KR20200058198A - 이차 전지의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 제조방법은 전극 조립체를 전지 케이스의 컵부에 마련된 수용 공간에 수납하는 단계; 상기 전지 케이스의 복수의 모서리 중에서, 상기 컵부의 측부에 형성된 주액부에 포함되는 적어도 하나의 모서리를 개방하여 제1 개구부를 형성하고, 나머지 모서리를 제1 실링하는 단계; 상기 제1 개구부를 통해 제1 염, 제1 용매 및 제1 첨가제를 포함하는 제1 전해액을 주액하는 단계; 상기 제1 개구부를 제2 실링하는 단계; 활성화 공정을 수행하는 단계; 상기 제2 실링한 부위의 내측을 절단하여 제2 개구부를 형성하는 단계; 및 상기 제2 개구부를 통해 제2 염, 제2 용매 및 제2 첨가제를 포함하는 제2 전해액을 주액하는 단계를 포함하고, 상기 제2 첨가제는, 플루오로벤젠(FB)을 포함한다.
Description
본 발명은 이차 전지의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극 조립체의 저항을 증가시키지 않고, 전해액 내 플루오로벤젠의 함량도 유지할 수 있는 이차 전지의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.
이러한 이차 전지를 제조하기 위해, 먼저 전극 활물질 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 소정 형상의 전극 조립체(Electrode Assembly)를 형성한다. 그리고 전지 케이스에 전극 조립체를 수납하고 전해액 주입 후 실링한다.
이차 전지는 전극 조립체를 수용하는 케이스의 재질에 따라, 파우치 형(Pouch Type) 및 캔 형(Can Type) 등으로 분류된다. 파우치 형(Pouch Type)은 형태가 일정하지 않은 연성의 폴리머 재질로 제조된 파우치에 전극 조립체를 수용한다.
파우치 형 이차 전지의 케이스인 파우치는, 연성의 재질을 가지는 외장재로 제조된다. 그리고 전극 조립체를 수용하는 수용 공간이 마련된 컵부, 컵부의 측부에 형성되어 전해액이 주액되고 디가싱(Degassing) 공정을 수행하기 위한 디가싱 홀이 형성되는 주액부를 포함한다.
이러한 전해액은 용매, 염, 첨가제 등을 혼합하여 제조하여, 이러한 첨가제 중에는 일반적으로 플루오로벤젠(FB, Fluoro Benzene)이 포함된다. 플루오로벤젠은 전지의 과충전시 안정성을 향상시킨다. 그런데, 종래에는 활성화 공정을 수행하는 단계에서, 전해액 내의 플루오로벤젠이 분해되어 전극 조립체에 침전되면서 전극 조립체의 저항을 증가시키는 문제가 있었다. 또한, 초기 전해액에 비해 플루오로벤젠의 함량이 감소하므로, 최적의 효과를 발휘하기 위해서는 감소한 함량만큼의 플루오로벤젠을 추가로 주입해야 하는 문제도 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극 조립체의 저항을 증가시키지 않고, 전해액 내 플루오로벤젠의 함량도 유지할 수 있는 이차 전지의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이차 전지의 제조방법은 전극 조립체를 전지 케이스의 컵부에 마련된 수용 공간에 수납하는 단계; 상기 전지 케이스의 복수의 모서리 중에서, 상기 컵부의 측부에 형성된 주액부에 포함되는 적어도 하나의 모서리를 개방하여 제1 개구부를 형성하고, 나머지 모서리를 제1 실링하는 단계; 상기 제1 개구부를 통해 제1 염, 제1 용매 및 제1 첨가제를 포함하는 제1 전해액을 주액하는 단계; 상기 제1 개구부를 제2 실링하는 단계; 활성화 공정을 수행하는 단계; 상기 제2 실링한 부위의 내측을 절단하여 제2 개구부를 형성하는 단계; 및 상기 제2 개구부를 통해 제2 염, 제2 용매 및 제2 첨가제를 포함하는 제2 전해액을 주액하는 단계를 포함하고, 상기 제2 첨가제는, 플루오로벤젠(FB)을 포함한다.
