KR102518668B1 - 이차전지셀 제조장치 및 이를 이용한 이차전지셀 제조방법 - Google Patents

이차전지셀 제조장치 및 이를 이용한 이차전지셀 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차전지셀 제조장치 및 이를 이용한 이차전지셀 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파우치형 이차전지셀을 제조하기 위한 이차전지셀 제조장치 및 이를 이용한 이차전지셀 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 파우치형 이차전지셀(10)을 제조하기 위한 이차전지셀 제조장치로서, 전극조립체(12)를 수용하며 전해액(17)이 주입된 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하여 상기 전극조립체(12)를 전해액(17)에 함침시키는 함침부(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지셀 제조장치를 개시한다.

Description

이차전지셀 제조장치 및 이를 이용한 이차전지셀 제조방법{Secondary Battery Cell Manufacturing Apparatus And Method Using The Same}
본 발명은 이차전지셀 제조장치 및 이를 이용한 이차전지셀 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파우치형 이차전지셀을 제조하기 위한 이차전지셀 제조장치 및 이를 이용한 이차전지셀 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 화학전지는 양전극과 음전극의 전극 한쌍과 전해질로 구성되어 있는 전지로서, 전극과 전해질을 구성하는 물질에 따라 저장할 수 있는 에너지의 양이 달라진다.
이러한 화학전지는 충전반응이 매우 느려서 1회 방전 용도로만 쓰이는 일차전지와, 반복적인 충방전을 통해 재사용이 가능한 이차전지로 구분된다.
이차전지는 산업 전반에 걸쳐 다양한 기술분야에 적용되고 있으며, 일예로 와이어리스 모바일 기기와 같은 첨단 전자기기의 에너지원으로 사용되고 있을 뿐만 아니라 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린 및 디젤 내연기관의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로도 주목받고 있다.
이차전지는 전극 조립체를 수용하고 있는 케이스의 형상에 따라 여러 가지로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로 원통형, 각형, 파우치형 등이 있다.
통상적으로 원통형 이차전지는 원통형 알루미늄캔을 사용하고, 각형 이차전지는 각형의 알루미늄캔을 사용하며, 파우치형 이차전지는 알루미늄 등의 소재로 된 박판의 알루미늄 라미네이트 필름을 팩 형태로 한 파우치로 밀봉한 것으로 상대적으로 경량이면서 안정성이 우수하여 근래 들어 널리 사용되고 있다.
예로서, 파우치형 이차전지의 구성을 살펴보면, 음전극과 양전극 사이에 분리막인 세퍼레이터(separator)를 개재시켜 이루어진 전극조립체인 스택(stack)과, 이 스택을 내부에 밀봉 수용하는 것으로 알루미늄-라미네이트 필름으로 이루어진 파우치 그리고, 상기 스택에 일단이 연결되고 타단은 파우치의 외부로 노출되어 외부로 전류를 유도하기 위한 판상(板狀)의 음양극용 전극탭으로 구성된다.
한편 이차전지는, 음전극, 양전극 및 그 사이에 개재되는 분리막으로 구성되는 전지셀이 수용된 파우치 내부에 전해질을 주입한 후 밀봉함으로써 완성됨이 일반적이다.
여기서 파우치 내부에 주입된 전해질의 함침상태에 따라서 이차전지의 성능이 결정되는데, 전해질의 함침을 양호하게 달성하면서도 설비비용을 낮추고 생산성을 향상시키기 위한 이차전지셀 제조장치 및 제조방법이 요구된다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 추세 및 필요성을 인식하여, 이차전지셀의 적절한 함침을 가능하게 하면서 이차전지셀 제조를 위한 설비를 구축하는데 소요되는 비용을 최소화하고 이차전지셀 함침공정에 소요되는 시간을 최소화하여 이차전지셀 생산성을 극대화할 수 있는 이차전지셀 제조장치 및 이를 이용한 이차전지셀 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 파우치형 이차전지셀(10)을 제조하기 위한 이차전지셀 제조장치로서, 전극조립체(12)를 수용하며 전해액(17)이 주입된 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하여 상기 전극조립체(12)를 전해액(17)에 함침시키는 함침부(300)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지셀 제조장치를 개시한다.
상기 함침부(300)는, 상기 전극조립체(12)가 하단에 위치되도록 상기 파우치(14)를 세운 상태에서 상기 파우치(14)를 지지하는 셀지지부(310)와, 상기 파우치(14)의 상단영역을 관통하여 상기 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하는 흡입부(320)를 포함할 수 있다.
상기 흡입부(320)는, 상기 파우치(14)의 일측면을 지지하는 복수의 제1패드(322)와, 상기 제1패드(322)와 대향하여 설치되며 내부에 상기 파우치(14)를 관통하기 위한 피어싱부재(324)가 구비되는 제2패드(326)와, 상기 제1패드(322) 및 상기 제2패드(326) 중 적어도 하나의 이동을 구동하는 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제1패드(322) 및 상기 제2패드(326) 중 적어도 하나는, 내부에 진공펌프(329)와 연결되는 진공패스(328)와 연통될 수 있다.
상기 제1패드(322) 및 상기 제2패드(326)는, 상기 파우치(14)의 상단 길이방향을 따라 복수로 구비될 수 있다.
상기 제1패드(322)는, 상기 피어싱부재(324)와 간섭되지 않도록 내부에 동공(323)을 구비할 수 있다.
상기 제1패드(322) 및 상기 제2패드(326)는, 상기 흡입부(320)에 의한 공기흡입 시, 상기 피어싱부재(324)에 의해 상기 파우치(14)에 관통형성되는 관통구(15) 둘레에 밀착될 수 있다.
상기 함침부(300)는, 상기 흡입부(320)에 의한 공기흡입 전 및 공기흡입 후 상기 파우치(14)를 밀봉하기 위한 실링부(330)를 추가로 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은, 파우치형 이차전지셀(10)을 제조하기 위한 이차전지셀 제조방법으로서, 전극조립체(12)를 수용하며 전해액(17)이 주입된 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하여 상기 전극조립체(12)를 전해액(17)에 함침시키는 함침단계를 포함할 수 있다.
상기 함침단계는, 피어싱부재(324)를 이용해 상기 파우치(14)를 관통하여 관통구(15)를 형성하는 관통구형성단계와, 진공펌프(239)와 연결된 진공패스(328)와 연통되는 흡입부(320)를 상기 관통구(15) 둘레에 밀착시켜 상기 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하는 흡입단계를 포함할 수 있다.
상기 함침단계는, 상기 흡입단계 전에, 상기 전극조립체(12)가 하단에 위치되도록 상기 파우치(14)를 세운 상태에서, 대기압상태에서 상기 파우치(14)를 밀봉하는 제1실링단계와, 상기 흡입단계 후에 상기 진공패스(328)의 진공을 유지한 상태에서, 상기 관통구(15)를 제외한 영역에서 상기 파우치(14)를 밀봉하는 제2실링단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지셀 제조장치 및 이를 이용한 이차전지셀 제조방법은, 이차전지셀에 대한 적절한 함침을 가능하게 하면서 이차전지셀 제조를 위한 설비를 구축하는데 소요되는 비용을 최소화하고 이차전지셀 함침공정에 소요되는 시간을 최소화하여 이차전지셀 생산성을 극대화할 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 이차전지셀 제조장치 및 이를 이용한 이차전지셀 제조방법은, 대기압 상태에서 이차전지셀의 파우치에 관통공을 형성하고 관통공을 통해 파우치 내부의 공기를 흡입하여 파우치 내부의 공기를 외부로 배출함으로써 압력차에 의해 파우치 내부에 주입된 전해액이 상방으로 끌어올려질 수 있고 그에 따라 자연스럽게 파우치 내부의 전극조립체가 전해액에 고르게 함침될 수 있다.
즉, 이차전지셀이 위치되는 공간 전체에 진공을 형성할 필요가 없이 파우치 내부의 공기만 흡입하면 되므로, 매우 작은 진공압으로도 전극조립체가 전해액에 적정히 빠르게 함침될 수 있고, 큰 진공압 형성이 불필요 하여 설비에 요구되는 공간이 최소화되며 설비생산에 소요되는 비용을 크게 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 이차전지셀 제조장치에 의해 생산되는 파우치형 이차전지셀을 보여주는 사시도이다.
도 2는, 도 1의 이차전지셀을 제조하는 과정에서 전극조립체와 전해질을 내부에 수용한 파우치를 보여주는 평면도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 이차전지셀 제조장치를 설명하는 블록도이다.
도 4는, 도 1의 함침부의 구성 일부를 보여주는 개념도이다.
도 5는, 도 4의 A를 확대하여 보여주는 확대도이다.
도 6은, 도 1의 이차전지셀 제조장치에 의해 수행되는 이차전지셀 제조방법을 설명하는 순서도이다.
이하 본 발명에 따른 이차전지셀 제조장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 이차전지셀 제조장치는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 파우치형 이차전지셀(10)을 제조하는 장치로서, 보다 구체적으로, 이차전지셀(10)을 생산하기 위한 함침공정을 수행하는 장치이다.
여기서 본 발명에 따른 이차전지셀 제조장치에 의하여 생산되는 이차전지셀(10)은 파우치형 이차전지셀로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1전극시트 및 제2전극시트가 서로 번갈아가면서 적층되며 제1전극시트 및 제2전극시트 사이에 분리막이 위치되는 전극조립체(12)와, 전해질에 함침된 전극조립체(10)를 내부에 수용하며 밀봉되는 파우치(14)를 포함한다.
상기 제1전극시트 및 제2전극시트는, 서로 번갈아가면서 적층되며 그 사이에 분리막에 의하여 분리되는 전극들로서, 각각 전극조립체(12)의 양극 및 음극을 형성하는 부재로서 전극 특성에 따라서 금속시트로 형성될 수 있다.
상기 분리막은, 제1전극시트 및 제2전극시트 사이에 개재되는 부재로서, 전해질에 대한 높은 젖음성과 높은 내화학성을 가지는 재질을 가짐이 바람직하다.
상기 분리막은, 전극조립체(12)를 구성하는 제1전극시트 및 제2전극시트의 재질, 전해질의 물성 등에 따라서 다양한 재질을 가질 수 있다.
상기 파우치(14)는, 전해질에 함침된 전극조립체(12)을 밀봉하는 부재로서 제1전극시트 및 제2전극시트의 재질, 전해질의 물성 등에 따라서 다양한 재질을 가질 수 있다.
한편 상기 파우치(14)는, 내부에 전극조립체(10)를 수용하며 상측이 개방되고 나머지 부분을 밀봉된 상태에서 전해질이 주입된 후 밀봉될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명에 따른 이차전지셀 제조장치는, 전극조립체(12)를 수용하며 전해액(17)이 주입된 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하여 상기 전극조립체(12)를 전해액(17)에 함침시키는 함침부(300)를 포함할 수 있다.
상기 함침부(300)는, 파우치(14) 내에 수용된 전극조립체(12)가 전해액에 함침되도록 하는 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이 파우치(14) 내에 전해액을 주입하는 주액부(200)로부터 전해액 주액이 완료된 파우치(14)를 전달받을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 함침부(300)는, 상기 전극조립체(12)가 하단에 위치되도록 상기 파우치(14)를 세운 상태에서 상기 파우치(14)를 지지하는 셀지지부(310)와, 상기 파우치(14)의 상단영역을 관통하여 상기 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하는 흡입부(320)를 포함할 수 있다.
상기 셀지지부(310)는, 상기 전극조립체(12)가 하단에 위치되도록 상기 파우치(14)를 세운 상태에서 상기 파우치(14)를 지지하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 셀지지부(310)는, 복수의 파우치(14)들을 지지하기 위한 복수의 지지부재들(미도시)를 포함할 수 있음은 물론이다.
이때, 상기 함침부(300)로 전달되는 파우치(14)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부에 수용된 전극조립체(12)가 하단에 위치되도록 수직으로 세워진 상태에서 상단부를 제외한 나머지 세 개의 측면(하단 및 양 측부)이 밀봉라인(S1)을 따라 밀봉된 상태로 전달될 수 있다.
파우치(14)의 내부에는 전극조립체(12)가 수용되어 있으며, 미리 설정된 중량의 전해액(17)이 파우치(14) 상단부의 개방부로 주입된 상태로 셀지지부(310)에 안착될 수 있다.
이때, 상기 함침부(300)는, 후술하는 흡입부(320)에 의한 파우치(14) 내부의 공기흡입 전 및 공기흡입 후, 대기압에서 파우치(14)를 밀봉하기 위한 실링부(330)를 포함할 수 있다.
상기 실링부(330)는, 파우치(14)를 밀봉하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
구체적으로, 상기 실링부(330)는, 후술하는 흡입부(320)에 의한 파우치(14) 내부의 공기흡입 전, 파우치(14) 내부로 전해액(17)을 주입하기 위해 개방해 둔 파우치(14)의 상단부를 밀봉라인(S2)을 따라 밀봉할 수 있다.
상기 실링부(330)를 통한 파우치실링은 대기압상태(상압상태)에서 수행될 수 있다.
상기 흡입부(320)는, 상기 파우치(14)의 상단영역(U)을 관통하여 상기 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 파우치(14)의 상단영역(U)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 파우치(14)의 상단부 밀봉라인(S2) 보다는 하측에 위치되며 전극조립체(12)나 전해액(17)과는 간섭되지 않는 파우치(14) 상부영역으로 정의될 수 있다.
상기 흡입부(320)는, 파우치(14)의 일측면을 지지하는 복수의 제1패드(322)와, 제1패드(322)와 대향하여 설치되며 내부에 파우치(14)를 관통하기 위한 피어싱부재(324)가 구비되는 제2패드(326)와, 제1패드(322) 및 제2패드(326) 중 적어도 하나의 이동을 구동하는 구동부를 포함할 수 있다.
상기 제1패드(322)는, 수직으로 세워진 상태로 지지되는 파우치(14)의 일측면을 지지하는 구성으로 다양한 형상이 가능하며, 파우치(14)에 손상을 주지 않으며 파우치(14)에 밀착될 수 있는 재질이라면 다양한 재질이 가능하다.
상기 제2패드(326)는, 제1패드(322)와 대향하여 설치되며 내부에 파우치(14)를 관통하기 위한 피어싱부재(324)가 구비되는 구성으로 다양한 형상이 가능하며, 파우치(14)에 손상을 주지 않으며 파우치(14)에 밀착될 수 있는 재질이라면 다양한 재질이 가능하다.
상기 제2패드(326)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 파우치(14)의 상단영역(U)을 사이에 두고 제1패드(322)와 대향하여 설치될 수 있다.
결과적으로, 상기 제2패드(326) 또한 수직으로 세워진 상태로 지지되는 파우치(14)의 타측면을 지지할 수 있다.
상기 제2패드(326) 내부에는 파우치(14)를 관통하기 위한 피어싱부재(324)가 구비될 수 있다.
상기 피어싱부재(324)는, 파우치(14)의 상단영역(U)을 관통함으로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 파우치(14)의 상단영역(U)에 관통구(15)를 형성할 수 있다.
상기 구동부는, 상기 제1패드(322) 및 상기 제2패드(326) 중 적어도 하나의 이동을 구동하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 구동부는, 상기 제1패드(322) 및 상기 제2패드(326) 중 적어도 하나를 서로 간격이 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 5의 경우, 제2패드(326)가 구동부에 의해 이동되는 경우를 도시하였으나, 반대로 제1패드(322)가 이동되는 실시예도 가능하며 제1패드(322) 및 제2패드(326)가 모두 이동하는 실시예도 가능함은 물론이다.
또한, 상기 구동부에 의한 제1패드(322)와 제2패드(326) 사이의 상대운동에 의해 피어싱부재(324)가 파우치(14)를 관통할 수 있으며, 피어싱부재(324)에 대한 별도의 구동원이 구비되어 피어싱부재(324)가 제1패드(322) 또는 제2패드(326)와 독립적으로 이동하여 파우치(14)를 관통하는 실시예도 가능하다.
이때, 상기 제1패드(322)는, 상기 피어싱부재(324)와 간섭되지 않도록 내부에 동공(323)을 구비할 수 있다.
상기 피어싱부재(324)에 의해 파우치(14)에 관통공(15)이 형성될 수 있다.
제1패드(322) 및 제2패드(326)는, 피어싱부재(324)에 의해 형성되는 관통구(15) 둘레에 밀착될 수 있다.
또한, 상기 제1패드(322) 및 상기 제2패드(326)는, 상기 파우치(14)의 상단 길이방향을 따라 복수로 구비될 수 있다.
이때, 상기 제1패드(322) 및 상기 제2패드(326) 중 적어도 하나는, 내부에 진공펌프(329)와 연결되는 진공패스(328)와 연통될 수 있다.
상기 진공펌프(329)가 작동되면 진공패스(328)와 연통된 제1패드(322) 및/또는 제2패드(326)에 진공이 형성될 수 있다.
상기 파우치(14) 외부는 상압상태(대기압상태)이므로, 압력차에 의해 관통공(15)을 통해 파우치(14) 내부의 공기가 진공펌프(329) 측으로 배출될 수 있다.
이때, 진공펌프(329) 전단에는 파우치(14) 내부에서 배출되는 이물질이 진공펌프(329)에 도달하는 것을 방지하기 위한 분리기(327)가 추가로 설치될 수 있다.
관통공(15)을 통해 파우치(14) 내부의 공기가 흡입되면 압력차에 의해 파우치(14) 내부의 전해액(17)이 상방으로 끌어올려지며 자연히 전극조립체(12)가 전해액(17)에 고르게 함침될 수 있다.
진공펌프(329)를 통한 진공압수준 및 진공압유지시간은 생산될 이차전지셀(10)의 규격에 따라 최적화되어 설정될 수 있다.
전해액(17)이 전극조립체(12) 함침에 적절한 수위까지 끌어올려지면, 제1패드(322) 및/또는 제2패드(326)에 형성된 진공을 유지(압력차 유지)한 상태로, 파우치(14)의 관통공(15) 하측 밀봉라인(S3)을 따라 파우치(14)를 밀봉할 수 있다.
즉, 상기 실링부(330)는, 파우치(14) 내부의 공기흡입 후 파우치(14)를 다시 밀봉할 수 있다.
상기 공기흡입 후의 실링은, 제1패드(322) 및/또는 제2패드(326)에 형성된 진공을 유지(압력차 유지)한 상태로 수행되므로, 전극조립체(12)이 충분히 함침될 수 있도록 상측으로 끌어올려진 전해액(17) 또한 상승된 수위를 그대로 유지할 수 있고 전극조립체(12)에 대한 적절한 함침이 달성될 수 있다.
한편, 상술한 이차전지셀 제조장치는, 전극조립체(12)가 수용되는 파우치(14)가 로딩되는 셀로딩부(100)와, 파우치(14) 내에 전해액(17)을 주입하기 위한 주액부(200)와, 상술한 함침부(300)와, 함침이 완료된 이차전지셀(10)이 언로딩되는 셀언로딩부(400)를 포함하는 시스템으로 구성될 수 있다.
상술한 구성에 따른 이차전지셀 제조장치에서 수행되는 이차전지셀 제조방법은, 도 6에 도시된 바와 같이, 전극조립체(12)가 수용되는 파우치(14)가 로딩되는 셀로딩단계(S601)와, 로딩된 파우치(14) 내부에 전해액(17)을 주입하는 주액단계(S602)와, 전극조립체(12)를 전해액(17)에 함침시키기 위한 함침단계와, 함침완료된 이차전지셀(10)을 다음 공정을 위해 언로딩하는 셀언로딩단계(S606)를 포함할 수 있다.
상기 셀로딩단계(S601)는, 전극조립체(12)가 수용되는 파우치(14)가 로딩되는 단계로서, 파우치(14)는 내부에 전극조립체(10)를 수용하며 상측은 개방되고 나머지 부분이 밀봉라인(S1)을 따라 밀봉된 상태에서 로딩될 수 있다.
상기 주액단계(S602)는, 로딩된 파우치(14) 내부에 상측 개방부를 통해 전해액(17)을 주입하는 단계로서, 미리 설정된 중량의 전해액(17)이 파우치(14)로 주액될 수 있다.
상기 함침단계는, 파우치(14) 내의 전극조립체(12)를 주액된 전해액(17)에 함침시키기 위한 단계로서, 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하여 상기 전극조립체(12)를 전해액(17)에 함침시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 함침단계는, 주액이 완료된 파우치(14)의 상단 개방부를 밀봉라인(S2)을 따라 밀봉하는 제1실링단계(S603)와, 전극조립체(12)가 전해액(17)에 함침되도록 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하는 흡입단계(S604)와, 공기흡입 완료된 파우치(14)를 밀봉하는 제2실링단계(S605)를 포함할 수 있다.
상기 제1실링단계(S603)은, 상기 흡인단계(S604) 전에 상술한 실링부(330)에 의해 수행되며, 상압상태(대기압상태)에서 주액이 완료된 파우치(14)의 상단 개방부를 밀봉라인(S2)을 따라 밀봉할 수 있다.
이때, 상기 파우치(14)는, 전극조립체(12)가 하단에 위치되도록 수직으로 세워진 상태에서 지지될 수 있다.
상기 함침단계는, 제1실링단계(S603) 후 흡입단계(S604) 전에, 피어싱부재(324)를 이용해 상기 파우치(14)를 관통하여 관통구(15)를 형성하는 관통구형성단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 관통구(15)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 파우치(14)의 상단 길이방향을 따라 복수로 구비될 수 있고, 다양한 크기 및 형상으로 형성될 수 있다.
상기 흡입단계(S604)는, 진공펌프(239)와 연결된 진공패스(328)와 연통되는 흡입부(320)를 관통구(15) 둘레에 밀착시켜 상기 파우치(14) 내부의 공기를 흡입할 수 있다.
구체적으로, 상기 흡입단계(S604)에서 관통구(15)의 둘레에는 흡입부(320)의 제1패드(322) 및 제2패드(326)이 밀착될 수 있다.
상기 흡입단계(S604)는, 파우치(14) 내부의 전해액(17)이 전극조립체(12) 전체가 적절한 수준까지 함침될 수 있는 수위까지 상승할 수 있도록 미리 설정된 진공압을 유지하며 미리 설정된 시간동안 진공압이 유지될 수 있다.
상기 제2실링단계(S605)는, 상기 흡입단계(S604) 후에 진공패스(328)의 진공을 유지한 상태에서, 관통구(15)를 제외한 영역에서 상기 파우치(14)를 밀봉할 수 있다.
상기 제2실링단계(S605)는, 파우치(14)의 관통공(15) 하측 밀봉라인(S3)을 따라 파우치(14)를 밀봉할 수 있다.
상기 제2실링단계(S605) 완료 후, 파우치(14)는 다음 공정을 위해 언로딩어 다른 설비로 전달될 수 있다.
종래 함침공정은 이차전지셀(10)을 진공챔버에 수용하여 수행됨에 따라 진공챔버 내부 영역 전체에 진공을 형성해야 하므로, 매우 비싸고 설치공간을 많이 차지하는 고출력의 진공펌프를 여러대 사용해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은 파우치(14)에 관통공(15)을 형성하고 관통공(15)을 진공펌프(329)와 연통시켜 관통공(15)을 통해 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하는 함침방식을 채택함으로써, 파우치(14) 내부 매우 작은 공간에 대한 진공흡입 만으로도 전해액함침이 더욱 빠르고 충분히 이루어질 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 저렴하고 작은 출력의 진공펌프를 활용할 수 있는 이점이 있다.
즉, 본 발명은 설비를 구축하는데 소요되는 비용과 설비 설치에 요구되는 공간을 크게 감소시킬 수 있다.
또한, 종래 함침공정은 이차전지셀(10)을 진공챔버에 반입하고 반출하는 과정에서 이차전지셀(10)(또는 이차전지셀(10)들을 반송하는 트레이)의 승하강이 필수적으로 수반되게 되는데, 이는 함침공정에 소요되는 시간을 증가시키는 요소로서 작용하는 문제점이 있다.
그러나, 본 발명에 따른 함침공정은, 파우치(14)가 진공챔버에 반입 또는 반출될 필요 없이, 상압상태(대기압상태)에서 수행될 수 있고, 주액을 마친 파우치(14)가 인라인물류 방향을 따라 이동함으로써 함침공정이 순차로 수행될 수 있어 물류에 소요되는 시간을 크게 절감할 수 있는 이점이 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 이차전지셀 12 : 전극조립체
14 : 파우치

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  8. 파우치형 이차전지셀(10)을 제조하기 위한 이차전지셀 제조방법으로서,
    전극조립체(12)를 수용하며 전해액(17)이 주입된 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하여 상기 전극조립체(12)를 전해액(17)에 함침시키는 함침단계를 포함하며,
    상기 함침단계는,
    피어싱부재(324)를 이용해 상기 파우치(14)를 관통하여 관통구(15)를 형성하는 관통구형성단계와,
    진공펌프(239)와 연결된 진공패스(328)와 연통되는 흡입부(320)를 상기 관통구(15) 둘레에 밀착시켜 상기 파우치(14) 내부의 공기를 흡입하는 흡입단계를 포함하며,
    상기 함침단계는,
    상기 흡입단계 전에, 상기 전극조립체(12)가 하단에 위치되도록 상기 파우치(14)를 세운 상태에서, 대기압상태에서 상기 파우치(14)를 밀봉하는 제1실링단계와,
    상기 흡입단계 후에 상기 진공패스(328)의 진공을 유지한 상태에서, 상기 관통구(15)를 제외한 영역에서 상기 파우치(14)를 밀봉하는 제2실링단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지셀 제조방법.
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