KR20180093321A - Apparatus and method for manufacturing battery cell - Google Patents

Apparatus and method for manufacturing battery cell Download PDF

Info

Publication number
KR20180093321A
KR20180093321A KR1020170019231A KR20170019231A KR20180093321A KR 20180093321 A KR20180093321 A KR 20180093321A KR 1020170019231 A KR1020170019231 A KR 1020170019231A KR 20170019231 A KR20170019231 A KR 20170019231A KR 20180093321 A KR20180093321 A KR 20180093321A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery cell
pressing
bubbles
jig
compression jig
Prior art date
Application number
KR1020170019231A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102253780B1 (en
Inventor
김원년
김태규
구자훈
표정관
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020170019231A priority Critical patent/KR102253780B1/en
Publication of KR20180093321A publication Critical patent/KR20180093321A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102253780B1 publication Critical patent/KR102253780B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/049Processes for forming or storing electrodes in the battery container
    • H01M2/0267
    • H01M2/0275
    • H01M2/12
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • Y02E60/12
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing 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)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Filling, Topping-Up Batteries (AREA)

Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a battery cell, and more specifically, to an apparatus and a method for manufacturing a battery cell, which remove bubbles generated in the battery cell by pressurizing compression jigs, in which lower end parts touching the battery cell are formed in a semi-cylindrical shape, through different amount of power from both directions.

Description

배터리 셀 제조 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING BATTERY CELL}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING BATTERY CELL [0002]

본 발명은 배터리 셀 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 배터리 셀과 접촉하는 하단부가 반원통 형태로 형성된 압착지그를 양측에 각기 다른 힘으로 가압하여 배터리 셀에 형성된 기포를 제거하는 배터리 셀 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a battery cell, and more particularly, to a battery cell manufacturing method and apparatus for removing a bubble formed in a battery cell by pressing a compression jig having a semi- Manufacturing apparatus and method.

배터리를 구성하는 단위전지로서의 파우치형 리튬 이차전지(이하, 배터리 셀)는 유연성을 가져 그 형상이 비교적 자유로우며 무게가 가볍고 안전성도 우수하여 휴대폰, 캠코더, 노트북 컴퓨터와 같은 휴대용 전자기기 전원으로 수요가 증가하고 있다.The pouch type lithium secondary battery (hereinafter, referred to as battery cell) as a unit cell constituting a battery has flexibility, its shape is comparatively free, its weight is light and its safety is excellent, so that demand for portable electronic devices such as mobile phones, camcorders, .

상기 배터리 셀은 복수 개의 양극전극(알루미늄호일)과 음극전극(구리호일)을 분리막을 사이에 두고 적층함과 아울러, 양극전극에 양극탭을, 음극전극에 음극탭을 용접한 후, 알루미늄 파우치로 감싸 밀봉한 구조를 갖는다.The battery cell has a structure in which a plurality of anode electrodes (aluminum foil) and a cathode electrode (copper foil) are stacked with a separator interposed therebetween, a cathode tab is welded to the anode electrode, a cathode tab is welded to the cathode electrode, And is wrapped and sealed.

이러한 배터리 셀의 제조 공정은 전극, 조립, 활성화 등 크게 3개 공정으로 나뉘며, 전극공정은 양극과 음극을 만드는데 재료를 적당한 비율로 섞어(믹싱ㆍMixing), 양극은 알루미늄, 음극은 동박(Copper foil)으로 코팅(coating)하고, 롤 프레스(Roll Press)를 통해 일정한 두께로 압착해 평평하게 만든 뒤, 전극 사이즈에 맞게 자르는 슬리팅(slitting) 공정이다. The manufacturing process of such a battery cell is divided into three processes such as electrode, assembly, and activation. The electrode process mixes and mixes the materials at an appropriate ratio to form the positive electrode and the negative electrode. The positive electrode is made of aluminum and the negative electrode is made of copper foil ), Pressing it to a predetermined thickness through a roll press and flattening it, and then slitting it to fit the electrode size.

또한, 조립공정은 전극에서 불필요한 부분을 제거하는 노칭(Notching)을 거쳐 양극재, 분리막, 음극재를 번갈아 층층이 쌓은 뒤 이를 전지 용량에 맞춰 여러 차례 접는 스택 앤드 폴딩(stack & folding) 과정 또는 전극과 분리막을 겹치고 둘둘 마는 와인딩(winding) 과정을 수행하고, 알루미늄 필름 포장재로 포장한 뒤, 전해질을 투입하고 진공상태로 밀봉하는 공정이다. In addition, the assembling process is a stacking and folding process in which a cathode material, a separator, and an anode material are alternately layered by notching to remove an unnecessary portion from the electrode, and then folded several times according to the battery capacity, A winding process in which the separator is overlapped and wrapped, and then wrapped in an aluminum film packaging material, and then an electrolyte is injected and sealed in a vacuum state.

마지막 활성화(formation) 공정은 조립된 배터리 셀의 충/방전을 반복하면서 배터리 셀을 활성화시키고, 활성화 시 배터리 셀에 발생된 가스를 배출시키는 탈기(degassing) 과정을 수행하는 공정이다.The final formation process is a process of performing a degassing process of activating the battery cell while repeating charging / discharging of the assembled battery cell and discharging the gas generated in the battery cell upon activation.

한편, 배터리 셀 제조 공정 시 다양한 요인에 의해서 배터리 셀 표면에 기포가 형성되는데, 만약 배터리 셀 표면에서 기포를 제거하지 않는다면 배터리 셀의 성능은 저하되고 더 나아가 수명이 단축되는 문제가 발생된다.On the other hand, bubbles are formed on the surface of the battery cell due to various factors in the manufacturing process of the battery cell. If the bubbles are not removed from the surface of the battery cell, the performance of the battery cell deteriorates and further, the life is shortened.

그러므로 배터리 셀 표면의 기포는 제거되어야 되는데, 배터리 셀 제조 공정 중 전해질 주입 과정 및 탈기 과정 때에 자주 발생되어 전해질 주입 시 기포가 외부로 배출될 수 있도록 전해질 주입장치를 구성하거나, 탈기 시 사용하는 일반적인 가압장치를 이용하여 배터리 셀 표면 기포를 제거하였다.Therefore, the bubbles on the surface of the battery cell must be removed. The electrolyte injection device may be constructed so that the bubbles can be discharged to the outside during the electrolyte injection process and the degassing process during the battery cell manufacturing process, The device was used to remove bubbles on the surface of the battery cell.

그러나 상기 전해질 주입장치는 전해질 주입통로 외 별도의 기포통로를 형성하는 구조로서, 빠른 배터리 셀 생산을 위해 다량의 전해질을 주입한다면 기포통로를 통해 빠져나가지 못하는 기포가 발생될 수 있으며, 이를 방지하기 위하여 소량의 전해질을 주입한다면, 배터리 셀을 생산하는 리드 타임(lead time)이 증가하는 문제가 발생된다.However, the above-described electrolyte injecting apparatus has a structure for forming a separate bubble passage outside the electrolyte injection passage. If a large amount of electrolyte is injected for producing a fast battery cell, bubbles which can not escape through the bubble passage may be generated. If a small amount of electrolyte is injected, the lead time for producing the battery cell is increased.

또한, 상기 일반적인 가압장치는 평평한 판 형태이므로 가압 시 힘이 골고루 퍼지지 않아 다량의 기포가 있는 경우, 남아있는 기포가 발생될 수 있다.In addition, since the general pressurizing device is in the form of a flat plate, when the pressure is not uniformly distributed, the bubbles may be generated when a large amount of bubbles are present.

