KR20200085589A

KR20200085589A - 디가싱장치. 그를 포함하는 이차전지 제조설비 및 제조방법

Info

Publication number: KR20200085589A
Application number: KR1020190001910A
Authority: KR
Inventors: 손재형; 안창범
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2020-07-15
Also published as: KR102389408B1; EP3734693A1; WO2020145490A1; US20200373631A1; CN111819713B; US11362378B2; CN111819713A; EP3734693A4

Abstract

본 발명의 디가싱장치는 이차전지의 내부에 발생한 가스를 외부로 배출시키는 것으로, 상기 이차전지의 일면에 위치하고 상기 이차전지의 일면 일측을 밀폐하는 피어싱몸체와, 상기 피어싱몸체에 의해 밀폐된 상기 이차전지의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성하는 피어싱부재를 구비한 피어싱유닛; 및 상기 이차전지의 타면에 위치하고 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 타면 일측을 밀폐하는 가스배출몸체와, 상기 가스배출몸체에 의해 밀폐된 상기 개방홀을 통해 상기 이차전지의 내부에 있는 가스를 외부로 배출하는 가스배출부재를 구비한 가스배출유닛을 포함하며, 상기 피어싱부재는 상기 이차전지의 일면 일측에서 타면 일측까지 관통하는 개방홀을 형성할 수 있다.

Description

디가싱장치. 그를 포함하는 이차전지 제조설비 및 제조방법{DEGASING DEVICE, PRODUCING FACILITY AND PRODUCING METHOD OF SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME}

본 발명은 디가싱장치. 그를 포함하는 이차전지 제조설비 및 제조방법에 관한 것으로서, 특히 이차전지 내부에 발생한 가스를 외부로 배출시켜서 제거하는 디가싱장치. 그를 포함하는 이차전지 제조설비 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.

그리고 상기한 이차전지는 전극 조립체의 구조에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 일례로 이차전지는 스택형 구조, 권취형(젤리롤형) 구조 또는 스택/폴딩형 구조로 분류될 수 있다.

한편, 이차전지는 전극조립체, 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하며, 상기 전극조립체는 전극과 분리막이 교대로 적층되는 구조를 가진다.

상기와 같은 구조를 가진 이차전지의 제조방법은 전극 조립체를 전해액과 함께 파우치에 수납하여 이차전지를 제조하는 패키징 공정과, 이차전지를 충방전하여 활성화시키는 충방전 공정을 포함한다.

그러나 상기한 이차전지는 충방전 공정시 이차전지 내부에 대량의 가스가 발생하면서 이차전지가 스웰링되는 문제점이 있었으며, 특히 이차전지의 스웰링에 의해 충방전 효율성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

국내 특허공개번호 제10-2017-0103192호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 이차전지의 충방전시 이차전지 내부에 발생하는 가스를 외부로 배출시켜서 제거함으로써 이차전지가 스웰링되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 이차전지의 충방전 효율성을 높일 수 있는 디가싱장치. 그를 포함하는 이차전지 제조설비 및 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치는 이차전지의 내부에 발생한 가스를 외부로 배출시키는 것으로, 상기 이차전지의 일면에 위치하고 상기 이차전지의 일면 일측을 밀폐하는 피어싱몸체와, 상기 피어싱몸체에 의해 밀폐된 상기 이차전지의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성하는 피어싱부재를 구비한 피어싱유닛; 및 상기 이차전지의 타면에 위치하고 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 타면 일측을 밀폐하는 가스배출몸체와, 상기 가스배출몸체에 의해 밀폐된 상기 개방홀을 통해 상기 이차전지의 내부에 있는 가스를 외부로 배출하는 가스배출부재를 구비한 가스배출유닛을 포함하며, 상기 피어싱부재는 상기 이차전지의 일면 일측에서 타면 일측까지 관통하는 개방홀을 형성시킬 수 있다.

상기 피어싱몸체는, 일면에 형성되고, 상기 이차전지의 일면 일측을 밀폐하는 제1 밀폐부; 상기 제1 밀폐부의 안쪽에 형성되는 인출구, 내부에 형성되고 상기 인출구와 연결되는 가이드통로; 및 상기 가이드통로의 일측과 타측에 각각 공기를 주입하는 제1 및 제2 공기주입부를 포함할 수 있다.

상기 피어싱부재는, 상기 인출구에 구비되고, 상기 인출구 밖으로 인출되면서 상기 이차전지의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성하는 피어싱부; 및 상기 가이드통로에 구비되며, 상기 제1 공기주입부를 통해 상기 가이드통로의 일측에 공기가 유입되면 상기 피어싱부 방향으로 전진하면서 상기 피어싱부를 상기 인출구 밖으로 인출시키고, 상기 제2 공기주입부를 통해 상기 가이드통로의 타측에 공기가 유입되면 원위치로 복귀하면서 상기 피어싱부를 상기 인출구 안으로 인입시키는 피스톤부를 포함할 수 있다.

상기 피어싱부는, 상기 인출구에 구비되고 상기 인출구 밖으로 인출되면서 상기 이차전지의 일면 일측을 피어싱하는 피어싱핀; 및 일단은 상기 피스톤부와 연결되고, 타단은 상기 피어싱핀과 연결되어 상기 피스톤부의 전진 또는 원위치로 복귀시 상기 피어싱핀을 상기 인출구 밖으로 인출하거나 또는 인입시키는 피어싱편을 포함할 수 있다.

상기 피어싱핀은, 상기 피스톤부의 길이방향으로 형성되는 가이드홀이 형성되되, 상기 가이드홀은 상기 피스톤부와 근접한 일측 끝단에서 타측 끝단으로 갈수록 상기 인출구 안쪽으로 경사지게 형성되고, 상기 피어싱편은 상기 가이드홀에 자유 회전 가능하게 결합되는 결합축이 형성되며, 상기 결합축은 상기 피스톤부과 함께 상기 피어싱편이 전진하면 상기 가이드홀의 타측 끝단으로 이동하면서 상기 피어싱핀을 상기 인출구 밖으로 인출시키고, 상기 피스톤부와 함께 상기 피어싱편이 원위치로 복귀하면 상기 가이드홀의 타측 끝단에서 일측 끝단으로 이동하면서 상기 피어싱핀을 상기 인출구 안으로 인입시킬 수 있다.

상기 가스배출몸체는, 일면에 형성되고, 상기 이차전지의 타면 일측을 밀폐하는 제2 밀폐부; 상기 제2 밀폐부의 안쪽에 구비되는 흡입구; 및 내부에 구비되고, 상기 흡입구와 연결되는 삽입통로를 포함하며, 상기 가스배출부재는, 상기 삽입통로에 삽입되고 흡입력을 이용하여 상기 흡입구에 위치한 상기 개방홀을 통해 상기 이차전지의 내부에 발생한 가스를 외부로 배출할 수 있다.

상기 디가싱장치는, 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 표면을 실링하는 실링유닛을 더 포함하며, 상기 실링유닛은, 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 양쪽 표면을 가압함과 동시에 열을 가하여 실링하는 제1 가열부재와 제2 가열부재를 포함하고, 상기 제1 및 제2 가열부재는 상기 이차전지를 가압함과 동시에 열을 가하여 상기 개방홀을 실링할 수 있다.

상기 제1 가열부재는, 상기 제1 밀폐부를 감싸는 형태로 상기 피어싱몸체의 일면에 형성된 제1 삽입홈에 삽입되는 제1 삽입면과, 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 일면 일측을 실링하는 제1 실링면을 포함하되, 상기 제1 실링면은 상기 제1 삽입면 보다 작은 크기를 가지며, 상기 제2 가열부재는 상기 제2 밀폐부를 감싸는 형태로 상기 가스배출몸체의 일면에 형성된 제2 삽입홈에 삽입되는 제2 삽입면과, 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 타면 일측을 실링하는 제2 실링면을 포함하되, 상기 제2 실링면은 상기 제2 삽입면 보다 작은 크기를 가질 수 있다.

