KR20200118991A - 이차전지셀의 디가스시스템 - Google Patents

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KR20200118991A
KR20200118991A KR1020190041232A KR20190041232A KR20200118991A KR 20200118991 A KR20200118991 A KR 20200118991A KR 1020190041232 A KR1020190041232 A KR 1020190041232A KR 20190041232 A KR20190041232 A KR 20190041232A KR 20200118991 A KR20200118991 A KR 20200118991A
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윤진국
이유성
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(주)이티에스
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Abstract

본 발명은 이차전지셀의 디가스시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 활성화공정을 마친 이차전지셀에 대한 디가스공정을 수행하는 이차전지셀 디가스시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 탈기공정 전 활성화공정을 마친 이차전지셀(40)을 로딩위치(P1)로 로딩하기 위한 셀로딩부(100)와; 탈기공정이 완료된 이차전지셀(40)을 언로딩위치(P2)에서 언로딩하기 위한 셀언로딩부(200)와; 상기 로딩위치(P1) 및 상기 언로딩위치(P2) 사이에 형성된 이동경로(L)를 따라 이동가능하게 설치되어 이차전지셀(40)을 이송하는 셀트랜스퍼부(300)와; 상기 셀트랜스퍼부(300)에서 이차전지셀(40)을 전달받아 탈기공정을 수행하는 디가스챔버(400)를 포함하는 디가스시스템(1000)을 개시한다.

Description

이차전지셀의 디가스시스템{Degas system for secondary cell}
본 발명은 이차전지셀의 디가스시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 활성화공정을 마친 이차전지셀에 대한 디가스공정을 수행하는 이차전지셀 디가스시스템에 관한 것이다.
일반적으로 화학전지는 양전극과 음전극의 전극 한 쌍과 전해질로 구성되어 있는 전지로서, 전극과 전해질을 구성하는 물질에 따라 저장할 수 있는 에너지의 양이 달라진다.
이러한 화학전지는 충전반응이 매우 느려서 1회 방전 용도로만 쓰이는 일차전지와, 반복적인 충방전을 통해 재사용이 가능한 이차전지로 구분된다.
이차전지는 산업 전반에 걸쳐 다양한 기술분야에 적용되고 있으며, 일예로 와이어리스 모바일 기기와 같은 첨단 전자기기의 에너지원으로 사용되고 있을 뿐만 아니라 화석연료를 사용하는 기존의 가솔린 및 디젤 내연기관의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로도 주목 받고 있다.
이차전지는 전극 조립체를 수용하고 있는 케이스의 형상에 따라 여러 가지로 제조되고 있는데, 대표적인 형상으로 원통형, 각형, 파우치형 등이 있다.
통상적으로 원통형 이차전지는 원통형 알루미늄캔을 사용하고, 각형 이차전지는 각형의 알루미늄캔을 사용하며, 파우치형 이차전지는 알루미늄 등의 소재로 된 박판의 알루미늄 라미네이트 필름을 팩 형태로 한 파우치로 밀봉한 것으로 상대적으로 경량이면서 안정성이 우수하여 근래 들어 널리 사용되고 있다.
예로서, 파우치형 이차전지셀의 구성을 살펴보면, 음전극과 양전극 사이에 분리막인 세퍼레이터(separator)를 개재시켜 이루어진 전극/분리막조립체인 스택(stack)과, 이 스택을 내부에 밀봉 수용하는 것으로 알루미늄-라미네이트 필름으로 이루어진 파우치 그리고, 상기 스택에 일단이 연결되고 타단은 파우치의 외부로 노출되어 외부로 전류를 유도하기 위한 판상(板狀)의 음양극용 리드탭으로 구성된다.
이차전지셀은, 음전극, 양전극 및 그 사이에 개재되는 분리막으로 구성되는 전극/분리막조립체가 수용된 파우치 내부에 전해질을 주입한 후 밀봉함으로써 완성됨이 일반적이다.
완성된 이차전지셀에 대한 후공정으로서, 전해질 주입된 이차전지셀에 대한 활성화공정(충방전공정)과 충방전공정에 의해 이차전지셀 내부에 발생되는 가스를 제거하는 디가스공정을 마치고 나면 검사공정을 거친 후 최종적으로 이차전지로써 기능할 수 있다.
한편, 디가스공정을 위한 이차전지셀 디가스시스템의 경우, 디가스공정을 위한 모듈들의 종류나 개수가 다양하게 구성될 수 있으므로, 장치의 생산성 향상이나 시스템 확장성에 있어 각 모듈들의 효율적인 배치가 매우 중요하다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 중요성을 인식하여, 탈기공정을 수행하는 디가스챔버를 이차전지셀을 이송하는 셀트랜스퍼부의 이동경로에서 벗어난 일측에 설치함으로써, 시스템 확장이 용이하며 생산성을 향상시킬 수 있고 시스템의 풋프린트를 최소화 할 수 있는 이차전지셀 디가스시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은, 디가스챔버가 상부챔버와 하부챔버로 구성됨으로써 부품교환이 편리한 바, 탈기공정이 수행되는 이차전지셀의 규격이나 종류가 변경되더라도 변경된 이차전지셀에 적합하게 디가스챔버를 다시 구성하기 용이하며 디가스챔버를 구성하는데 소요되는 제작비용이 크게 절감될 수 있는 이차전지셀의 디가스시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은, 디가스챔버가 상부챔버와 하부챔버로 구성됨으로써 탈기공정을 수행하는 동안 이차전지셀의 판면을 가압하는 셀가압부를 디가스챔버 외부에 설치할 수 있으며, 그에 따라 디가스챔버의 크기를 소형화할 수 있는 이차전지셀의 디가스시스템을 제공하는데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 탈기공정 전 활성화공정을 마친 이차전지셀(40)을 로딩위치(P1)로 로딩하기 위한 셀로딩부(100)와; 탈기공정이 완료된 이차전지셀(40)을 언로딩위치(P2)에서 언로딩하기 위한 셀언로딩부(200)와; 상기 로딩위치(P1) 및 상기 언로딩위치(P2) 사이에 형성된 이동경로(L)를 따라 이동가능하게 설치되어 이차전지셀(40)을 이송하는 셀트랜스퍼부(300)와; 상기 셀트랜스퍼부(300)에서 이차전지셀(40)을 전달받아 탈기공정을 수행하는 디가스챔버(400)를 포함하는 디가스시스템(1000)을 개시한다.