따라서 좀 더 효율적이고 빠르게 배터리 셀 표면에 형성되는 기포를 제거하는 기술 개발이 요구된다.Therefore, it is required to develop a technique for removing bubbles formed on the surface of the battery cell more efficiently and quickly.

KRKR 16697141669714 BB

본 발명은 배터리 셀 표면에 형성되는 기포를 제거하고 배터리 셀을 제조하는 배터리 셀 제조 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a battery cell manufacturing apparatus and method for removing bubbles formed on the surface of a battery cell and manufacturing a battery cell.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 장치는 배터리 셀의 기포를 제거하는 배터리 셀 제조 장치에 있어서, 배터리 셀에 압력을 가하는 압착지그 및 상기 압착지그 하부에 상기 배터리 셀을 고정시키는 안착부를 포함하여 구성되고, 상기 압착지그 양측에 각기 다른 소정의 압력을 가하여 상기 배터리 셀의 기포를 배출시킨다.The apparatus for manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention includes a compression jig for applying pressure to a battery cell and a seat for fixing the battery cell to a lower portion of the compression jig, And a predetermined pressure is applied to both sides of the compression jig to discharge bubbles of the battery cell.

상기 압착지그는, 가압수단에 접촉되어 가압수단으로부터 서로 다른 힘을 전달받는 제1, 제2 가압부를 포함하는 상단부 및 상단부의 하부에 부착되고, 상기 배터리 셀과 맞닿아 상기 상단부에서 가해지는 압력을 배터리 셀에 전달하는 하단부를 포함하여 구성된다.The compression jig is attached to a lower portion of an upper end portion and a lower end portion including first and second pressing portions which are in contact with the pressing means and receive different forces from the pressing means, And a lower end portion that transmits the battery cell to the battery cell.

상기 가압수단은 상기 제1, 제2 가압부에 단계적으로 변하는 힘을 가한다.The pressing means applies a force that changes stepwise to the first and second pressing portions.

상기 하단부는, 반원통 형태로 형성되며, 상기 제1, 제2 가압부에 서로 다른 힘이 가해짐에 따라 상기 배터리 셀과의 접촉부가 변화된다.The lower end portion is formed in a semi-cylindrical shape, and a contact portion with the battery cell changes as different forces are applied to the first and second pressing portions.

상기 하단부는, 배터리 셀의 크기보다 큰 형태의 크기로 형성된다.The lower end portion is formed in a size larger than the size of the battery cell.

상기 압착지그는, 배터리 셀 가압 시 소정의 열을 추가로 가하여 기포를 배출시킨다.The compression jig exerts the bubbles by further applying a predetermined heat when the battery cell is pressed.

본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법은 배터리 셀의 기포를 제거하여 배터리 셀을 제조하는 방법에 있어서, 양측에 전해액 주입로가 형성된 배터리 셀 내부에 전해액을 주입시키는 전해액 주입단계, 상기 전해액 주입단계에서 형성된 기포가 상기 전해액 주입로를 통해 외부로 배출되도록 압착지그를 가압하는 압착지그 가압단계 및 상기 압착지그 가압단계 수행 후 상기 전해액 주입로를 제거하고, 상기 배터리 셀을 밀봉시키는 배터리 셀 밀봉단계를 포함하여 구성된다. A method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention includes the steps of injecting an electrolyte into a battery cell having electrolyte injection paths formed on both sides of the battery cell, A compression jig pressing step of pressing the compression jig such that the bubbles formed in the injection step are discharged to the outside through the electrolyte injection path and a battery cell sealing step of removing the electrolyte injection path after the compression jig pressing step, .

상기 전해액 주입로가 형성된 방향은 배터리 셀 가압 시 기포가 이동하는 방향과 같은 방향으로 형성된다.The direction in which the electrolyte injection path is formed is formed in the same direction as the direction in which the bubble moves when the battery cell is pressed.

상기 압착지그 가압단계는, 상기 압착지그 양측에 동일한 소정의 힘을 가하여 배터리 셀의 중앙부분에 형성된 기포를 주변부로 이동시키는 제1 가압수행단계, 상기 압착지그 일측에는 상기 제1 가압수행단계에서 가한 소정의 힘을 유지하고, 타측에는 힘을 단계적으로 제거하여 일측방향에 형성된 기포를 외부로 배출시키는 제2 가압수행단계 및 상기 제2 가압수행단계 후 상기 압착지그의 일측에는 힘을 단계적으로 제거하고, 타측에는 소정의 힘을 단계적으로 가하여 타측방향에 형성된 기포를 외부로 배출시키는 제3 가압수행단계를 포함하여 구성된다.The pressing jig pressing step may include a first pressing step of applying a predetermined force to both sides of the compression jig to move bubbles formed in a central portion of the battery cell to a peripheral part, Performing a second pressurizing step of maintaining a predetermined force and releasing bubbles formed in one direction to the outside by gradually removing the force to the other side and a step of removing the force stepwise on one side of the compression jig after the second pressurizing step And a third pressing step of applying a predetermined force stepwise to the other side to discharge the bubbles formed in the other side to the outside.

상기 제1 가압수행단계, 제2 가압수행단계 및 제3 가압수행단계는, 개별적으로 설정된 소정의 횟수만큼 반복된다.The first pressurization performing step, the second pressurizing performing step and the third pressurizing performing step are repeated a predetermined number of times individually set.

본 발명의 이 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법은 배터리 셀의 기포를 제거하여 배터리 셀을 제조하는 방법에 있어서, 양측에 가스 배출로가 형성된 배터리 셀 내부로부터 포메이션(formation) 공정을 통해 생성된 가스를 배출시키는 가스 배출단계, 상기 가스 배출단계에서 남아있는 기포가 배터리 셀 외부로 배출되도록 압착지그를 가압하는 압착지그 가압단계 및 상기 압착지그 가압단계 수행 후 상기 가스 배출로를 제거하고, 상기 배터리 셀을 밀봉시키는 배터리 셀 밀봉단계를 포함하여 구성된다.The method of manufacturing a battery cell according to this embodiment of the present invention is a method of manufacturing a battery cell by removing bubbles of a battery cell, comprising the steps of: A compression jig pressing step for pressing the compression jig so that the bubbles remaining in the gas discharging step are discharged to the outside of the battery cell, and the gas discharge path after the compression jig pressing step is performed, And a battery cell sealing step of sealing the battery cell.

상기 가스 배출로가 형성된 방향은 배터리 셀 가압 시 기포가 이동하는 방향과 같은 방향으로 형성된다.The direction in which the gas discharge path is formed is formed in the same direction as the direction in which the bubble moves when the battery cell is pressed.

상기 압착지그 가압단계는, 상기 압착지그 양측에 동일한 소정의 힘을 가하여 배터리 셀의 중앙부분에 형성된 기포를 주변부로 이동시키는 제1 가압수행단계, 상기 압착지그 일측에는 상기 제1 가압수행단계에서 가한 소정의 힘을 유지하고, 타측에는 힘을 단계적으로 제거하여 일측방향에 형성된 기포를 외부로 배출시키는 제2 가압수행단계 및 상기 제2 가압수행단계 후 상기 압착지그의 일측에는 힘을 단계적으로 제거하고, 타측에는 소정의 힘을 단계적으로 가하여 타측방향에 형성된 기포를 외부로 배출시키는 제3 가압수행단계를 포함하여 구성된다.The pressing jig pressing step may include a first pressing step of applying a predetermined force to both sides of the compression jig to move bubbles formed in a central portion of the battery cell to a peripheral part, Performing a second pressurizing step of maintaining a predetermined force and releasing bubbles formed in one direction to the outside by gradually removing the force to the other side and a step of removing the force stepwise on one side of the compression jig after the second pressurizing step And a third pressing step of applying a predetermined force stepwise to the other side to discharge the bubbles formed in the other side to the outside.

