CN113795961A - 挤压夹具和使用其制造二次电池的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种加压夹具和一种使用该加压夹具来制造二次电池的方法，该加压夹具包括：一对板形构件，所述一对板形构件在与被挤压时的二次电池接触的表面上具有彼此间隔开的多个独立形成的突起；和加热单元，该加热单元加热在板形构件上形成的突起。本发明引起二次电池的均匀挤压和气体的平稳排出。

Description

挤压夹具和使用其制造二次电池的方法
技术领域
本申请要求基于在2019年10月30日提交的韩国专利申请No.10-2019-0136091的优先权的权益，并且该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文中。
本发明涉及一种加压夹具和一种使用该加压夹具制造二次电池的方法，并且更特别地，涉及一种在用于二次电池的单体激活过程期间通过对二次电池加压来帮助排出气体的加压夹具以及一种使用该加压夹具制造二次电池的方法。
背景技术
近年来，随着对便携式电子产品(诸如笔记本计算机、摄像机和便携式电话)的需求快速增长以及电动车辆、用于能量存储的蓄电池、机器人和卫星的发展，已经活跃地进行了对能够反复地再充电的高性能二次电池的研究。
当前商业化的二次可再充电电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，锂二次电池比镍类二次电池具有显著的优势，因为它几乎没有记忆效应，不受充电和放电的影响，具有非常低的自放电率，并且具有高能量密度。通常，根据外部材料或应用形式，这种二次电池可以被分类成圆柱形或方形罐型二次电池和袋型二次电池。
取决于所使用的外部装置的类型，二次电池可以以单个二次电池或多个二次电池被电连接的模块的形式使用。例如，小型装置(诸如手机)能够用一个二次电池的输出和容量来操作预定的时间，而中型或大型装置(诸如笔记本计算机、便携式DVD、小型个人计算机、电动车辆和混合动力电动车辆)由于输出和容量的问题而要求使用包括多个二次电池的模块。
通过将保护电路等连接到多个二次电池被布置在其中并且串联和/或并联连接的芯组，来制造所述模块。在使用方型或袋型二次电池作为单元二次电池的情况下，在堆叠以使得宽广的表面面向彼此之后，能够通过将它们与连接构件(诸如汇流条)连接来容易地制造电极端子。因此，当制造具有六面体结构的三维模块时，方型或袋型二次电池作为单元二次电池是有利的。
这里，由于袋型二次电池是通过使用由包括金属层(箔)和涂覆在金属层的上表面和下表面上的合成树脂层的多层膜构成的袋外部材料来形成的，因此与使用金属罐的圆柱形或方形形状相比，电池的重量能够显著地减小，这使得电池能够变轻并被改变为各种形式。其使用也在逐渐增加。
通常，通过组装二次电池的过程和单体激活(cell-activating)二次电池的过程等来制造袋型二次电池。
传统的袋外部材料通常由容纳电极组件的下外部材料以及密封下外部材料的上部的上外部材料制成。在将电极组件容纳在下外部材料的接收部中之后，使在下外部材料的接收部周围的边缘紧密地附接到对应的上外部材料的边缘，附接部的一部分被热密封并且电解质被添加，并且其余部分被真空密封，由此二次电池被组装。
在单体激活过程中，二次电池被安装在预定的夹具上以使电流平稳流动，并且在单体激活必要的条件下执行处理，诸如充电和放电。由于二次电池的特性，为了在第一循环期间激活正电极活性材料并在负电极处产生稳定的表面膜(SEI，固体电解质界面)，应首先执行该单体激活过程。在单体激活过程中，在二次电池的内部产生了大量气体。然后，通过打开的或切割出的排出端口来去除所产生的气体，并且气体排出部被再次热密封。如上所述，排出二次电池内部的气体并且将排出通道热密封的过程通常被称为脱气过程。
在袋型二次电池的情况下，如果如上所述在单体激活过程期间没有有效地去除在二次电池的内部产生的气体，则该气体占据二次电池内部的一定空间，从而使袋外部材料的中心部分隆起，从而导致电池变形并且不利地影响电池性能和电池寿命，诸如容量和输出。