상기 디가스챔버(400)는, 상기 셀트랜스퍼부(300)의 이동경로(L) 일측에 설치되며 하측에 개방부(411)가 형성되는 상부챔버(410)와; 상기 상부챔버(410)로 이차전지셀(40)을 도입하거나 상기 상부챔버(410)로부터 이차전지셀(40)을 배출하기 위하여 이차전지셀(40)을 지지한 상태로 상기 셀트랜스퍼부(300)의 이동경로(L) 상에 설정된 전달위치(P3)와 상기 상부챔버(410) 사이를 왕복이동하며 상기 상부챔버(410)의 개방부(411)에 결합되어 밀폐된 내부공간(S)을 형성하는 하부챔버(420)를 포함할 수 있다.
상기 셀로딩부(100)는, 탈기공정 전 활성화공정을 마친 다수의 이차전지셀(40)들이 적재된 로딩셀적재부(110)와, 상기 로딩셀적재부(110)에 적재된 이차전지셀(40)을 순차적으로 상기 로딩위치(P1)로 이송하는 로딩컨베이어부(120)를 포함할 수 있다.
상기 셀언로딩부(200)는, 상기 언로딩위치(P2)에 위치된 이차전지셀(40)을 외부로 배출하기 위한 언로딩컨베이어부(210)를 포함할 수 있다.
상기 셀트랜스퍼부(300)는, 상기 로딩위치(P1)에서 상기 전달위치(P3)로 이차전지셀(40)을 이송하여 상기 하부챔버(420)로 이차전지셀(40)을 전달하는 하나 이상의 제1셀트랜스퍼부(310)와, 상기 전달위치(P3)에서 상기 하부챔버(420)로부터 이차전지셀(40)을 전달받아 상기 언로딩위치(P2)로 이차전지셀(40)을 이송하는 하나 이상의 제2셀트랜스퍼부(320)를 포함할 수 있다.
상기 디가스챔버(400)는, 상기 전달위치(P3)와 상기 상부챔버(410)사이에서의 상기 하부챔버(420)의 이동을 구동하는 하부챔버구동부(430, 440)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 전달위치(P3)는, 상기 이동경로(L)를 따라 복수로 설정될 수 있다.
이때, 상기 디가스챔버(400)는, 상기 전달위치(P3) 마다 대응되어 설치될 수 있다.
상기 디가스챔버(400)는, 상기 이동경로(L)를 중심으로 좌측 및 우측에 교번하여 위치될 수 있다.
상기 이차전지셀(40)은, 제1전극시트(12) 및 제2전극시트(14)가 서로 교번하여 적층되며 상기 제1전극시트(13) 및 제2전극시트(14) 사이에 분리막(16)이 위치되며 전해액이 함침되는 전극/분리막조립체(10)와, 상기 전극/분리막조립체(10)를 밀봉하는 파우치(20)를 포함하는 판형구조를 가질 수 있다.
상기 디가스챔버(400)는, 상기 상부챔버(410)에 설치되어 직립상태로 지지된 이차전지셀(40)의 상측에 형성되는 가스포집영역(M)을 앞뒤로 관통하여 관통구(21)를 형성하는 관통구형성부(500)와, 상기 상부챔버(410)에 설치되어 상기 전극/분리막조립체(10)가 밀봉되도록 상기 관통구(21) 내측영역에서 파우치(20)를 밀봉하는 밀봉부(600)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템은, 탈기공정을 수행하는 디가스챔버를 이차전지셀을 이송하는 셀트랜스퍼부의 이동경로에서 벗어난 일측에 설치함으로써, 시스템 확장이 용이하며 생산성을 향상시킬 수 있고 시스템의 풋프린트를 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템은, 디가스챔버가 상부챔버와 하부챔버로 구성됨으로써 부품교환이 편리한 바, 탈기공정이 수행되는 이차전지셀의 규격이나 종류가 변경되더라도 변경된 이차전지셀에 적합하게 디가스챔버를 다시 구성하기 용이하며 디가스챔버를 구성하는데 소요되는 제작비용이 크게 절감될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템은, 디가스챔버가 상부챔버와 하부챔버로 구성됨으로써 탈기공정을 수행하는 동안 이차전지셀의 판면을 가압하는 셀가압부를 디가스챔버 외부에 설치할 수 있으며, 그에 따라 디가스챔버의 크기를 소형화할 수 있는 이점이 있다.
그에 따라, 본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템은, 디가스챔버의 체적을 최소화 할 수 있는 바, 보다 작은 용량의 진공펌프를 사용하여도 디가스챔버 내부의 진공분위기를 충분히 형성할 수 있는 바, 디가스챔버 내부공간을 진공으로 형성하기 위한 설비에 소요되는 공간이나 비용을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 디가스시스템에서 탈기공정이 수행되는 이차전지셀을 보여주는 평면도이다.
도 2는, 도 1의 B-B방향 단면도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템의 구성을 보여주는 X-Y평면도로써, 이차전지셀의 이동경로를 보여주는 개념도이다.
도 4는, 도 3의 구성 일부를 구체화 하여 설명하는 개념도이다.
도 5a 및 도 5b는, 도 4의 디가스챔버를 보여주는 측면도로써, 하부챔버의 동작을 설명하는 도면이다.
도 6은, 도 4의 디가스챔버의 하부챔버의 평면도이다.
도 7a 및 도 7b는, 도 6의 C-C방향 단면도로, 도 7b는 도 7a의 구성 일부의 동작 후 상태를 보여주는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는, 도 5a의 A-A방향 단면도로써, 디가스챔버의 동작을 설명하는 도면이다.
이하 본 발명에 따른 이차전지셀의 디가스시스템에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템(1000)은, 도 1 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 활성화공정을 마친 이차전지셀(40) 내부에 발생된 가스를 외부로 배출시켜 제거하는 탈기공정을 수행하는 시스템이다.
여기서 본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템(1000)에 의하여 탈기공정이 수행되는 이차전지셀(40)은, 원통형, 각형, 파우치형 등 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
예로서, 이차전지셀(40)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1전극시트(12) 및 제2전극시트(14)가 서로 교번하여 번갈아 가면서 적층되며 제1전극시트(12) 및 제2전극시트(14) 사이에 분리막(16)이 위치되는 전극/분리막조립체(10)와, 전극/분리막조립체(10)를 밀봉하는 파우치(20)와, 전극/분리막조립체(10)와 연결되며 파우치(20)의 외부로 돌출되는 리드탭(30)를 포함한다. 여기서, 도 1은 전체로 보아 사각판형의 이차전지셀(40)을 판면에 수직한 법선방향으로 바라본 평면도이다.
상기 전극/분리막조립체(10)는, 탈기공정 전에 전해액이 주입되어 함침될 수 있다.