상기 제1 가압수행단계, 제2 가압수행단계 및 제3 가압수행단계는, 개별적으로 설정된 소정의 횟수만큼 반복된다.The first pressurization performing step, the second pressurizing performing step and the third pressurizing performing step are repeated a predetermined number of times individually set.

본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 장치 및 방법은 배터리 셀과 맞닿는 하단부가 반원통 형태로 형성된 압착지그의 양측에 각기 다른 힘으로 가압하여 배터리 셀 표면에 형성된 기포를 제거함에 따라 안정성 있는 배터리 셀이 제조될 수 있다.The apparatus and method for manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention are configured to pressurize both sides of a compression jig having a semi-cylindrical shape with a lower end contacting with a battery cell to remove bubbles formed on the surface of the battery cell, Can be produced.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법의 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법 중 압착지그 가압단계의 모식도.
도 4는 본 발명의 이 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법의 순서도.
1 is a configuration diagram of a battery cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a flowchart of a method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a compression jig pressing step in a battery cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a method of manufacturing a battery cell according to this embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Only embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 식별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Also, terms including ordinal numbers such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of identifying one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.

<실시 예 1>&Lt; Example 1 >

다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 장치에 대하여 설명한다.Next, a battery cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 배터리 셀 제조 장치는 상단부가 각각 다른 힘을 받는 제1, 제2 가압부로 형성되고 하단부는 반원통 형태로 형성된 압착지그를 포함하여 구성되어 효율적이고 빠르게 배터리 셀 기포가 제거될 수 있도록 한다.The apparatus for manufacturing a battery cell according to the present invention comprises a compression jig formed by first and second pressing portions whose upper ends receive different forces and whose lower ends are formed in a semi-cylindrical shape, so that the battery cell bubbles can be removed efficiently and quickly .

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a battery cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 장치는 배터리 셀(110)에 압력을 가하는 압착지그(120) 및 상기 배터리 셀(110)을 상기 압착지그(120) 하부에 고정시키는 안착부(130)를 포함하여 구성된다.1, the apparatus for manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention includes a compression jig 120 for applying pressure to a battery cell 110 and a compression jig 120 for fixing the battery cell 110 to a lower portion of the compression jig 120 And a seat part 130.

이러한 상기 압착지그(120)는 배터리 셀의 기포가 배출되도록 양측에 각기 다른 소정의 압력을 가하여 상기 배터리 셀(110)을 가압하는 장치이다.The compression jig 120 presses the battery cell 110 by applying a predetermined pressure to both sides of the battery cell 110 so as to discharge bubbles of the battery cell.

상기 배터리 셀 제조 장치의 각 구성은 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.Each configuration of the battery cell manufacturing apparatus will be described in more detail below.

상기 배터리 셀(110)은 다양한 요인으로 인하여 내부 표면에 기포가 형성된다.Bubbles are formed on the inner surface of the battery cell 110 due to various factors.

또한, 배터리 셀은 일반적으로 리튬계 이차전지를 사용하므로 배터리 셀의 구조는 다수의 양극전극(알루미늄 호일)과 음극전극(구리 호일)을 분리막을 사이에 두고 적층되어, 양극전극에는 양극탭, 음극전극에는 음극탭이 용접된 후, 알루미늄 파우치로 감싸 밀봉한 형태로 구성된다.In addition, since the battery cell generally uses a lithium secondary battery, the structure of the battery cell includes a plurality of anode electrodes (aluminum foil) and a cathode electrode (copper foil) stacked with a separator interposed therebetween. The electrode is formed by welding a negative electrode tab and then wrapping it in an aluminum pouch.

상기 기포가 형성되는 위치를 좀 더 엄밀히 말하자면 전극과 분리막 사이에 생성되는 것으로 볼 수 있다.More precisely, the position where the bubble is formed can be seen to be generated between the electrode and the separator.

또한, 상기 압착지그(120)는 상기 배터리 셀(110)에 압력을 가하는 구성으로써, 가압수단에 접촉되어 소정의 압력을 전달받는 제1, 제2 가압부를 포함하는 상단부(121) 및 상단부(121)의 하부에 부착되어 상기 배터리 셀(110)과 맞닿아 상기 상단부(121)에서 가해지는 압력을 배터리 셀(110)에 전달하는 하단부(122)를 포함하여 구성된다.The compression jig 120 is configured to apply pressure to the battery cell 110 and includes an upper portion 121 and a lower portion 121 that include first and second pressing portions that are in contact with the pressing means and receive a predetermined pressure, And a lower end portion 122 which is attached to a lower portion of the battery cell 110 and contacts the battery cell 110 to transmit pressure applied from the upper end portion 121 to the battery cell 110.

상기 압착지그(120)의 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명한다면, 상기 압착지그(120)의 상단부(121)는 단순히 상하로 가압하는 일반적인 압착지그와 달리 양측에 각기 다른 압력을 가할 수 있는 제1, 제2 가압부를 포함하여 구성되어 기포가 용이하게 배출될 수 있도록 한다.The upper end portion 121 of the compression jig 120 is different from a conventional compression jig that simply presses the upper and lower portions of the compression jig 120 in a first and a second manner, And a second pressing portion so that the bubble can be easily discharged.

또한, 상기 제1, 제2 가압부는 가압수단으로부터 소정의 압력을 전달받는데, 여기서 가압수단은 유압실린더와 같은 실린더로 구성될 수 있다.In addition, the first and second pressing portions receive a predetermined pressure from the pressing means, wherein the pressing means may be constituted by a cylinder such as a hydraulic cylinder.

만약 상기 가압수단이 유압실린더로 구성된다면, 유압제어 밸브를 구성하여 상기 제1, 제2 가압부에 가해지는 압력을 제어한다.If the pressurizing means is constituted by a hydraulic cylinder, a hydraulic control valve is constituted to control the pressures applied to the first and second pressurizing portions.

따라서 상기 상단부의 제1, 제2 가압부는 유압제어 밸브가 각각 구비되어 가해지는 힘이 유압제어 밸브를 통해 단계적으로 변할 수 있다.Therefore, the first and second pressurizing portions of the upper end portion can be changed in a stepwise manner through the hydraulic control valve, by the force applied to each of the hydraulic control valves.

또한, 일반적으로 기포는 배터리 셀의 가장자리부분보다 중앙부분에 더 잘 형성되므로, 상기 압착지그(120)의 하단부(122)는 가장자리부분보다 중앙부분에 더 강한 압력을 가할 수 있는 반원통 형태로 구성된다.The lower end 122 of the compression jig 120 is formed in a semicylindrical shape that can apply a stronger pressure to the center portion than the edge portion, because the bubble is generally formed at a center portion of the battery cell, do.

따라서 상기 압착지그(120)는 종래의 사용압력보다 낮은 압력을 사용하여 가압하므로, 기포제거를 위한 가압 시 토출되는 전해액의 양이 감소될 수 있다.Accordingly, since the compression jig 120 is pressurized using a pressure lower than the conventional working pressure, the amount of the electrolyte discharged at the time of pressurization for bubble removal can be reduced.

또한, 상기 하단부(122)는 상기 제1, 제2 가압부에 서로 다른 힘이 가해지면, 상기 배터리 셀과의 접촉부가 변화되어 배터리 셀(110)의 표면 전체가 가압될 수 있도록 한다. In addition, when different forces are applied to the first and second pressing portions, the lower end portion 122 changes the contact portion with the battery cell so that the entire surface of the battery cell 110 can be pressed.