또한, 상기 제1 전해액은, 전체 전해액의 56 wt% 내지 80 wt%이고, 상기 제2 전해액은, 전체 전해액의 20 wt% 내지 44 wt%일 수 있다.
또한, 상기 플루오로벤젠(FB)은, 상기 제2 첨가제에만 포함될 수 있다.
또한, 상기 제2 전해액을 주액하는 단계 이후에, 상기 컵부와 상기 주액부 사이의 영역을 제3 실링하는 단계; 및 상기 제3 실링한 부위의 외측을 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 염은, 리튬헥사플루오르포스페이트(LiPF6) 또는 리튬비스(플루오로술포닐)이미드(LiFSI)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 용매는, 탄산에틸렌(EC), 탄산에틸메틸(EMC), 탄산디에틸(DEC), 프로필렌 카보네이트(PC), 탄산디메틸(DMC) 또는 아세트산에틸(EA)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 첨가제는, 리튬 테트라플루오로붕소산염(LiBF4), 바이닐렌 카보네이트(VC), 4-플루오로에틸렌 카보네이트(FEC), 1,3-프로판 술톤(PS), 에틸렌 황산염(Esa) 또는 리튬 디플루오로인산염(DFP)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 염은, 리튬헥사플루오르포스페이트(LiPF6) 또는 리튬비스(플루오로술포닐)이미드(LiFSI)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 용매는, 탄산에틸렌(EC), 탄산에틸메틸(EMC), 탄산디에틸(DEC), 프로필렌 카보네이트(PC), 탄산디메틸(DMC), (에스테르) 프로피온산에틸(EP), (에스테르) 프로피온산메틸(MP) 또는 (에스테르) 프로피온산프로필(PP)을 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
활성화 공정을 수행하기 전에 제1 전해액을 주입하고 활성화 공정을 수행한 후에 제2 전해액을 주입하며, 플루오로벤젠은 오직 제2 전해액에만 포함시킴으로써, 전극 조립체의 저항이 증가하지 않고, 전해액 내 플루오로벤젠의 함량도 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지의 조립도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스에 전극 조립체를 수납하고 일부 모서리를 제1 실링한 모습을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스에 제1 전해액이 제1 개구부를 통해 주입되는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스의 제1 개구부를 제2 실링한 모습을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스에 제2 전해액이 제2 개구부를 통해 주입되는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스의 컵부와 주액부 사이의 영역을 제3 실링한 모습을 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지의 제조가 완료된 모습을 나타낸 개략도이다.
도 9는 제조예, 비교예 1 및 비교예 2의 이차 전지의 전극 조립체 각각의 저항의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스에 전극 조립체를 수납하고 일부 모서리를 제1 실링한 모습을 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스에 제1 전해액이 제1 개구부를 통해 주입되는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스의 제1 개구부를 제2 실링한 모습을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스에 제2 전해액이 제2 개구부를 통해 주입되는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스의 컵부와 주액부 사이의 영역을 제3 실링한 모습을 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지의 제조가 완료된 모습을 나타낸 개략도이다.
도 9는 제조예, 비교예 1 및 비교예 2의 이차 전지의 전극 조립체 각각의 저항의 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지(1)의 조립도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지(1)를 제조하는 과정은, 먼저 전극 활물질과 바인더 및 가소제를 혼합한 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 소정 형상의 전극 조립체(10)를 형성한 다음에, 전극 조립체(10)를 전지 케이스(13)에 삽입하고 전해액 주입 후 실링한다.
전극 조립체(Electrode Assembly, 10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 탭(Electrode Tab, 11)을 포함한다. 전극 탭(11)은 전극 조립체(10)의 양극 및 음극과 각각 연결되고, 전극 조립체(10)의 외부로 돌출되어, 전극 조립체(10)의 내부와 외부 사이에 전자가 이동할 수 있는 경로가 된다. 전극 조립체(10)의 집전체는 전극 활물질이 도포된 부분과 전극 활물질이 도포되지 않은 말단 부분, 즉 무지부로 구성된다. 그리고 전극 탭(11)은 무지부를 재단하여 형성되거나 무지부에 별도의 도전부재를 초음파 용접 등으로 연결하여 형성될 수도 있다. 이러한 전극 탭(11)은 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(10)의 일측으로부터 동일한 방향으로 나란히 돌출될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고 각각 다른 방향으로 돌출될 수도 있다.
