KR100659874B1 - 이차전지의 제조방법 및 이에 사용되는 압입장치 - Google Patents
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Abstract
이차전지의 제조방법과 이에 사용되는 압입장치가 개시된다.
본 발명의 이차전지 제조방법은 전극조립체를 형성하여 캔에 삽입하는 단계; 상기 캔에 대하여 캡조립체를 결합하는 단계; 상기 캡조립체에 형성된 전해액주입공를 통하여 상기 캔 내부에 전해액을 주입하는 단계; 상기 전해액주입공의 입구에 위치시킨 밀봉재를 1차 압입하는 단계; 및 상기 1차 압입된 밀봉재를 다시 2차 압입하여 밀봉부를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 압입장치는 주어진 홀에 밀봉재를 압입하는 압입심을 하단에 구비하고, 그 하단면의 직경이 상기 압입심의 직경보다 큰 압입봉; 및 상기 압입봉을 감싸며, 하단 중앙부에 상기 압입심만 통과할 수 있는 통공을 구비한 커버부재;를 포함하며, 상기 압입봉과 상기 커버부재는 상·하로 상대적인 이동을 하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서, 전해액주입공에 밀봉재를 압입시키는 단계를 나누어 실행함으로써 압입되는 밀봉재의 위치산포의 불안정을 해소하고, 또한 전해액주입공과 밀봉재 사이의 접촉성 및 밀봉성을 향상시킬 수 있다.
Description
도 1 은 전해액주입공에 밀봉재가 잘못 압입되어 전해액이 누수되는 것을 나타내는 종래의 캡플레이트의 전해액주입공 부분의 확대 단면도,
도 2 는 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법을 나타내는 순서도,
도 3 은 도 2 의 순서도에 따라 제조된 각형 이차전지를 나타내는 분리 사시도,
도 4 는 도 3 의 각형 이차전지의 전해액주입공에 밀봉재를 압입하는 방법을 순서대로 나타내는 개략도,
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 압입장치를 나타내는 정면도,
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압입장치를 나타내는 정면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 각형 이차전지 12: 전극조립체
100: 캡조립체 110: 캡플레이트
112: 전해액주입공 160: 밀봉부
300: 압입장치 310: 압입봉
315: 압입심 320: 커버부재
322: 상부커버 324: 하부커버
326, 327: 탄성부재 330: 본체부
335: 걸림턱부 340, 350: 고정부재
360: 걸림부재
본 발명은 이차전지의 제조방법 및 이에 사용되는 압입장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전해액주입공에 밀봉재를 압입시키는 단계를 나누어 실행함으로써 압입되는 밀봉재의 위치산포의 불안정을 해소하고, 또한 전해액주입공과 밀봉재 사이의 접촉성 및 밀봉성을 향상시킨 이차전지의 제조방법 및 이에 사용되는 압입장치에 관한 것이다.
통상적으로, 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하는 것으로서, 셀룰라 폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬이차전지는 작동전압이 3.6V로서, 전자장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-수소 전지보다 3배나 높고, 단위중량당 에너지밀도가 높다는 측면에서 급속도로 신장되고 있는 추세이다.
이러한 리튬이차전지는 주로 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 또한, 리튬이차전지는 여러가지 형상으로 제조되고 있는 데, 대표적 형상으로는 원통형과, 각형과, 파우치형을 들 수 있다.
일반적으로는, 전해액의 종류에 따라 액체전해질 전지와 고분자전해질 전지로 분류되며, 액체전해질을 사용하는 전지를 리튬이온전지라 하고, 고분자전해질을 사용하는 전지를 리튬폴리머전지라고 한다. 리튬이차전지의 경우, 액체전해질을 사용하는 경우에도 리튬과 수분(H2O)의 반응성 때문에 비수성 전해질을 사용한다. 비수성 전해질을 사용함에 따라 리튬이온전지는 충전시 물의 분해전압의 지배를 받지 않으므로 상대적으로 높은 전지 전압을 가질 수 있다. 액체전해질은 리튬염이 유기용매에서 해리된 상태를 가진다. 리튬염이 용해되는 용매로는 대개 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 또는 다른 알킬기 함유 카보네이트나 이와 유사한 유기화합물이 사용된다.
