CN115917810A - 二次电池和用于制造二次电池的方法 - Google Patents

二次电池和用于制造二次电池的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115917810A
CN115917810A CN202180042931.6A CN202180042931A CN115917810A CN 115917810 A CN115917810 A CN 115917810A CN 202180042931 A CN202180042931 A CN 202180042931A CN 115917810 A CN115917810 A CN 115917810A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
secondary battery
formation process
electrode assembly
battery case
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180042931.6A
Other languages
English (en)
Inventor
庾大恩
李容坤
郑暎薰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of CN115917810A publication Critical patent/CN115917810A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/049—Processes for forming or storing electrodes in the battery container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/627—Filling ports
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0468—Compression means for stacks of electrodes and separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0438—Processes of manufacture in general by electrochemical processing
    • H01M4/044—Activating, forming or electrochemical attack of the supporting material
    • H01M4/0445—Forming after manufacture of the electrode, e.g. first charge, cycling
    • H01M4/0447—Forming after manufacture of the electrode, e.g. first charge, cycling of complete cells or cells stacks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/107—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/627—Filling ports
    • H01M50/636—Closing or sealing filling ports, e.g. using lids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

为了解决上述问题，根据本发明的实施方式的二次电池的制造方法包括以下步骤：在罐型电池盒内容纳电极组件，该电极组件包括交替堆叠的电极和隔板；通过入口端口一次注入电解液；在打开入口端口的状态下执行化成，并且同时向电池盒施加压力；通过入口端口二次注入电解液；以及封闭入口端口。

Description

二次电池和用于制造二次电池的方法
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年6月15日提交的韩国专利申请第10-2020-0072599号的优先权的权益，其在此通过引用整体并入。
技术领域
本发明涉及二次电池和用于制造该二次电池的方法，尤其是涉及其中防止了电极组件的溶胀现象并且由于电池盒内部的压力而层压多个单元电池的二次电池和用于制造该二次电池的方法。