상기 제1 삽입홈과 상기 삽입면 또는 상기 제2 삽입홈과 상기 제2 삽입면은 다각형태를 가질 수 있다.

상기 디가싱장치는, 상기 피어싱몸체의 제1 삽입홈에 삽입된 제1 가열부재를 고정하는 제1 고정커버, 및 상기 가스배출몸체의 제2 삽입홈에 삽입된 제2 가열부재를 고정하는 제2 고정커버를 구비한 커버유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 디가싱장치는, 상기 피어싱유닛과 상기 가스배출유닛을 상기 이차전지에 밀착되게 서로 가까워지는 방향으로 이동시키거나 또는 상기 이차전지에 밀착되지 않게 서로 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 이동유닛은, 상기 피어싱유닛에 고정되는 제1 고정부와, 상기 제1 고정부를 이동시켜서 상기 피어싱유닛을 상기 이차전지의 일면에 밀착되게 이동시키거나 또는 상기 이차전지에 밀착되지 않게 이동시키는 제1 실린더를 구비한 제1 이동부재; 및 상기 가스배출유닛에 고정되는 제2 고정부와, 상기 제2 고정부를 이동시켜서 상기 가스배출유닛을 상기 이차전지의 타면에 밀착되게 이동시키거나 또는 상기 이차전지에 밀착되지 않게 이동시키는 제2 실린더를 구비한 제2 이동부재를 포함할 수 있다.

상기 디가싱장치는, 상기 피어싱유닛과 상기 가스배출유닛을 상기 이차전지를 향하는 방향으로 하강시키거나 또는 원위치로 복귀시키는 승강유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 승강유닛은, 상기 피어싱유닛과 상기 가스배출유닛에 연결되되, 상기 피어싱유닛과 상기 가스배출유닛을 상기 이차전지를 향하는 방향 또는 반대방향으로 이동 가능하게 연결하는 연결부재와, 상기 연결부재를 하강시키거나 또는 원위치 복귀시켜서 상기 피어싱유닛과 상기 가스배출유닛을 상기 이차전지를 향하는 방향으로 하강시키거나 또는 원위치로 복귀시키는 이동실린더를 포함할 수 있다.

상기 디가싱장치는, 상기 이차전지를 향하는 상기 피어싱유닛의 저면에 구비되는 제1 가이드부재와, 상기 이차전지를 향하는 상기 가스배출유닛의 저면에 구비되는 제2 가이드부재가 형성된 가이드유닛을 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 가이드부재의 저면은 상기 이차전지를 향하는 방향으로 경사진 경사면으로 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조설비는 이차전지가 안착되는 본체; 및 상기 본체에 안착된 이차전지의 내부에 발생한 가스를 외부로 배출시키는 디가싱장치를 포함하고, 상기 디가싱장치는, 상기 이차전지의 일면에 위치하고 상기 이차전지의 일면 일측을 밀폐하는 피어싱몸체와, 상기 피어싱몸체에 의해 밀폐된 상기 이차전지의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성하는 피어싱부재를 구비한 피어싱유닛; 및 상기 이차전지의 타면에 위치하고 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 타면 일측을 밀폐하는 가스배출몸체와, 상기 가스배출몸체에 의해 밀폐된 상기 개방홀을 통해 상기 이차전지의 내부에 있는 가스를 외부로 배출하는 가스배출부재를 구비한 가스배출유닛을 포함하며, 상기 피어싱부재는 상기 이차전지의 일면 일측에서 타면 일측까지 관통하는 개방홀을 형성할 수 있다.

상기 본체에 안착된 상기 이차전지의 길이방향으로 상기 디가싱장치를 이동시키는 전후이동유닛과, 상기 본체에 안착된 상기 이차전지의 두께방향으로 상기 디가싱장치를 이동시키는 좌우이동유닛을 구비한 이동장치를 더 포함할 수 있다.

상기 본체에 안착된 이차전지를 충방전하여 활성화하는 충방전장치를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 하나 이상의 이차전지를 본체에 안착시키는 이차전지 안착단계(S10); 상기 본체에 안착된 상기 이차전지를 충방전장치를 이용하여 제1 전압으로 1차 충방전하는 1차 충방전단계(S20); 1차 충방전된 상기 이차전지를 상기 충방전장치를 이용하여 제2 전압으로 2차 충방전하는 2차 충방전단계(S30); 2차 충방전된 상기 이차전지를 상기 청구항 1 기재의 디가싱장치를 이용하여 상기 이차전지의 내부에 발생하는 가스를 외부로 배출시키는 가스배출단계(S40); 및 가스가 배출된 상기 이차전지를 상기 충방전장치를 이용하여 제3 전압으로 3차 충방전하는 3차 충방전단계(S50)를 포함할 수 있다.

상기 2차 충방전단계(S30)와 상기 가스배출단계(S40)는 동시에 진행될 수 있다.

본 발명의 디가싱장치는 피어싱유닛과 가스배출유닛을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 이차전지 내부에 발생하는 가스를 효과적으로 제거할 수 있고, 이에 따라 이차전지의 변형을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 이차전지 제조설비는 피어싱유닛과 가스배출유닛을 구비한 디가싱장치를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 이차전지를 충방전함과 동시에 이차전지 내부에 발생하는 가스를 외부로 배출시킬 수 있고, 이에 따라 이차전지의 변형을 방지하여 충방전 효율성을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 부분 확대도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치의 피어싱유닛과 가스배출유닛을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치의 피어싱유닛을 도시한 분리사시도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치의 피어싱유닛을 도시한 단면도.
도 6은 도 5에 표시된 A-A선 단면도.
도 7은 도 5에 표시된 B-B선 단면도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치의 가스배출유닛을 도시한 분리사시도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치의 가스배출유닛을 도시한 단면도.
도 10은 도 9에 표시된 C-C선 단면도.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치의 작동방법을 나타낸 것으로, 도 11은 이차전지 밀폐공정을 나타낸 단면도이고, 도 12는 이차전지 피어싱공정을 나타낸 단면도이며, 도 13은 이차전지 가스배출공정을 나타낸 단면도임.
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치의 간격조절부재를 도시한 사시도.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조설비를 나타낸 사시도.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조설비를 나타낸 평면도.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 나타낸 순서도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

[본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치]

본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 이차전지(1)의 내부에 발생하는 가스를 외부로 배출시키는 구조를 가지는 것으로, 피어싱유닛(110), 가스배출유닛(120), 실링유닛(130), 커버유닛(140), 이동유닛(150), 승강유닛(160) 및 가이드유닛(170)을 포함한다.

피어싱유닛의 구성설명

상기 피어싱유닛(110)은 도 3 내지 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 이차전지를 피어싱하여 개방홀을 형성시키기 위한 것으로, 상기 이차전지(1)의 일면에 위치하고 상기 이차전지(1)의 일면 일측을 밀폐하는 피어싱몸체(111)와, 상기 피어싱몸체(111)에 의해 밀폐된 상기 이차전지(1)의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀(1a)을 형성하는 피어싱부재(112)를 포함한다.

여기서 상기 피어싱부재(112)는 상기 이차전지(1)의 일면 일측에서 타면 일측까지 관통되게 피어싱하여 개방홀(1a)을 형성한다.

