CN114902481A - 二次电池的除气装置和除气方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种去除容纳有电极组件的袋内部产生的气体的除气装置，该除气装置包括：一对真空管，其配置为在对称地设置在袋的两个表面上的状态下按压袋的两个表面的每一个，以在袋上形成处于真空状态的真空表面；加热构件，其设置在按压袋的每个真空管的按压表面上，并且配置为仅密封真空表面的边缘的一部分，从而形成密封部和非密封部；切割构件，其配置为切割袋的真空表面，从而形成切割孔；和气体排放构件，其配置为经由非密封部、切割孔和真空管将袋内部的气体排放到外部。

Description

二次电池的除气装置和除气方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年9月25日提交的韩国专利申请第10-2020-0125156号以及于2021年9月16日提交的韩国专利申请第10-2021-0123701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
本发明涉及一种二次电池的除气装置和除气方法，更具体地，涉及一种其中同时执行去除袋中产生的气体的工序以及密封排放气体的孔的工序的二次电池的除气装置和除气方法。
背景技术
通常，与不可充电的一次电池不同，二次电池(secondary battery)是指可充电和放电的电池。二次电池正广泛用在诸如移动电话、笔记本电脑和便携式摄像机之类的高科技电子领域中。
二次电池分为电极组件内置于金属罐中的罐型二次电池、和电极组件内置于袋中的袋型二次电池。此外，袋型二次电池包括电极组件、与电极组件的电极接片结合的电极引线、以及在电极引线的前端被引出的状态下容纳电极组件的袋。
在二次电池中，执行以下工序：将二次电池充电和放电以提高电池性能的激活工序；排放在激活工序期间在二次电池内部产生的气体的脱气工序；密封二次电池的气体排放孔的密封工序。
然而，由于根据相关技术的二次电池在单独的装置中执行脱气工序和密封工序，所以存在工作效率劣化的问题。
发明内容
技术问题
在用于解决上述问题的根据本发明的二次电池的除气装置和除气方法中，排放二次电池中产生的气体并且连续密封排放气体的孔，以提高工作效率。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的去除容纳有电极组件的袋内部产生的气体的除气装置包括：一对真空管，所述一对真空管配置为在对称地设置在所述袋的两个表面上的状态下按压所述袋的两个表面的每一个，以在所述袋上形成处于真空状态的真空表面；加热构件，所述加热构件设置在按压所述袋的每个真空管的按压表面上，并且配置为仅密封所述真空表面的边缘的一部分，从而形成密封部和非密封部；切割构件，所述切割构件配置为切割所述袋的所述真空表面，从而形成切割孔；和气体排放构件，所述气体排放构件配置为经由所述非密封部、所述切割孔和所述真空管将所述袋内部的气体排放到外部。
在所述真空管的所述按压表面上可设置有两个或更多个加热构件，以在所述真空表面的边缘形成两个或更多个密封部和两个或更多个非密封部。
所述两个或更多个加热构件组合而形成的弧角以所述真空管的中心点可为基准为180°或更大。
在所述按压表面上以所述真空管的中心点为基准可对称地设置有两个加热构件，并且所述两个加热构件的每一个以所述真空管的所述中心点为基准可具有90°或更大的弧角。
在所述真空管的设置于所述加热构件之间的所述按压表面上可设置有热绝缘件，所述热绝缘件配置为阻挡所述加热构件的热量，使热量不传递至所述非密封部。
在所述真空管的所述按压表面中可形成有所述加热构件和所述热绝缘件插入其中的插入槽。
所述真空管的所述按压表面可具有环形，所述插入槽可具有其中两端沿所述按压表面形成并且连接的环形，并且所述加热构件和所述热绝缘件可插入以交替设置在具有环形的所述插入槽中。
所述加热构件和所述热绝缘件可拆卸地插入所述插入槽中。
