KR101748362B1 - Method for manufacturing pouch secondary battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 파우치형 이차 전지 제조 방법에 관한 것으로서, (a) 전극 조립체와 전해액을 파우치의 수납부에 밀봉 수납하여 이차 전지를 패키징하는 단계; (b) 이차 전지를 미리 정해진 시간 동안 에이징하는 단계; 및 (c) 이차 전지의 내부 가스를 1차 디개싱하는 단계; (d) 이차 전지를 활성화되도록 충방전하는 단계; 및 (e) 이차 전지의 내부 가스를 2차 디개싱하는 단계를 포함하며; (c) 단계는, (c1) 수납부로부터 연장 형성된 파우치의 연장부에 제1 가스홀을 천공하는 단계; 및 (c2) 제1 가스홀과 선택적으로 연결 가능한 진공 패드를 이용하여, 이차 전지의 내부 가스를 제1 가스홀로부터 진공 흡입해 외부로 배출하는 단계를 포함한다. 이러한 본 발명은, 진공 챔버에 비해 상대적으로 설치 및 유지 비용이 저렴한 진공 패드를 이용하여 내부 가스의 완전한 제거가 요구되지 않는 1차 디개싱 공정을 수행함으로써 1차 디개싱에 소요되는 비용을 절감함과 동시에 충방전 공정 중에 내부 가스로 인해 이차 전지의 내부 압력이 과도하게 상승되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.The present invention relates to a method of manufacturing a pouch type secondary battery, comprising the steps of: (a) sealing an electrode assembly and an electrolyte solution in a housing portion of a pouch to package a secondary battery; (b) aging the secondary battery for a predetermined time; And (c) first degassing the internal gas of the secondary battery; (d) charging and discharging the secondary battery to be activated; And (e) secondary degasing the internal gas of the secondary battery; (c) comprises the steps of: (c1) perforating a first gas hole in an extended portion of the pouch extending from the storage portion; And (c2) vacuuming the inner gas of the secondary battery from the first gas hole using a vacuum pad selectively connectable with the first gas hole, and discharging the inner gas to the outside. The present invention reduces the cost of primary digging by performing a first degassing process that does not require the complete removal of the inner gas by using a vacuum pad which is relatively lower in installation and maintenance costs than the vacuum chamber The internal pressure of the secondary battery can be effectively prevented from being excessively increased due to the internal gas during the charging / discharging process.
Description
본 발명은 파우치형 이차 전지 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a pouch type secondary battery.
근래에 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 이차 전지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, demand for portable electronic products such as notebook computers, video cameras, and portable telephones has rapidly increased, and electric vehicles, storage batteries for energy storage, robots, and satellites have been developed in earnest. Are being studied actively.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.The secondary rechargeable batteries are nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, nickel-zinc batteries, and lithium secondary batteries. Among them, lithium secondary batteries have almost no memory effect compared to nickel- It is very popular because of its low self-discharge rate and high energy density.
이러한 리튬 이차 전지는 주로 리튬계 산화물과 탄소재를 각각 양극 활물질과 음극 활물질로 사용한다. 리튬 이차 전지는, 이러한 양극 활물질과 음극 활물질이 각각 도포된 양극판과 음극판이 세퍼레이터를 사이에 두고 배치된 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재, 즉 전지 케이스를 구비한다.These lithium secondary batteries mainly use a lithium-based oxide and a carbonaceous material as a cathode active material and an anode active material, respectively. The lithium secondary battery includes an electrode assembly in which a positive electrode plate and a negative electrode plate each coated with such a positive electrode active material and a negative electrode active material are disposed with a separator interposed therebetween, and an outer casing, that is, a battery case, for sealingly storing the electrode assembly together with the electrolyte solution.
일반적으로 리튬 이차 전지는 외장재의 형상에 따라, 전극 조립체가 금속 캔에 내장되어 있는 캔형 이차 전지와 전극 조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치에 내장되어 있는 파우치형 이차 전지로 분류될 수 있다.Generally, a lithium secondary battery can be classified into a can type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a metal can, and a pouch type secondary battery in which an electrode assembly is embedded in a pouch of an aluminum laminate sheet, depending on the shape of the casing.
최근에는 휴대형 전자기기와 같은 소형 장치뿐 아니라, 자동차나 전력저장장치와 같은 중대형 장치에도 이차 전지가 널리 이용되고 있다. 이러한 중대형 장치에 이용되는 경우, 용량 및 출력을 높이기 위해 많은 수의 이차 전지가 전기적으로 연결된다. 특히, 이러한 중대형 장치에는 수납 및 적층이 용이하다는 장점으로 인해 파우치형 이차 전지가 많이 이용된다.In recent years, secondary batteries are widely used not only in small-sized devices such as portable electronic devices, but also in medium to large-sized devices such as automobiles and electric power storage devices. When used in such a medium to large-sized apparatus, a large number of secondary batteries are electrically connected to increase capacity and output. In particular, pouch-type secondary batteries are widely used because they are easy to store and stack.