또한, 상기 압착지그(120)의 하단부(122)는 일반적인 배터리 셀의 크기보다 큰 형태의 크기로 형성되어 1회 가압에 배터리 셀 전체표면이 힘을 받을 수 있도록 한다.In addition, the lower end 122 of the compression jig 120 is formed to have a size larger than the size of a general battery cell, so that the whole surface of the battery cell can receive a force under a single pressing.

또한, 상기 압착지그(120)는 열을 전달시키기 위하여 금속과 같은 열전도체 재질로 형성될 수 있다.In addition, the compression jig 120 may be formed of a heat conduction material such as a metal to transmit heat.

또한, 상기 압착지그(120)는 추가로 열을 발생시켜 배터리 셀 가압 시 압력뿐만 아니라 열도 가하여 배터리 셀 표면에 형성된 기포가 효과적으로 제거될 수 있도록 한다.Further, the compression jig 120 generates heat to generate heat as well as pressure when the battery cell is pressurized, so that bubbles formed on the surface of the battery cell can be effectively removed.

또한, 상기 안착부(130)는 상기 배터리 셀(110)을 상기 압착지그(120) 하부에 고정시키는 장치로써, 배터리 셀의 넓은 측면부를 잡아 고정하지만 이에 한정되지 않는다. The seating portion 130 fixes the battery cell 110 to the lower portion of the compression jig 120. The seating portion 130 may hold and fix the wide side portion of the battery cell.

따라서 상기 안착부(130)는 배터리 셀 가압 시 배터리 셀(110)이 이탈되지 않고 전체표면에 압력이 가해질 수 있도록 한다.Therefore, the seating part 130 allows pressure to be applied to the entire surface of the battery cell 110 without detaching the battery cell 110 when the battery cell is pressed.

<실시 예 2>&Lt; Example 2 >

다음으로 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 배터리 셀 제조 방법은 전해액 주입 시 배터리 셀에 형성되는 기포를 제거하여 배터리 셀을 제조하는 방법이다.The method of manufacturing a battery cell of the present invention is a method of manufacturing a battery cell by removing bubbles formed in the battery cell when the electrolyte solution is injected.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법의 순서도이다.2 is a flowchart of a method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법은 우선 일측 또는 양측에 전해액 주입로가 형성된 배터리 셀 내부에 전해액을 주입시키고(전해액 주입단계: S210), 전해액 주입이 완료되면, 전해액 주입 시 상기 배터리 셀에 형성된 기포가 외부로 배출되도록 압착지그를 가압한다(압착지그 가압단계: S220).Referring to FIG. 2, in the method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention, an electrolyte is injected into a battery cell having an electrolyte injection path formed on one side or both sides thereof (electrolyte injection step: S210) , The compression jig is pressed such that the bubble formed in the battery cell is discharged to the outside when the electrolyte solution is injected (step S220).

또한, 상기 압착지그 가압 후 상기 전해액 주입로를 제거하고, 상기 배터리 셀을 밀봉시킨다(배터리 셀 밀봉단계: S230).Further, after the compression jig is pressed, the electrolyte injection path is removed, and the battery cell is sealed (battery cell sealing step: S230).

일반적으로 배터리 셀의 제조 공정은 전극, 조립, 활성화 등으로 크게 3개 공정으로 나뉘며, 기포는 조립 공정 및 활성화 공정에서 주로 형성된다. Generally, the manufacturing process of a battery cell is divided into three processes by electrode, assembly, and activation. Bubbles are mainly formed in the assembly process and the activation process.

따라서 일 실시 예는 상기 조립 공정 중 전해액 주입 과정에서 형성되는 기포를 제거하고 배터리 셀을 제조하는 방법을 설명한다.Therefore, one embodiment of the present invention describes a method of manufacturing a battery cell by removing bubbles formed in an electrolyte injection process during the assembly process.

상기 배터리 셀 제조 방법의 각 단계는 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.Each step of the battery cell manufacturing method will be described in more detail below.

상기 전해액 주입단계(S210)는 일측 또는 양측에 전해액 주입로가 형성된 배터리 셀 내부에 전해액 주입로를 이용하여 전해액을 주입시키는 단계이다.In the step of injecting the electrolyte solution (S210), an electrolyte is injected into a battery cell having an electrolyte injection path formed on one side or both sides thereof by using an electrolyte injection path.

이는 조립 공정 중 전극에서 불필요한 부분을 제거하는 노칭(Notching)을 거쳐 양극재, 분리막, 음극재를 번갈아 층층이 쌓은 뒤 이를 전지 용량에 맞춰 여러 차례 접는 스택 앤드 폴딩(stack & folding) 과정 또는 전극과 분리막을 겹치고 둘둘 마는 와인딩(winding) 과정을 수행하고, 알루미늄 필름 포장재로 포장을 수행한 뒤의 과정이다.This is accomplished by stacking and stacking the cathode material, the separator, and the anode material alternately by notching to remove unnecessary portions from the electrode during the assembly process, stacking and folding the battery several times in accordance with the battery capacity, And then wrapping the aluminum film with the wrapping material.

따라서 전해액을 주입한 후 밀봉하면 하나의 배터리 셀 형태가 형성된다.Therefore, when the electrolyte is injected and sealed, one battery cell shape is formed.

또한, 일반적으로 전해액은 리튬 소금계열을 사용하고, 육불화인산리튬(LiPF6)을 주로 사용한다.In general, the electrolyte is a lithium salt series, and lithium hexafluorophosphate (LiPF6) is mainly used.

또한, 상기 전해액 주입로는 밀봉을 용이하게 하기 위하여 일측에만 형성될 수 있거나 신속하게 전해액을 주입하기 위하여 마주보는 양측에 전해액 주입로를 형성할 수도 있다.In addition, the electrolyte injection path may be formed only on one side to facilitate sealing, or may be formed on opposite sides of the electrolyte injection path in order to rapidly inject the electrolyte.

양측에 전해액 주입로를 형성하는 경우에는 기 주입된 전해액이 전해액 주입로를 통해 빠져나가지 못하도록 내부에서 공기는 빠져나가지만 액체는 빠져나가지 못하는 구성으로 구성한다.In the case of forming the electrolyte injection path on both sides, the air is exhausted from the inside so that the electrolyte can not escape through the electrolyte injection path, but the liquid can not escape.

또한, 상기 전해액 주입로가 형성된 방향은 배터리 셀 가압 시 기포가 이동하는 방향과 같은 방향으로 형성하여 기포가 빠르게 제거될 수 있도록 한다.The direction in which the electrolyte injection path is formed is formed in the same direction as the direction of movement of the bubble when the battery cell is pressed, so that the bubble can be quickly removed.

여기서 기포가 이동하는 방향은 상기 압착지그의 상단부(121)에 힘이 가해지는 방향과 동일방향이다.Here, the direction in which the bubble moves is the same as the direction in which the force is applied to the upper end 121 of the pressing jig.

또한, 상기 압착지그 가압단계(S220)는 상기 전해액 주입단계(S210) 수행 후, 전해액 주입 시 상기 배터리 셀(110)에 형성된 기포가 외부로 배출되도록 압착지그(120)를 가압하는 단계로써, 도 3을 이용하여 설명한다.The pressing jig pressing step S220 is a step of pressing the compression jig 120 such that the bubble formed in the battery cell 110 is discharged to the outside when the electrolyte is injected after the electrolyte injection step S210 is performed, 3 will be described.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법 중 압착지그 가압단계의 모식도이다.3 is a schematic view of a compression jig pressing step in a battery cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 압착지그 가압단계(S220)는 상기 압착지그(120) 양측에 동일한 소정의 힘을 가하여 배터리 셀의 중앙부분에 형성된 기포를 주변부로 이동시키고(제1 가압수행단계: S221), 상기 압착지그 일측에는 상기 제1 가압수행단계에서 가한 소정의 힘을 유지하고, 타측에는 힘을 단계적으로 제거하여 일측방향에 형성된 기포를 외부로 배출시킨다(제2 가압수행단계: S222). Referring to FIG. 3, the compression jig pressing step S220 applies the same predetermined force to both sides of the compression jig 120 to move the bubbles formed in the central portion of the battery cell to the peripheral portion (first pressing step S221 ), A predetermined force applied in the first pressing step is held on one side of the pressing jig, and the bubbles formed in one direction are discharged to the outside by stepwise removing force on the other side (second pressing step: S222).