在一些传统技术中，单体激活之后的二次电池被固定到模具，并且通过在顶部处的简单加压来去除气体，或者在将二次电池插入两个对向的扁平夹具中并从两侧施加压力的同时激活单体。加压的目的是防止在充电期间产生的气体滞留在二次电池的内部。然而，在传统的加压方法中，由于二次电池内部的气体对应于流体，因此当从外部施加压力时，该气体在没有特定方向的情况下在所有方向上分散。这里，一些气体可以在用于气体收集的余留部中被收集和去除，但是在其它方向上分散的气体保留在二次电池的内部。
另外，还已经尝试了将设置有多个条形挤压部的板形构件应用于加压夹具的技术。加压夹具形成多个条形挤压部在板形构件的表面上重复的图案，从而赋予当二次电池被挤压时的滞留的气体的方向。此后，在辊压二次电池的同时，滞留的气体被排出。然而，在该技术中，当二次电池被挤压时，由于加压区域和非加压区域被线性地划分，所以没有实现二次电池的整个区域的均匀加压。另外，存在在室温条件下仅通过挤压二次电池不能充分地排出滞留的气体的限制。
如上所述，在现有技术中，由于在单体激活步骤中在充电期间的加压可能实际上阻碍二次电池内部的气体排出，因此可以逐步地向二次电池施加压力，这可能使该过程非常棘手。因此，迫切需要一种用于从根本上解决这些问题的技术。
发明内容
技术问题
考虑到以上问题而创造了本发明，并且本发明的目的是提供一种加压夹具和一种用于使用这种加压夹具来制造二次电池的方法，该加压夹具能够解决在短时间内未有效地去除在二次电池内部产生的气体的问题以及不能将在二次电池内部产生的气体引导到二次电池的特定部分的问题。
技术方案
根据本发明的加压夹具是如下加压夹具，该加压夹具用于在二次电池的单体激活过程中在面向彼此的一对板形构件之间的空间处插入二次电池并且从两侧挤压该二次电池，并且该加压夹具包括：一对板形构件，所述一对板形构件在与被挤压时的二次电池接触的表面上具有彼此间隔开的多个独立形成的突起；和加热单元，该加热单元加热在板形构件上形成的突起。
在一个示例中，在板形构件上形成的多个突起具有以点图案形式设置的结构。
在特定示例中，在板形构件上形成的突起包括平行于板形构件并且具有圆形、椭圆形或n边形(n为3或更大的整数)形状的截面。
在特定示例中，在板形构件上形成的突起的特征在于，基于垂直于板形构件的截面形状，与板形构件接触的一侧的下直径等于或大于与二次电池接触的一侧的上直径。例如，在板形构件上形成的突起具有垂直于板形构件的矩形、三角形、半圆形或梯形的截面形状。
在一个示例中，以点图案形式设置的多个突起具有相同的突起平均直径。
此外，在另一个示例中，在以点图案形式设置的多个突起中，具有平均直径D1的突起和具有平均直径D2的突起被混合，并且平均直径D1和D2的比率(D1/D2)在2到100的范围中。
在特定示例中，具有平均直径D1的突起的形成面积和具有平均直径D2的突起的形成面积的比率(具有平均直径D1的突起的形成面积/具有平均直径D2的突起的形成面积)在0.1到1.5的范围中。
在又一个示例中，加热单元包括加热线圈，该加热线圈被安装在板形构件上。
另外，本发明提供一种使用上述加压夹具来制造二次电池的方法。在一个示例中，用于制造二次电池的方法包括在利用加压夹具进行加热和加压的同时执行用于二次电池的单体激活过程的单体激活步骤。
在一个示例中，根据本发明的用于制造二次电池的方法进一步包括在单体激活步骤之后的通过挤压已单体激活的二次电池来去除在二次电池的内部的气体的脱气步骤。
在特定示例中，可以通过在面向彼此的一对板形构件之间插入二次电池并且从两侧挤压该二次电池来执行脱气步骤。
在又一个特定示例中，可以通过在一个方向上辊压二次电池来执行脱气步骤。
例如，二次电池是袋型二次电池。
有利效果
按照根据本发明的加压夹具和使用该加压夹具来制造二次电池的方法，通过在夹具的挤压表面上设置彼此间隔开的多个独立形成的突起，引起了对二次电池的均匀加压和气体的平稳排出。另外，在二次电池的单体激活过程期间通过当使用夹具进行挤压时同时地加热二次电池，加压夹具促进了在电池内部滞留的气体的排出。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的使用加压夹具挤压二次电池的过程的示意图；