고체전해질을 사용하는 리튬이차전지에서는 전해액의 누액 문제가 없을 것이나, 액상의 전해질을 사용하는 리튬이온전지의 경우 누액을 방지하는 것은 화학전지 일반의 경우와 같이 중요한 문제가 되고 있다. 특히, 리튬이온전지가 전원으로 사용되는 휴대용 전화기, 컴퓨터, 개인정보 단말기, 캠코더 등이 고가 정밀기기임을 감안할 때 누액 방지의 문제는 더욱 중요해진다.
이러한 이차전지의 일반적인 구조에 관하여 살펴보면, 이차전지는 캔과, 상기 캔 내부에 수용되는 전극조립체와, 상기 캔에 결합되는 캡조립체를 포함한다.
상기 전극조립체는 양극판, 세퍼레이터, 음극판 순으로 권취되어 있으며, 상기 양극판 및 음극판으로부터 양극 및 음극탭이 각각 인출되어 있다.
상기 캡조립체는 상기 캔의 상부에 결합되는 캡플레이트와, 상기 캡플레이트에 가스켓을 위치시켜 절연되는 전극단자와, 상기 캡플레이트의 아랫면에 설치되는 절연플레이트와, 상기 절연플레이트의 아랫면에 설치되어 상기 전극단자와 통전되는 단자플레이트를 포함한다.
상기 양극탭은 상기 캡플레이트와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 음극탭은 상기 단자플레이트를 통하여 전극단자와 전기적으로 연결되어 있다.
또한, 상기 캡플레이트에는 캔 내부로 전해액이 주입되는 통로를 제공하는 전해액주입공이 형성되어 있고, 상기 전해액주입공에는 밀봉부가 밀폐가능하도록 결합되어 있으며, 상기 밀봉부 가장자리를 따라 용접을 함으로써 전해액의 누수를 방지하고 있다.
그런데, 종래의 캡플레이트의 전해액주입공 부분은 다음과 같은 문제점이 있다.
도 1 은 전해액주입공(112)에 밀봉재가 잘못 압입되어 전해액이 누수되는 것을 나타내는 종래의 캡플레이트의 전해액주입공 부분의 확대 단면도이다.
도면을 참조하면, Y-자형의 전해액주입공(112)의 입구에 전해액주입공(112)보다 직경이 큰 볼(ball) 등의 밀봉재를 위치시킨 후 전해액주입공(112) 안으로 압입하는 방법에 의해 상기 전해액주입공(112)을 밀폐하여 밀봉부(160)를 형성한다.
그러나, 전해액주입공(112)의 입구에 위치하는 볼의 위치산포가 매우 커서 도 1 에서 나타낸 바와 같이 원하지 않는 형상의 밀봉부(160)가 형성될 수도 있다.