전극 조립체(10)의 전극 탭(11)에는 전극 리드(Electrode Lead, 12)가 스팟(Spot) 용접 등으로 연결된다. 그리고, 전극 리드(12)의 일부는 절연부(14)로 주위가 포위된다. 절연부(14)는 전지 케이스(13)의 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)가 열융착 즉, 실링되는 부분에 한정되어 위치하여, 전극 리드(12)를 전지 케이스(13)에 접착시킨다. 그리고, 전극 조립체(10)로부터 생성되는 전기가 전극 리드(12)를 통해 전지 케이스(13)로 흐르는 것을 방지하며, 전지 케이스(13)의 실링을 유지한다. 따라서, 이러한 절연부(14)는 전기가 잘 통하지 않는 비전도성을 가진 부도체로 제조된다. 일반적으로 절연부(14)로는, 전극 리드(12)에 부착하기 용이하고, 두께가 비교적 얇은 절연테이프를 많이 사용하나, 이에 제한되지 않고 전극 리드(12)를 절연할 수 있다면 다양한 부재를 사용할 수 있다.
전극 리드(12)는 양극 탭(111) 및 음극 탭(112)의 형성 위치에 따라 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있고 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있다. 양극 리드(121) 및 음극 리드(122)는 서로 그 재질이 다를 수 있다. 즉, 양극 리드(121)는 양극 판과 동일한 알루미늄(Al) 재질이며, 음극 리드(122)는 음극 판과 동일한 구리(Cu) 재질 또는 니켈(Ni)이 코팅된 구리 재질일 수 있다. 그리고 전지 케이스(13)의 외부로 돌출된 전극 리드(12)의 일부분은 단자부가 되어, 외부 단자와 전기적으로 연결된다.
본 발명의 실시예들에 따른 파우치 형 이차 전지(1)에서 전지 케이스(13)는 연성의 재질로 제조된 파우치이다. 이하, 전지 케이스(13)는 파우치인 것으로 설명한다. 전지 케이스(13)는 전극 리드(12)의 일부, 즉 단자부가 노출되도록 전극 조립체(10)를 수용하고 실링된다. 이러한 전지 케이스(13)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)를 포함한다. 하부 파우치(132)에는 전극 조립체(10)를 수용할 수 있는 수용 공간(1331)이 마련되고, 상부 파우치(131)는 상기 전극 조립체(10)가 전지 케이스(13)의 외부로 이탈되지 않도록 상기 수용 공간(1331)을 상부에서 커버한다. 이 때, 도 1에 도시된 바와 같이 상부 파우치(131)에도 수용 공간(1331)이 형성되어, 전극 조립체(10)를 상부에서 수용할 수도 있다. 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)는 도 1에 도시된 바와 같이 서로 분리되어 별도로 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 일측이 서로 연결되어 제조되는 등 다양하게 제조될 수 있다.