图2和图3均示出根据本发明的实施例的加压夹具的挤压表面；并且
图4是示出根据本发明的另一个实施例的辊压过程的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明。在本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应被解释为限于普通或词典术语，并且发明人可以适当地定义术语的概念以最好地描述其发明。术语和词语应被解释为与本发明的技术思想一致的含义和概念。
根据本发明的加压夹具是如下加压夹具，该加压夹具用于在二次电池的单体激活过程中在面向彼此的一对板形构件之间的空间处插入二次电池并且从两侧挤压二次电池，并且该加压夹具包括：一对板形构件，所述一对板形构件在与被挤压时的二次电池接触的表面上具有彼此间隔开的多个独立形成的突起；和加热单元，该加热单元加热在板形构件上形成的突起。
加压夹具包括用于挤压二次电池的一对板形构件，并且彼此间隔开的多个独立形成的突起被设置在板形构件的挤压表面上。在根据本发明的加压夹具的挤压表面上形成的突起具有通过彼此间隔开而独立地形成的结构，由此，能够在二次电池的前表面上实现均匀的挤压。
另外，在本发明中，当通过形成加热单元对二次电池加压时，同时地执行加热。即，在二次电池的单体激活过程中，使用由加热单元加热的突起来对二次电池加压。当二次电池被加热时，内部气体膨胀，并且膨胀的气体能够相对容易地排出。在本发明中，通过加热二次电池来使内部气体膨胀，并且同时，通过加压使膨胀的气体容易从滞留部分分离。
另外，由于本发明利用设置有彼此间隔开且独立形成的突起的板形构件来对二次电池加压，因此从电池中的滞留部分释放的气体容易沿着在突起之间的非加压区域排出。特别地，在本发明中，借助于设置在板形构件的挤压表面上的突起，二次电池的挤压和加热能够被集中在特定区域中。
在一个实施例中，在板形构件上形成的多个突起具有以点图案形式设置的结构。具体地，在独立形成的突起之间的空间用于形成气体排出通道。根据本发明的加压夹具形成多个点图案突起，以在二次电池的单体激活步骤中以均匀的压力对二次电池的整个表面加压。
在一个实施例中，在板形构件上形成的突起包括与板形构件平行并且具有圆形、椭圆形或n边形(n为3或更大的整数)形状的截面。n边形形状包括三角形、四边形、五边形、六边形等，并且可以随着n的数目增加而具有接近圆形的形状。例如，n为3或更大的整数，并且是在3到10之间的整数。作为另一个示例，在板形构件上形成的突起具有与板形构件平行的圆形或矩形截面形状。在本发明中，“圆形”应被解释为包括大致接近圆形的情况以及在物理意义上完全为圆形的情况。具体地，在n边形形状中，当n超过10时，它能够被解释为大致圆形形状。
在特定实施例中，在板形构件上形成的突起的特征在于，基于垂直于板形构件的截面形状，与板形构件接触的一侧的下直径等于或大于与二次电池接触的一侧的上直径。具体地，突起可以具有圆柱形形状、半球形形状或六面体形状。例如，在板形构件上形成的突起具有垂直于板形构件的矩形、三角形、半圆形或梯形截面形状。当突起的垂直截面为正方形时，这意味着突起具有圆柱形或六面体形状。当突起具有三角形截面时，突起具有尖的尖端形状。当突起的截面是半圆形时，突起具有半球形形状。此外，当突起的截面具有梯形形状时，突起具有宽的下直径和窄的上直径。
在一个实施例中，以点图案形式设置的多个突起具有相同的突起平均直径。这种情况包括具有相同或类似尺寸的多个突起被均匀地分布在板形构件的挤压表面上的情况。例如，突起的平均直径在1到200mm、10到200mm、80到200mm、1到100mm或10到50mm的范围中。另外，在突起之间的间隔距离在1到100mm、1到80mm、10到100mm、50到100mm或10到30mm的范围中。
