KR102443908B1 - Method for Preparing Secondary Battery Comprising Pattern Sealing Step - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파우치형 이차전지의 제조방법으로서,
(a) 전극조립체를 파우치형 전지케이스에 수납하는 단계;
(b) 상기 전지케이스의 외주변 가운데 가스 배출 방향의 외주변을 제외한 나머지 외주변을 실링하는 1차 실링(Sealing) 단계;
(c) 상기 가스 배출 방향의 외주변에 패턴 실링부(Pattern Sealing Part)를 형성하는 2차 실링 단계;
(d) 상기 패턴 실링부를 완전하게 밀봉하는 3차 실링 단계;
를 포함하는 이차전지의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a method for manufacturing a pouch-type secondary battery,
(a) accommodating the electrode assembly in a pouch-type battery case;
(b) a primary sealing step of sealing the remaining outer periphery except for the outer periphery in the gas discharge direction among the outer periphery of the battery case;
(c) a secondary sealing step of forming a pattern sealing part (Pattern Sealing Part) on the outer periphery of the gas discharge direction;
(d) a third sealing step of completely sealing the pattern sealing portion;
It relates to a method of manufacturing a secondary battery comprising a.

Description

패턴 실링 단계를 포함하는 파우치형 이차전지의 제조방법 {Method for Preparing Secondary Battery Comprising Pattern Sealing Step}Method for Preparing Secondary Battery Comprising Pattern Sealing Step

본 발명은 패턴 실링 단계를 포함하는 파우치형 이차전지의 제조방법에 대한 것으로서, 구체적으로, 전지케이스의 외주변 중 가스 배출 방향의 외주변을 제외한 나머지 외주변을 실링하는 1차 실링 단계, 상기 가스 배출 방향의 외주변에 패턴 실링부를 형성하는 2차 실링 단계, 및 상기 패턴 실링부를 완전하게 밀봉하는 3차 실링 단계를 포함하는 이차전지의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a pouch-type secondary battery comprising a pattern sealing step, and specifically, a primary sealing step of sealing the remaining outer periphery except for the outer periphery in the gas discharge direction among the outer periphery of the battery case, the gas It relates to a method of manufacturing a secondary battery comprising a secondary sealing step of forming a pattern sealing part on the outer periphery of the discharge direction, and a tertiary sealing step of completely sealing the pattern sealing part.

이차전지는 모바일 기기의 에너지원으로서 많은 연구 및 개발이 진행되고 있다. 전지의 형상 면에서 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.Secondary batteries are being researched and developed a lot as an energy source for mobile devices. In terms of battery shape, there is a high demand for prismatic secondary batteries and pouch-type secondary batteries that can be applied to products such as mobile phones due to their thin thickness. Demand for lithium secondary batteries such as batteries and lithium ion polymer batteries is high.

이차전지는 형상에 따라 원통형, 각형, 파우치형 등으로 구분할 수 있다. 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 저렴하고 변형이 용이한 파우치형이 많은 관심을 모으고 있다.Secondary batteries can be classified into cylindrical, prismatic, and pouch types according to their shape. Among them, the pouch type, which can be stacked with a high degree of integration, has a high energy density per weight, and is inexpensive and easy to deform, is attracting a lot of attention.

상기 파우치형 이차전지는 양극 및 음극과 상기 양극 및 음극 사이에 개재되는 분리막으로 구성되는 전극조립체를 전지케이스 내부에 수납한 상태에서 전해액을 주입한 후 밀봉하여 제조되고 있다.The pouch-type secondary battery is manufactured by injecting an electrolyte solution in a state in which an electrode assembly composed of a positive electrode and a negative electrode and a separator interposed between the positive and negative electrodes is accommodated in the battery case and then sealing the battery case.

구체적으로, 전극조립체를 전지케이스 내부에 수납한 후 일측 외주변을 제외한 나머지 외주변을 밀봉한 후, 상기 개방된 일측 외주변을 통해 전해액을 주입하고 활성화 과정에서 발생하는 가스를 배출하며, 이후 전지케이스를 완전히 밀봉하게 된다.Specifically, after accommodating the electrode assembly in the battery case and sealing the remaining outer periphery except for the outer periphery of one side, the electrolyte is injected through the open periphery of one side and the gas generated in the activation process is discharged, and then the battery The case is completely sealed.

상기 가스 배출 과정은, 전지케이스 내부를 진공 상태로 감압하고 다시 압력을 인가하는 과정을 통해 이루어지는 바, 배출되는 가스와 함께 전해액의 일부가 토출되면서 실링 예정부에 전해액이 잔류하게 된다. 이와 같이 실링 예정부에 잔류하는 전해액에 의한 간섭에 의해 미실링 영역이 생기는 바, 전지케이스의 밀봉력이 저하되는 문제가 발생한다.The gas discharge process is performed through a process of depressurizing the inside of the battery case to a vacuum state and applying pressure again. As a part of the electrolyte is discharged together with the discharged gas, the electrolyte remains in the sealing scheduled portion. As such, an unsealed area is generated due to the interference by the electrolyte remaining in the sealing scheduled portion, and thus, there is a problem in that the sealing force of the battery case is lowered.