일반적으로, 파우치형 이차 전지 제조 방법은, 전극 조립체를 전해액과 함께 파우치에 수납하는 패키징 공정과, 패키징된 이차 전지를 미리 정해진 시간만큼 에이징하는 에이징 공정과, 패키징 공정과 에이징 공정 중에 이차 전지의 내부에서 발생한 내부 가스를 외부로 배출시키는 1차 디개싱 공정과, 이차 전지에 대한 최초의 충방전을 실시하여 이차 전지를 활성화시키는 충방전 공정과, 이차 전지의 활성화 중에 발생한 내부 가스를 외부로 배출시키는 2차 디개싱 공정을 포함한다.In general, a pouch-type secondary battery manufacturing method includes: a packaging step of storing an electrode assembly together with an electrolyte in a pouch; an aging step of aging the packaged secondary battery by a predetermined time; And a secondary charging / discharging step of charging / discharging the secondary battery to activate the secondary battery, and a step of discharging the internal gas generated during the activation of the secondary battery to the outside And a secondary degassing process.
또한, 1차 디개싱 공정과 2차 디개싱 공정(이하, '디개싱 공정'이라고 함)은 각각, 이차 전지를 진공 챔버의 내부 공간에 투입하고, 이후에 파우치의 일부를 절개하여 이차 전지의 내부 가스를 파우치의 절개부를 통해 진공 챔버의 내부 공간으로 배출시킴으로써 수행한다. 진공 챔버를 이용해 디개싱 공정을 수행하기 위해서는 진공 챔버 내부 공간 전체를 미리 정해진 진공압까지 감압 시켜야 하는데, 이러한 감압에는 많은 비용이 소요된다. 따라서, 종래의 파우치형 이차 전지 제조 방법은, 디개싱 공정에 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.Further, the primary degassing process and the secondary degassing process (hereinafter referred to as " degassing process ") are carried out in such a manner that the secondary battery is inserted into the internal space of the vacuum chamber, And discharging the inner gas to the inner space of the vacuum chamber through the cut-out portion of the pouch. In order to perform the degassing process using the vacuum chamber, the entire inner space of the vacuum chamber must be reduced to a predetermined vacuum pressure. Therefore, the conventional pouch-type secondary battery manufacturing method has a problem in that it takes a lot of cost in the degassing process.
본 발명은, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 디개싱 공정에 소요되는 비용을 절감할 수 있도록 개선된 파우치형 이차 전제의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a pouch-type secondary precursor, which is improved to reduce the cost of the degassing process.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차 전지 제조 방법은, (a) 전극 조립체와 전해액을 파우치의 수납부에 밀봉 수납하여 이차 전지를 패키징하는 단계; (b) 이차 전지를 미리 정해진 시간 동안 에이징하는 단계; 및 (c) 이차 전지의 내부 가스를 1차 디개싱하는 단계; (d) 이차 전지를 활성화되도록 충방전하는 단계; 및 (e) 이차 전지의 내부 가스를 2차 디개싱하는 단계를 포함하며; (c) 단계는, (c1) 수납부로부터 연장 형성된 파우치의 연장부에 제1 가스홀을 천공하는 단계; 및 (c2) 제1 가스홀과 선택적으로 연결 가능한 진공 패드를 이용하여, 이차 전지의 내부 가스를 제1 가스홀로부터 진공 흡입해 외부로 배출하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a pouch-type secondary battery, the method comprising: (a) encapsulating an electrode assembly and an electrolyte in a housing of a pouch to package a secondary battery; (b) aging the secondary battery for a predetermined time; And (c) first degassing the internal gas of the secondary battery; (d) charging and discharging the secondary battery to be activated; And (e) secondary degasing the internal gas of the secondary battery; (c) comprises the steps of: (c1) perforating a first gas hole in an extended portion of the pouch extending from the storage portion; And (c2) vacuuming the inner gas of the secondary battery from the first gas hole using a vacuum pad selectively connectable with the first gas hole, and discharging the inner gas to the outside.
바람직하게, (c1) 단계는, 이차 전지의 내부 가스가 유입되도록 연장부에 형성된 제1 가스방에 제1 가스홀을 천공하여 수행한다.Preferably, the step (c1) is performed by drilling the first gas hole in the first gas chamber formed in the extended portion so that the internal gas of the secondary battery is introduced.
바람직하게, (c) 단계는, (c3) 상기 (c2) 단계 이후에 수행하며, 제1 가스방을 포함한 연장부의 어느 일부분을 제거하는 단계; 및 (c4) 상기 연장부의 어느 일부분이 제거되어 형성된 개방부를 밀봉하는 단계;를 더 포함한다.Preferably, step (c) comprises: (c3) after step (c2), removing any part of the extension including the first gas chamber; And (c4) sealing an opening formed by removing a portion of the extension.
바람직하게, (e) 단계는, (e1) 제1 가스방과 수납부 사이에 위치하고 또한 이차 전지의 내부 가스가 유입되도록 연장부에 형성된 제2 가스방에 제2 가스홀을 천공하는 단계; 및 (e2) 이차 전지를 진공 챔버에 형성된 진공 분위기에 배치하여, 이차 전지의 내부 가스를 제2 가스홀로부터 진공 흡입해 외부로 배출하는 단계를 포함한다.Preferably, the step (e) includes the steps of: (e1) punching a second gas hole in a second gas chamber formed between the first gas chamber and the accommodating portion and formed in the extended portion so that the internal gas of the secondary battery is introduced; And (e2) disposing the secondary battery in a vacuum atmosphere formed in the vacuum chamber, vacuuming the internal gas of the secondary battery through the second gas hole, and discharging the internal gas to the outside.
바람직하게, (e) 단계는, (e3) 상기 (e2) 단계 이후에 수행하며, 제2 가스방을 포함한 연장부의 나머지 일부분을 제거하는 단계; 및 (e4) 상기 연장부의 나머지 일부분이 제거되어 형성된 개방부를 밀봉하는 단계;를 더 포함한다.Preferably, step (e) comprises: (e3) removing the remaining part of the extension including the second gas chamber, which is performed after step (e2); And (e4) sealing the opening formed by removing the remaining portion of the extension.