상기 제1전극시트(12) 및 제2전극시트(14)는, 서로 번갈아가면서 적층되며 그 사이에 분리막(16)에 의하여 분리되는 전극들로서, 각각 이차전지셀(40)의 양극 및 음극을 형성하는 부재로서 전극 특성에 따라서 금속시트로 형성될 수 있다.
상기 제1전극시트(12) 및 제2전극시트(14)에는 전극탭들(미도시)이 각 전극시트로부터 연장되어 있다.
상기 분리막(16)은, 제1전극시트(12) 및 제2전극시트(14) 사이에 개재되는 부재로서, 전해질에 대한 높은 젖음성과 높은 내화학성을 가지는 재질을 가짐이 바람직하다.
상기 분리막(16)은, 이차전지셀(40)을 구성하는 제1전극시트(12) 및 제2전극시트(14)의 재질, 전해질의 물성 등에 따라서 다양한 재질을 가질 수 있다.
상기 파우치(20)는, 전해질에 함침된 전극/분리막조립체(10)를 밀봉하는 부재로서 제1전극시트(12) 및 제2전극시트(14)의 재질, 전해질의 물성 등에 따라서 다양한 재질을 가질 수 있다.
예로서, 상기 파우치(20)는, 알루미늄층의 일면에 나일론층, 타면에 P.P층이 라미네이트되어 형성될 수 있다.
상기 리드탭(30)는, 양극 및 음극 한 쌍으로 이루어지며, 일단은 전극/분리막조립체(10)와 연결되며 타단은 파우치(20)의 외부로 돌출된다.
상기 리드탭(30)는, 각 전극시트(12, 14)로부터 연장된 복수의 전극탭들과 용접에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1 내지 도 2는, 한 쌍의 리드탭(30)이 이차전지셀(40)의 대향하는 측면에 각각 용접된 경우를 도시하였으나, 일 측면에 모두 형성된 경우도 가능함은 물론이다.
또한, 상기 리드탭(30)의 상하면 적어도 일부에는 파우치(20)와의 밀봉도를 높이고 동시에 전기적 절연상태를 확보하기 위한 리드필름(31)이 부착될 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 디가스시스템(1000)은, 도 3 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 탈기공정 전 활성화공정을 마친 이차전지셀(40)을 로딩위치(P1)로 로딩하기 위한 셀로딩부(100)와; 탈기공정이 완료된 이차전지셀(40)을 언로딩위치(P2)에서 언로딩하기 위한 셀언로딩부(200)와; 로딩위치(P1) 및 언로딩위치(P2) 사이에 형성된 이동경로(L)를 따라 이동가능하게 설치되어 이차전지셀(40)을 이송하는 셀트랜스퍼부(300)와; 셀트랜스퍼부(300)에서 이차전지셀(40)을 전달받아 탈기공정을 수행하는 디가스챔버(400)를 포함한다.
상기 셀로딩부(100)는, 탈기공정 전 활성화공정을 마친 이차전지셀(40)을 로딩위치(P1)로 로딩하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 셀로딩부(100)는, 탈기공정 전 활성화공정을 마친 다수의 이차전지셀(40)들이 적재된 로딩셀적재부(110)와, 로딩셀적재부(110)에 적재된 이차전지셀(40)을 순차적으로 상기 로딩위치(P1)로 이송하는 로딩컨베이어부(120)를 포함할 수 있다.
상기 로딩셀절재부(110)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수로 구비될 수 있으며, 활성화공정을 마치고 탈기공정이 수행될 다수의 이차전지셀(40)들이 적재되는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 로딩컨베이어부(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 열로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 시스템의 생산성을 향상시키기 위하여 2열로 배치될 수 있다.
상기 로딩컨베이버부(120)는, 로딩셀적재부(110)에서 순차적으로 배출된 이차전지셀(40)들을 로딩위치(P1)로 이송하기 위한 구성으로, 다양한 구성이 가능하다.
상기 셀언로딩부(200)는, 탈기공정이 완료된 이차전지셀(40)을 언로딩위치(P2)에서 언로딩하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
여기서, 언로딩위치(P2)는, 평면상 로딩위치(P1)와 이격된 위치에 설정될 수 있으며, 시스템 구성에 따라 다양한 지점에 설정될 수 있음은 물론이다.
상기 셀언로딩부(200)는, 탈기공정이 완료된 후 언로딩위치(P2)에 위치된 이차전지셀(40)을 시스템 외부로 언로딩할 수 있으며, 예로서, 언로딩위치(P2)에 위치된 이차전지셀(40)을 외부로 배출하기 위한 언로딩컨베이어부(210)를 포함할 수 있다.
상기 언로딩컨베이어부(210)는, 언로딩위치(P2)에 위치된 이차전지셀(40)을 외부로 배출하는 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 예로서 상술한 로딩컨베이어부(120)와 유사하게 구성될 수 있음은 물론이다.
상기 셀트랜스퍼부(300)는, 로딩위치(P1) 및 언로딩위치(P2) 사이에 형성된 이동경로(L)를 따라 이동가능하게 설치되어 이차전지셀(40)을 이송하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 셀트랜스퍼부(300)는, 로딩위치(P1)에서 이차전지셀(40)을 픽업하여 전달위치(P3)로 이동하여 픽업한 이차전지셀(40)을 후술하는 디가스챔버(400)로 전달하며, 후술하는 디가스챔버(400)를 통해 탈기공정 완료된 이차전지셀(40)을 전달위치(P3)에서 픽업하여 언로딩위치(P2)로 이동하여 언로딩위치(P2)에 전달할 수 있다.
이때, 상기 전달위치(P3)는, 셀트랜스퍼부(300)의 이동경로(L) 상에 설정될 수 있고, 바람직하게는, 이동경로(L)를 따라 복수로 설정될 수 있다.
구체적으로, 상기 셀트랜스퍼부(300)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 로딩위치(P1)에서 전달위치(P3)로 이차전지셀(40)을 이송하여 하부챔버(420)로 이차전지셀(40)을 전달하는 하나 이상의 제1셀트랜스퍼부(310)와, 전달위치(P3)에서 하부챔버(420)로부터 이차전지셀(40)을 전달받아 언로딩위치(P2)로 이차전지셀(40)을 이송하는 하나 이상의 제2셀트랜스퍼부(320)를 포함할 수 있다.
상기 제1셀트랜스퍼부(310)는, 로딩위치(P1)에서 한번에 하나 이상의 이차전지셀(40)을 픽업하여 전달위치(P3)로 이동하여 이차전지셀(40)을 전달할 수 있고, 도시하지는 않았으나 복수로 구성될 수 있다.