在另一个实施例中，以点图案形式设置的多个突起具有其中具有平均直径D1的突起和具有平均直径D2的突起被混合的结构。这种情况包括分布在板形构件的挤压表面上的突起的直径彼此不同的情况。例如，本发明包括具有不同直径的两种突起被分布在板形构件的挤压面上的情况。具体地，平均直径D1和D2的比率(D1/D2)在2到100、2到20、2到10或3到7的范围中。例如，平均直径D1范围从50到200mm，并且平均直径D2范围从1到100mm。具体地，平均直径D1在70到120mm的范围中，并且平均直径D2在10到50mm的范围中。另外，在突起之间的间隔距离在1到100mm、1到80mm、10到100mm、50到100mm、10到70mm或10到30mm的范围中。
在特定实施例中，具有平均直径D1的突起的形成面积和具有平均直径D2的突起的形成面积的比率(具有平均直径D1的突起的形成面积/具有平均直径D2的突起的形成面积)在0.1到1.5的范围中。具体地，面积比率在0.1到1、0.1到0.5、0.5到1.5或0.8到1.2的范围中。
在一个实施例中，加压夹具包括加热单元，该加热单元加热在板形构件上形成的突起，并且加热单元包括被安装在板形构件上的加热线圈。在根据本发明的加压夹具中，加热单元具有被安装在板形构件上的结构，但是不排除在板形构件的外部形成的结构。
另外，本发明提供一种使用上述加压夹具制造二次电池的方法。具体地，可以在二次电池的单体激活步骤中应用加压夹具。在一个实施例中，根据本发明的制造二次电池的方法包括在利用加压夹具加热并加压二次电池的同时执行单体激活过程的单体激活步骤。
根据本发明的加压夹具能够被应用于例如袋型二次电池的制造过程。袋型二次电池具有堆叠型或堆叠/折叠型电极组件被嵌入由铝层压片形成的袋形电池壳体中的结构。组装好的二次电池在电池的制造过程中经历单体激活过程。通过向浸渍有电解质的电极组件施加电流到预定电压来执行单体激活过程。
在用于单体激活的初始充电/放电过程期间，在电极的表面上形成了保护膜，并且电解质的一部分被分解，从而产生大量的气体。为了去除在电池单体的内部产生的气体，在袋型电池的电池壳体的一侧上形成余留部。随着电池单体内部的气体被收集在电池壳体的余留部中，形成了气袋。在打开气袋的一侧以排出内部气体之后，电池单体被再次密封。
在本发明中，执行应用了上述加压夹具的单体激活步骤，并且对于已经经历了单体激活步骤的二次电池，可以执行将在电池的内部处的气体去除的气体去除步骤。在一个实施例中，根据本发明的用于制造二次电池的方法进一步包括在单体激活步骤之后的通过挤压已单体激活的二次电池来去除二次电池内部的气体的脱气步骤。
在传统的加压方法中，二次电池内部的气体在没有特定方向的情况下在所有方向上分散。这里，一些气体可以被收集在用于气体收集的余留部中并被去除，但是在其它方向上分散的气体仍然保留在二次电池的内部。然而，根据本发明的加压夹具应用了具有彼此间隔开的多个独立形成的突起的板形构件，从而在收集滞留的气体并引起平稳的排出的同时向二次电池的前表面施加均匀的压力。然而，只是通过机械加压，一些滞留的气体未被去除。由于根据本发明的加压夹具同时施加压力和热量，因此其引起了滞留的气体的体积膨胀，并且能够通过施加压力来平稳地去除膨胀的气体。另外，如果必要，则能够在随后的过程中容易地去除保留在二次电池中的气体。
在一个实施例中，可以通过在面向彼此的一对板形构件之间插入二次电池并且从两侧挤压该二次电池来执行脱气步骤。在这种情况下，已经经过单体激活步骤的二次电池被夹在面向彼此的一对板形构件之间并被从两侧加压，从而排出电池内部的气体。
在又一个实施例中，去除气体的步骤可以通过在一个方向上辊压二次电池来执行。在这种情况下，已经经历单体激活步骤的二次电池在一个方向上被辊压，并且由此，保留在电池内部的气体在一个方向上被驱赶并排出。
在一个实施例中，二次电池是袋型二次电池。另外，本发明中的二次电池例如是锂二次电池。锂二次电池可以例如包括：上述电极组件；浸渍电极组件的非水电解质；和电池壳体，该电池壳体容纳电极组件和非水电解质。例如，二次电池是袋型锂二次电池。