이에 따라, 전지의 내부에 주입된 전해액이 상기 전해액주입공(112)을 따라 서 화살표 방향으로 누수되는 현상이 발생될 수도 있으며, 이러한 누수 전해액으로 인하여 밀폐성을 보장하지 못하게 되어 전지의 신뢰성을 저하시키는 결과를 초래할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전해액주입공에 밀봉재를 압입시키는 단계를 나누어 실행함으로써 압입되는 밀봉재의 위치산포의 불안정을 해소하고, 또한 전해액주입공과 밀봉재 사이의 접촉성 및 밀봉성을 향상시킨 이차전지의 제조방법 및 이에 사용되는 압입장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법은, 전극조립체를 형성하여 캔에 삽입하는 단계; 상기 캔에 대하여 캡조립체를 결합하는 단계; 상기 캡조립체에 형성된 전해액주입공을 통하여 상기 캔 내부에 전해액을 주입하는 단계; 중앙에 압입봉과 이를 감싸는 커버부재를 포함하는 압입장치를 이용하며, 상기 전해액주입공의 입구에 위치시킨 밀봉재를 상기 압입장치의 커버부재가 상기 이차전지의 캡플레이트와 접촉할 때까지 1차 압입하는 단계; 상기 1차 압입되어진 밀봉재를 그 표면의 중앙부만을 압입함과 동시에 상기 중앙부를 제외한 주변부는 상기 1차 압입 후의 형상을 유지시키도록 2차 압입하여 밀봉부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압입장치는,주어진 홀에 밀봉재를 압입하는 압입심을 하단에 구비하고, 그 하단면의 직경이 상기 압입심의 직경보다 큰 압입봉; 상기 압입봉의 상부를 감싸는 고정된 상부커버; 상기 압입봉의 하부를 감싸고, 하단 중앙부에 상기 압입심만 통과할 수 있는 통공을 구비하며, 상·하로 이동 가능한 하부커버; 상단이 상기 상부커버의 하단과 결합하고, 그 하단이 상기 하부커버의 상단과 결합하며, 상·하로 신축 가능한 탄성부재를 포함하며, 상기 압입봉은 고정되고, 상기 압입봉과 하부커버는 상·하로 상대적인 이동을 하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
이하에서, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법 및 이에 사용되는 압입장치에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법을 나타내는 순서도이고, 도 3 은 도 2 의 순서도에 따라 제조된 각형 이차전지(10)를 나타내는 분리 사시도이다.
도 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법은,
양극 집전체에 양극 활물질층을 코팅하여 양극판을 제조하는 단계;
음극 집전체에 음극 활물질층을 코팅하여 음극판을 제조하는 단계;
세퍼레이터를 사이에 두고, 상기 양극 및 음극판을 권취하여 전극조립체를 제조하는 단계;
상기 전극조립체를 캔에 삽입하는 단계;
상기 캔에 대하여 캡조립체를 결합하는 단계;
상기 캡조립체에 형성된 전해액주입공을 통하여 상기 캔 내부에 전해액을 주입하는 단계;
상기 전해액주입공의 입구에 위치시킨 밀봉재를 1차 압입하는 단계;
상기 1차 압입된 밀봉재를 다시 2차 압입하여 밀봉부를 형성하는 단계; 및
상기 밀봉부의 가장자리를 따라 용접하는 단계;를 포함한다.
이하, 도 3 을 참조하여 상기 도 2 의 순서도의 각 단계를 살펴보기로 한다.
먼저, 양극판(13) 및 음극판(15)을 제조한다. 음극판(15) 및 양극판(13)은 각각 구리 및 알미늄 포일로 이루어진 집전체 각각에 음극 활물질인 탄소와 양극 활물질인 코발트산 리튬 등을 코팅시켜 형성할 수 있다.
그 다음, 세퍼레이터(14)를 준비한다. 세퍼레이터(14)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 공중합체(co-polymer)로 이루어져 있다. 세퍼레이터(14)는 양극판(13) 및 음극판(15)보다 폭을 넓게 하여 형성하는 것이 극판 간의 단락을 방지하는 데 유리하다.
그 다음, 전극조립체(12)를 제조한다. 이를 위해, 양극판(13), 세퍼레이터(14), 음극판(15), 세퍼레이터(14) 순으로 적층시킨다. 그리고, 각 극판을 전기적으로 연결시키기 위하여 상기 각 극판(13, 15)의 무지부로부터 인출되는 복수개의 탭(16, 17)을 형성한 후, 이 적층구조체를 젤리롤 형으로 권취한다. 이 경우, 상기 양극 및 음극탭(16, 17)에는 상기 전극조립체(12)의 외부로 인출되는 경계부에 극판(13, 15) 간의 단락을 방지하기 위하여 절연 테이프(18)를 감는다.
그 다음, 권취되어 형성된 전극조립체(12)를 개구부가 형성된 각형 캔(11)에 삽입한다. 캔(11)은 도시된 바와 같은 각형 이차전지에서 대략 직육면체의 형상을 가진 금속재질의 용기이며, 딥 드로잉(deep drawing) 등의 가공방법으로 형성한다. 따라서 캔 자체가 단자역할을 수행하는 것도 가능하다. 캔을 이루는 재질로는 경량의 전도성 금속인 알미늄 또는 알미늄 합금이 바람직하다.