背景技术
通常，二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和锂离子聚合物电池。这种二次电池正在被应用于使用在小型产品(例如数码相机、P-DVD、MP3P、移动电话、PDA、便携式游戏设备、电动工具、电动自行车等)，以及需要高电力的大型产品(例如电动车辆和混合动力车辆)、用于存储盈余电力或可再生能源的电力储存设备、和备用电力储存设备中。
通常，为了制造锂二次电池，首先，将电极活性材料浆液施加至正极收集器和负极收集器以制造正极(阴极)和负极(阳极)。然后，将电极层压在隔板的两侧上以形成电极组件。此外，在电池盒中容纳电极组件，并且然后在电池盒中注入电解液之后密封电池盒。
这样的二次电池根据容纳电极组件的盒的材料被分为袋型二次电池和罐型二次电池。在袋型二次电池中，电极组件被容纳在由具有可变形状的柔性聚合物材料制成的袋中。此外，在罐型二次电池中，电极组件被容纳在由具有预定形状的金属或塑料材料制成的盒中。罐型二次电池根据盒的形状被分为盒具有多边形形状的棱柱型二次电池以及盒具有圆柱形形状的圆柱型二次电池。
在袋型二次电池中，在将电解液注入至袋型电池盒中之后，密封注入孔，并且然后执行化成过程。此外，在袋的一侧处形成的脱气部分中打孔，以执行用于排出在电池中产生的气体的脱气过程。此后，将袋重新密封，并且移除脱气部分。
如上所述，在袋型二次电池中，由于在注入孔被完全封闭之后执行化成过程，因此充电速率可能是高的，并且可能会快速排出气体。因此，二次电池可以在预定的过程时间内制造。
然而，在罐型二次电池中，当将电解液注入至罐型电池盒中，并且执行化成过程时，注入孔可能不会被完全封闭。如果在注入孔被完全封闭之后执行化成过程，与袋型电池盒不同，如果由于气体的产生导致电池盒的体积被扩展一次，则很难在脱气过程之后返回其原始状态。
另外，由于罐型电池盒由具有刚性的材料，例如金属或塑料制成，因此在脱气孔被打出来之后不可能重新密封电池盒。因此，在封闭注入孔之前，首先注入一次电解液，并在干燥室中执行化成过程，以防止湿气渗透。然后，在某种程度上排出气体之后，注入二次电解液，并且封闭注入孔。
然而，当执行上述方法时，为了在预定的过程时间内完成二次电池的制造，必须在未完全排出气体的状态下封闭注入孔。因此，仅排出气体的一部分，并且气体部分剩余在盒内。随着电极组件通过剩余气体而溶胀的溶胀现象发生，存在制造的二次电池在厚度上增加的问题。
[现有技术文件]
[专利文件]
韩国专利注册第1002783号。
发明内容
技术问题
本发明的目的是提供一种用于制造二次电池的方法，在该二次电池中防止电极组件的溶胀现象，并且由于电池盒内部的压力而层压多个单元电池。
本发明的目的不仅限于上述目的，而且本领域技术人员将从下面的描述中清楚地理解本文中未描述的其他目的。
技术解决方案
为了实现上述目的，根据本发明的实施方式的用于制造二次电池的方法包括：在罐型电池盒中容纳电极组件，在该电极组件中交替堆叠电极和隔板；通过注入孔一次注入电解液；在打开注入孔的状态下执行化成过程时，向电池盒施加压力；通过注入孔二次注入电解液；以及封闭注入孔。
另外，电极组件可以是堆叠型电极组件，在该堆叠型电极组件中电极和隔板的至少部分被层压。
另外，在执行化成过程时施加压力可以包括：在执行一次化成过程时，施加作为第一压力的一次压力；以及在执行二次化成过程时，施加作为大于第一压力的第二压力的二次压力。
另外，第一压力可以是0.5kgf/cm2至1kgf/cm2，并且第二压力可以是4.5kgf/cm2至10kgf/cm2。
另外，在执行一次化成过程时，充电率可以是23％或更少。
另外，在执行二次化成过程时，充电率可以是70％或更少。
另外，在执行化成过程时施加压力时，电池盒可以被加热。
另外，电池盒可以以55°至65°的温度被加热。
另外，该方法还可以包括在电解液的一次注入之后并且在执行化成过程时施加压力之前执行老化。
另外，在老化的执行时，用于老化的温度可以为20°至30°。
另外，在电解液的二次注入时，可以将电池盒中剩余的气体排出到外部。
为了实现上述目的，根据本发明的实施方式的二次电池包括：堆叠型电极组件，在该堆叠型电极组件中交替堆叠电极和隔板，其中，电极和隔板的至少部分被彼此层压；以及罐型电池盒，在该罐型电池盒中容纳电极组件并且该罐型电池盒具有不变的外观。
实施方式的其他特征包括在详细描述和附图中。
有益效果
根据本发明的实施方式，至少存在以下效果。
由于在执行罐型二次电池的化成过程时按压二次电池，因此可以有效地将气体排出到外部，以防止电极组件溶胀并缩短制造过程。