전극 조립체(10)의 전극 탭(11)에 전극 리드(12)가 연결되고, 전극 리드(12)의 일부분에 절연부(14)가 형성되면, 하부 파우치(132)에 마련된 수용 공간(1331)에 전극 조립체(10)가 수용되고, 상부 파우치(131)가 상기 수용 공간(1331)을 상부에서 커버한다. 그리고, 내부에 전해액을 주입하고 상부 파우치(131)와 하부 파우치(132)의 테두리에 형성된 실링부가 실링되면 이차 전지(1)가 제조된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지(1)를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(1)의 제조 방법에 따르면, 활성화 공정을 수행하기 전에 제1 전해액을 주입하고 활성화 공정을 수행한 후에 제2 전해액을 주입하며, 플루오로벤젠은 오직 제2 전해액에만 포함시킴으로써, 전극 조립체의 저항이 증가하지 않고, 전해액 내 플루오로벤젠의 함량도 유지할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(1)의 제조 방법은, 전극 조립체를 전지 케이스의 컵부에 마련된 수용 공간에 수납하는 단계; 상기 전지 케이스의 복수의 모서리 중에서, 상기 컵부의 측부에 형성된 주액부에 포함되는 적어도 하나의 모서리를 개방하여 제1 개구부를 형성하고, 나머지 모서리를 제1 실링하는 단계; 상기 제1 개구부를 통해 제1 염, 제1 용매 및 제1 첨가제를 포함하는 제1 전해액을 주액하는 단계; 상기 제1 개구부를 제2 실링하는 단계; 활성화 공정을 수행하는 단계; 상기 제2 실링한 부위의 내측을 절단하여 제2 개구부를 형성하는 단계; 및 상기 제2 개구부를 통해 제2 염, 제2 용매 및 제2 첨가제를 포함하는 제2 전해액을 주액하는 단계를 포함하고, 상기 제2 첨가제는, 플루오로벤젠(FB)을 포함한다.
이하, 도 2의 흐름도에 도시된 각 단계를 도 3 내지 도 9를 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스(13)에 전극 조립체(10)를 수납하고 일부 모서리를 제1 실링한 모습을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스(13)는 전극 조립체(10)를 수용하는 수용 공간(1331)이 마련된 컵부(133)와, 컵부(133)의 측부에 형성되어 전해액이 주액되는 주액부(134)를 포함한다.
이러한 전지 케이스(13)를 이용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지(1)를 제조하기 위해, 우선 컵부(133)에 마련된 수용 공간(1331)에 전극 조립체(10)를 수납한다(S201). 이 때, 상부 파우치(131) 및 하부 파우치(132)에 수용 공간(1331)이 각각 형성된 경우, 두 개의 수용 공간(1331)을 서로 마주보도록 배치시킨 후, 두 개의 수용 공간(1331) 사이에 전극 조립체(10)를 수납할 수 있다.
전극 조립체(10)를 컵부(133)에 수납한 후에는 도 3에 도시된 바와 같이, 전지 케이스(13)의 복수의 모서리 중에서, 상기 주액부(134)에 포함되는 제1 모서리(1351)를 개방하고 나머지 모서리는 제1 실링하여 제1 실링된 부위(S1)를 형성할 수 있다(S202). 이 때, 제1 모서리(1351)의 전부를 개방할 수도 있으나, 제1 모서리(1351)의 일부만을 개방할 수도 있다. 이와 같이, 전지 케이스(13)의 제1 모서리(1351)가 개방됨으로써 제1 개구부(1361)가 형성된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스(13)에 제1 전해액이 제1 개구부(1361)를 통해 주입되는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(1361)가 상방을 향하도록, 상기 전지 케이스(13)를 배치한다. 그리고 상기 형성된 제1 개구부(1361)를 통해, 전지 케이스(13)의 내부에 제1 전해액을 주입한다(S203).
제1 전해액은 중력에 의해 상방에서 하방으로 유동하므로, 제1 전해액을 전지 케이스(13)의 상방에서 하방으로 주입하는 것이 바람직하다. 그리고, 제1 전해액이 누출되지 않기 위해, 전지 케이스(13)의 모서리 중에서 실링된 모서리(1352, 1353, 1354)들은 하방 및 측방을 향하는 것이 바람직하다. 따라서, 제1 개구부(1361)가 상방을 향하도록 전지 케이스(13)를 배치하고, 제1 전해액을 주입하는 것이 바람직하다. 이러한 제1 전해액은 전체 전해액의 56 wt% 내지 80 wt%일 수 있다.