所述除气装置可进一步包括旋转构件，所述旋转构件配置为使所述一对真空管旋转，使得设置在所述一对真空管的每一个中的所述加热构件设置在所述非密封部上。
设置在所述非密封部上的所述加热构件可设置用来密封所述非密封部，从而密封所述切割孔。
根据本发明的去除容纳有电极组件的袋内部产生的气体的二次电池的除气方法包括：工序(a)，通过使用一对真空管在对称地设置在所述袋的两个表面上的状态下按压所述袋的两个表面的每一个，以在所述袋的表面上形成处于真空状态的真空表面；工序(b)，通过设置在按压所述袋的所述真空管的按压表面上的加热构件仅密封所述真空表面的边缘的一部分，从而形成密封部和非密封部；工序(c)，通过使用切割构件切割所述袋的所述真空表面，从而形成切割孔；和工序(d)，通过气体排放构件，经由所述非密封部、所述切割孔和所述真空管将所述袋内部的气体排放到外部。
在所述工序(b)中，可设置两个或更多个加热构件，以在所述真空表面的边缘形成两个或更多个密封部和两个或更多个非密封部。
在所述工序(b)中，所述两个或更多个加热构件组合而形成的弧角以所述真空管的中心点为基准可为180°或更大，从而在所述真空表面的边缘形成具有180°或更大的组合的弧角的密封部。
在所述工序(d)之后，所述除气方法可进一步包括：工序(e)，通过旋转构件旋转所述真空管，使得设置在所述真空管上的所述加热构件设置在所述非密封部上；和工序(f)，通过所述加热构件密封所述非密封部，从而密封所述切割孔。
在所述工序(e)中，设置在所述非密封部上的所述加热构件的两端可设置成与设置在所述非密封部的两侧的每一侧的所述密封部部分地重叠。
有益效果
二次电池的除气装置可包括一对真空管、加热构件、切割构件、气体排放构件和旋转构件。由于这些特征，可同时执行二次电池内部产生的气体的排放以及排放气体的排放孔的密封，结果，可提高工作效率并简化工序。
附图说明
图1是图解根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置的侧视图。
图2是图解根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置的透视图。
图3是图解根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置中的一个真空管的正视图。
图4是图解根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置中的另一个真空管的正视图。
图5是图解根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置的剖面图。
图6是图解通过根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置在真空表面的边缘形成密封部和非密封部的状态的正视图。
图7是图解通过根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置密封二次电池的真空表面的整个边缘的状态的正视图。
图8是图解根据第一实施方式的二次电池的除气方法的流程图。
图9是图解根据第一实施方式的二次电池的除气方法中的工序(a)的剖面图。
图10是图解根据第一实施方式的二次电池的除气方法中的工序(b)的正视图。
图11是图解根据第一实施方式的二次电池的除气方法中的工序(c)的正视图。
图12是图解根据第一实施方式的二次电池的除气方法中的工序(d)的剖面图。
图13是图解根据第一实施方式的二次电池的除气方法中的工序(e)和工序(f)的正视图。
图14是图解根据本发明第二实施方式的二次电池的除气装置的正视图。
图15是沿图14的线A-A截取的剖面图。
具体实施方式
下文中，将参照附图以本发明所属领域的普通技术人员可容易实施本发明的技术构思的方式详细描述本发明的实施方式。然而，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。在附图中，为了清楚起见，将省略对于描述本发明来说任何不必要的内容，此外，附图中相同的参考标记表示相同的元件。
[二次电池]