바람직하게, (c2) 단계는, 이차 전지를 대기압 분위기에 배치한 상태에서, 진공 패드를 이용해 제1 가스홀에 진공압을 선택적으로 인가하여 수행한다.Preferably, (c2) is performed by selectively applying a vacuum pressure to the first gas hole using a vacuum pad in a state where the secondary battery is placed in an atmospheric pressure atmosphere.
바람직하게, (c) 단계는, (c3) 상기 (c1) 단계 이전에 수행하며, 제1 진공 패드를 연장부의 일면과 접촉되도록 배치함과 함께, 제2 진공 패드를 일면과 대향되는 연장부의 타면과 접촉되도록 배치하는 단계를 더 포함한다.Preferably, step (c) is performed before step (c1), wherein the first vacuum pad is disposed to be in contact with one surface of the extension part, and the second vacuum pad is disposed on the other surface of the extension part And a step of disposing such that it is brought into contact with the contact surface.
바람직하게, (c1) 단계는, 제1 진공 패드 및 제2 진공 패드 중 적어도 어느 하나에 마련된 천공 부재를 이용해 제1 가스홀을 제1 진공 패드 및 제2 진공 패드와 각각 연결되도록 천공하여 수행하며, (c2) 단계는, 제1 진공 패드 및 제2 진공 패드를 이용하여, 이차 전지의 내부 가스를 제1 가스홀로부터 진공 흡입해 외부로 배출하여 수행한다.Preferably, in the step (c1), the first gas hole is drilled so as to be connected to the first vacuum pad and the second vacuum pad using a perforated member provided in at least one of the first vacuum pad and the second vacuum pad, , and (c2), the inner gas of the secondary battery is vacuum drawn from the first gas hole and discharged to the outside by using the first vacuum pad and the second vacuum pad.
본 발명에 따른 파우치형 이차 전지 제조 방법은, 진공 챔버에 비해 상대적으로 설치 및 유지 비용이 저렴한 진공 패드를 이용하여 내부 가스의 완전한 제거가 요구되지 않는 1차 디개싱 공정을 수행함으로써 1차 디개싱에 소요되는 비용을 절감함과 동시에 충방전 공정 중에 내부 가스로 인해 이차 전지의 내부 압력이 과도하게 상승되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.The method for manufacturing a pouch type secondary battery according to the present invention is a method for manufacturing a pouch type secondary battery by performing a primary degassing process which does not require the complete removal of the internal gas by using a vacuum pad relatively low in installation and maintenance cost as compared with a vacuum chamber, The internal pressure of the secondary battery can be effectively prevented from being excessively increased due to the internal gas during the charging / discharging process.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차 전지 제조 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 2 내지 도 8은 도 1에 기재된 각각의 제조 공정을 설명하기 위한 일련의 모식도.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a pouch type secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention.
Figs. 2 to 8 are a series of schematic diagrams for explaining respective manufacturing processes described in Fig. 1; Fig.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.In the drawings, the size of each element or a specific part constituting the element is exaggerated, omitted or schematically shown for convenience and clarity of description. Therefore, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the following description, it is to be understood that the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차 전지 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 2 내지 도 8은 도 1에 기재된 제조 공정들에 대한 일련의 모식도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a pouch-type secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 8 are schematic diagrams of the