제1 전해액에는 제1 염, 제1 용매 및 제1 첨가제가 포함된다. 제1 염에는 LiPF6(리튬헥사플루오르포스페이트, Lithium hexafluorophosphate) 또는 LiFSI(리튬비스(플루오로술포닐)이미드, Lithium bis(fluorosulfonyl)imide)가 포함되고, 제1 용매에는 EC(탄산에틸렌, Ethylene Carbonate), EMC(탄산에틸메틸, Ethyl Methyl Carbonate), DEC(탄산디에틸Diethyl Carbonate), PC(탄산프로필렌, Propylene Carbonate), DMC(탄산디메틸, Dimethyl Carbonate) 또는 EA(아세트산에틸, Ethyl Acetate)가 포함되며, 제1 첨가제에는 LiBF4(리튬 테트라플루오로붕소산염, Lithium Tetrafluoroborate), VC(바이닐렌 카보네이트, Vinylene Carbonate), FEC(4-플루오로에틸렌 카보네이트, 4-Fluoroethylene Carbonate), PS(1,3-프로판 술톤, 1,3-Propane Sultone), ESa(에틸렌 황산염, Ethylene Sulfate) 또는 DFP(LiPO2F2, 리튬 디플루오로인산염, Lithium Difluorophosphate)가 포함될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 첨가제에는 플루오로벤젠(FB)이 포함되지 않는다. 여기서 포함되지 않는다는 것은, 플루오로벤젠(FB)이 제1 첨가제에 전혀 포함되지 않는 경우와, 극히 소량 포함되어 거의 포함되지 않은 것으로 간주되는 경우를 모두 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스(13)의 제1 개구부(1361)를 제2 실링한 모습을 나타낸 개략도이다.
전지 케이스(13)의 내부에 제1 전해액을 주입한 후, 도 5에 도시된 바와 같이, 주액부(134)의 제1 개구부(1361)를 제2 실링하여 제2 실링된 부위(S2)를 형성한다(S204). 추후에 제2 실링된 부위(S2)를 절단하여 제2 개구부(1362, 도 6에 도시됨)를 형성해야 하므로, 제2 실링된 부위(S2)는 주액부(134)에서 제1 모서리(1351)에 근접한 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
제1 전해액을 주입하고 제2 실링한 후에, 활성화(Formation) 공정을 수행할 수 있다(S205). 활성화 공정(화성 공정)이란, 이차 전지(1)가 전력을 공급할 수 있도록 최종적으로 충전을 완료하는 공정이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전해액에 플루오로벤젠(FB)이 포함되지 않아 활성화 공정에 의해 플루오로벤젠(FB)이 분해되지 않으므로, 전극 조립체의 저항을 증가시키지 않고, 전해액 내 플루오로벤젠의 함량도 유지할 수 있다.
활성화 공정을 완료하면 전지 케이스(13)의 내부에서 가스가 발생한다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제2 실링된 부위(S2)의 내측에 제1 커팅라인(C1)을 설정하여, 상기 제2 실링된 부위(S2)의 내측을 절단한다. 그럼으로써, 제2 개구부(1362)가 형성되며, 이러한 제2 개구부(1362)를 통해, 가스가 전지 케이스(13)의 내부로부터 외부로 배출된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스(13)에 제2 전해액이 제2 개구부(1362)를 통해 주입되는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 형성된 제2 개구부(1362)를 통해, 전지 케이스(13)의 내부에 제2 전해액을 주입한다(S207). 도 6에는 제2 개구부(1362)가 상기 제1 개구부(1361)가 형성되었던 위치와 동일한 위치에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 제1 개구부(1361)가 형성되었던 위치와 전혀 상이한 위치에 형성될 수도 있다. 다만, 제2 전해액도 중력에 의해 상방에서 하방으로 유동하므로, 제2 전해액을 전지 케이스(13)의 상방에서 하방으로 주입하는 것이 바람직하다. 따라서, 제2 개구부(1362)도 상방을 향하는 것이 바람직하다. 이러한 제2 전해액은 전체 전해액의 20 wt% 내지 44 wt%일 수 있다.
