KR101713068B1 - Device for Eliminating Gas from Activated Battery Cell and Method for Manufacturing Battery Cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전지셀의 활성화 공정에서 발생한 가스를 제거하는 장치로서, 활성화 과정을 거친 전지셀이 탑재되는 다이(die), 및 전지셀의 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 외주면 실링부의 대향측에서 가압을 개시하여 상기 외주면 실링부 쪽으로 순차적으로 가압하는 가압기를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가스 제거 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for removing gas generated in an activation process of a battery cell, comprising: a die on which a battery cell having undergone the activation process is mounted; and a sealing member And a pressurizing device which sequentially pressurizes the gas to the outer surface sealing part side.
Description
본 발명은 전지셀의 제조 과정의 활성화 공정에서 발생한 전지셀 내부의 가스를 제거하는 공정에 사용되는 장치 및 가스를 제거하여 전지셀을 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a device used in a process of removing a gas inside a battery cell generated in an activation process of a battery cell, and a method of manufacturing a battery cell by removing gas.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices are increasing, the demand for batteries as energy sources is rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries capable of meeting various demands have been conducted.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of the shape of a battery, there is a high demand for a prismatic secondary battery and a pouch-type secondary battery which can be applied to products such as mobile phones with a small thickness, and has advantages such as high energy density, discharge voltage, There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries.
또한, 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 권취한 구조의 스택-폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.Also, the secondary battery is classified according to how the electrode assembly having the anode / separator / cathode structure is formed. Typically, the long battery-shaped anodes and cathodes are jelly- A stacked (stacked) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, a stacked (stacked) electrode assembly in which a predetermined unit of positive and negative electrodes are stacked, A stack-folding type electrode assembly having a structure in which a bi-cell or a full cell stacked in a single state is wound is exemplified.
최근에는, 스택형 또는 스택-폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다. In recent years, a pouch-shaped battery having a structure in which a stacked or stacked-folding electrode assembly is embedded in a pouch-shaped battery case of an aluminum laminate sheet has attracted a great deal of attention due to low manufacturing cost, small weight, Its usage is also gradually increasing.
이러한 파우치형 전지를 포함한 대부분의 이차전지들은 전지셀의 제조 과정에서 충방전에 의해 전지를 활성화시키는 과정을 거치는데, 최종 전지셀의 제조를 위해서는 상기 활성화 과정에서 발생하는 가스를 제거하여야 하며, 이를 탈기(degas) 공정이라고 한다. Most of the secondary batteries including the pouch-type battery have a process of activating the battery by charging and discharging during the manufacturing process of the battery cell. In order to manufacture the final battery cell, the gas generated in the activation process must be removed, Degassing process.
종래의 일부 기술은 활성화된 전지셀을 다이(die)에 고정하고, 상부에서 단순 가압하여 가스를 제거하나, 이 경우 전지셀 내부의 가스는 유체에 해당하므로, 외부에서 압력을 받는 경우 일정한 방향성 없이 사방으로 분산되는 바, 일부 가스는 가스 포집용 잉여부에 포집되어 제거될 수 있지만, 다른 방향으로 분산되는 가스는 전지셀 내부에 잔존하게 된다. Some conventional techniques fix the activated battery cell on a die and remove the gas by simply pressing the cell on the die. In this case, since the gas inside the battery cell corresponds to the fluid, As the gas is dispersed in four directions, some of the gas can be collected and removed in the gas-absorbing residue, but the gas dispersed in the other direction remains in the battery cell.
이와 같이 종래의 기술은 전지셀 내부의 가스가 충분히 제거되지 못하여 열융착에 의한 실링 과정에서 불량이 다수 발생하고, 잔여 가스에 의해 전극조립체에 충전이 불가한 부분이 발생하여 전지의 초기 용량이 저하되는 문제가 있다.As described above, in the related art, the gas in the battery cell is not sufficiently removed, a lot of defects are generated during the sealing process due to the thermal fusion, and a portion where the electrode assembly can not be charged due to the residual gas is generated, There is a problem.