또한, 상기 제2 가압수행단계 후 상기 압착지그의 일측에는 단계적으로 힘을 제거하고, 타측에는 단계적으로 소정의 힘을 가하여 타측방향에 형성된 기포를 외부로 배출시킨다(제3 가압수행단계: S223).After the second pressing step, bubbles formed in the other direction are discharged to the outside by stepwise removing force from one side of the compression jig and applying a predetermined force in a stepwise manner to the other side (third pressing step: S223) .

도 3에서의 상기 제2 가압수행단계(S222) 및 제3 가압수행단계(S223)의 수행형태는 임시적인 묘사이므로, 제2 가압수행단계(S222)에서 압착지그의 상단부(221) 좌측에 가압하고 우측에는 가압하지 않고, 제3 가압수행단계(S223)에서는 압착지그의 상단부(221) 우측에 가압하고 좌측에는 가압하지 않는 형태로도 수행할 수 있다.Since the mode of performing the second pressure application step S222 and the third pressure application step S223 in FIG. 3 is a temporal depiction, in the second pressure application step S222, In the third pressurizing step (S223), the pressurization is performed on the right side of the upper end 221 of the compression jig and the pressurization on the left side is not performed.

이때, 상기 압착지그(120)를 가압하는 가압수단이 유압실린더로 구성된다면, 우선 유압제어 밸브를 이용하여 상기 제1, 제2 가압부에 소정의 압력이 가해지도록 제어한다.At this time, if the pressing means for pressing the compression jig 120 is constituted by a hydraulic cylinder, first, a predetermined pressure is applied to the first and second pressing portions using a hydraulic control valve.

그리고 나서, 상기 제1 가압부는 그대로 유지하고, 제2 가압부의 유압제어 밸브를 제어하여 서서히 제2 가압부의 압력이 제거될 수 있도록 한다.Then, the first pressurizing portion is maintained as it is, and the hydraulic control valve of the second pressurizing portion is controlled so that the pressure of the second pressurizing portion can be gradually removed.

마지막으로, 제1 가압부의 유압제어 밸브를 제어하여 서서히 제1 가압부의 압력을 제거시키고, 동시에 상기 제2 가압부의 유압제어 밸브를 제어하여 제2 가압부에 소정의 압력이 서서히 가해지도록 제어한다.Finally, the hydraulic pressure control valve of the first pressure portion is controlled to gradually remove the pressure of the first pressure portion, and at the same time, the hydraulic pressure control valve of the second pressure portion is controlled so that the predetermined pressure is gradually applied to the second pressure portion.

여기서 상기 제1, 제2 가압부의 제어 순서는 상호 교환하여 제어가 가능하다.Here, the control procedures of the first and second pressurizing portions can be mutually controlled.

또한, 상기 제1 가압수행단계(S221), 제2 가압수행단계(S222) 및 제3 가압수행단계(S223)는 각각 소정의 시간동안 압착지그(120)를 가압하는데, 이 시간은 가하는 압력에 반비례하여 설정될 수 있도록 한다.The first pressurization step S221, the second pressurization step S222 and the third pressurization step S223 press the compression jig 120 for a predetermined time, So that it can be set in inverse proportion.

또한, 상기 제1 가압수행단계(S221), 제2 가압수행단계(S222) 및 제3 가압수행단계(S223)를 반복 수행하는 횟수는 각 단계별로 개별 설정하여 효과적으로 기포가 제거될 수 있도록 한다. In addition, the number of times of performing the first pressure performing step (S221), the second pressure applying step (S222), and the third pressure applying step (S223) may be individually set for each step so that bubbles can be effectively removed.

상기 제1 가압수행단계(S221)는 리드타임(lead time) 단축을 위하여 일 실시 예로 2회 이하로 설정하고, 상기 제2 가압수행단계(S222) 및 제3 가압수행단계(S223)는 다르게 설정해도 좋지만 알고리즘을 간단하게 하기 위하여 동일한 값으로 설정할 수도 있다. 상기 제2 가압수행단계(S222) 및 제3 가압수행단계(S223)는 2회이상 7회 미만으로 제한한다. 이 값은 이에 한정되지 않고 사용자에 따라 변경될 수 있다.The first pressure applying step S221 is set to be less than twice in one embodiment for shortening the lead time and the second pressure applying step S222 and the third pressure applying step S223 are set differently But may be set to the same value to simplify the algorithm. The second pressurizing step (S222) and the third pressurizing step (S223) are limited to less than seven times. This value is not limited to this and can be changed according to the user.

또한, 상기 압착지그 가압단계(S220)에서의 압착지그(110)는 압력뿐만 아니라 소정의 열을 추가로 가하여 효과적으로 기포가 제거될 수 있도록 한다.In addition, the compression jig 110 in the compression jig pressing step (S220) additionally applies not only pressure but also predetermined heat so that bubbles can be effectively removed.

또한, 상기 압착지그 가압단계(S220)에서 가압되어 외부로 배출되는 기포는 상기 전해액 주입로를 통해 외부로 배출된다.Further, the bubbles which are pressurized in the pressing jig pressing step (S220) and discharged to the outside are discharged to the outside through the electrolyte injection path.

또한, 상기 배터리 셀 밀봉단계(S230)는 상기 압착지그 가압단계(S220) 수행 후 상기 전해액 주입로를 제거하고, 상기 배터리 셀을 밀봉시키는 단계이다.The battery cell sealing step S230 is a step of removing the electrolyte injection path and sealing the battery cell after the pressing jig pressing step S220.

일반적으로 배터리 셀을 밀봉시키는 방법은 배터리 셀의 외부를 형성하는 알루미늄 필름 포장재를 열융착시켜 밀봉한다.Generally, a method of sealing a battery cell is to seal an aluminum film package forming the exterior of the battery cell by heat-sealing.

<실시 예 3>&Lt; Example 3 >

다음으로 본 발명의 이 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, a battery cell manufacturing method according to this embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 배터리 셀 제조 방법은 포메이션(formation) 공정 시 배터리 셀에 형성되는 기포를 제거하여 배터리 셀을 제조하는 방법이다.The method of manufacturing a battery cell of the present invention is a method of manufacturing a battery cell by removing bubbles formed in a battery cell during a formation process.

도 4는 본 발명의 이 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of a method of manufacturing a battery cell according to this embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 이 실시 예에 따른 배터리 셀 제조 방법은 우선 일측 또는 양측에 가스 배출로가 형성된 배터리 셀(110) 내부로부터 포메이션 (formation) 공정을 통해 생성된 가스를 배출시키고(가스 배출단계: S310), 가스 배출 후 남아있는 기포가 배터리 셀(110) 외부로 배출되도록 압착지그를 가압한다(압착지그 가압단계: S320).Referring to FIG. 4, a method of manufacturing a battery cell according to an embodiment of the present invention includes discharging a gas generated through a formation process from a battery cell 110 having a gas discharge path formed on one side or both sides thereof (Step S310). The compression jig is pressed so that the remaining bubbles are discharged to the outside of the battery cell 110 (the compression jig pressing step: S320).