正电极具有正电极混合物层被堆叠在正电极集电器的一侧或两侧上的结构。正电极活性材料可以均独立地为含锂氧化物，并且可以是相同或不同的。含锂过渡金属氧化物可以被用作含锂氧化物。在一个示例中，除了正电极活性材料之外，正电极混合物层还包括导电材料和粘合剂聚合物，并且如果必要，可以进一步包括在本领域中通常使用的正电极添加剂。
正电极活性材料可以是含锂氧化物，并且可以是相同或不同的。含锂过渡金属氧化物可以被用作含锂氧化物。
例如，含锂过渡金属氧化物可以是选自由如下物质组成的组中的任一种或两种或更多种的混合物：LixCoO2(0.5<x<1.3)、LixNiO2(0.5<x<1.3)、LixMnO2(0.5<x<1.3)、LixMn2O4(0.5<x<1.3)、Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3，0<a<1，0<b<1，0<c<1，a+b+c＝1)、LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3，0<y<1)、LixCo1-yMnyO2(0.5<x<1.3，0≤y<1)、LixNi1-yMnyO2(0.5<x<1.3，O≤y<1)、Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3，0<a<2，0<b<2，0<c<2，a+b+c＝2)、LixMn2-zNizO4(0.5<x<1.3，0<z<2)、LixMn2-zCozO4(0.5<x<1.3，0<z<2)、LixCoPO4(0.5<x<1.3)和LixFePO4(0.5<x<1.3)，并且含锂过渡金属氧化物可以涂覆有金属或金属氧化物，诸如铝(Al)。此外，除了含锂过渡金属氧化物之外，还可以使用硫化物、硒化物和卤化物中的一种或多种。
在正电极活性材料层中可以在94.0到98.5重量％的范围中包括正电极活性材料。当正电极活性材料的含量满足以上范围时，就制造高容量电池和提供足够的正电极的导电性或在电极材料之间的粘附性而言是有利的。
用于正电极的集电器是具有高导电性的金属，并且能够使用正电极活性材料浆料可以容易地附着并且在二次电池的电压范围中不具有反应性的任何金属。具体地，用于正电极的集电器的非限制性示例包括铝、镍或通过其组合制造的箔。
正电极活性材料层进一步包括导电材料。基于包括正电极活性材料的混合物的总重量，通常以1到30重量％的量添加导电材料。这种导电材料不受特别限制，只要它具有导电性且不引起二次电池中的化学变化即可。例如，作为导电材料，可以使用选自由如下材料组成的组中的一种或多种：石墨，诸如天然石墨或人造石墨；炭黑类，诸如炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽黑、炉黑、灯黑或热裂法炭黑；导电纤维，诸如碳纤维或金属纤维；金属粉末，诸如氟化碳、铝或镍粉末；导电纤维，诸如氧化锌或钛酸钾；导电金属氧化物，诸如氧化钛；和聚亚苯基衍生物。
作为粘合剂成分，可以不受限制地使用在本领域中通常使用的粘合剂聚合物。例如，可以使用各种粘合剂，诸如聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-共-HFP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)。
负电极可以进一步包括负电极混合物层，并且可以包括碳材料、锂金属、硅或锡。当使用碳材料作为负电极活性材料时，可以使用低结晶碳和高结晶碳。低结晶碳的代表性示例包括软碳，并且硬碳是典型的。高结晶碳的代表性示例包括天然石墨、凝析石墨、热解碳、基于中间相沥青的碳纤维、中间碳微珠、中间相沥青和高温煅烧的碳(诸如石油或煤焦油沥青衍生的焦炭)。
用于负电极的集电器的非限制性示例包括铜、金、镍或由铜合金或其组合制造的箔。另外，可以通过堆叠由以上材料制成的基材来使用集电器。
另外，负电极可以包括在本领域中通常使用的导电材料和粘合剂。
