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述第二密封步骤中，执行密封以使得所述用于脱气的非熔合部形成为多个。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述第二密封步骤中，所述第一密封部形成为使得所述用于脱气的非熔合部具有朝向所述电池壳体的端部逐渐变窄的宽度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在所述第二密封步骤中，所述第一密封部形成为使得所述用于脱气的非熔合部的两侧中的一侧形成为直线形状，另一侧形成为斜线形状。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，在所述第二密封步骤中，所述第一密封部形成为使得所述用于脱气的非熔合部弯曲多次。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述第二密封步骤中，所述第一密封部形成为使得所述用于脱气的非熔合部以Z字形弯曲。
9.根据权利要求3所述的方法，进一步包括临时密封步骤，在所述临时密封步骤中，将粘合剂溶液置于所述用于脱气的非熔合部的一端，并且设置在所述用于脱气的非熔合部处的所述上壳体和所述下壳体彼此粘附，
其中当所述内部压力达到预定压力以上时，设置在所述用于脱气的非熔合部处的所述上壳体和所述下壳体之间的粘合力被释放，从而排出所述气体。
10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述第二密封步骤中形成所述第一密封部之后执行所述临时密封步骤。
11.根据权利要求9所述的方法，其中在所述第二密封部去除步骤之后所述第二密封部被去除的状态下执行所述临时密封步骤。
12.根据权利要求1所述的方法，在执行所述充电步骤之后进一步包括从所述电池壳体切割并去除所述气袋部，并且将所述电池壳体的被去除了所述气袋部的部分密封的第三密封步骤。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述电池壳体由柔性(Flexible)材料制成。
14.一种通过根据权利要求1至13中任一项所述的方法制造的二次电池。
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