manufacturing processes shown in FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차 전지 제조 방법은, 전극 조립체(20)와 전해액을 파우치(30)의 수납부(41, 51)에 밀봉 수납하여 이차 전지(10)를 패키징하는 단계(S 10); 이차 전지(10)를 미리 정해진 시간 동안 에이징하는 단계(S 20); 이차 전지(10)의 내부 가스(G)를 1차적으로 디개싱하는 단계(S 30); 이차 전지(10)를 활성화되도록 충방전하는 단계(S 40); 및 이차 전지(10)의 내부 가스(G)를 2차적으로 디개싱하는 단계(S 50);를 포함한다.Referring to FIG. 1, a method of manufacturing a pouch type secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention includes sealing an
먼저, 이차 전지(10)를 패키징하는 단계(S 10)는, 전극 조립체(20)를 파우치(30)의 수납부(41, 51)에 수납하는 단계(S 12)와, 파우치(30)의 둘레면(31, 32, 33, 34)을 어느 일부분(이하, '주입부'라고 명명함)이 개방되도록 밀봉하는 단계(S 14)와, 상기 주입부를 통해 파우치(30)의 수납부(41, 51)에 전해액을 주입하는 단계(S 16)와, 상기 주입부를 밀봉하는 단계(S 18)를 포함한다.The
전극 조립체(20)는 양극, 분리막 및 음극이 적층되어 형성된다. 이러한 전극 조립체(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 양극과 전기적으로 연결되는 양극 리드(22)와, 음극과 전기적으로 연결되는 음극 리드(24)를 포함한다.The
파우치(30)는, 전극 조립체(20)의 상부를 둘러싸도록 마련되는 상부 파우치(40)와, 전극 조립체(20)의 하부를 둘러싸도록 마련되는 하부 파우치(50)를 포함한다.The
상부 파우치(40)는, 전극 조립체(20)의 상부가 수납되는 상부 수납부(41)와, 상부 수납부(41)의 일측 단부로부터 연장 형성되는 상부 연장부(42)를 포함한다. 상부 수납부(41)는, 전극 조립체(20)의 상부가 수납되도록 요입 형성되는 상부 수납홈(43)을 포함한다. 상부 연장부(42)는, 이차 전지(10)의 제조 중에 발생한 내부 가스(G)가 유입되도록 요입 형성되는 제1 상부 가스방(44)과 제2 상부 가스방(45)을 포함한다. 제1 상부 가스방(44)은 상부 연장부(42)의 단부 쪽에 위치하도록 형성된다. 제2 상부 가스방(45)은 제1 상부 가스방(44)과 상부 수납부(41) 사이에 위치하도록 형성된다.The
하부 파우치(50)는, 상부 파우치(40)와 서로 대칭을 이루도록 마련된다. 이러한 하부 파우치(50)는, 전극 조립체(20)의 하부가 수납되는 하부 수납부(51)와, 하부 수납부(51)의 일측 단부로부터 연장 형성되는 하부 연장부(52)를 포함한다. 하부 수납부(51)는, 전극 조립체(20)의 하부가 수납되도록 요입 형성되는 하부 수납홈(53)을 포함한다. 하부 수납홈(53)은, 상부 수납홈(43)과 정합되도록 형성된다. 하부 연장부(52)는, 이차 전지(10)의 제조 중에 발생한 내부 가스(G)가 유입되도록 요입 형성되는 제1 하부 가스방(54)과 제2 하부 가스방(55)을 포함한다. 제1 하부 가스방(54)은, 하부 연장부(52)의 단부 쪽에 위치하고 제1 상부 가스방(44)과 정합되도록 형성된다. 제2 하부 가스방(55)은, 제1 하부 가스방(54)과 하부 수납부(51) 사이에 위치하고 제2 상부 가스방(45)과 정합되도록 형성된다.The
전극 조립체(20)를 파우치(30)의 수납부(41, 51)에 수납하는 단계(S 12)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(20)의 상부가 상부 수납홈(43)에 수납되고 또한 전극 조립체(20)의 하부가 하부 수납홈(53)에 수납되고 또한 양극 리드(22)와 음극 리드(24)의 단부가 외부로 돌출되도록, 상부 파우치(40)와 하부 파우치(50)를 2겹으로 포개어 수행한다. 그러면, 상부 수납홈(43)과 하부 수납홈(53)은 서로 정합되고, 제1 상부 가스방(44)과 제1 상부 가스방(44)은 서로 정합되고, 제2 상부 가스방(45)과 제2 하부 가스방(55)은 서로 정합된다.3, the upper part of the
이하에서는, 상부 수납부(41)와 하부 수납부(51)를 통칭하여 수납부(41, 51)라고 명명하고, 상부 연장부(42)와 하부 연장부(52)를 통칭하여 연장부(42, 52)라고 명명하기로 한다. 또한, 이하에서는 제1 상부 가스방(44)과 제1 하부 가스방(54)을 통칭하여 제1 가스방(44, 54)이라고 명명하고, 제2 상부 가스방(45)과 제2 하부 가스방(55)을 통칭하여 제2 가스방(45, 55)이라고 명명하기로 한다.Hereinafter, the
파우치(30)의 둘레면(31, 32, 33, 34)을 상기 주입부가 마련되도록 밀봉하는 단계(S 14)는, 상부 파우치(40)의 둘레면과 하부 파우치(50)의 둘레면 중 어느 일부분을 제외한 나머지 일부분을 열융착하여 수행한다. 그러면, 파우치(30)의 둘레면(31, 32, 33, 34)은, 상기 어느 일부분에 상기 주입부가 마련되도록 밀봉된다.The step of sealing (S14) the
상기 주입부를 통해 파우치(30)의 수납부(41, 51)에 전해액을 주입하는 단계(S 16)는, 전해액이 파우치(30)의 수납부(41, 51)에 수납된 전극 조립체(20)에 함침되도록 상기 주입부를 통해 전해액을 주입하여 수행한다.The step of injecting the electrolytic solution into the
상기 주입부를 밀봉하는 단계(S 18)는, 서로 열융착되지 않은 상기 상부 파우치(40)의 둘레면과 하부 파우치(50)의 둘레면 중 어느 일부분을 열융착하여 수행한다. 그러면, 도 3에 도시된 바와 같이, 파우치(30)는 수납부(41, 51)에 전극 조립체(20)와 전해액이 수납된 상태로 둘레면(31, 32, 33, 34)이 전부 밀봉된 상태가 된다.The step of sealing the injection part S18 is performed by thermally fusing a circumferential surface of the