상기 압착지그 가압단계(S320) 수행 후 상기 가스 배출로를 제거하고, 상기 배터리 셀을 밀봉시킨다(배터리 셀 밀봉단계: S330).After performing the pressing jig pressing step S320, the gas discharging passage is removed and the battery cell is sealed (battery cell sealing step: S330).

상기 배터리 셀 제조 방법의 각 단계는 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.Each step of the battery cell manufacturing method will be described in more detail below.

상기 가스 배출단계(S310)는 일측 또는 양측에 가스 배출로가 형성된 배터리 셀(110) 내부로부터 포메이션(formation) 공정을 통해 생성된 가스를 배출시키는 단계이다.The gas discharge step S310 is a step of discharging the gas generated through the formation process from the inside of the battery cell 110 having the gas discharge path formed on one side or both sides thereof.

이는 활성화 공정 중 조립된 배터리 셀의 충/방전을 반복하면서 배터리 셀을 활성화(formation)시키고, 활성화 시 배터리 셀에 발생된 가스를 배출시키는 탈기(degassing) 과정이다.This is a degassing process for forming a battery cell while repeating charging / discharging of the assembled battery cell during the activation process and discharging gas generated in the battery cell during activation.

또한, 상기 가스 배출로는 밀봉을 용이하게 하기 위하여 일측에만 형성될 수 있거나 신속하게 가스를 배출시키기 위하여 마주보는 양측에 가스 배출로를 형성할 수도 있다.In addition, the gas discharge passage may be formed only on one side to facilitate sealing, or may be formed on opposite sides of the gas discharge passage so as to quickly discharge the gas.

또한, 가스 배출로는 기 주입된 전해액이 빠져나가지 못하도록 내부에서는 액체가 빠져나가지 못하는 구성으로 구성된다.In addition, the gas discharge path is configured such that the liquid does not escape from the inside so that the electrolyte injected by the gas can not escape.

이러한 가스 배출단계(S310)에서 빠져나가지 못한 가스는 배터리 셀 표면에 남아 기포를 형성하고, 이러한 기포는 배터리 셀의 성능을 저하시키며 배터리 셀의 수명도 단축시킨다.The gas that does not escape from the gas discharge step S310 remains on the surface of the battery cell to form bubbles, which degrade the performance of the battery cell and shorten the life of the battery cell.

또한, 상기 가스 배출로가 형성된 방향은 배터리 셀 가압 시 기포가 이동하는 방향과 같은 방향으로 형성하여 기포가 빠르게 제거될 수 있도록 한다.Further, the direction in which the gas discharge path is formed is formed in the same direction as the direction in which the bubble moves when the battery cell is pressed, so that the bubble can be quickly removed.

여기서 기포가 이동하는 방향은 상기 압착지그의 상단부(121)에 힘이 가해지는 방향과 동일방향이다.Here, the direction in which the bubble moves is the same as the direction in which the force is applied to the upper end 121 of the pressing jig.

따라서 압착지그(120)를 통해 배터리 셀(110)을 가압하는 압착지그 가압단계(S320)를 수행하는데, 이에 대해서는 아래에서 좀 더 상세하게 설명한다.Therefore, the compression jig pressing step S320 for pressing the battery cell 110 through the compression jig 120 is performed, which will be described in more detail below.

상기 압착지그 가압단계(S320)는 상기 가스 배출단계(S310) 수행 후 남아있는 기포가 배터리 셀(110) 외부로 배출되도록 압착지그를 가압하는 단계로써, 상기 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.The pressing jig pressing step S320 is a step of pressing the compression jig so that bubbles remaining after the gas discharging step S310 is discharged to the outside of the battery cell 110 will be described in detail with reference to FIG.

도 3을 참조하면, 상기 압착지그 가압단계(S320)는 상기 압착지그 양측에 소정의 동일한 힘을 가하고(제1 가압수행단계: S221), 상기 압착지그의 일측에는 소정의 힘을 유지하고, 타측에는 힘을 제거한다(제2 가압수행단계: S222). 만약 상기 제1 가압수행단계(S221)를 2회 이상 수행한다면, 상기 제2 가압수행단계(S222) 후 수행할 수 있다.Referring to FIG. 3, in the pressing jig pressing step S320, a predetermined force is applied to both sides of the pressing jig (first pressing step S221), a predetermined force is held on one side of the pressing jig, (Second pressure-applying step: S222). If the first pressurization step S221 is performed two or more times, it may be performed after the second pressurization step S222.

또한, 상기 제2 가압수행단계 후 상기 압착지그의 일측에는 힘을 제거하고, 타측에는 소정의 힘을 가한다(제3 가압수행단계: S223).After the second pressing step, a force is applied to one side of the compression jig and a predetermined force is applied to the other side (third pressing step: S223).

도 3에서의 상기 제2 가압수행단계(S222) 및 제3 가압수행단계(S223)의 수행형태는 임시적인 묘사이므로, 제2 가압수행단계(S222)에서 압착지그의 상단부(221) 좌측에 가압하고 우측에는 가압하지 않고, 제3 가압수행단계(S223)에서는 압착지그의 상단부(221) 우측에 가압하고 좌측에는 가압하지 않는 형태로도 수행할 수 있다.Since the mode of performing the second pressure application step S222 and the third pressure application step S223 in FIG. 3 is a temporal depiction, in the second pressure application step S222, In the third pressurizing step (S223), the pressurization is performed on the right side of the upper end 221 of the compression jig and the pressurization on the left side is not performed.

또한, 상기 제1 가압수행단계(S221), 제2 가압수행단계(S222) 및 제3 가압수행단계(S223)는 각각 소정의 시간동안 압착지그(120)를 가압하는데, 이 시간은 가하는 압력에 반비례하여 설정될 수 있도록 한다.The first pressurization step S221, the second pressurization step S222 and the third pressurization step S223 press the compression jig 120 for a predetermined time, So that it can be set in inverse proportion.

또한, 상기 제1 가압수행단계(S221), 제2 가압수행단계(S222) 및 제3 가압수행단계(S223)를 반복 수행하는 횟수는 각 단계별로 개별 설정하여 효과적으로 기포가 제거될 수 있도록 한다. In addition, the number of times of performing the first pressure performing step (S221), the second pressure applying step (S222), and the third pressure applying step (S223) may be individually set for each step so that bubbles can be effectively removed.

상기 제1 가압수행단계(S221)는 리드 타임(lead time) 단축을 위하여 일 실시 예로 3회 이하로 설정하고, 상기 제2 가압수행단계(S222) 및 제3 가압수행단계(S223)는 다르게 설정해도 좋지만 알고리즘을 간단하게 하기 위하여 동일한 값으로 설정할 수 있다. 상기 제2 가압수행단계(S222) 및 제3 가압수행단계(S223)는 2회이상 7회 미만으로 제한한다. 이 값은 이에 한정되지 않고 사용자에 따라 변경될 수 있다.The first pressure applying step S221 is set to be less than three times in one embodiment for shortening the lead time and the second pressure applying step S222 and the third pressure applying step S223 are set differently But it can be set to the same value to simplify the algorithm. The second pressurizing step (S222) and the third pressurizing step (S223) are limited to less than seven times. This value is not limited to this and can be changed according to the user.

또한, 상기 압착지그 가압단계(S220)에서의 압착지그(110)는 압력뿐만 아니라 소정의 열을 추가로 가하여 효과적으로 기포가 제거될 수 있도록 한다.In addition, the compression jig 110 in the compression jig pressing step (S220) additionally applies not only pressure but also predetermined heat so that bubbles can be effectively removed.

또한, 상기 압착지그 가압단계(S220)에서 가압되어 외부로 배출되는 기포는 상기 가스 배출로를 통해 외부로 배출된다.Further, the bubbles which are pressurized in the pressing jig pressing step (S220) and discharged to the outside are discharged to the outside through the gas discharge path.