상기 피어싱몸체(111)는 일면(도 3에서 보았을 때 피어싱 몸체의 좌측면)에 형성되고 상기 이차전지(1)의 일면 일측을 밀폐하는 제1 밀폐부(111a), 상기 제1 밀폐부(111a)의 안쪽에 형성되는 인출구(111b), 내부에 형성되고 상기 인출구(111b)와 연결되는 가이드통로(111c), 및 상기 가이드통로(111c)로 공기를 주입하는 제1 및 제2 공기주입부(111d)(111e)를 포함한다.

상기 제1 밀폐부(111a)는 상기 피어싱몸체(111)의 일면에 원형틀 형태로 형성되며, 원형틀 형태의 상기 제1 밀폐부(111a)는 상기 이차전지(1)의 일면 일측에 밀착되면서 상기 제1 밀폐부(111a)의 안쪽에 위치한 상기 이차전지(1)의 일면 일측을 밀폐한다. 한편, 상기 제1 밀폐부(111a)의 선단에는 밀폐력을 높이기 위해 내열성을 가진 패드부재가 더 포함될 수 있으며, 이에 따라 제1 밀폐부재(111a)와 상기 이차전지(1)의 일면 일측 사이의 밀폐력을 높일 수 있다.

상기 인출구(111b)는 상기 제1 밀폐부(111a)의 안쪽에 위치한 상기 피어싱몸체(111)의 일면에 형성되고, 특히 상기 인출구(111b)는 상기 피어싱몸체(111)의 일면 방향으로 개방되는 인출홈으로 형성된다.

그리고 상기 인출구(111b)의 입구에는 상기 피어싱몸체(111)의 일면으로부터 돌출되는 돌출부(111b-1)가 형성되고, 상기 돌출부(111b-1)는 상기 인출구(111b)의 외주면을 따라 형성되면서 원형틀 형태를 가진다. 이에 따라 상기 돌출부(111b-1)는 상기 인출구(111b) 밖으로 인출되는 피어싱핀을 안정적으로 지지하여 상기 피어싱핀의 유동현상을 현저히 방지할 수 있다.

한편, 인출구(111b)는 사각 단면형태를 가지며, 사각 단면 형태를 가진 인출구에 위치하는 피어싱핀도 사각 형태를 가진다. 이에 따라 피어싱핀이 인출구(111b)를 따라 인출 또는 인입되더라도 좌 또는 우로 회전되는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 피어싱핀의 안정된 이동을 유도할 수 있다.

상기 가이드통로(111c)는 상기 피어싱몸체(111)의 내부에 상기 피어싱몸체(111)의 길이방향(도 5에서 보았을 때 좌우방향)으로 형성되며, 일단(도 5에서 보았을 때 좌측단)은 상기 인출구(111b)의 일측과 연결되고, 타단(도 5에서 보았을 때 우측단)은 상기 피어싱몸체(111)의 타측(도 5에서 보았을 때 피어싱몸체의 우측면)을 관통한 상태로 고정편(111f)에 의해 마감된다.

특히 상기 가이드통로(111c)는 도 5를 참조하면, 상기 피어싱몸체(111)의 타측 내부에 형성되는 피스톤실(111c-1), 및 상기 피스톤실(111c-1)과 상기 인출구(111b)를 연결하는 연결실(111c-2)을 포함한다.

상기 제1 및 제2 공기주입부(111d)(111e)는 상기 가이드통로(111c)로 공기를 주입하기 위한 것으로, 상기 제1 공기주입부(111d)는 상기 가이드통로(111c)의 일측과 연결되고, 상기 제2 공기주입부(111e)는 상기 가이드통로(111c)의 타측과 연결된다. 즉, 상기 제1 공기주입부(111d)는 상기 가이드통로(111c)의 일측에 공기를 주입하여 상기 가이드통로(111c)에 구비된 피스톤부를 피어싱부 방향으로 전진시키고, 상기 제2 공기주입부(111e)는 상기 가이드통로(111c)의 타측에 공기를 주입하여 상기 가이드통로(111c)에 구비된 피스톤부를 피어싱부 반대방향으로 후진시킨다.

상기 피어싱부재(112)는 상기 인출구(111b)에 구비되고, 상기 인출구(111b) 밖으로 인출되면서 상기 이차전지(1)의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성하는 피어싱부(112a), 및 상기 가이드통로(111c)에 구비되고 상기 제1 공기주입부(111d)를 통해 상기 가이드통로(111c)에 공기가 유입되면 상기 피어싱부(112a) 방향으로 전진하면서 상기 피어싱부(112a)를 상기 인출구(111b) 밖으로 인출시키고, 상기 제2 공기주입부(111e)를 통해 상기 가이드통로(111c)에 공기가 유입되면 상기 피어싱부(112a)의 반대방향으로 후진하면서 상기 피어싱부(112a)를 상기 인출구(111b) 안으로 인입시키는 피스톤부(112b)를 포함한다.

한편, 본 발명을 명확히 설명하기 위해 상기 피어싱부(112a) 방향으로 전진하는 것은 이하, "전진"이라 기재하고, 상기 피어싱부(112a)의 반대방향으로 후진하는 것은 이하, "후진"이라 기재한다.

상기 피어싱부(112a)는 상기 인출구(111b)에 구비되고 상기 인출구(111b) 밖으로 인출되면서 상기 이차전지(1)의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀(1a)을 형성하는 피어싱핀(112a-1), 및 상기 피스톤부(112b)의 전진 또는 후진시 상기 피어싱핀(112a-1)을 상기 인출구(111b) 밖으로 인출하거나 또는 인입시키는 피어싱편(112a-2)을 포함한다.

상기 피어싱핀(112a-1)은 이차전지의 일면 일측을 피어싱하기 위한 것으로, 일단에 상기 이차전지(1)의 일면 일측을 피어싱하는 칼날(112a-1a)이 형성되고, 타단에 피어싱편(112a-2)과 연결되는 가이드홀(112a-1b)이 형성된다.

여기서 상기 가이드홀(112a-1b)은 상기 피스톤부(112b)의 길이방향을 따라 경사지게 형성된다. 즉, 상기 가이드홀(112a-1b)은 상기 피스톤부(112b)와 근접하고 상기 인출구(111b)의 입구 측에 위치한 상측 끝단(a)에서 상기 인출구(111b)의 바닥면 측에 위치한 하측 끝단(b)까지 경사지게 형성된다. 다시 말해, 상기 가이드홀(112a-1b)는 도 6을 참조하면 우측에 위치한 상측 끝단에서 좌측에 위치한 하측 끝단까지 경사지게 형성된다.

상기 피어싱편(112a-2)은 일단이 상기 피스톤부(112b)와 연결되고 타단은 상기 피어싱핀(112a-1)과 연결되어 피스톤부(112b)의 전진 또는 후진시 상기 피어싱핀(112a-1)을 상기 인출구(111b) 밖으로 인출시키거나 또는 인입시킨다.

여기서 상기 피어싱편(112a-2)은 가이드홀(112a-1b)에 자유 회전 가능하게 결합되는 결합축(112a-2a)이 형성된다. 즉, 도 12에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 피어싱편(112a-2)의 결합축(112a-2a)은 상기 피스톤부에 의해 상기 피어싱편이 전진하면 상기 가이드홀(112a-1b)의 상측 끝단(a)에서 하측 끝단(b)으로 이동하면서 상기 피어싱핀을 인출구 밖으로 인출시킨다. 그리고 상기 피어싱편(112a-2)의 결합축(112a-2a)은 도 11에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 피스톤부에 의해 상기 피어싱편(112a-2)이 후진하면 상기 가이드홀(112a-1b)의 하측 끝단(b)에서 상측 끝단(a)으로 이동하면서 상기 피어싱핀을 상기 인출구(111b) 안으로 인입시킨다.

상기 피스톤부(112b)는 상기 가이드통로(111c)의 피스톤실(111c-1)에 구비되는 피스톤(112b-1)과 상기 연결실(111c-2)을 통해 상기 피어싱편(112a-2)에 연결되는 연결바(112b-2)를 포함한다.

피어싱유닛의 작동설명

이와 같은 구성을 가진 상기 피어싱유닛(110)의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저 피어싱몸체(111)에 구비된 제1 밀폐부(111a)를 이차전지(1)의 일면 일측에 밀착시키면, 상기 제1 밀폐부(111a)에 의해 상기 이차전지(1)의 일면 일측을 밀폐할 수 있다. 이와 같은 상태에서 피어싱몸체(111)의 제1 공기주입부(111d)를 통해 상기 가이드통로(111c)에 공기를 주입하면, 피스톤부(112b)가 전진하면서 상기 피어싱부(112a)의 피어싱편(112a-2)를 전진시키고, 상기 피어싱편(112a-2)가 전진하면서 피어싱핀(112a-1)을 인출구(111b) 밖으로 인출시키며, 상기 피어싱핀(112a-1)이 상기 인출구(111b) 밖으로 인출되면서 이차전지(1)의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성한다.

한편, 개방홀의 형성이 완료되면, 피어싱몸체(111)의 제2 공기주입부(111e)를 통해 상기 가이드통로(111c)에 공기를 주입하면, 상기 피스톤부(112b)가 후진하면서 상기 피어싱부(112a)의 피어싱편(112a-2)를 후진시키고, 상기 피어싱편(112a-2)가 후진하면서 피어싱핀(112a-1)을 인출구(111b) 안으로 입입시킨다

따라서 상기와 같은 구성을 가진 피어싱유닛(110)은 이차전지의 일면에 안정적으로 개방홀을 형성할 수 있다.

한편, 상기 피어싱몸체(111)에는 상기 가이드통로(111c)와 연결되는 배출부(111g)가 더 형성되고, 상기 배출부(111g)는 상기 가이드통로(111c)에 유입된 공기를 외부로 강제로 배출시킬 수 있다.

가스배출유닛의 구성설명

상기 가스배출유닛(120)은 도 3, 도 8 내지 도 10에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 이차전지(1)의 타면에 위치하고 상기 개방홀(1a)이 형성된 상기 이차전지(1)의 타면 일측을 밀폐하는 가스배출몸체(121)와, 상기 가스배출몸체(121)에 의해 밀폐된 상기 개방홀(1a)을 통해 상기 이차전지(1)의 내부에 있는 가스를 외부로 배출하는 가스배출부재(122)를 포함한다.

상기 가스배출몸체(121)는 일면에 형성되고 상기 이차전지(1)의 타면 일측을 밀폐하는 제2 밀폐부(121a), 상기 제2 밀폐부(121a)의 안쪽에 구비되는 흡입구(121b), 및 내부에 구비되고 상기 흡입구(121b)와 연결되는 삽입통로(121c)를 포함한다.

상기 제2 밀폐부(121a)는 상기 제1 밀폐부(111a)와 대응하는 이차전지(1)의 타면 일측을 밀폐하고, 상기 가스배출몸체(121)의 일면에 원형틀 형태로 형성되며, 원형틀 형태의 상기 제2 밀폐부(121a)는 상기 이차전지(1)의 타면 일측에 밀착된다. 이에 따라 상기 제2 밀폐부(121a)의 안쪽에 위치한 상기 이차전지(1)의 타면 일측을 밀폐한다. 한편, 상기 제2 밀폐부(121a)의 선단에는 밀폐력을 높이기 위해 내열성을 가진 패드부재가 더 포함될 수 있다.

상기 가스배출부재(122)는, 상기 삽입통로(121c)에 삽입되고 흡입력을 이용하여 상기 흡입구(121b)에 위치한 상기 개방홀(1a)을 통해 상기 이차전지(1)의 내부에 발생한 가스를 외부로 배출한다.

따라서 이와 같은 구성을 가진 가스배출유닛(120)은 이차전지(1)에 형성된 개방홀(1a)을 통해 상기 이차전지(1) 내부에 발생한 가스를 외부로 배출시켜서 제거할 수 있다.

이하, 이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치(100)의 작동방법을 설명한다.

[본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치의 작동방법]

즉, 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치의 작동방법은 이차전지 밀폐공정, 이차전치 피어싱공정, 및 이차전지 가스배출공정을 포함한다.

이차전지 밀폐공정

상기 이차전지 밀폐공정은 도 11에 도시되어 있는 것과 같이, 이차전지의 일면과 타면에 피어싱유닛(110)과 가스배출유닛(120)을 대응되게 위치시킨다.

다음으로, 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)을 이차전지(1)에 밀착되게 서로 가까워지는 방향으로 이동시킨다. 그러면 피어싱유닛(110)에 포함된 피어싱몸체(111)의 제1 밀폐부(111a)가 이차전지(1)의 일면 일측에 밀착되면서 이차전지(1)의 일면 일측을 밀폐하고, 가스배출유닛(120)에 포함된 가스배출몸체(121)의 제2 밀폐부(121a)가 이차전지(1)의 타면 일측에 밀착되면서 이차전지(1)의 타면 일측을 밀폐한다.

이차전지 피어싱공정

상기 이차전지 피어싱공정은 도 12에 도시되어 있는 것과 같이, 피어싱몸체(111)의 제1 공기주입부(111d)를 통해 상기 가이드통로(111c)의 피스톤실(111c-1)에 공기를 주입한다. 그러면 상기 피스톤실(111c-1)의 일측에 주입된 공기에 의해 상기 피스톤부(112b)가 전진하고, 상기 피스톤부(112b)에 의해 상기 피어싱부(112a)가 피어싱몸체(111)의 인출구(111b) 밖으로 인출되면서 이차전지(1)의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성한다.

보다 상세히 설명하면, 상기 피스톤부(112b)가 전진하면, 상기 피스톤부(112b)와 연동하여 상기 피어싱부(112a)의 피어싱편(112a-2)이 전진하는데, 이때 피어싱편(112a-2)에 형성된 결합축(112a-2b)이 상기 피어싱핀(112a-1)의 가이드홀을 따라 전진하면서 상기 피어싱핀(112a-1)을 인출구(111b) 밖으로 가압하며, 이에 따라 피어싱핀(112a-1)을 인출구(111b) 밖으로 인출되면서 이차전지(1)의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성한다. 이때, 피어싱부재의 피어싱핀은 상기 이차전지의 일면 일측에서 타면 일측까지 관통하는 개방홀(1a)을 형성시킬 수 있다.

한편, 개방홀의 형성이 완료되면, 피어싱몸체(111)의 제2 공기주입부(111e)를 통해 상기 가이드통로(111c)의 피스톤실(111c-1)에 공기를 주입한다. 그러면 상기 피스톤실(111c-1)의 타측에 주입된 공기에 의해 상기 피스톤부(112b)가 후진하고, 상기 피스톤부(112b)에 의해 상기 피어싱부(112a)가 피어싱몸체(111)의 인출구(111b) 안으로 인입된다.

보다 상세히 설명하면, 상기 피스톤부(112b)가 후진하면, 상기 피스톤부(112b)와 연동하여 상기 피어싱부(112a)의 피어싱편(112a-2)이 후진하는데, 이때 피어싱편(112a-2)에 형성된 결합축이 상기 피어싱핀(112a-1)의 가이드홀을 따라 후진하면서 상기 피어싱핀(112a-1)을 인출구(111b)의 안으로 가압하며, 이에 따라 피어싱핀(112a-1)을 인출구(111b) 안으로 인입시킬 수 있다.

이차전지 가스배출공정

상기 이차전지 가스배출공정은 도 13에 도시되어 있는 것과 같이, 가스배출유닛(120)에 포함된 가스배출부재(122)를 통해 흡입력을 발생시키면, 그러면 상기 제2 밀폐부(121a)의 안쪽에 구비되는 흡입구(121b)에 흡입력이 발생하며, 이에 따라 상기 흡입구에 위치한 이차전지(1)의 개방홀(1a)을 통해 이차전지(1) 내부의 가스를 강제로 흡입하여 외부로 배출할 수 있다.

따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치(100)는 피어싱유닛(110)과 가스배출유닛(120)을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 이차전지의 내부에 발생한 가스를 효과적으로 제거할 수 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치(100)는 이차전지(1)에 형성된 개방홀(1a)가 밀폐되도록 상기 이차전지의 표면을 실링하는 실링유닛(130)을 더 포함할 수 있다.

실링유닛

상기 실링유닛(130)은 도 4 및 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 개방홀(1a)이 형성된 상기 이차전지(1)의 양쪽 표면을 가압함과 동시에 열을 가하여 상기 개방홀(1a)을 밀폐되게 실링하는 제1 가열부재(131)와 제2 가열부재(132)를 포함한다.

상기 제1 가열부재(131)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 제1 밀폐부(111a)를 감싸는 형태로 상기 피어싱몸체(111)의 일면에 형성된 제1 삽입홈(111h)에 삽입되는 제1 삽입면(131a)과, 상기 개방홀(1a)이 형성된 상기 이차전지(1)의 일면 일측을 가압함과 동시에 열을 가하여 실링하는 제1 실링면(131b)을 포함한다. 여기서 상기 제1 실링면(131b)은 제1 커버부재와의 결합성을 높이기 위해 상기 제1 삽입면(131a) 보다 작은 크기를 가진다.

상기 제2 가열부재(132)는 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 제2 밀폐부(121a)를 감싸는 형태로 상기 가스배출몸체(121)의 일면에 형성된 제2 삽입홈(121d)에 삽입되는 제2 삽입면(132a)과, 상기 개방홀(1a)이 형성된 상기 이차전지(1)의 타면 일측을 가압함과 동시에 열을 가하여 실링하는 제2 실링면(132b)을 포함한다. 여기서 상기 제2 실링면(132b)은 제2 커버부재와의 결합성을 높이기 위해 상기 제2 삽입면(132a) 보다 작은 크기를 가진다.

한편, 상기 제1 삽입홈(111h)과 상기 삽입면(131a) 또는 상기 제2 삽입홈(121d)과 상기 제2 삽입면(132a)은 다각형태를 가지며, 이에 따라 상기 제1 및 제2 가열부재를 회전되지 않게 고정할 수 있다.

따라서 상기 실링유닛(130)은 제1 및 제2 가열부재(131)(132)를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 개방홀이 형성된 상기 이차전지(1)의 표면을 가압함과 동시에 가열하여 실링할 수 있고, 그 결과 상기 개방홀을 밀폐할 수 있다.

커버유닛

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치(100)는 도 4 및 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 가열부재를 피어싱유닛에 고정하고 제2 가열부재를 가스배출유닛에 고정하는 커버유닛(140)을 더 포함할 수 있다.

즉, 커버유닛(140)은 상기 피어싱몸체(111)의 제1 삽입홈(111h)에 삽입된 제1 가열부재(131)를 고정하는 제1 고정커버(141), 및 상기 가스배출몸체(121)의 제2 삽입홈(121d)에 삽입된 제2 가열부재(132)를 고정하는 제2 고정커버(142)를 포함한다.

여기서 상기 제1 고정커버(141)는 피어싱몸체(111)의 일면 전체에 결합되고, 상기 제1 가열부재(131)의 제1 실링면(131b)이 관통하는 제1 관통홀(141a)이 형성된다. 이에 따라 상기 제1 고정커버(141)는 제1 삽입홈(111h)에 삽입된 상기 제1 가열부재(131)의 제1 삽입면(131a)을 지지함에 따라 상기 제1 가열부재(131)를 피어싱몸체(111)로부터 이탈되지 않게 고정할 수 있다.

그리고 상기 제2 고정커버(142)는 가스배출몸체(121)의 일면 전체에 결합되고, 상기 제2 가열부재(132)의 제2 실링면(132b)이 관통하는 제2 관통홀(142a)이 형성된다. 이에 따라 상기 제2 고정커버(142)는 제2 삽입홈(121d)에 삽입된 상기 제2 가열부재(132)의 제2 삽입면(132a)을 지지함에 따라 상기 제2 가열부재(132)를 상기 가스배출몸체(121)로부터 이탈되지 않게 고정할 수 있다.

따라서 커버유닛(140)은 제1 가열부재를 피어싱유닛에 안정적으로 고정할 수 있고, 제2 가열부재를 가스배출유닛에 안정적으로 고정할 수 있다.

이동유닛

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)을 상기 이차전지(1)에 밀착되게 서로 가까워지는 방향으로 이동시키거나 또는 상기 이차전지(1)에 밀착되지 않게 서로 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동유닛(150)을 더 포함할 수 있다.

즉, 상기 이동유닛(150)은 상기 이차전지의 일면에 밀착되게 이동시키거나 또는 상기 이차전지에 밀착되지 않게 이동시키는 제1 이동부재(151)와, 상기 가스배출유닛(120)을 상기 이차전지의 타면에 밀착되게 이동시키거나 또는 상기 이차전지에 밀착되지 않게 이동시키는 제2 이동부재(152)를 포함한다.

상기 제1 이동부재(151)는 상기 피어싱유닛에 고정되는 제1 고정부(151a)와, 상기 제1 고정부(151a)를 이동시켜서 상기 피어싱유닛을 상기 이차전지의 일면에 밀착되게 이동시키거나 또는 상기 이차전지에 밀착되지 않게 이동시키는 제1 실린더(151b)를 구비한다.

상기 제2 이동부재(152)는 상기 가스배출유닛에 고정되는 제2 고정부(152a)와, 상기 제2 고정부(152a)를 이동시켜서 상기 가스배출유닛(120)을 상기 이차전지(1)의 타면에 밀착되게 이동시키거나 또는 상기 이차전지(1)에 밀착되지 않게 이동시키는 제2 실린더(152b)를 구비한다.

따라서 이동유닛(150)은 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)을 상기 이차전지(1)에 밀착되게 서로 가까워지는 방향으로 이동시키거나 또는 상기 이차전지(1)에 밀착되지 않게 서로 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있다.

한편, 상기 이동유닛(150)은 도 14에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)의 벌어지는 간격을 제한하는 간격조절부재(153)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 간격조절부재(153)는 일측에 원형홀(153a-1)이 형성되고 타측에 길이방향으로 장홀(153a-2)이 형성된 조절핀(153a)과 상기 조절핀(153a)의 원형홀을 통해 상기 가스배출몸체(121)에 결합되는 제1 볼트(153b), 및 상기 조절핀(153a)의 장홀(153a-2)을 통해 상기 피어싱몸체(111)에 결합되는 제2 볼트(153c)를 포함한다.

이에 따라 상기 간격조절부재(153)는 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)가 상기 이차전지(1)에 밀착되게 서로 가까워지는 방향으로 이동하거나 또는 상기 이차전지(1)에 밀착되지 않게 서로 멀어지는 방향으로 이동할 때 상기 제2 볼트(153c)가 상기 조절핀(153a)의 장홀(153a-2) 내에서 이동하게 되며, 이에 따라 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)의 벌어지는 간격을 조절할 수 있다.

승강유닛

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)을 상기 이차전지(1)에 근접하게 하강시키거나 또는 상기 이차전지(1)로부터 분리되게 상승시키는 승강유닛(160)를 더 포함할 수 있다.

상기 승강유닛(160)은 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)에 연결되는 연결부재(161)와, 상기 연결부재(161)를 하강시키거나 또는 원위치 복귀시켜서 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)을 상기 이차전지(1)를 향하는 방향으로 하강시키거나 또는 원위치로 복귀시키는 이동실린더(162)를 포함한다.

즉, 상기 승강유닛(160)은 상기 이동실린더(162)에 의해 상기 연결부재(161)를 하강시키거나 또는 상승시키면, 상기 연결부재(161)에 연결된 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)을 동시에 하강시키거나 또는 상승시킬 수 있다.

따라서 상기 승강유닛(160)은 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)을 각각 상기 이차전지(1)의 일면과 타면에 위치하게 하강시키거나 또는 원위치로 복귀시킬 수 있다.

가이드유닛

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치(100)는 도 4 및 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)이 상기 이차전지(1)를 향해 하강할 시 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)가 상기 이차전지(1)에 걸리지 않도록 가이드하는 가이드유닛(170)을 더 포함할 수 있다.

상기 가이드유닛(170)은 상기 이차전지(1)를 향하는 상기 피어싱유닛(110)의 저면에 구비되는 제1 가이드부재(171)와, 상기 이차전지(1)를 향하는 상기 가스배출유닛(120)의 저면에 구비되는 제2 가이드부재(172)를 포함한다.

여기서 상기 제1 및 제2 가이드부재(171)(172)의 저면은 상기 이차전지를 향하는 방향으로 경사진 경사면(171a)(172a)으로 형성된다.

따라서 상기 가이드유닛(170)은 상기 피어싱유닛(110)과 상기 가스배출유닛(120)이 상기 이차전지를 향해 하강할 때 상기 제1 및 제2 가이드부재(171)(172)의 경사면(171a)(172a)에 의해 이차전지(1)가 가이드되며, 이에 따라 이차전지가 눌려지는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.

[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조설비]

본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조설비는 도 15 및 도 16에 도시되어 있는 것과 같이, 이차전지(1)가 안착되는 본체(10), 및 상기 본체(10)에 안착된 이차전지(1)의 내부에 발생한 가스를 외부로 배출시키는 디가싱장치(100)를 포함한다.

본체

상기 본체(10)는 박스 형태를 가지며, 바닥면에 이차전지가 안착되는 다수개의 지그가 구비되고, 다수개의 상기 지그는 상기 본체의 길이방향으로 배치되면서 복수개의 상기 이차전지를 소정 간격씩 이격되게 안착시킬 수 있다. 이때 이차전지는 이차전지의 전극리드가 본체의 벽면을 향하게 가로로 세워진 상태로 상기 지그에 안착된다.

디가싱장치

상기 디가싱장치(100)는 도 1 내지 도 14 를 참조하면, 상기 본체(10)의 상면에 설치되고, 상기 본체(10)에 안착된 이차전지(1) 내부에 발생한 가스를 외부로 배출시키는 구조를 가진다.

즉, 상기 디가싱장치(100)는 피어싱유닛(110)과 가스배출유닛(120)을 포함하고, 상기 피어싱유닛(110)은 상기 이차전지의 일면에 위치하고 상기 이차전지의 일면 일측을 밀폐하는 피어싱몸체(111)와, 상기 피어싱몸체(111)에 의해 밀폐된 상기 이차전지(1)의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성하는 피어싱부재(112)를 포함한다. 그리고 가스배출유닛(120)은 상기 이차전지(1)의 타면에 위치하고 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지(1)의 타면 일측을 밀폐하는 가스배출몸체(121)와, 상기 가스배출몸체(121)에 의해 밀폐된 상기 개방홀을 통해 상기 이차전지(1)의 내부에 있는 가스를 외부로 배출하는 가스배출부재(122)를 포함한다.

여기서 상기 피어싱부재(112)는 상기 이차전지의 일면 일측에서 타면 일측까지 관통하는 개방홀을 형성한다.

한편, 상기 디가싱장치(100)는 앞에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치와 동일한 구성을 가지며, 이에 따라 중복되는 설명은 생략한다.

따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조설비는 이차전지 내부에 발생한 가스를 효과적으로 배출시켜서 제거할 수 있다.

이동장치

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조설비는 상기 디가싱장치(100)를 상기 본체(10)에 안착된 상기 이차전지(1)의 길이방향 또는 이차전지의 두께 방향으로 이동시키는 이동장치(200)를 더 포함한다.

즉, 상기 이동장치(200)는 이차전지(1)의 길이방향으로 상기 디가싱장치(100)를 이동시키는 전후이동유닛(210)과, 상기 본체(10)에 안착된 상기 이차전지(1)의 두께방향으로 상기 디가싱장치(100)를 이동시키는 좌우이동유닛(220)을 포함한다.

상기 전후이동유닛(210)은 상기 본체(10)에 안착된 상기 이차전지의 길이방향으로 구비되는 전후레일(211)과, 일단은 상기 전후레일(211)에 결합되고 타단은 상기 디가스장치(100)가 결합되면서 상기 디가스장치(100)를 상기 전후레일(211)을 따라 이동시키는 전후이동부재(212)를 포함한다. 이에 따라 상기 전후이동유닛(210)은 상기 디가스장치(100)를 이차전지(1)의 길이방향으로 이동시켜서 디가스장치(100)를 이차전지(1)에 정확하게 위치시킬 수 있다.

상기 좌우이동유닛(220)은 상기 본체(10)에 안착된 상기 이차전지(1)의 두께방향으로 구비되는 좌우레일(221), 일단이 상기 좌우레일(221)에 결합되고 타단이 디가스장치(100)가 결합되면서 상기 디가스장치(100)를 상기 좌우레일(221)을 따라 이동시키는 좌우이동부재(222)를 포함한다. 이에 따라 상기 좌우이동유닛(220)은 상기 디가스장치(100)를 이차전지의 두께방향으로 이동시켜서 디가스장치(100)를 이차전지(1)에 정확하게 위치시킬 수 있다.

여기서 상기 전후이동유닛(210)은 상기 좌우이동유닛(220)과 디가스장치(100)를 함께 이차전지의 전후방향으로 이동시키며, 이에 따라 상기 디가스장치(100)의 이동시 전후이동유닛(210)와 좌우이동유닛(220)의 간섭을 방지한다.

충방전장치

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조설비는 본체(10)에 안착된 이차전지를 충방전하여 활성화시키는 충방전장치(300)를 더 포함하며, 상기 충방전장치(200)는 본체(10)에 안착된 이차전지의 전극리드를 통해 충방전을 진행한다.

따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조설비는 이차전지를 안정적으로 충방전할 수 있고, 충방전 후 이차전지 내부에 발생한 가스를 효과적으로 배출시킬 수 있다.

[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법]

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조설비를 이용한 이차전지 제조방법을 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 도 17에 도시되어 있는 것과 같이, 하나 이상의 이차전지(1)를 본체(10)에 안착시키는 이차전지 안착단계(S10); 상기 본체(10)에 안착된 상기 이차전지(1)를 충방전장치(300)를 이용하여 제1 전압으로 1차 충방전하는 1차 충방전단계(S20); 1차 충방전된 상기 이차전지(1)를 상기 충방전장치(300)를 이용하여 제2 전압으로 2차 충방전하는 2차 충방전단계(S30); 2차 충방전된 상기 이차전지(1)를 디가싱장치(100)를 이용하여 상기 이차전지(1)의 내부에 발생하는 가스를 외부로 배출시키는 가스배출단계(S40); 및 가스가 배출된 상기 이차전지(1)를 상기 충방전장치(300)를 이용하여 제3 전압으로 3차 충방전하는 3차 충방전단계(S50)를 포함한다.

이차전지 안착단계

이차전지 안착단계(S10)는 도 15를 참조하면, 다수개의 이차전지(1)를 상기 본체(10)이 길이방향으로 배열되게 안착한다. 이때 이차전지(1)는 이차전지에 형성된 전극리드가 충방전장치(300)를 향하게 세워진 상태로 상기 본체(10)에 안착한다.

한편, 이차전지 안착단계(S10) 후, 이동장치(100)를 이용하여 디가스장치(100)를 이차전지(1)의 상부에 위치하도록 위치를 조절하는 디가스장치 위치조절단계를 더 포함한다.

상기 디가스장치 위치조절단계는 도 1을 참조하면, 좌우이동유닛(220)을 통해 피어싱유닛(110)과 가스배출유닛(120)를 이차전지 두께 방향으로 이동시켜서 피어싱유닛(110)과 가스배출유닛(120) 사이에 이차전지(1)가 위치하게 조절한다.

다음으로 전후이동유닛(210)을 통해 피어싱유닛(110)과 가스배출유닛(120)을 이차전지의 길이방향으로 이동시켜서 미리 설정한 이차전지(1)의 피어싱 부분과 동일한 수직선 상에 피어싱유닛(110)과 가스배출유닛(120)를 위치하게 조절한다.

1차 충방전단계

1차 충방전단계(S20)는 본체(10)에 안착된 이차전지(1)의 전극리드와 충방전장치(300)를 연결하여 충방전을 진행한다. 이때 상기 충방전장치(300)는 제1 전압으로 이차전지(1)를 1차 충방전하며, 상기 제1 전압은 2.8V 이하일 수 있다. 한편, 이차전지의 1차 충방전시 상기 이차전지의 내부에 소량의 가스가 발생하면서 스웰링 현상이 발생한다.

2차 충방전단계

2차 충방전단계(S30)는 1차 충방전된 상기 이차전지를 상기 충방전장치를 이용하여 제2 전압으로 2차 충방전한다. 이때 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 높은 전압을 가진다. 즉, 상기 제2 전압은 2.8V 보다 크고 4.0V 보다 작은 전압을 가진다. 한편, 이차전지의 2차 충방전시 상기 이차전지의 내부에 발생하는 가스가 증가되면서 스웰링 현상이 크게 발생하며, 이에 따라 가스배출단계를 통해 이차전지 내부에 발생한 가스를 배출시켜서 제거한다.

가스배출단계

가스배출단계(S40)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치(100)를 이용하여 상기 이차전지의 내부에 발생하는 가스를 외부로 배출시킨다.

즉, 디가싱장치(100)는 도 1 내지 도 14를 참조하면, 승강유닛(160)을 통해 피어싱유닛(110)과 가스배출유닛(120)을 이차전지(1)를 향해 하강시켜서 미리 설정한 이차전지(1)의 피어싱 부분에 피어싱유닛(110)과 가스배출유닛(120)를 위치시킨다.

이때 상기 피어싱 부분은 이차전지(1)에 수용된 전해액이 누출되지 않게 전해액이 없는 이차전지(1)의 상단 부분을 설정한다.

다음으로 이동유닛(150)을 통해 피어싱유닛(110)과 가스배출유닛(120)을 서로 가까워지는 방향으로 이동시켜서 피어싱유닛(110)과 가스배출유닛(120)을 이차전지(1) 양면에 가압시킨다. 이때 피어싱유닛(110)에 포함된 피어싱몸체(111)의 제1 밀폐부(111a)는 이차전지(1)의 일면 일측에 밀착되면서 이차전지(1)의 일면 일측을 밀폐하고, 가스배출유닛(120)에 포함된 가스배출몸체(121)의 제2 밀폐부(121a)는 이차전지(1)의 타면 일측에 밀착되면서 이차전지(1)의 타면 일측을 밀폐한다.

다음으로 피어싱유닛(110)을 통해 이차전지(1)의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성하고, 가스배출유닛을 통해 이차전지에 형성된 개방홀에 흡입력을 발생시켜서 이차전지 내부의 가스를 상기 개방홀을 통해 외부로 배출하며, 이에 따라 이차전지 내부에 있는 가스를 제거할 수 있다.

다음으로 피어싱유닛(110)에 구비된 제1 가열부재(131)와 가스배출유닛(120)에 구비된 제2 가열부재(132)를 포함한 실링유닛(130)을 통해 상기 개방홀이 형성된 이차전지의 표면을 실링하여 상기 개방홀을 밀봉한다.

이와 같은 과정이 완료되면 이동유닛(150), 승강유닛(160) 전후이동유닛(210) 및 좌우이동유닛(220)을 통해 피어싱유닛(110)과 가스배출유닛(120)을 원위치로 복귀시킨다.

한편, 상기 디가싱장치는 앞에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 디가싱장치와 동일한 구성을 가지며, 이에 따라 자세한 설명과 기능은 생략한다.

3차 충방전단계

3차 충방전단계(S50)는 가스가 배출된 상기 이차전지(1)를 상기 충방전장치(300)를 이용하여 제3 전압으로 3차 충방전한다. 이때 상기 제3 전압은 상기 제2 전압 보다 큰 전압을 가진다. 즉, 상기 제3 전압은 4.0V 이상일 수 있다.

한편, 상기 2차 충방전단계(S30)와 상기 가스배출단계(S40)는 동시에 진행할 수 있으며, 이에 따라 이차전지의 2차 충방전시 이차전지 내부에 발생하는 가스를 배출시켜줌으로서 이차전지의 스웰링을 방지할 수 있고, 그 결과 충방전 효율성을 높일 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.

1: 이차전지
10: 본체
100: 디가싱장치
110: 피어싱유닛
111: 피어싱몸체
112: 피어싱부재
120: 가스배출유닛
121: 가스배출몸체
122: 가스배출부재
130: 실링유닛
131: 제1 가열부재
132: 제2 가열부재
140: 커버유닛
141: 제1 고정커버
142: 제2 고정커버
150: 이동유닛
151: 제1 이동부재
152: 제2 이동부재
153: 간격조절부재
153a: 조절핀
153b: 제1 볼트
153c: 제2 볼트
160; 승강유닛
161: 연결부재
162: 이동실린더
170: 가이드유닛
171: 제1 가이드부재
172: 제2 가이드부재
200: 이동장치
210: 전후이동유닛
220: 좌우이동유닛
300: 충방전장치

Claims

이차전지의 내부에 발생한 가스를 외부로 배출시키는 디가싱장치로서,
상기 이차전지의 일면에 위치하고 상기 이차전지의 일면 일측을 밀폐하는 피어싱몸체와, 상기 피어싱몸체에 의해 밀폐된 상기 이차전지의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성하는 피어싱부재를 구비한 피어싱유닛; 및
상기 이차전지의 타면에 위치하고 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 타면 일측을 밀폐하는 가스배출몸체와, 상기 가스배출몸체에 의해 밀폐된 상기 개방홀을 통해 상기 이차전지의 내부에 있는 가스를 외부로 배출하는 가스배출부재를 구비한 가스배출유닛을 포함하며,
상기 피어싱부재는 상기 이차전지의 일면 일측에서 타면 일측까지 관통하는 개방홀을 형성시키는 디가싱장치.
청구항 1에 있어서,
상기 피어싱몸체는,
일면에 형성되고, 상기 이차전지의 일면 일측을 밀폐하는 제1 밀폐부;
상기 제1 밀폐부의 안쪽에 형성되는 인출구, 내부에 형성되고 상기 인출구와 연결되는 가이드통로; 및
상기 가이드통로의 일측과 타측에 각각 공기를 주입하는 제1 및 제2 공기주입부를 포함하는 디가싱장치.
청구항 2에 있어서,
상기 피어싱부재는,
상기 인출구에 구비되고, 상기 인출구 밖으로 인출되면서 상기 이차전지의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성하는 피어싱부; 및
상기 가이드통로에 구비되며, 상기 제1 공기주입부를 통해 상기 가이드통로의 일측에 공기가 유입되면 상기 피어싱부 방향으로 전진하면서 상기 피어싱부를 상기 인출구 밖으로 인출시키고, 상기 제2 공기주입부를 통해 상기 가이드통로의 타측에 공기가 유입되면 원위치로 복귀하면서 상기 피어싱부를 상기 인출구 안으로 인입시키는 피스톤부를 포함하는 디가싱장치.
청구항 3에 있어서,
상기 피어싱부는,
상기 인출구에 구비되고 상기 인출구 밖으로 인출되면서 상기 이차전지의 일면 일측을 피어싱하는 피어싱핀; 및
일단은 상기 피스톤부와 연결되고, 타단은 상기 피어싱핀과 연결되어 상기 피스톤부의 전진 또는 원위치로 복귀시 상기 피어싱핀을 상기 인출구 밖으로 인출하거나 또는 인입시키는 피어싱편을 포함하는 디가싱장치.
청구항 4에 있어서,
상기 피어싱핀은, 상기 피스톤부의 길이방향으로 형성되는 가이드홀이 형성되되, 상기 가이드홀은 상기 피스톤부와 근접한 일측 끝단에서 타측 끝단으로 갈수록 상기 인출구 안쪽으로 경사지게 형성되고,
상기 피어싱편은 상기 가이드홀에 자유 회전 가능하게 결합되는 결합축이 형성되며,
상기 결합축은 상기 피스톤부과 함께 상기 피어싱편이 전진하면 상기 가이드홀의 타측 끝단으로 이동하면서 상기 피어싱핀을 상기 인출구 밖으로 인출시키고, 상기 피스톤부와 함께 상기 피어싱편이 원위치로 복귀하면 상기 가이드홀의 타측 끝단에서 일측 끝단으로 이동하면서 상기 피어싱핀을 상기 인출구 안으로 인입시키는 디가싱장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가스배출몸체는,
일면에 형성되고, 상기 이차전지의 타면 일측을 밀폐하는 제2 밀폐부;
상기 제2 밀폐부의 안쪽에 구비되는 흡입구; 및
내부에 구비되고, 상기 흡입구와 연결되는 삽입통로를 포함하며,
상기 가스배출부재는, 상기 삽입통로에 삽입되고 흡입력을 이용하여 상기 흡입구에 위치한 상기 개방홀을 통해 상기 이차전지의 내부에 발생한 가스를 외부로 배출하는 디가싱장치.
청구항 1에 있어서,
상기 디가싱장치는, 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 표면을 실링하는 실링유닛을 더 포함하며,
상기 실링유닛은, 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 양쪽 표면을 가압함과 동시에 열을 가하여 실링하는 제1 가열부재와 제2 가열부재를 포함하고,
상기 제1 및 제2 가열부재는 상기 이차전지를 가압함과 동시에 열을 가하여 상기 개방홀을 실링하는 디가싱장치.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 가열부재는, 상기 제1 밀폐부를 감싸는 형태로 상기 피어싱몸체의 일면에 형성된 제1 삽입홈에 삽입되는 제1 삽입면과, 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 일면 일측을 실링하는 제1 실링면을 포함하되, 상기 제1 실링면은 상기 제1 삽입면 보다 작은 크기를 가지며,
상기 제2 가열부재는 상기 제2 밀폐부를 감싸는 형태로 상기 가스배출몸체의 일면에 형성된 제2 삽입홈에 삽입되는 제2 삽입면과, 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 타면 일측을 실링하는 제2 실링면을 포함하되, 상기 제2 실링면은 상기 제2 삽입면 보다 작은 크기를 가지는 디가싱장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제1 삽입홈과 상기 삽입면 또는 상기 제2 삽입홈과 상기 제2 삽입면은 다각형태를 가지는 디가싱장치.
청구항 9에 있어서,
상기 디가싱장치는, 상기 피어싱몸체의 제1 삽입홈에 삽입된 제1 가열부재를 고정하는 제1 고정커버, 및 상기 가스배출몸체의 제2 삽입홈에 삽입된 제2 가열부재를 고정하는 제2 고정커버를 구비한 커버유닛을 더 포함하는 디가싱장치.
청구항 1에 있어서,
상기 디가싱장치는, 상기 피어싱유닛과 상기 가스배출유닛을 상기 이차전지에 밀착되게 서로 가까워지는 방향으로 이동시키거나 또는 상기 이차전지에 밀착되지 않게 서로 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동유닛을 더 포함하는 디가싱장치.
청구항 1에 있어서,
상기 디가싱장치는, 상기 피어싱유닛과 상기 가스배출유닛을 상기 이차전지를 향하는 방향으로 하강시키거나 또는 원위치로 복귀시키는 승강유닛을 더 포함하는 디가싱장치.
청구항 12에 있어서,
상기 디가싱장치는, 상기 이차전지를 향하는 상기 피어싱유닛의 저면에 구비되는 제1 가이드부재와, 상기 이차전지를 향하는 상기 가스배출유닛의 저면에 구비되는 제2 가이드부재가 형성된 가이드유닛을 더 포함하며,
상기 제1 및 제2 가이드부재의 저면은 상기 이차전지를 향하는 방향으로 경사진 경사면으로 형성되는 디가싱장치.
이차전지가 안착되는 본체; 및
상기 본체에 안착된 이차전지의 내부에 발생한 가스를 외부로 배출시키는 디가싱장치를 포함하고,
상기 디가싱장치는,
상기 이차전지의 일면에 위치하고 상기 이차전지의 일면 일측을 밀폐하는 피어싱몸체와, 상기 피어싱몸체에 의해 밀폐된 상기 이차전지의 일면 일측을 피어싱하여 개방홀을 형성하는 피어싱부재를 구비한 피어싱유닛; 및
상기 이차전지의 타면에 위치하고 상기 개방홀이 형성된 상기 이차전지의 타면 일측을 밀폐하는 가스배출몸체와, 상기 가스배출몸체에 의해 밀폐된 상기 개방홀을 통해 상기 이차전지의 내부에 있는 가스를 외부로 배출하는 가스배출부재를 구비한 가스배출유닛을 포함하며,
상기 피어싱부재는 상기 이차전지의 일면 일측에서 타면 일측까지 관통하는 개방홀을 형성하는 이차전지 제조설비.
하나 이상의 이차전지를 본체에 안착시키는 이차전지 안착단계(S10);
상기 본체에 안착된 상기 이차전지를 충방전장치를 이용하여 제1 전압으로 1차 충방전하는 1차 충방전단계(S20);
1차 충방전된 상기 이차전지를 상기 충방전장치를 이용하여 제2 전압으로 2차 충방전하는 2차 충방전단계(S30);
2차 충방전된 상기 이차전지를 상기 청구항 1 기재의 디가싱장치를 이용하여 상기 이차전지의 내부에 발생하는 가스를 외부로 배출시키는 가스배출단계(S40); 및
가스가 배출된 상기 이차전지를 상기 충방전장치를 이용하여 제3 전압으로 3차 충방전하는 3차 충방전단계(S50)를 포함하는 이차전지 제조방법.