그 다음, 상기 캔(11)에 대하여 캡조립체(100)를 결합한다. 캔(11)은 전극조립체(12)와 전해액의 용기가 되고, 전극조립체(12)가 투입되도록 개방된 상부는 캡 조립체(100)에 의해 봉해진다. 캡 조립체(100)에는 캡플레이트(110), 전극단자 (130), 및 밀봉부(160)가 구비되어 있다. 캡플레이트(110)에는 단자통공(111)이 형성되어 있는데, 전극단자(130)가 그 외면에 캡플레이트(110)와의 절연을 위하여 가스켓(120)을 위치시켜 상기 단자통공(111)을 관통하여 설치되어 있다. 상기 캡플레이트(110)의 아랫면에는 절연플레이트(140)가 설치되어 있고, 이 절연플레이트(140) 아랫면에는 단자플레이트(150)가 설치되어 있다. 이 단자플레이트(150)에는 상기 전극단자(320)의 하단부가 결합되어 있다. 상기 전극조립체(12)의 음극판(15)은 음극탭(17)과 단자플레이트(150)를 통하여 전극단자(130)와 전기적으로 연결되어 있다. 전극조립체(12)의 양극판(13)의 경우에는 양극탭(16)이 캡플레이트(110)나 캔(11)에 용접되어 있다. 상기 단자플레이트(150)의 하부에는 절연케이스(190)가 더 설치될 수도 있다. 한편, 극성을 달리하여 전지를 설계할 수도 있을 것이다.
그 다음, 상기 캡플레이트(110)의 일측에 형성된 전해액주입공(112)을 통하여 상기 캔(11) 내부에 전해액을 주입한다.
그 다음, 상기 전해액주입공(112)의 입구에 위치시킨 밀봉재를 1차 압입한 후, 상기 1차 압입된 밀봉재를 다시 2차 압입하여 밀봉부(160)를 형성한다. 밀봉부(160)에 관해서는 다양한 실시형태들이 있을 수 있다. 예를 들어, 전해액주입공(112)보다 직경이 큰 볼(ball)을 전해액주입공 입구에 놓고 기계적으로 전해액주입공으로 압입하여 밀봉부(160)를 형성할 수도 있다. 또한, 전해액주입공(112)의 외형에 상응하는 형상의 마개를 상기 전해액주입공(112)에 삽입하여 밀봉부(160)를 형성할 수도 있다. 상기 1차 압입과 2차 압입에 대해서는 후술하기로 한다.
그 다음, 상기 밀봉부의 가장자리를 따라 용접한다. 상기 캡플레이트(110)나 밀봉부(160)는 통상 알미늄을 함유하는 물질로 형성하므로 용접은 레이져 스폿 용접이나 레이져 연속 용접 같은 레이져 용접으로 실시하는 것이 바람직하다. 알미늄 함유 물질은 열 전도성이 매우 좋으므로 저항용접은 부적합하기 때문이다.
도 4 는 도 3 의 각형 이차전지의 전해액주입공에 밀봉재를 압입하는 방법을 순서대로 나타내는 개략도이다.
도면을 참조하면, 중앙에 압입봉과 이를 감싸는 커버부재를 포함하는 압입장치를 이용하여, 전해액주입공 입구에 위치된 볼을 전해액주입공 안으로 압입하는 작업을 단계를 나누어 실행하고 있다. 이때, 상기 커버부재 하단부의 외경은 상기 전해액주입공 입구의 외경보다 크도록 형성한다.
먼저, 상기 전해액주입공의 입구에 위치시킨 볼을 전해액주입공 안으로 1차 압입한다.
