KR20160085866A - 전지의 전해액 주액 장치 - Google Patents

전지의 전해액 주액 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160085866A
KR20160085866A KR1020167015582A KR20167015582A KR20160085866A KR 20160085866 A KR20160085866 A KR 20160085866A KR 1020167015582 A KR1020167015582 A KR 1020167015582A KR 20167015582 A KR20167015582 A KR 20167015582A KR 20160085866 A KR20160085866 A KR 20160085866A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vacuum
chamber
electrolytic solution
main liquid
electrolyte
Prior art date
Application number
KR1020167015582A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101705502B1 (ko
Inventor
게이쇼 이시바시
료 이노우에
나츠미 사토오
Original Assignee
닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 filed Critical 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Publication of KR20160085866A publication Critical patent/KR20160085866A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101705502B1 publication Critical patent/KR101705502B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H01M2/36—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/618—Pressure control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/562—Terminals characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/566—Terminals characterised by their manufacturing process by welding, soldering or brazing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/122—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Filling, Topping-Up Batteries (AREA)

Abstract

챔버(14) 내에 전해액(26)이 잔존하고 있으면, 이 전해액(26)이 주액 시에 휘발하는 만큼, 주액량이 과잉으로 되는 것을 과제로 한다. 감압 상태로 밀봉된 챔버(14) 내에 배치된 전지(1)의 내부에 전해액을 주액하는 주액 펌프(17)와, 챔버(14) 내를 감압하는 진공 펌프(16)를 갖는다. 챔버(14) 내의 압력이 소정의 진공 상태로 될 때까지의 진공 도달 시간을 계측하고, 이 진공 도달 시간이 소정 값보다 길어지면, 전해액의 주액량을 감량 보정한다.

Description

전지의 전해액 주액 장치 {DEVICE FOR INJECTING LIQUID ELECTROLYTE INTO BATTERY}
본 발명은, 진공 상태로 밀봉된 챔버 내에서 전지의 내부에 전해액을 주액하는 전해액 주액 장치의 개량에 관한 것이다.
전지의 내부에 전해액을 주입하는 장치로서, 감압 상태로 밀봉된 진공 환경하의 챔버 내에서 전해액을 주입하는 기술이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 평9-35704호 공보
이러한 진공 상태에서의 주액은, 전해액이 불가피하게 휘발한다. 이로 인해, 주액 펌프에 의한 전해액의 주액량의 설정 시에는, 미리 전해액이 휘발하는 휘발량을 감안하여, 실제로 전지 내에 필요한 규정의 주액량에 휘발량을 가산한 형태로 주액량이 설정된다.
그러나, 주액 시에는, 전해액이 챔버 내로 비산하는 것을 완전히 방지할 수 없고, 이로 인해, 주액의 횟수를 거듭함에 따라서, 챔버 내로 비산한 전해액이 챔버의 내벽면 등에 부착되는 형태로 어느 정도 잔존해 버린다.
또한, 챔버 내에 잔존하는 전해액은 진공 상태로 해도 완전하게는 휘발하지 않으므로, 챔버 내를 일단 소정의 진공 상태까지 감압하였다고 해도, 챔버 내에 잔존하는 전해액을 완전히 제거할 수는 없다. 즉, 주액이 반복하여 행해지면, 어느 정도의 전해액이 불가피적으로 챔버 내에 잔존하게 된다.
이와 같이 챔버 내에 잔존하는 전해액이 소정 레벨에 도달하면, 이 챔버 내에 잔존하고 있는 전해액이 감압 시나 주액 시에 휘발하므로, 본래 휘발할 것이라 예상했던 주액 중의 전해액이 휘발하지 않아, 주액 중의 전해액의 휘발량이 감소하고, 나아가 전지 내에 주액되는 전해액의 주액량이 과잉으로 된다. 이와 같이 주액량이 과잉으로 되면, 중량 오버가 되어 불량품(NG품)으로 되는 등의 품질의 저하를 초래해 버린다.
