KR102150949B1 - 파우치형 2차전지의 디가싱 방법 - Google Patents

파우치형 2차전지의 디가싱 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파우치형 2차전지의 진공포장시 디가스 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 진공흡착과정에서 전지커버시트의 내측에 누설된 전해액 및 가스가 전해액 및 가스 배출구를 통해 하방으로 흘러 내릴 수 있게 하여 전해액의 상방배출에 의한 기계장치오염을 방지하는 파우치형 2차전지의 디가싱 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 다수 개의 펀칭공구가 하방운동하여 전지커버시트의 가장자리에 길이방향을 따라 소정 간격 이격되는 십자형태를 포함하여 대칭되는 형상의 절개라인과 절개라인에 의해 형성된 절개면으로 구성되는 다수 개의 전해액 및 가스 배출구가 형성되도록 하는 펀칭단계; 및 전지커버시트를 진공상태에서 흡착하여 전지커버시트의 내측에서 누설되는 전해액이 펀칭단계에서 형성된 전해액 및 가스 배출구를 통하여 배출되는 전해액배출단계를 포함하는 파우치형 2차전지의 디가싱 방법을 제공한다.

Description

파우치형 2차전지의 디가싱 방법 {Degassing method in vacuum packing of pouch type rechargeable battery}
본 발명은 파우치형 2차전지의 디가싱 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 진공배출과정에서 전지커버시트의 내측에 존재하는 가스 및 전해액이 배출구를 통해 하방으로 흘러 내릴 수 있게 하여 가스 및 전해액의 상방배출에 의한 기계장치오염을 방지하는 파우치형 2차전지의 디가싱 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 충전이 불가능한 1차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 2차 전지는 디지털카메라, 셀룰라 폰, 노트북, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행중이다.
이차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차 전지를 들 수 있다. 이중에서, 리튬 이차 전지는 작동 전압이 3.2V 이상으로 휴대용 전자기기의 전원으로 사용되거나, 또는 다수개를 직렬 연결하여 고출력의 하이브리드 자동차에 사용되는데, 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 3배가 높고, 단위중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하여 급속도로 사용되고 있는 추세이다.
리튬 이차 전지는 다양한 형태로 제조가능한데, 대표적인 형상으로는 리튬 이온 전지에 주로 사용되는 원통형(cylinder type) 및 각형(prismatic type)을 들 수 있다. 최근 들어 각광받는 리튬 폴리머 전지는 유연성을 지닌 파우치형(pouched type)으로 제조되어서, 그 형상이 비교적 자유롭다.
이러한, 파우치형 2차전지는 음극, 분리막 및 양극을 포함하는전지 조립체를 파우치형 전지커버시트 안에 넣고 전해액을 주입한 후 가장자리를 진공환경에서 압착하며 실링한다.
일반적으로 파우치형 2차전지의 외장재는 알루미늄과 같은 금속과 금속의 부식을 방지할 수 있는 전지커버시트로, 파우치형 2차전지 제조 시 2차전지 셀을 전자커버시트에 넣고 패키징한 후 전해질을 주입하고 진공으로 흡착하는 공정 중 전지커버시트를 진공환경에서 압착하는 과정에서 전지커버시트 내측에 존재하는 전해액 및 가스가 배출구를 통하여 배출되고, 통상의 일자형태의 배출구는 전해액 및 가스가 상방으로도 배출되어 상방으로 배출된 전해액이 기계장치를 오염시키는 문제점이 있다.
선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1408623호(2014.06.17. 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 진공배출과정에서 전지커버시트의 내측에 존재하는 전해액 및 가스가 배출구를 통해 하방으로 흘러 내릴 수 있게 하여 전해액의 상방배출에 의한 기계장치오염을 방지하는 파우치형 2차전지의 디가싱 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 파우치형 2차전지의 디가싱 방법은 다수 개의 펀칭공구가 하방운동하여 전지커버시트의 가장자리에 길이방향을 따라 소정 간격 이격되는 십자형태를 포함하여 대칭되는 형상의 절개라인과 절개라인에 의해 형성된 절개면으로 구성되는 다수 개의 전해액 및 가스 배출구가 형성되도록 하는 펀칭단계; 및 전지커버시트를 진공상태에서 흡착하여 전지커버시트의 내측에서 배출되는 전해액이 펀칭단계에서 형성된 전해액 및 가스 배출구를 통하여 배출되는 전해액 및 가스 배출단계를 포함한다.
또한, 펀칭단계에서의 전해액 및 가스 배출구의 절개면이 하방으로 기울기를 형성하고, 전해액배출단계에서의 진공배출과정에서 전지커버시트의 내측에 존재하는 전해액 및 가스가 전해액 및 가스 배출구를 통해 하방으로 배출될 수 있게 하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 펀칭단계에서의 펀칭공구는 다수 개의 펀칭공구의 상부가 펀칭홀더 내측에 위치하고, 노치부는 노치의 경사각이 상방으로 형성되고 노치가 서로 교차되는 모양을 형성하고 있어 전지커버시트의 가장자리에 접할 때 상부에 결합된 탄성부재에 의해 펀칭홀더로부터 펀칭공구가 인출입되어 전지커버시트의 가장자리 길이방향을 따라 펀칭하므로써 하방으로 기울기가 형성되는 전해액 및 가스 배출구를 형성할 수 있게 하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 진공배출과정에서 전지커버시트의 내측에 존재하는 전해액 및 가스가 전해액 및 가스 배출구를 통해 하방으로 흘러 내릴 수 있게 함으로써 전해액의 상방으로의 배출을 방지하여 상방으로 배출되는 전해액이 기계장치를 오염시키는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전해액 및 가스 배출구가 형성된 파우치형 2차전지를 도시한 사진,
도 2는 전해액 및 가스 배출구의 확대사진,
도 3은 다수 개의 펀칭공구가 펀칭홀더 내측에 위치하고 있는 사진,
도 4는 펀칭공구가 하방운동하여 펀칭홀더로부터 인출된 사진,
도 5는 펀칭공구를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전해액 및 가스 배출구가 형성된 파우치형 2차전지를 도시한 사진, 도 2는 전해액 및 가스 배출구의 확대사진, 도 3은 다수 개의 펀칭공구가 펀칭홀더 내측에 위치하고 있는 사진, 도 4는 펀칭공구가 하방운동하여 펀칭홀더로부터 인출된 사진, 도 5는 펀칭공구를 나타낸 사진이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 2차전지의 진공포장시 디가스방법은, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 전해액 및 가스 배출구(10), 전지셀 수납부(20), 펀칭공구(30), 펀칭홀더(40)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 본 발명에 따른 파우치형 2차전지의 진공포장시 디가스방법은 진공흡착과정에서 전지커버시트의 내측에 존재하는 전해액 및 가스가 전해액 및 가스 배출구를 통해 하방으로 흘러 내릴 수 있게 하여 전해액의 상방배출에 의한 기계장치오염을 방지하는데 그 특징이 있으므로 통상적인 전지커버시트의 전체 패키징 과정에 관한 설명은 생략한다.
일반적으로 파우치형 2차전지 제조 시 2차전지 셀을 전지커버시트에 넣고 전해질 주입후 패키징한 후 활성화시 발생한 가스를 진공으로 배출하는 공정을 거친다.
그러나, 현재 진공으로 배출하는 공정 중 전지커버시트 내측에 존재하는 전해액 및 가스가 전해액 및 가스 배출구를 통하여 배출되는 과정에서 전해액이 상방으로 배출되어 이차전지의 커버시트를 기밀포장하는 기계장치를 오염시키는 문제를 야기한다.
따라서 본 발명은 진공흡착과정에서 전지커버시트의 내측에 존재하는 전해액 및 가스가 전해액 및 가스 배출구를 통해 하방으로 배출될 수 있게 함으로써 전해액의 상방으로의 배출을 방지하는것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 2차전지의 디가싱 방법에 대해 상세하게 설명한다.
펀칭단계에서 다수 개의 펀칭공구가 상하운동하여 전지커버시트의 가장자리에 길이방향을 따라 소정 간격 이격되는 다수 개의 전해액 및 가스 배출구(10)를 형성시키며, 전해액 및 가스 배출구(10)는 와이자모양(Y), 십자모양(+)과 별표모양(*)을 포함하여 서로 대칭되는 형상으로 형성되는 절개라인(12)과 절개라인(12)에 의해 형성된 절개면(14)으로 구성되는 다수 개의 전해액 및 가스 배출구(10)를 형성한다.
펀칭단계에서 펀칭공구(30)는 다수 개의 펀칭공구(30)의 상부가 펀칭홀더(40) 내측에 위치하고, 상단에 스프링을 포함하는 탄성부재(34)가 결합되어 전지커버시트의 가장자리에 접할 때 펀칭홀더(40)로부터 펀칭공구(30)가 인출되어 하방운동하여 전지커버시트의 가장자리 길이를 따라 펀칭하고 스프링을 포함한 탄성부재(34)에 의해 펀칭공구(30)가 펀칭홀더(40)로 인입된다.
펀칭공구(30)는 하방운동하여 절개라인과 절개면으로 구성되는 전해액 및 가스 배출구를 형성하는 노치부와 펀칭홀더와 결합되는 결합부로 구성된다.
펀칭공구(30)의 결합부는 결합홈(36)이 있어 펀칭홀더와 결합을 할 수 있고 노치부는 노치(32)의 경사각이 상부로 형성되고 노치(32)가 서로 교차되는 모양을 형성하고 있어, 펀칭공구(30)에 의하여 형성되는 절개부(10)가 서로 대칭되고 하방으로 깔대기형태의 기울기를 형성하게 하여 전해액배출단계에서 전해액이 하방으로 흘러 내릴 수 있게 하는 소정간격으로 이격된 다수 개의 전해액 및 가스 배출구(10)를 형성한다.
또한, 펀칭단계에서의 전해액 및 가스 배출구(10)는 펀칭에 의해 와이자모양(Y), 십자모양(+)과 별표모양(*)을 포함하는 서로 대칭되는 형상으로 형성된 다수 개의 절개라인(12)에 의한 절개면(14)이 하방으로 깔대기형태의 기울기를 형성하게 된다.
전해액배출단계에서 전지커버시트를 진공상태에서 흡착하여 전지커버시트의 내측에서 누설된 전해액 및 가스가 전해액 및 가스 배출구(10)를 통하여 배출되게 한다
또한, 전해액배출단계에서의 진공흡착과정에서 전지커버시트의 내측에 누설된 전해액 및 가스가 펀칭단계에서 형성된 하방으로 기울기를 가진 전해액 및 가스 배출구(10)를 통해 하방으로 배출할 수 있게 하여 상방으로의 전해액 배출을 방지한다.
또한, 밀봉단계에서 전지커버시트의 내측에 누설되는 전해액 및 가스가 전해액 및 가스 배출구(10)를 통하여 배출된 후 전지커버시트로 진공압착된 전지셀을 전지셀수납부(20)에 밀봉하여 이차전지의 커버시트를 기밀포장하는 기계장치를 오염을 최소화하여 파우치형2차전지를 진공포장 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 - 전해액 및 가스 배출구 12 - 절개라인
14 - 절개면 20 - 전지셀 수납부
30 - 펀칭공구 32 - 펀칭공구의 노치
34 - 탄성부재 36 - 결합홈

Claims (3)

  1. 다수 개의 펀칭공구가 하방운동하여 십자형태를 포함하여 대칭되는 형상의 절개라인과 절개라인에 의해 형성된 절개면으로 구성되는 다수 개의 전해액 및 가스 배출구가 전지커버시트의 가장자리에 길이방향을 따라 소정 간격 이격되어 형성되도록 하는 펀칭단계; 및
    전지커버시트를 진공상태에서 흡착하여 전지커버시트의 내측에서 누설되는 전해액 및 가스가 펀칭단계에서 형성된 전해액 및 가스 배출구를 통하여 배출되는 전해액 및 가스 배출단계
    를 포함하고,
    펀칭단계에서의 전해액 및 가스 배출구의 절개면이 하방으로 기울기를 형성
    하고, 전해액배출단계에서의 진공흡착과정에서 전지커버시트의 내측에 누설된 전해액 및 가스가 전해액 및 가스 배출구를 통해 하방으로 배출될 수 있게 하는 것
    을 포함하며,
    펀칭단계에서의 펀칭공구는 다수 개의 펀칭공구의 상부가 펀칭홀더 내측에 위치하고, 상단에 스프링을 포함하는 탄성부재가 결합되어 전지커버시트의 가장자리에 접할 때 펀칭홀더로부터 펀칭공구가 인출되어 하방운동하여 전지커버시트의 가장자리를 따라 펀칭하고 스프링을 포함한 탄성부재에 의해 펀칭공구가 펀칭홀더로 인입되며, 노치부는 노치의 경사각이 상방으로 형성되고 노치가 서로 교차되는 모양을 형성하고 있어 전지커버시트의 가장자리에 접할 때 상부에 결합된 탄성부재에 의해 펀칭홀더로부터 펀칭공구가 인출입되어 전지커버시트의 가장자리 길이방향을 따라 펀칭하므로써 하방으로 기울기가 형성되는 전해액 및 가스 배출구를 형성할 수 있게 하는 것
    을 포함하는, 파우치형 2차전지의 디가싱 방법
  2. 삭제
  3. 삭제
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