KR20160094065A - 전해액 주입 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 시스템은, 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 케이스를 포함하는 배터리 셀; 상기 파우치 케이스의 일 측에 형성된 파우치 케이스 연장부를 통해 상기 파우치 케이스 내에 전해액을 주입하는 전해액 주입 장치; 및 상기 전해액 주입 장치 및 배터리 셀 사이에 위치하는 오염 방지 커버;를 포함한다.

Description

전해액 주입 시스템{Electrolyte injection system and Method for manufacturing the Battery cell using the same}

본 발명은 전해액 주입 시스템에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 전해액을 파우치 케이스 내부로 주입하는 과정에서 파우치 케이스나 전극 리드 등이 전해액에 의해 오염되는 현상을 방지할 수 있도록 구성된 전해액 주입 시스템에 관한 것이다.

도 1 내지 도 5을 참조하면, 파우치 타입 배터리 셀의 제조는, 통상적으로, 준비된 파우치 타입 배터리 셀(1)의 테두리 영역(2) 중 일 측에 위치한 전해액 주입부(2a, 실링되지 않은 영역에 해당함)를 통해 전해액을 주입하는 단계(도 1 참조), 1차 실링 라인(3)을 따라 전해액 주입부(2a)를 1차 실링 한 후 충방전을 진행하는 단계(도 2 참조), 1차 실링 라인(3)보다 내측에 위치한 1차 컷팅 라인(4)을 따라 전해액 주입부(2a)의 일부를 컷팅하는 단계(도 3 참조), 디가스(degas)를 수행하는 단계(도 4 참조), 2차 실링 라인(5)을 따라 전해액 주입부(2a)를 2차 실링 하는 단계(도 5 참조) 및 2차 실링 라인(5)보다 외측에 위치한 제2 컷팅 라인(6)을 따라 전해액 주입부(2a)의 일부를 컷팅하는 단계(도 6 참조)를 포함한다.

그런데, 도 1에 나타난 전해액 주입 공정 중, 전해액이 파우치 케이스나 전극 리드 등에 튀어서 배터리 셀이 오염되는 현상이 발생될 수 있으며, 이로 인해 배터리 셀의 외관 불량이나 전해액 구성성분 비산 등의 문제가 발생될 수 있다.

따라서, 배터리 셀의 제조에 있어서, 전해액을 주입하는 공정이 진행되는 동안에 이처럼 전해액이 튀어서 배터리 셀에 묻는 현상을 방지할 수 있는 방안에 대한 마련이 필요한 실정이다.

본 발명은 상술한 기술적 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 전해액을 배터리 셀의 내부에 주입하는 과정에서 전해액이 주변으로 튀어 셀을 오염시키는 것을 방지할 수 있도록 하는 것을 일 목적으로 한다.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 시스템은, 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 케이스를 포함하는 배터리 셀; 상기 파우치 케이스의 일 측에 형성된 파우치 케이스 연장부를 통해 상기 파우치 케이스 내에 전해액을 주입하는 전해액 주입 장치; 및 상기 전해액 주입 장치 및 배터리 셀 사이에 위치하는 오염 방지 커버;를 포함한다.

상기 전해액 주입 장치는, 상기 배터리 셀보다 상부에 위치할 수 있다.

상기 전해액 주입 장치는, 상기 파우치 케이스 연장부에 삽입되는 주액 노즐을 구비할 수 있다.

상기 오염 방지 커버는, 상기 파우치 케이스 연장부에 대응되는 형상을 갖는 슬릿을 구비할 수 있다.

상기 주액 노즐은, 상기 슬릿을 통과하여 상기 파우치 케이스 연장부 내에 삽입될 수 있다.

상기 오염 방지 커버는, 상기 슬릿에 파우치 케이스 연장부가 삽입되도록 파우치 케이스에 밀착될 수 있다.

상기 오염 방지 커버는, 상기 파우치 케이스 연장부의 길이 방향을 따라 상기 주액 노즐의 양 측부에 각각 위치할 수 있다.

상기 오염 방지 커버는, 상기 배터리 셀의 전체 길이와 같거나 더 긴 길이를 가질 수 있다.

본 발명에 따르면, 파우치 케이스 내부에 전해액을 주입하는 공정을 진행함에 있어서 주변으로 전해액이 튀어 파우치 케이스 및/또는 전극 리드 등이 전해액으로 오염되는 현상을 방지할 수 있게 된다.

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 아니 된다.
도 1 내지 도 6은, 종래의 배터리 셀 제조과정을 나타내는 도면이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 시스템을 나타내는 도면이다.
도 8은, 도 7의 A 방향에서 바라 본 오염방지 커버를 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전해액 주입 시스템을 나타내는 도면이다.
도 10은, 도 9의 A 방향에서 바라 본 오염방지 커버를 나타내는 도면이다.

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 아니 되며, 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 일부 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.

먼저, 본 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 시스템(10)을 설명하기로 한다.

도 7은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 시스템을 나타내는 도면이고, 도 8은, 도 7의 A 방향에서 바라 본 오염방지 커버를 나타내는 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전해액 주입 시스템(10)은 배터리 셀(11), 전해액 주입 장치(12) 및 오염 방지 커버(13)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.

상기 배터리 셀(11)은, 금속 층 및 수지 층으로 이루어진 다 층의 파우치 케이스 내에 전극 조립체를 수용시킨 후 전극 조립체에 연결된 한 쌍의 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 상하 파우치 케이스의 서로 맞닿은 테두리 영역을 열 융착함으로써 제조되는 파우치 타입의 배터리 셀에 해당한다.

상기 전해액 주입 장치(12)는, 배터리 셀(11)의 전기화학 반응을 위한 이온의 이동이 가능하도록 하기 위해 배터리 셀(11)의 제조 과정에서 파우치 케이스 내에 전해액을 주입하는 장치로서, 파우치 케이스의 일 측에 형성된 파우치 케이스 연장부(11a)를 통해 파우치 케이스 내에 삽입되는 주액 노즐(12a)을 구비한다.

상기 파우치 케이스 연장부(11a)는 전해액의 주입 공정이 완료된 이 후에 1차 실링 공정, 디가스 공정, 2차 실링 공정 및 L라인(도 7 참조)을 따라 이루어지는 컷팅 공정을 거침으로써 제거된다.

한편, 상기 전해액 주입 장치(12)는 중력에 의해 전해액이 원활하게 주입될 수 있도록 배터리 셀(11)보다 더 상부에 위치하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 전해액 주입 시스템(10)에 있어서, 상기 배터리 셀(11)은 지면에 대략 수직하게 세워진 상태를 유지하고, 전해액 주입 장치(12)는 이러한 배터리 셀(11)의 상부에 위치함으로써 원활한 전해액 주입이 가능하게 된다.

다음으로, 상기 오염 방지 커버(13)는 전해액의 주입 과정에서 주입 압력에 의해 전해액이 파우치 케이스 또는 전극 리드 등에 튐으로써 배터리 셀(11)이 오염되는 현상을 방지하기 위해 설치되는 것으로서, 전해액 주입 장치(12)와 배터리 셀(11) 사이에 위치한다.

상기 오염 방지 커버(13)는, 배터리 셀(11)에 전해액이 튀어서 오염되는 것을 방지하기 위한 것임을 고려할 때, 적어도 배터리 셀(11)의 전체 길이(도 7을 기준으로 볼 때 좌/우 측에 위치한 전극 리드 각각의 끝부분 사이의 거리를 의미하는 것임)와 같거나 이보다 더 긴 길이를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 오염 방지 커버(13)는 파우치 케이스 연장부(11a)에 대응되는 형상을 갖는 슬릿(13a)을 구비할 수 있다.

즉, 상기 슬릿(13a)은 파우치 케이스 연장부(11a)의 두께(상하 케이스 각각의 두께의 합에 상응하는 두께)에 대응되는 폭을 가지며, 파우치 케이스 연장부(11a)의 전체 길이에 대응되는 길이를 가질 수 있다.

이 경우, 상기 전해액 주입 장치(12)에 구비된 주액 노즐(12a)은 오염 방지 커버(13)에 형성된 슬릿(13a)을 통과하여 파우치 케이스 연장부(11a) 내에 삽입될 수 있다.

또한, 상기 전해액 주입 시스템(10)은, 오염 방지 효과를 극대화 시키기 위해 슬릿(13a)에 파우치 케이스 연장부(11a)가 삽입되도록 오염 방지 커버(13)가 파우치 케이스에 밀착된 형태를 가질 수 있다.

한편, 상기 오염 방지 커버(13)는 특별히 전해액과 반응성을 가짐으로써 전해액이 묻었 때 손상될 수 있는 재질이 아닌 이상 그 재질은 제한되지 않는다.

다음은, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전해액 주입 시스템(20)을 설명하기로 한다.

도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전해액 주입 시스템을 나타내는 도면이고, 도 10은, 도 9의 A 방향에서 바라 본 오염방지 커버를 나타내는 도면이다.

도 9 및 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 전해액 주입 시스템(20)은 앞선 실시예에 따른 전해액 주입 시스템(10)과 비교할 때, 오염 방지 커버(13)의 설치 형태에 있어서 차이가 있을 뿐 나머지 구성요소들은 실질적으로 차이가 없다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전해액 주입 시스템(20)을 설명함에 있어서는, 앞선 실시예에서와 중복되는 설명은 생략하기로 하며, 차이가 있는 부분에 대해서만 중점적으로 설명하기로 한다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 오염 방지 커버(13)는 파우치 케이스 연장부(11a)의 길이 방향을 따라 주액 노즐(12a)의 양 측부에 각각 위치한다.

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전해액 주입 시스템(20)에 있어서, 주액 노즐(12a)은 배터리 셀(11)의 길이 방향을 따라 상호 이격 되어 위치하는 한 쌍의 오염 방지 커버(13) 사이에 형성되는 공간을 통해 파우치 케이스 연장부(11a)에 삽입될 수 있다.

이러한 실시예에 있어서도, 오염 방지 효과의 극대화를 위해 오염 방지 커버(13)는 파우치 케이스에 밀착될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전해액 주입 시스템(10,20)은 파우치 타입 배터리 셀을 제작함에 있어서 필수적 공정인 전해액 주입 공정을 진행함에 있어서 주액 압력으로 인해 주변으로 튀어서 배터리 셀을 오염시키는 현상을 차단할 수 있도록 구성되어 있으며, 이로써 제조물의 품질을 향상시킬 수 있다.

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.

10,20: 전해액 주입 시스템
11: 배터리 셀
11a: 파우치 케이스 연장부
12: 전해액 주입 장치
12a: 주액 노즐
13: 오염 방지 커버
13a: 슬릿

Claims (8)

1. 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 수용하는 파우치 케이스를 포함하는 배터리 셀;
   상기 파우치 케이스의 일 측에 형성된 파우치 케이스 연장부를 통해 상기 파우치 케이스 내에 전해액을 주입하는 전해액 주입 장치; 및
   상기 전해액 주입 장치 및 배터리 셀 사이에 위치하는 오염 방지 커버;
   를 포함하는 전해액 주입 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전해액 주입 장치는,
   상기 배터리 셀보다 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 전해액 주입 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전해액 주입 장치는,
   상기 파우치 케이스 연장부에 삽입되는 주액 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 전해액 주입 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 오염 방지 커버는,
   상기 파우치 케이스 연장부에 대응되는 형상을 갖는 슬릿을 구비하는 것을 특징으로 하는 전해액 주입 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 주액 노즐은,
   상기 슬릿을 통과하여 상기 파우치 케이스 연장부 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는 전해액 주입 시스템.
6. 제4항에 있어서,
   상기 오염 방지 커버는,
   상기 슬릿에 파우치 케이스 연장부가 삽입되도록 파우치 케이스에 밀착되는 것을 특징으로 하는 전해액 주입 시스템.
7. 제3항에 있어서,
   상기 오염 방지 커버는,
   상기 파우치 케이스 연장부의 길이 방향을 따라 상기 주액 노즐의 양 측부에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 전해액 주입 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 오염 방지 커버는,
   상기 배터리 셀의 전체 길이와 같거나 더 긴 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 전해액 주입 시스템.

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