따라서, 이러한 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technology that can fundamentally solve these problems.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 활성화된 전지셀의 가스를 제거하기 위해, 전지셀의 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 외주면 실링부의 대향측에서 가압을 개시하여 상기 외주면 실링부 쪽으로 순차적으로 가압하는 가압기를 포함하는 가스 제거 장치를 사용하는 경우, 소망하는 효과를 달성할 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present application have conducted intensive research and various experiments and have found that, as will be described later, in order to remove the gas of the activated battery cell, on the opposite side of the outer circumferential sealing portion on which the surplus portion for collecting the gas of the battery cell is formed And a pressurizing device that starts pressurization and sequentially pressurizes the pressurized gas toward the outer peripheral surface sealing portion, thereby achieving the desired effect, and has accomplished the present invention.
따라서, 본 발명에 따른 가스 제거 장치는, 활성화 과정을 거친 전지셀이 탑재되는 다이(die), 및 전지셀의 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 외주면 실링부의 대향측에서 가압을 개시하여 상기 외주면 실링부 쪽으로 순차적으로 가압하는 가압기를 포함하는 것을 특징으로 한다.Therefore, the gas eliminating apparatus according to the present invention is characterized in that the pressurization is started at an opposite side of a die on which the battery cell having undergone the activation process is mounted, and an outer circumferential sealing portion formed with a surplus portion for collecting the gas of the battery cell, And a pressurizing unit which sequentially pressurizes the gas to the downstream side.
상기와 같은 구조의 가스 제거 장치는 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 실링부 방향으로 전지셀을 순차적으로 가압하므로, 가스가 사방으로 분산되지 않고 일정한 방향성을 가지고 이동하는 바 가스 포집용 잉여부에 가스를 포집하는데 효과적이며, 따라서, 전지셀 내의 잔여 가스를 현저히 감소 시키는 효과가 있다. Since the gas removing device having the above structure sequentially pressurizes the battery cells in the direction of the sealing portion where the gas collecting surplus portion is formed, the gas is not dispersed in all directions, and the gas for collecting the gas, Therefore, there is an effect of remarkably reducing the residual gas in the battery cell.
하나의 구체적인 예에서, 상기 가압기는 회전축을 포함하는 롤러(roller)일 수 있고, 이 경우 롤러의 회전을 통해 전지셀을 가압하므로 순차적인 가압이 용이하다는 장점이 있다.In one specific example, the presser may be a roller including a rotating shaft, and in this case, the pressing of the battery cell through the rotation of the roller is advantageous in that sequential pressing is easy.
이때, 상기 회전축과 다이와의 거리는 가압 종료점에서의 거리가 가압 개시점에서의 거리보다 짧을 수 있고, 상세하게는 상기 가압 종료점에서의 회전축과 다이와의 거리는 가압 개시점에서의 거리의 60 내지 99%일 수 있으며, 더욱 상세하게는 80 내지 99%일 수 있다.At this time, the distance between the rotation axis and the die may be shorter than the distance at the pressing start point, and more specifically, the distance between the rotation axis and the die at the pressing end point may be 60 to 99% And more specifically from 80 to 99%.
이는, 상기 가압 개시점 부근에서는 가스의 양이 많지 않아 상대적으로 적은 압력으로도 가스 포집이 용이하나, 상기 가압 종료점 부근에서는 가압 개시점으부터 이동한 가스가 모두 응집되어 있어 가스의 양이 많고, 많은 양의 가스를 가스 포집용 잉여부로 포집하기 위해서는 가압 개시점보다 더 큰 압력을 가하는 것이 효과적이기 때문이다. 따라서, 상기와 같이 가압 종료점에 가까울수록 회전축과 다이와의 거리를 짧게 하여, 가압기가 전지셀에 가하는 압력을 증가 시키는 구성을 고려할 수 있다.This is because the amount of gas is not so large in the vicinity of the starting point for pressurization and gas collection is easy even with a relatively small pressure. In the vicinity of the end point of pressurization, all of the gas moved from the starting point of pressurization cohere, This is because it is effective to apply a pressure larger than the pressure starting point in order to collect a large amount of gas into the surplus gas collecting part. Therefore, as described above, the distance between the rotary shaft and the die is shortened toward the pressure end point, and the pressure applied to the battery cell by the pressure device is increased.
