KR102649923B1 - Method for manufacturing pouch type secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전극조립체를 파우치 케이스로 케이싱 하는 단계; 상기 파우치 케이스의 일부를 통해 내부에 전해액을 주입하는 단계; 상기 파우치 케이스를 1차 실링하는 단계; 충방전을 진행하는 단계; 상기 파우치 케이스에 디가스 홀을 형성하는 단계; 상기 파우치 케이스의 외부에서 상기 전극조립체 방향으로 압력을 가함과 더불어 초음파를 발생시켜 전해액을 진동시키면서 활성화 가스를 상기 파우치 케이스의 외부로 배출하는 단계; 및 상기 파우치 케이스를 2차 실링하는 단계;를 포함하는 파우치형 이차전지의 제조방법을 개시한다.The present invention includes the steps of casing an electrode assembly in a pouch case; Injecting an electrolyte into the pouch case through a portion of the pouch case; Primary sealing the pouch case; Proceeding with charging and discharging; Forming a degas hole in the pouch case; Applying pressure from the outside of the pouch case toward the electrode assembly and generating ultrasonic waves to vibrate the electrolyte while discharging activated gas to the outside of the pouch case; and secondary sealing the pouch case. Disclosed is a method of manufacturing a pouch-type secondary battery including a step.

Description

파우치형 이차전지의 제조방법{Method for manufacturing pouch type secondary battery}Method for manufacturing pouch type secondary battery}

본 발명은 파우치형 이차전지의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디개싱(Degasing) 공정에서 가스의 배출 효율을 향상시킬 수 있는 파우치형 이차전지의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a pouch-type secondary battery, and more specifically, to a method of manufacturing a pouch-type secondary battery that can improve gas discharge efficiency in a degassing process.

일반적으로, 파우치 타입 이차전지의 제조방법은, 준비된 파우치 타입 셀의 테두리 영역 중 일측에 위치한 전해액 주입부를 통해 전해액을 주입하는 단계, 1차 실링 라인을 따라 전해액 주입부를 1차 실링한 후 충방전을 진행하는 단계, 1차 실링 라인보다 내측에 위치한 컷팅 라인을 따라 전해액 주입부의 일부를 컷팅하는 단계, 디개싱을 수행하는 단계, 전해액 주입부를 2차 실링 하는 단계, 및 2차 실링 라인보다 외측에 위치한 컷팅 라인을 따라 전해액 주입부의 일부를 컷팅하는 단계를 포함한다.Generally, the manufacturing method of a pouch-type secondary battery includes the steps of injecting electrolyte through an electrolyte injection part located on one side of the border area of the prepared pouch-type cell, first sealing the electrolyte injection part along the primary sealing line, and then charging and discharging. proceeding step, cutting a part of the electrolyte injection portion along a cutting line located inside the first sealing line, performing degassing, performing secondary sealing of the electrolyte injection portion, and a step located outside the secondary sealing line. It includes cutting a portion of the electrolyte injection portion along the cutting line.

파우치 타입 이차전지의 제조방법에 있어서, 충방전을 통한 활성화 처리 이후에 수행되는 디개싱 공정에서는 도 1에 도시된 바와 같이 챔버(11)의 내부에서 디가스 푸셔(10)를 이용하여 파우치 케이스(2) 및 전극조립체(3)를 포함하는 셀(1)을 가압함으로써 내부의 활성화 가스를 디가스 홀(4)을 통해 외부로 이동시켜 제거한다.In the method of manufacturing a pouch-type secondary battery, in the degassing process performed after the activation treatment through charging and discharging, the pouch case ( 2) By pressurizing the cell 1 including the electrode assembly 3, the activated gas inside is moved to the outside through the degas hole 4 and removed.

그러나, 전극조립체는 통상적으로 스택 앤 폴딩 구조와 같이 복잡한 형태로 이루어지는 특성상 활성화 가스가 외부로 원활히 배출되기가 어려운 문제가 있어 디개싱 효율을 높이는 데에는 한계가 있다.However, due to the nature of the electrode assembly, which is usually made in a complex form such as a stack-and-fold structure, it is difficult for the activated gas to be discharged to the outside smoothly, so there is a limit to increasing degassing efficiency.