另外，即使在罐型电池盒中容纳堆叠型电极组件，而不是卷绕型电极组件，由于电池盒内部的压力，也可以层压多个单元电池。
本发明的效果不受上述描述的限制，并且因此，在本说明书中包括更多不同的效果。
附图说明
图1是示出了根据本发明的实施方式的用于制造二次电池的方法的流程图。
图2是示出了根据本发明的实施方式的将电解液一次注入至二次电池中的状态的示意图。
图3是示出了罐型二次电池溶胀的状态的示意图。
图4是示出了根据本发明的实施方式的二次电池由夹具按压的状态的示意图。
图5是示出了根据本发明的实施方式的将电解液二次注入至二次电池中的状态的示意图。
具体实施方式
本发明的优势和特征，及其实现方法将通过以下参照附图描述的实施方式来阐明。然而，本发明可以以不同的形式体现，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。而是，提供了这些实施方式，使得本公开内容将是透彻和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。此外，本发明仅由权利要求的范围来限定。相同的附图标记始终指示相同的元件。
除非不同地定义本发明中使用的术语，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与由本领域技术人员通常理解的含义相同的含义。此外，除非在说明书中清楚和明显地定义，否则如在常用词典中定义的术语不被理想或过度地解释为具有正式含义。
在以下描述中，技术术语仅用于解释特定的示例性实施方式，而不限制本发明。在本说明书中，除非具体提到，否则单数形式的术语可以包括复数形式。除了提到的部件外，“includes(comprises)”和/或“including(comprising)”的含义不排除其他部件。
在下文中，将参照附图详细描述优选实施方式。
图1是示出了根据本发明的实施方式的用于制造二次电池1的方法的流程图。
根据本发明，由于在执行罐型二次电池1的化成过程时按压二次电池1，因此可以有效地将气体排出到外部，以防止电极组件溶胀并缩短制造过程。另外，即使在罐型电池盒12中容纳了堆叠型电极组件，而不是卷绕型电极组件，由于电池盒12内部的压力，也可以层压多个单元电池。
为此，如图1中所示，根据本发明的实施方式的用于制造二次电池1的方法包括：在罐型电池盒12中容纳电极组件的过程，其中电极和隔板交替堆叠；通过注入孔111一次注入电解液的过程；当在打开注入孔111的状态下执行化成过程时将压力施加至电池盒12的过程；通过注入孔111二次注入电解液的过程；以及封闭注入孔111的过程。另外，在执行化成过程时施加压力的过程可以包括：在执行一次化成过程时一次施加第一压力的过程；以及在执行二次化成过程时二次施加大于第一压力的第二压力的过程。
在下文中，将参照图2至图5描述图1的流程图中所示的过程中的每个。
图2是示出了根据本发明的实施方式的将电解液一次注入至二次电池1中的状态的示意图。
根据本发明的实施方式的用于制造二次电池1的方法主要被分为三个过程，例如电极板过程、组装过程和化成过程。电极板过程是制造正极和负极的过程。在此，可以将活性材料施加至基础材料以制造正极和负极。
组装过程是组装二次电池1的过程。首先，如上所述制造的正极和负极、以及隔板可以交替堆叠以制造电极组件。电极组件根据电极组件的形状被分为卷绕型电极组件和堆叠型电极组件，该卷绕型电极组件通过堆叠长电极片和隔板片并且然后缠绕片形成，在该堆叠型电极组件中层压多个电极和隔板的至少部分以彼此接合。
通常，卷绕型电极组件用于罐型二次电池中，并且堆叠型电极组件用于袋型二次电池中。如上所述，在罐型二次电池中，在执行化成过程时，并未完全封闭注入孔，并且因此，气体可能会部分剩余在电池盒内部。然而，在卷绕型电极组件中，由于没有执行层压，因此在电极与隔板之间没有接合，并且此外，即使在化成过程之后产生气体，也可以将气体顺利地排出到外部，并且因此，由于在电池盒中捕获的气体的量是小的，因此不经常发生溶胀现象。
然而，在卷绕型电极组件中，存在以下问题：电极和隔板不会彼此接合，并且因此降低了离子的迁移率，并且也降低了能量密度。另外，由于形状改变，例如电极的缠绕，例如被缠绕，因此电极发生损伤和裂纹的可能性很高。
另一方面，在堆叠型电极组件中，由于通过层压电极和隔板将至少一部分接合，因此在执行化成过程时，电极与隔板之间捕获的气体的量可能是大的。然而，在袋型二次电池中，在电池盒被完全密封之后执行化成过程。另外，可以通过稍后要进行的单独的脱气过程将气体顺利地排出到外部。因此，可以使用具有高能量密度和低损伤发生可能性的堆叠型电极组件。
