KR100433836B1 - 이차 전지의 가스 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이스 내부의 가스제거 및 재밀봉 등의 공정이 자동적으로 진행되어 생산성을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 것으로, 베이스와, 상기 베이스의 상부에 설치되고, 상부 및 하부 챔버로 구비되며, 상기 상부 및 하부 챔버의 결합에 의해 그 내부의 공간부가 기밀이 유지되도록 하는 챔버와, 상기 하부 챔버의 상면에 설치되어 전지 케이스를 안착시키는 적어도 하나 이상의 안착 지그와, 상기 하부 챔버 내의 상기 안착 지그 하부에 승강 운동이 가능하도록 설치되어 상기 전지 케이스의 소정 부위를 천공하는 적어도 하나 이상의 천공 유닛과, 상기 상부 챔버의 내부에 승강 운동이 가능하도록 설치되어 상기 전지 케이스의 소정 부위를 밀봉하는 적어도 하나 이상의 밀봉 유닛과, 상기 상부 챔버 및 하부 챔버의 어느 일측에 설치되어 상기 챔버의 내부를 진공 상태로 만드는 진공 인가 유닛을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지의 가스 제거장치에 관한 것이다.

Description

이차 전지의 가스 제거 장치{Degassing apparatus for secondary battery}

본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 더 상세하게는 이차 전지의 초기 충방전으로 인하여 발생된 가스를 제거해 주기 위한 이차 전지의 가스 제거 장치에 관한 것이다.

최근 전기, 전자, 통신 및 컴퓨터 산업이 급속하게 발전함에 따라 고성능, 고안전성의 전지에 대한 수요가 점차 증대되고 있으며, 특히 전자기기의 소형화, 박형화 및 경량화가 급속도로 확산되면서 이에 따른 전지의 소형화, 박형화의 요구가 날로 증대되고 있다. 이러한 요구에 부응하여 최근 가장 많은 관심을 갖고 있는 것이 에너지밀도가 높은 리튬 이차 전지이다.

리튬 이차 전지는 수명이 길고 용량이 크다는 장점을 가지고 있어, 최근 휴대용 전자기기에 많이 사용되고 있는데, 이에는 전해질의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속 전지와 리튬 이온 전지 및 고분자 고체 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지 등이 있다. 또한, 상기 리튬 이차 전지는 전극 조립체를 밀봉하는 외장재의 종류에 따라, 각형 캔이 사용되는 각형 전지, 원통형 캔이 사용되는 원통형 전지 및 파우치가 사용되는 파우치 전지로 구분된다.

이중, 파우치를 사용한 파우치 전지는 단위중량 및 체적 당 에너지밀도가 보다 높고 전지의 박형화 및 경량화가 가능할 뿐 아니라 외장재로서의 재료비가 적게 드는 등 유리한 점이 많아 최근 그 개발이 진행중에 있다.

이러한 파우치 전지는 흔히 PLI, 곧 리튬폴리머 이차 전지에서 많이 사용되고 있는 데, 그 제조방법은 다음과 같다.

우선, 양극 및 음극 활물질이 집전체의 양면에 도포된 극판을 만들고, 이를 세퍼레이터를 개재하여 적층하여 바이셀(Bicell) 라미네이션 공정을 통해 전극 조립체를 만든다. 이 전극 조립체에서 가소제(DBP)를 추출하고, 상기 전극 조립체의 리드들에 탭을 용접하여 파우치 케이스에 내장한다.

이렇게 파우치 케이스에 전극 조립체를 수납한 후에는 케이스의 전극 수납부 내로 전해액을 주입시키고 전극 조립체에 전해액이 함침되도록 한다. 이렇게 전해액 주입 공정이 끝난 후에는 파우치 케이스의 덮개를 덮고, 그 가장자리를 열융착에 의해 접합시킨다.

도 1에는 이렇게 조립이 완료된 파우치 전지가 도시되어 있다.