또한, 하나의 구체적인 예에서, 상기 가압기는 수직 단면의 형상이 사다리꼴이고, 수직 방향으로 한 쌍의 대변이 평행하며, 상기 대변 중 전지셀의 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 실링부 부분에 위치한 변의 길이는 대향측에 위치한 변의 길이보다 더 짧은 구성일 수 있다.Further, in one specific example, the pusher has a trapezoidal shape in the vertical section, a pair of opposite sides in parallel in the vertical direction, and a side portion located at the sealing portion where the gas collecting surplus portion of the battery cell during the over- The length may be a configuration that is shorter than the length of the side located on the opposite side.
이때, 상기 가압기의 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 실링부 부분에 위치한 변의 길이는 대향측에 위치한 변의 길이의 60 내지 99%일 수 있고, 상세하게는 80 내지 99%일 수 있다. At this time, the length of the side located at the sealing portion where the surplus portion for gas collection of the pressurizer is formed may be 60 to 99% of the length of the side located on the opposite side, and may be 80 to 99%.
상기와 같은 수직 단면의 형상이 사다리꼴인 가압기의 경우, 전지셀의 상부에서 단순 가압을 하더라도, 전지셀의 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 외주면 실링부의 대향측 부분에서 가압이 개시되고, 외주면 실링부 쪽으로 순차적 가압이 이루어 지므로, 기존의 공정을 크게 변형하지 않고도 효과적인 가스 제거가 가능하다는 장점이 있다.In the case of the pusher having a vertical cross-sectional shape of a trapezoidal shape as described above, pressurization is started at the opposite side portion of the outer circumferential sealing portion formed with the surplus portion for trapping the gas of the battery cell, So that it is possible to effectively remove the gas without greatly changing the existing process.
한편, 하나의 구체적인 예에서, 상기 가압기의 외주면 중 적어도 일부에는 탄성 소재가 코팅되어 있을 수 있으며, 구체적으로, 상기 가압기의 외주면 중 전지셀과 접촉하는 부분에 탄성 소재가 코팅되어 있을 수 있다.Meanwhile, in one specific example, at least a portion of the outer circumferential surface of the presser may be coated with an elastic material. Specifically, an elastic material may be coated on a portion of the outer circumferential surface of the presser that contacts the battery cell.
이는, 가압기가 전지셀을 가압하는 과정에서, 가압기와 전지셀이 접촉하는 부분은 국소적으로 무리한 힘이 가해지게 되고, 경우에 따라서는 전지케이스가 파손될 수 있는 문제가 있으므로, 가압기와 전지셀의 접촉 시 힘을 분산해주고 전지셀을 보호하기 위해서 가압기의 외주면을 탄성 소재로 코팅하는 것이다. This is because, in the process of pressurizing the battery cell by the pressurizer, a force is applied locally to a portion where the pusher contacts the battery cell, and in some cases, the battery case may be damaged. The outer peripheral surface of the pressurizer is coated with an elastic material in order to disperse the force upon contact and protect the battery cell.
상기 탄성 소재는, 한정되지는 아니하나, 예를 들어, 폴리스틸렌, 폴리우레탄 수지, 실리콘, 에폭시 수지 및 고무 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 또 다른 예에서 발포 소재일 수 있다.The elastic material may be, for example, but not limited to, at least one selected from the group consisting of polystyrene, polyurethane resin, silicone, epoxy resin and rubber resin, and may be foamed in another example.
하나의 구체적인 예에서, 상기 다이는 전지셀에 열을 가하는 히터를 내장하거나, 전지셀에 진동을 인가하는 가진기를 내장 할 수 있고, 이 경우 전지셀 내부에 흡착되어 있는 가스에 운동 에너지를 전달하여, 가스를 탈착시키는 것이 가능하므로, 가스를 효과적으로 포집 및 제거 할 수 있어, 전지셀 내의 잔여 가스를 더욱 감소 시킬 수 있다.In one specific example, the die may include a heater for applying heat to the battery cell, or a built-in vibrator for applying vibration to the battery cell. In this case, kinetic energy is transferred to the gas adsorbed in the battery cell , The gas can be desorbed, so that the gas can be effectively trapped and removed, and the residual gas in the battery cell can be further reduced.