分隔件可以由在锂二次电池中使用的任何多孔基材制成，并且例如，可以使用聚烯烃类多孔隔膜或非织造物，但是本发明不被特别地限制于此。
聚烯烃类多孔隔膜的示例包括聚乙烯(诸如高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯)以及聚烯烃类聚合物(诸如聚丙烯、聚丁烯和聚戊烯)中的每一种单独地或以其混合物形成的隔膜。
除了聚烯烃类非织造物，还可以单独地或作为其混合物的聚合物来使用：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚和聚乙烯萘等，从而形成非织造物。非织造物的结构可以是由长纤维组成的纺粘非织造物或熔喷非织造物。
多孔基材的厚度不受特别限定，但是可以为5到50μm，并且在多孔基材中存在的孔径和孔隙率也不受特别限制，但是分别可以为0.01到50μm和10到95％。
同时，为了提高由多孔基材构成的分隔件的机械强度并抑制在正电极和负电极之间的短路，可以在多孔基材的至少一个表面上进一步包括多孔涂层，该多孔涂层包括无机颗粒和粘合剂聚合物。
电解质可以包含有机溶剂和电解质盐，并且电解质盐是锂盐。可以不受限制地使用在用于锂二次电池的电解质中传统使用的那些锂盐作为锂盐。例如，作为锂盐的阴离子，可以包括选自由如下离子组成的组中的一种或多种：F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、PF6 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN-和(CF3CF2SO2)2N-。
作为上述电解质中所包括的有机溶剂，可以不受限制地使用在用于锂二次电池的电解质中传统使用的那些有机溶剂，并且例如，可以单独地或以两种或更多种的组合来使用醚、酯、酰胺、线性碳酸酯和环状碳酸酯。其中，代表性地，可以包括环状碳酸酯、线性碳酸酯或作为其混合物的碳酸酯化合物。
环状碳酸酯化合物的具体示例包括选自由如下物质组成的组中的任一种：碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、1,2-碳酸丁烯酯、2,3-碳酸丁烯酯、1,2-碳酸戊烯酯、2,3-碳酸戊烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基亚乙酯和其卤化物以及其混合物。这些卤化物包括例如氟代碳酸亚乙酯(FEC)，但不限于此。
另外，线性碳酸酯化合物的具体示例包括选自由如下物质组成的组中的任一种：碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯、碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸甲丙酯和碳酸乙丙酯，或者可以典型地使用其中的两种或更多种的混合物，但不限于此。
特别地，在碳酸酯类有机溶剂中，作为环状碳酸酯的碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯是高粘度的有机溶剂并且具有高介电常数，使得电解质中的锂盐能够更容易地离解，并且如果环状碳酸酯与低粘度、低介电常数的线性碳酸酯(诸如碳酸二甲酯和碳酸二乙酯)以适当的比率混合，则能够制备具有较高电导率的电解质溶液。
另外，作为有机溶剂中的醚，可以使用选自由如下溶剂组成的组中的任一种：二甲醚、二乙醚、二丙醚、甲基乙基醚、甲基丙基醚和乙丙醚，或者可以使用其中的两种或更多种的混合物，但不限于此。
并且，有机溶剂中的酯包括选自由如下溶剂组成的组中的任一种：乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯和γ-己内酯，或其中的两种或更多种的混合物，但是本发明不限于此。
取决于制造过程和最终产品所要求的物理性质，非水电解质的注入可以在电化学装置的制造过程中的适当步骤处执行。即，它能够在组装电化学装置之前或在组装电化学装置的最后阶段处应用。