然而，根据本发明的实施方式，尽管是罐型二次电池1，但是也使用层压电极和隔板的至少一部分的堆叠型电极组件。因此，当与根据相关技术的罐型二次电池相比时，能量密度更高，并且发生损伤的可能性是低的。然而，在化成过程中产生的气体必须更加顺利地排出。
根据基于本发明的实施方式的用于制造二次电池1的方法，首先，通过罐型电池盒12的开口在电池盒12中容纳堆叠型电极组件，并且覆盖电池盒12的开口(S101)。当覆盖电池盒12的开口时，可以使用顶盖组件11等。另外，可以通过将电池盒12的外壁焊接至顶盖组件11来覆盖电池盒12的开口。
如图2中所示，在根据本发明的实施方式的罐型二次电池1中，电池盒12由具有刚性的材料，例如金属或塑料制成，并且因此在其外观上不变地保持。尽管在图2中示出了具有多面体或多边形柱形状的棱柱型电池，但是本发明的实施方式不限于此。例如，电池盒12可以是具有圆柱形状的圆柱型电池。也就是说，如果在具有预定形状的罐型中设置了电池盒12，则可以设置各种二次电池1，而没有限制。
如图2中所示，通过在电池盒12中形成的注入孔111一次注入电解液(S102)。在此，当一次注入电解液时，仅需注入少量电解液。如果注入大量电解液，则在稍后通过注入孔111排出气体时，可以通过溢出将注入至电池盒12中的电解液与气体一起排出到外部。另外，当一次注入电解液时，可能会降低压力，使得周围环境接近真空状态。因此，还可以改进电解液的浸渍性。
在如上所述完全组装二次电池1之后，执行化成过程。化成过程是在电极组件的电极板的表面上形成SEI层以具有电荷的过程。因此，二次电池1最终可以通过化成过程充电以供应电力。如上所述，在罐型二次电池1中，可以执行化成过程，而无需封闭注入孔111。在此，为了防止湿气渗透，可以在干燥室内执行化成过程。
在一次注入电解液之后，并且在执行化成过程之前，可以执行老化过程。老化过程是将组装的二次电池1储存在特定的温度和湿度下预定时间的过程。在此，将电解液充分分散在二次电池1中以优化离子的移动。根据本发明的实施方式，用于执行这种老化过程的温度可能在20°至30°之间，特别地优选是25°。
图3是示出了罐型二次电池溶胀的状态的示意图。
当执行化成过程时，可以在电池盒12内部产生气体。为了容易地将气体排出到外部，在执行化成过程时，注入孔111不是被封闭，而是在打开状态下保持。
然而，如上所述，为了在预定的过程时间内完成二次电池1的制造，可能仅排出气体的一部分，并且然后可以封闭注入孔111，使得气体部分剩余在电池盒12内部。特别地，如上所述，当堆叠型电极组件用于罐型二次电池1时，在通过执行化成过程产生的气体中捕获的在电极与隔板之间的气体的量可能是大的。当电极组件通过气体溶胀的溶胀现象发生时，如图3中所示，存在二次电池1在厚度上增加的问题。
图4是示出了根据本发明的实施方式的二次电池1由夹具按压的状态的示意图。
根据本发明的实施方式，如图4中所示，虽然在打开注入孔111的状态下执行化成过程，但是通过使用夹具2向二次电池1施加压力。
具体地，当在执行化成过程时施加压力时，可以在执行第一化成过程时一次施加第一压力(S103)，并且然后可以在执行第二化成过程时二次施加大于第一压力的第二压力(S104)。
首先，为了在二次电池1上执行化成过程，将二次电池1的电极端子连接至外部电源，并且同时，二次电池1安装在夹具2之间。然后，在执行第一化成过程时，施加作为第一压力的一次压力。在此，当执行一次化成过程时，会产生大量的气体，并且然后通过打开的注入孔111将大量的气体排出到外部。因此，用于施加一次压力的第一压力可能相对弱，也就是说，足以防止二次电池1的外观仅由大量的气体变形。也就是说，第一压力可以是0.5kgf/cm2至1kgf/cm2，特别地，优选是0.5kgf/cm2至0.7kgf/cm2。如果第一压力小于0.5kgf/cm2，即使打开注入孔111，二次电池1的外观也可能由大量的气体而变形。相反，如果第一压力大于1kgf/cm2，则与1kgf/cm2的压力的情况相比，没有显著不同的效果。
然后，在执行二次化成过程时施加二次压力。当产生大量的气体时，气体的一部分可以剩余在电池盒12内部，或者可以被捕获在电极组件中。因此，用于施加二次压力的第二压力可能相对强，也就是说，足以允许气体剩余在电池盒12内部或最大程度地排出捕获的气体。也就是说，第二压力可以是4.5kgf/cm2至10kgf/cm2，特别地优选是5.0kgf/cm2至7.0kgf/cm2。如果第二压力小于4.5kgf/cm2，则剩余的气体或捕获的气体可能不会顺利地排出到外部。相反，如果第二压力大于10kgf/cm2，则罐型电池盒12可以向内凹入和变形，并且此外电池盒12内部的电解液可能会排出到外部。