이때, 상기 히터는 전지셀의 온도를 30 내지 100℃로 가열 할 수 있고, 상세하게는 40 내지 80℃로 가열할 수 있다. 상기 전지셀의 온도가 30℃ 미만인 경우에는 가스에 전달되는 운동 에너지가 크지 않으므로 흡착되어있는 가스를 탈착 및 제거함에 있어 큰 효과를 기대하기 어려우며, 100℃를 초과하는 경우에는 전지셀 내의 전해액이 분해 되거나, 전지케이스의 변형을 초래 할 수 있어 바람직하지 않다. At this time, the heater can heat the temperature of the battery cell to 30 to 100 ° C, and more specifically to 40 to 80 ° C. If the temperature of the battery cell is less than 30 ° C, the kinetic energy transferred to the gas is not large. Therefore, it is difficult to expect a great effect in desorbing and removing the adsorbed gas. When the temperature exceeds 100 ° C, Or the battery case may be deformed.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전지셀은 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 케이스에 전극조립체와 전해액이 내장되어 있는 파우치형 전지셀일 수 있다In one specific example, the battery cell may be a pouch-shaped battery cell in which an electrode assembly and an electrolyte are embedded in a case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer
이때, 상기 라미네이트 시트는, 알루미늄 라미네이트 시트일 수 있고, 상세하게는 금속 차단층의 일면(외면)에 내구성이 우수한 수지 외곽층이 부가되어 있고, 타면(내면)에 열용융성의 수지 실란트층이 부가되어 있는 구조로 이루어질 수 있다. In this case, the laminate sheet may be an aluminum laminate sheet. Specifically, a resin outer layer having excellent durability is added to one surface (outer surface) of the metal barrier layer, and a thermally fusible resin sealant layer is provided on the other surface Or the like.
상기 수지 외곽층은 외부 환경으로부터 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장강도와 내후성을 가지는 것이 필요하다. 그러한 측면에서 수지 외곽층의 고분자 수지로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 연신 나일론 필름이 바람직하게 사용될 수 있다. Since the resin outer layer has excellent resistance from the external environment, it is necessary to have a tensile strength and weather resistance of a predetermined level or higher. In this respect, polyethylene terephthalate (PET) and stretched nylon film can be preferably used as the polymer resin of the resin outer layer.
상기 금속 차단층은 가스, 습기 등 이물질의 유입 내지 누출을 방지하는 기능 이외에 전지케이스의 강도를 향상시키는 기능을 발휘할 수 있도록, 상세하게는 알루미늄이 사용될 수 있다. The metal barrier layer may be made of aluminum so as to exhibit a function of improving the strength of the battery case, in addition to a function of preventing foreign matter such as gas or moisture from leaking or leaking.
상기 수지 실란트층의 고분자 수지로는 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 폴리올레핀(polyolefin)계 수지가 바람직하게 사용될 수 있으며, 더욱 상세하게는 무연신 폴리프로필렌(CPP)이 사용될 수 있다.As the polymer resin of the resin sealant layer, a polyolefin resin having a low heat absorbing property (heat adhesion property) and low hygroscopicity in order to suppress penetration of an electrolyte solution and not being swollen or eroded by an electrolytic solution is preferably used And more particularly, lead-free polypropylene (CPP) may be used.
일반적으로 폴리프로필렌 등과 같은 폴리올레핀계 수지는 금속과의 접착력이 낮으므로, 상기 금속 차단층과의 접착력을 향상시키기 위한 방안으로서, 상세하게는 상기 금속층과 수지 실란트층 사이에 접착층을 추가로 포함하여 접착력 및 차단 특성을 향상시킬 수 있다. 상기 접착층의 소재로는, 예를 들어, 우레탄(urethane)계 물질, 아크릴(acryl)계 물질, 열가소성 일래스토머(elastomer)를 함유하는 조성물 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In general, a polyolefin resin such as polypropylene has a low adhesive force with a metal. Therefore, as a method for improving the adhesion with the metal barrier layer, more specifically, an adhesive layer is additionally provided between the metal layer and the resin sealant layer, And blocking characteristics can be improved. Examples of the material of the adhesive layer include a urethane-based material, an acryl-based material, a composition containing a thermoplastic elastomer, and the like, but are not limited thereto.