参照图1，二次电池10包括：具有电极和隔膜交替堆叠的结构的电极组件11；容纳电极组件11的袋12；和注入袋12中以浸渍到电极组件11中的电解质(未示出)。袋12包括：容纳电极组件11和电解质的容纳部12a；和收集容纳部12a中产生的气体的气袋部12b。
在具有这种构造的二次电池10中，执行激活工序来提高电池性能。在此，由于电极组件与电解质之间的相互作用而产生气体，来自容纳部12a的气体被收集在气袋部12b中。
如上所述，可通过根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置100将被收集在气袋部12b中的气体排放到外部。特别是，根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置100可将为了排放被收集在气袋部12b中的气体而切割的切割孔密封，因此，可简化工序并且可提高工作效率。
下文中，将参照附图详细描述根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置100。
[根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置]
如图1至图7中所示，根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置100可在排放袋中产生的气体之后将排放气体的孔密封，并且包括一对真空管110、加热构件120、切割构件130、气体排放构件140、和旋转构件150。
一对真空管
一对真空管110配置为形成处于真空状态的真空表面，以增加袋内部的气体吸力。就是说，一对真空管110在对称地设置在袋12的两个表面上，优选设置在袋12的气袋部12b的两个表面上的同时进行按压，以在设置于一对真空管110之间的袋12的气袋部12b中形成处于真空状态的真空表面13。
下文中，为了便于描述，袋12的气袋部12b将被称为袋12。
在此，一对真空管110具有相同的形状和尺寸并且由耐热且绝缘的材料制成。
特别是，在一对真空管110中，按压袋12以有效密封真空表面13的边缘的按压表面111具有圆环形状，此外，在按压表面111的中央形成有用于临时容纳从袋排放的气体的容纳空间，并且切割构件安装在容纳空间中。
具有这种结构的一对真空管110可稳定地按压袋12的两个表面，结果可在袋12的表面上形成圆形真空表面13。
加热构件
加热构件120配置为密封通过一对真空管形成的真空表面的边缘。特别是，在排放袋内部的气体之前，加热构件120可仅密封真空表面13的边缘的一部分，以通过未密封的部分确保气体排放通路，然后，在袋内部的气体被排放之后，可密封真空表面的边缘上剩余的未密封的部分，以完全封闭气体排放通路。
就是说，加热构件120设置在真空管110的按压表面111上，以密封袋12的真空表面13的边缘的被真空管110按压的部分，从而在真空表面13的边缘形成密封部12c和非密封部12d。就是说，与加热构件120紧密接触的真空表面13的边缘被密封以形成密封部12c，未与加热构件120紧密接触的真空表面13的边缘形成为非密封部12d。
在此，在真空管110的按压表面111上设置两个或更多个加热构件120，以形成两个或更多个密封部12c和两个或更多个非密封部12d。
例如，在具有环形的按压表面111上设置两个加热构件120。在此，两个加热构件120具有相同的尺寸和形状并且以真空管110的中心点为基准对称地设置在按压表面的两侧(当在图1中观察时，对称地设置在按压表面的顶部和底部)。参照图6，具有这种结构的两个加热构件120通过密封真空表面的边缘的上侧和下侧的每一侧而形成密封部12c，并且在真空表面的边缘的左侧和右侧的每一侧形成非密封部12d。
在此，两个加热构件120的每一个以真空管110的中心点为基准具有90°或更大，优选95°或更大的弧角。
之后，参照图7，在气体被排放之后，两个加热构件120旋转90°的角度，以密封真空表面的边缘的非密封部。因而，真空管可旋转一次，以密封真空表面的整个边缘。
因此，加热构件120可通过在真空表面上形成密封部，防止当通过吸力排放袋内部的气体时袋不必要的变形，并且加热构件120可在真空表面上形成非密封部，以确保排放袋内部的气体的通路。
设置在真空管110的按压表面上的两个或更多个加热构件120组合而形成的弧角以真空管110的中心点为基准可为180°或更大。因而，仅通过旋转真空管110一次就可通过两个或更多个加热构件120密封非密封部12d。
在此，当两个或更多个加热构件120组合而形成的弧角以真空管110的中心点为基准小于180°时，真空管必须旋转两次或更多次来密封真空表面的整个边缘，因而工作效率会劣化。
优选地，两个或更多个加热构件120组合而形成的弧角以真空管110的中心点为基准可在185°至200°的范围，因此，当分两次密封真空表面的边缘时，其可被密封为具有彼此重叠的部分，从而显著防止发生密封不良。在此，当两个或更多个加热构件120组合而形成的弧角为大于200°时，可分两次密封真空表面的边缘，但是重叠的部分会显著增加，从而劣化工作效率。
热绝缘件160设置在真空管110的位于两个或更多个加热构件120之间的按压表面111上。热绝缘件160可阻挡加热构件120的热量，使热量不传递至非密封部12d，从而防止非密封部12d的部分被密封。特别是，热绝缘件160由具有耐热性和弹性的合成树脂制成，以弹性地按压真空表面的非密封部，从而防止在气体排放过程中非密封部变形以及过度膨胀。
加热构件可在140°至200°的温度下以0.1MPa至0.5MPa的压力加热袋的表面0.1秒至1秒。
加热构件120可以是在被施加电力时产生热量的加热装置。
切割构件
切割构件130配置为在真空表面中形成用于气体排放的切割孔。切割构件130设置在一对真空管110中的一个真空管110内部，并且包括当被施加电力时拉出而穿过真空表面13的切割刀片。当切断电力时，切割刀片返回其初始位置。
就是说，随着切割刀片穿过真空表面13，切割构件130在真空表面13中形成切割孔12e。
气体排放构件
气体排放构件140产生吸力，从而排放袋内部的气体。气体排放构件140安装在一对真空管110上，以将真空管110内部的空气排放到外部，从而利用在一对真空管110之间产生的吸力，经由非密封部12d、切割孔12e以及真空管110的内部将袋内部的气体排放到外部。
旋转构件
旋转构件150配置为使真空管旋转，使得加热构件设置在真空表面的非密封部上，从而使加热构件密封非密封部。
就是说，旋转构件150包括：主体，真空管旋转地结合至主体；和驱动电机151，驱动电机151使结合至主体的真空管旋转。在此，驱动电机151可与形成在真空管110上的齿轮啮合，以使真空管110旋转并因而将设置在真空管110上的加热构件120从密封部12c移动至非密封部12d。
因而，在根据本发明第一实施方式的具有上述构造的二次电池的除气装置100中，可通过一对真空管110在袋上形成真空表面，可通过加热构件120密封真空表面的一部分以形成密封部和非密封部，可通过切割构件130在真空表面中形成切割孔，可通过气体排放构件140将袋内部的气体排放到外部，并且可通过旋转构件150将加热构件120设置在非密封部上，以密封非密封部并因而密封切割孔。
结果，根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置100可排放袋内部的气体并且密封排放气体的切割孔，从而提高工作效率并简化工序。
下文中，将描述使用根据本发明第一实施方式的二次电池的除气装置100的除气方法。
[根据本发明第一实施方式的二次电池的除气方法]
执行根据本发明第一实施方式的二次电池的除气方法来去除容纳有电极组件的袋内部产生的气体。就是说，如图8至图13中所示，根据本发明第一实施方式的二次电池的除气方法包括：形成真空表面的工序(a)；形成密封部和非密封部的工序(b)；形成切割孔的工序(c)；排放气体的工序(d)；准备密封非密封部的工序(e)；和密封非密封部以密封切割孔的工序(f)。
工序(a)