그림에서 볼수 있듯이, 파우치 케이스(10)는 전극 조립체(15)가 수납되는 전극 수납부(11)와 이에 인접하여 배치되는 가스방(12)으로 구성되어 있으며, 덮개(14)는 전극 수납부(11)와 가스방(12)을 공히 덮을 수 있도록 형성되어 있고, 상기 전극 수납부(11)와 가스방(12)은 융착 접합되지 않은 부분인 연결통로(13)에 의해 서로 연통되어진다. 상술한 바와 같이, 전극 조립체(15)가 파우치 케이스(10)에 수납되고, 그 가장자리부가 열융착에 의해 접합되어도, 도 1과 같이 전극 조립체(15)의 탭(16)들은 케이스(10) 외부로 노출되어 있다.

상기와 같이 조립이 완료된 전지는 전지를 안정화시키기 위해 에이징(Aging) 공정을 거치고, 초기 충방전을 시키는 공정을 실시하게 된다. 이 초기 충방전은 전지의 과충전 등으로 인해 케이스 내부에 가스가 발생하면 케이스가 파열될 수도 있기 때문에 이를 방지하기 위한 것으로, 이 공정에 의해 파우치 케이스 내부에 가스가 생기게 된다.

이 가스는 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 전극 수납부(11)와 연통된 가스방(12)에 의해 포집되며, 이 가스방(12)으로 가스가 포집된 후에는 상기 연결통로(13)를 열융착시키고, 전극 수납부(11)와 가스방(12)의 연결부위를 절단하여 가스방을 제거한다.

그 다음으로 전극 수납부만 남은 케이스의 외곽 접합부를 접어 말아 외장 하드 케이스에 삽입하여 전지 패키지를 완성하게 된다.

상기와 같이 가스방으로 전극 수납부의 가스를 포집하고, 그 연결통로를 열융착시키는 공정을 흔히 디가싱(degassing)공정이라 하는 데, 이 디가싱공정은 챔버 내에 가스방의 소정 부위가 절단된 파우치 케이스를 장착하고, 챔버 내부를 진공으로 유지한 상태에서 케이스 내부의 가스를 제거하고, 그 연결통로를 열융착에 의해 밀봉한 후 진공을 해제하고, 챔버를 개방하는 단계에 의해 이루어진다.

그런데, 종래에 상기와 같은 디가싱공정을 위한 챔버는 모든 공정이 자동적으로 이루어지지 않고 사람의 손이 가야 하고, 챔버 내에서 1개 단위로 작업이 진행되며, 진공 및 진공 해제를 위해 장시간이 소요되는 등 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 케이스 내부의 가스제거및 재밀봉 등의 공정이 자동적으로 진행되어 생산성을 향상시킬 수 있는 이차 전지의 가스 제거장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 통상적인 파우치형 이차 전지의 디가싱 공정 전의 파우치 케이스를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가스 제거장치를 개략적으로 나타내는 분리 사시도.

도 3은 도 2의 A-A'에 대한 단면도.

도 4는 도 2의 B-B'에 대한 단면도.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가스 제거장치의 상부 챔버의 구조를 나타내는 부분 파쇄 사시도.

도 6은 도 5의 C-C'에 대한 단면도.

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가스 제거장치의 측면도.

〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉

100: 베이스 200: 챔버

210: 상부 챔버 220: 하부 챔버

230: 안착 지그 240: 천공 유닛

250: 밀봉 유닛 260: 진공 인가 유닛

262:진공 해제 유닛 270: 클램핑 유닛

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스와, 상기 베이스의 상부에 설치되고, 상부 및 하부 챔버로 구비되며, 상기 상부 및 하부 챔버의 결합에 의해 그 내부의 공간부가 기밀이 유지되도록 하는 챔버와, 상기 하부 챔버의 상면에 설치되어 전지 케이스를 안착시키는 적어도 하나 이상의 안착 지그와, 상기 하부 챔버 내의 상기 안착 지그 하부에 승강 운동이 가능하도록 설치되어 상기 전지 케이스의 소정 부위를 천공하는 적어도 하나 이상의 천공 유닛과, 상기 상부 챔버의 내부에 승강 운동이 가능하도록 설치되어 상기 전지 케이스의 소정 부위를 밀봉하는 적어도 하나 이상의 밀봉 유닛과, 상기 상부 챔버 및 하부 챔버의 어느 일측에 설치되어 상기 챔버의 내부를 진공 상태로 만드는 진공 인가 유닛을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지의 가스 제거장치를 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 상부 챔버의 내부에는 승강 운동이 가능하도록 설치되어 상기 전지 케이스를 고정시키는 클램핑 유닛이 더 구비되도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 전지 케이스는 전극 수납부 및 가스방을 구비한 파우치형 케이스이고, 상기 각 안착 지그는 상기 전지 케이스의 전극 수납부가 안착되는 안착대와 상기 가스방이 배치되고 하부가 개방된 안착공으로 구비되도록 할 수 있고, 상기 각 천공 유닛은 상기 가스방이 배치되는 안착공의 하부에 설치되어, 상기 안착 지그에 탑재된 전지 케이스의 가스방의 하부를 천공하도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 전지 케이스는 전극 수납부 및 가스방을 구비한 파우치형 케이스이고, 상기 밀봉 유닛은 히터가 내장되고, 상기 전극 수납부와 가스방을 연결하는 연결 통로부를 압착시키도록 형성된 밀봉부를 구비하도록 할 수 있고, 이 때, 상기 밀봉부에는 열전대가 내장되도록 할 수 있다.

이러한 본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 상부 챔버 및 하부 챔버의 어느 일측에는 상기 챔버의 내부에 외부 공기를 주입하는 진공 해제 유닛이 설치되도록 하고, 상기 챔버에는 그 내부의 압력상태를 측정하여 나타내는 압력 게이지가 더 설치되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 상부 챔버의 승강운동은 상기 베이스에 설치된 승강 유닛에 의하여 이루어지도록 하고, 상기 승강 유닛은 상기 베이스에 수직으로 설치되고 일측에 가이드 레일을 구비한 수직 프레임과, 일측이 상기 가이드 레일에 체결되고 타측이 상기 상부 챔버의 측면에 결합되어 상기 가이드 레일의 안내를 받는 브라켓과, 상기 브라켓에 설치되어 상부 챔버를 승강시키는 승강 구동부로 구비되도록 할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 있어서, 상기 안착 지그 또는 상기 밀봉 유닛의 밀봉을 수행하는 면은 내열성 수지재로 구비되도록 할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이차전지의 가스 제거장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 3 내지 도 7은 이러한 이차전지의 가스 제거장치의 각 부분에 대한 구성을 보다 상세히 설명하기 위한 도면들이다.

먼저, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이차 전지의 가스 제거장치는 크게 베이스(100)의 상부에 설치된 챔버(200)로 구비되며, 이 챔버(200)는 상하로 승강운동을 하는 상부 챔버(210)와 상기 베이스(100)의 상면에 고정 다리(110)에 의해 설치된 하부 챔버(220)로 구비된다.

상기 하부 챔버(220)에는 중앙부에 하부를 향하여 관통되도록 두 개의 관통공(226a)(226b)이 형성되어 있는 데, 그 하나는 후술하는 진공 인가 유닛과 연결되어 챔버(200) 내부를 진공상태로 만드는 진공 구멍(226a)으로, 다른 하나는 진공 해제 유닛과 연결되어 챔버 내부에 외부 공기를 주입시키는 공기 구멍(226b)으로 사용된다. 그리고, 이 하부 챔버(220)에는 그 길이방향을 따라 소정의 공간부(222)를 만드는 홈이 형성되어 있으며, 이 공간부(222) 내부에 후술하는 천공 유닛이 적어도 하나 이상 설치된다. 또한 하부 챔버(220)는 그 상면 가장자리를 따라 오링(224)이 설치되어 상부 챔버(210)와 결합시 밀폐가 유지될 수 있도록 되어 있다.