또한, 상기 배터리 셀 밀봉단계(S330)는 상기 압착지그 가압단계(S320) 수행 후 상기 가스 배출로를 제거하고, 상기 배터리 셀을 밀봉시키는 단계이다.Also, the battery cell sealing step S330 is a step of removing the gas discharging path after the compression jig pressing step S320 and sealing the battery cell.

일반적으로 배터리 셀을 밀봉시키는 방법은 배터리 셀의 외부를 형성하는 알루미늄 필름 포장재를 열융착시켜 밀봉한다.Generally, a method of sealing a battery cell is to seal an aluminum film package forming the exterior of the battery cell by heat-sealing.

일반적으로 기포는 조립 공정 및 활성화 공정에서 주로 형성되어 일 실시 예와 이 실시 예를 수행하지만, 다른 과정에서 기포가 발생하는 경우에도 상기 압착지그(120) 가압하여 기포가 제거될 수 있도록 한다.Generally, the bubbles are formed mainly in the assembly process and the activation process to perform one embodiment and this embodiment, but the bubbles can be removed by pressing the compression jig 120 even if bubbles are generated in other processes.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 서술한 특허청구범위 기술 내에서 다양한 실시 예가 가능할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention.

110: 배터리 셀
120: 압착지그
121: 상단부
122: 하단부
130: 안착부
110: Battery cell
120: Compression jig
121:
122:
130:

Claims (14)

배터리 셀의 기포를 제거하는 배터리 셀 제조 장치에 있어서,
배터리 셀에 압력을 가하는 압착지그; 및
상기 압착지그 하부에 상기 배터리 셀을 고정시키는 안착부; 를 포함하여 구성되고,
상기 압착지그 양측에 각기 다른 소정의 압력을 가하여 상기 배터리 셀의 기포를 배출시키는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 장치.
1. A battery cell manufacturing apparatus for removing bubbles in a battery cell,
A compression jig for applying pressure to the battery cell; And
A seating part for fixing the battery cell to a lower portion of the compression jig; And,
Wherein a predetermined pressure is applied to both sides of the compression jig to discharge bubbles of the battery cell.
청구항 1에 있어서,
상기 압착지그는,
가압수단에 접촉되어 가압수단으로부터 서로 다른 힘을 전달받는 제1, 제2 가압부를 포함하는 상단부; 및
상단부의 하부에 부착되고, 상기 배터리 셀과 맞닿아 상기 상단부에서 가해지는 압력을 배터리 셀에 전달하는 하단부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 장치.
The method according to claim 1,
The compression jig
An upper end portion including first and second pressing portions which are in contact with the pressing means and receive different forces from the pressing means; And
A lower end portion attached to a lower portion of an upper end portion and contacting the battery cell to transmit a pressure applied to the upper end portion to the battery cell;
Wherein the battery cell manufacturing apparatus comprises:
청구항 2에 있어서,
상기 가압수단은, 상기 제1, 제2 가압부에 단계적으로 변하는 힘을 가하는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 장치.
The method of claim 2,
Wherein the pressing means applies a force that changes stepwise to the first and second pressing portions.
청구항 2에 있어서,
상기 하단부는, 반원통 형태로 형성되며, 상기 제1, 제2 가압부에 서로 다른 힘이 가해짐에 따라 상기 배터리 셀과의 접촉부가 변화되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 장치.
The method of claim 2,
Wherein the lower end portion is formed in a semi-cylindrical shape, and a contact portion with the battery cell is changed as different forces are applied to the first and second pressing portions.
청구항 2에 있어서,
상기 하단부는, 배터리 셀의 크기보다 큰 형태의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 장치.
The method of claim 2,
Wherein the lower end portion is formed in a size larger than a size of the battery cell.
청구항 1에 있어서,
상기 압착지그는, 배터리 셀 가압 시 소정의 열을 추가로 가하여 기포를 배출시키는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the compression jig further discharges bubbles by applying a predetermined heat to the battery cell when the battery cell is pressurized.
배터리 셀의 기포를 제거하여 배터리 셀을 제조하는 방법에 있어서,
양측에 전해액 주입로가 형성된 배터리 셀 내부에 전해액을 주입시키는 전해액 주입단계;
상기 전해액 주입단계에서 형성된 기포가 상기 전해액 주입로를 통해 외부로 배출되도록 압착지그를 가압하는 압착지그 가압단계; 및
상기 압착지그 가압단계 수행 후 상기 전해액 주입로를 제거하고, 상기 배터리 셀을 밀봉시키는 배터리 셀 밀봉단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 방법.
A method of manufacturing a battery cell by removing bubbles of the battery cell,
An electrolyte injection step of injecting an electrolyte into the battery cells having electrolyte injection paths formed on both sides thereof;
A pressing jig pressing step of pressing the pressing jig so that bubbles formed in the electrolyte injection step are discharged to the outside through the electrolyte injection path; And
A battery cell sealing step of removing the electrolyte injection path after the pressing jig pressing step and sealing the battery cell;
Wherein the battery cell comprises a plurality of battery cells.
청구항 7에 있어서,
상기 전해액 주입로가 형성된 방향은 배터리 셀 가압 시 기포가 이동하는 방향과 같은 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 방법.
The method of claim 7,
Wherein the direction in which the electrolyte injection path is formed is formed in the same direction as the direction in which the bubbles move when the battery cell is pressed.
청구항 7에 있어서,
상기 압착지그 가압단계는,
상기 압착지그 양측에 동일한 소정의 힘을 가하여 배터리 셀의 중앙부분에 형성된 기포를 주변부로 이동시키는 제1 가압수행단계;
상기 압착지그 일측에는 상기 제1 가압수행단계에서 가한 소정의 힘을 유지하고, 타측에는 힘을 단계적으로 제거하여 일측방향에 형성된 기포를 외부로 배출시키는 제2 가압수행단계; 및
상기 제2 가압수행단계 후 상기 압착지그의 일측에는 힘을 단계적으로 제거하고, 타측에는 소정의 힘을 단계적으로 가하여 타측방향에 형성된 기포를 외부로 배출시키는 제3 가압수행단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 방법.
The method of claim 7,
The pressing jig pressing step includes:
A first pressing step of applying bubbles formed in a central portion of the battery cell to a peripheral portion by applying the same predetermined force to both sides of the compression jig;
A second pressing step of holding a predetermined force applied to the one side of the pressing jig in the first pressing step and discharging the bubbles formed in one direction to the outside by gradually removing the force from the other side; And
Performing a third pressing step of removing a force stepwise on one side of the compression jig after the second pressure performing step and discharging the bubbles formed on the other side step by applying a predetermined force stepwise to the other side;
Wherein the battery cell comprises a plurality of battery cells.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 가압수행단계, 제2 가압수행단계 및 제3 가압수행단계는, 개별적으로 설정된 소정의 횟수만큼 반복되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 방법.
The method of claim 9,
Wherein the first pressurizing step, the second pressurizing step, and the third pressurizing step are repeated a predetermined number of times individually set.
배터리 셀의 기포를 제거하여 배터리 셀을 제조하는 방법에 있어서,
양측에 가스 배출로가 형성된 배터리 셀 내부로부터 포메이션(formation) 공정을 통해 생성된 가스를 배출시키는 가스 배출단계;
상기 가스 배출단계에서 남아있는 기포가 배터리 셀 외부로 배출되도록 압착지그를 가압하는 압착지그 가압단계; 및
상기 압착지그 가압단계 수행 후 상기 가스 배출로를 제거하고, 상기 배터리 셀을 밀봉시키는 배터리 셀 밀봉단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 방법.
A method of manufacturing a battery cell by removing bubbles of the battery cell,
A gas discharging step of discharging gas produced through a formation process from inside the battery cell having gas discharge passages formed on both sides thereof;
A compression jig pressing step of pressing the compression jig such that the bubbles remaining in the gas discharging step are discharged to the outside of the battery cell; And
A battery cell sealing step of removing the gas discharge path after the pressing jig pressing step and sealing the battery cell;
Wherein the battery cell comprises a plurality of battery cells.
청구항 11에 있어서,
상기 가스 배출로가 형성된 방향은 배터리 셀 가압 시 기포가 이동하는 방향과 같은 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 방법.
The method of claim 11,
Wherein the direction in which the gas discharge path is formed is formed in the same direction as a direction in which the bubble moves when the battery cell is pressed.
청구항 11에 있어서,
상기 압착지그 가압단계는,
상기 압착지그 양측에 동일한 소정의 힘을 가하여 배터리 셀의 중앙부분에 형성된 기포를 주변부로 이동시키는 제1 가압수행단계;
상기 압착지그 일측에는 상기 제1 가압수행단계에서 가한 소정의 힘을 유지하고, 타측에는 힘을 단계적으로 제거하여 일측방향에 형성된 기포를 외부로 배출시키는 제2 가압수행단계; 및
상기 제2 가압수행단계 후 상기 압착지그의 일측에는 힘을 단계적으로 제거하고, 타측에는 소정의 힘을 단계적으로 가하여 타측방향에 형성된 기포를 외부로 배출시키는 제3 가압수행단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 방법.
The method of claim 11,
The pressing jig pressing step includes:
A first pressing step of applying bubbles formed in a central portion of the battery cell to a peripheral portion by applying the same predetermined force to both sides of the compression jig;
A second pressing step of holding a predetermined force applied to the one side of the pressing jig in the first pressing step and discharging the bubbles formed in one direction to the outside by gradually removing the force from the other side; And
Performing a third pressing step of removing a force stepwise on one side of the compression jig after the second pressure performing step and discharging the bubbles formed on the other side step by applying a predetermined force stepwise to the other side;
Wherein the battery cell comprises a plurality of battery cells.
청구항 13에 있어서,
상기 제1 가압수행단계, 제2 가압수행단계 및 제3 가압수행단계는, 개별적으로 설정된 소정의 횟수만큼 반복되는 것을 특징으로 하는 배터리 셀 제조 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the first pressurizing step, the second pressurizing step, and the third pressurizing step are repeated a predetermined number of times individually set.
KR1020170019231A 2017-02-13 2017-02-13 Apparatus and method for manufacturing battery cell KR102253780B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170019231A KR102253780B1 (en) 2017-02-13 2017-02-13 Apparatus and method for manufacturing battery cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170019231A KR102253780B1 (en) 2017-02-13 2017-02-13 Apparatus and method for manufacturing battery cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180093321A true KR20180093321A (en) 2018-08-22
KR102253780B1 KR102253780B1 (en) 2021-05-20