参照图9，执行工序(a)以在袋的气袋部中形成真空表面。在此，一对真空管110对称地设置在袋12的气袋部12b的两个表面上，然后按压气袋部12b。因而，可在设置于一对真空管110之间的气袋部12b上形成处于真空状态的真空表面13。
两个或更多个加热构件120与两个或更多个热绝缘件160交替设置在按压气袋部12b的一对真空管110的按压表面111上，并且加热构件120和热绝缘件160与气袋部12b紧密接触。
工序(b)
在工序(b)中，参照图10，可通过设置在真空管110的按压表面上的加热构件120密封真空表面的边缘的一部分，以形成密封部12c和非密封部12d。
就是说，在工序(b)中，通过设置在真空管110的按压表面111上的两个或更多个加热构件120在真空表面13的边缘形成两个或更多个密封部12c和两个或更多个非密封部12d。
在此，两个或更多个加热构件组合而形成的弧角以真空管的中心点为基准可为180°或更大，因此，可在真空表面13的边缘形成具有180°或更大的组合的弧角的密封部。非密封部具有360°的角除去密封部的弧角之外的弧角。
工序(c)
在工序(c)中，参照图11，通过设置在一个真空管110内部的切割构件130切割真空表面13，以形成切割孔12e。
就是说，设置在切割构件130中的切割刀片穿过真空表面13，以在真空表面13中形成切割孔12e。然后，切割刀片返回其初始位置。
工序(d)
在工序(d)中，参照图12，当通过气体排放构件140排放真空管110内部的空气时，可在真空管110内部产生吸力，并且可经由非密封部12d、切割孔12e以及真空管110的内部将气袋部12b内部的气体排放到外部。
工序(e)
在工序(e)中，参照图13，通过旋转构件150同时旋转与袋12紧密接触的一对真空管110。然后，加热构件120可通过与真空管110互锁进行旋转，因此，加热构件120可设置在真空表面13的边缘的非密封部12d上。
在工序(e)中，旋转构件150将真空管旋转90°的角度，以将加热构件定位在非密封部上。在此，加热构件的两端设置成与设置在非密封部的两侧的每一侧的密封部部分地重叠。
工序(f)
在工序(f)中，通过加热构件120密封非密封部12d。因而，可密封真空表面13的整个边缘，从而密封切割孔12e。
因此，在根据本发明第一实施方式的二次电池的除气方法中，当完成工序(f)时，袋内部产生的气体可被完全排放。
下文中，在描述本发明的另一个实施方式时，具有与上述实施方式相同功能的组成部分在附图中被赋予相同的参考标记，因而将省略重复的描述。
[根据本发明第二实施方式的二次电池的除气装置]
如图14和图15中所示，根据本发明第二实施方式的二次电池的除气装置100包括真空管110、设置在真空管110的按压表面上的加热构件120、和热绝缘件160。
在此，在真空管110的按压表面111中形成有插入槽112，并且加热构件120和热绝缘件160插入该插入槽112中。因而，可大大增加加热构件120与热绝缘件160之间的固定力。
加热构件120和热绝缘件160的每一个可具有与按压表面111相同的高度。因而，可稳定地保护加热构件120和热绝缘件160免受外部影响。
此外，加热构件120和热绝缘件160可设置成从按压表面111突出预定高度。因而，加热构件120和热绝缘件160可稳定地附接至真空表面的边缘。
插入槽112具有其中两端沿环形的按压表面111形成并且连接的环形结构，并且两个或更多个加热构件120和两个或更多个热绝缘件160交替插入。因而，可容易插入两个或更多个加热构件120和两个或更多个热绝缘件160，并且可选择性地调节它们的位置。
加热构件120和热绝缘件160能够可拆卸地插入该插入槽112中，从而提高维护的容易性。
因此，本发明的范围由所附权利要求书限定，而不是由前面的描述和在此描述的示例性实施方式限定。在本发明的权利要求的等同含义内以及在权利要求内进行的各种修改应当认为在本发明的范围内。
[参考标号的描述]
10：二次电池
11：电极组件
12：袋
12a：容纳部
12b：气袋部
12c：密封部
12d：非密封部
12e：切割孔
13：真空表面
100：二次电池的除气装置
110：真空管
111：按压表面