이에 대해, 특허문헌 1은 라미네이트 시트의 접힌 외주 부위 중에서 일측 단부를 제외한 나머지 부위들을 열융착 하여 제 1 실링부를 형성하는 과정, 미실링 상태의 상기 단부를 통해 전해액을 주입한 후, 상기 단부의 열융착으로 만들어진 제 2 실링부에 의해 가스 포켓을 형성하는 과정, 및 전해액 토출의 저감을 위한 보조 실링부를 가스 포켓 상에 형성하는 과정을 포함하는 전지셀의 제조방법을 개시하나, 라미네이트 시트가 직립 상태로 위치하는 경우 보조 실링부에 의해 전해액이 가스 포켓으로 유출하는 것을 막을 수 있을 뿐, 가스 배출 과정에서 전해액이 상기 보조 실링부를 제외한 미실링부를 오염시키는 것은 방지하지 못하고 있다.In contrast, Patent Document 1 discloses a process of forming a first sealing part by heat-sealing the remaining parts except for one end of the folded outer circumferential part of the laminate sheet, after injecting the electrolyte through the unsealed end, the heat of the end Disclosed is a method of manufacturing a battery cell comprising a process of forming a gas pocket by a second sealing part made by fusion, and a process of forming an auxiliary sealing part on the gas pocket for reducing electrolyte discharge, but the laminate sheet is in an upright state In the case where the auxiliary sealing unit is positioned as , it is possible to prevent the electrolyte from flowing into the gas pocket by the auxiliary sealing unit, but does not prevent the electrolyte from contaminating the unsealed unit except for the auxiliary sealing unit during the gas discharge process.

특허문헌 2는 입체적 형상을 갖는 가스 포켓부가 구비된 파우치형 전지 포장재로서, 상기 가스 포켓부를 따라 진공이 일정하게 인가되기 때문에 동일한 진공 압력하에서 높은 효율로 잔존 가스를 제거할 수 있는 기술을 개시하고 있다.Patent Document 2 discloses a technology capable of removing residual gas with high efficiency under the same vacuum pressure as a pouch-type battery packaging material provided with a gas pocket portion having a three-dimensional shape, since vacuum is constantly applied along the gas pocket portion. .

즉, 특허문헌 2는 전지의 디개싱을 위해 전지 포장재에 음압을 가할 때 진공 스팟 근처의 전지 포장재가 음압에 의해 밀착되기 때문에 디가스 효율이 낮은 문제점을 해결할 수 있으나, 토출되는 전해액에 의해 밀봉력이 떨어지는 문제는 해결하지 못하고 있다.That is, Patent Document 2 can solve the problem of low degas efficiency because the battery packaging material near the vacuum spot is in close contact with the negative pressure when negative pressure is applied to the battery packaging material for degassing the battery. This falling problem has not been solved.

따라서, 파우치형 이차전지에 있어서, 전지케이스 내부의 가스 배출시 함께 토출되는 전해액으로 인하여 밀봉력이 약해지는 문제를 해결하기 위한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, in the pouch-type secondary battery, there is a high need to solve the problem that the sealing force is weakened due to the electrolyte discharged together when the gas inside the battery case is discharged.

한국 공개특허공보 제 2016-0054242 호Korean Patent Publication No. 2016-0054242 한국 공개특허공보 제 2013-0134963 호Korean Patent Publication No. 2013-0134963

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하기 위하여, 전지케이스의 가스 배출 방향의 외주변에 패턴 실링을 한 상태에서 전해액을 주입하는 경우, 가스 배출과 함께 전해액이 토출되더라도 패턴 실링으로 인해 이미 밀봉된 부분이 형성되기 때문에, 실링 예정부 가운데 전해액이 잔존할 수 있는 부분이 상대적으로 줄어드는 바, 잔여 전해액으로 인해 밀봉력이 약해지는 것을 완화할 수 있다.In order to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past, the present invention, when the electrolyte is injected in a state in which the pattern sealing is performed on the outer periphery of the gas discharge direction of the battery case, the electrolyte is discharged along with the gas discharge. Even if discharged, since the already sealed portion is formed due to the pattern sealing, the portion in which the electrolyte may remain among the sealing scheduled portions is relatively reduced, so that the weakening of the sealing force due to the remaining electrolyte can be alleviated.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법은,A method for manufacturing a secondary battery according to the present invention for achieving this object,

파우치형 이차전지의 제조방법으로서,A method for manufacturing a pouch-type secondary battery, comprising:

(a) 전극조립체를 파우치형 전지케이스에 수납하는 단계;(a) accommodating the electrode assembly in a pouch-type battery case;

(b) 상기 전지케이스의 외주변 가운데 가스 배출 방향의 외주변을 제외한 나머지 외주변을 실링하는 1차 실링(Sealing) 단계;(b) a primary sealing step of sealing the remaining outer periphery except for the outer periphery in the gas discharge direction among the outer periphery of the battery case;

(c) 상기 가스 배출 방향의 외주변에 패턴 실링부(Pattern Sealing Part)를 형성하는 2차 실링 단계;(c) a secondary sealing step of forming a pattern sealing part (Pattern Sealing Part) on the outer periphery of the gas discharge direction;

(d) 상기 패턴 실링부를 완전하게 밀봉하는 3차 실링 단계;(d) a third sealing step of completely sealing the pattern sealing portion;

를 포함하고 있다.contains

이와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 제조방법은 전지케이스의 외주변을 실링하는 단계를 3단계로 나누어서 단계적으로 수행하고, 특히, 전지케이스의 외주변 가운데 가스 배출 방향의 외주변에 미실링부를 포함하는 패턴 실링부를 먼저 형성하고, 상기 미실링부를 통해 전해액의 주입과 가스 배출을 한 후, 상기 패턴 실링부를 완전히 밀봉하는 과정으로 이루어질 수 있다.As described above, in the secondary battery manufacturing method according to the present invention, the step of sealing the outer periphery of the battery case is performed step by step by dividing it into three steps, and in particular, an unsealed part is included in the outer periphery of the outer periphery of the battery case in the gas discharge direction. The pattern sealing part is first formed, the electrolyte is injected and the gas is discharged through the unsealed part, and then the pattern sealing part is completely sealed.