상기 1차 압입은 일반적으로 상기 압입장치의 커버부재가 이차전지의 캡플레이트와 접촉할 때까지 이루어진다. 이를 위해, 종래의 Y-자형 전해액주입공의 구조와 달리, 볼의 위치산포를 줄이기 위해 입구측 측면에 단을 형성하고, 1차 압입된 볼이 캡플레이트의 상면보다 위로 돌출되지 않도록 볼의 부피를 줄이거나 전해액주입공의 부피를 약간 크게 형성할 수도 있다. 상기 전해액주입공 입구 주변에 돌기부가 형성되어 있을 때, 상기 1차 압입은 상기 압입장치의 커버부재가 상기 돌기부와 접촉할 때까지 이루어질 수도 있다.
도 4 에서 1차 압입 후의 볼의 형상을 살펴보면, 상기 볼 표면의 중앙부는 압입봉의 하단부와 접촉하고 있고, 상기 볼 표면의 중앙부를 제외한 주변부는 상기 압입장치의 커버부재의 하단부와 접촉하고 있으며, 상기 커버부재의 하단부는 캡플레이트의 상면과 접촉하고 있다.
그 다음, 상기 1차 압입된 볼을 다시 2차 압입하여 밀봉부를 형성한다.
상기 2차 압입은, 상기 1차 압입 후의 밀봉재 표면의 중앙부만을 압입함과 동시에 상기 밀봉재 표면의 중앙부를 제외한 주변부는 상기 1차 압입 후의 형상을 유지시키도록 이루어질 수도 있다.
도 4 에서 2차 압입과정을 살펴보면, 상기 압입장치의 커버부재의 하단부는, 캡플레이트의 상면과 접촉한 상태에서, 상기 압입장치의 압입봉이 상기 볼 표면의 중앙부를 압입함으로써 상기 캡플레이트 상면보다 위쪽으로 돌출되려는 볼 표면의 주변부의 움직임을 막아주는 일종의 배리어(barrier) 역할을 수행한다. 이에 따라, 도면에서 화살표 방향으로 볼에 힘이 가해지기 때문에 전해액주입공의 벽면과 상기 볼과의 접촉성 내지 밀봉성은 더 우수해진다.
또는, 상기 2차 압입은, 상기 1차 압입 후의 밀봉재 표면의 중앙부만을 압입함과 동시에 상기 밀봉재 표면의 중앙부를 제외한 주변부가 상기 캡플레이트 상면과 동일 평면 내에 있도록, 즉 상기 전해액주입공 입구면에서 벗어나 상기 캡플레이트 상면보다 돌출되지 않도록, 이루어질 수도 있다. 이는 상기 1차 압입 후 밀봉재 표면의 주변부 중 일부가 상기 압입장치의 커버부재의 하단부와 접촉하지 않는 부분이 있는 경우에도 적용될 수 있고, 마찬가지로 전해액주입공의 벽면과 상기 볼과의 접촉성 내지 밀봉성이 더 우수해지는 효과가 있다.
전해액주입공의 입구에 위치하는 볼의 위치산포가 매우 커서 1차 압입 결과 도 1 에서 나타낸 바와 같이 원하지 않는 형상의 밀봉부가 형성된 경우에도, 상기 2차 압입으로 인해 상기 전해액주입공의 벽면과 상기 볼과의 접촉성 내지 밀봉성이 더 우수해져 전해액의 누수를 방지할 수 있게 된다.
상기 실시예는 밀봉재로서 볼을 이용하여 설명하였지만, 전해액주입공의 외형에 상응하는 마개를 이용하여 1차 압입 내지 밀봉한 후, 상기한 바와 같은 2차 압입을 실시하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압입장치는,
주어진 홀에 밀봉재를 압입하는 압입심을 하단에 구비하고, 그 하단면의 직경이 상기 압입심의 직경보다 큰 압입봉; 및 상기 압입봉을 감싸며, 하단 중앙부에 상기 압입심만 통과할 수 있는 통공을 구비한 커버부재;를 포함하며, 상기 압입봉과 상기 커버부재는 상·하로 상대적인 이동을 하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 압입장치를 나타내는 정면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압입장치(300)는, 주어진 홀에 밀봉재를 압입하는 압입심(315)을 하단에 구비하고, 그 하단면의 직경이 상기 압입심의 직경보다 큰 압입봉(310); 및 상기 압입봉(310)을 감싸며, 하단 중앙부에 상기 압입심만 통과할 수 있는 통공을 구비한 커버부재(320);를 포함한다. 이때, 상기 압입봉(310)은 고정부재(340)에 의해 고정되어 있다.