유사하게, 상기 제2셀트랜스퍼부(320)는, 전달위치(P1)에서 한번에 하나 이상의 이차전지셀(40)을 픽업하여 언로딩위치(P2)로 이동하여 이차전지셀(40)을 전달할 수 있고, 도시하지는 않았으나 복수로 구성될 수 있다.
상기 제1셀트랜스퍼부(310) 및 상기 제2셀트랜스퍼부(320)는, 이동경로(L) 상에서 상호 간섭없이 이동하도록 제어될 수 있다.
상기 디가스챔버(400)는, 셀트랜스퍼부(300)에서 이차전지셀(40)을 전달받아 탈기공정을 수행하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 디가스챔버(400)는, 셀트랜스퍼부(300)로부터 이차전지셀(40)을 전달받는 전달위치(P3)와 이격된 위치에 설치되며 하측에 개방부(411)가 형성되는 상부챔버(410)와; 상부챔버(410)로 이차전지셀(40)을 도입하거나 상부챔버(410)로부터 이차전지셀(40)을 배출하기 위하여 이차전지셀(40)을 지지한 상태로 전달위치(P3)와 상부챔버(410) 사이를 왕복이동하며 상부챔버(410)의 개방부(411)에 결합되어 밀폐된 내부공간(S)을 형성하는 하부챔버(420)를 포함할 수 있다.
종래 디가스챔버는, 탈기공정 대상이 되는 이차전지셀마다 규격이 다르기때문에 이차전지셀 규격별로 디가스챔버 내부의 부품을 교체해야하는 번거로움이 있는데, 본 발명에 따른 디가스챔버(400)는, 상부챔버(410)와 분리/결합 가능한 하부챔버(420)를 구비함으로써, 이차전지셀의 규격이 변경될 때 부품교환이 용이하고 그에 따라 시스템 제작비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
상기 상부챔버(410)는, 전달위치(P3)와 이격된 위치, 즉 셀트랜스퍼부(300)d의 이동경로(L) 일측에 설치되며 하측에 개방부(411)가 형성되는 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 강성을 위해 금속재질로 이루어질 수 있다.
상기 하부챔버(420)는, 상부챔버(410)로 이차전지셀(40)을 도입하거나 상부챔버(410)로부터 이차전지셀(40)을 배출하기 위하여 이차전지셀(40)을 지지한 상태로 전달위치(P3)와 상부챔버(410) 사이를 왕복이동하며 상부챔버(410)의 개방부(411)에 결합되어 밀폐된 내부공간(S)을 형성하는 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 강성을 위해 금속재질로 이루어질 수 있다.
즉, 상기 하부챔버(420)가 전달위치(P3)에 위치되면 제2셀트랜스퍼부(320)가 하부챔버(420)에 지지된 이차전지셀(40)(탈기공정 완료된 것)을 픽업하여 언로딩위치(P2)로 이동하고, 제1셀트랜스퍼부(310)가 이차전지셀(40)(탈기공정 수행될 것)을 픽업한 상태로 전달위치(P3)로 이동하여 빈 하부챔버(420)에 이차전지셀(40)을 전달할 수 있다.
이때, 상기 하부챔버(420)는, 셀트랜스퍼부(300)를 통해 전달받은 이차전지셀(40)을 직립상태로 지지하는 셀지지부(800)를 포함할 수 있다.
상기 셀지지부(800)는, 도 6 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 하부챔버(410) 내부에 위치되어 직립상태의 이차전지셀(40)의 양측 판면을 지지하는 한 쌍의 지지플레이트(810)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 셀지지부(800)는, 하부챔버(420)의 외부에 위치되는 한 쌍의 외부플레이트(820)와, 하부챔버(420)의 측벽에 대해 이동가능하게 관통설치되어 한 쌍의 외부플레이트(820) 각각을 상기 한 쌍의 지지플레이트(810) 각각에 결합시키는 결합샤프트부(830)를 추가로 포함할 수 있다.
이를 통해, 한 쌍의 외부플레이트(820) 중 적어도 하나에 외력을 가함으로써 하부챔버(420) 내측의 한 쌍의 지지플레이트(810) 사이의 간격이 조정될 수 있다.
다만, 상기 셀지지부(800)는, 한 쌍의 외부플레이트(820)에 외력이 가해지지 않는 상태에서 한 쌍의 지지플레이트(810)의 이차전지셀(40)에 대한 지지력을 유지하기 위하여 결합샤프트부(830)에 설치되는 탄성부재(840)를 포함할 수 있다.
상기 탄성부재(840)는, 외력에 의한 변형을 보상하는 복원력을 형성할 수 있다면 다양한 재질 및 형상으로 이루어질 수 있으며, 예로서 결합샤프트부(830)의 외주면에 감기는 코일스프링일 수 있다.
상기 탄성부재(840)는, 지지플레이트(810)와 하부챔버(420) 내측벽 사이 또는 외부플레이트(820)와 하부챔버(420) 외측벽 사이에 설치될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 디가스챔버(400)는, 한 쌍의 지지플레이트(810) 사이의 간격이 조정되도록 한 쌍의 외부플레이트(424) 중 적어도 어느 하나에 외력을 가하는 간격조정부(850)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 간격조정부(850)는, 도 7a 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 외부플레이트(820)에 접촉하여 한 쌍의 외부플레이트(820) 사이의 간격이 멀어지는 방향(간격조정방향)으로 외력을 가하는 간격조정부재(852)와, 간격조정부재(852)의 상하이동 및 간격조정방향으로의 수평이동을 구동하는 간격조정부재구동부(854)를 포함할 수 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 간격조정부재(852)가 하측으로 이동하여 외부플레이트(820)에 외력을 가하고 있지 않을 때, 한 쌍의 지지플레이트(810)는 탄성부재(840)의 탄성력에 의해 한 쌍의 지지플레이트(810) 사이의 간격을 유지하며 이차전지셀(40)의 양측 판면을 지지할 수 있다.
반대로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 간격조정부재(852)가 하나의 외부플레이트(820)를 한 쌍의 외부플레이트(820) 사이의 간격이 멀어지는 방향으로 외력을 가함으로써 외부플레이트(820)와 결합된 한 쌍의 지지플레이트(810) 사이의 간격이 벌어질 수 있고 그에 따라 한 쌍의 지지플레이트(810) 사이에서 이차전지셀(40)을 배출하거나 한 쌍의 지지플레이트(810) 사이로 이차전지셀(40)을 도입할 수 있다.