일반적으로, 리튬 이차전지의 특성상 파우치형 전지의 제조과정은 전지의 활성화 공정 및 디-개스(De-gas) 과정을 포함한다.In general, due to the characteristics of a lithium secondary battery, a manufacturing process of a pouch-type battery includes an activation process of the battery and a de-gas process.

구체적으로, 리튬 이차전지는 전극조립체를 수납한 전지케이스에 전해액을 주액하고 일정 시간 동안 함침 시간을 거치며, 음극 표면에 SEI(Solid Electrolyte Interphase) 막을 형성하기 위해 1차 활성화 과정을 진행한다. 이 때, 음극과 전해액과의 반응 부산물로 가스가 발생하는 바, 상기 가스를 제거하기 위하여 진공 감압 과정 및 가압 과정을 진행한다.Specifically, the lithium secondary battery injects an electrolyte into the battery case housing the electrode assembly, undergoes an impregnation time for a certain period of time, and performs a primary activation process to form a Solid Electrolyte Interphase (SEI) film on the surface of the anode. At this time, since gas is generated as a by-product of the reaction between the cathode and the electrolyte, a vacuum decompression process and a pressurization process are performed to remove the gas.

상기 가스 제거 과정 중에 전해액이 함께 배출되는데, 전해액의 감소로 인하여 전지의 수명이 단축되는 문제가 있으므로 전해액의 토출량을 감소시키기 위한 노력이 필요하다.The electrolyte is discharged together during the gas removal process, and since there is a problem in that the life of the battery is shortened due to the decrease of the electrolyte, it is necessary to make an effort to reduce the discharge amount of the electrolyte.

또한, 토출된 전해액이 실링 예정부에 남아 있는 경우, 해당 부분에 밀봉이 잘 이루어지지 않기 때문에 전지케이스의 열융착 밀봉을 방해하게 된다. 따라서, 전체적으로 밀봉력이 낮은 이차전지가 생산되는 문제가 있다.In addition, when the discharged electrolyte remains in the sealing scheduled portion, since sealing is not performed well in the corresponding portion, heat sealing of the battery case is disturbed. Accordingly, there is a problem in that a secondary battery having a low sealing force as a whole is produced.

이에, 본 발명과 같이 가스 배출 과정 이전에, 가스 배출 방향의 외주변을 부분적으로 밀봉하는 과정을 포함함으로써, 실링 예정부에 전해액이 잔존할 수 있는 부분을 줄일 수 있는 바, 잔여 전해액으로 인해 밀봉력이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, as in the present invention, by including a process of partially sealing the outer periphery of the gas discharging direction before the gas discharging process as in the present invention, it is possible to reduce the portion in which the electrolyte may remain in the sealing scheduled portion, and sealing due to the remaining electrolyte It can prevent the power from dropping.

하나의 구체적인 예에서, 상기 (c) 단계와 상기 (d) 단계 사이에는 전지의 활성화 과정 및 전지케이스 내부의 가스를 배출하는 탈기 과정이 이루질 수 있으며, 상기 전지의 활성과 과정 및 가스 탈기 과정은 2회 이상 이루어질 수 있으며, 상기 활성화 과정과 탈기 과정 사이에는 전지를 안정화하기 위한 에이징 과정을 더 포함할 수 있다.In one specific example, between the step (c) and the step (d), an activation process of the battery and a degassing process of discharging gas inside the battery case may be performed, and the activation and process of the battery and the gas degassing process may be performed two or more times, and an aging process for stabilizing the battery may be further included between the activation process and the degassing process.

상기 패턴 실링부는 실링부와 미실링부가 교차로 형성되는 패턴 실링으로 구성될 수 있으며, 상기 실링부와 미실링부는 상기 가스 배출 방향의 외주변의 전체 부분에서 균일하게 형성될 수 있다.The pattern sealing part may be configured as a pattern sealing in which a sealing part and an unsealed part are formed to cross each other, and the sealing part and the unsealed part may be uniformly formed in the entire outer periphery in the gas discharge direction.

상기 패턴 실링은 전체적으로 직선 형태로 이루어지는 것이 바람직하며, 미실링부의 면적을 고려하여 실링부를 형성할 수 있는 바, 예를 들어, 점선, 일점 쇄선 또는 이점 쇄선의 형태로 형성될 수 있다.The sealing pattern is preferably formed in a straight line as a whole, and the sealing portion can be formed in consideration of the area of the unsealed portion, for example, it may be formed in the form of a dotted line, a dashed-dotted line or a double-dotted line.

구체적으로, 상기 패턴 실링의 실링부와 미실링부의 면적비는 특별히 한정되지 않지만, 가스 배출을 위한 미실링부가 충분히 형성될 수 있으면서, 동시에 밀봉력 향상의 효과를 얻기 위하여, 상기 실링부와 미실링부는 동일한 면적 비율로 형성될 수 있다.Specifically, the area ratio of the sealed portion and the unsealed portion of the pattern sealing is not particularly limited, but in order to obtain the effect of improving the sealing force while the unsealed portion for gas discharge can be sufficiently formed, the sealing portion and the unsealed portion are not particularly limited. They may be formed in the same area ratio.

하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체는 양극 탭 및 음극 탭이 동일한 방향으로 돌출된 구조의 양극판 및 음극판으로 구성되거나, 양극 탭 및 음극 탭이 서로 반대 방향으로 돌출된 구조의 양극판 및 음극판으로 구성될 수 있다.In one specific example, the electrode assembly may be composed of a positive electrode and a negative plate having a structure in which a positive electrode tab and a negative electrode tab protrude in the same direction, or a positive electrode and negative electrode plate having a structure in which a positive electrode tab and a negative electrode tab protrude in opposite directions. can

구체적으로, 전극 탭이 동일한 방향으로 돌출되는 구조의 전극조립체가 상부케이스 및 하부케이스가 분리되는 구조의 전지케이스에 수납되는 경우에는, 가스 배출 방향의 외주변을 제외한 전지케이스의 외주변에 1차 실링이 이루어지고, 상기 가스 배출 방향의 외주변에는 2차 실링 및 3차 실링이 이루어진다.Specifically, when the electrode assembly having a structure in which the electrode tabs protrude in the same direction is accommodated in a battery case having a structure in which an upper case and a lower case are separated, the primary periphery of the battery case except for the outer periphery in the gas discharge direction The sealing is made, and the secondary sealing and the tertiary sealing are made on the outer periphery of the gas discharge direction.

상기 전지케이스가 절곡되어 상부케이스 및 하부케이스를 형성하는 일체형 구조로 이루어지는 경우로서, 전지케이스가 절곡되는 방향의 전지케이스 외주변에는 상기 1차 실링 내지 3차 실링이 이루어지지 않을 수 있다.In a case in which the battery case is bent to form an integrated structure forming an upper case and a lower case, the primary sealing to the tertiary sealing may not be formed around the outer periphery of the battery case in the direction in which the battery case is bent.

또한, 상기 전극 탭이 서로 다른 방향으로 돌출되는 전극조립체가 상부케이스 및 하부케이스가 분리되는 구조의 전지케이스에 수납되는 경우에는, 상기 전극 탭이 돌출된 양 방향 전지케이스의 외주변 및 가스 배출 방향의 외주변의 반대 방향 외주변에는 1차 실링이 이루어진다.In addition, when the electrode assembly in which the electrode tabs protrude in different directions is accommodated in a battery case having a structure in which an upper case and a lower case are separated, the outer periphery of the battery case in which the electrode tabs protrude and the gas discharge direction A primary sealing is made on the outer periphery in the opposite direction to the outer periphery of the .

상기 전지케이스가 절곡되어 상부케이스 및 하부케이스를 형성하는 일체형 구조로 이루어지는 경우로서, 가스 배출 방향의 외주변의 반대 방향 외주변에서 전지케이스가 절곡되는 경우에는, 상기 외주변에는 상기 1차 실링 내지 3차 실링이 이루어지지 않을 수 있다.When the battery case is bent to form an integral structure forming an upper case and a lower case, and when the battery case is bent at the outer periphery in the opposite direction to the outer periphery in the gas discharge direction, the outer periphery has the primary sealing to The tertiary sealing may not be performed.

상기 패턴 실링부는 상기 가스 배출 방향의 외주변 전체에서 일정한 패턴을 갖도록 형성될 수 있는 바, 상기에서 설명한 바와 같이 패턴 실링의 형상은 다양한 형상이 가능하나, 가스 배출 방향의 외주변 전체에서 균일한 밀봉력을 확보하기 위하여, 상기 가스 배출 방향의 실링부에 형성되는 패턴은 일정한 패턴으로 이루어지는 것이 바람직하다The pattern sealing part may be formed to have a uniform pattern on the entire outer periphery in the gas discharge direction. As described above, the pattern sealing may have various shapes, but uniform sealing over the entire outer periphery in the gas discharge direction. In order to secure the force, it is preferable that the pattern formed on the sealing part in the gas discharge direction is made of a constant pattern.

상기 패턴 실링부를 형성하는 2차 실링 단계 (c)는 패턴 실링부와 동일한 패턴이 형성된 실링 블록을 이용하여 이루어질 수 있는 바, 상기 패턴 실링부의 전체 길이와 대응되는 길이로 이루어진 실링 블록을 상기 가스 배출 방향의 외주변 상에 위치시킨 후, 상기 실링 블록을 가열 및 가압하여 진행될 수 있다.The secondary sealing step (c) of forming the pattern sealing part may be performed using a sealing block having the same pattern as that of the pattern sealing part, and a sealing block having a length corresponding to the entire length of the pattern sealing part is discharged from the gas. After positioning on the outer periphery of the direction, it can proceed by heating and pressing the sealing block.

상기 패턴 실링부를 완전하게 밀봉하는 3차 실링 단계 (d)의 밀봉은 상기 패턴 실링부의 전체 길이와 대응되는 길이를 갖는 실링 블록으로 이루어질 수 있으며, 상기 3차 실링에 의해 패턴 실링부의 미실링부가 밀봉되면서 상기 패턴 실링부의 실링부가 다시 열융착되는 경우 밀봉력이 향상될 수 있는 점을 고려할 때, 상기 (d) 단계의 밀봉은 상기 패턴 실링부의 실링부와 중첩되어서 이루어지는 것이 바람직하다.The sealing of the tertiary sealing step (d) of completely sealing the pattern sealing part may be made of a sealing block having a length corresponding to the entire length of the pattern sealing part, and the unsealed part of the pattern sealing part is sealed by the tertiary sealing. Considering that the sealing force may be improved when the sealing portion of the pattern sealing portion is heat-sealed again while being formed, the sealing in step (d) is preferably made to overlap the sealing portion of the pattern sealing portion.

하나의 구체적인 예에서, 상기 이차전지의 제조방법은 전해액의 주입과정을 포함하는 바, 상기 1차 실링 단계 및 2차 실링 단계가 동시에 이루어진 후, 즉, 전극조립체를 전지케이스에 수납한 후, 상기 가스 배출 방향에 형성되는 패턴 실링부를 포함하여, 다른 외주변을 모두 실링한 후, 상기 패턴 실링부의 미실링부를 통해 전해액을 주입할 수 있다.In one specific example, the method for manufacturing the secondary battery includes an electrolyte injection process, and after the first sealing step and the second sealing step are performed simultaneously, that is, after the electrode assembly is accommodated in the battery case, the After sealing all of the other outer periphery including the pattern sealing part formed in the gas discharge direction, the electrolyte may be injected through the unsealed part of the pattern sealing part.

또는, 상기 1차 실링 단계 이후 및 상기 2차 실링 단계 이전에 전해액을 주입할 수 있는 바, 전해액의 주액 전에 전지케이스의 외주변을 실링하는 과정을 단계적으로 수행할 수 있다.Alternatively, since the electrolyte may be injected after the first sealing step and before the second sealing step, the process of sealing the outer periphery of the battery case before injection of the electrolyte may be performed step by step.

다만, 이와 같은 경우에도, 가스 배출 과정 이전에 패턴 실링부를 형성하여 밀봉성이 낮아지는 것을 방지하고 있다.However, even in this case, the pattern sealing part is formed before the gas discharging process to prevent the sealing performance from being lowered.

본 발명은, 상기 이차전지의 제조방법을 사용하여 제조되는 이차전지를 제공하고, 상기 이차전지를 포함하는 전지팩 및 상기 전지팩을 전원으로서 포함하고 있는 디바이스를 제공한다.The present invention provides a secondary battery manufactured by using the method for manufacturing the secondary battery, and provides a battery pack including the secondary battery and a device including the battery pack as a power source.

구체적으로, 상기 전지팩은 고온 안전성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있으며, 이러한 디바이스의 상세한 예로는 모바일 전자기기(mobile device), 웨어러블 전자기기(wearable device), 전지 기반 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the battery pack may be used as a power source for devices requiring high-temperature stability, long cycle characteristics, and high rate characteristics, and specific examples of such devices include a mobile device, a wearable device, and the like. , a power tool powered by a battery-based motor to move; electric vehicles, including electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and the like; electric two-wheeled vehicles including electric bicycles (E-bikes) and electric scooters (E-scooter); electric golf carts; and a power storage system, but is not limited thereto.

이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다. Since the structure of these devices and a method of manufacturing the same are known in the art, detailed description thereof will be omitted herein.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법은, 파우치형 전지케이스에서 가스 배출 방향의 외주변에 실링부와 미실링부가 교대로 위치하는 패턴 실링부를 형성하는 단계를 포함하는 바, 가스 배출을 위한 디개싱(Degassing) 과정에서 전해액이 가스와 함께 배출되더라도, 상기 가스 배출 방향의 외주변 일부는 이미 실링된 상태이기 때문에, 해당 부분만큼 전해액이 잔존할 가능성이 낮아지는 바, 미실링부에 남아 있는 전해액으로 인하여 전지케이스의 밀봉력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the method of manufacturing a pouch-type secondary battery according to the present invention includes forming a pattern sealing portion in which sealing portions and unsealed portions are alternately positioned on the periphery of the pouch-type battery case in the gas discharge direction. Bar, even if the electrolyte is discharged together with the gas in the degassing process for gas discharge, since a part of the outer periphery in the gas discharge direction is already sealed, the possibility that the electrolyte remains as much as the corresponding portion is lowered, It is possible to prevent the sealing force of the battery case from being deteriorated due to the electrolyte remaining in the unsealed part.

또한, 상기와 같은 패턴 실링을 디개싱 과정 이전에 수행하기 때문에 전지케이스의 형태를 미리 지지하고 고정해주는 효과를 얻을 수 있는 바, 밀봉 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, since the pattern sealing as described above is performed before the degassing process, the effect of supporting and fixing the shape of the battery case in advance can be obtained, and the sealing characteristics can be further improved.

도 1은 하나의 실시예에 따른 미완성 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 2는 다른 하나의 실시예에 따른 미완성 파우치형 이차전지의 평면도이다.
도 3은 하나의 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조과정이다.
도 4는 다른 하나의 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조과정이다.1 is a plan view of an unfinished pouch-type secondary battery according to an exemplary embodiment.
2 is a plan view of an unfinished pouch-type secondary battery according to another embodiment.
3 is a manufacturing process of a pouch-type secondary battery according to an embodiment.
4 is a manufacturing process of a pouch-type secondary battery according to another embodiment.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments in which those skilled in the art can easily practice the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in the detailed description of the operating principle of the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions. Throughout the specification, when it is said that a part is connected to another part, it includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of a certain component does not exclude other components unless otherwise stated, but means that other components may be further included.

본 발명을 도면에 따라 상세한 실시예와 같이 설명한다. The present invention will be described along with detailed embodiments according to the drawings.

도 1은 하나의 실시예에 따른 미완성 파우치형 이차전지의 평면도를 모식적으로 도시하고 있다.1 schematically shows a plan view of an unfinished pouch-type secondary battery according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 미완성 파우치형 이차전지(100)는 전극조립체(101)의 일측으로 양극 단자(102) 및 음극 단자(103)가 돌출된 구조로 이루어지고, 양극 단자(102) 및 음극 단자(103)는 전지케이스의 외주변 실링부(112)를 관통하여 외측으로 연장되어 있다.Referring to FIG. 1 , the unfinished pouch-type secondary battery 100 has a structure in which a positive terminal 102 and a negative terminal 103 protrude to one side of an electrode assembly 101 , and a positive terminal 102 and a negative terminal Reference numeral 103 extends outward through the outer peripheral sealing portion 112 of the battery case.

미완성 파우치형 이차전지(100)의 전지케이스는 도면 상 전극조립체(101)의 우측 외주변에서 절곡되어 상부케이스 및 하부케이스가 일체로 연결된 구조로 이루어지고, 절곡부(130)가 있는 전지케이스의 외주변은 실링이 이루어지지 않는다. 그러나, 전극조립체 수납부의 개수 내지 깊이 등을 고려하여 절곡부(130)에도 실링이 이루어질 수 있음은 물론이다.The battery case of the unfinished pouch-type secondary battery 100 is bent at the right outer periphery of the electrode assembly 101 in the drawing to have a structure in which the upper case and the lower case are integrally connected, and the battery case with the bent part 130 The outer periphery is not sealed. However, it goes without saying that sealing may be performed on the bent portion 130 in consideration of the number or depth of the electrode assembly accommodating portions.

상기 전지케이스는 가스 배출 방향(113)의 전지케이스 외주변과 대면하는 외주변(111)과 전극 단자가 돌출된 방향의 외주변(112)에 1차 실링하여 실링부가 형성되고, 가스 배출 방향의(113)의 외주변(120)에는 2차 실링에 의한 패턴 실링부가 형성되어 있다.The battery case is formed by primary sealing on the outer periphery 111 facing the outer periphery of the battery case in the gas discharge direction 113 and the outer periphery 112 in the direction in which the electrode terminals protrude, and a sealing portion is formed in the gas discharge direction. A pattern sealing portion by secondary sealing is formed on the outer periphery 120 of 113 .

패턴 실링부(120)는 직선형의 점선 형태로 형성되도록 도시되어 있으나, 전체적으로 직선형 구조로 이루어진다면, 일점 쇄서, 도는 이점 쇄선과 같은 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 실링부의 면적과 미실링부의 면적은 가스 배출 통로의 면적과 실링 강도를 고려하여 적절히 선택가능하며, 실링부의 면적과 미실링부의 면적이 동일한 비율로 형성될 수 있다.Although the pattern sealing part 120 is illustrated to be formed in the form of a straight dotted line, if it has a linear structure as a whole, it may be formed in a form such as a one-dot chain or two-dot chain line. In addition, the area of the sealing part and the area of the unsealed part may be appropriately selected in consideration of the area of the gas discharge passage and the sealing strength, and the area of the sealing part and the area of the unsealed part may be formed in the same ratio.

도 2는 다른 하나의 실시예에 따른 미완성 파우치형 이차전지의 평면도를 모식적으로 도시하고 있다.2 schematically shows a plan view of an unfinished pouch-type secondary battery according to another embodiment.

도 2를 참조하면, 미완성 파우치형 이차전지(200)는 전극조립체(201)의 양측 각각으로 양극 단자(202) 및 음극 단자(203)가 돌출된 구조로 이루어지고, 양극 단자(202) 및 음극 단자(203)는 전지케이스의 외주변 실링부(212, 213)를 관통하여 외측으로 연장되어 있다.Referring to FIG. 2 , the unfinished pouch-type secondary battery 200 has a structure in which a positive terminal 202 and a negative terminal 203 protrude from both sides of the electrode assembly 201 , and a positive terminal 202 and a negative electrode The terminal 203 penetrates the outer peripheral sealing parts 212 and 213 of the battery case and extends outwardly.

미완성 파우치형 이차전지(200)의 전지케이스는 상부케이스와 하부케이스가 서로 분리되는 구조의 전지케이스로서, 상부케이스와 하부케이스의 외주변이 모두 실링이 이루어져 있는 바, 전극 단자가 돌출된 전지케이스의 외주변들(212, 214)과 가스 배출 방향(213)의 반대 방향 외주변(211)에는 1차 실링에 의한 실링부가 형성되고, 가스 배출 방향(213)의 외주변(220)에는 2차 실링에 의한 패턴 실링부가 형성되어 있다. 외주변(220)의 패턴 실링은 전체적으로 직선의 형태로서 일점 쇄선과 같이 형성되어 있는 바, 실링부의 면적이 미실링부의 면적보다 넓게 형성된다.The battery case of the unfinished pouch-type secondary battery 200 is a battery case of a structure in which an upper case and a lower case are separated from each other. A sealing portion is formed by a primary sealing on the outer periphery 212 and 214 of the outer periphery 211 in the opposite direction to the gas discharge direction 213, and a secondary sealing portion is formed on the outer periphery 220 in the gas discharge direction 213 A pattern sealing portion by sealing is formed. The pattern sealing of the outer periphery 220 is formed in the form of a dot-dash line as a whole in the form of a straight line, so the area of the sealing part is formed wider than the area of the unsealed part.

도 3은 하나의 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조과정을 도시하고 있다.3 illustrates a manufacturing process of a pouch-type secondary battery according to an exemplary embodiment.

도 3을 참조하면, (a) 과정에서, 전극 단자(304)들이 일측으로 돌출된 구조의 전극조립체(303)가 전지케이스(301)의 수납부에 수납되어 있고, 전지케이스(301)는 절곡부(302)를 기준으로 화살표 방향으로 상부케이스가 절곡되어 하부케이스의 상면에 위치하게 된다. (b) 과정에서 전지케이스의 외주변에는 실링부(311)가 형성되나, 절곡부가 형성되는 외주변(312)과 가스 배출 방향(313)의 외주변은 실링이 이루어지지 않는다.Referring to FIG. 3 , in the process (a), the electrode assembly 303 having a structure in which the electrode terminals 304 protrude to one side is accommodated in the receiving part of the battery case 301, and the battery case 301 is bent. The upper case is bent in the direction of the arrow with respect to the portion 302 to be positioned on the upper surface of the lower case. In the process (b), the sealing portion 311 is formed on the outer periphery of the battery case, but the outer periphery 312 where the bent portion is formed and the outer periphery of the gas discharge direction 313 are not sealed.

(c) 과정에서, 가스 배출 방향(313)의 전지케이스 외주변에 패턴 실링부(321)가 형성되고, (d) 과정에서 패턴 실링부(321)의 미실링부를 통해 전해액(330)이 주액된다. 이후 활성화 과정을 거쳐 가스가 생성되면, (e) 과정에서 패턴 실링부(321)의 미실링부를 통해 감압 및 가압 과정을 거치면서 가스가 배출(점선 화살표)된다. (f) 과정에서는 패턴 실링부(321)가 형성된 외주변이 완전히 실링될 수 있도록 다시 3차 실링이 이루어지면서 완전히 밀봉된 외주변(341)이 형성된다.In the process (c), the pattern sealing part 321 is formed on the outer periphery of the battery case in the gas discharge direction 313, and the electrolyte 330 is injected through the unsealed part of the pattern sealing part 321 in the process (d). do. Then, when gas is generated through the activation process, the gas is discharged (dotted arrow) through the decompression and pressurization process through the unsealed part of the pattern sealing part 321 in the process (e). In the process (f), the tertiary sealing is performed again so that the outer periphery on which the pattern sealing part 321 is formed can be completely sealed, and the completely sealed outer periphery 341 is formed.

상기 3차 실링이 이루어지는 부분은 패턴 실링부(321)가 형성된 부분과 중첩되도록 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that the portion where the tertiary sealing is formed overlaps the portion where the pattern sealing portion 321 is formed.

도 4는 다른 하나의 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조과정을 도시하고 있다.4 illustrates a manufacturing process of a pouch-type secondary battery according to another embodiment.

도 3과 도 4를 비교하면, 도 3의 (b) 과정과 (c) 과정이 도 4의 제조과정에서는 동시에 이루어져 (b) 과정과 같이 이루어진다.Comparing FIG. 3 and FIG. 4 , process (b) and process (c) of FIG. 3 are simultaneously performed in the manufacturing process of FIG. 4, and thus process (b) is performed.

이후, 도 4의 (c) 과정 내지 (e) 과정은 도 3의 (d) 과정 내지 (f) 과정과 동일하다.Thereafter, processes (c) to (e) of FIG. 4 are the same as processes (d) to (f) of FIG. 3 .

상기 도 3 및 도 4에 도시된 제조방법은, 상부케이스 및 하부케이스로 분리되는 구조의 전지케이스를 사용하는 도 2와 같이 실링부가 형성되는 경우에도 적용 가능한 범위에도 동일한 순서에 의해 이루어질 수 있다.The manufacturing method shown in FIGS. 3 and 4 may be performed in the same order in the applicable range even when the sealing part is formed as in FIG. 2 using a battery case having a structure separated into an upper case and a lower case.

이와 같이, 본 발명에 따른 이차전지의 제조방법은 활성화 과정 후 가스를 배출하는 과정 이전에 가스 배출 방향의 실링 예정부의 일부에 실링부가 형성되어 실링부와 미실링부가 패턴을 형성하도록 밀봉함으로써, 상기 실링 예정부에 전해액 잔여물이 남을 수 있는 영역을 줄일 수 있으므로, 전지케이스의 밀봉력이 감소하는 것을 방지할 수 있다.As described above, in the method for manufacturing a secondary battery according to the present invention, a sealing part is formed in a part of a sealing scheduled part in the gas discharge direction before the gas discharge process after the activation process, and the sealing part and the unsealed part are sealed to form a pattern. Since the area in which the electrolyte residue may remain in the sealing scheduled portion can be reduced, it is possible to prevent a decrease in the sealing force of the battery case.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

100, 200 : 미완성 파우치형 이차전지
101, 201, 303 : 전극조립체
102, 202 : 양극 단자
103, 203 : 음극 단자
111, 112, 211, 212, 214, 311, 341 : 실링부
113, 213, 313 : 가스 배출 방향
120, 220, 321 : 패턴 실링부
301 : 전지케이스
302 : 절곡부
304 : 전극 단자
330 : 전해액100, 200: Incomplete pouch-type secondary battery
101, 201, 303: electrode assembly
102, 202: positive terminal
103, 203: negative terminal
111, 112, 211, 212, 214, 311, 341: sealing part
113, 213, 313: gas discharge direction
120, 220, 321: pattern sealing part
301: battery case
302: bent part
304: electrode terminal
330: electrolyte

Claims (12)

파우치형 이차전지의 제조방법으로서,
(a) 전극조립체를 파우치형 전지케이스에 수납하는 단계;
(b) 상기 전지케이스의 외주변 가운데 가스 배출 방향의 외주변을 제외한 나머지 외주변을 실링하는 1차 실링(Sealing) 단계;
(c) 상기 가스 배출 방향의 외주변에 패턴 실링부(Pattern Sealing Part)를 형성하는 2차 실링 단계;
(d) 상기 패턴 실링부를 완전하게 밀봉하는 3차 실링 단계;
를 포함하고,
상기 패턴 실링부는 가스 배출 방향의 외주변 전체를 따라 실링부와 미실링부가 교차로 형성되는 패턴 실링으로 구성되며,
상기 패턴 실링은 점선, 일점 쇄선 또는 이점 쇄선의 형태로 형성되고,
상기 미실링부를 통해 전해액이 주입되는 이차전지의 제조방법.A method for manufacturing a pouch-type secondary battery, comprising:
(a) accommodating the electrode assembly in a pouch-type battery case;
(b) a primary sealing step of sealing the remaining outer periphery except for the outer periphery in the gas discharge direction among the outer periphery of the battery case;
(c) a secondary sealing step of forming a pattern sealing part (Pattern Sealing Part) on the outer periphery of the gas discharge direction;
(d) a third sealing step of completely sealing the pattern sealing portion;
including,
The pattern sealing part is composed of a pattern sealing in which a sealing part and an unsealing part are formed at an intersection along the entire outer periphery in the gas discharge direction,
The pattern sealing is formed in the form of a dotted line, a dashed-dotted line or a double-dotted line,
A method of manufacturing a secondary battery in which an electrolyte is injected through the unsealed part. 제 1 항에 있어서, 상기 (c) 단계와 상기 (d) 단계 사이에는 전지의 활성화 과정 및 전지케이스 내부의 가스를 배출하는 탈기 과정이 이루어지는 이차전지의 제조방법.The method of claim 1 , wherein an activation process of the battery and a degassing process of discharging gas inside the battery case are performed between steps (c) and (d). 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 패턴 실링의 실링부와 미실링부는 동일한 면적 비율로 형성되는 이차전지의 제조방법.The method of claim 1 , wherein the sealed portion and the unsealed portion of the pattern sealing are formed in the same area ratio. 제 1 항에 있어서, 상기 전극조립체는 양극 탭 및 음극 탭이 동일한 방향으로 돌출된 구조의 양극판 및 음극판으로 구성되거나, 양극 탭 및 음극 탭이 서로 반대 방향으로 돌출된 구조의 양극판 및 음극판으로 구성되는 이차전지의 제조방법.According to claim 1, wherein the electrode assembly is composed of a positive electrode and a negative plate having a structure in which a positive electrode tab and a negative electrode tab protrude in the same direction, or a positive electrode and a negative electrode plate having a structure in which the positive electrode tab and the negative electrode tab protrude in opposite directions. A method for manufacturing a secondary battery. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴 실링부는 상기 가스 배출 방향의 외주변 전체에서 일정한 패턴을 갖도록 형성되는 이차전지의 제조방법.The method of claim 1 , wherein the pattern sealing part is formed to have a uniform pattern on the entire outer periphery in the gas discharge direction. 제 1 항에 있어서, 상기 (c) 단계는 패턴 실링부와 동일한 패턴이 형성된 실링 블록을 가압하여 형성하는 이차전지의 제조방법.The method of claim 1 , wherein in step (c), a sealing block having the same pattern as that of the pattern sealing part is formed by pressing the sealing block. 제 1 항에 있어서, 상기 (d) 단계의 밀봉은 상기 패턴 실링부의 실링부와 중첩되어서 이루어지는 이차전지의 제조방법.The method of claim 1 , wherein the sealing in step (d) overlaps the sealing portion of the pattern sealing portion. 제 1 항에 있어서, 상기 1차 실링 단계 및 2차 실링 단계가 동시에 이루어진 후, 전해액을 주입하는 이차전지의 제조방법.The method of claim 1 , wherein the electrolyte is injected after the first sealing step and the second sealing step are performed at the same time. 삭제delete 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 이차전지의 제조방법을 사용하여 제조되는 이차전지.A secondary battery manufactured by using the method for manufacturing a secondary battery according to any one of claims 1, 2, and 5 to 10.
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