제2 전해액에는 제2 염, 제2 용매 및 제2 첨가제가 포함된다. 제2 염에는 LiPF6(리튬헥사플루오르포스페이트, Lithium hexafluorophosphate) 또는 LiFSI(리튬비스(플루오로술포닐)이미드, Lithium bis(fluorosulfonyl)imide)가 포함되고, 제2 용매에는 EC(탄산에틸렌, Ethylene Carbonate), EMC(탄산에틸메틸, Ethyl Methyl Carbonate), DEC(탄산디에틸, Diethyl Carbonate), PC(프로필렌 카보네이트, Propylene Carbonate), DMC(탄산디메틸, Dimethyl Carbonate), EP((에스테르) 프로피온산에틸, (ester) Ethyl Propionate), MP((에스테르) 프로피온산메틸, (ester) Methyl Propionate) 또는 PP((에스테르) 프로피온산프로필, (ester) Propyl Propionate)가 포함되며, 제2 첨가제에는 플루오로벤젠(FB)이 포함될 수 있다. 특히 본 발명의 일 실시예에 따르면, 플루오로벤젠(FB)은, 제1 첨가제에는 전혀 포함되지 않고, 제2 첨가제에만 포함된다. 그리고, 제1 첨가제가 포함된 제1 전해액을 주입한 후에, 활성화 공정을 수행하고, 그 후에 제2 첨가제가 포함된 제2 전해액을 주입한다. 따라서, 활성화 공정에 의해 플루오로벤젠(FB) 함량이 감소하지 않으므로, 활성화 공정이 수행된 이후에, 플루오로벤젠(FB)을 추가로 주입할 필요가 없다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전지 케이스(13)의 컵부(133)와 주액부(134) 사이의 영역을 제3 실링한 모습을 나타낸 개략도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지(1)의 제조가 완료된 모습을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 전해액에 플루오로벤젠(FB)이 포함되므로, 제2 전해액을 주입한 후에 다시 활성화 공정을 수행할 필요가 없다. 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 컵부(133)와 주액부(134) 사이의 영역을 제3 실링하여 제3 실링된 부위(S3)를 형성한다(S208). 그리고, 상기 제3 실링된 부위(S3)의 외측에 제2 커팅라인(C2)을 설정하여, 상기 제3 실링된 부위(S3)의 외측을 절단한다. 그럼으로써, 도 8에 도시된 바와 같이, 주액부(134)의 길이가 짧아지고, 이차 전지(1)의 부피가 감소할 수 있다. 상기와 같은 과정을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 파우치 형 이차 전지(1)의 제조가 완료된다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(1)의 제조 방법을 통해, 활성화 공정을 수행하기 전에 제1 전해액을 주입하고 활성화 공정을 수행한 후에 제2 전해액을 주입하며, 플루오로벤젠은 오직 제2 전해액에만 포함시킴으로써, 전극 조립체(10)의 저항이 증가하지 않고, 전해액 내 플루오로벤젠의 함량도 유지할 수 있다.
제조예
전극 조립체를 가로 3.5 cm, 세로 5.8 cm의 전지 케이스의 컵부에 마련된 수용 공간에 수납하였다. 전지 케이스의 복수의 모서리 중에서, 주액부의 상방을 향하는 하나의 모서리를 개방하여 개구부를 형성하고, 나머지 모서리를 제1 실링하였다. 그리고 개구부가 상방을 향하도록 상기 전지 케이스를 배치하였고, 개구부를 통해 제1 염, 제1 용매 및 제1 첨가제를 포함하는 제1 전해액 1.537 ml를 주액하였다. 제1 염으로서 LiPF6 0.7M 및 LiFSI 0.5M가 포함되고, 제1 용매로서 EC 30 vol%, EMC 30 vol%, DMC 40 vol%가 포함되며, 제1 첨가제로서 LiBF4 0.5 wt%, VC 2 wt%, PS 1 wt%, ESa 1 wt%가 포함되었다. 개구부를 제2 실링한 후에 활성화 공정을 수행하였고, 개구부의 제2 실링된 부위를 절단한 다음에, 개구부를 통해 제2 염, 제2 용매 및 제2 첨가제를 포함하는 제2 전해액 0.658 ml를 주액하였다. 제2 염으로서 LiPF6 0.7M 및 LiFSI 0.5M가 포함되고, 제2 용매로서 EC 30 vol%, EMC 30 vol%, DMC 40 vol%가 포함되며, 제2 첨가제로서 플루오로벤젠(FB) 16.7 wt%가 포함되었다. 따라서, 제1 전해액은 전체 전해액의 70 wt%의 조성비를 가지고, 제2 전해액은 전체 전해액의 30 wt%의 조성비를 가진다.