한편, 파우치(30)는 2겹으로 포개질 수 있도록 개별적으로 마련된 상부 파우치(40)와 하부 파우치(50)로 구성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 파우치(미도시)는, 2겹으로 포개지게 접어서 사용 가능하도록 구성될 수도 있다. 이러한 파우치는, 파우치의 둘레면 중 파우치가 2겹으로 접혀서 형성된 접힘면은 밀봉할 필요가 없다는 점에서, 전술한 파우치(30)와 차이점을 갖는다. 설명의 편의를 이하에서는, 파우치(30)가 개별적으로 마련된 상부 파우치(40)와 하부 파우치(50)로 구성되는 경우를 기준으로 본 발명을 설명하기로 한다.Meanwhile, the
다음으로, 이차 전지(10)를 에이징하는 단계(S 20)는, 패키징 단계(S 10)에서 패키징된 이차 전지(10)를 안정화되도록 미리 정해진 시간 동안 에이징하여 수행할 수 있다. 이러한 에이징 단계(S 20)는 일반적인 파우치형 이차 전지 제조 방법의 에이징 단계와 동일하므로, 이에 대한 보다 자세한 설명은 생략하기로 한다.Next, the step of aging the secondary battery 10 (S 20) may be performed by aging the
이후에, 1차 디개싱 단계(S 30)는, 제1 진공 패드(60)를 파우치(30)의 연장부(42, 52)의 일면과 접촉되도록 배치함과 함께, 제2 진공 패드(70)를 연장부(42, 52)의 일면과 대향되는 연장부(42, 52)의 타면과 접촉되도록 배치하는 단계(S 31)와, 제1 진공 패드(60) 및 제2 진공 패드(70) 중 어느 하나에 마련된 천공 부재(66)를 이용해 연장부(42, 52)에 제1 가스홀(46, 56)을 제1 진공 패드(60) 및 제2 진공 패드(70)와 각각 연결되도록 천공하는 단계(S 33)와, 제1 진공 패드(60) 및 제2 진공 패드(70)를 이용하여, 내부 가스(G)를 제1 가스홀(46, 56)로부터 진공 흡입해 외부로 배출하는 단계(S 35)와, 제1 가스방(44, 54)을 포함한 연장부(42, 52)의 어느 일부분을 제거하는 단계(S 37)와, 연장부(42, 52)의 어느 일부분이 제거되어 형성된 개방부를 밀봉하는 단계(S 39)를 포함한다.The
패키징 단계(S 10)와 에이징 단계(S 20)에서는, 이차 전지(10)가 안정화되는 과정에서 내부 가스(G)가 발생한다. 또한, 후술할 충방전 단계(S 40)에서도 이차 전지(10)가 활성화되는 과정에서 내부 가스(G)가 다시 발생한다. 그런데, 패키징 단계(S 10)와 에이징 단계(S 20)에서 발생한 내부 가스(G)와 충방전 단계(S 40)에서 발생한 내부 가스(G)가 이차 전지(10)의 내부에 모두 충전되면 이차 전지(10)의 내부 압력이 과도하게 상승되어 이차 전지(10)의 성능에 악 영향을 줄 우려가 있다. 이를 해결하기 위하여, 진공 패드(60, 70)를 이용하여 패키징 단계(S 10)와 에이징 단계(S 20)에서 발생한 내부 가스(G)를 충방전 단계(S 40) 이전에 미리 제거하는 1차 디개싱 단계(S 30)가 마련되는 것이다.In the
제1 진공 패드(60)와 제2 진공 패드(70)를 배치하는 단계(S 31)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 진공 패드(60)를 상부 연장부(42)의 상면과 접촉되도록 배치하되 제1 상부 가스방(44)과 마주보도록 배치하고, 제2 진공 패드(70)를 하부 연장부(52)의 하면과 접촉되도록 배치하되 제1 하부 가스방(54)과 마주보도록 배치한다.The step S 31 of disposing the
제1 진공 패드(60)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 진공 패드(60)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 연장부(42)의 상면과 밀폐 접촉 가능하게 마련되는 제1 패드 본체(62)와, 제1 패드 본체(62)를 외부의 진공 펌프와 연결하는 제1 연결관(64)과, 제1 가스방(44, 54)을 관통하여 제1 가스홀(46, 56)을 천공 가능하게 마련되는 천공 부재(66)를 포함한다.The structure of the
제2 진공 패드(70)의 구조는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 진공 패드(70)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 연장부(52)의 하면과 밀폐 접촉 가능하게 마련되는 제2 패드 본체(72)와, 제2 패드 본체(72)를 외부의 진공 펌프와 연결하는 제2 연결관(74)과, 제1 가스방(44, 54)을 관통한 천공 부재(66)를 홀딩 가능하게 마련되는 홀딩 부재(76)를 포함한다.The structure of the
제1 가스홀(46, 56)을 천공하는 단계(S 33)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 진공 패드(60)의 천공 부재(66)를 제1 가스방(44, 54)을 관통하도록 구동하여 수행한다. 그러면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 가스방(44, 54)에는 제1 패드 본체(62)의 내부 공간 및 제2 패드 본체(72)의 내부 공간과 각각 선택적으로 연결되는 제1 가스홀(46, 56)이 천공된다.The step of piercing the first gas holes 46 and 56 may be performed by moving the
제1 진공 패드(60)와 제2 진공 패드(70)를 이용해 내부 가스(G)를 제거하는 단계(S 35)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 진공 패드(60, 70)들을 이용하여, 내부 가스(G)를 제1 가스홀(46, 56)로부터 진공 흡입해 외부로 배출하여 수행한다. 즉, 제1 진공 패드(60) 및 제2 진공 패드(70)와 연결된 진공 펌프를 구동하여 제1 가스홀(46, 56)에 진공압을 선택적으로 인가함으로써 패키징 단계(S 10)와 에이징 단계(S 20)에서 발생한 내부 가스(G)를 제1 가스홀(46, 56)로부터 진공 흡입하여 제거하는 것이다. 이러한 진공 패드(60, 70)들의 진공압은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 진공 패드(60, 70)들의 진공압은 -95 ㎪일 수 있다.The step of removing the internal gas G by using the
또한, 진공 패드(60, 70)들을 이용해 내부 가스(G)를 제거하는 단계(S 35)는, 이차 전지(10)를 대기압 분위기에 배치한 상태에서 수행하는 것이 바람직하다. 즉, 진공 패드(60, 70)들을 이용해 내부 가스(G)를 제거하는 단계(S 35)는, 제1 가스홀(46, 56)에만 진공압을 선택적으로 인가하고, 이차 전지(10)의 나머지 부분에는 대기압을 인가한 상태에서 수행하는 것이다. 그러면, 이차 전지(10) 전체에 진공압이 인가되도록 이차 전지(10)를 후술할 진공 챔버(80)의 진공 분위기에 배치하여 내부 가스(G)를 제거하는 경우에 비해, 감압에 소요되는 비용을 줄일 수 있다.It is preferable that the step S35 of removing the internal gas G using the
그런데, 제1 가스홀(46, 56)에만 진공압을 선택적으로 인가하고 이차 전지(10)의 나머지 부분은 대기압 분위기에 배치하는 경우에는, 이차 전지(10) 전체에 진공압을 인가하는 경우에 비해 수납부(41, 51)와 연장부(42, 52) 사이의 내부 가스(G)의 유로 저항이 증가한다. 그러면, 내부 가스(G) 중 일부의 내부 가스(G)는, 제1 가스홀(46, 56)까지 미처 이동하지 못해 이차 전지(10)로부터 제거되지 못할 수 있다. 하지만, 제1 가스홀(46, 56)에만 진공압을 선택적으로 인가하고 이차 전지(10)의 나머지 부분은 대기압 분위기에 배치하더라도 내부 가스(G)의 대부분은 제거 가능하다. 그러므로, 진공 패드(60, 70)들을 이용해 내부 가스(G)를 제거하는 단계(S 35)에서 미처 제거되지 못한 내부 가스(G)의 양은, 충방전 단계(S 40)에서 발생할 내부 가스(G)의 양에 비해 미미하게 된다. 따라서, 제1 가스홀(46, 56)에만 진공압을 선택적으로 인가하고 이차 전지(10)의 나머지 부분은 대기압 분위기에 배치하더라도, 내부 가스(G)로 인해 이차 전지(10)의 내부 압력이 과도하게 상승되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.In the case where the vacuum pressure is selectively applied only to the first gas holes 46 and 56 and the rest of the
또한, 진공 패드(60, 70)들을 이용해 내부 가스(G)를 제거하는 단계(S 35)는, 가압 지그(미도시)를 이용해 이차 전지(10)의 수납부(41, 51)를 가압 고정한 상태에서 수행할 수 있다. 그러면, 가압 지그에 의해 인가된 압력에 의해 내부 가스(G)가 수납부(41, 51)로부터 제1 가스홀(46, 56) 쪽으로 보다 원활하게 이동할 수 있다.The step S35 of removing the internal gas G using the
제1 가스방(44, 54)을 포함한 연장부(42, 52)의 어느 일부분을 제거하는 단계(S 37)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 가스방(44, 54)과 제2 가스방(45, 55) 사이 구간을 절단하여 연장부(42, 52)를 1차적으로 트리밍함으로써 수행할 수 있다. 이처럼 연장부(42, 52)의 어느 일부분을 제거하면, 연장부(42, 52)의 절단면(35) 즉, 상부 연장부(42)의 절단면과 하부 연장부(52)의 절단면에는 개방부가 형성된다.Step S37 of removing any portion of the
연장부(42, 52)의 어느 일부분이 제거되어 형성된 개방부를 밀봉하는 단계(S 39)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 연장부(42, 52)의 절단면(35)을 열융착하여 수행할 수 있다.As shown in Fig. 6, the step (S39) of sealing the open portion formed by removing any part of the
다음으로, 이차 전지(10)를 활성화되도록 충방전 하는 단계(S 40)는, 양극 리드(22)와 음극 리드(24)를 외부의 충방전 장치와 전기적으로 연결하여 양극 리드(22)와 음극 리드(24)에 전압을 인가함으로써 수행할 수 있다. 그러면, 양극 리드(22)와 음극 리드(24)에 인가된 전압에 의해 이차 전지(10)가 활성화되며, 이차 전지(10)가 활성화되는 과정에서 내부 가스(G)가 다시 발생한다. 이러한 충방전 단계(S 40)는 일반적인 파우치형 이차 전지 제조 방법의 충방전 단계와 동일하므로, 이에 대한 보다 자세한 설명은 생략하기로 한다.The step of charging and discharging the
이후에, 2차 디개싱 단계(S 50)는, 제2 가스방(45, 55)에 제2 가스홀(47, 57)을 천공하는 단계(S 52)와, 이차 전지(10)를 진공 챔버(80)에 형성된 진공 분위기에 배치하고, 내부 가스(G)를 제2 가스홀(47, 57)로부터 진공 흡입해 외부로 배출하는 단계(S 54)와, 제2 가스방(45, 55)을 포함한 연장부(42, 52)의 나머지 일부분을 제거하는 단계(S 56)와, 연장부(42, 52)의 나머지 일부분이 제거되어 형성된 개방부를 밀봉하는 단계(S 58)를 포함한다.Thereafter, the secondary degassing step (S50) includes a step (S52) of drilling second gas holes (47, 57) in the second gas chambers (45, 55) (S 54) of sucking the inner gas (G) from the second gas holes (47, 57) and discharging the inner gas (G) into the vacuum atmosphere formed in the chamber (80) (S56) of removing the remaining portion of the extensions (42,52) including the extension (42,52) and sealing the opening formed by removing the remaining portion of the extensions (42,52) (S58).
제2 가스방(45, 55)에 제2 가스홀(47, 57)을 천공하는 단계(S 52)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 가스방(45, 55)을 상하로 관통 가능한 천공 부재(미도시)를 이용해 제2 가스홀(47, 57)을 제2 가스방(45, 55)에 천공하여 수행한다. 이러한 제2 가스방(45, 55)에 제2 가스홀(47, 57)을 천공하는 단계(S 52)는, 이차 전지(10)가 진공 챔버(80)의 내부(82)에 배치된 상태에서 수행되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.As shown in Fig. 7, the step (S52) of piercing the second gas holes 47 and 57 in the
내부 가스(G)를 제2 가스홀(47, 57)부터 진공 흡입해 외부로 배출하는 단계(S 54)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 이차 전지(10)를 진공 챔버(80)의 내부(82)에 형성된 진공 분위기에 배치하여, 이차 전지(10)의 내부 가스(G)를 제2 가스홀(47, 57)로부터 진공 흡입해 외부로 배출하여 수행한다. 즉, 진공 챔버(80)에 마련된 진공 펌프를 이용해 진공 챔버(80)의 내부(82)에 진공 분위기를 형성함으로써 1차 디개싱 단계(S 30)에 제거되지 못한 내부 가스(G)와 충방전 단계(S 40)에서 새로이 발생한 내부 가스(G)를 제2 가스홀(47, 57)로부터 모두 진공 흡입하여 외부로 배출하는 것이다. 이러한 진공 챔버(80)의 진공압은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 진공 챔버(80)의 진공압은 -95 ㎪일 수 있다.7, the step of discharging the internal gas G from the second gas holes 47 and 57 to the outside and discharging the gas G to the outside can be performed by moving the
이처럼 이차 전지(10) 전체에 진공압이 인가되도록 이차 전지(10)를 진공 분위기에 배치하면, 진공 패드(60, 70) 등을 이용해 제2 가스홀(47, 57)에만 진공압을 선택적으로 인가하는 경우에 비해 수납부(41, 51)와 연장부(42, 52) 사이의 내부 가스(G)의 유로 저항이 감소한다. 따라서, 이차 전지(10) 전체를 진공 분위기에 배치함으로써 1차 디개싱 단계(S 30)에 제거되지 못한 잔여 내부 가스(G)와 충방전 단계(S 40)에서 새로이 발생한 내부 가스(G)를 이차 전지(10)로부터 완전히 제거할 수 있다.If the
또한, 내부 가스(G)를 제2 가스홀(47, 57)로부터 진공 흡입해 외부로 배출하는 단계(S 54)는, 가압 지그(미도시)를 이용해 이차 전지(10)의 수납부(41, 51)를 가압 고정한 상태에서 수행할 수 있다. 그러면, 가압 지그에 의해 인가된 압력에 의해 내부 가스(G)가 수납부(41, 51)로부터 제2 가스홀(47, 57) 쪽으로 보다 원활하게 이동할 수 있다.The step S 54 of sucking the internal gas G from the second gas holes 47 and 57 and discharging the gas G to the outside is performed by using a pressing jig (not shown) , 51) may be pressed and fixed. Then, the internal gas G can be more smoothly moved from the
제2 가스방(45, 55)을 포함한 연장부(42, 52)의 나머지 일부분을 제거하는 단계(S 56)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 연장부(42, 52)와 수납부(41, 51) 사이의 경계점을 절단하여 연장부(42, 52)를 2차적으로 트리밍함으로써 수행할 수 있다. 이처럼 연장부(42, 52)의 나머지 일부분을 제거하면, 수납부(41, 51)의 절단면(36) 즉, 상부 수납부(41)의 절단면과 하부 수납부(51)의 절단면에는 개방부가 형성된다.
연장부(42, 52)의 나머지 일부분이 제거되어 형성된 개방부를 밀봉하는 단계(S 58)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 수납부(41, 51)의 절단면(36)을 열융착하여 수행할 수 있다.The step of sealing the openings formed by removing the remaining portions of the
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.
