KR20140032623A - Process for preparation of secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 전극조립체를 전해액과 함께 파우치형 전지케이스의 내부에 밀봉한 구조의 이차전지를 제조하는 방법으로서, 파우치형 전지케이스의 수납부에 전극조립체를 장착하는 과정, 상기 전극조립체를 장착한 상태에서 가스 포집용 포켓을 포함하여 전지케이스의 외주면을 실링하는 과정, 상기 실링된 전지케이스의 외면을 가압부재를 사용하여 가압한 상태에서 전지 활성화를 위한 충방전을 수행하는 과정, 상기 충방전 과정에서 발생한 가스가 포집된 가스 포집용 포켓을 천공하거나 가스 포집용 포켓의 일부를 절취하여 가스를 제거하는 과정, 및 상기 가스 포집용 포켓을 제거하고 대응하는 수납부의 외주면을 실링하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a secondary battery, and more particularly, to a method of manufacturing a secondary battery having a structure in which an electrode assembly is sealed in an inside of a pouch type battery case together with an electrolyte. Mounting the electrode assembly, sealing the outer circumferential surface of the battery case including the gas collection pocket in the state in which the electrode assembly is mounted, and activating the battery while pressing the outer surface of the sealed battery case using a pressing member Performing charging and discharging for the gas, puncturing the gas collecting pocket in which the gas generated in the charging and discharging process is collected or cutting a part of the gas collecting pocket to remove the gas, and removing the gas collecting pocket. It relates to a manufacturing method comprising the step of sealing the outer peripheral surface of the corresponding housing.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices are increasing, the demand for batteries as energy sources is rapidly increasing, and accordingly, a lot of researches on batteries capable of meeting various demands have been conducted.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 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.Typically, in terms of the shape of a battery, there is a high demand for a prismatic secondary battery and a pouch-type secondary battery which can be applied to products such as mobile phones with a small thickness, and has advantages such as high energy density, discharge voltage, There is a high demand for lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries.
또한, 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 분리필름으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.In addition, secondary batteries are classified according to the structure of the electrode assembly having a cathode / separation membrane / cathode structure. Representatively, a jelly having a structure in which long sheet-shaped anodes and cathodes are wound with a separator interposed therebetween -Roll (electrode) electrode assembly, a stack (stacked type) electrode assembly in which a plurality of positive and negative electrodes cut in units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator, and the positive and negative electrodes of a predetermined unit are interposed through a separator And a stack / foldable electrode assembly having a structure in which bi-cell or full cells stacked in a state are wound with a separation film.
최근에는, 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가, 낮은 제조비, 작은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있고 또한 그것의 사용량이 점차적으로 증가하고 있다.Recently, a pouch-type battery having a structure in which a stack type or a stack / fold type electrode assembly is incorporated into a pouch type battery case of an aluminum laminate sheet has attracted much attention due to its low manufacturing cost, small weight, and easy shape deformation. Its usage is also gradually increasing.
도 1에는 종래의 대표적인 파우치형 이차전지의 일반적인 구조가 분해 사시도로서 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 1 schematically shows a general structure of a typical conventional pouch-type secondary battery as an exploded perspective view.
도 1을 참조하면, 파우치형 이차전지(10)는, 전극조립체(30), 전극조립체(30)로부터 연장되어 있는 전극 탭들(40, 50), 전극 탭들(40, 50)에 용접되어 있는 전극리드(60, 70), 및 전극조립체(30)를 수용하는 전지케이스(20)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.1, the pouch type
전극조립체(30)는 분리막이 개재된 상태에서 양극과 음극이 순차적으로 적층되어 있는 발전소자로서, 스택형 또는 스택/폴딩형 구조로 이루어져 있다. 전극 탭들(40, 50)은 전극조립체(30)의 각 극판으로부터 연장되어 있고, 전극리드(60, 70)는 각 극판으로부터 연장된 복수 개의 전극 탭들(40, 50)과, 예를 들어, 용접에 의해 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전지케이스(20)의 외부로 일부가 노출되어 있다. 또한, 전극리드(60, 70)의 상하면 일부에는 전지케이스(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위하여 절연필름(80)이 부착되어 있다.The
전지케이스(20)는 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 전극조립체(30)를 수용할 수 있는 공간을 제공하며, 전체적으로 파우치 형상을 가지고 있다. 도 1에서와 같은 적층형 전극조립체(30)의 경우, 다수의 양극 탭들(40)과 다수의 음극 탭들(50)이 전극리드(60, 70)에 함께 결합될 수 있도록, 전지케이스(20) 내부 상단은 전극조립체(30)로부터 이격되어 있다.The
일반적으로, 리튬 이차전지는 전지의 제조과정에서 활성화 과정을 거치는 바, 상기 활성화 과정은 전해액이 함침되어 있는 전극조립체에 소정의 전압까지 전류를 인가하는 과정을 포함한다. 이러한 활성화를 위한 초기 충방전 과정에서, 전극의 표면에 보호 피막이 형성되고, 일부 전해액이 분해되어 다량의 가스가 발생한다. 따라서, 상기 발생 가스를 제거한 상태에서 전지 조립을 완성하여 완제품을 생산하게 된다.Generally, a lithium secondary battery is activated during the manufacturing process of a battery, and the activation process includes applying a current to a predetermined voltage to an electrode assembly impregnated with an electrolyte. In the initial charging and discharging process for such activation, a protective film is formed on the surface of the electrode, and some electrolyte is decomposed to generate a large amount of gas. Therefore, the battery assembly is completed in the state where the generated gas is removed to produce a finished product.