비교예
1
제1 첨가제에 플루오로벤젠(FB) 5 wt%를 더 포함시킨 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예
2
제2 첨가제에 플루오로벤젠(FB)을 제거한 것을 제외하고는 상기 제조예 1과 동일하게 제조하였다.
물성 측정방법
- 전극 조립체의 저항
충방전기(제조사: PNE)를 이용하여 전극 조립체의 초기 저항을 측정하였다. 제조예, 비교예 1 및 비교예 2의 이차 전지에 포함된 각각의 전극 조립체의 SOC(State Of Charge)를 50으로 설정한 후, 상온 25 ℃ 에서 2.5 C (2950 mA)의 방전 전류를 30 초간 인가하여 발생하는 전압의 강하를 기록하여, 이를 저항으로 환산 및 비교하였다.
물성 측정결과
- 전극 조립체의 저항
도 9는 제조예, 비교예 1 및 비교예 2의 이차 전지의 전극 조립체 각각의 저항의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 비교예 1과 제조예의 이차 전지를 비교하면, 제조예의 이차 전지가 더 낮은 저항 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 제1 전해액에서 플루오로벤젠(FB)을 첨가하지 않으면, 저항이 낮아지므로 우수한 저항 성능을 발휘하는 것을 알 수 있다.
다만, 플루오로벤젠(FB)을 완전히 제거한 비교예 2의 전극 조립체의 저항이 가장 낮은 것을 알 수 있다. 그러나, 플루오로벤젠(FB)은 전지의 과충전시 안정성을 향상시키기 위해 필요한 물질이다. 따라서, 플루오로벤젠(FB)을 첨가한다면, 제조예의 이차 전지를 제조하는 방법과 같이, 제1 전해액에는 플루오로벤젠(FB)을 제거하고, 제2 전해액에만 플루오로벤젠(FB)을 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 이차 전지
10: 전극 조립체
11: 전극 탭 12: 전극 리드
13: 전지 케이스 14: 절연부
111: 양극 탭 112: 음극 탭
121: 양극 리드 122: 음극 리드
131: 상부 파우치 132: 하부 파우치
1331: 수용 공간 1351: 제1 모서리
1352: 제2 모서리 1353: 제3 모서리
1354: 제4 모서리 1361: 제1 개구부
1362: 제2 개구부
11: 전극 탭 12: 전극 리드
13: 전지 케이스 14: 절연부
111: 양극 탭 112: 음극 탭
121: 양극 리드 122: 음극 리드
131: 상부 파우치 132: 하부 파우치
1331: 수용 공간 1351: 제1 모서리
1352: 제2 모서리 1353: 제3 모서리
1354: 제4 모서리 1361: 제1 개구부
1362: 제2 개구부
Claims (9)
- 전극 조립체를 전지 케이스의 컵부에 마련된 수용 공간에 수납하는 단계;
상기 전지 케이스의 복수의 모서리 중에서, 상기 컵부의 측부에 형성된 주액부에 포함되는 적어도 하나의 모서리를 개방하여 제1 개구부를 형성하고, 나머지 모서리를 제1 실링하는 단계;
상기 제1 개구부를 통해 제1 염, 제1 용매 및 제1 첨가제를 포함하는 제1 전해액을 주액하는 단계;
상기 제1 개구부를 제2 실링하는 단계;
활성화 공정을 수행하는 단계;
상기 제2 실링한 부위의 내측을 절단하여 제2 개구부를 형성하는 단계; 및
상기 제2 개구부를 통해 제2 염, 제2 용매 및 제2 첨가제를 포함하는 제2 전해액을 주액하는 단계를 포함하고,
상기 제2 첨가제는,
플루오로벤젠(FB)을 포함하는, 이차 전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 전해액은,
전체 전해액의 56 wt% 내지 80 wt%이고,
상기 제2 전해액은,
전체 전해액의 20 wt% 내지 44 wt%인, 이차 전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 플루오로벤젠(FB)은,
상기 제2 첨가제에만 포함되는, 이차 전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 전해액을 주액하는 단계 이후에,
상기 컵부와 상기 주액부 사이의 영역을 제3 실링하는 단계; 및
상기 제3 실링한 부위의 외측을 절단하는 단계를 더 포함하는 이차 전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 염은,
리튬헥사플루오르포스페이트(LiPF6) 또는 리튬비스(플루오로술포닐)이미드(LiFSI)를 포함하는, 이차 전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 용매는,
탄산에틸렌(EC), 탄산에틸메틸(EMC), 탄산디에틸(DEC), 프로필렌 카보네이트(PC), 탄산디메틸(DMC) 또는 아세트산에틸(EA)을 포함하는, 이차 전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 첨가제는,
리튬 테트라플루오로붕소산염(LiBF4), 바이닐렌 카보네이트(VC), 4-플루오로에틸렌 카보네이트(FEC), 1,3-프로판 술톤(PS), 에틸렌 황산염(Esa) 또는 리튬 디플루오로인산염(DFP)을 포함하는, 이차 전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 염은,
리튬헥사플루오르포스페이트(LiPF6) 또는 리튬비스(플루오로술포닐)이미드(LiFSI)를 포함하는, 이차 전지의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 용매는,
탄산에틸렌(EC), 탄산에틸메틸(EMC), 탄산디에틸(DEC), 프로필렌 카보네이트(PC), 탄산디메틸(DMC), (에스테르) 프로피온산에틸(EP), (에스테르) 프로피온산메틸(MP) 또는 (에스테르) 프로피온산프로필(PP)을 포함하는, 이차 전지의 제조방법.
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| KR1020180142919A KR102706402B1 (ko) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | 이차 전지의 제조 방법 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113903996A (zh) * | 2021-09-28 | 2022-01-07 | 蜂巢能源科技有限公司 | 一种电解液体系及其应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050041513A (ko) | 2003-10-31 | 2005-05-04 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 전지의 제조방법 |
| KR20060075970A (ko) * | 2004-12-29 | 2006-07-04 | 주식회사 엘지화학 | 니트릴기 함유 화합물이 첨가된 전해액을 포함하는 리튬이차 전지 및 이의 제조방법 |
| JP2006294282A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Hitachi Maxell Ltd | リチウムイオン二次電池の製造方法 |
| KR20170128102A (ko) * | 2016-05-12 | 2017-11-22 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 축전 장치 및 그 제작 방법 |
-
2018
- 2018-11-19 KR KR1020180142919A patent/KR102706402B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050041513A (ko) | 2003-10-31 | 2005-05-04 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 전지의 제조방법 |
| KR20060075970A (ko) * | 2004-12-29 | 2006-07-04 | 주식회사 엘지화학 | 니트릴기 함유 화합물이 첨가된 전해액을 포함하는 리튬이차 전지 및 이의 제조방법 |
| JP2006294282A (ja) * | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Hitachi Maxell Ltd | リチウムイオン二次電池の製造方法 |
| KR20170128102A (ko) * | 2016-05-12 | 2017-11-22 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 축전 장치 및 그 제작 방법 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113903996A (zh) * | 2021-09-28 | 2022-01-07 | 蜂巢能源科技有限公司 | 一种电解液体系及其应用 |
| CN113903996B (zh) * | 2021-09-28 | 2022-12-09 | 蜂巢能源科技有限公司 | 一种电解液体系及其应用 |
| WO2023050766A1 (zh) * | 2021-09-28 | 2023-04-06 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 一种电解液体系及其应用 |
| EP4300653A4 (en) * | 2021-09-28 | 2024-10-16 | Svolt Energy Tech Co Ltd | ELECTROLYTIC SYSTEM AND ITS APPLICATION |
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| Publication number | Publication date |
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