另外，本发明提供一种包括上述二次电池的车辆。在特定示例中，车辆是混合动力或电动车辆。
在下文中，将通过示例和附图更详细地描述本发明。然而，在说明书中描述的实施例和在附图中描述的构造仅是本发明的最优选实施例，并且不代表本发明的所有技术思想。应当理解，在提交本申请时，可以有各种等同形式和变型代替它们。
第一实施例
图1是示出使用根据本发明的实施例的加压夹具挤压二次电池的过程的示意图。参考图1，袋型二次电池40具有电极组件10嵌入由铝层压片形成的袋形电池壳体中的结构。第一电极接线片21和第二电极接线片22在二次电池40的两端处暴露，并且余留部被形成在电池壳体的一侧。当二次电池中的内部气体被收集在电池壳体的余留部中时，形成了气袋30。在打开气袋30的一侧以排出内部气体之后，电池被再次密封。
组装好的二次电池40在电池的制造过程中经历单体激活过程。通过向浸渍有电解质的电极组件10施加电流到预定电压来执行单体激活过程。在用于单体激活的初始充电/放电过程期间，在电极的表面上形成了保护膜，并且电解质的一部分被分解，从而产生大量的气体。
在本发明中，在二次电池的单体激活过程中，二次电池40被插置在加压夹具100的面向彼此的一对板形构件110和120之间，并且被从两侧加压并加热。加压夹具100具有如下结构：通过彼此间隔开而独立形成的多个突起130被设置在与被加压时的二次电池40接触的表面上。另外，该加压夹具100包括加热单元(未示出)，该加热单元用于加热在板形构件110和120上形成的突起130。加热单元具有被安装在板形构件110和120中的加热线圈。
多个突起130在加压夹具100的板形构件110和120的加压表面上形成点图案。突起130具有圆柱形形状突出的形式。突起130的平均直径为大约30mm，并且在突起130之间的间隔距离为25mm。
第二实施例
图2是示出使用根据本发明的另一个实施例的加压夹具挤压二次电池的过程的示意图。参考图2，在二次电池的单体激活过程中，二次电池40被插置在加压夹具200的面向彼此的一对板形构件210和220之间，并且被从两侧加压并加热。由于二次电池40的描述与图1的描述中所描述的相同，因此这里将其省略。
加压夹具200具有如下结构：通过彼此间隔开而独立形成的多个突起230被设置在与被加压时的二次电池40接触的表面上。另外，该加压夹具200包括加热单元(未示出)，该加热单元用于加热在板形构件210和220上形成的突起230。加热单元具有被安装在板形构件210和220中的加热线圈。
多个突起230在加压夹具200的板形构件210和220的加压表面上形成点图案。突起230具有圆柱形形状突出的形式。突起230的平均直径为大约20mm，并且在突起230之间的间隔距离为15mm。
第三实施例
图3是示出使用根据本发明的另一个实施例的加压夹具挤压二次电池的过程的示意图。参考图3，在二次电池的单体激活过程中，二次电池40被插置在加压夹具300的面向彼此的一对板形构件310和320之间，并且被从两侧加压并加热。由于二次电池40的描述与图1的描述中所描述的相同，因此这里将其省略。
加压夹具300具有如下结构：通过彼此间隔开而独立形成的多个突起331和332被设置在与被加压时的二次电池40接触的表面上。另外，该加压夹具300包括加热单元(未示出)，该加热单元用于加热在板形构件310和320上形成的突起331和332。加热单元具有被安装在板形构件310和320中的加热线圈。
多个突起331和332在加压夹具300的板形构件310和320的加压表面上形成点图案。突起331和332具有突出的大直径的圆柱形形状331和小直径的圆柱形形状332。具有大直径的圆柱形突起331具有大约35mm的平均直径，并且在突起331之间的间隔距离为30mm。具有小直径的圆柱形突起332具有大约10mm的平均直径，并且被布置在具有大直径的圆柱形突起331之间的空间中。
第四实施例