상기 커버부재(320)는, 상기 압입봉(310)의 상부를 감싸는 상부커버(322); 상기 압입봉(310)의 하부를 감싸고, 하단 중앙부에 상기 압입심(315)만 통과할 수 있는 통공을 구비하며, 상·하로 이동가능한 하부커버(324); 및 상단이 상기 상부커버(322)의 하단과 결합하고, 그 하단이 상기 하부커버(324)의 상단과 결합하며, 상·하로 신축가능한 탄성부재(326);를 포함한다. 이때, 상기 상부커버(322)는 고정부재(350)에 의해 고정되어 있다.
또한, 본체부(330)가 상기 상부커버(322)와 상기 탄성부재(326)와 상기 하부커버(324)를 감싸고 있으며, 상기 하부커버(324)가 이탈하지 않도록 걸림턱부(335)를 구비하고 있다.
상기 하부커버(324)가 상기 본체부(330)의 걸림턱부(335)와 접촉하고 있을 때, 상기 압입봉(310)의 압입심(315)은 상기 하부커버(324) 하단 중앙부의 상기 통공을 통과하여 1차 압입거리만큼 돌출되어 있고, 상기 압입봉(310)의 하단과 상기 하부커버(324) 내부의 바닥면 사이는 2차 압입거리만큼 이격되어 있다.
이때, 상기 압입심(315)의 직경은 상기 홀 입구의 직경보다 작고, 상기 압입심(315)의 하단부는 그 측면이 경사져 있어, 상기 압입심(315) 상부의 직경보다 상기 압입심(315) 하단부 끝단의 직경이 더 작다.
여기서, 1차 압입거리라 함은, 예를 들어 이차전지의 전해액주입공에 밀봉재를 압입시키는 단계를 2단계 과정으로 행할 때, 1차 압입 후 밀봉재 표면에서 밀봉재에 박힌 압입심 하단까지의 수직거리를 말한다. 또한, 2차 압입거리라 함은, 상기 1차 압입 후 밀봉재에 박힌 압입심 하단의 위치에서 2차 압입 후 압입심 하단의 위치까지의 수직거리를 말한다.
도 4 및 도 5 를 참조하여, 이차전지의 전해액주입공에 밀봉재를 압입하는 과정을 예로써 상기 압입장치(300)의 작동원리를 살펴보면, 먼저 압입심(315)를 밀봉재에 정위치시킨 후, 압입봉(310) 및 커버부재(320)를 위에서 아래로 누르면 상기 압입장치(300)의 커버부재(320)가 이차전지의 캡플레이트와 접촉할 때까지 1차 압입이 이루어진다. 그 다음, 계속해서 힘을 가하면 탄성부재(326)의 수축이 일어나서 캡플레이트와 접촉하고 있는 하부커버(324)가 위로 이동하려는 성질을 띄게 되고, 상기 하부커버(324)는 압입장치(300)를 위에서 아래로 누르는 힘에 의해 캡플레이트면과 접촉하는 상태를 유지하게 되므로, 상대적으로 압입봉이 2차 압입거리만큼 아래로 이동하여 상기 밀봉재를 2차 압입하게 된다.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압입장치를 나타내는 정면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압입장치(300)는, 주어진 홀에 밀봉재를 압입하는 압입심(315)을 하단에 구비하고, 그 하단면의 직경이 상기 압입심의 직경보다 큰 압입봉(310); 및 상기 압입봉(310)을 감싸며, 하단 중앙부에 상기 압입심만 통과할 수 있는 통공을 구비한 커버부재(320);를 포함한다. 이때, 상기 압입봉(310)은 걸림부재(360)에 의해 일시 고정될 수 있고, 상기 커버부재(320)는 고정부재(미도시)에 의해 고정되어 있다.