도 1에서와 같은 파우치형 전지 역시 초기 충방전의 활성화 과정에서 가스를 제거한 후 밀봉하는 과정을 거치는데, 일반적으로는 파우치 케이스의 일측에 상당한 크기의 잉여부를 형성하여 가스를 포집한 후 이를 제거하여 밀봉하는 과정을 거친다.Pouch-type battery as shown in Figure 1 is also subjected to the process of sealing after removing the gas during the activation of the initial charge and discharge, in general, by forming a surplus of a considerable size on one side of the pouch case to collect the gas and then remove it Sealing process
그러나, 상기와 같은 종래 방법은 가스 포켓과 전지셀 내부의 압력차에 기인한 자연적인 이동에 의해 전지셀 내부의 가스 배출을 시도하는 것으로서, 이와 같은 방법으로는 전지셀 내부에 일정 공간을 차지하고 있는 가스를 효과적으로 제거하는데 한계가 있다. 전지셀 내부의 잔존 가스는, 전지의 용량이 충방전 횟수가 늘어남에 따라 급격하게 저하되는 현상을 야기시킨다.However, the conventional method as described above attempts to discharge the gas inside the battery cell by a natural movement due to the pressure difference between the gas pocket and the battery cell, which occupies a certain space inside the battery cell. There is a limit to the effective removal of gas. The remaining gas inside the battery cell causes a phenomenon in which the capacity of the battery rapidly decreases as the number of charge and discharge cycles increases.
따라서, 초기 충방전 과정에서 발생하는 가스를 효율적으로 제거하여 균일한 활성화가 이루어지도록 하고, 전지의 성능, 용량 및 수명을 향상시킬 수 있는 파우치형 이차전지의 제조방법에 관한 기술의 개발이 절실하다.Therefore, there is an urgent need to develop a technology for manufacturing a pouch type secondary battery that can efficiently remove the gas generated during the initial charge / discharge process to achieve uniform activation and improve battery performance, capacity and lifetime. .
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.
즉, 본 발명의 목적은 가스 포집용 포켓을 포함하는 전지케이스의 외면을 가압부재를 사용하여 가압한 상태에서 전지 활성화를 위한 충방전 과정을 수행하고 충방전 과정에서 발생한 가스가 포집된 가스 포집용 포켓을 제거함으로써, 전지 활성화를 위한 충방전 과정에서 발생하는 가스를 효율적으로 제거하여 균일한 활성화가 이루어지도록 하고, 전지의 성능, 용량 및 수명을 향상시킬 수 있는 이차전지의 제조방법을 제공하는 것이다.That is, an object of the present invention is to perform the charging and discharging process for the activation of the battery in the pressurized state using the pressure member to the outer surface of the battery case including the gas collection pocket for collecting the gas generated in the charging and discharging process By eliminating the pocket, it is possible to efficiently remove the gas generated in the charging and discharging process for battery activation to achieve uniform activation, and to provide a method for manufacturing a secondary battery that can improve the performance, capacity and life of the battery. .