112：插入槽
120：加热构件
130：切割构件
140：气体排放构件
150：旋转构件
151：驱动电机
160：热绝缘件。

Claims (15)

1.一种去除容纳有电极组件的袋内部产生的气体的除气装置，包括：
一对真空管，所述一对真空管配置为在对称地设置在所述袋的两个表面上的状态下按压所述袋的两个表面的每一个，以在所述袋上形成处于真空状态的真空表面；
加热构件，所述加热构件设置在按压所述袋的每个真空管的按压表面上，并且配置为仅密封所述真空表面的边缘的一部分，从而形成密封部和非密封部；
切割构件，所述切割构件配置为切割所述袋的所述真空表面，从而形成切割孔；和
气体排放构件，所述气体排放构件配置为经由所述非密封部、所述切割孔和所述真空管将所述袋内部的气体排放到外部。
2.根据权利要求1所述的除气装置，其中在所述真空管的所述按压表面上设置有两个或更多个加热构件，以在所述真空表面的边缘形成两个或更多个密封部和两个或更多个非密封部。
3.根据权利要求2所述的除气装置，其中所述两个或更多个加热构件组合而形成的弧角以所述真空管的中心点为基准为180°或更大。
4.根据权利要求2所述的除气装置，其中在所述按压表面上以所述真空管的中心点为基准对称地设置有两个加热构件，并且
所述两个加热构件的每一个以所述真空管的所述中心点为基准具有90°或更大的弧角。
5.根据权利要求2所述的除气装置，其中在所述真空管的设置于所述加热构件之间的所述按压表面上设置有热绝缘件，所述热绝缘件配置为阻挡所述加热构件的热量，使热量不传递至所述非密封部。
6.根据权利要求5所述的除气装置，其中在所述真空管的所述按压表面中形成有所述加热构件和所述热绝缘件插入其中的插入槽。
7.根据权利要求6所述的除气装置，其中所述真空管的所述按压表面具有环形，
所述插入槽具有其中两端沿所述按压表面形成并且连接的环形，并且
所述加热构件和所述热绝缘件插入以交替设置在具有环形的所述插入槽中。
8.根据权利要求7所述的除气装置，其中所述加热构件和所述热绝缘件可拆卸地插入所述插入槽中。
9.根据权利要求1所述的除气装置，进一步包括旋转构件，所述旋转构件配置为使所述一对真空管旋转，使得设置在所述一对真空管的每一个中的所述加热构件设置在所述非密封部上。
10.根据权利要求9所述的除气装置，其中设置在所述非密封部上的所述加热构件设置用来密封所述非密封部，从而密封所述切割孔。
11.一种去除容纳有电极组件的袋内部产生的气体的二次电池的除气方法，所述除气方法包括：
工序(a)，通过使用一对真空管在对称地设置在所述袋的两个表面上的状态下按压所述袋的两个表面的每一个，以在所述袋的表面上形成处于真空状态的真空表面；
工序(b)，通过设置在按压所述袋的所述真空管的按压表面上的加热构件仅密封所述真空表面的边缘的一部分，从而形成密封部和非密封部；
工序(c)，通过使用切割构件切割所述袋的所述真空表面，从而形成切割孔；和
工序(d)，通过气体排放构件，经由所述非密封部、所述切割孔和所述真空管将所述袋内部的气体排放到外部。
12.根据权利要求11所述的除气方法，其中，在所述工序(b)中，设置两个或更多个加热构件，以在所述真空表面的边缘形成两个或更多个密封部和两个或更多个非密封部。
13.根据权利要求12所述的除气方法，其中，在所述工序(b)中，所述两个或更多个加热构件组合而形成的弧角以所述真空管的中心点为基准为180°或更大，从而在所述真空表面的边缘形成具有180°或更大的组合的弧角的密封部。
14.根据权利要求11所述的除气方法，在所述工序(d)之后进一步包括：
工序(e)，通过旋转构件旋转所述真空管，使得设置在所述真空管上的所述加热构件设置在所述非密封部上；和
工序(f)，通过所述加热构件密封所述非密封部，从而密封所述切割孔。
15.根据权利要求14所述的除气方法，其中，在所述工序(e)中，设置在所述非密封部上的所述加热构件的两端设置成与设置在所述非密封部的两侧的每一侧的所述密封部部分地重叠。
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