이때, 상기 디가스챔버(400)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 지지플레이트(810) 사이에 이차전지셀(40)이 위치되었는지 여부를 감지하기 위한 셀감지부(460)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 셀감지부(460)는, 비접촉식으로 이차전지셀(40)의 도입여부를 확인할 수 있는 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 예로서 광센서로 이루어 질 수 있다.
한편, 상기 하부챔버(420)는, 직립상태의 이차전지셀(40)의 판면의 평면방향을 따라 복수의 이차전지셀(40)을 지지하기 위하여 셀지지부(800)를 복수개 구비할 수 있다.
한편, 제1셀트랜스퍼부(310)로부터 전달위치(P3)에서 이차전지셀(40)을 전달받은 하부챔버(420)는, 다시 상부챔버(410)로 이동하여 상부챔버(410)의 하측에 결합할 수 있다.
이때, 상기 디가스챔버(400)는, 전달위치(P3)와 상부챔버(410)사이에서의 하부챔버(420)의 이동을 구동하는 하부챔버구동부(430, 440)를 포함할 수 있다.
상기 하부챔버구동부(430, 440)는, 전달위치(P3)와 상부챔버(410)사이에서의 하부챔버(420)의 이동을 구동하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상부 하부챔버구동부(430, 440)는, 전달위치(P3)와 상부챔버(410)의 하측 사이에서 하부챔버(420)의 전후진이동(도 3 기준, Y축방향)을 구동하는 전후진구동부(430)와; 상부챔버(410)의 하측에서 하부챔버(420)의 승하강이동(도 3 기준, Z축방향)을 구동하는 승하강구동부(440)를 포함할 수 있다.
상기 전후진구동부(430)는, 전달위치(P3)와 상부챔버(410)의 하측 사이에서 하부챔버(420)의 전후진이동(도 3 기준, Y축방향)을 구동할 수 있다면 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 전후진구동부(430)는, 도 5a 내지 도 5b 및 도 7a 내지 도 7b에 도시된 바와 같이, 하부챔버(420)의 전후진방향을 따라 설치되는 가이드레일(432)와, 가이드레일(432)에 이동가능하게 결합되는 이동블럭(434)과, 이동블럭(434)과 하부챔버(420)를 결합시키는 결합부재(436)와, 이동블럭(434)의 이동을 구동하는 구동부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 승하강구동부(440)는, 상부챔버(410)의 하측에서 하부챔버(420)의 승하강이동을 구동하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 승하강구동부(440)는, 도 5a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 하부챔버(420)의 하측에 결합되는 제1받침부재(441)과, 상부챔버(410)의 하측에 설치되어 사이로 진입한 제1받침부재(441)을 떠받쳐 들어올리는 제2받침부재(443)과, 제2받침부재(443)의 승하강이동을 구동하는 승강구동부(444)를 포함할 수 있다.
상기 제1받침부재(441)는 하부챔버(420)의 하측에 결합된 하나 이상의 로드(445)의 끝단에 결합될 수 있다.
상기 승강구동부(445)는, 제2받침부재(443)의 승하강이동을 구동하는 구성으로, 공압/유압 등의 다양한 방식의 액추에이터로 구성될 수 있다.
한편, 상기 디가스챔버(400)는, 상부챔버(410)에 설치되어 직립상태로 지지된 이차전지셀(40)의 상측에 형성되는 가스포집영역(M)을 앞뒤로 관통하여 관통구(21)를 형성하는 관통구형성부(500)와, 상부챔버(410)에 설치되어 전극/분리막조립체(10)가 밀봉되도록 관통구(21) 내측영역에서 파우치(20)를 밀봉하는 밀봉부(600)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 관통구형성부(500)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부챔버(410)에 설치되어 상부챔버(410) 내부로 인입된 이차전지셀(40)의 상측에 관통구(21)를 형성하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 관통구형성부(500)는, 도 8a 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 끝단에 관통구(21) 형성을 위한 칼날부(502)가 구비되는 제1피어싱부재(510)와, 제1피어싱부재(510)의 전후진이동을 구동하는 제1피어싱부재구동부(520)와, 이차전지셀(40)의 가스포집영역(M)을 사이에 두고 제1피어싱부재(510)와 대향하도록 설치되며 칼날부(502)의 관통구(21) 형성 시 이차전지셀(40)의 타면을 지지하는 제2피어싱부재(530)와, 제2피어싱부재(530)의 전후진이동을 구동하는 제2피어싱부재구동부(540)를 포함할 수 있다.
상기 제1피어싱부재(510) 및 제2피어싱부재(530)는, 제1피어싱부재구동부(520) 및 제2피어싱부재구동부(540)에 의해 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동될 수 있다.
또한, 도시하지는 않았으나, 제2피어싱부재(530)에는, 이차전지셀(40)의 파우치(20)를 관통한 칼날부(502)와 간섭되지 않도록 형성되는 개구(미도시)를 구비할 수 있다.
상기 제1피어싱부재구동부(520) 및 제2피어싱부재구동부(540)는, 다양한 구동방식이 적용될 수 있으며, 예로서, 공압 또는 유압의 액추이이터로 구성될 수 있다.
상기 밀봉부(600)는, 상부챔버(410)에 설치되어 전극/분리막조립체(10)가 밀봉되도록 관통구(21) 내측영역에서 파우치(20)를 밀봉하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 밀봉부(600)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 관통구(21)의 내측에서 파우치(20)를 밀봉하므로, 관통구형성부(500) 보다 하측에 설치됨이 바람직하다.
예로서, 상기 밀봉부(600)는, 도 8a 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 상부챔버(410)로 인입된 이차전지셀(40)을 중심으로 양측에 설치되는 제1밀봉부(600a) 및 제2밀봉부(600b)를 포함할 수 있다.
상기 제1밀봉부(600a) 및 상기 제2밀봉부(600b)는, 이차전지셀(40)을 중심으로 서로 대향하도록 설치되며 각각 이차전지셀(40)의 파우치(20) 양면을 가압하여 열융착시킴으로써 파우치(20)를 밀봉라인(24)를 따라 밀봉할 수 있다.
상기 제1밀봉부(600a)는, 파우치(20)의 일면을 가압하기 위한 제1밀봉부재(610a)와, 제1밀봉부재(610a)의 전후진이동을 구동하기 위한 제1밀봉부재구동부(620a)를 포함할 수 있다.
유사하게, 상기 제2밀봉부(600b)는, 파우치(20)의 타면을 가압하기 위한 제2밀봉부재(610b)와, 제2밀봉부재(610b)의 전후진이동을 구동하기 위한 제2밀봉부재구동부(620b)를 포함할 수 있다.