根据本发明的另一个实施方式，当在执行如上所述的化成过程时施加压力时，二次电池1可以在高温下加热。根据本发明的实施方式的电极组件是堆叠型电极组件，并且通过层压多个电极和隔板的至少一部分来形成堆叠型电极组件。然而，在堆叠型电极组件中，可能存在非层压部分，并且随着电极组件在厚度上增加，非层压部分可能会增加。
特别地，堆叠型电极组件包括层压和堆叠型电极组件以及堆叠和折叠型电极组件，在层压和堆叠型电极组件中在制造单元电池之后堆叠单元电池，在堆叠和折叠型电极组件中在一个方向上以很长的长度附接多个单元电池以在隔板片的一个表面上彼此间隔开，并且然后将隔板片在同一方向上从其一端重复折叠。在层压和堆叠型电极组件或者堆叠和折叠型电极组件的情况下，单元电池内部的电极和隔板可以通过层压过程容易地接合，但是在堆叠单元电池之后，由于电极和隔板已经是厚的，因此单元电池的电极和隔板可能不容易通过层压过程接合。
因此，当在执行化成过程时施加压力时，可以在高温下加热二次电池1，以将剩余的气体或捕获的气体排出到外部，并且此外以额外地层压电极组件的非层压部分。当加热二次电池1时，优选的是，尤其是在施加作为相对强的第二压力的二次压力时加热二次电池1，并且温度被加热至55°至65°。如果加热温度低于55°，则可能会减少层压的效果。相反，如果加热温度高于65°，则可能会蒸发内部电解液，或者可能会损伤电极组件。
优选的是，用于按压二次电池1的夹具2具有平坦的按压表面，以均匀地按压二次电池1的两个表面的整个表面。此外，如图4中所示，夹具2朝向二次电池1移动以施加压力。另外，在预定时间过去之后，夹具2在与二次电池1相反的方向上移动，以移除施加至二次电池1的压力。夹具2还可以在垂直方向和水平方向上往复移动。因此，压力可能会集中地施加至电池盒12的任何位置或由用户预期的适当点。为了允许夹具2容易地在各个方向上移动，活塞等可以连接至夹具2的按压表面的相对表面。另外，夹具2可以没有限制地通过活塞以各种方式移动，例如机械系统、液压系统等。
在执行一次化成过程时，充电率可能约为23％或更少，优选的是17％或更少。另外，在执行二次化成过程时，充电率可能高于上述的充电率，例如约70％或更少，优选的是65％或更少。
如上所述，根据本发明的实施方式，在打开罐型二次电池1的注入孔111的状态下执行化成过程，并且可以通过注入孔111将气体排出到外部。另外，由于在执行化成过程时按压二次电池1，因此可能会尽可能多地将气体排出到外部。因此，可以减少电池盒12中剩余的气体以最小化，从而防止二次电池1在厚度上增加。另外，即使在罐型电池盒12中容纳堆叠型电极组件，而不是卷绕型电极组件，由于电池盒12内部的压力，也可以层压多个单元电池。
图5是示出了根据本发明的实施方式的将电解液二次注入至二次电池1中的状态的示意图。
当完成化成过程时，如图5中所示，二次注入电解液。根据本发明的实施方式，即使在二次注入电解液时，也可能会降低压力，以接近周围环境周围的真空状态，或者用于二次注入电解液的注入装置可能会在注入电解液的同时吸收气体。因此，还可以排出电池盒12内部仍然剩余的气体。
在电解液的二次注入之后，注入孔111被封闭。因此，可以完整制造根据本发明的实施方式的二次电池1。
本发明技术领域的普通技术人员将理解，在不改变技术构思或基本特征的情况下，本发明可以以其他特定形式来进行。因此，上面公开的实施方式应被视为说明性的而不是限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是上述描述和其中描述的示例性实施方式定义。在本发明的权利要求的等同物的含义内和在权利要求内进行的各种修改应被视为在本发明的范围内。
[符号的描述]
1：二次电池2：夹具
11：顶盖组件12：电池盒
111：注入孔

Claims (12)

1.一种用于制造二次电池的方法，所述方法包括：
在罐型电池盒中容纳电极组件，在所述电极组件中交替堆叠电极和隔板；
通过注入孔一次注入电解液；
在打开所述注入孔的状态下执行化成过程时，向所述电池盒施加压力；
通过所述注入孔二次注入所述电解液；以及
封闭所述注入孔。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电极组件是堆叠型电极组件，在所述堆叠型电极组件中所述电极和所述隔板的至少部分被层压。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在执行所述化成过程时施加所述压力包括：
在执行一次化成过程时，施加作为第一压力的一次压力；以及