10 : 이차 전지
20 : 전극 조립체
22 : 양극 리드
24 : 음극 리드
30 : 파우치
31, 32, 33, 34 : 둘레면
35, 36 : 절단면
40 : 상부 파우치
41 : 상부 수납부
42 : 상부 연장부
43 : 상부 수납홈
44 : 제1 상부 가스방
45 : 제2 상부 가스방
46 : 제1 가스홀
47 : 제2 가스홀
50 : 하부 파우치
51 : 하부 수납부
52 : 하부 연장부
53 : 하부 수납홈
54 : 제1 하부 가스방
55 : 제2 하부 가스방
56 : 제1 가스홀
57 : 제2 가스홀
60 : 제1 진공 패드
62 : 제1 패드 본체
64 : 제1 연결관
66 : 천공 부재
70 : 제2 진공 패드
72 : 제2 패드 본체
74 : 제2 연결관
76 : 홀딩 부재
80 : 진공 챔버
G : 내부 가스10: Secondary battery
20: electrode assembly
22: anode lead
24: cathode lead
30: Pouch
31, 32, 33, 34: circumferential surface
35, 36:
40: upper pouch
41: Upper compartment
42: upper extension
43: upper storage groove
44: first upper gas chamber
45: second upper gas chamber
46: first gas hole
47: second gas hole
50: Lower pouch
51: Lower compartment
52: Lower extension
53: Lower storage groove
54: first lower gas chamber
55: second lower gas chamber
56: first gas hole
57: second gas hole
60: first vacuum pad
62: a first pad body
64: first connector
66: Perforated member
70: second vacuum pad
72: second pad body
74: second connector
76: Holding member
80: Vacuum chamber
G: Inside gas
Claims (8)
(b) 상기 이차 전지를 미리 정해진 시간 동안 에이징하는 단계; 및
(c) 상기 이차 전지의 내부 가스를 1차 디개싱하는 단계;
(d) 상기 이차 전지를 활성화되도록 충방전하는 단계; 및
(e) 상기 이차 전지의 내부 가스를 2차 디개싱하는 단계를 포함하며;
상기 (c) 단계는,
(c0) 하기 (c1) 단계 이전에 수행하며, 제1 진공 패드를 상기 수납부로부터 연장 형성된 상기 파우치의 연장부의 일면과 접촉되도록 배치함과 함께, 제2 진공 패드를 상기 일면과 대향되는 상기 파우치의 연장부의 타면과 접촉되도록 배치하는 단계;
(c1) 상기 파우치의 연장부에 제1 가스홀을 천공하되, 상기 제1 진공 패드 및 상기 제2 진공 패드 중 적어도 어느 하나에 마련된 천공 부재를 이용해 상기 제1 가스홀을 상기 제1 진공 패드 및 상기 제2 진공 패드와 각각 연결되도록 천공하여 수행하는 단계; 및
(c2) 상기 제1 가스홀과 선택적으로 연결 가능한 상기 제1 진공 패드 및 상기 제2 진공 패드를 이용하여, 상기 이차 전지의 내부 가스를 상기 제1 가스홀로부터 진공 흡입해 외부로 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지 제조 방법.(a) encapsulating the electrode assembly and the electrolyte solution in the housing of the pouch to package the secondary battery;
(b) aging the secondary battery for a predetermined time; And
(c) first degassing the internal gas of the secondary battery;
(d) charging and discharging the secondary battery to be activated; And
(e) secondary degassing the internal gas of the secondary battery;
The step (c)
(c0) is performed before the following step (c1), and the first vacuum pad is disposed to be in contact with one surface of the extension part of the pouch extended from the receiving part, and the second vacuum pad is placed in contact with the pouch So as to be in contact with the other surface of the extended portion of the base member;
(c1) piercing a first gas hole in an extended portion of the pouch, using the perforated member provided in at least one of the first vacuum pad and the second vacuum pad, Performing a perforation to connect with the second vacuum pad; And
(c2) using the first vacuum pad and the second vacuum pad selectively connectable to the first gas holes, vacuuming the internal gas of the secondary battery from the first gas holes and discharging the internal gas to the outside The method of claim 1,
상기 (c1) 단계는,
상기 이차 전지의 내부 가스가 유입되도록 상기 연장부에 형성된 제1 가스방에 상기 제1 가스홀을 천공하여 수행하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지 제조 방법.The method according to claim 1,
The step (c1)
Wherein the first gas hole is formed in the first gas chamber formed in the extended portion so that the inner gas of the secondary battery flows into the second gas hole.
상기 (c) 단계는,
(c3) 상기 (c2) 단계 이후에 수행하며, 상기 제1 가스방을 포함한 상기 연장부의 어느 일부분을 제거하는 단계; 및
(c4) 상기 연장부의 어느 일부분이 제거되어 형성된 개방부를 밀봉하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지 제조 방법.3. The method of claim 2,
The step (c)
(c3) after the step (c2), removing any part of the extension including the first gas chamber; And
(c4) sealing the opening formed by removing a portion of the extension. < RTI ID = 0.0 > 31. < / RTI >
상기 (e) 단계는,
(e1) 상기 제1 가스방과 상기 수납부 사이에 위치하고 또한 상기 이차 전지의 내부 가스가 유입되도록 상기 연장부에 형성된 제2 가스방에 제2 가스홀을 천공하는 단계; 및
(e2) 상기 이차 전지를 진공 챔버에 형성된 진공 분위기에 배치하여, 상기 이차 전지의 내부 가스를 상기 제2 가스홀로부터 진공 흡입해 외부로 배출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지 제조 방법.The method of claim 3,
The step (e)
(e1) punching a second gas hole in a second gas chamber formed between the first gas chamber and the accommodating portion and formed in the extension portion so that the internal gas of the secondary battery flows in; And
(e2) disposing the secondary battery in a vacuum atmosphere formed in the vacuum chamber, and evacuating the internal gas of the secondary battery through the second gas hole and discharging the secondary gas to the outside Way.
상기 (e) 단계는,
(e3) 상기 (e2) 단계 이후에 수행하며, 상기 제2 가스방을 포함한 상기 연장부의 나머지 일부분을 제거하는 단계; 및
(e4) 상기 연장부의 나머지 일부분이 제거되어 형성된 개방부를 밀봉하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지 제조 방법.5. The method of claim 4,
The step (e)
(e3) after the step (e2), removing the remaining part of the extension including the second gas chamber; And
(e4) sealing the open portion formed by removing the remaining portion of the extended portion. < Desc / Clms Page number 19 >
(c2) 단계는,
상기 이차 전지를 대기압 분위기에 배치한 상태에서, 상기 진공 패드를 이용해 상기 제1 가스홀에 진공압을 선택적으로 인가하여 수행하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차 전지 제조 방법.The method according to claim 1,
(c2)
Wherein the vacuum pads are used to selectively apply vacuum pressure to the first gas holes while the secondary batteries are disposed in an atmospheric pressure atmosphere.
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