상기 제2밀봉부재(610a) 및 제2밀봉부재(610b)는, 제1밀봉부재구동부(620a) 및 제2밀봉부재구동부(620b)에 의해 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동될 수 있다.
또한, 상기 제2밀봉부재(610a) 및 제2밀봉부재(610b)는, 미리 설정된 밀봉라인(24)을 따라 파우치(20)를 밀봉하기 위하여 파우치(20)와 직접 접촉되는 끝단의 형상이 다양하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 디가스챔버(400)는, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 하부챔버(420)가 상부챔버(410)에 결합된 상태에서 한 쌍의 외부플레이트(820)를 각각 내측으로 가압하는 셀가압부(700)를 추가로 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 셀가압부(700)는, 탈기공정 과정에서 이차전지셀(40) 중 파우치(20) 중앙부 내측에 위치된 전극/분리막조립체(10)에 전해액이 고르게 함침되도록 하는 것을 목적으로 하는 바, 상술한 밀봉부(600)보다 하측에서 상부챔버(410) 외부에 위치되며, 하부챔버(420) 결합시 하부챔버(420)의 외부플레이트(820)에 대응되는 위치에 설치됨이 바람직하다.
즉, 본 발명의 경우, 셀가압부(710)가 상부챔버(410) 외부에 설치됨으로써 상부챔버(410)의 상하높이를 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, 종래 디가스챔버의 경우, 디가스챔버 내에 가압기능을 수행하는 셀가압부가 포함되어 있으므로, 디가스챔버의 크기가 커지는 문제점이 있는데, 본 발명의 경우, 디가스챔버(400)를 상부챔버(410)와 하부챔버(420)로 구성하고 셀가압부(700)를 디가스챔버(400) 외부에 설치함으로써, 디가스챔버(400)의 크기를 소형화할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 셀가압부(700)는, 한 쌍의 외부플레이트(820) 중 하나를 가압하는 제1셀가압부(700a)와, 하부챔버(420)를 사이에 두고 제1셀가압부(700a)와 대향하여 한 쌍의 외부플레이트(820) 중 나머지 하나를 가압하는 제2셀가압부(700b)를 포함할 수 있다.
상기 제1셀가압부(700a)는, 끝단에 한 쌍의 외부플레이트(810) 중 하나와 직접 접촉되는 제1가압부재(702a)를 구비하는 제1가압블록(710a)과, 제1가압블록(710a)의 전후진이동을 구동하는 제1가압블록구동부(720a)를 포함할 수 있다.
비슷하게, 상기 제2셀가압부(700b)는, 끝단에 한 쌍의 외부플레이트(810) 중 나머지 하나와 직접 접촉되는 제2가압부재(702b)를 구비하는 제2가압블록(710b)과, 제2가압블록(710b)의 전후진이동을 구동하는 제2가압블록구동부(720b)를 포함할 수 있다.
상기 제1가압부재(710a) 및 제2가압부재(710b)는, 제1가압부재구동부(720a) 및 제2가압부재구동부(720b)에 의해 서로 멀어지거나 가까워지는 방향으로 이동될 수 있다.
한편, 상기 상부챔버(410) 및 하부챔버(420)는, 지지프레임(900)을 통해 지면에 설치될 수 있다.
상기 지지프레임(900)은, 상부챔버(410) 및 하부챔버(420)와 함께 부수적인 구성요소들이 설치되는 베이스구조로서 다양한 구성이 가능하며, 강성이 있는 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
먼저, 상기 지지프레임(900)은, 하부챔버(420)를 지지함과 아울러 하부챔버(420)가 전후진이동 가능하도록 전후진구동부(430)가 설치되는 하부챔버지지프레임(910)과, 하부챔버지지프레임(910)을 지면에 설치하기 위한 지지하는 제1레그프레임(930)과, 하부챔버지지프레임(910)의 상측에 이격되어 설치되며 상부챔버(410)를 지지하는 상부챔버지지프레임(940)과, 상부챔버지지프레임(940)과 하부챔버지지프레임(910) 사이에 설치되어 상부챔버지지프레임(940)을 지지하는 제2레그프레임(920)을 포함할 수 있다.
상기 하부챔버지지프레임(910)에는, 전후진구동부(430)의 가이드레일(432)이 설치될 수 있고 하부챔버(410)의 하측에 설치되는 제1받침부재(441)의 전후진이동에 간섭되지 않도록 개구부(901)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 하부챔버지지프레임(910)에는 하부챔버(420)의 전후진 선형이동을 가이드하기 위한 보조가이드레일(426)이 하부챔버(420)의 이동방향을 따라 설치될 수 있다.
상기 보조가이드레일(426)에는 하부챔버(420)의 하측에 설치되는 보조가이드블록(424)이 이동가능하게 결합될 수 있다.
상기 보조가이드블록(424)는, 하부챔버(420)의 제1받침부재(441)와 결합된 이동플레이트(422)의 저면에 구비될 수 있다.
상기 제1레그프레임(930)은, 하부챔버지지프레임(910)을 지면에서 이격시켜 지지하는 구성으로, 하부에 지지프레임(900)의 이동을 위한 바퀴부가 설치되거나 또는 지면에 마찰을 통해 고정되는 고정부가 구비될 수 있다.
상기 상부챔버지지프레임(940)은, 하부챔버지지프레임(910)의 상측에 이격되어 설치되며 상부챔버(410)를 지지하는 구성으로 상부챔버(410)의 개방부(411) 가장자리에서 상부챔버(410)를 지지할 수 있다.
이를 위해, 상부챔버지지프레임(940)에는, 개방부(411)를 막지 않으면서 상부챔버(410)를 지지하기 위하여 개구부(941)가 형성될 수 있다.
상기 개구부(941)를 통해 하부챔버(420)가 상부챔버(410)의 개방부(411) 둘레에 밀착되어 밀폐된 공간(S)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 상부챔버지지프레임(940)의 저면에는 상술한 셀가압부(700)가 설치될 수 있다.
상기 제2레그프레임(920)은, 상부챔버지지프레임(940)을 하부챔버지지프레임(910)에서 이격시켜 지지하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
상기 상부챔버(410)와 하부챔버(420)가 결합됨으로써 디가스챔버(400)가 구성되며, 밀폐된 내부공간(S)이 형성될 수 있고, 내부공간(S)에서 이차전지셀(40)에 대한 탈기공정이 수행될 수 있다.