在执行二次化成过程时，施加作为大于所述第一压力的第二压力的二次压力。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一压力是0.5kgf/cm2至1kgf/cm2，并且
所述第二压力是4.5kgf/cm2至10kgf/cm2。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，在执行所述一次化成过程时，充电率为23％或更少。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在执行所述二次化成过程时，充电率为70％或更少。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在执行所述化成过程时施加所述压力时，所述电池盒被加热。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述电池盒以55°至65°的温度被加热。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述电解液的一次注入之后并且在执行所述化成过程时施加所述压力之前执行老化。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述老化的执行时，用于所述老化的温度为20°至30°。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述电解液的二次注入时，将所述电池盒中剩余的气体排出到外部。
12.一种二次电池，包括：
堆叠型电极组件，在所述堆叠型电极组件中交替堆叠电极和隔板，其中，所述电极和所述隔板的至少部分被彼此层压；以及
罐型电池盒，在所述罐型电池盒中容纳所述电极组件并且所述罐型电池盒具有不变的外观。
CN202180042931.6A 2020-06-15 2021-06-14 二次电池和用于制造二次电池的方法 Pending CN115917810A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200072599A KR20210155281A (ko) 2020-06-15 2020-06-15 이차 전지 및 그의 제조 방법
KR10-2020-0072599 2020-06-15
PCT/KR2021/007400 WO2021256804A1 (ko) 2020-06-15 2021-06-14 이차 전지 및 그의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115917810A true CN115917810A (zh) 2023-04-04

Family

ID=79164316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180042931.6A Pending CN115917810A (zh) 2020-06-15 2021-06-14 二次电池和用于制造二次电池的方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230253609A1 (zh)
EP (1) EP4167330A4 (zh)
KR (1) KR20210155281A (zh)
CN (1) CN115917810A (zh)
WO (1) WO2021256804A1 (zh)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100416093B1 (ko) * 2001-05-23 2004-01-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬전지의 제조방법
JP2003217671A (ja) * 2002-01-18 2003-07-31 At Battery:Kk 密閉型電池の製造方法と密閉型電池のシール性評価方法
JP4383781B2 (ja) * 2002-08-21 2009-12-16 株式会社東芝 電池の製造方法
FR2936653B1 (fr) * 2008-09-30 2011-02-11 Commissariat Energie Atomique Accumulateur a electrolyte liquide et procede de remplissage
KR101002783B1 (ko) 2010-05-27 2011-01-10 (주)벡셀 전해액 주입방법