본 발명은 또한, 상기의 가스 제거 장치를 사용하여 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스에 전극조립체 및 전해액이 내장되어 있는 전지셀의 제조 방법을 제공한다. The present invention also provides a method of manufacturing a battery cell in which an electrode assembly and an electrolyte are embedded in a battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer using the gas removing device.
하나의 구체적인 예에서, 상기의 전지셀의 제조 방법은 (a) 활성화된 전지셀을 다이에 고정시키는 과정, (b) 전지셀의 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 외주면 실링부의 대향측에서 가압을 개시하여, 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 외주면 실링부 방향으로 순차적으로 가압하는 과정, (c) 상기 전지셀의 가스 포집용 잉여부에 포집된 가스를 외부로 배출하기 위해 전지케이스의 내부와 통하는 관통구를 천공하는 과정, 및 (d) 상기 과정(c)에서 가스를 배출한 후 미실링 부위의 내측을 열융착에 의해 실링하는 과정을 포함 할 수 있다. In one specific example, the method for manufacturing the battery cell includes the steps of: (a) fixing the activated battery cell to the die; (b) pressing on the opposite side of the outer circumferential sealing portion on which the surplus portion for collecting the gas of the battery cell is formed (C) a step of connecting the inside of the battery case to the inside of the battery case for discharging the gas collected in the gas-absorbing residue of the battery cell to the outside And (d) sealing the inside of the unsealed portion by heat welding after discharging the gas in the process (c).
또한, 상기의 전지셀 제조 방법은 상기 과정(a) 이전에, (a1) 전지케이스에 전극조립체를 장착한 상태에서 전지케이스의 외주면 중 일측 단부를 제외한 나머지 부위들을 열융착시켜 실링하는 과정, (a2) 미실링 상태의 상기 단부를 통해 전해액을 주입한 후 상기 단부를 열융착에 의해 실링하는 과정, 및 (a3) 충전과 방전을 수행하여 전지셀을 활성화시키는 과정을 수행 할 수 있다.The battery cell manufacturing method may further include the steps of (a1) sealing the remaining portions of the outer circumferential surface of the battery case, except for one end thereof, with the electrode assembly mounted on the battery case, a2) injecting an electrolyte through the end portion in the unsealed state, and sealing the end portion by thermal welding; and (a3) performing a charging and discharging process to activate the battery cell.
본 발명은 또한, 상기의 전지셀 제조 방법에 의해 제조된 전지셀을 제공하며, 구체적으로 상기 전지셀은 리튬 이차전지 일 수 있다. The present invention also provides a battery cell manufactured by the method for manufacturing a battery cell, wherein the battery cell may be a lithium secondary battery.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 제거 장치는, 전지셀의 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 외주면 실링부의 대향측에서 가압을 개시하여 상기 외주면 실링부 쪽으로 순차적으로 가압하는 가압기를 포함하므로, 전지셀 내부의 가스를 효율적으로 제거할 수 있는 바, 열융착에 의한 실링 과정에서 불량률을 감소 시키며, 잔여 가스에 의한 전지의 초기 용량 감소를 방지하는 효과가 있다. As described above, the gas removing apparatus according to the present invention includes a presser that pressurizes at the opposite side of the outer circumferential sealing portion on which the surplus portion for collecting the gas of the battery cell is formed and sequentially presses the pressing portion toward the outer circumferential sealing portion, It is possible to efficiently remove the gas inside the battery cell and to reduce the defective rate during the sealing process by the heat fusion and to prevent the reduction of the initial capacity of the battery due to the residual gas.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가스 제거 장치를 모식적으로 표현한 사시도이다;
도 2 및 도 3은 도 1의 가스 제거 장치의 수직 단면도들이다;
도 4는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 가스 제거 장치의 수직 단면도이다;
도 5 내지 도 10은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 제조방법의 순서를 나타내는 모식도들이다.1 is a perspective view schematically showing a gas removing apparatus according to one embodiment of the present invention;
Figures 2 and 3 are vertical sectional views of the degassing apparatus of Figure 1;
4 is a vertical cross-sectional view of a degassing device according to another embodiment of the present invention;
5 to 10 are schematic views showing a procedure of a method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가스 제거 장치의 사시도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 2 및 도 3에는 도 1의 가스 제거 장치의 수직 단면도가 모식적으로 도시되어 있다.Fig. 1 is a schematic perspective view of a degassing apparatus according to one embodiment of the present invention, and Figs. 2 and 3 schematically show vertical sectional views of the degassing apparatus of Fig.
이들 도면을 참조하면, 가스 제거 장치는 전지셀(300)이 탑재되는 다이(100) 및 가압기(210)로 구성되어 있고, 전지셀(300)이 다이(100) 위에 고정되어 있다.Referring to these drawings, the gas removing apparatus includes a
가압기(210)는 회전축(211)을 포함하는 원통형의 롤러로, 전지셀(300)의 가스 포집용 잉여부(310)가 형성되어 있는 외주면 실링부의 대향측에서 가압을 개시하여 상기 외주면 실링부 쪽으로 순차적으로 가압하므로, 전지셀(300) 내의 가스가 가스 포집용 잉여부(310)에 포집된다.The
가압기(210)의 회전축(210)과 다이(100)와의 거리는 가압 종료점에서의 거리(H2)가 가압 개시점에서의 거리(H1)보다 짧으며, 따라서, 가압기(210)가 전지셀(300)에 가하는 압력은 가압 개시점 보다 가압 종료점에서 더 크다. The distance H2 between the
도 4에는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 가스 제거 장치의 수직 단면 모식도가 도시되어 있다. 4 is a vertical cross-sectional schematic diagram of a degassing apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 2와 비교하여 도 4를 참조하면, 도 2의 가스 제거 장치의 가압기는 원통형의 롤러인데 반해, 도 4의 가압기(220)는 수직 단면의 형상이 사다리꼴인 점에서 차이가 있다. 구체적으로, 가압기(220)은 수직 방향으로 한 쌍의 대변이 평행하며, 상기 대변 중 전지셀(300)의 가스 포집용 잉여부(310)가 형성되어 있는 실링부 부분에 위치한 변의 길이는 대향측에 위치한 변의 길이보다 더 짧은 사다리꼴 형상을 갖는다.Referring to FIG. 4, the presser of the gas removing apparatus of FIG. 2 is a cylindrical roller, whereas the
또한, 도 2의 가압기는 수평 방향으로 이동하면서 전지셀을 가압하지만, 도 4의 가압기(220)는 수직 방향으로 이동하면서 전지셀(300)을 가압한다는 점에서도 차이를 가진다. 다만, 도 2의 가압기 및 도 4의 가압기 모두 전지셀의 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 외주면 실링부의 대향측에서 가압을 개시하며 상기 외주면 실링부 쪽으로 순차적으로 가압한다는 점에서는 동일하다. 2 also presses the
도 5 내지 도 10에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 제조방법의 모식도들이 도시되어 있다.5 to 10 are schematic views of a method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention.
이들 도면을 참조하여 전지셀 제조방법을 설명하면 하기와 같다.The battery cell manufacturing method will be described with reference to these drawings.
먼저 도 5와 같이, 전극조립체(320)를 전지케이스(330)의 수납부(340)에 장착한 후 전지케이스(330)를 반으로 접는다. 5, the
다음으로 도 6과 같이, 전지케이스(330)의 수납부(340)에 전극조립체(320)를 장착한 상태에서 전지케이스(330)의 외주면 중 일측 단부(350)를 제외한 나머지 부위들을 열융착시켜 실링한다.6, the
이때, 전극단자들(321, 322)이 연결되어 있는 전극조립체(320)는 일측에 수납부(340)가 형성된 라미네이트 시트로 이루어진 전지케이스(330) 내에 장착되고, 전지케이스(330)의 4변중 전극단자들(321, 322)이 돌출되어 있는 상변을 포함하여 3 개의 변에는 열압축에 의해 실링부(360)가 형성되며, 나머지 변은 미실링 부위(350)의 상태로 남겨 미실링 부위(350)를 통해 전해액을 주입한 후, 도 7과 같이 미실링 부위의 일측 모서리의 끝단(351)을 열융착하여, 가스 포집용 잉여부(310)를 형성하고, 충전과 방전을 수행하여 전지셀(300)을 활성화시킨다.The
상기 활성화 과정에서 발생한 가스는 본 발명에 따른 가스 제거 장치를 사용하여 가스 포집용 잉여부(310)에 포집한다. The gas generated in the activation process is collected in the
다음으로, 도 8과 같이 전지셀(300) 내의 가스를 배출하기 위하여 가스 포집용 잉여부(310)에 전지케이스(330) 내부와 통하는 관통구(370)를 천공한다.Next, as shown in FIG. 8, a through-
마지막으로, 도 9 및 도 10과 같이 전극조립체(320)와 인접한 가스 포집용 잉여부(310)의 내측(311)을 열융착하여 실링한 후, 필요에 따라 나머지 외측 부위를 절취하여 전지셀(300)을 완성한다.
Finally, as shown in Figs. 9 and 10, the
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
Claims (20)
활성화 과정을 거친 전지셀이 탑재되는 다이(die); 및
전지셀의 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 외주면 실링부의 대향측에서 가압을 개시하여 상기 외주면 실링부 쪽으로 순차적으로 가압하여 전지셀 내의 가스를 가스 포집용 잉여부에 포집하는 가압기;
를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 가스 제거 장치.An apparatus for removing gas generated in an activation process of a battery cell,
A die on which the battery cell having undergone the activation process is mounted; And
A presser for starting pressurization at an opposite side of an outer circumferential sealing portion on which a gas collecting surplus portion of the battery cell is formed and sequentially pushing the gas to the outer circumferential sealing portion to collect gas in the battery cell in the gas absorbing nip;
And a gas supply unit for supplying the gas to the gas supply unit.
(a) 활성화된 전지셀을 다이에 고정시키는 과정;
(b) 전지셀의 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 외주면 실링부의 대향측에서 가압을 개시하여, 가스 포집용 잉여부가 형성되어 있는 외주면 실링부 방향으로 순차적으로 가압하는 과정;
(c) 상기 전지셀의 가스 포집용 잉여부에 포집된 가스를 외부로 배출하기 위해 전지케이스의 내부와 통하는 관통구를 천공하는 과정; 및
(d) 상기 과정(c)에서 가스를 배출한 후 미실링 부위의 내측을 열융착에 의해 실링하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.A method of manufacturing a battery cell having an electrode assembly and an electrolyte solution in a battery case of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer using the apparatus according to claim 1,
(a) fixing the activated battery cell to the die;
(b) sequentially pressing the sealing member in the direction of the outer circumferential sealing portion in which the gas collecting surplus portion is formed by starting the pressurization at the opposite side of the outer circumferential sealing portion where the gas collecting surplus portion of the battery cell is formed;
(c) perforating a through-hole communicating with the inside of the battery case to discharge the collected gas to the outside of the battery cell; And
(d) sealing the inside of the unsealed portion by heat fusion after discharging the gas in the process (c);
And forming a battery cell.
(a1) 전지케이스에 전극조립체를 장착한 상태에서 전지케이스의 외주면 중 일측 단부를 제외한 나머지 부위들을 열융착시켜 실링하는 과정;
(a2) 미실링 상태의 상기 단부를 통해 전해액을 주입한 후 상기 단부를 열융착에 의해 실링하는 과정; 및
(a3) 충전과 방전을 수행하여 전지셀을 활성화시키는 과정;
을 수행하는 것을 특징으로 하는 전지셀 제조방법.18. The method of claim 17, wherein before step (a)
(a1) sealing the battery case by thermally fusing the remaining portions of the outer circumferential surface of the battery case except one end thereof in a state where the electrode assembly is mounted on the battery case;
(a2) injecting an electrolytic solution through the end portion in the unsealed state, and then sealing the end portion by thermal fusion; And
(a3) performing charging and discharging to activate the battery cell;
Is carried out. ≪ / RTI >
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