본 발명은, 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 주액의 반복에 의해 경시적으로 챔버 내에 소정 레벨의 전해액이 잔존하고 있는 경우라도, 전해액의 주액량을 적정하게 유지할 수 있는 신규의 전지의 전해액 주액 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 관한 전지의 전해액 주액 장치는, 감압 상태로 밀봉된 챔버 내에 배치된 전지의 내부에 전해액을 주액하는 주액 펌프와, 상기 챔버 내를 감압하는 진공 펌프를 갖고 있다. 그리고, 이 진공 펌프에 의해 챔버 내의 압력이 소정의 진공 상태로 될 때까지의 진공 도달 시간을 계측하고, 이 진공 도달 시간에 따라서, 상기 전해액의 주액량을 보정하고 있다.
챔버 내에 전해액이 잔존하고 있는 경우, 진공 펌프에 의해 챔버 내의 압력을 대기압 근방으로부터 소정의 진공 상태까지 감압하는, 이른바 진공화 동안에도, 이 잔류하는 전해액이 휘발하므로, 진공 상태로 될 때까지의 진공 도달 시간이 길어진다. 따라서, 이 진공 도달 시간에 의해 잔존하는 전해액의 유무를 판단할 수 있다. 구체적으로는, 진공 도달 시간이 길어지면, 챔버 내에 전해액이 잔존하고 있다고 판단하여, 전해액의 주액량을 감량 보정함으로써, 주액량을 적정화할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 주액의 반복에 의해 경시적으로 챔버 내에 전해액이 잔존하고 있는 경우라도, 전해액의 주액량을 적정하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 전해액 주액 장치가 적용되는 필름 외장 전지를 도시하는 사시도.
도 2는 상기 필름 외장 전지를 도시하는 단면도.
도 3은 주액 공정의 흐름을 나타내는 블록도.
도 4는 본 실시예의 주액 장치의 전체 구성을 도시하는 설명도.
도 5는 마찬가지로 본 실시예의 주액 장치의 전체 구성을 도시하는 설명도.
도 6은 챔버 감압 시의 압력과 시간의 관계를 나타내는 설명도.
도 7은 전해액의 주액량의 감량 보정의 제어의 흐름을 나타내는 흐름도.
이하, 도시 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. 우선, 전해액이 주입되는 전지의 일례인 필름 외장 전지에 대해, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 이 필름 외장 전지(1)는, 예를 들어 리튬 이온 2차 전지이며, 편평한 직사각형의 외관 형상을 갖고, 길이 방향의 한쪽의 단부 모서리에, 도전성 금속박으로 이루어지는 한 쌍의 단자(2, 3)를 구비하고 있다. 이 필름 외장 전지(1)는, 직사각형을 이루는 전극 적층체(4)를 전해액과 함께 라미네이트 필름으로 이루어지는 외장체(5)의 내부에 수용한 것이다. 상기 전극 적층체(4)는, 세퍼레이터(8)를 개재하여 교대로 적층된 복수의 정극판(6) 및 부극판(7)으로 구성되어 있다. 복수의 정극판(6)은 정극 단자(2)에 접합되어 있고, 마찬가지로, 복수의 부극판(7)은 부극 단자(3)에 접합되어 있다. 정극판(6)은 알루미늄박 등의 금속박으로 이루어지는 정극 집전체(6a)의 양면에 정극 활물질층(6b)을 코팅한 것이며, 마찬가지로 부극판(7)은 알루미늄박 등의 금속박으로 이루어지는 부극 집전체(7a)의 양면에 부극 활물질층(7b)을 코팅한 것이다.
외장체(5)는, 전극 적층체(4)의 하면 측에 배치되는 1매의 라미네이트 필름과 상면 측에 배치되는 다른 1매의 라미네이트 필름의 2매 구조를 이루고, 이들 2매의 라미네이트 필름의 주위의 4변을 겹쳐, 그 주연을 따라 서로 열융착된다. 직사각형을 이루는 필름 외장 전지(1)의 짧은 변 측에 위치하는 한 쌍의 단자(2, 3)는, 라미네이트 필름을 열융착할 때, 라미네이트 필름의 접합면을 통해 외부로 인출된다.
또한, 도시예에서는, 동일한 한쪽의 단부 모서리에 한 쌍의 단자(2, 3)가 나란히 배치되어 있지만, 한쪽의 단부 모서리에 정극 단자(2)를 배치하고, 또한 다른 쪽의 단부 모서리에 부극 단자(3)를 배치하도록 하는 것도 가능하다.
상기한 필름 외장 전지(1)의 제조 순서로서는, 이하와 같다. 먼저, 적층 공정에 있어서, 정극판(6), 부극판(7) 및 세퍼레이터(8)를 순차 적층하고, 또한 단자(2, 3)를 스폿 용접 등에 의해 장착하여 전극 적층체(4)를 구성한다. 다음으로, 이 전극 적층체(4)를 외장체(5)로 되는 라미네이트 필름으로 덮어, 1변을 남기고 주위의 3변을 열융착한다. 다음으로, 개구되는 1변을 통해 외장체(5)의 내부에 전해액을 주액·충전하고, 그 후, 개구되는 1변을 열융착하여 외장체(5)를 밀폐 상태로 한다. 이에 의해 필름 외장 전지(1)가 완성되므로, 다음으로 적절한 레벨까지 충전을 행하고, 이 상태에서, 일정 시간, 에이징을 행한다. 이 에이징의 완료 후, 전압 검사 등을 위해 다시 충전을 행하고, 출하된다.
또한, 이러한 종류의 필름 외장 전지(1)는, 복수 개를 편평한 상자형의 케이싱 내에 수용한 배터리 모듈로서 사용된다. 이 경우, 배터리 모듈의 케이싱 내에서 복수의 필름 외장 전지(1)가 적층된 배치로 되고, 예를 들어 케이싱의 일부 또는 케이싱과는 별개의 탄성 부재에 의해, 외장체(5)는 전극 적층체(4)의 적층 방향(전극 적층체(4)의 주면과 직교하는 방향)으로 다소 압박된 상태로 될 수 있다.
전해액에 사용되는 유기 액체 용매로서, 프로필렌카르보네이트(PC), 에틸렌카르보네이트(EC), 디메틸카르보네이트(DMC)나 메틸에틸카르보네이트 등의 다른 에스테르계 용매 외에, 붕-부틸락톤(붕-BL), 디에톡시에탄(DEE) 등의 에테르계 용매, 나아가 다른 용매를 혼합, 조합한 유기 액체 용매를 사용할 수 있다.
도 3은, 필름 외장 전지(1)의 제조 공정의 일부인 주액 공정을 간략적으로 나타내는 설명도이다.
스텝 S11에서는, 1매의 필름 외장 전지(1)(이하, 「셀」이라고도 칭함)를 스토리지로부터 자동적으로 취출한다. 스텝 S12에서는, 이 1셀의 시트 체크 검사를 행한다. 스텝 S13에서는, 이 1셀의 중량을 측정한다. 소정의 중량 범위를 만족시키고 있지 않은 NG품이면, 스텝 S13A로 진행하여, NG품으로서 반출하고, 이 주액 공정으로부터 제외한다.
스텝 S14에서는, 클램프 지그에 셀을 세트한다. 스텝 S15에서는, 주액구로 되는 필름 외장 전지(1)의 1변(상변)을 커터 등에 의해 개구하여, 클램프 지그에 위치 결정·로크한다. 스텝 S16에서는, 셀을 보유 지지한 복수(이 예에서는, 24셀)의 클램프 지그를 주액용 매거진에 세트한다. 스텝 S17에서는, 주액용의 후술하는 챔버(14)에 주액용 매거진을 반입한다.
그리고 스텝 S18에 있어서, 클램프 지그에 보유 지지된 각 셀에 주액을 행한다. 주액이 종료되면, 스텝 S19로 진행하여, 챔버(14)로부터 매거진을 반출한다. 스텝 S20에서는, 매거진으로부터 1개의 지그를 취출한다. 스텝 S21에서는, 취출한 지그에 보유 지지되어 있는 1셀의 진공 가밀봉을 행한다. 스텝 S22에서는, 지그로부터 셀을 취출한다. 스텝 S23에서는, 셀의 밀봉 부분의 두께를 측정한다. 스텝 S24에서는, 셀의 성형, 즉 변형이나 비틀림의 교정을 행한다. 스텝 S25에서는, 상기한 스텝 S13과 마찬가지로, 1셀의 중량 측정을 다시 행한다. 스텝 S23에서 측정한 두께와 스텝 S25에서 측정한 중량이 소정 범위를 만족시키고 있지 않은 NG품이면, 스텝 S25A로 진행하여, NG품으로서 반출하고, 이 주액 공정으로부터 제외한다. 스텝 S26에서는, 스텝 S23 및 스텝 S25의 검사를 통과한 정상품의 복수의 셀(이 예에서는, 32셀)을 검사 매거진에 삽입한다. 스텝 S27에서는, 다음 검사 공정으로 매거진을 자동 반송한다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 주액용 매거진(도시 생략)이 수용 배치되는 챔버(14)의 내부는, 정압형의 진공 펌프(16)에 의해 감압되어 소정의 진공 상태로 밀폐되고, 이 진공 상태하의 챔버(14) 내에서, 주액 펌프(17)의 주액 노즐(18)에 의해 셀 내에 전해액이 주액된다. 이 예에서는, 챔버(14) 내에 배치되는 24셀에 대해, 6개의 주액 노즐에 의해 4세트로 나뉘어 주액이 행해진다. 이들 주액 펌프(17) 및 진공 펌프(16)의 동작은 제어부(20)에 의해 제어된다.
또한, 셀의 내부에 전해액이 양호하게 침투하도록, 개개의 셀에 대해, 복수 회(이 실시예에서는, 7회)로 나누어 주액이 행해진다. 전반의 주액 회는, 주로 셀 내부의 가스를 배출시킬 목적으로, 진공도가 높게(즉, 압력이 낮게) 설정되고, 구체적으로는, 20hPa 이하의 높은 진공도로 설정된다. 한편, 후반의 주액 회에서는, 주로 셀 내부의 가스가 배출된 부분에도 전해액을 충분히 침투시킬 목적으로, 진공도가 낮게(즉, 압력이 높게) 설정되고, 구체적으로는, 200hPa 정도의 낮은 진공도로 설정된다.
또한, 주액 시 이외의 상황일 때(예를 들어, 주액하는 셀의 세트의 전환시), 주액 노즐(18)로부터 적하되는 전해액이 필름 외장 전지(1)의 표면 등에 부착되는 일이 없도록, 챔버(14) 내에는, 주액 노즐(18)로부터 적하하는 전해액을 수용하는 트레이(21)가 지지되어 있다. 이 트레이(21)는, 중앙부에 주액 노즐(18)이 삽입 관통하는 노즐 개구부(22)가 개구 형성되어 있고, 그 내주연과 외주연에, 상방으로 상승하는 플랜지부(23, 24)가 절곡 형성되어 있다. 이들 양 플랜지부(23, 24)의 사이에, 전해액을 수용하는 저류부(25)가 형성되어 있다. 이 트레이(21)는, 챔버(14) 내에 승강 가능하게 지지되어 있고, 주액 시 이외일 때에는 주액 노즐(18)보다 하방에 대기하고 있고, 주액 시에는 상승하여, 주액 노즐(18)이 노즐 개구부(22)를 삽입 관통하는 형태로 된다.
주액되는 전해액의 주액량은, 기본적으로는, 각 셀에 요구되는 규정 주액량에 추가로, 주액 중에 챔버(14) 내에 휘발되는 휘발량을 예측하여, 이 휘발량을 더한 값으로 설정된다. 즉, 주액량은, 휘발량만큼, 규정 주액량보다 많게 설정된다. 단, 주입 작업은 반복하여 행해지므로, 도 4에 도시하는 바와 같이, 챔버(14)의 내벽면이나 트레이(21)의 저류부(25)에는, 셔벗 상태의 전해액(26)이 불가피적으로 잔존한다. 이와 같이 챔버(14) 내에 전해액(26)이 잔존하고 있는 상황에서는, 감압 시나 주액 시에 챔버(14) 내에 잔존하는 전해액(26)이 휘발하므로, 주액 중의 전해액의 휘발량이 상대적으로 감소하고, 나아가 전지 내에 주액되는 전해액의 주액량이 과잉으로 될 우려가 있다.
도 6을 참조하여, 파선 L1은 챔버(14) 내에 전해액이 잔존하고 있지 않은 청정한 상황에서의 감압 특성을 나타내고 있고, 파선 L2는 챔버(14) 내에 소정 레벨을 넘는 전해액이 잔존하고 있는 상황에서의 감압 특성을 나타내고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 전해액이 잔존하고 있는 경우(특성 L2), 전해액이 잔존하고 있지 않은 경우(특성 L1)에 비해, 챔버(14) 내에 잔존·노출되어 있는 전해액의 휘발을 수반하므로, 압력의 저하가 느려져, 압력의 저하가 완만해진다. 이 결과, 진공 펌프(16)에 의한 감압의 개시 시점 t0(대기압 근방의 상태)으로부터 챔버(14) 내의 압력이 소정 값 Ps 이하의 진공 상태 トP로 될 때까지의 진공 도달 시간 トT가, 전해액이 잔존하고 있는 경우(トT2), 전해액이 잔존하고 있지 않은 경우(トT1)보다 길어진다(トT2＞トT1).
따라서 본 실시예에서는, 진공 도달 시간 トT에 기초하여, 챔버(14) 내의 전해액 잔존 상황을 추정하여, 전해액의 주액량을 보정하고, 또한 경고를 발하도록 구성하고 있다. 도 7은 이러한 본 실시예의 제어의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 본 루틴은 예를 들어 상기한 제어부(20)에 의해 반복 실행된다.
스텝 S31에서는, 진공 펌프(16)에 의한 감압의 개시 시점(대기압 근방) t0으로부터 챔버(14) 내의 압력이 소정 값 Pa 이하로 될 때까지의 진공 도달 시간 トT를 계측한다. 스텝 S32에서는, 이 진공 도달 시간 トT가, 제1 소정 값 トT1 이상인지를 판정한다. 진공 도달 시간 トT가 제1 소정 값 トT1 이상이면, 챔버(14) 내에 소정 레벨의 전해액이 잔존하고 있다고 판단하여, 스텝 S33으로 진행하고, 전해액의 주액량의 감량 보정을 행한다. 제1 소정 값 トT1은, 예를 들어 챔버(14) 내에 전해액이 잔존하고 있지 않은 청정한 상황에서의 진공 도달 시간에 대해 1할 정도 증가시킨 값으로서 미리 설정된다.
스텝 S34에서는, 진공 도달 시간 トT가, 제2 소정 값 トT2 이상인지를 판정한다. 이 제2 소정 값 トT2는, 제1 소정 값 トT1보다 작은 값이다. 진공 도달 시간 トT가 제2 소정 값 トT2 이상이면, 주액량을 감량할 정도는 아니지만, 챔버(14) 내에 어느 정도의 전해액이 잔존하고 있다고 판단하여, 스텝 S35로 진행하고, 챔버(14) 내에 잔존하는 전해액을 청소하도록 작업자에게 경고를 발한다. 이 경고는, 음성 혹은 램프 등을 사용하여 행해진다.
또한, 이 실시예에서는, 각 셀마다 행해지는 7회의 주액 중에서, 최종회의 주액에 의한 전해액의 주액량을 보정하고 있다. 그 이유는, 최종회의 주액에서는, 각 주액 펌프(17)의 초기 능력에 의한 오차를 흡수하도록, 각 주액 펌프(17)마다 주액량이 보정되어 있어, 각 주액 펌프(17)마다 주액되는 전해액의 주액량이 상이한 것으로 되어 있다. 따라서, 이러한 주액 펌프(17)의 개체 차에 의한 보정이 행해지는 최종회의 주액 시에, 상술한 진공 도달 시간 トT에 의한 전해액의 주액량의 보정을 함께 행함으로써, 이 최종회를 제외한 주액 시에는, 전해액의 주액량을 모든 주액 펌프(17)에서 동일한 양으로 설정할 수 있다.
이상과 같이 본 실시예에서는, 진공 도달 시간 トT에 따라서 전해액의 주액량을 보정하고, 더욱 구체적으로는, 진공 도달 시간 トT가 제1 소정 값 トT1 이상인 경우에, 주액량을 감량 보정하고 있다. 이에 의해, 주액의 반복에 의해 경시적으로 챔버(14) 내에 전해액이 잔존하고 있는 경우라도, 전해액의 주액량이 과잉으로 되는 것을 억제하여, 주액량을 적정화할 수 있다.
또한, 챔버(14) 내에 전해액이 잔존하고 있으면, 전해액이 잔존하고 있지 않은 경우에 비해, 진공 도달 시간이 오래 걸려, 작업 시간이 길어지는 것 외에, 감압에 의한 셀 내부의 공기 배출이 양호하게 행해지기 어려워진다고 하는 문제가 있다. 본 실시예에서는, 진공 도달 시간 トT가 제2 소정 값 トT1 이상인 경우에는, 작업자에게 경고를 발함으로써, 챔버(14) 내에 전해액이 잔존하고 있는 것을 인지시켜, 챔버(14)의 청소를 촉진할 수 있다.
이상과 같이 본 발명을 구체적인 실시예에 기초하여 설명해 왔지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형·변경을 포함하는 것이다.
예를 들어, 상기 실시예와 같이 주액을 복수회로 나누어 행하고, 그 도중에서 챔버(14) 내의 압력을 증가시키고 있는 경우, 이 압력의 증가에 필요로 하는 시간을 진공 도달 시간 トT로서 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 진공 도달 시간 ト가 짧은 경우에, 챔버 내의 전해액이 잔존하고 있다고 판단하여, 한계액의 주액량의 감량 보정을 행한다.
또한 상기 실시예에서는, 복수회의 주액 중에서, 최종회의 주액에 의한 전해액의 주액량을 보정하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 복수 회를 포함하는 임의의 회의 주액에 의해 보정을 행하도록 해도 된다.

Claims (4)

  1. 감압 상태로 밀봉된 챔버 내에 배치된 전지의 내부에 전해액을 주액하는 주액 펌프와,
    상기 챔버 내를 감압하는 진공 펌프와,
    이 진공 펌프에 의해 챔버 내의 압력이 소정의 진공 상태로 될 때까지의 진공 도달 시간을 계측하는 진공 도달 시간 계측 수단과,
    상기 진공 도달 시간에 따라서, 상기 전해액의 주액량을 보정하는 주액량 보정 수단을 갖는, 전지의 전해액 주액 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진공 도달 시간이, 상기 진공 펌프에 의한 감압을 개시하고 나서 챔버 내의 압력이 소정 값까지 저하되는 데 필요로 하는 시간이고,
    상기 주액량 보정 수단은, 상기 진공 도달 시간이 긴 경우에, 상기 주액량을 감량 보정하는, 전지의 전해액 주액 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 진공 도달 시간이, 상기 진공 펌프에 의한 감압을 개시하고 나서 챔버 내의 압력이 소정 값까지 저하되는 데 필요로 하는 시간이고,
    상기 진공 도달 시간이 긴 경우에, 경고를 발하는 경고 수단을 갖는, 전지의 주액 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주액 펌프에 의한 주액은 복수 회로 나누어 행해지고,
    상기 주액량 보정 수단은, 최종회의 주액에 의한 전해액의 주액량을 보정하는, 전지의 주액 장치.
KR1020167015582A 2013-12-09 2014-10-17 전지의 전해액 주액 장치 KR101705502B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013253727 2013-12-09
JPJP-P-2013-253727 2013-12-09
PCT/JP2014/077665 WO2015087617A1 (ja) 2013-12-09 2014-10-17 電池の電解液注液装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160085866A true KR20160085866A (ko) 2016-07-18
KR101705502B1 KR101705502B1 (ko) 2017-02-09

Family

ID=53370935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167015582A KR101705502B1 (ko) 2013-12-09 2014-10-17 전지의 전해액 주액 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9768438B2 (ko)
EP (1) EP3082180B1 (ko)
JP (1) JP6135772B2 (ko)
KR (1) KR101705502B1 (ko)
CN (1) CN105814715B (ko)
WO (1) WO2015087617A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106784594B (zh) * 2017-03-08 2022-11-08 东莞丰源锂能电池设备有限公司 一种直线式圆柱电池真空注液机构
CN112117430A (zh) * 2020-10-13 2020-12-22 无锡格林司通自动化设备股份有限公司 一种纽扣电池注液用密闭腔
JP2022134410A (ja) * 2021-03-03 2022-09-15 株式会社東芝 注液装置及び注液方法
CN113964460B (zh) * 2021-10-20 2022-09-27 深圳市精朗联合科技有限公司 一种软包动力汽车锂电池真空注液机构
CN114006134B (zh) * 2021-10-29 2024-06-21 广东利元亨智能装备股份有限公司 一种真空注液装置、设备及方法
CN117525771B (zh) * 2024-01-05 2024-05-10 深圳市誉辰智能装备股份有限公司 电池等压注液密封仓及其降压泄压方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0935704A (ja) 1995-07-19 1997-02-07 Hitachi Maxell Ltd 電池用電解液の注入方法
JP3882212B2 (ja) * 1995-09-19 2007-02-14 宇部興産株式会社 電池の電解液供給方法および装置
JP2009181862A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Nec Tokin Corp フィルム外装電気デバイスの製造方法及び製造装置
JP2009224159A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Panasonic Corp アルカリマンガン電池の製造方法
JP2013140783A (ja) * 2011-12-05 2013-07-18 Nissan Motor Co Ltd フィルム外装電気デバイスの製造方法及び製造装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3834343B2 (ja) * 1994-09-05 2006-10-18 Ｆｄｋ株式会社 円筒形電池の減圧注液方法および装置
US7750654B2 (en) * 2002-09-02 2010-07-06 Octec Inc. Probe method, prober, and electrode reducing/plasma-etching processing mechanism
JP5670854B2 (ja) * 2011-09-29 2015-02-18 株式会社東芝 二次電池の製造方法
KR101395438B1 (ko) * 2011-12-05 2014-05-14 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 필름 외장 전기 디바이스의 제조 방법 및 제조 장치
KR101395497B1 (ko) * 2011-12-05 2014-05-14 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 필름 외장 전기 디바이스의 제조 방법 및 제조 장치
JP3174417U (ja) * 2011-12-27 2012-03-22 アドバンス電気工業株式会社 蓄電装置のための注液システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0935704A (ja) 1995-07-19 1997-02-07 Hitachi Maxell Ltd 電池用電解液の注入方法
JP3882212B2 (ja) * 1995-09-19 2007-02-14 宇部興産株式会社 電池の電解液供給方法および装置
JP2009181862A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Nec Tokin Corp フィルム外装電気デバイスの製造方法及び製造装置
JP2009224159A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Panasonic Corp アルカリマンガン電池の製造方法
JP2013140783A (ja) * 2011-12-05 2013-07-18 Nissan Motor Co Ltd フィルム外装電気デバイスの製造方法及び製造装置

Also Published As

Publication number Publication date
US9768438B2 (en) 2017-09-19
KR101705502B1 (ko) 2017-02-09
EP3082180B1 (en) 2017-11-22
WO2015087617A1 (ja) 2015-06-18
JP6135772B2 (ja) 2017-05-31
EP3082180A1 (en) 2016-10-19
US20160301062A1 (en) 2016-10-13
JPWO2015087617A1 (ja) 2017-03-16
CN105814715B (zh) 2018-02-13
EP3082180A4 (en) 2016-11-23
CN105814715A (zh) 2016-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101705502B1 (ko) 전지의 전해액 주액 장치
KR101705503B1 (ko) 전지의 제조 방법 및 제조 장치
KR101644116B1 (ko) 이차전지의 멀티셀 제조방법
KR101730338B1 (ko) 파우치형 이차전지의 제조방법
KR101748362B1 (ko) 파우치형 이차 전지 제조 방법
JP5371826B2 (ja) 電解液注液装置
KR101780786B1 (ko) 전해액 주입 장치 및 주입 방법
KR102229511B1 (ko) 휴대용 전자 디바이스를 위한 디바이스 인클로저 내의 베어 셀 스택의 패키징
US10079409B2 (en) Method for producing cell including electrolyte impregnation inspection and pressurization
JP2014022337A (ja) 非水系二次電池およびその注液方法
JP2018092724A (ja) 蓄電装置の製造方法
KR102177819B1 (ko) 각형 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치
KR102326441B1 (ko) 이차전지용 파우치의 실링 장치 및 실링 방법
WO2012140716A1 (ja) 電解液注液装置
US20210031462A1 (en) Apparatus and method for applying adhesive
WO2023119402A1 (ja) 二次電池の製造方法
US11843135B2 (en) Method for manufacturing secondary battery and secondary battery assembly
WO2023119401A1 (ja) 二次電池の製造方法
US20230282951A1 (en) Method for manufacturing secondary battery
JP6705205B2 (ja) 蓄電装置の製造方法、及び蓄電装置の製造装置
JP6720572B2 (ja) 蓄電装置の製造方法、及び蓄電装置の製造装置
JP2022067369A (ja) 非水電解液二次電池用電池ケースおよびその利用
JP2021118039A (ja) 非水電解液二次電池の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200115

Year of fee payment: 4