하부 챔버(220)의 상부에는 전지 케이스를 안착시킬 안착 지그(230)가 적어도 하나 이상 설치된다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이차 전지의 가스 제거장치는 한 챔버(200) 내에 2개의 안착 지그(230)를 설치하여 동시에 2개의 셀에 디가싱(degassing)공정을 실시할 수 있는데, 이는 반드시 이에 한정될 것은 아니며, 챔버 내에 2개 이상의 안착 지그(230)를 설치하여 동시에 여러 셀에 대해 작업을 수행할 수 있도록 할 수 있다.

상기 안착 지그(230)는 도 1에서 볼 수 있는 가스방을 구비한 파우치 케이스가 안착되도록 형성된 것으로, 하부가 폐쇄되어 도 1의 전극 수납부(11)가 안착될 수 있도록 형성된 안착대(232)와, 하부가 개방되어 도 1의 가스방(12)이 위치하도록 하는 안착공(234)으로 구비된다. 상술한 하부 챔버(220)의 공간부(222)는 이 안착공(234)의 하부에 형성되도록 함이 바람직하다. 따라서, 도 1과 같은 파우치 케이스가 상기 안착 지그(230)에 안착되었을 때에 하부챔버(220)의 공간부(222)에 위치한 천공 유닛이 상기 안착공(234)을 통해 가스방을 천공시킬 수 있는 것이다.

한편, 하부 챔버(220)에 결합되는 상부 챔버(210)는 하부 챔버(220)에 대응되는 형상으로 그 내부는 비어 있도록 하여 하부 챔버(220)와 결합시 내부 공간을 형성할 수 있도록 한다. 상부에는 그 내부의 장치들, 곧 후술할 밀봉 유닛, 클램핑 유닛 등의 승강운동을 위하여 실린더(253)(272)들이 설치되어 있다. 그리고, 그림에 도시하지는 않았지만, 상기 상부 챔버(210)는 베이스(100)에 설치된 승강 유닛과 결합되어 그 승강 운동이 이루어진다. 이에 대해서는 후술한다. 이 상부 챔버(210)에는 또한 그 내부의 압력을 측정할 수 있도록 압력 게이지(290)가 설치되어 내부의 진공도를 조절할 수 있으며, 진공 해제를 위하여 공기를 주입할 경우에도 대기압 상태까지 내부 압력이 도달하여 소음이 발생하는 것을 방지한다.

다음으로, 상기와 같은 가스 제거장치의 구성 요소들에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 3은 도 2의 A-A'에 대한 단면을 나타낸 것으로, 천공 유닛(240)의 구조를 보다 상세히 설명하기 위한 그림이다.

천공 유닛(240)은 상하로 승강운동을 하는 구조로서, 상부에 천공이 가능하도록 적어도 하나 이상의 바늘(242)이 구비되어 있으며, 이 바늘(242)은 천공 블록(243)에 형성되어 있다. 천공 블록(243)은 그 하부가 하부 챔버(220) 바깥쪽에 배치된 실린더(244)와 연결되어 있으며, 이 실린더(244)는 하부 챔버(220)의 공간부(222) 하부에 관통 형성된 관통공(221)을 통해 그 외부로 연결된다. 이 관통공(221)에는 챔버 내부의 기밀을 유지시키기 위해 별도의 링이 더 설치될 수 있고, 관통공(221) 하부 외측으로는 상기 실린더(244)를 따라 파이프(246)가 더 설치되어 기밀이 유지되도록 할 수 있다. 상기 실린더(244)는 그 외부에 별도의 구동장치에 연결되어 상하 구동될 수 있는 데, 이러한 구동장치에는 에어 실린더, 유압 실린더 및 구동 모터 등이 사용될 수 있다.

이렇게 실린더(244)에 연결되어 승강운동을 하는 천공 블록(243)은 하부 챔버(220)의 공간부(222) 내에서 상하로 승강운동을 행하며, 안착 지그(230)의 안착공(234)을 통해 안착공 상부에 놓인 가스방에 구멍을 뚫는다.

도 4는 도 2의 B-B'에 대한 단면을 나타낸 것으로, 진공 인가 유닛(260) 및 진공 해제 유닛(262)의 구조를 보다 상세히 설명하기 위한 것이다.

그림에서 볼 수 있는 바와 같이, 하부 챔버(226)에는 그 길이방향의 중앙부에 두 개의 구멍들(226a)(226b)이 형성되어 있으며, 이 구멍들(226a)(226b)에는 각각 진공 인가 유닛(260)과 진공 해제 유닛(262)이 결합된다. 진공 인가 유닛(260)과 결합되는 진공 구멍(226a)은 파우치 케이스의 가스방이 배치되는 공간부(222) 하측으로 형성되며, 외부공기를 불어 넣는 진공 해제 유닛(262)과 결합되는 공기 구멍(226b)은 안착 지그(230)들 사이에서 하부 챔버(220) 표면을 향해 관통되도록 형성된다. 그리고, 상기 진공 인가 유닛(260)과 진공 해제 유닛(262)은 이들 구멍들(226a)(226b)에 기밀이 유지되도록 결합되며, 그 외부로 각각 진공 및 공기 펌프(미도시)에 연결된다.

도 5 및 도 6은 상부 챔버(210)의 구조를 보다 상세히 설명하기 위한 파단 사시도 및 단면도로, 그림에서 볼 수 있듯이, 상부 챔버(210)는 그 내부에 승강운동하는 클램핑 유닛(270)과 밀봉 유닛(250)을 적어도 하나 이상 구비한다. 이 클램핑 유닛(270)과 밀봉 유닛(250)은 하부 챔버의 안착 지그의 직상부에 설치되는 것으로, 클램핑 유닛(270)은 그 클램핑부(271)가 도 3의 안착대(232)의 상부에서 승강운동을 통해 상기 안착 지그(230)의 안착대(232)에 안착된 전지의 전극 수납부를 고정시키고, 밀봉 유닛(250)은 실제 밀봉을 행하는 밀봉부(252)가 도 3의 안착대(232)와 안착공(234) 사이의 부분인 연결대(235)의 직상부에서 승강운동을 하면서 안착 지그(230)에 안착된 전지의 연결통로를 열압착에 의해 밀봉시킨다. 그리고, 상부 챔버(210)의 길이방향의 양측 내벽면에 가스방 클램핑부(274)가 부착되어 상부 챔버(210)의 하강에 따라 안착 지그에 안착된 전지의 가스방을 상부에서 고정시키게 된다.

도 5 및 도 6에서 볼 수 있듯이, 클램핑 유닛(270)과 밀봉 유닛(250)은 각각 실린더들(272)(253)에 연결되어 상하로 승강운동을 하며, 이 실린더들(272)(253)은외부의 에어 실린더, 유압 실린더 및 구동 모터 등과 같은 구동장치에 연결되어 상하 승강운동을 하게 된다.

한편, 밀봉 유닛(250)은 상부로 실린더(253)가 연결되며 히터(254)가 내장된 히터 블록(251)과 이 히터 블록의 하부로 전지의 연결통로를 압착할 수 있도록 소정의 폭을 가진 밀봉부(252)로 구비된다. 곧, 열압착은 상기 밀봉부(252)에 의해 이루어지는 것이다. 따라서, 이 밀봉부(252)의 하면에는 밀봉시 전지 케이스의 포장지가 들러붙지 않도록 내열성이 좋은 수지재로 코팅시킨다. 이 내열성 수지재로는 테프론(TEFLON)을 사용할 수 있다. 물론 이에 대응해서 하부 챔버의 안착 지그도 내열성 수지재로 형성할 수 있다. 또한 이 밀봉부(252)에는 열전대(256)가 내장되어 열압착 온도를 정확히 제어할 수 있도록 하고, 히터(254)가 내장된 히터 블록(251)의 상부에는 단열재(257)를 더 삽입시켜 열의 확산을 방지할 수 있다. 그리고, 이 단열재(257)의 상부에는 냉각수를 공급하여 실린더에 열이 전달되어 열팽창되는 것을 방지한다.

상기와 같은 상부 챔버(210)는 별도의 승강 유닛에 결합되어 승강운동을 행하게 된다. 이 승강 유닛(280)은 도 7에 도시된 바와 같이, 베이스(100)의 상부에 설치된 수직 프레임(282)과, 이 수직 프레임(282)의 일측에 형성된 가이드 레일(284)과, 일측이 이 가이드 레일(284)에 체결되고 타측이 상부 챔버(210)에 체결되는 브라켓(286) 및 상기 브라켓(286)에 연결되어 상부 챔버(210)를 승강 구동시키는 승강 구동부(미도시)로 구비된다. 이 승강 구동부(미도시)는 전술한 구동장치들과 같이 유압실린더나 에어 실린더, 또는 구동 모터등이 사용될 수 있다.

따라서, 상기 상부 챔버(210)는 브라켓(286)에 연결되어 승강 구동부의 작동에 의해 가이드 레일(284)을 따라 상하로 승강운동을 하게 된다.

이상 설명된 가스 제거장치는 챔버 내에 두 개의 안착 지그가 설치된 것이나, 그 이상 설치할 수 있으며, 이러한 챔버를 복수개 설치하여 한번에 복수개의 전지에 대해 작업을 수행할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이차 전지의 가스 제거장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1과 같이 구성된 파우치 전지를 도 2에서 볼 수 있는 안착 지그(230)에 안착시킨다. 이 때 전극 수납부(11)는 안착대(232)에, 가스방(12)은 안착공(234)에 전지의 연결통로(13) 부분은 안착 지그(230)의 연결대(235)에 위치되도록 전지를 장착한다.

이렇게 전지를 장착하고 나면, 도 7과 같이 승강 구동부를 가동해 가이드 레일(284)을 따라 상부 챔버(210)가 하강해 하부 챔버(220)에 결합되어 챔버(200)의 내부가 밀폐되며, 도 3과 같이 각 안착 지그(230)의 하부에 설치된 천공 유닛(240)이 상승해 전지의 가스방에 구멍을 형성한다. 이 때, 상부 챔버(210)의 하강과 함께, 도 5 및 도 6에서 볼 수 있듯이 가스방 클램핑부(274)의 지지부(275)가 가스방을 상부에서 고정시켜 준다.

이렇게 구멍을 형성한 후에는 도 4와 같은 진공 유닛(260) 및 진공 펌프를 가동해 챔버 내부가 소정 압력의 진공이 되도록 하며, 압력 게이지를 통해 원하는 진공도에 도달되면 이 상태를 일정시간 유지시킨다.

진공이 유지되어 전지 케이스 내부의 가스가 배출된 후에는 도 5 및 도 6에서 볼 수 있듯이 클램핑 유닛(270)이 하강해 전지의 전극 수납부를 고정하고, 밀봉 유닛(250)이 하강해 밀봉부(252)에 의해 전지의 전극 수납부와 가스방 사이의 부분을 열 압착시킨다.

전지의 밀봉이 완료된 후에는 상기 클램핑 유닛(270)과 밀봉 유닛(250)을 상승시키고, 도 4의 진공 해제 유닛(262)을 통해 챔버 내부로 외부 공기를 강제 주입시켜 진공을 해제한다. 이 때, 대기압 상태까지 공기를 주입하면 소음이 발생하여 작업환경에 영향을 줌으로써 챔버 내부의 압력을 압력게이지로 측정하여 설정 압력까지 도달되면 공기의 강제주입을 정지시키도록 한다. 이렇게 진공 해제 유닛(262)을 통한 강제 진공 해제 방법을 사용함으로써 진공 해제 시간을 현저히 단축시킬 수 있다.

진공이 모두 해제되면, 승강 구동부를 작동하여 상부 챔버(210)가 가이드 레일(284)을 따라 상승되도록 하고, 그 내부에서 전지를 빼낸다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 전체 공정을 자동화하고, 제품 품질에 중요한 요소인 온도, 가압시간, 진공도 등을 조절함으로써 생산성 및 품질이 향상시킬 수 있다.

전지에 열을 인가하는 밀봉 유닛에 내열 수지로 코팅함으로써 밀봉 유닛의 내구성을 향상시키고, 전지의 포장이 밀봉부에 달라붙는 것을 방지할 수 있고, 단열재를 삽입시켜 열의 확산 및 열손실을 최소화할 수 있다.

안착 지그를 역시 내열 수지재로 형성함으로써 밀봉시 온도의 손실을 최소화하여 밀봉 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

1. 베이스;

   상기 베이스의 상부에 설치되고, 상부 및 하부 챔버로 구비되며, 상기 상부 및 하부 챔버의 결합에 의해 그 내부의 공간부가 기밀이 유지되도록 하는 챔버;

   상기 하부 챔버의 상면에 설치되어 전지 케이스를 안착시키는 적어도 하나 이상의 안착 지그;

   상기 하부 챔버 내의 상기 안착 지그 하부에 승강 운동이 가능하도록 설치되어 상기 전지 케이스의 소정 부위를 천공하는 적어도 하나 이상의 천공 유닛;

   상기 상부 챔버의 내부에 승강 운동이 가능하도록 설치되어 상기 전지 케이스의 소정 부위를 밀봉하는 적어도 하나 이상의 밀봉 유닛;

   상기 상부 챔버 및 하부 챔버의 어느 일측에 설치되어 상기 챔버의 내부를 진공 상태로 만드는 진공 인가 유닛; 및

   상기 상부 챔버 및 하부 챔버의 어느 일측에 설치되어 상기 챔버의 내부에 외부 공기를 주입하는 진공 해제 유닛; 을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이차 전지의 가스 제거장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 챔버의 내부에는 승강 운동이 가능하도록 설치되어 상기 전지 케이스를 고정시키는 클램핑 유닛이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 가스 제거장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 전지 케이스는 전극 수납부 및 가스방을 구비한 파우치형 케이스이고, 상기 각 안착 지그는 상기 전지 케이스의 전극 수납부가 안착되는 안착대와 상기 가스방이 배치되고 하부가 개방된 안착공으로 구비되는 것을 특징으로 하는 이차전지의 가스 제거장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 각 천공 유닛은 상기 가스방이 배치되는 안착공의 하부에 설치되어, 상기 안착 지그에 탑재된 전지 케이스의 가스방의 하부를 천공하도록 구성된 것을 특징으로 하는 이차전지의 가스 제거장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 전지 케이스는 전극 수납부 및 가스방을 구비한 파우치형 케이스이고, 상기 밀봉 유닛은 히터가 내장되고, 상기 전극 수납부와 가스방을 연결하는 연결통로부를 압착시키도록 형성된 밀봉부를 구비한 것을 특징으로 하는 이차 전지의 가스 제거장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 밀봉부에는 열전대가 내장된 것을 특징으로 하는 이차 전지의 가스 제거장치.
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,

   상기 챔버에는 그 내부의 압력상태를 측정하여 나타내는 압력 게이지가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 가스 제거장치.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 상부 챔버는 상기 베이스에 설치된 승강 유닛에 결합되어 승강운동을 하고, 상기 승강 유닛은 상기 베이스에 수직으로 설치되고 일측에 가이드 레일을 구비한 수직 프레임과, 일측이 상기 가이드 레일에 체결되고 타측이 상기 상부 챔버의 측면에 결합되어 상기 가이드 레일의 안내를 받는 브라켓과, 상기 브라켓에 설치되어 상부 챔버를 승강시키는 승강 구동부로 구비된 것을 특징으로 하는 이차 전지 가스 제거장치.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 안착 지그는 내열성 수지재로 구비되도록 한 것을 특징으로 하는 이차 전지 가스 제거장치.
11. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 밀봉 유닛은 그 밀봉을 수행하는 면이 내열성 수지재로 코팅된 것을 특징으로 하는 이차 전지 가스 제거장치.