한편, 상기 디가스시스템(1000)은, 탈기공정 완료된 이차전지셀(40)의 무게를 측정하여 양품여부를 판단하는 무게측정유닛(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 무게측정유닛은, 이차전지셀(40)의 무게를 측정하고 측정된 무게가 미리 설정된 무게보다 가벼운 경우 해당 이차전지셀(40)에 함침된 전해액의 양이 부족한 것으로 판단하여 양품이 아닌 것으로 판단하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
이때, 상기 이차전지셀 디가스시스템(1000)은, 상술한 무게측정부에 의해 측정된 무게에 따라 불량으로 판단된 이차전지셀(40)을 분류하여 배출하는 제1배출부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 디가스챔버(400) 내에 진공분위기가 형성됨에 따라 이차전지셀(40)의 전해액이 증발하여 내부의 전해액이 기준보다 적어지는 문제점이 발생할 수 있는데, 본 발명은 무게측정유닛과 제1배출부를 설치함으로써 탈기공정 중 발생할 수 있는 불량 이차전지셀(40)을 사전에 선별하여 후속공정에서 제외시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템(1000)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 셀트랜스퍼부(300)의 이동경로(L)을 따라 복수의 디가스챔버(400)들이 설치될 수 있다.
즉, 이동경로(L)를 따라 전달위치(P3)가 복수개로 설정되며, 디가스챔버(400)들은 전달위치(P3)마다 대응되어 설치될 수 있다.
특히, 복수의 디가스챔버(400)들이 설치되는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 이동경로(L)를 중심으로 좌측 및 우측에 교번하여 위치될 수 있고, 그에 따라 시스템의 크기가 커지는 것을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 이송경로(L)의 일측에 디가스챔버(400)가 설치되므로, 디가스챔버(400)의 개수를 증가시키기 용이하여 시스템의 확장성이 우수하고 디가스시스템(1000)의 생산성이 크게 향상될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템(1000)은, 언로딩위(P2)에서 탈기공정 완료된 이차전지셀(40)을 전달받아 이차전지셀(40)을 최종적으로 실링하는 실링모듈(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 실링모듈은 최종적으로 이차전지셀(40)의 가장자리를 미리 설정된 스펙에 적합하게 실링하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템(1000)은, 실링모듈에서 실링 완료된 이차전지셀(40)을 전달받아 해당 이차전지셀(40)의 가장자리를 미리 설정된 규격에 맞게 컷팅하는 컷팅모듈(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 컷팅모듈은, 이차전지셀(40)의 판면 가장자리 파우치(20) 날개부분을 규격에 맞는 길이로 재단하기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템(1000)은, 컷팅모듈에서 컷팅 완료된 이차전지셀(40)을 전달받아 해당 이차전지셀(40)의 가장자리를 테이핑하는 테이핑모듈(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 테이핑모듈은, 컷팅된 이차전지셀(40)의 경우 판면의 가장자리 부분에 파우치(20)의 단면이 드러나 절연이 필요할 수 있는 바, 이차전지셀(40)의 가장자리를 절연재질의 테이프로 테이핑하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템(1000)은, 테이핑모듈에서 테이핑 완료된 이차전지셀(40)을 전달받아 해당 이차전지셀(40)의 가장자리를 미리 설정된 각도로 폴딩하는 폴딩모듈(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 폴딩모듈은, 이차전지셀(40)의 가장자리 파우치(20) 부분을 전극/분리막조립체(10)를 향해 적어도 1회 이상 말아 접기 위한 구성으로 다양한 구성이 가능하며, 예로서 가장자리 파우치(20) 부분을 전극/분리막조립체(10)를 향해 90°, 180°, 360°등의 각도로 순차적으로 폴딩하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 이차전지셀 디가스시스템(1000)은, 실링모듈에서 실링 완료된 이차전지셀(40)을 전달받아 해당 이차전지셀(40)의 양품여부를 검사하는 검사모듈(미도시)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 검사모듈에서 수행되는 검사공정은, 이차전지셀(40)이 외부로 배출되기 전에 마지막 공정으로서 수행됨이 바람직하다.
상기 검사모듈은, 탈기공정에 포함되는 여러 과정(디가스, 실링, 컷팅, 테이핑, 폴딩 등)을 거친 이차전지셀(40)이 최종적으로 미리 설정된 기준을 만족하는지 여부를 검사하는 구성으로 다양한 구성이 가능하다.
예로서, 상기 검사모듈은, 이차전지셀(40)에 대한 절연검사를 수행하는 절연검사부와, 이차전지셀(40)에 대한 두께검사를 수행하는 두께검사부와, 이차전지셀(40)에 대한 IR/OCV 검사를 수행하는 IR/OCV검사부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 절연검사부, 상기 두께검사부 및 상기 IR/OCV검사부는, 회전하는 턴테이블로 전달된 이차전지셀(40)의 회전이송경로를 따라 설치될 수 있다.
이러한 턴테이블 방식의 구성은, 상술한 실링모듈, 컷팅모듈, 테이핑모듈, 폴딩모듈에도 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명에 따른 이차전지셀 디가스시스템(1000)은, 검사모듈에서의 검사결과에 따라 불량으로 판단된 이차전지셀(40)을 분류하여 배출하는 제2배출부(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
이하, 상술한 구성을 포함하는 디가스시스템(1000)에서 수행되는 이차전지셀(40)의 디가스과정을 자세히 설명한다.
상기 디가스챔버(400)에서 탈기공정이 수행되기 전의 이차전지셀(40)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 이차전지셀(40)의 일측 파우치(20)가 나머지 측면들 보다 길게 연장형성되고 가장자리라인(22)이 실링되어 이차전지셀(40) 내부의 가스가 모이는 가스포집공간(M)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 탈기공정이 수행되기 전의 이차전지셀(40)은 활성화공정을 통해 가스포집공간(M)에 가스가 모일 수 있도록 가스포집공간(M)를 포함하여 가장자리라인(22)이 실링된 상태로 로딩위치(P1)에서 셀트랜스퍼부(300)에 픽업되어 전달위치(P3)에서 하부챔버(420)로 전달된다.
상기 하부챔버(420)는 상부챔버(410)로 이동하여 상부챔버(410)의 하측 개방부(411)에 결합됨으로써 하부챔버(420)에 지지된 이차전지셀(40)이 디가스챔버(400)의 내부공간(S)으로 도입된다.
이때, 상기 상부챔버(410)에는 내부공간(S)을 진공상태에서 대기압상태로, 반대로 대기압상태에서 진공상태로 전환될 수 있도록 하는 진공펌프(미도시)가 펌핑라인(412)을 통해 설치될 수 있고, 진공펌프를 통해 탈기공정 수행 시 내부공간(S)을 진공분위기로 조성할 수 있다.
상기 상부챔버(410)와 하부챔버(420)가 결합된 상태에서 내부공간(S)을 진공분위기로 조성하면, 이차전지셀(40)의 가스포집공간(M)에 충방전공정 과정에서 발생된 가스가 포집된다.
이때, 관통구형성부(500)를 통해 가스포집공간(M)에 관통구(21)가 형성될 수 있다.
상기 관통구(21)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 파우치(20) 중 가스포집영역(M)에 형성되는 구성으로 다양한 구성이 가능하다. 상기 관통구(21)를 통해 가스포집공간(M)에 모인 가스가 이차전지셀(40) 외부로 배출될 수 있다.
활성화공정(충방전공정)을 마친 이차전지셀(40)의 내부 전해질은 겔화된 상태로 존재하는데, 이러한 겔화된 전해질이 이차전지셀(40) 내부에 고르게 펴지도록 하는 것이 이차전지셀(40)의 성능향상에 있어 중요한 요소가 될 수 있는 바, 겔화된 전해질을 고르게 펴지도록 하면서 가스배출을 보다 효율적이고 용이하게 수행하기 위하여, 가스배출 전 또는 가스배출 과정에서, 상술한 셀가압부(700)가 이차전지셀(40)의 양측 판면을 간헐적으로 또는 주기적으로 가압할 수 있다.
상기 관통구(21)를 통한 가스배출이 완료되면, 상술한 밀봉부(600)를 통해 밀봉라인(24)이 밀봉될 수 있다. 여기서의 밀봉은, 진공분위기에서 수행되는 프리실링일 수 있다.
상기 밀봉라인(24)에 의해, 전극/분리막조립체(10)가 가스포집공간(M)이나 관통구(21)와 분리될 수 있다.
밀봉과정을 완료함으로써 탈기공정이 마무리 될 수 있고, 그에 따라 하부챔버(420)가 상부챔버(410)에서 분리되어 다시 전달위치(P3)로 이동된다.
셀트랜스퍼부(300)는 전달위치(P3)에서 하부챔버(420)로부터 탈기공정 완료된 이차전지셀(40)을 픽업하여 언로딩위치(P2)로 이동함으로써 셀언로딩부(200)를 통해 이차전지셀(40)을 배출할 수 있고, 상술한 실링단계, 컷팅단계, 테이핑단계, 및 폴딩딘계가 순차적으로 수행될 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
40: 이차전지셀 100: 셀로딩부
200: 셀언로딩부 300: 셀트랜스퍼부
400: 디가스챔버

Claims (9)

  1. 탈기공정 전 활성화공정을 마친 이차전지셀(40)을 로딩위치(P1)로 로딩하기 위한 셀로딩부(100)와;
    탈기공정이 완료된 이차전지셀(40)을 언로딩위치(P2)에서 언로딩하기 위한 셀언로딩부(200)와;
    상기 로딩위치(P1) 및 상기 언로딩위치(P2) 사이에 형성된 이동경로(L)를 따라 이동가능하게 설치되어 이차전지셀(40)을 이송하는 셀트랜스퍼부(300)와;
    상기 셀트랜스퍼부(300)에서 이차전지셀(40)을 전달받아 탈기공정을 수행하는 디가스챔버(400)를 포함하며,
    상기 디가스챔버(400)는, 상기 셀트랜스퍼부(300)의 이동경로(L) 일측에 설치되며 하측에 개방부(411)가 형성되는 상부챔버(410)와; 상기 상부챔버(410)로 이차전지셀(40)을 도입하거나 상기 상부챔버(410)로부터 이차전지셀(40)을 배출하기 위하여 이차전지셀(40)을 지지한 상태로 상기 셀트랜스퍼부(300)의 이동경로(L) 상에 설정된 전달위치(P3)와 상기 상부챔버(410) 사이를 왕복이동하며 상기 상부챔버(410)의 개방부(411)에 결합되어 밀폐된 내부공간(S)을 형성하는 하부챔버(420)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디가스시스템(1000).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀로딩부(100)는,
    탈기공정 전 활성화공정을 마친 다수의 이차전지셀(40)들이 적재된 로딩셀적재부(110)와, 상기 로딩셀적재부(110)에 적재된 이차전지셀(40)을 순차적으로 상기 로딩위치(P1)로 이송하는 로딩컨베이어부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디가스시스템(1000).
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀언로딩부(200)는,
    상기 언로딩위치(P2)에 위치된 이차전지셀(40)을 외부로 배출하기 위한 언로딩컨베이어부(210)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디가스시스템(1000).
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀트랜스퍼부(300)는,
    상기 로딩위치(P1)에서 상기 전달위치(P3)로 이차전지셀(40)을 이송하여 상기 하부챔버(420)로 이차전지셀(40)을 전달하는 하나 이상의 제1셀트랜스퍼부(310)와, 상기 전달위치(P3)에서 상기 하부챔버(420)로부터 이차전지셀(40)을 전달받아 상기 언로딩위치(P2)로 이차전지셀(40)을 이송하는 하나 이상의 제2셀트랜스퍼부(320)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디가스시스템(1000).
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 디가스챔버(400)는,
    상기 전달위치(P3)와 상기 상부챔버(410)사이에서의 상기 하부챔버(420)의 이동을 구동하는 하부챔버구동부(430, 440)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 디가스시스템(1000).
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전달위치(P3)는, 상기 이동경로(L)를 따라 복수로 설정되며,
    상기 디가스챔버(400)는, 상기 전달위치(P3) 마다 대응되어 설치되는 것을 특징으로 하는 디가스시스템(1000).
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 디가스챔버(400)는, 상기 이동경로(L)를 중심으로 좌측 및 우측에 교번하여 위치되는 것을 특징으로 하는 디가스시스템(1000).
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 이차전지셀(40)은, 제1전극시트(12) 및 제2전극시트(14)가 서로 교번하여 적층되며 상기 제1전극시트(13) 및 제2전극시트(14) 사이에 분리막(16)이 위치되며 전해액이 함침되는 전극/분리막조립체(10)와, 상기 전극/분리막조립체(10)를 밀봉하는 파우치(20)를 포함하는 판형구조를 가지는 것을 특징으로 하는 디가스시스템(1000).
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 디가스챔버(400)는,
    상기 상부챔버(410)에 설치되어 직립상태로 지지된 이차전지셀(40)의 상측에 형성되는 가스포집영역(M)을 앞뒤로 관통하여 관통구(21)를 형성하는 관통구형성부(500)와, 상기 상부챔버(410)에 설치되어 상기 전극/분리막조립체(10)가 밀봉되도록 상기 관통구(21) 내측영역에서 파우치(20)를 밀봉하는 밀봉부(600)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 디가스시스템(1000).
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