JP5683938B2 (ja) * 2010-12-22 2015-03-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池の製造方法および電解液注入装置
JP5786043B2 (ja) * 2012-02-07 2015-09-30 日産自動車株式会社 フィルム外装電気デバイスの製造方法及び製造装置
KR101629482B1 (ko) * 2013-07-31 2016-06-10 주식회사 엘지화학 활성화 공정 중 전지를 가압하는 리튬 이차전지의 제조방법
KR101750089B1 (ko) * 2014-06-09 2017-06-21 주식회사 엘지화학 각형 전지용 탑 캡 및 이를 포함하는 전지팩
KR102586807B1 (ko) * 2017-11-24 2023-10-10 (주)이티에스 전해질 주입장치 및 전해액 주입방법
KR20200051377A (ko) * 2018-11-05 2020-05-13 주식회사 엘지화학 전지 제조용 가스 제거기 및 이를 이용한 전지 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP4167330A1 (en) 2023-04-19
KR20210155281A (ko) 2021-12-22
EP4167330A4 (en) 2024-04-10
WO2021256804A1 (ko) 2021-12-23
US20230253609A1 (en) 2023-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9548517B2 (en) Battery cell of stair-like structure
US9741974B2 (en) Battery cell having round corner
KR102045246B1 (ko) 탈기 과정의 공정성이 향상된 이차전지의 제조 방법
KR101596269B1 (ko) 안전성이 향상된 신규한 구조의 전지셀
CN111937212B (zh) 电池单体
KR102256599B1 (ko) 가압 지그 및 이를 이용한 이차전지 제조 방법
US9853294B2 (en) Secondary battery and manufacturing method thereof
KR20190042800A (ko) 균열 방지 구조를 포함하는 파우치형 전지케이스 및 이의 제조방법
KR101838315B1 (ko) 파우치형 리튬 이차전지의 제조 방법
US11050103B2 (en) Pouch cell and method of forming same
KR20130097881A (ko) 이차전지의 제조방법 및 이를 이용하여 생산되는 이차전지
JP2020514989A (ja) パウチ型二次電池及びパウチフィルム成形装置
KR20210074908A (ko) 이차전지 제조방법 및 이차전지 제조용 프리 디개스 장치
KR101749729B1 (ko) 이차전지
KR102134647B1 (ko) 2차 전지 및 2차 전지 제조방법
KR20170094669A (ko) 각형 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치
US10050255B2 (en) Rechargeable battery and method of manufacturing the same
CN115917810A (zh) 二次电池和用于制造二次电池的方法
KR20210089027A (ko) 이차전지 제조장치 및 이차전지 제조방법
CN114631222A (zh) 二次电池和密封块
KR102033770B1 (ko) 두 종류의 전해액들을 포함하고 있는 전지셀의 제조 방법
EP4113713A1 (en) Secondary battery
KR102134648B1 (ko) 2차 전지
KR20180017364A (ko) 2차 전지
KR20230080583A (ko) 확장된 가스 포켓부를 포함하는 파우치형 전지케이스 및 이를 이용한 파우치형 이차전지의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination