KR20180061665A

KR20180061665A - 이차전지 가스제거장치 및 가스제거방법

Info

Publication number: KR20180061665A
Application number: KR1020160161091A
Authority: KR
Inventors: 고준상; 성기은; 윤세현
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-06-08
Also published as: KR102217443B1

Abstract

본 발명은 이차전지 가스제거장치 및 가스제거방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지 가스제거방법은 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 내부에 수용하는 전지 케이스를 포함하는 이차전지를 충방전하는 충방전과정과, 상기 이차전지를 가압하는 가압과정 및 상기 이차전지를 감압시키는 감압과정을 포함하고, 상기 충방전과정 중 또는 후 중에서 어느 하나 이상에서 상기 가압과정 및 상기 감압과정을 반복 수행하여 상기 이차전지에서 가스를 제거한다.

Description

이차전지 가스제거장치 및 가스제거방법{GAS REMOVAL DEVICE AND GAS REMOVAL METHOD FOR RECHARGEABLE BATTERY}

본 발명은 이차전지 가스제거장치 및 가스제거방법에 관한 것이다.

이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.

이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.

전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다.

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.

이러한 파우치형 전지를 포함한 대부분의 이차전지들은 전지셀의 제조 과정에서 충방전에 의해 전지를 활성화시키는 과정을 거치는 바, 최종 전지셀의 제조를 위해서는 상기 활성화 과정에서 발생하는 가스를 제거하여야 하며, 이를 탈기(degas) 공정이라고 한다.

그러나, 상기와 같은 파우치형 전지를 제조 시, 가스가 완전히 제거되지 못하여 불량이 다수 발생하는 문제점이 있다.

한국 공개특허 제 10-2014-0015647호

본 발명의 하나의 관점은 이차전지의 내부 가스를 효과적으로 제거할 수 있는 이차전지 가스제거장치 및 가스제거방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치는, 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 내부에 수용하는 전지 케이스를 포함하는 이차전지를 충방전시키는 충방전부와, 상기 이차전지를 가압하는 가압부 및 상기 이차전지를 감압시키는 감압부를 포함하고, 상기 충방전부가 상기 이차전지를 충방전시키는 중 또는 후 중에서 어느 하나 이상에서 상기 가압부 및 상기 감압부를 통해 상기 이차전지를 가압 및 감압시키는 것을 반복하여 상기 이차전지에서 가스를 제거할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법은, 전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 내부에 수용하는 전지 케이스를 포함하는 이차전지를 충방전하는 충방전과정과, 상기 이차전지를 가압하는 가압과정 및 상기 이차전지를 감압시키는 감압과정을 포함하고, 상기 충방전과정 중 또는 후 중에서 어느 하나 이상에서 상기 가압과정 및 상기 감압과정을 반복 수행하여 상기 이차전지에서 가스를 제거할 수 있다.

본 발명에 따르면, 이차전지를 가압 및 감압하여 이차전지의 내부 가스를 효과적으로 제거할 수 있다.

특히, 이차전지를 충방전시키는 중 또는 후 중에서 어느 하나 이상에서 이차전지를 반복적으로 가압 및 감압하는 것을 반복하여, 이차전지의 전극 조립체 사이에 위치된 미세 기포 형태의 가스가 팽창 및 수축이 반복됨으로써 효과적으로 배출될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치의 개념을 나타낸 투시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이차전지를 나타낸 분리 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치에서 가압부를 통한 이차전지 가압시 전극 조립체 일부분에 위치된 가스 상태를 나타낸 참고도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치에서 감압부를 통한 이차전지 감압시 전극 조립체 일부분에 위치된 가스 상태를 나타낸 참고도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치의 개념을 나타낸 투시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치를 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법에서 밀봉되지 않은 이차전지를 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법에서 밀봉과정을 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법에서 배출부 형성 과정의 일례를 나타낸 나타낸 평면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법에서 배출부 형성 과정의 다른 예를 나타낸 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법에서 실링과정을 나타낸 평면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치의 개념을 나타낸 투시도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치(100)는 이차전지(10)를 충방전시키는 충방전부(120)와, 이차전지(10)를 가압하는 가압부(130) 및 이차전지(10)를 감압시키는 감압부(140)를 포함하고, 이차전지(10)를 가압 및 감압하여 내부 가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 또한, 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치(100)는 이차전지(10)를 수용하는 밀폐형 챔버(Chamber)(110)를 더 포함할 수 있다.

이하에서, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예인 이차전지 가스제거장치에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 도 1에 도시된 이차전지를 나타낸 분리 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 충방전부(120)는 이차전지(10)와 전기적으로 연결되어 이차전지(10)를 충방전시킨다.

이차전지(10)는 내부에 수용부(11a)가 형성된 전지 케이스(11)와 전지 케이스(11)의 수용부(11a)에 수용되는 전극 조립체(12)를 포함한다.

전지 케이스(11)는 일측으로 연장형성되어 수용부(11a)와 연결된 가스 포켓부(Gas pocket part)(11b)를 더 포함할 수 있다.

전극 조립체(12)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(12c)과 분리막(12d)이 결집되어 교대로 적층된 구조를 형성한다.

전극(12c)은 양극(12a) 및 음극(12b)으로 구성될 수 있다. 이때, 전극 조립체(12)는 양극(12a)/분리막(12d)/음극(12b)이 교대로 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 여기서, 분리막(12d)은 양극(12a)과 음극(12b) 사이와, 양극(12a)의 외측 및 음극(12b)의 외측에 위치될 수 있다. 이때, 분리막(12d)은 양극(12a)/분리막(12d)/음극(12b)이 적층된 전극 조립체(12)를 전체적으로 감싸며 형성될 수 있다.

분리막(12d)은 절연 재질로 이루어져 양극(12a)과 음극(12b) 사이를 전기적으로 절연한다. 여기서, 분리막(12d)은 예를 들어 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다.

한편, 전극 조립체(12)는 전극(12c)과 전기적으로 연결되는 전극 리드(13)를 더 포함할 수 있다. 이때, 충전방전부(120)는 이차전지(10)에서 전극 조립체(12)의 전극 리드(13)와 충방전 라인(121)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

밀폐형 챔버(110)는 이차전지(10)는 내부에 수용하는 수용부(111)가 형성되고, 수용부(111)를 밀폐 및 개폐할 수 있다. 여기서, 밀폐형 챔버(110)는 가압부(130) 및 감압부(140)와 연결될 수 있다.

가압부(130)는 이차전지(10)를 가압하여 이차전지(10)의 내부 압력을 증가시킨다.

또한, 가압부(130)는 밀폐형 챔버(110)의 내부를 가압하여 이차전지(10)의 내부 압력을 증가시키는 가압펌프를 포함할 수 있다. 여기서, 이차전지(10)에서 전지 케이스(11)의 내부에 위치된 가스는 전지 케이스(11)의 내부 압력이 증가됨에 따라 수축될 수 있다.

아울러, 가압부(130)는 이차전지(10)의 충방전 과정 중 또는 충방전 과정 후에 이차전지(10)를 가압할 수 있다.

감압부(140)는 이차전지(10)를 감압하여 이차전지(10)의 내부 압력을 감소시킨다.

또한, 감압부(140)는 밀폐형 챔버(110)의 내부를 진공시켜 이차전지(10)의 내부 압력을 감소시키는 진공펌프를 포함할 수 있다. 여기서, 이차전지(10)에서 전지 케이스(11)의 내부에 위치된 가스는 전지 케이스(11)의 내부 압력이 감소됨에 따라 팽창되어 외부로 배출시킬 수 있다. 이때, 이차전지(10)의 전지 케이스(11)가 밀봉되어 있을 경우 전지 케이스(11)의 일부를 절개하거나 배출구를 형성시켜 전지 케이스(11)의 외부로 팽창된 내부 가스를 배출할 수 있다.

아울러, 감압부(140)는 이차전지(10)의 충방전 과정 후에 이차전지(10)를 감압할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치에서 가압부를 통한 이차전지 가압시 전극 조립체 일부분에 위치된 가스 상태를 나타낸 참고도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치에서 감압부를 통한 이차전지 감압시 전극 조립체 일부분에 위치된 가스 상태를 나타낸 참고도이다.

도 1을 참고하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지(10) 가스제거장치(100)는, 충방전과정 중 또는 후 중에서 어느 하나 이상에서 가압부(130) 및 감압부(140)를 통해 이차전지(10)를 가압 및 감압시키는 것을 반복하여 이차전지(10)의 충방전 시 발생되는 가스를 외부로 배출할 수 있다. 여기서, 도 3 및 도 4를 참고하면, 이차전지(10)에서 전극 조립체(12)의 내,외측에 위치된 가스(G)는 가압 및 감압 상태의 반복으로 팽창 및 수축이 반복되어 배출되기 용이할 수 있다. 이는 전지 내부 가스를 가만히 정체된 상태로 내버려두지 않는다는 것을 의미할 수 있다. 특히, 전극 조립체(12)에서 전극(12c) 사이에 위치된 미세 기포 형태의 가스(G)도 팽창 및 수축을 반복시켜 외부로 보다 용이하게 배출시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치의 개념을 나타낸 투시도이다.

도 5를 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치(200)는 충방전부(120)와, 가압부(130)와, 감압부(140) 및 밀폐형 챔버(110)를 포함하고, 이차전지(10)를 가압 및 감압하여 내부 가스를 외부로 배출시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치(200)는 전술한 일 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치(100)와 비교할 때, 지지부(250)가 더 포함되어 전지 케이스(11)를 지지하는 차이가 있다.

따라서, 본 실시예는 일 실시예와 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치(200)에서 지지부(250)는 가압 및 감압을 통한 전지 케이스(11)의 변형을 방지하도록 전지 케이스(11)의 외면을 지지한다.

또한, 지지부(250)는 플레이트(251) 및 플레이트(251)에서 전지 케이스(11)와 마주보는 면에 구비된 플랙서블(flexible) 부재(252)를 포함할 수 있다. 여기서, 전지 케이스(11)가 형태가 내,외부 압력에 따라 또는 외력에 따라 쉽게 변형되거나 파손될 수 있는 파우치형 타입으로 이루어질 때, 플랙서블 부재(252)에 의해 지지되어, 전지 케이스(11)의 외면의 변형된 형태에 대응되도록 플랙서블 부재(252)가 전지 케이스(11)를 지지할 수 있고, 전지 케이스(11)가 파손되는 것을 최소화 또는 방지할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치를 나타낸 구성도이다.

도 6을 참고하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치(300)는 전술한 일 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치(100) 및 다른 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치(200)와 비교할 때, 제어부(360)가 더 포함되어 각 장치를 제어하는 차이가 있다.

따라서, 본 실시예는 일 실시예 및 다른 실시예와 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이차전지 가스제거장치(300)에서 제어부(360)는 충방전부(120)와 가압부(130) 및 감압부(140)와 전기적으로 연결되어 각장치의 작동을 제어한다.

또한, 제어부(360)는 메모리부(361)에 입력된 설정값에 따라 가압부(130) 및 감압부(140)를 일정 시간 간격으로 교대로 반복하여 작동시키며 이차전지에서 가스를 제거할 수 있다.

여기서, 제어부(360)는 일례로 충방전부(120)를 작동시켜 이차전지를 충방전 시키면서 가압부(130)를 통해 이차전지를 가압하고, 이차전지의 충방전 후 충방전부(120)의 작동을 정지시키고 감압부(140)를 작동시키는 과정을 반복 시킬 수 있다.

아울러, 제어부(360)는 다른 예로 충방전부(120)를 작동시켜 이차전지를 충방전 시킨 후, 충방전부(120)의 작동을 정지시키고 감압부(140)를 작동시키고, 그 다음 충방전 시키면서 가압부(130)를 통해 이차전지를 가압하는 과정을 반복시킬 수 있다.

그리고, 제어부(360)는 또 다른 예로 충방전부(120)를 작동시켜 이차전지를 충방전 시킬 때, 감압부(140) 및 감압부(140)를 반복적으로 작동시켜 이차전지를 가압 및 감압시킬 수 있다. 이때, 제어부는 충방전부(120)를 통해 이차전지를 충전시킬 때 가압부(130)를 작동시키고, 충전 후 이차전지를 방전시키기 전,후에 감압부(140)를 작동시킬 수 있다.

이하에서, 도 1 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시예에 의한 이차전지 가스제거방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 의한 이차전지 가스제거방법은 이차전지(10)를 충방전 시키는 충방전과정과, 이차전지(10)를 가압하는 가압과정 및 이차전지(10)를 감압하는 감압과정을 포함하여, 이차전지(10)에서 가스를 제거한다. 또한, 본 발명의 실시예에 의한 이차전지 가스제거방법은 이차전지(10)를 밀봉하는 밀봉과정 및 실링과정을 더 포함할 수 있다.

보다 상세히, 도 1 및 도 2를 참고하면, 충방전과정은 충방전부(120)를 통해 이차전지(10)를 충방전시켜 활성화 시킬 수 있다.

충방전과정은 이차전지(10)를 충전하는 충전과정 및 이차전지(10)를 방전하는 방전과정을 포함할 수 있다. 여기서, 충방전과정은 충전과정 및 방전과정을 1회 수행하거나, 다수회 반복적으로 수행할 수 있다. 이때, 충방전과정은 충전과정과 방전과정 사이에 일정시간 충방전 없이 대기하는 대기과정을 더 포함할 수 있다.

이차전지(10)는 전지 케이스(11)와 전지 케이스(11)의 수용부(11a)에 수용되는 전극 조립체(12)를 포함한다. 이때, 전극 조립체(12)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(12c)과 분리막(12d)이 결집되어 교대로 적층된 구조를 형성할 수 있다.

도 1을 참고하면, 가압과정은 이차전지(10)를 가압부(130)를 통해 가압하여, 이차전지(10)의 내부 압력을 증가시킨다.

또한, 가압과정은 이차전지(10)를 밀폐형 챔버(110)의 내부에 수용시키고, 밀폐형 챔버(110)의 내부의 압력을 증가시켜, 이차전지(10)의 내부 압력을 증가시킨다. 여기서, 가압과정은 밀폐형 챔버(110)의 내부를 가압펌프를 통해 가압시킬 수 있다.

아울러, 가압과정은 충방전과정 중 또는 후에 수행되어 이차전지(10)를 가압할 수 있다.

감압과정은 이차전지(10)를 밀폐형 챔버(110)의 내부에 수용시키고, 밀폐형 챔버(110)의 내부를 진공부(130)로 진공시키는 것을 통해 감압시킬 수 있다.

또한, 감압과정은 밀폐형 챔버(110)의 내부를 진공펌프를 통해 진공시켜, 이차전지(10)의 내부를 감압시킬 수 있다.

즉, 감압과정은 예를 들어 밀폐형 챔버(110의 내부에 진공펌프를 통해 진공을 인가하여, 이차전지(10)의 내부 가스를 이차전지(10)의 외부로 배출시킬 수 있다. 이때, 감압부(140)는 이차전지(10)에서 배출되는 가스를 흡입하는 흡입부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

아울러, 감압과정은 충방전 과정 후에 수행되어 이차전지(10)를 감압시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법에서 밀봉되지 않은 이차전지를 나타낸 평면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법에서 밀봉과정을 나타낸 평면도이다.

도 7 및 도 8을 참고하면, 밀봉과정은 충방전과정 전에 전지 케이스(11)를 밀봉한다. 여기서, 밀봉과정은 충방전과정 전에 전극 조립체(12)가 수용된 전지 케이스(11)에 전해액을 주입 후 전해액이 주입되었던 전지 케이스(11)의 개방부위를 밀봉할 수 있다. 이때, 밀봉과정은 예를 들어 전지 케이스(11)를 열융착하여 밀봉부(S1)를 형성시켜 밀봉할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법에서 배출부 형성 과정의 일례를 나타낸 나타낸 평면도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법에서 배출부 형성 과정의 다른 예를 나타낸 나타낸 평면도이다.

도 9 및 도 10을 참고하면, 감압과정은 이차전지(10)를 감압하면서 전지 케이스(11)의 배출부를 형성시켜 가스를 배출하는 배출부 형성과정을 더 포함할 수 있다. 여기서, 배출부 형성과정은 전지 케이스(11)의 내부를 감압 시 또는 감압 전,후에 수행될 수 있다.

도 9를 참고하면, 배출부 형성과정은 일례로, 전지 케이스(11)에서 가스 포켓부(11b)의 일부를 절개하여 전지 케이스(11)의 수용부(11a)에 위치된 가스를 가스 포켓부(11b)의 절개 부분(C)을 통해 전지 케이스(11)의 외부로 배출시킬 수 있다.

또한, 도 10을 참고하면, 배출부 형성과정은 다른 예로, 전지 케이스(11)의 가스 포켓부(11b)에 배출구(11c)를 형성시켜 전지 케이스(11)의 수용부(11a)에 위치된 가스를 가스 포켓부(11b)의 배출구(11c)를 통해 전지 케이스(11)의 외부로 배출시킬 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법에서 실링과정을 나타낸 평면도이다.

도 11을 참고하면, 실링(Sealing) 과정은 감압과정 후에 전지 케이스(11)가 밀봉되도록 실링한다. 여기서, 실링과정은 감압과정 시 내부 가스를 제거하기위해 형성된 전지 케이스(11)의 배출 부분을 실링하여 전지 케이스(11)를 밀봉할 수 있다. 이때, 전지 케이스(11)의 배출 부분인 절개 부분(C) 또는 배출구(11c)를 실링하거나, 전지 케이스(11)의 배출 부분 부근을 커팅(Cutting)하여 제거한 후 단부를 실링하여 실링부(S2)를 형성시킬 수 있다. (참조 도 9, 도10)

또한, 실링과정은 예를 들어 전지 케이스(11)를 열융착하여 실링할 수 있다.

아울러, 실링과정은 가압과정 및 감압과정을 반복 후 최종적으로 1회 전지 케이스(11)를 실링하거나, 가압과정 및 감압과정이 반복될 때 감압과정 후 반복적으로 전지 케이스(11)를 실링할 수 있다. 즉, 실링과정은 예를 들어 가압과정 및 감압과정을 1회 진행한 후 감압과정에 따라 가스를 배출하기 위해 형성된 전지 케이스(11)의 배출 부분을 실링하고, 다시 가압 과정 및 감압과정을 2회 진행한 후 감압과정에 따라 가스를 배출하기 위해 형성한 전지 케이스(11)의 배출 부분을 재 실링할 수 있다.

도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예에 의한 이차전지 가스제거방법은 가압과정 또는 감압과정을 통해 전지 케이스(11)가 변형되는 것을 방지하도록, 전지 케이스(11)의 외면에 지지부(250)를 위치시켜 지지하는 케이스 지지과정을 더 포함할 수 있다.

여기서, 지지부(250)는 플레이트(251) 및 플레이트(251)에서 전지 케이스(11)와 마주보는 면에 구비된 플랙서블 부재(252)를 포함할 수 있다.

도 6을 참고하면, 본 발명의 실시예에 의한 이차전지 가스제거방법은 충방전부(120)와 가압부(130) 및 감압부(140)와 전기적으로 제어부(360)가 연결되어, 각 장치의 작동을 제어부(360)가 제어하는 제어과정을 더 포함할 수 있다.

또한, 제어과정은 메모리부(361)에 입력된 설정값에 따라 제어부(360)가 가압부(130) 및 감압부(140)를 일정 시간 간격으로 교대로 반복하여 작동시키며 이차전지에서 가스를 제거할 수 있다.

이때, 제어과정은 제어부(360)를 통해 충방전부(120)를 작동시켜 이차전지를 충방전 시키면서 가압부(130)를 통해 이차전지를 가압하고, 이차전지의 충방전 후 충방전부(120)의 작동을 정지시키고 감압부(140)를 작동시키는 것을 반복하며 이차전지의 내부가스를 외부로 배출시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법에서 시간 순서에 따라 이차전지에서 가스를 제거하는 방법에 관한 다양한 실시예들을 설명하기로 한다.

먼저, 도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법은 제1 예로 충방전과정 중 또는 후 중에서 어느 하나 이상에서 가압과정 및 감압과정을 일정 시간 간격으로 교대로 반복하여 이차전지(10)에서 가스를 제거할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법은 제2 예로 충방전과정 중에 가압과정 및 감압과정을 수행할 수 있다. 여기서, 충방전과정은 충전과정과 방전과정 및 대기과정이 반복적으로 수행될 수 있다. 이때, 가압과정은 충전과정 또는 방전과정 중 어느 하나 이상의 과정 중에 수행되고, 감압과정은 대기 과정 중에 수행될 수 있다. 즉, 보다 구체적으로 예를 들면, 충전과정 중에 가압과정을 수행하고, 대가과정 중에 감압과정을 수행하며 이차전지(10)에서 가스를 제거할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법은 제3 예로 충방전과정 후에 가압과정 및 감압과정을 반복적으로 수행할 수 있다. 즉, 충방전과정을 모두 진행한 후에, 가압과정 및 감압과정을 교대로 반복하여 이차전지(10)에서 가스를 제거할 수 있다. 이때, 가압과정 후 감압과정을 교대로 반복하거나, 감압과정 후 가압과정을 교대로 반복할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법은 제4 예로 충방전과정이 반복적으로 다수회 진행되고, 반복되는 충방전과정 사이에 충방전과정이 일정시간 중단될 수 있다. 이때, 충방전과정이 진행될 때는 가압과정도 함께 수행하고, 충방전과정이 중단될 때는 감압과정을 수행할 수 있다. 즉, 충방전과정이 첫번째 진행 시 가압과정이 진행되고, 충방전과정이 중단될 때 감압과정이 진행되며, 충방전과정이 두번째 진행 시 가압과정이 다시 진행되고, 충방전과정이 중단될 때, 감압과정이 진행됨 이차전지(10)에서 가스를 제거할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법은 제5 예로 충방전과정이 반복적으로 다수회 진행되고, 반복되는 충방전과정 사이에 충방전과정이 일정시간 중단되며 가압과정 및 감압과정이 수행할 수 있다.

즉, 일례로 충방전과정을 1회 진행한 후, 가압과정을 수행하고, 이후 감압과정을 수행하고, 충방전과정을 2회 진행한 후 다시 가압과정을 수행하고, 이후 감압과정을 수행하며 이차전지(10)에서 가스를 제거할 수 있다.

한편, 다른 예로 충방전과정을 1회 진행한 후, 감압과정을 수행하고, 이후 가압과정을 수행하며, 충방전과정을 2회 진행한 후 다시 감압과정을 수행하고, 이후 가압과정을 수행하며 이차전지에서 가스를 제거할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법은 제6 예로 충방전과정 및 가압과정을 진행한 후, 감압과정을 진행시키고, 감압과정 후 실링과정을 진행하는 것을 반복하며, 이차전지(10)에서 가스를 제거할 수 있다.

도 1 및 도 11을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법은 제7 예로 충방전과정 및 가압과정을 진행하고, 감압과정을 진행하는 것을 반복하며 이차전지(10)에서 가스를 제거한 후, 전지 케이스(11)가 밀봉되도록 실링할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 가스제거방법은, 충방전과정 중 또는 후 중에서 어느 하나 이상에서 가압과정 및 감압과정을 통해 이차전지(10)를 가압 및 감압시키는 것을 반복하여 이차전지(10)의 충방전 시 발생되는 가스를 외부로 용이하게 배출할 수 있다. 여기서, 이차전지(10)에서 전지 케이스(11)의 내부에 위치된 가스는 가압 및 감압 상태의 반복으로 팽창 및 수축이 반복되어 전극 조립체(12) 사이에서 배출되기 용이할 수 있다. 특히, 도 3 및 도 4를 참고하면, 전극 조립체(12)에서 전극(12c) 사이에 위치된 미세 기포 형태의 가스(G)도 팽창 및 수축을 반복시켜 외부로 용이하게 배출시킬 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지 가스제거장치 및 가스제거방법은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.

또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 이차전지
11: 전지 케이스
11a: 수용부
11b: 가스 포켓부
11c: 배출구
12: 전극 조립체
12a: 양극
12b: 음극
12c: 전극
12d: 분리막
13: 전극 리드
100,200,300: 이차전지 가스제거장치
110: 밀폐형 챔버
111: 수용부
120: 충방전부
121: 충방전 라인
130: 가압부
140: 감압부
250: 지지부
251: 플레이트
252: 플랙서블 부재
360: 제어부
361: 메모리부
G : 가스

Claims

전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 내부에 수용하는 전지 케이스를 포함하는 이차전지를 충방전하는 충방전과정;
상기 이차전지를 가압하는 가압과정; 및
상기 이차전지를 감압시키는 감압과정을 포함하고,
상기 충방전과정 중 또는 후 중에서 어느 하나 이상에서 상기 가압과정 및 상기 감압과정을 반복 수행하여 상기 이차전지에서 가스를 제거하는 이차전지 가스제거방법.
청구항 1에 있어서,
상기 가압과정은
상기 이차전지를 밀폐형 챔버의 내부에 수용시키고, 상기 밀폐형 챔버의 내부 압력을 증가시켜, 상기 이차전지의 내부 압력을 증가시키는 이차전지 가스제거방법.
청구항 2에 있어서,
상기 가압과정은
상기 밀폐형 챔버의 내부를 가압펌프를 통해 가압하는 이차전지 가스제거방법.
청구항 1에 있어서,
상기 감압과정은
상기 이차전지를 밀폐형 챔버의 내부에 수용시키고, 상기 밀폐형 챔버의 내부를 진공시키는 것을 통해, 상기 이차전지의 내부를 감압시키는 이차전지 가스제거방법.
청구항 4에 있어서,
상기 감압과정은
상기 밀폐형 챔버의 내부를 진공펌프를 통해 진공시키는 이차전지 가스제거방법.
청구항 1에 있어서,
상기 가압과정 및 상기 감압과정을 일정 시간 간격으로 교대로 반복하여 상기 이차전지에서 가스를 제거하는 이차전지 가스제거방법.
청구항 1에 있어서,
상기 가압과정은 상기 충방전과정 중 또는 후에 수행되고,
상기 감압과정은 상기 충방전과정 후 수행되는 이차전지 가스제거방법.
청구항 1에 있어서,
상기 충방전과정의 진행 후 상기 감압과정을 수행하고,
상기 감압과정의 진행 후 상기 충방전과정 및 상기 가압과정을 수행하는 것을 반복하여 상기 이차전지에서 가스를 제거하는 이차전지 가스제거방법.
청구항 1에 있어서,
상기 가압과정 및 상기 감압과정은 상기 충방전과정 중에 수행되고,
상기 충방전과정은 상기 이차전지를 충전시키는 충전과정과, 상기 이차전지를 방전시키는 방전과정 및 상기 충전과정과 상기 방전과정 사이에 일정시간 충방전 없이 대기하는 대기과정을 포함하고,
상기 가압과정은 상기 충전과정 또는 상기 방전과정 중에서 어느 하나 이상의 과정 중에 수행되고,
상기 감압과정은 상기 대기 과정 중에 수행되는 이차전지 가스제거방법.
청구항 1에 있어서,
상기 감압과정은
상기 전지 케이스의 일부를 절개하거나 배출구를 형성시켜 가스를 배출하는 배출부 형성 과정을 더 포함하는 이차전지 가스제거방법.
청구항 10에 있어서,
상기 충방전과정 전,
상기 전지 케이스를 밀봉하는 밀봉과정을 더 포함하는 이차전지 가스제거방법.
청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 감압과정 후,
상기 전지 케이스가 밀봉되도록 실링하는 실링과정을 더 포함하는 이차전지 가스제거방법.
청구항 12에 있어서,
상기 충방전과정 및 상기 가압과정을 진행한 후,
상기 감압과정을 진행시키고,
상기 감압과정 후 상기 실링과정을 진행하는 것을 반복하며, 상기 이차전지에서 가스를 제거하는 이차전지 가스제거방법.
청구항 1에 있어서,
상기 충방전과정 및 상기 가압과정을 진행하고, 상기 감압과정을 진행하는 것을 반복하며 상기 이차전지에서 가스를 제거한 후,
상기 전지 케이스가 밀봉되도록 실링하는 실링과정을 더 포함하는 이차전지 가스제거방법.
청구항 1에 있어서,
상기 가압과정 또는 감압과정을 통해 상기 전지 케이스가 변형되는 것을 방지하도록,
상기 전지 케이스의 외면에 지지부를 위치시켜 지지하는 케이스 지지과정을 더 포함하는 이차전지 가스제거방법.
전극 조립체 및 상기 전극 조립체를 내부에 수용하는 전지 케이스를 포함하는 이차전지를 충방전시키는 충방전부;
상기 이차전지를 가압하는 가압부; 및
상기 이차전지를 감압시키는 감압부를 포함하고,
상기 충방전부가 상기 이차전지를 충방전시키는 중 또는 후 중에서 어느 하나 이상에서 상기 가압부 및 상기 감압부를 통해 상기 이차전지를 가압 및 감압시키는 것을 반복하여 상기 이차전지에서 가스를 제거하는 이차전지 가스제거장치.
청구항 16에 있어서,
상기 이차전지를 내부에 수용하는 밀폐형 챔버를 더 포함하고,
상기 감압부는 상기 밀폐형 챔버의 내부를 진공시켜 상기 이차전지의 내부 압력을 감소시키는 진공펌프를 포함하는 이차전지 가스제거장치.
청구항 16에 있어서,
상기 이차전지를 내부에 수용하는 밀폐형 챔버를 더 포함하고,
상기 가압부는 상기 밀폐형 챔버 내부를 가압하여 상기 이차전지의 내부의 압력을 증가시키는 가압펌프를 포함하는 이차전지 가스제거장치.
청구항 16에 있어서,
가압 및 감압을 통한 상기 전지 케이스의 변형을 방지하도록 상기 전지 케이스의 외면을 지지하는 지지부를 더 포함하고,
상기 지지부는 플레이트 및 상기 플레이트에서 상기 전지 케이스와 마주보는 면에 구비된 플랙서블 부재를 포함하는 이차전지 가스제거장치.
청구항 16에 있어서,
상기 충방전부와, 상기 가압부 및 상기 감압부와 전기적으로 연결되어 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는 메모리에 입력된 설정값에 따라 상기 가압부 및 상기 감압부를 일정 시간 간격으로 교대로 반복하여 작동시키며 상기 이차전지에서 가스를 제거하는 이차전지 가스제거장치.