본 발명의 또 다른 목적은, 수율 향상 및 높은 양품률을 확보하면서 제조공정이 용이한 이차전지의 제조방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a secondary battery that is easy in a manufacturing process while improving yield and ensuring high yield.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지 제조방법은,Secondary battery manufacturing method according to the present invention for achieving this object,
양극과 음극 사이에 분리막이 개재되어 있는 구조의 전극조립체를 전해액과 함께 파우치형 전지케이스의 내부에 밀봉한 구조의 이차전지를 제조하는 방법으로서,A method of manufacturing a secondary battery having a structure in which an electrode assembly having a structure interposed between a positive electrode and a negative electrode is sealed together with an electrolyte in a pouch type battery case.
(a) 파우치형 전지케이스의 수납부에 전극조립체를 장착하는 과정;(A) mounting the electrode assembly to the housing of the pouch-type battery case;
(b) 상기 전극조립체를 장착한 상태에서 가스 포집용 포켓을 포함하여 전지케이스의 외주면을 실링하는 과정;(b) sealing the outer circumferential surface of the battery case including a gas collecting pocket in a state where the electrode assembly is mounted;
(c) 상기 실링된 전지케이스의 외면을 가압부재를 사용하여 가압한 상태에서 전지 활성화를 위한 충방전을 수행하는 과정;(c) performing charging and discharging for battery activation in a state in which the outer surface of the sealed battery case is pressurized using a pressing member;
(d) 상기 충방전 과정에서 발생한 가스가 포집된 가스 포집용 포켓을 천공하거나 가스 포집용 포켓의 일부를 절취하여 가스를 제거하는 과정; 및(d) perforating the gas collecting pocket in which the gas generated in the charging and discharging process is collected or cutting a part of the gas collecting pocket to remove the gas; And
(e) 상기 가스 포집용 포켓을 제거하고 대응하는 수납부의 외주면을 실링하는 과정;(e) removing the gas collecting pocket and sealing an outer circumferential surface of a corresponding accommodating part;
을 포함하고 있는 구조로 구성되어 있다.It consists of a structure that includes.
따라서, 본 발명에 따른 이차전지 제조방법은, 가스 포집용 포켓을 포함하는 전지케이스의 외면을 가압부재를 사용하여 가압한 상태에서 전지 활성화를 위한 충방전 과정을 수행하고 충방전 과정에서 발생한 가스가 포집된 가스 포집용 포켓을 제거함으로써, 전지 활성화를 위한 충방전 과정에서 발생하는 가스를 효율적으로 제거하여 균일한 활성화가 이루어지도록 하고, 전지의 성능, 용량 및 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Therefore, in the secondary battery manufacturing method according to the present invention, the charging and discharging process for battery activation is performed in a state in which the outer surface of the battery case including the gas collecting pocket is pressurized using a pressing member, and the gas generated in the charging and discharging process is By removing the collected gas collection pocket, the gas generated in the charge and discharge process for the battery activation is efficiently removed to achieve uniform activation, and there is an effect of improving the performance, capacity and life of the battery.
상기 전극조립체는 다수의 전극 탭들을 연결하여 양극과 음극을 구성하는 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 권취형 구조, 스택형 구조와 스택/폴딩형 구조를 들 수 있다. 스택/폴딩형 구조의 전극조립체에 대한 자세한 내용은 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-0082058호, 제2001-0082059호 및 제2001-0082060호에 개시되어 있으며, 상기 출원은 본 발명의 내용에 참조로서 합체된다.The electrode assembly is not particularly limited as long as it is a structure that connects a plurality of electrode tabs to form an anode and a cathode, and preferably includes a wound structure, a stacked structure, and a stack / folding structure. Details of the stacked / folded structure of the electrode assembly are disclosed in Korean Patent Application Laid-Open Nos. 2001-0082058, 2001-0082059 and 2001-0082060, the contents of which are incorporated herein by reference. As a reference.
본 발명에 따른 이차전지는 특히 금속층과 수지층을 포함하는 라미네이트 시트, 하나의 구체적인 예에서 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스의 수납부에 전극조립체가 내장되어 있는 파우치형 이차전지에 바람직하게 적용될 수 있다.In particular, the secondary battery according to the present invention may be preferably applied to a laminate sheet including a metal layer and a resin layer, and in one specific example, to a pouch type secondary battery in which an electrode assembly is built in a housing part of a pouch type case of an aluminum laminate sheet. .
일반적으로 파우치형 이차전지는, 예를 들어, 알루미늄 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 전지케이스의 수납부에 전극조립체가 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다. 즉, 파우치형 이차전지는 라미네이트 시트에 전극조립체의 장착을 위한 수납부를 형성하고, 상기 수납부에 전극조립체를 장착한 상태에서 상기 시트와 분리되어 있는 별도의 시트 또는 그로부터 연장되어 있는 시트를 열융착하여 밀봉하는 것으로 제조된다.In general, a pouch type secondary battery has, for example, a structure in which an electrode assembly is incorporated in a housing portion of a pouch type battery case made of an aluminum laminate sheet. That is, the pouch-type secondary battery forms an accommodating part for mounting the electrode assembly on a laminate sheet, and heat-seals a separate sheet which is separated from the sheet or a sheet extending therefrom while the electrode assembly is mounted on the accommodating part. It is produced by sealing.
따라서, 상기 라미네이트 시트는 전극조립체 수납부가 상부 및 하부 라미네이트 시트의 일측 또는 양측에 형성되어 있는 구조일 수 있다. 즉, 상호 분리된 별도의 상부 및 하부 라미네이트 시트를 사용하거나 또는 상부 및 하부 라미네이트 시트의 일측이 연결되어 있는 하나의 시트를 사용하는 것이 가능하다. 이러한 파우치 케이스는 수십 내지 수백 ㎛ 두께의 라미네이트 시트를 다이와 펀치를 사용하여 드로잉 공정으로 부분 압축함으로써 수납부를 형성한다. Therefore, the laminate sheet may have a structure in which the electrode assembly accommodating portion is formed on one side or both sides of the upper and lower laminate sheets. That is, it is possible to use separate upper and lower laminate sheets separated from each other or to use one sheet to which one side of the upper and lower laminate sheets is connected. This pouch case forms an accommodating portion by partially compressing a laminate sheet tens to hundreds of micrometers thick in a drawing process using a die and punch.
하나의 구체적인 예에서, 상기 라미네이트 시트는 상부 및 하부 라미네이트 시트의 일측 단부가 상호 결합되어 있는 구조로 이루어져 있다.In one specific example, the laminate sheet has a structure in which one end of the upper and lower laminate sheets are coupled to each other.
또한, 상기 전극조립체가 수납부에 장착된 상태에서 외주면을 실링할 수 있도록 전지케이스의 외주면에는 실링부가 형성되어 있으며, 상기 외주면 실링부의 하나에 가스 포집용 포켓이 외측방향으로 돌출된 형태로 형성되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.In addition, a sealing portion is formed on the outer circumferential surface of the battery case to seal the outer circumferential surface in a state where the electrode assembly is mounted in the accommodating portion, and a gas collecting pocket is formed to protrude outward on one of the outer circumferential surface sealing portions. It can be made of a structure.
구체적으로, 상기 가스 포집용 포켓은 그것의 돌출된 폭이 수납부 폭의 30 내지 100%의 크기로 이루어져 전지 활성화를 위한 충방전 과정에서 발생한 가스를 충분히 포집할 수 있는 구조로 이루어져 있다.Specifically, the gas collecting pocket has a structure in which the protruding width thereof is 30 to 100% of the width of the accommodating portion to sufficiently collect the gas generated during the charge / discharge process for battery activation.
더욱이, 발생 가스의 포집을 위한 가스 포집용 포켓이 실질적으로 전극조립체 수납부 상에 위치하지 않으므로, 수납부를 필요 이상으로 크게 제작할 필요가 없어서, 수납부에 대한 전극조립체의 장착 과정이 용이하다.Furthermore, since the gas collecting pocket for collecting the generated gas is not substantially positioned on the electrode assembly accommodating portion, it is not necessary to make the accommodating portion larger than necessary, so that the mounting process of the electrode assembly to the accommodating portion is easy.
본 발명에 따른 이차전지는 바람직하게는 리튬 이차전지일 수 있으며, 특히, 리튬 함유 전해액이 겔의 형태로 전극조립체에 함침되어 있는, 이른바, 리튬이온 폴리머 전지에 바람직하게 적용될 수 있다.The secondary battery according to the present invention may preferably be a lithium secondary battery, and in particular, may be preferably applied to a so-called lithium ion polymer battery in which a lithium-containing electrolyte is impregnated into the electrode assembly in the form of a gel.
한편, 상기 이차전지는 양극 활물질로서 리튬 티타늄 산화물을 포함하고 음극 활물질로서 리튬 리튬 티타늄 산화물을 포함할 수 있다.Meanwhile, the secondary battery may include lithium titanium oxide as a positive electrode active material and lithium lithium titanium oxide as a negative electrode active material.
상기 리튬 티타늄 산화물을 양극 또는 음극으로 사용할 경우, 리튬 티타늄 산화물의 높은 수분 함량으로 인하여 표면에서의 수분 환원반응과 리튬 티타늄 산화물의 촉매작용으로 인한 전해액 분해반응에 의해 전지 활성화를 위한 충방전시 다량의 가스가 발생할 수 있다.When the lithium titanium oxide is used as a positive electrode or a negative electrode, due to the high moisture content of lithium titanium oxide, a large amount of charge and discharge for battery activation is caused by a water reduction reaction on the surface and an electrolyte decomposition reaction due to the catalysis of lithium titanium oxide. Gas may be generated.
반면에, 본 발명에 따른 이차전지 제조방법의 경우, 가스 포집용 포켓을 포함하는 전지케이스의 외면을 가압부재를 사용하여 가압한 상태에서 전지 활성화를 위한 충방전 과정을 수행하고 충방전 과정에서 발생한 가스가 포집된 가스 포집용 포켓을 제거함으로써, 전지 활성화를 위한 충방전시 발생한 다량의 가스를 효과적으로 제거할 수 있다.On the other hand, in the secondary battery manufacturing method according to the present invention, the charging and discharging process for the activation of the battery in the state of pressing the outer surface of the battery case including the gas collection pocket by using the pressure member and generated during the charging and discharging process By removing the gas collecting pocket in which the gas is collected, a large amount of gas generated during charging and discharging for battery activation can be effectively removed.
하나의 구체적인 예에서, 상기 단계(c)에서 상기 가압부재는 가스 포집용 포켓을 제외한 전지케이스의 양면을 가압하는 구조로 이루어질 수 있다.In one specific example, the pressing member in the step (c) may be made of a structure for pressing both sides of the battery case except the gas collection pocket.
상기 가압부재는, 예를 들어, 적어도 전지케이스의 수납부에 대응하는 크기를 가진 둘 이상의 판상부재들을 포함할 수 있으며, 둘 이상의 판상형 전지셀들을 동시에 가압할 수 있도록 상호간의 간격 조절이 가능한 구조로 장착되어 있는 셋 이상의 판상부재들을 포함할 수 있다.The pressing member may include, for example, two or more plate members having a size corresponding to at least a storage portion of the battery case, and may be configured to mutually adjust a gap so as to press two or more plate battery cells simultaneously. It may include three or more plate-like members that are mounted.
구체적으로, 상기 판상부재들에는 상호 연통되는 개구들이 천공되어 있고, 상기 개구들을 관통하는 연결축에 의해 판상부재들이 상호 연결되어 있으며, 상기 판상부재들 사이에 전지셀들이 장착된 상태에서 판상부재들을 가압하는 구조로 이루어져 있다.Specifically, the plate-like members are drilled with openings communicating with each other, the plate-like members are connected to each other by a connecting shaft passing through the openings, and the plate-shaped members are mounted in a state where battery cells are mounted between the plate-like members. It consists of pressurizing structure.
또한, 다량의 가스를 효율적으로 배출하기 위해 상기 과정(d)에서 가스의 제거를 위해 감압을 인가하는 과정을 추가로 포함할 수 있고, 상기 과정(e)의 이전 또는 이후에 가압부재로부터 전지케이스의 외면에 인가한 가압력을 제거하는 과정을 포함할 수 있음은 물론이다.In addition, in order to efficiently discharge a large amount of gas, the process may further include applying a reduced pressure to remove the gas in the step (d), the battery case from the pressing member before or after the step (e) Of course, it may include the process of removing the pressing force applied to the outer surface of the.
본 발명은 또한, 상기의 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 전지셀을 제공한다.The present invention also provides a battery cell, characterized in that produced by the above production method.
상기와 같은 이차전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 고온 안정성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 중대형 디바이스의 전원으로 사용되는 다수의 전지셀들을 포함하는 전지팩에 단위전지로도 바람직하게 사용될 수 있다.The secondary battery as described above may not only be used in a battery cell used as a power source for a small device, but also includes a plurality of battery cells used as a power source for medium and large devices requiring high temperature stability, long cycle characteristics, and high rate characteristics. It can also be preferably used as a unit cell in the battery pack.
상기 중대형 디바이스의 바람직한 예로는 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) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferred examples of the medium-to-large device include a power tool driven by a battery-based motor; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart, and the like, but the present invention is not limited thereto.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 제조방법은, 가스 포집용 포켓을 포함하는 전지케이스의 외면을 가압부재를 사용하여 가압한 상태에서 전지 활성화를 위한 충방전 과정을 수행하고 충방전 과정에서 발생한 가스가 포집된 가스 포집용 포켓을 제거함으로써, 전지 활성화를 위한 충방전 과정에서 발생하는 가스를 효율적으로 제거하여 균일한 활성화가 이루어지도록 하고, 전지의 성능, 용량 및 수명을 향상시킬 수 있다.As described above, the secondary battery manufacturing method according to the present invention, the charging and discharging process to perform the charge and discharge process for the battery activation in the pressurized state using a pressure member the outer surface of the battery case including the gas collection pocket By removing the gas collection pocket in which the gas generated in the gas trapped, the gas generated in the charging and discharging process for battery activation can be efficiently removed to ensure uniform activation and improve the performance, capacity and life of the battery. .
도 1은 종래의 파우치형 전지의 일반적인 구조에 대한 분해 사시도이다;
도 2 내지 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 순서를 나타내는 모식도들이다;
도 9은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가압부재의 모식도이다;
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가압부재의 모식도이다.1 is an exploded perspective view of a general structure of a conventional pouch type battery;
2 to 8 are schematic diagrams showing the procedure of the secondary battery manufacturing method according to an embodiment of the present invention;
9 is a schematic diagram of a pressing member according to an embodiment of the present invention;
10 is a schematic view of a pressing member according to another embodiment of the present invention.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 2 내지 8에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지셀 제조방법의 순서를 나타내는 모식도들이 도시되어 있다.2 to 8 are schematic diagrams showing the procedure of the battery cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
이들 도면을 참조하여 이차전지 제조방법을 설명하면, 파우치형 전지케이스(130)의 수납부에 전극조립체(110)를 장착하는 과정, 전극조립체(110)를 장착한 상태에서 가스 포집용 포켓(150)을 포함하여 전지케이스의 외주면(162)을 실링하는 과정, 실링된 전지케이스(130)의 외면을 가압부재(171, 172)를 사용하여 가압한 상태에서 전지 활성화를 위한 충방전을 수행하는 과정, 상기 충방전 과정에서 발생한 가스가 포집된 가스 포집용 포켓(150)을 천공하거나 가스 포집용 포켓(150)의 일부를 절취하여 가스를 제거하는 과정. 및 가스 포집용 포켓(150)을 제거하고 대응하는 수납부의 외주면(164)을 실링하는 과정을 거친다.Referring to these drawings, a secondary battery manufacturing method is described. The process of attaching the
먼저 도 2 및 3을 참조하면, 전극조립체(110)를 전지케이스(130)의 수납부(120)에 장착한 후 전지케이스(130)를 반으로 접고, 전지케이스(130)의 수납부(120)에 전극조립체(110)를 장착한 상태에서 가스 포집용 포켓(150)을 포함하여 전지케이스의 외주면(162)을 열융착시켜 실링한다.First, referring to FIGS. 2 and 3, after mounting the
구체적으로 도 3과 같이 전극조립체(110)가 수납부(120)에 장착된 상태에서 외주면(162)을 실링할 수 있도록 전지케이스(130)의 외주면(162)에는 외주면 실링부가 형성되어 있으며, 외주면 실링부의 하나에 가스 포집용 포켓(150)이 외측방향으로 돌출된 형태로 형성되어 있다.Specifically, as shown in FIG. 3, an outer circumferential surface sealing portion is formed on the outer
다음으로, 도 4 및 5를 참조하면, 도 4와 같이 실링된 전지케이스(130)의 외면을 가압부재들(171, 172)을 사용하여 가압한 상태에서 전지 활성화를 위한 충방전을 수행한다.Next, referring to FIGS. 4 and 5, charging and discharging for battery activation are performed in a state in which the outer surface of the sealed
구체적으로, 도 5와 같이 가압부재들들(171, 172)이 가스 포집용 포켓(150)을 제외한 전지케이스(130)의 양면을 가압하는 구조로 이루어져 있으며, 더욱 구체적으로 가압부재들(171, 172)은 적어도 전지케이스(130)의 수납부(120)에 대응하는 크기를 가진 판상부재들로 구성되어 있다.Specifically, as shown in FIG. 5, the
다음으로, 도 6과 같이 가압부재들(171, 172)을 사용하여 가압한 상태에서 충방전 과정에서 발생한 가스가 모여 가스 포집용 포켓(150)으로 포집되고, 전지케이스(130)의 내부와 통하는 관통부(163)를 형성하기 위해 가스 포집용 포켓(150)의 일부를 절취하여 활성화 과정에서 발생한 가스를 제거한다.Next, the gas generated in the charging and discharging process is collected in the
마지막으로, 도 7 및 8과 같이 전지케이스(130)의 양면에 가압부재들(171, 172)을 사용하여 인가한 가압력을 제거하고 전극조립체(110)와 인접한 미실링 부위의 내측(164)을 열융착하여 실링한 후, 나머지 외측 부위를 절취하여 전지셀(100)을 완성한다. Finally, as shown in FIGS. 7 and 8, the pressing force applied using the
한편, 도 9 및 10에는 본 발명의 실시예에 따른 가압부재들의 모식도가 도시되어 있다.On the other hand, Figure 9 and 10 is a schematic diagram of the pressing member according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 상기 활성화 과정에서 발생한 가스를 효과적으로 제거하기 위해 전지케이스(130)의 외면을 가압한 상태를 유지시키거나 감압하기 위한 가압부재(200)는 둘 이상의 판상형 전지셀들(231, 232)을 동시에 가압할 수 있도록 상호간의 간격 조절이 가능한 구조로 장착되어 있는 3개의 판상부재들(271, 272, 273)을 포함하는 구조로 이루어져 있다.9, in order to effectively remove the gas generated during the activation process, the pressing
또한, 도 10을 참조하면, 가압부재(300)의 판상부재들(371, 372, 373, 374, 375)에는 상호 연통되는 개구들이 천공되어 있고, 상기 개구들을 관통하는 연결축(380)에 의해 판상부재들이 상호 연결되어 있으며, 상기 판상부재들(371, 372, 373, 374, 375) 사이에 전지셀들이 장착된 상태에서 판상부재들(371, 372, 373, 374, 375)을 가압하는 구조로 이루어져 있다.In addition, referring to FIG. 10, the plate-shaped
도 9 및 10에 도시된 가압부재들은 판상형 전지셀들을 가압하기 위하여 판상형 부재들로 구성되어 있는 것으로 설명되어 있지만, 가압부재의 크기 및 형태는 적용되는 전지셀에 따라 그 크기나 형태가 다양하게 구성되는 것도 가능하다.
9 and 10 are described as being composed of plate-like members to pressurize the plate-shaped battery cells, the size and shape of the pressing member is configured in a variety of sizes or shapes depending on the battery cell to be applied It is also possible.
본 발명이 속한 분양에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (19)
(a) 파우치형 전지케이스의 수납부에 전극조립체를 장착하는 과정;
(b) 상기 전극조립체를 장착한 상태에서 가스 포집용 포켓을 포함하여 전지케이스의 외주면을 실링하는 과정;
(c) 상기 실링된 전지케이스의 외면을 가압부재를 사용하여 가압한 상태에서 전지 활성화를 위한 충방전을 수행하는 과정;
(d) 상기 충방전 과정에서 발생한 가스가 포집된 가스 포집용 포켓을 천공하거나 가스 포집용 포켓의 일부를 절취하여 가스를 제거하는 과정; 및
(e) 상기 가스 포집용 포켓을 제거하고 대응하는 수납부의 외주면을 실링하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조방법.A method of manufacturing a secondary battery having a structure in which an electrode assembly having a structure interposed between a positive electrode and a negative electrode is sealed together with an electrolyte in a pouch type battery case.
(A) mounting the electrode assembly to the housing of the pouch-type battery case;
(b) sealing the outer circumferential surface of the battery case including a gas collecting pocket in a state where the electrode assembly is mounted;
(c) performing charging and discharging for battery activation in a state in which the outer surface of the sealed battery case is pressurized using a pressing member;
(d) perforating the gas collecting pocket in which the gas generated in the charging and discharging process is collected or cutting a part of the gas collecting pocket to remove the gas; And
(e) removing the gas collecting pocket and sealing an outer circumferential surface of a corresponding accommodating part;
Secondary battery manufacturing method comprising a.
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