图4是示出根据本发明的实施例的辊压过程的示意图。可以对已经经过单体激活步骤的二次电池执行辊压步骤。一些残留气体可能存在于已经经过单体激活步骤的二次电池的内部。在本发明中，通过执行另外的辊压步骤，保留在二次电池中的气体被有效地排出。参考图4，已经经过单体激活步骤的二次电池60被从底部到顶部地辊压。二次电池60的上侧具有形成有气袋50的结构，并且在辊压期间，保留在二次电池60中的气体朝向气袋50移动。在通过辊70在一个方向上挤压二次电池60的前表面的同时执行辊压。辊70在基于处于中心的辊轴71旋转的同时移动。同时，在图4中，二次电池60被示出为在与地面水平的方向上，但不限于此。具体地，二次电池60可以被设置在垂直于地面的方向上，并且二次电池60被从底部到顶部地辊压。另外，辊压的方向不受特别限制，只要它不是被从气袋50到二次电池60的底部地辊压即可，并且可以在二次电池60的两个方向(电极接线片方向)上被辊压。
附图标记的描述
10：电极组件
21：第一电极接线片
22：第二电极接线片
30、50：气袋
40、60：二次电池
70：辊
71：辊轴
100、200、300：加压夹具
110、120、210、220、310、320：板形构件
130、230、331、332：突起

Claims (14)

1.一种加压夹具，所述加压夹具用于在二次电池的单体激活过程中在面向彼此的一对板形构件之间插入所述二次电池并且从两侧挤压所述二次电池，所述加压夹具包括：
一对板形构件，所述一对板形构件在与被加压时的所述二次电池接触的表面上具有彼此间隔开的多个独立形成的突起；和
加热单元，所述加热单元被构造成加热在所述板形构件上形成的所述突起。
2.根据权利要求1所述的加压夹具，其中，在所述板形构件上形成的所述多个突起被形成为点图案结构。
3.根据权利要求1所述的加压夹具，其中，在被形成在所述板形构件上的所述突起中，平行于所述板形构件的截面形状为圆形、椭圆形或n边形(n为3或更大的整数)形状。
4.根据权利要求1所述的加压夹具，其中，在被形成在所述板形构件上的所述突起中，基于垂直于所述板形构件的截面形状，与所述板形构件接触的一侧的下直径等于或大于与所述二次电池接触的一侧的上直径。
5.根据权利要求4所述的加压夹具，其中，在被形成在所述板形构件上的所述突起中，垂直于所述板形构件的截面形状为矩形、三角形、半圆形或梯形形状。
6.根据权利要求1所述的加压夹具，其中，在以点图案形式设置的多个突起中，各个突起的平均直径相等。
7.根据权利要求1所述的加压夹具，其中，在以点图案形式设置的多个突起中，具有平均直径D1的突起和具有平均直径D2的突起被混合，并且平均直径D1和D2的比率(D1/D2)在2到100的范围中。
8.根据权利要求7所述的加压夹具，其中，具有所述平均直径D1的所述突起和具有所述平均直径D2的所述突起的形成面积的比率(具有所述平均直径D1的所述突起的形成面积/具有所述平均直径D2的所述突起的形成面积)在0.1到1.5的范围中。
9.根据权利要求1所述的加压夹具，其中，所述加热单元包括加热线圈，所述加热线圈被安装在所述板形构件上。
10.一种用于制造二次电池的方法，所述方法包括在利用根据权利要求1所述的加压夹具进行加热和加压的同时执行用于二次电池的单体激活过程的单体激活步骤。
11.根据权利要求10所述的方法，在所述单体激活步骤之后，进一步包括：通过对已单体激活的所述二次电池加压来去除在所述二次电池的内部的气体的脱气步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过在面向彼此的一对板形构件之间插入二次电池并且从两侧挤压所述二次电池来执行所述脱气步骤。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，通过在一个方向上辊压所述二次电池来执行所述脱气步骤。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述二次电池是袋型二次电池。
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