디개싱 효율을 높이기 위해 디가스 푸셔의 압력을 과도하게 높게 설정할 경우에는 전해액이 과도하게 토출되는 문제가 발생하게 된다.If the pressure of the degas pusher is set excessively high to increase degassing efficiency, a problem of excessive discharge of electrolyte occurs.

디개싱 공정 시 배출되지 못하고 셀 내에 잔류하는 잔여 가스는 셀의 저항을 증가시켜서 품질을 저하시키는 원인이 되므로 이에 대한 대책이 요구된다.Residual gas that cannot be discharged during the degassing process and remains in the cell increases the resistance of the cell and causes deterioration in quality, so countermeasures are required.

본 발명은 상기와 같은 기술적 배경을 고려하여 창안된 것으로서, 파우치형 이차전지의 제조과정에서 활성화 가스를 제거하는 디개싱 공정의 효율을 높일 수 있는 파우치형 이차전지의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention was created in consideration of the above technical background, and its purpose is to provide a method for manufacturing a pouch-type secondary battery that can increase the efficiency of the degassing process for removing activated gas during the manufacturing process of the pouch-type secondary battery. There is.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 (a) 전극조립체를 파우치 케이스로 케이싱 하는 단계; (b) 상기 파우치 케이스의 일부를 통해 내부에 전해액을 주입하는 단계; (c) 상기 파우치 케이스를 1차 실링하는 단계; (d) 충방전을 진행하는 단계; (e) 상기 파우치 케이스에 디가스 홀을 형성하는 단계; (f) 상기 파우치 케이스의 외부에서 상기 전극조립체 방향으로 압력을 가함과 더불어 초음파를 발생시켜 전해액을 진동시키면서 활성화 가스를 상기 파우치 케이스의 외부로 배출하는 단계; 및 (g) 상기 파우치 케이스를 2차 실링하는 단계;를 포함하는 파우치형 이차전지의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes the steps of (a) casing the electrode assembly in a pouch case; (b) injecting an electrolyte into the pouch case through a portion of the case; (c) first sealing the pouch case; (d) charging and discharging; (e) forming a degas hole in the pouch case; (f) applying pressure from the outside of the pouch case toward the electrode assembly and generating ultrasonic waves to vibrate the electrolyte and discharge the activation gas to the outside of the pouch case; and (g) secondary sealing the pouch case.

상기 단계 (f)는, 상기 파우치 케이스의 적어도 일면에 대응되게 디가스 푸셔를 배치하여 상기 파우치 케이스의 평면에 수직한 방향으로 압력을 가하고, 상기 디가스 푸셔의 가압 방향으로 상기 초음파 진동을 가할 수 있다.In step (f), a degas pusher is placed to correspond to at least one surface of the pouch case, pressure is applied in a direction perpendicular to the plane of the pouch case, and the ultrasonic vibration is applied in the pressing direction of the degas pusher. there is.

상기 단계 (f)는, 상기 전극조립체의 내부까지 초음파를 침투시키는 것이 바람직하다.In step (f), it is preferable to penetrate ultrasonic waves into the interior of the electrode assembly.

상기 단계 (f)는, 챔버의 내부 압력을 -95kPa 이하로 유지하는 것이 바람직하다.In step (f), it is desirable to maintain the internal pressure of the chamber below -95 kPa.

상기 단계 (b)에서, 상기 파우치 케이스의 일측에 마련된 연장부에 형성된 개방구를 통하여 전해액을 주입할 수 있다.In step (b), the electrolyte solution may be injected through an opening formed in an extension provided on one side of the pouch case.

상기 단계 (c)는, 상기 개방부를 실링하여 밀봉 처리하고, 상기 단계 (e)는, 상기 1차 실링에 의해 형성된 실링 라인보다 안쪽에 상기 디가스 홀을 형성할 수 있다.In step (c), the opening may be sealed by sealing the opening, and in step (e), the degas hole may be formed inside the sealing line formed by the primary sealing.

본 발명에 따르면 디개싱 공정 시 셀을 가압함과 동시에 초음파를 셀에 가하여 전해액을 진동시킴으로써 활성화 가스가 원활히 이동될 수 있으므로 디개싱 효율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, during the degassing process, by pressurizing the cell and simultaneously applying ultrasonic waves to the cell to vibrate the electrolyte, the activated gas can be moved smoothly, thereby improving degassing efficiency.

따라서, 본 발명을 적용할 경우 고로딩 및 높은 팩킹 밀도의 전극 구조를 갖거나, 스택 앤 폴딩 구조와 같이 가스 제거가 어려운 복잡한 구조의 전극조립체에 대해서도 높은 효율로 디개싱 공정을 수행하여 셀의 품질을 개선할 수 있다.Therefore, when the present invention is applied, the degassing process is performed with high efficiency even on electrode assemblies with high loading and high packing density or complex structures such as stack and folding structures where gas removal is difficult, thereby improving cell quality. can be improved.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래기술에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법에 의해 수행되는 디개싱 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법에 의해 수행되는 디개싱 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법이 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention together with the detailed description of the invention described later, so the present invention includes the matters described in such drawings. It should not be interpreted as limited to only .
Figure 1 is a cross-sectional view schematically showing a degassing process performed by a method for manufacturing a pouch-type secondary battery according to the prior art.
Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing a degassing process performed by the method of manufacturing a pouch-type secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing a modified example of Figure 2.
Figure 4 is a flowchart showing the process of performing a method for manufacturing a pouch-type secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 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 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately use the concept of terms to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of definability. Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing this application, various alternatives are available to replace them. It should be understood that equivalents and variations may exist.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법에 의해 수행되는 디개싱 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing a degassing process performed by the method of manufacturing a pouch-type secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법은 셀(1)의 평면 부분에 대응되게 디가스 푸셔(100)와 초음파 기기(110)를 배치하여 디개싱 공정 시 셀의 두께 방향으로 프레스 압력과 초음파 진동을 가하는 처리를 수행한다.Referring to FIG. 2, the method of manufacturing a pouch-type secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention involves a degassing process by arranging a degas pusher 100 and an ultrasonic device 110 to correspond to the flat portion of the cell 1. Processing is performed by applying press pressure and ultrasonic vibration in the thickness direction of the cell.

각각의 셀(1)은 얇은 판상 몸체를 갖는 것으로서, 파우치 케이스(2)와, 상기 파우치 케이스(2)에 내장되고 양극, 세퍼레이터 및 음극이 교대로 적층되어 있는 전극조립체(3)를 포함한다. 상기 양극 및 음극은 집전체의 적어도 한면에 전극 활물질, 바인더 수지, 도전제 및 기타 첨가제 등의 슬러리를 도포함으로써 제조된다. 상기 전극 활물질은, 양극의 경우, 리튬 함유 전이금속 산화물과 같은 통상의 양극 활물질이 사용되고, 음극의 경우에는 리튬 이온이 흡장 및 방출될 수 있는 리튬 금속, 탄소재 및 금속 화합물 또는 이들의 혼합물과 같은 통상의 음극 활물질이 사용될 수 있다. 또한, 상기 세퍼레이터로는 리튬 이차전지에 사용되는 통상의 다공성 고분자 필름이 채용 가능하다.Each cell (1) has a thin plate-shaped body and includes a pouch case (2) and an electrode assembly (3) built into the pouch case (2) in which an anode, a separator, and a cathode are alternately stacked. The positive and negative electrodes are manufactured by applying a slurry of electrode active material, binder resin, conductive agent, and other additives to at least one side of the current collector. In the case of the positive electrode, a typical positive electrode active material such as a lithium-containing transition metal oxide is used, and in the case of the negative electrode, a material such as lithium metal, carbon material, a metal compound, or a mixture thereof that can occlude and release lithium ions is used. Conventional negative active materials can be used. Additionally, a typical porous polymer film used in lithium secondary batteries can be used as the separator.

전극조립체(3)와 함께 파우치 케이스(2) 내에 수용되는 전해액으로는 통상의 리튬 이차전지용 전해액이 채용될 수 있다. 파우치 케이스(2)는 시트 소재로 형성되는 것으로서, 전극조립체(3)를 수용하기 위한 수납부를 구비한다. 바람직하게, 파우치 케이스(2)는 시트 소재가 소정 형상으로 가공되어 형성된 제1 케이스와 제2 케이스가 결합되어 형성된다. 파우치 케이스를 이루는 시트 소재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephthalate, PET)나 나일론(Nylon) 등의 절연물질로 이루어진 최외곽의 외부수지층과, 기계적 강도를 유지하고 수분 및 산소의 침투를 막아주는 알루미늄 소재의 금속층과, 열접착성을 가져 실링재 역할을 하는 폴리올레핀(Polyolepin)계 재료로 이루어진 내부수지층이 적층된 다층 구조로 구성되어 있다.The electrolyte solution contained in the pouch case 2 together with the electrode assembly 3 may be a typical electrolyte solution for lithium secondary batteries. The pouch case 2 is made of a sheet material and has a receiving portion for accommodating the electrode assembly 3. Preferably, the pouch case 2 is formed by combining a first case and a second case, which are formed by processing a sheet material into a predetermined shape. The sheet material that makes up the pouch case is an outermost resin layer made of insulating materials such as polyethylene terephthalate (PET) or nylon, and an aluminum material that maintains mechanical strength and prevents moisture and oxygen from penetrating. It is composed of a multi-layer structure in which a metal layer and an internal resin layer made of a polyolefin-based material that has heat adhesive properties and serves as a sealing material are laminated.

파우치 케이스(2)를 이루는 시트 소재는 필요에 따라 상기 내부 수지층과 금속층, 상기 외부 수지층과 금속층 사이에는 소정의 접착수지층이 개재될 수 있다. 상기 접착 수지층은 이종 재료 간의 원활한 부착을 위한 것으로서 단층 또는 다층으로 형성되고, 그 재료는 통상적으로 폴리올레핀계 수지가 사용되거나 원활한 가공을 위해 폴리우레탄 수지가 사용될 수 있으며, 이들의 혼합물도 채용 가능하다.The sheet material forming the pouch case 2 may have a predetermined adhesive resin layer interposed between the inner resin layer and the metal layer and the outer resin layer and the metal layer as needed. The adhesive resin layer is for smooth adhesion between different materials and is formed as a single layer or multilayer. The material is usually polyolefin resin, or polyurethane resin can be used for smooth processing, and mixtures of these can also be employed. .

셀(1)의 적어도 일부 가장자리 부분은 열압착 등에 의해 실링이 이루어지는 부분이다. 따라서, 셀(1)의 가장자리 부분은 몸체 부분에 비해 두께가 상대적으로 매우 얇게 구성된다.At least some edges of the cell 1 are sealed by heat compression or the like. Accordingly, the edge portion of the cell 1 is relatively very thin compared to the body portion.

파우치형 이차전지의 제조과정에서 파우치 케이스(2)의 일측 가장자리 부분에는 다른 부분에 비해 폭이 넓은 연장부가 마련되고, 이 연장부에 형성되는 개방구를 통해 전해액이 주입된다. 전해액의 주입이 완료된 이후에 상기 개방구는 1차 실링되고, 셀(1)을 충방전시키는 활성화 처리 이후에는 상기 1차 실링에 의해 형성된 실링 라인보다 안쪽에 디가스 홀(4)이 형성된다.In the process of manufacturing a pouch-type secondary battery, an extension portion that is wider than the other portions is provided at one edge of the pouch case 2, and electrolyte is injected through an opening formed in this extension portion. After the injection of the electrolyte solution is completed, the opening is first sealed, and after the activation process for charging and discharging the cell 1, the degas hole 4 is formed inside the sealing line formed by the primary sealing.

디가스 푸셔(100)는 셀(1)의 적어도 일면에 대응되게 배치되어 셀(1)의 두께 방향, 즉 파우치 케이스(2)의 평면에 수직한 방향으로 파우치 케이스(2) 및 전극조립체(3)를 밀어서 압력을 가하는 프레스 기구이다. 디가스 푸셔(100)는 셀(1)을 가압하여 활성화 처리 시 발생한 가스를 이동시켜서 디가스 홀(4)을 통해 외부로 배출한다. 이러한 디가스 푸셔(100)는 통상의 실린더 장치를 채용하여 구현될 수 있다.The degas pusher 100 is disposed to correspond to at least one side of the cell 1 and pushes the pouch case 2 and the electrode assembly 3 in the thickness direction of the cell 1, that is, in a direction perpendicular to the plane of the pouch case 2. ) is a press device that applies pressure by pushing. The degas pusher 100 pressurizes the cell 1 to move the gas generated during the activation process and discharges it to the outside through the degas hole 4. This degas pusher 100 can be implemented by employing a typical cylinder device.

초음파 기기(110)는 셀(1)의 적어도 일면에 대응되게 배치되어 디개싱 공정 시 파우치 케이스(2)의 평면에 수직한 방향으로 침투되도록 초음파를 발생시켜서 가스와 함께 전해액을 진동시킨다. 초음파에 의해 전해액이 진동함에 따라 전해액에 유동성이 생겨서 가스의 이동이 용이하게 된다.The ultrasonic device 110 is disposed to correspond to at least one surface of the cell 1 and generates ultrasonic waves to penetrate in a direction perpendicular to the plane of the pouch case 2 during the degassing process, thereby vibrating the electrolyte solution together with the gas. As the electrolyte is vibrated by ultrasonic waves, fluidity is created in the electrolyte, making it easier for gas to move.

초음파 기기(110)는 실질적으로 디가스 푸셔(100)의 가압 방향과 일치하는 방향으로 초음파를 발생시켜서 전해액에 진동을 가한다. 초음파 기기(110)에 있어서 초음파를 발생시키는 초음파 트랜스듀서의 출력은 전극조립체(3)의 내부까지 초음파를 침투시킬 수 있는 정도로 설정되어 전극조립체(3)의 전극들 사이에 개재된 활성화 가스 및 전해액까지 유동시키는 것이 바람직하다.The ultrasonic device 110 generates ultrasonic waves in a direction that substantially matches the pressing direction of the degas pusher 100 and applies vibration to the electrolyte solution. In the ultrasonic device 110, the output of the ultrasonic transducer that generates ultrasonic waves is set to a level that allows ultrasonic waves to penetrate into the interior of the electrode assembly 3, and the activating gas and electrolyte solution interposed between the electrodes of the electrode assembly 3 It is desirable to let it flow until.

초음파 기기(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 디가스 푸셔(100)의 일부에 내장되는 구조로 설치될 수 있다. 대안으로, 초음파 기기(110)는 도 3에 도시된 바와 같이 디가스 푸셔(100) 및 셀(1)을 사이에 두고 한 쌍이 대향하는 구조로 설치될 수도 있다.The ultrasonic device 110 may be installed in a structure built into a part of the degas pusher 100, as shown in FIG. 2. Alternatively, the ultrasonic device 110 may be installed in a structure in which a pair of the ultrasonic devices 110 face each other with the degas pusher 100 and the cell 1 in between, as shown in FIG. 3 .

디가스 푸셔(100) 및 초음파 기기(110)의 작동 시 챔버(120)의 내부 압력은 -95kPa 이하의 진공도로 유지함으로써 디가스 효율을 극대화할 수 있다.When the degas pusher 100 and the ultrasonic device 110 operate, the internal pressure of the chamber 120 is maintained at a vacuum level of -95 kPa or less, thereby maximizing degassing efficiency.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법이 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.Figure 4 is a flowchart showing the process of performing a method for manufacturing a pouch-type secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법은 케이싱 공정(단계 S10), 전해액 주입 공정(단계 S20), 1차 실링 공정(단계 S30), 충방전 처리 공정(단계 S40), 디개싱 공정(단계 S50) 및 2차 실링 공정(단계 S60)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the method of manufacturing a pouch-type secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention includes a casing process (step S10), an electrolyte injection process (step S20), a primary sealing process (step S30), and a charge/discharge treatment process. (step S40), a degassing process (step S50), and a secondary sealing process (step S60).

케이싱 공정(단계 S10)은 전극 조립체(3)를 파우치 케이스(2)로 케이싱 하는 단계이다. 이때, 전극조립체(3)에 구비된 전극탭과 연결된 한 쌍의 전극 리드(미도시)는 파우치 케이스(2)의 외부로 인출되며, 전극 리드에 부착된 실런트는 전극 리드와 파우치 케이스(2)의 내측면 사이에 개재된다.The casing process (step S10) is a step of casing the electrode assembly 3 into the pouch case 2. At this time, a pair of electrode leads (not shown) connected to the electrode tab provided in the electrode assembly (3) are pulled out to the outside of the pouch case (2), and the sealant attached to the electrode lead is connected to the electrode lead and the pouch case (2). It is interposed between the inner surfaces of .

케이싱 공정(단계 S10)에서, 파우치 케이스(2)는 서로 맞닿는 테두리 부분, 즉 연장부가 열융착됨으로써 전극조립체(3)를 밀봉시킬 수 있다. 상기 연장부에는 부분적으로 열융착이 생략됨으로써 전해액의 주입을 위한 개방구가 형성될 수 있다.In the casing process (step S10), the pouch case 2 can seal the electrode assembly 3 by heat-sealing the edge portions, that is, the extension portions, that contact each other. An opening for injection of electrolyte may be formed in the extension portion by partially omitting heat fusion.

케이싱에 이용되는 파우치 케이스(2)는 최내측에 위치하여 전해액에 대한 내부식성, 절연성 및 열융착성을 갖는 폴리프로필렌(PP) 소재의 제1층과, 최외측에 위치하며 절연성을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 소재의 제2층과, 상기 제1층과 제2층 사이에 개재되며 알루미늄(Al)과 같은 금속 성분으로 이루어지는 제3층을 포함하여 이루어질 수 있다.The pouch case (2) used for the casing consists of a first layer of polypropylene (PP) material located on the innermost side and having corrosion resistance to electrolyte solution, insulation and heat-sealability, and a polyethylene layer located on the outermost side and having insulating properties. It may include a second layer made of phthalate (PET) material, and a third layer sandwiched between the first layer and the second layer and made of a metal component such as aluminum (Al).

전해액 주입 공정(단계 S20)은 케이싱이 완료된 후 파우치 케이스(2)의 상기 개방구를 통하여 전해액을 주입함으로써 전극조립체(3)에 전해액을 함침시키는 단계이다.The electrolyte injection process (step S20) is a step of impregnating the electrode assembly 3 with the electrolyte solution by injecting the electrolyte solution through the opening of the pouch case 2 after the casing is completed.

1차 실링 공정(단계 S30)은 전해액의 주입이 완료된 후 전극조립체(3)의 완전한 밀봉을 위해 소정의 실링 라인을 형성하며 상기 연장부를 실링하는 단계이다.The first sealing process (step S30) is a step of forming a predetermined sealing line and sealing the extension portion to completely seal the electrode assembly 3 after the injection of the electrolyte solution is completed.

파우치 케이스(2)의 연장부에 대한 실링이 완료되고 나면, 셀(1)에 대한 충방전을 진행하는 활성화 처리가 수행된다(단계 S40).After the sealing of the extension portion of the pouch case 2 is completed, an activation process to charge and discharge the cell 1 is performed (step S40).

충방전이 완료된 이후에는 실링 라인의 외곽 부분에서 소정의 컷팅 라인을 따라 연장부의 일부를 컷팅하는 공정이 진행될 수 있다. 이러한 컷팅 공정은, 연장부에 대한 실링이 완료된 이후에 불필요한 부분을 잘라내는 단계이므로, 1차 실링 공정(단계 S30)과 충방전 처리 공정(단계 S40) 사이에 이루어져도 무방하다.After charging and discharging are completed, a process of cutting a portion of the extension along a predetermined cutting line at the outer portion of the sealing line may be performed. Since this cutting process is a step of cutting off unnecessary parts after the sealing of the extension is completed, it may be performed between the first sealing process (step S30) and the charge/discharge treatment process (step S40).

디개싱 공정(단계 S50)은 연장부 상에 디가스 홀(4)을 형성한 상태에서 셀(1)에 물리적인 외력을 가하여, 충방전 과정에서 파우치 케이스(2) 내에 발생된 가스를 디가스 홀(4)을 통하여 배출시키는 단계이다. 여기서, 디가스 홀(4)은 가스 배출을 위해 연장부를 관통하여 형성된 미세 홀로서, 실링에 의해 형성된 실링 라인보다 더 안쪽에 형성되며, 실링 라인과 나란한 방향을 따라 펀칭 등에 의해 복수개가 형성될 수 있다.The degassing process (step S50) applies a physical external force to the cell 1 with the degas hole 4 formed on the extension part to degas the gas generated in the pouch case 2 during the charging and discharging process. This is the step of discharging through the hole (4). Here, the degas hole 4 is a fine hole formed through the extension for gas discharge, and is formed further inside the sealing line formed by sealing. A plurality of degas holes 4 may be formed by punching, etc. along a direction parallel to the sealing line. there is.

디개싱 공정(단계 S50)에서는 디가스 푸셔(100)를 이용해 파우치 케이스(2)의 외부에서 전극조립체(3)의 방향으로 압력을 가함과 더불어 초음파 기기(110)를 이용해 초음파를 발생시켜 전해액을 진동시킴으로써 고효율로 가스를 파우치 케이스(2)의 외부로 배출시킨다.In the degassing process (step S50), pressure is applied from the outside of the pouch case 2 in the direction of the electrode assembly 3 using the degas pusher 100, and ultrasonic waves are generated using the ultrasonic device 110 to remove the electrolyte. By vibrating, gas is discharged to the outside of the pouch case (2) with high efficiency.

디개싱 공정(단계 S50)에서, 디가스 푸셔(100)는 파우치 케이스(2)의 적어도 일면에 대응되게 배치되어 파우치 케이스(2)의 평면에 수직한 방향으로 프레스 압력을 가하고, 이와 동시에 초음파 기기(110)는 디가스 푸셔(100)의 가압 방향으로 초음파 진동을 가한다. 이 과정에서, 초음파는 전극조립체(2)의 내부까지 침투하여 전극조립체(3)의 전극들 사이에 개재된 활성화 가스 및 전해액까지 유동시킨다. 이때, 디가스 효율의 극대화를 위해 챔버(120)의 내부 압력은 -95kPa 이하로 유지되는 것이 바람직하다.In the degassing process (step S50), the degas pusher 100 is disposed to correspond to at least one side of the pouch case 2 and applies press pressure in a direction perpendicular to the plane of the pouch case 2, and at the same time, the ultrasonic device (110) applies ultrasonic vibration in the pressing direction of the degas pusher (100). In this process, ultrasonic waves penetrate into the interior of the electrode assembly (2) and cause the activation gas and electrolyte solution interposed between the electrodes of the electrode assembly (3) to flow. At this time, in order to maximize degassing efficiency, the internal pressure of the chamber 120 is preferably maintained at -95 kPa or less.

2차 실링 공정(단계 S60)은 디개싱이 완료된 셀(1)의 디가스 홀(4)을 테이핑 등과 같은 방법으로 폐쇄시키는 단계이다. 테이핑 처리를 하는 경우에는 파우치 케이스(2)의 최내측면, 즉 제1층과 동일하게 예컨대, 폴리프로필렌(PP) 재질로 이루어진 테이프가 사용될 수 있다.The secondary sealing process (step S60) is a step of closing the degas hole 4 of the degassed cell 1 using a method such as taping. In the case of taping, a tape made of, for example, polypropylene (PP) may be used in the same manner as the innermost side of the pouch case 2, that is, the first layer.

2차 실링이 완료된 이후에는 파우치 케이스(2)의 연장부를 안쪽으로 접어 올리는 윙 폴딩(wing folding) 공정이 부가될 수 있다.After the secondary sealing is completed, a wing folding process may be added to fold the extended portion of the pouch case 2 inward.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파우치형 이차전지의 제조방법은 디개싱 공정 시 셀을 가압함과 동시에 초음파를 가하여 가스 및 전해액을 진동시킴으로써 가스의 이동을 촉진하여 디개싱 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, the method of manufacturing a pouch-type secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention increases degassing efficiency by promoting the movement of gas by vibrating the gas and electrolyte by applying ultrasonic waves while pressurizing the cell during the degassing process. It can be improved.

따라서, 본 발명은 높은 팩킹 밀도의 전극 구조나, 스택 앤 폴딩 구조와 같이 가스 제거가 어려운 전극조립체를 구비한 파우치형 이차전지의 제조 시 적용되어 셀의 품질을 개선할 수 있다.Therefore, the present invention can be applied in the manufacture of pouch-type secondary batteries having an electrode assembly with a high packing density or an electrode assembly that is difficult to remove gases, such as a stack and folding structure, and can improve the quality of the cell.

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.Although the present invention has been described above with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the description below will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the patent claims.

1: 셀 2: 파우치 케이스
3: 전극조립체 4: 디가스 홀
100: 디가스 푸셔 110: 초음파 기기
120: 챔버1: Cell 2: Pouch Case
3: Electrode assembly 4: Degas hole
100: Degas pusher 110: Ultrasonic device
120: chamber

Claims (6)

(a) 전극조립체를 파우치 케이스로 케이싱 하는 단계;
(b) 상기 파우치 케이스의 일부를 통해 내부에 전해액을 주입하는 단계;
(c) 상기 파우치 케이스를 1차 실링하는 단계;
(d) 충방전을 진행하는 단계;
(e) 상기 파우치 케이스에 디가스 홀을 형성하는 단계;
(f) 상기 파우치 케이스의 외부에서 상기 전극조립체 방향으로 압력을 가함과 더불어 초음파를 발생시켜 전해액을 진동시키면서 활성화 가스를 상기 파우치 케이스의 외부로 배출하는 단계; 및
(g) 상기 파우치 케이스를 2차 실링하는 단계;를 포함하는 파우치형 이차전지의 제조방법.(a) casing the electrode assembly into a pouch case;
(b) injecting an electrolyte into the pouch case through a portion of the case;
(c) first sealing the pouch case;
(d) charging and discharging;
(e) forming a degas hole in the pouch case;
(f) applying pressure from the outside of the pouch case toward the electrode assembly and generating ultrasonic waves to vibrate the electrolyte and discharge the activation gas to the outside of the pouch case; and
(g) secondary sealing the pouch case; a method of manufacturing a pouch-type secondary battery comprising a. 제1항에 있어서, 상기 단계 (f)는,
상기 파우치 케이스의 적어도 일면에 대응되게 디가스 푸셔를 배치하여 상기 파우치 케이스의 평면에 수직한 방향으로 압력을 가하고,
상기 디가스 푸셔의 가압 방향으로 상기 초음파 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.The method of claim 1, wherein step (f) is:
Placing a degas pusher corresponding to at least one side of the pouch case to apply pressure in a direction perpendicular to the plane of the pouch case,
A method of manufacturing a pouch-type secondary battery, characterized in that the ultrasonic vibration is applied in the pressing direction of the degas pusher. 제2항에 있어서, 상기 단계 (f)는,
상기 전극조립체의 내부까지 초음파를 침투시키는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.The method of claim 2, wherein step (f) is:
A method of manufacturing a pouch-type secondary battery, characterized in that ultrasonic waves penetrate into the interior of the electrode assembly. 제2항에 있어서, 상기 단계 (f)는,
챔버의 내부 압력을 -95kPa 이하로 유지하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.The method of claim 2, wherein step (f) is:
A method of manufacturing a pouch-type secondary battery, characterized in that the internal pressure of the chamber is maintained below -95kPa. 제1항에 있어서, 상기 단계 (b)에서,
상기 파우치 케이스의 일측에 마련된 연장부에 형성된 개방구를 통하여 전해액을 주입하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.The method of claim 1, wherein in step (b),
A method of manufacturing a pouch-type secondary battery, characterized in that the electrolyte is injected through an opening formed in an extension provided on one side of the pouch case. 제5항에 있어서,
상기 단계 (c)는, 상기 개방구를 실링하여 밀봉 처리하고,
상기 단계 (e)는, 상기 1차 실링에 의해 형성된 실링 라인보다 안쪽에 상기 디가스 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 제조방법.According to clause 5,
In step (c), the opening is sealed and sealed,
The step (e) is a method of manufacturing a pouch-type secondary battery, characterized in that the degas hole is formed inside the sealing line formed by the primary sealing.
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