또한, 상기 압입봉(310)의 하단과 상기 커버부재(320) 내부의 바닥면 사이에 상·하로 신축가능한 탄성부재(327)가 장착되어 있다.
상기 압입봉(310)이 상기 걸림부재(360)에 의해 고정되어 있을 때, 상기 압입봉(310)의 압입심(315)은 상기 커버부재(320) 하단 중앙부의 상기 통공을 통과하여 1차 압입거리만큼 돌출되어 있다.
상기 탄성부재(327)는, 상기 압입봉(310)이 상기 걸림부재(360)에 의해 고정된 위치를 기준점으로 볼 때, 상기 기준점으로부터 상기 압입봉(310)이 상기 탄성부재(327)의 탄성력을 유지한 상태에서 가장 아래쪽에 위치할 수 있는 지점까지의 거리가 2차 압입거리에 상응하도록 형성된다.
이때, 상기 압입심(315)의 직경은 상기 홀 입구의 직경보다 작고, 상기 압입심(315)의 하단부는 그 측면이 경사져 있어, 상기 압입심(315) 상부의 직경보다 상기 압입심(315) 하단부 끝단의 직경이 더 작다.
여기서, 1차 압입거리라 함은, 예를 들어 이차전지의 전해액주입공에 밀봉재를 압입시키는 단계를 2단계 과정으로 행할 때, 1차 압입 후 밀봉재 표면에서 밀봉재에 박힌 압입심 하단까지의 수직거리를 말한다. 또한, 2차 압입거리라 함은, 상기 1차 압입 후 밀봉재에 박힌 압입심 하단의 위치에서 2차 압입 후 압입심 하단의 위치까지의 수직거리를 말한다.
도 4 및 도 6 을 참조하여, 이차전지의 전해액주입공에 밀봉재를 압입하는 과정을 예로써 상기 압입장치(300)의 작동원리를 살펴보면, 먼저 압입심(315)를 밀봉재에 정위치시킨 후, 압입봉(310)이 걸림부재(360)에 의해 일시 고정된 상태에서, 압입봉(310) 및 커버부재(320)를 위에서 아래로 누르면 상기 압입장치(300)의 커버부재(320)가 이차전지의 캡플레이트와 접촉할 때까지 1차 압입이 이루어진다. 그 다음, 상기 걸림부재(360)를 해제한 상태에서, 상기 커버부재(320)와 상기 캡플레이트와의 접촉을 유지한 채 상기 압입봉(310)을 위에서 아래로 누르면 탄성부재(327)의 수축이 일어나서 상기 압입심(315)이 2차 압입거리만큼 아래로 이동하여 상기 밀봉재를 2차 압입하게 된다.
본 발명에 따른 이차전지의 제조방법 및 이에 사용되는 압입장치는 전해액주입공에 밀봉재를 압입시키는 단계를 나누어 실행함으로써 압입되는 밀봉재의 위치산포의 불안정을 해소하고, 또한 전해액주입공과 밀봉재 사이의 접촉성 및 밀봉성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도시된 실시예를 중심으로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있음을 이해할 것이다.
Claims (15)
- 전극조립체를 형성하여 캔에 삽입하는 단계;상기 캔에 대하여 캡조립체를 결합하는 단계;상기 캡조립체에 형성된 전해액주입공을 통하여 상기 캔 내부에 전해액을 주입하는 단계;중앙에 압입봉과 이를 감싸는 커버부재를 포함하는 압입장치를 이용하며, 상기 전해액주입공의 입구에 위치시킨 밀봉재를 상기 압입장치의 커버부재가 상기 이차전지의 캡플레이트와 접촉할 때까지 1차 압입하는 단계;상기 1차 압입되어진 밀봉재를 그 표면의 중앙부만을 압입함과 동시에 상기 중앙부를 제외한 주변부는 상기 1차 압입 후의 형상을 유지시키도록 2차 압입하여 밀봉부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
- 삭제
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- 전극조립체를 형성하여 캔에 삽입하는 단계;상기 캔에 대하여 캡조립체를 결합하는 단계;상기 캡조립체에 형성된 전해액주입공을 통하여 상기 캔 내부에 전해액을 주입하는 단계;중앙에 압입봉과 이를 감싸는 커버부재를 포함하는 압입장치를 이용하며, 상기 전해액주입공의 입구에 위치시킨 밀봉재를 상기 압입장치의 커버부재가 상기 이차전지의 캡플레이트와 접촉할 때까지 1차 압입하는 단계;상기 1차 압입되어진 밀봉재를 그 표면의 중앙부만을 압입함과 동시에 상기 중앙부를 제외한 주변부는 상기 캡플레이트 상면과 동일 평면 내에 있도록 2차 압입하여 밀봉부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 제조방법.
- 주어진 홀에 밀봉재를 압입하는 압입심을 하단에 구비하고, 그 하단면의 직경이 상기 압입심의 직경보다 큰 압입봉;상기 압입봉의 상부를 감싸는 고정된 상부커버;상기 압입봉의 하부를 감싸고, 하단 중앙부에 상기 압입심만 통과할 수 있는 통공을 구비하며, 상·하로 이동 가능한 하부커버;상단이 상기 상부커버의 하단과 결합하고, 그 하단이 상기 하부커버의 상단과 결합하며, 상·하로 신축 가능한 탄성부재를 포함하며,상기 압입봉은 고정되고, 상기 압입봉과 하부커버는 상·하로 상대적인 이동을 하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 압입장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 압입심의 직경은 상기 홀 입구의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 압입장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 압입심의 하단부는 그 측면이 경사져 있어, 상기 압입심 상부의 직경보다 상기 압입심 하단부 끝단의 직경이 더 작은 것을 특징으로 하는 압입장치.
- 삭제
- 제 5 항에 있어서,상기 상부커버와 상기 탄성부재와 상기 하부커버를 감싸며, 상기 하부커버가 이탈하지 않도록 걸림턱부를 구비하는 본체부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압입장치.
- 제 5 항 또는 제 9 항에 있어서,상기 하부커버가 상기 본체부의 걸림턱부와 접촉하고 있을 때, 상기 압입봉의 압입심은 상기 하부커버 하단 중앙부의 상기 통공을 통과하여 1차 압입거리만큼 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 압입장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 하부커버가 상기 본체부의 걸림턱부와 접촉하고 있을 때, 상기 압입봉 의 하단과 상기 하부커버 내부의 바닥면 사이가 2차 압입거리만큼 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 압입장치.
- 주어진 홀에 밀봉재를 압입하는 압입심을 하단에 구비하고, 그 하단면의 직경이 상기 압입심의 직경보다 큰 압입봉;상기 압입봉을 감싸며, 하단 중앙부에 상기 압입심만 통과할 수 있는 통공을 구비한 커버부재;상기 압입봉을 일시 고정할 수 있는 걸림부재를 포함하며,상기 커버부재는 상·하부커버로 나뉘어져 그 상부커버는 고정되어 있고, 상기 압입봉은 상·하로 이동가능하도록 이루어져 상기 압입봉과 하부커버는 상·하로 상대적인 이동을 하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 압입장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 압입봉의 하단과 상기 커버부재 내부의 바닥면 사이에 상·하로 신축가능한 탄성부재가 더 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 압입장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 압입봉이 상기 걸림부재에 의해 고정되어 있을 때, 상기 압입봉의 압입심은 상기 커버부재 하단 중앙부의 상기 통공을 통과하여 1차 압입거리만큼 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 압입장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 탄성부재는, 상기 압입봉이 상기 걸림부재에 의해 고정된 위치를 기준점으로 볼 때, 상기 기준점으로부터 상기 압입봉이 상기 탄성부재의 탄성력을 유지 한 상태에서 가장 아래쪽에 위치할 수 있는 지점까지의 거리가 2차 압입거리에 상응하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압입장치.
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| 1020010029156 |
| 1020040080730 |
| 12208133 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20060111276A (ko) | 2006-10-27 |
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