Family

ID=63452884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170019231A KR102253780B1 (en) 2017-02-13 2017-02-13 Apparatus and method for manufacturing battery cell

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102253780B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113767506A (en) * 2019-10-30 2021-12-07 株式会社Lg新能源 Sequential pressure formation jig and formation method using same
WO2023080647A1 (en) * 2021-11-04 2023-05-11 주식회사 엘지에너지솔루션 Activation method and activation device for lithium secondary battery
US11799173B2 (en) 2020-11-18 2023-10-24 Lg Energy Solution, Ltd. Secondary battery and manufacturing method thereof
US11949062B2 (en) 2020-01-10 2024-04-02 Lg Energy Solution, Ltd. Pressing jig for removing gas trap and method for manufacturing secondary battery using same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130044776A (en) * 2011-10-24 2013-05-03 에스케이이노베이션 주식회사 Degassing apparatus for battery cell and method of the same
KR20150043754A (en) * 2013-10-15 2015-04-23 에스케이이노베이션 주식회사 Manufacturing method of secondary battery
KR20150107102A (en) * 2014-03-13 2015-09-23 주식회사 엘지화학 Method for Manufacturing Battery Cell and Device for Eliminating Gas from Battery Cell
KR101669714B1 (en) 2013-11-29 2016-10-27 주식회사 엘지화학 Method For Manufacturing Polymer Battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130044776A (en) * 2011-10-24 2013-05-03 에스케이이노베이션 주식회사 Degassing apparatus for battery cell and method of the same
KR20150043754A (en) * 2013-10-15 2015-04-23 에스케이이노베이션 주식회사 Manufacturing method of secondary battery
KR101669714B1 (en) 2013-11-29 2016-10-27 주식회사 엘지화학 Method For Manufacturing Polymer Battery
KR20150107102A (en) * 2014-03-13 2015-09-23 주식회사 엘지화학 Method for Manufacturing Battery Cell and Device for Eliminating Gas from Battery Cell

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113767506A (en) * 2019-10-30 2021-12-07 株式会社Lg新能源 Sequential pressure formation jig and formation method using same
CN113767506B (en) * 2019-10-30 2024-03-01 株式会社Lg新能源 Sequential press forming jig and forming method using the same
US11949062B2 (en) 2020-01-10 2024-04-02 Lg Energy Solution, Ltd. Pressing jig for removing gas trap and method for manufacturing secondary battery using same
US11799173B2 (en) 2020-11-18 2023-10-24 Lg Energy Solution, Ltd. Secondary battery and manufacturing method thereof
WO2023080647A1 (en) * 2021-11-04 2023-05-11 주식회사 엘지에너지솔루션 Activation method and activation device for lithium secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
KR102253780B1 (en) 2021-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102135266B1 (en) Apparatus and method for manufacturing battery cell
KR20180093321A (en) Apparatus and method for manufacturing battery cell
KR102004295B1 (en) Manufacturing method of secondary battery
KR101382554B1 (en) Battery Cell of Curved Shape and Battery Pack Employed with the Same
KR102381443B1 (en) Method for manufacturing pouch type secondary battery
KR101650858B1 (en) Method for Manufacturing Battery Cell and Device for Eliminating Gas from Battery Cell
CN113767506B (en) Sequential press forming jig and forming method using the same
KR20150050223A (en) Pressure tray and Pressure jig applied for the same
JP6551220B2 (en) Manufacturing method of all solid state battery
KR20140032623A (en) Process for preparation of secondary battery
KR20180061665A (en) Gas removal device and gas removal method for rechargeable battery
US7417845B2 (en) Electric double-layer capacitor, electric energy storage device including the same, and production method for electric double-layer capacitor
US20180366690A1 (en) Pouch Cell and Method of Forming Same
EP3460866B1 (en) Flat cells
WO2019187043A1 (en) Battery module, and method for manufacturing battery module
KR20170082811A (en) Method for Manufacturing Battery Cell and Device for Eliminating Gas from Battery Cell
JP2015531157A (en) Pouch type case, battery cell, and battery cell manufacturing method
JP2007141774A (en) Manufacturing method of storage element
JP2008243574A (en) Battery pack with pressurizing holder
JP7331306B2 (en) PRESSURE JIG FOR REMOVING GAS TRAP AND METHOD FOR MANUFACTURING SECONDARY BATTERY USING IT
KR102234989B1 (en) Electrolyte Injection Apparatus for Prismatic Battery and Electrolyte Injection Method Using The Same
KR102033770B1 (en) Method for Preparing Battery Cell Containing Different Types of Electrolytes
JP7324405B2 (en) Laminated battery manufacturing method
KR20180137346A (en) Degenerate cell regnerative method
WO2023119402A1 (en) Method for manufacturing secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant