KR101441732B1 - Electrolyte injection apparatus and method of secondarybattery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극조립체가 수용된 전지셀이 내재되며, 전해액 주입포트가 구비된 공정챔버; 상기 공정챔버에 결합되어 공정챔버 내의 공기를 외부로 배출하는 배기포트; 상기 공정챔버에 결합되어 공정챔버 내에 전해액 친화기체를 투입하는 기체투입포트를 포함하는 이차전지의 전해액 주입장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 공정챔버 내에 전지셀을 투입하는 준비단계; 상기 공정챔버 내의 공기를 외부로 배출하여 진공상태를 형성하는 배기단계; 상기 공정챔버 내에 전해액 친화기체를 투입하는 기체투입단계; 상기 공정챔버 내에 전해액을 주입하는 전해액 주입단계를 포함하는 이차전지의 전해액 주입방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 전지셀 내부를 전해액에 친화적인 기체로 치환시킨 상태에서 전해액을 주입할 경우 젖음성을 향상시킬 수 있고 더불어 공정 시간과 비용을 절감할 수 있다.The present invention provides a process chamber comprising: a process chamber having a battery cell housing an electrode assembly and equipped with an electrolyte injection port; An exhaust port coupled to the process chamber to exhaust air in the process chamber to the outside; And a gas introduction port coupled to the process chamber for introducing an electrolyte-friendly gas into the process chamber.
The present invention also provides a method of manufacturing a battery cell, comprising: preparing a battery cell into a process chamber; An exhausting step of discharging the air in the process chamber to the outside to form a vacuum state; A gas charging step of charging an electrolyte-friendly gas into the process chamber; And an electrolyte injection step of injecting an electrolyte into the process chamber.
According to the present invention, when an electrolyte is injected in a state in which the inside of the battery cell is replaced with a gas compatible with the electrolyte, wettability can be improved and the process time and cost can be reduced.

Description

이차전지의 전해액 주입장치, 주입방법 및 이를 이용한 리튬 이차전지{Electrolyte injection apparatus and method of secondarybattery}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for injecting an electrolyte of a secondary battery,

본 발명은 이차전지에 관한 것으로, 특히 이차전지의 전해액 주입장치와 주입방법 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery, and more particularly, to an electrolyte injection device and a secondary battery injection method and a lithium secondary battery using the same.

일반적으로 전지는 분리막(separator)에 의해 서로 분리되는 양극(cathode or positive electrode)과 음극(anode or negative electrode) 및 상기 두 전극 사이에 이온 전달을 가능하게 하는 전해질을 포함하여 전기 에너지를 공급할 수 있는 것이다.Generally, a battery includes a cathode or a positive electrode and an anode or a negative electrode, which are separated from each other by a separator, and an electrolyte capable of transferring ions between the two electrodes, will be.

상기 전지는 한번 사용 후 폐기되는 일차전지(일반 전지)와, 충전을 통해 재사용이 가능한 이차전지로 구분된다.The battery is divided into a primary battery (general battery), which is discarded after one use, and a secondary battery, which can be reused through charging.

근래에는 휴대폰, 노트북, PDA 등과 같은 휴대용 전자기기들의 보급으로 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능한 이차전지의 수요량이 급증하고 있으며, 이에 따라 이차전지의 성능이 점차 개선되어 대량 생산되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] In recent years, demand for secondary batteries which can be recharged due to the spread of portable electronic devices such as mobile phones, notebooks, and PDAs has been rapidly increasing, and the performance of secondary batteries has been gradually improved.

대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)전지 및 리튬이온(Li-ion)전지가 사용되고 있다. 또한 이차전지는 전극조립체를 수용하고 있는 케이스의 외관에 따라서 원통형과 각형 및 파우치형 전지로 구분할 수 있다.
Typically, a nickel-hydrogen (Ni-MH) battery, a lithium (Li) battery, and a lithium ion (Li-ion) battery are used. Further, the secondary battery can be divided into a cylindrical shape, a square shape, and a pouch type battery according to the appearance of the case housing the electrode assembly.

한편, 리튬이온(Li-ion)전지를 비롯한 통상의 전지는 전지 내에서 이온 이동이 가능하도록 하는 전해질로 액상의 전해액을 사용하고 있다.On the other hand, a conventional battery including a lithium ion (Li-ion) battery uses a liquid electrolyte as an electrolyte capable of moving ions in the battery.

즉, 상기 전지는 양극판과, 음극판, 양극판과 음극판 사이를 차단하는 분리막을 전지케이스 내부로 삽입하고 전지케이스 내부에 전해액을 주입한 후 전지케이스를 밀폐시켜 제조되는 것이다.That is, the battery is manufactured by inserting a separator for blocking between the positive electrode plate, the negative electrode plate, the positive electrode plate and the negative electrode plate into the battery case, injecting an electrolyte into the battery case, and sealing the battery case.

이러한 이차전지에 있어서 전해액은 이온의 이동 경로를 제공하여 전지 반응이 원활하게 이뤄질 수 있도록 하는 역할을 하는데, 충방전이 반복됨에 따라 전해액 고갈 또는 그 분포의 변화 등으로 인해 전지의 수명 특성이 열화되는 등의 이유로 그 역할이 매우 중요하다.In such a secondary battery, the electrolytic solution plays a role of facilitating the cell reaction by providing a movement path of the ions. As the charge and discharge are repeated, the life characteristics of the battery deteriorate due to the depletion of the electrolyte or the distribution thereof The role is very important.

따라서, 전해액의 주입은 전지의 수명 및 특성을 결정하는 데 매우 중요한 요소가 되므로, 최적의 양으로 주입하여야 하며, 이러한 최적의 양을 공정상의 오차 없이 주입하는 것이 필요하다. 그리고 전체 전지 생산공정에 있어서 가급적 빠른 시간 내에 전해액을 주입하여야 하는 과제가 있게 된다.
Therefore, the injection of the electrolyte is a very important factor for determining the lifetime and the characteristics of the battery. Therefore, it is necessary to inject the optimum amount of the electrolyte solution, and it is necessary to inject this optimal amount without any process error. In addition, there is a problem that the electrolyte must be injected as quickly as possible in the entire battery production process.

종래, 통상적으로 사용되는 전해액 주입방법으로는 상압(常壓) 주입법, 원심 주입법, 진공 주입법이 있다.Conventionally, as a commonly used electrolyte injection method, there are a normal pressure injection method, a centrifugal injection method, and a vacuum injection method.

이중, 상압 주입법은 상압의 조건 하에서 전극조립체가 수납된 캔에 25 내지 35% 농도의 알칼리 전해액을 서서히 주입함으로써 행해진다. 그러나, 이 방법은 전해액의 농도가 높을수록 전도성은 증가하지만 유동성이 감소하여 극판 내부로 전해액이 스며드는 속도가 느려지기 때문에 전극과 분리막의 전해액 젖음성이 저하됨은 물론 전해액의 총 주입 시간이 지나치게 많이 소요되어 생산성이 떨어지는 문제가 있다.The atmospheric pressure injection method is performed by gradually injecting an alkali electrolytic solution having a concentration of 25 to 35% into a can containing the electrode assembly under atmospheric pressure. However, in this method, as the concentration of the electrolyte increases, the conductivity increases, but the fluidity decreases. As a result, the penetration of the electrolyte into the electrode plate slows down, so the electrolyte wettability of the electrode and the separator decreases and the total injection time of the electrolyte is excessively long There is a problem that productivity is low.

또한, 원심 주입법은 원심 주입기를 이용하여 전해액을 주입하는 것이나, 그 설비 구성이 복잡해지고, 비용이 많이 소요될 뿐 아니라 전해액 주입량이 최적 주입량의 85 내지 90% 정도에 불과하기 때문에 전지의 성능 저하를 일으킨다는 문제점이 있다.In addition, the centrifugal injection method involves injecting an electrolyte solution using a centrifugal injector, but its configuration is complicated, and the cost is increased. In addition, the electrolyte injection amount is only about 85 to 90% of the optimal injection amount, There is a problem.

이러한 문제들로 인하여 최근에는 전해액 주입방법으로 진공 주입법을 많이 사용하고 있다. 진공 주입법에는 다양한 방법들이 소개되고 있는데, 대표적인 것으로 전해액 주입구에 주입노즐을 부착하고, 전해액 주입장치의 배기수단을 통해 캔 내부를 진공으로 만든 후 소정량의 전해액을 공급하면, 캔 내부의 기압과 대기압의 압력차에 의해 전해액이 캔 내부로 주입되는 방법이 있다.Due to these problems, vacuum injection is widely used as an electrolyte injection method. Various methods have been introduced in the vacuum injection method. Typically, the injection nozzle is attached to the electrolyte injection port, the inside of the can is evacuated through the exhaust means of the electrolyte injection device, and a predetermined amount of electrolyte is supplied. And the electrolyte solution is injected into the can by the pressure difference of the electrolyte.

그러나, 이러한 방법은 캔 내부로 주입되는 전해액이 전극조립체에 침투하는 데에 장시간이 소요되는 문제가 있었다.
However, this method has a problem that it takes a long time for the electrolyte solution injected into the can to permeate the electrode assembly.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전해액에 친화적인 기체를 이용해서 기체를 먼저 채운 후 전해액을 주입함으로써 전극과 분리막에 전해액 젖음성을 향상시키는 한편 전해액 주입시간을 단축시키고자 한다.
In order to solve such a problem, the present invention intends to improve the wettability of the electrolyte solution in the electrode and the separator and to shorten the electrolyte injection time by filling the gas with an electrolyte-friendly gas first and injecting the electrolyte solution.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 전극조립체가 수용된 전지셀이 내재되며, 전해액 주입포트가 구비된 공정챔버; 상기 공정챔버에 결합되어 공정챔버 내의 공기를 외부로 배출하는 배기포트; 상기 공정챔버에 결합되어 공정챔버 내에 전해액 친화기체를 투입하는 기체투입포트를 포함하는 이차전지의 전해액 주입장치를 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a process chamber comprising: a process chamber having a battery cell housing an electrode assembly therein and equipped with an electrolyte injection port; An exhaust port coupled to the process chamber to exhaust air in the process chamber to the outside; And a gas introduction port coupled to the process chamber for introducing an electrolyte-friendly gas into the process chamber.

상기 전해액 주입포트, 배기포트 및 기체투입포트에는 각각 제어밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.
And a control valve is provided in each of the electrolyte injection port, the exhaust port, and the gas input port.

또한, 본 발명은 공정챔버 내에 전지셀을 투입하는 준비단계; 상기 공정챔버 내의 공기를 외부로 배출하여 진공상태를 형성하는 배기단계; 상기 공정챔버 내에 전해액 친화기체를 투입하는 기체투입단계; 상기 공정챔버 내에 전해액을 주입하는 전해액 주입단계를 포함하는 이차전지의 전해액 주입방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a battery cell, comprising: preparing a battery cell into a process chamber; An exhausting step of discharging the air in the process chamber to the outside to form a vacuum state; A gas charging step of charging an electrolyte-friendly gas into the process chamber; And an electrolyte injection step of injecting an electrolyte into the process chamber.

상기 기체투입단계에서는, 300torr 이하로 유지된 진공상태에서 전해액 친화기체가 투입되면 공정챔버 내의 압력을 1기압으로 유지하는 것을 특징으로 한다.In the gas charging step, the pressure in the process chamber is maintained at 1 atm when the electrolyte-friendly gas is supplied in a vacuum state maintained at 300 Torr or less.

상기 전해액 친화기체는 전극활물질과 반응성이 없는 카보네이트 계열 기체로서, 예컨대 이산화탄소가 적용되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 전해액 친화기체는 카보네이트 계열이 아닌 암모니아가 적용될 수도 있다.
The electrolyte-friendly gas is a carbonate-based gas which is not reactive with the electrode active material and is, for example, carbon dioxide. The electrolyte-friendly gas may be ammonia not based on a carbonate.

또한, 본 발명은 상술한 전해액 주입장치 및 주입방법에 의해 제조된 리튬 이차전지를 제공한다.The present invention also provides a lithium secondary battery manufactured by the above-described electrolyte injection device and the injection method.

상기 리튬 이차전지의 전극조립체는 단면상 장방형으로 이루어지고, 양극리드 및 음극리드를 구비하며, 상기 양극리드 및 음극리드는 각각 전극조립체의 4변 중에 선택적으로 구비된다.The electrode assembly of the lithium secondary battery is rectangular in cross section and includes a positive electrode lead and a negative electrode lead, and the positive electrode lead and the negative electrode lead are selectively provided on four sides of the electrode assembly, respectively.

예컨대, 상기 양극리드와 음극리드는 단면상 장방형으로 이루어진 전극조립체의 4변 중 어느 한 변에 동일 방향으로 형성되거나, 전극조립체의 4변 중 서로 인접한 변에 각각 구분되어 형성되거나, 또는 전극조립체의 4변 중 서로 마주보는 2변에 각각 대향되게 형성될 수 있다.
For example, the positive electrode lead and the negative electrode lead may be formed in the same direction on any one of four sides of the electrode assembly having a rectangular cross section, or may be formed separately on the sides adjacent to each other among the four sides of the electrode assembly, May be formed so as to oppose each other on opposite sides of the sides.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 전지셀 내부를 전해액에 친화적인 기체로 치환시킨 상태에서 전해액을 주입함으로써 전극과 분리막에 전해액의 젖음성을 향상시킬 수 있고 더불어 공정 시간과 비용을 절감할 수 있다.
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the wettability of the electrolyte solution in the electrode and the separator by injecting the electrolyte solution while replacing the inside of the battery cell with a gas compatible with the electrolyte solution, .

도 1은 본 발명에 의한 전해액 주입장치를 개략적으로 보인 단면도.1 is a cross-sectional view schematically showing an apparatus for injecting an electrolyte according to the present invention.

이하에서는, 본 발명에 의한 이차전지의 전해액 주입장치와 주입방법 및 이를 이용한 리튬 이차전지에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, an apparatus for injecting an electrolyte solution and a method for injecting an electrolyte solution of the secondary battery according to the present invention and a lithium secondary battery using the same will be described in detail.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전해액 주입장치는 공정챔버(20)를 포함한다. 공정챔버(20)는 그 내부에 전극조립체(11)가 구비된 전지셀(10)이 수용되도록 소정의 내부 공간을 갖는다.1, the apparatus for injecting an electrolyte according to the present invention includes a process chamber 20. The process chamber 20 has a predetermined internal space for accommodating therein the battery cell 10 having the electrode assembly 11 therein.

공정챔버(20)에는 전지셀(10) 내에 전해액을 주입하기 위한 주입포트(21)가 구비되고, 주입포트(21)로 전해액을 주입하기 전 공정챔버(20) 내의 공기를 배출하여 진공 상태를 형성하기 위한 배기포트(22)가 구비된다.The process chamber 20 is provided with an injection port 21 for injecting an electrolyte solution into the battery cell 10 and discharging air in the process chamber 20 before injecting the electrolyte into the injection port 21, An exhaust port 22 is formed.

또한, 공정챔버(20)에는 전해액을 주입하기 전 전해액과 친화력을 갖는 기체를 공정챔버(20) 내에 투입하기 위한 기체투입포트(23)가 더 구비된다.In addition, the process chamber 20 is further provided with a gas inlet port 23 for injecting a gas having affinity with an electrolytic solution into the process chamber 20 before injecting the electrolytic solution.

상기 주입포트(21), 배기포트(22) 및 기체투입포트(23) 각각에는 제1, 제2 및 제3제어밸브(21a)(22a)(23a)가 설치되어 전해액 또는 기체 등의 투입량을 조절한다. 주입포트(21), 배기포트(22) 및 기체투입포트(23)는 공정진행에 방해되지 않는다면 공정챔버(20)의 어느 위치라도 설치가 가능하며, 그 직경 역시 각각의 기능을 수행할 수 있다면 크게 제한이 있는 것은 아니다.
The first, second, and third control valves 21a, 22a, 23a are provided in the injection port 21, the exhaust port 22, and the gas inlet port 23, respectively, so that the amount of the electrolyte, gas, . The injection port 21, the exhaust port 22 and the gas inlet port 23 can be installed at any position in the process chamber 20 as long as they do not interfere with the progress of the process, There is no limitation to this.

한편, 도시하지는 않았으나 공정챔버(20)의 외부에는 전해액을 저장할 수 있는 전해액 저장조가 설치되어 있고, 이 저장조로부터 주입포트(21)를 통해 공정챔버(20) 내로 전해액이 공급된다. 또한, 공정챔버(20)의 외부에는 전해액 친화기체가 수용된 기체투입조가 설치되고, 이 기체투입조로부터 기체투입포트(23)를 통해 공정챔버(20) 내로 전해액 친화기체가 투입된다.Although not shown, an electrolytic solution reservoir capable of storing the electrolytic solution is provided outside the process chamber 20, and the electrolytic solution is supplied into the process chamber 20 through the injection port 21 from the reservoir. In addition, an outside of the process chamber 20 is provided with a gas charging tank containing an electrolyte-friendly gas, and an electrolyte-friendly gas is introduced into the process chamber 20 through the gas charging port 23 from the gas charging tank.

통상의 리튬 이차전지에 주입되는 전해액이 프로필렌 카보네이트(PC), 에틸렌 카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 디메틸카보네이트(DMC), 디프로필카보네이트(DPC) 등의 카보네이트 화합물이기 때문에, 전해액 친화기체는 이러한 전해액에 용이하게 용해될 수 있고 전극활물질과 반응성이 없는 카보네이트 계열의 기체를 사용하는 것이 바람직하며, 그 일예로 이산화탄소가 사용될 수 있다.Since the electrolytic solution injected into a conventional lithium secondary battery is a carbonate compound such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC) or dipropyl carbonate (DPC) It is preferable that the gas is a carbonaceous gas which can be easily dissolved in the electrolyte solution and is not reactive with the electrode active material. For example, carbon dioxide may be used.

또한, 전해액 친화기체는 카보네이트 계열의 기체가 아니더라도 전해액에 잘 용해되고 전극활물질과 반응성이 없는 것이라면 어느 것이라도 무방하다. 예컨대, 전해액 친화기체로서 카보네이트 계열의 기체가 아닌 암모니아를 사용할 수 있으나 암모니아를 사용할 경우 부식성이 강하기 때문에 주의를 요구한다.
The electrolyte-friendly gas may be any one that is not a carbonate-based gas but dissolves well in the electrolytic solution and has no reactivity with the electrode active material. For example, ammonia, which is not a carbonate-based gas, can be used as an electrolyte-friendly gas, but caution is required because ammonia is strongly corrosive.

또한, 본 발명은 전극과 분리막에 젖음성을 향상시키고 전해액 주입시간을 단축할 수 있는 전해액 주입방법을 제공한다.The present invention also provides an electrolyte injection method capable of improving the wettability of the electrodes and the separator and shortening the time for injecting the electrolyte solution.

본 발명의 전해액 주입방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 공정챔버(20) 내에 전극조립체가 수용된 전지셀을 투입하여 준비하는 준비단계, 공정챔버(20) 내의 공기를 외부로 배출하여 진공상태를 형성하는 배기단계, 진공상태의 공정챔버(20) 내에 전해액 친화기체를 투입하는 기체투입단계 및 공정챔버(20) 내로 전해액을 주입하는 주입단계를 포함한다.
As shown in FIG. 2, the electrolyte injection method of the present invention includes preparing a battery cell in which an electrode assembly is accommodated in a process chamber 20, preparing a preparation chamber for discharging air in the process chamber 20 to a vacuum state A gas injecting step of injecting an electrolyte-friendly gas into the process chamber 20 in a vacuum state, and an injecting step of injecting the electrolyte into the process chamber 20.

준비단계에서는, 공정챔버(20) 내에 전극조립체가 구비된 전지셀을 안착시킨다.
In the preparation step, the battery cell having the electrode assembly is placed in the process chamber 20.

배기단계에서는, 배기포트(22)와 연결된 진공수단을 이용하여 미리 설정된 압력까지 감압을 시킨다. 이러한 감압 과정에 의해 전지셀 내부의 미세 공간을 차지하고 있던 공기 기포들 및 기타 불필요한 공기들을 제거할 수 있게 되고, 전해액이 전지케이스 내부로 보다 쉽게 스며들 수 있도록 한다.
In the evacuation step, the evacuation port 22 is evacuated to a preset pressure using a vacuum means connected thereto. By this decompression process, the air bubbles and other unnecessary air that occupied the fine space inside the battery cell can be removed, and the electrolyte solution can be easily permeated into the battery case.

기체투입단계에서는, 기체투입조와 연결된 기체투입포트(23)를 통해 카보네이트 계열의 전해액 친화기체가 공정챔버(20) 내로 투입된다. 설정된 양만큼의 전해액 친화기체가 투입되면 제3제어밸브(23a)가 폐쇄된다.In the gas introducing step, a carbonate-based electrolyte-affinitive gas is introduced into the process chamber 20 through the gas inlet port 23 connected to the gas inlet vessel. When the set amount of the electrolyte-friendly gas is input, the third control valve 23a is closed.

공정챔버(20) 내에 전해액 친화기체를 투입할 때는 배기포트(22)와 연결된 진공수단을 이용하여 공정챔버(20) 내의 진공도를 1~300torr로 유지시킨다. 이때, 진공도가 300torr를 초과하게 되면 이후에 전해액 친화기체를 투입하는 과정에서 충분한 양의 친화기체를 투입하는 것이 어렵기 때문이다. 그 후 전해액 친화기체가 투입되면 공정챔버(20) 내의 압력이 상승하게 되고 이를 상압(1기압)으로 유지한다. 공정챔버(20)의 압력이 1기압보다 낮은 경우 전해액이 원하는 대로 전지케이스로 주입되지 않고 퍼져서 공급될 수 있기 때문이다.
When introducing the electrolyte-friendly gas into the process chamber 20, the degree of vacuum in the process chamber 20 is maintained at 1 to 300 torr using a vacuum means connected to the exhaust port 22. At this time, if the degree of vacuum exceeds 300 Torr, it is difficult to input a sufficient amount of affinity gas in the process of injecting the electrolyte-friendly gas thereafter. Then, when the electrolyte-friendly gas is introduced, the pressure in the process chamber 20 is raised and maintained at atmospheric pressure (1 atm). When the pressure of the process chamber 20 is lower than 1 atm, the electrolyte can be spread and supplied without being injected into the battery case as desired.

주입단계에서는, 전해액 저장조에 연결된 전해액 주입노즐(도시 생략)을 공정챔버(20)의 주입포트(21)에 연결하고, 제1제어밸브(21a)를 개방하여 저장조로부터 주입포트(21)로 전해액을 공급한다. 이때, 주입포트(21)에 공급된 전해액은 자중에 의해 낙하되어 전지셀 내부로 공급된다.In the injecting step, an electrolyte injection nozzle (not shown) connected to the electrolyte reservoir is connected to the injection port 21 of the process chamber 20 and the first control valve 21a is opened to transfer the electrolyte solution . At this time, the electrolytic solution supplied to the injection port 21 is dropped by its own weight and supplied into the battery cell.

설정된 양만큼 전해액의 공급이 완료되면, 제1제어밸브가 닫히면서 공급이 중단되고, 전해액 친화기체는 전해액에 녹으면서 전극조립체 내부에 있던 기포들이 사라지고 압력이 낮아지게 됨으로써 전해액은 자연스럽게 전지셀의 내부로 스며들게 된다.When the supply of the electrolyte solution is completed by the set amount, the first control valve is closed and the supply is stopped. The electrolyte-friendly gas dissolves in the electrolyte solution so that the bubbles inside the electrode assembly disappear and the pressure is lowered, .

이때, 본 발명의 전해액 친화기체를 투입하는 단계가 생략되면, 전지셀 내부에 공급되어 있는 전해액은 전극조립체의 전극판들 사이 및 기타 여러 공간들 사이에 끼여 있는 공기 기포들로 인해 충분히 스며들지 못하는 상태가 되고, 따라서 공급되어야 할 전해액은 주입포트(21) 내에 남아 있게 된다. 즉, 본 발명의 기체투입단계를 진행함으로써 그 이후에 주입되는 전해액은 전해액 친화기체에 의해 전극과 분리막에 충분히 스며들게 됨으로써 젖음성을 높일 수 있게 되는 것이다.At this time, if the step of injecting the electrolyte-friendly gas of the present invention is omitted, the electrolyte solution supplied into the battery cell is not sufficiently impregnated due to the air bubbles sandwiched between the electrode plates of the electrode assembly and other various spaces So that the electrolyte solution to be supplied remains in the injection port 21. That is, by advancing the step of charging the gas of the present invention, the electrolyte solution injected thereafter is sufficiently impregnated into the electrode and the separator by the electrolyte-friendly gas, thereby increasing the wettability.

한편, 전지의 제조 완료 후 활성화 전에 전지 내의 가스들을 배출하는 과정을 갖게 되는데, 이때 전지 내에 잔류하는 전해액 친화기체 역시 배출되고, 이를 가스크로마토그래피(GC)를 이용하면 그 잔류량을 측정할 수 있다.
Meanwhile, after completion of the preparation of the battery, there is a process of discharging the gases in the battery before activation. At this time, the electrolyte-friendly gas remaining in the battery is also discharged, and the residual amount thereof can be measured using gas chromatography (GC).

또한, 본 발명은 상술한 전해액 주입장치 및 주입방법을 통해 제조된 리튬 이차전지를 제공한다. 이러한 이차전지는 최적의 양으로 전해액이 전극과 분리막에 스며들게 됨으로써 그 수명 및 특성이 향상될 수 있다. 그리고 전해액 주입시간을 단축할 수 있게 됨으로써 전체 전지 생산공정에 있어서 생산성을 향상시킬 수 있다.The present invention also provides a lithium secondary battery manufactured through the above-described electrolyte injection device and injection method. The secondary battery can penetrate the electrode and the separator in an optimal amount, so that the lifetime and the characteristics of the secondary battery can be improved. And the electrolyte injection time can be shortened, so that the productivity in the entire cell production process can be improved.

한편, 장방형의 단면을 갖는 전극조립체에서 전극리드는 필요에 따라 전극조립체의 4변 중 선택적으로 구비될 수 있다.On the other hand, in an electrode assembly having a rectangular cross section, the electrode leads may be selectively provided on four sides of the electrode assembly as required.

예컨대, 도 1에서는 전극조립체의 4개의 변 중 단축의 어느 한 변에 양극리드와 음극리드가 동일 방향으로 형성되어 있으나, 단축 뿐만 아니라 장축의 어느 한 변에 양극리드와 음극리드가 동일 방향으로 형성될 수도 있다.For example, in FIG. 1, the positive electrode lead and the negative electrode lead are formed in the same direction on either side of the short axis of the four sides of the electrode assembly, but not only the short axis but also the positive electrode lead and the negative electrode lead are formed in the same direction .

또한, 양극리드와 음극리드는 단면상 장방형으로 이루어진 전극조립체의 4변 중 서로 마주보는 2변에 각각 대향되게 형성되거나, 전극조립체의 4변 중 서로 인접한 변에 각각 구분되어 형성될 수 있음은 물론이다.In addition, the positive electrode lead and the negative electrode lead may be formed opposite to two opposing sides of the four sides of the electrode assembly having a rectangular cross section, or may be formed separately on four sides of the four sides of the electrode assembly .

또한, 도 1에서는 전극조립체에 양극리드와 음극리드가 각각 1개씩 형성되어 있는 것을 도시하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 각 전극리드를 2개 이상으로 형성할 수도 있다.In FIG. 1, one positive electrode lead and one negative electrode lead are formed in the electrode assembly. However, the present invention is not limited thereto, and two or more electrode leads may be formed.

10 ; 전지셀
11 ; 전극조립체
20 ; 공정챔버
21 ; 전해액 주입포트
22 ; 배기포트
23 ; 기체투입포트
21a,22a,23a ; 제어밸브10; Battery cell
11; Electrode assembly
20; Process chamber
21; Electrolyte injection port
22; Exhaust port
23; Gas input port
21a, 22a, 23a; Control valve

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 공정챔버 내에 전극조립체가 수용된 전지셀을 투입하는 준비단계;
상기 공정챔버 내의 공기를 외부로 배출하여 진공상태를 형성하는 배기단계;
상기 공정챔버 내에 전해액 친화기체를 투입하는 기체투입단계;
상기 공정챔버 내에 전해액을 주입하는 전해액 주입단계를 포함하며,
상기 기체투입단계에서는, 300torr 이하로 유지된 진공상태에서 전해액 친화기체가 투입되면 공정챔버 내의 압력을 1기압으로 유지하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전해액 주입방법.
Preparing a battery cell containing an electrode assembly in a process chamber;
An exhausting step of discharging the air in the process chamber to the outside to form a vacuum state;
A gas charging step of charging an electrolyte-friendly gas into the process chamber;
And an electrolyte injection step of injecting an electrolyte into the process chamber,
Wherein the pressure in the process chamber is maintained at 1 atm when the electrolyte-friendly gas is supplied in a vacuum state maintained at 300 Torr or lower in the gas charging step.
삭제delete 제3항에 있어서,
상기 전해액 친화기체는 전극활물질과 반응성이 없는 카보네이트 계열 기체인 것을 특징으로 하는 이차전지의 전해액 주입방법.
The method of claim 3,
Wherein the electrolyte-friendly gas is a carbonate-based gas which is not reactive with the electrode active material.
제5항에 있어서,
상기 전해액 친화기체는 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 이차전지의 전해액 주입방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the electrolyte-friendly gas is carbon dioxide.
제3항에 있어서,
상기 전해액 친화기체는 암모니아인 것을 특징으로 하는 이차전지의 전해액 주입방법.
The method of claim 3,
Wherein the electrolyte-friendly gas is ammonia.
제3항, 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
A lithium secondary battery produced by any one of claims 3, 5, 6, 7, and 8.
제8항에 있어서,
상기 전극조립체는 단면상 장방형으로 이루어지고, 양극리드와 음극리드를 구비하며, 상기 양극리드 및 음극리드는 각각 전극조립체의 4변 중에 선택적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
9. The method of claim 8,
Wherein the electrode assembly is rectangular in cross section and includes a positive electrode lead and a negative electrode lead, and the positive electrode lead and the negative electrode lead are selectively provided on four sides of the electrode assembly, respectively.
제9항에 있어서,
상기 양극리드와 음극리드는 단면상 장방형으로 이루어진 전극조립체의 4변 중 어느 한 변에 동일 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
10. The method of claim 9,
Wherein the positive electrode lead and the negative electrode lead are formed in the same direction on one of four sides of an electrode assembly having a rectangular shape in cross section.
제9항에 있어서,
상기 양극리드와 음극리드는 단면상 장방형으로 이루어진 전극조립체의 4변 중 서로 인접한 변에 각각 구분되어 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
10. The method of claim 9,
Wherein the positive electrode lead and the negative electrode lead are separately formed on four sides of the four sides of the electrode assembly having a rectangular shape in cross section.
제9항에 있어서,
상기 양극리드와 음극리드는 단면상 장방형으로 이루어진 전극조립체의 4변 중 서로 마주보는 2변에 각각 대향되게 형성되는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.10. The method of claim 9,
Wherein the positive electrode lead and the negative electrode lead are formed to face opposite sides of the four sides of the electrode assembly having a rectangular shape in cross section.
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