KR20210074832A - Formation apparatus and formation method of battery cell - Google Patents

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KR20210074832A
KR20210074832A KR1020190165928A KR20190165928A KR20210074832A KR 20210074832 A KR20210074832 A KR 20210074832A KR 1020190165928 A KR1020190165928 A KR 1020190165928A KR 20190165928 A KR20190165928 A KR 20190165928A KR 20210074832 A KR20210074832 A KR 20210074832A
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윤준근
김홍규
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현대자동차주식회사
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Abstract

The present invention relates to a battery cell activation device including: a chamber in which battery cells are accommodated in an inner accommodation space; a charging/discharging unit provided to charge/discharge the battery cells accommodated in the accommodation space; and a degassing unit provided to discharge gas generated during charging/discharging of the battery cells from the battery cells to the outside of the chamber.

Description

전지셀의 활성화 장치 및 활성화 방법 {FORMATION APPARATUS AND FORMATION METHOD OF BATTERY CELL}Battery cell activation device and activation method {FORMATION APPARATUS AND FORMATION METHOD OF BATTERY CELL}

본 발명은 전지셀의 활성화 장치 및 활성화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery cell activation device and method.

이차전지는 단일 전지셀의 형태로 사용될 수도 있고, 여러 전지셀을 전기적으로 연결하여 전지모듈의 형태로 사용될 수도 있다. 이와 같은 이차전지의 경우 전지셀의 활성화 공정이 요구된다. 활성화 공정에선 전지셀에 대한 충전, 에이징, 방전 및 가스제거(디개싱) 등이 진행된다. The secondary battery may be used in the form of a single battery cell, or may be used in the form of a battery module by electrically connecting several battery cells. In the case of such a secondary battery, an activation process of the battery cell is required. In the activation process, charging, aging, discharging, and degassing (degassing) of the battery cells are performed.

전지셀의 충방전 중엔 전지셀의 내부에서 가스가 발생한다. 이는 전지셀의 내구성이나 성능을 저하시키는 요인이 된다. 예를 들어, 파우치 타입의 전지셀의 경우 내부에서 발생하는 가스를 파우치의 외부로 배출하지 못하면, 내부의 가스로 인해 전극 간의 들뜸이나 전극의 뒤틀림이 초래될 수 있고, 이는 전지셀의 내구성 저하나 성능 저하의 원인이 될 수 있다. 따라서 충방전 중에 발생하는 가스를 충방전 중에 제거하는 것이 유리하다. During charging and discharging of the battery cell, gas is generated inside the battery cell. This is a factor that deteriorates the durability or performance of the battery cell. For example, in the case of a pouch-type battery cell, if the gas generated from the inside cannot be discharged to the outside of the pouch, lifting between the electrodes or distortion of the electrodes may be caused due to the gas inside, which may cause deterioration of the durability of the battery cell or It may cause performance degradation. Therefore, it is advantageous to remove the gas generated during charging and discharging during charging and discharging.

그런데 리튬이온 배터리의 경우 이와 같이 충방전 중에 가스를 제거하는 것이 쉽지 않다. 리튬이온 배터리의 경우 수분이 내부로 유입되면 배터리의 안정성에 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 이에 따라 리튬이온 배터리의 경우, 예를 들어 파우치의 밀봉 상태에서 충방전을 진행하고, 충방전 후 별도의 공정으로 가스제거의 공정을 진공 상태에서 진행하는 것이 일반적이다. 가스제거의 공정에선 가스제거를 위해 파우치의 일부를 제거하고, 가스제거 후에 파우치를 다시 밀봉한다. However, in the case of a lithium-ion battery, it is not easy to remove gas during charging and discharging as described above. This is because, in the case of a lithium-ion battery, if moisture enters the inside, the stability of the battery may occur. Accordingly, in the case of a lithium ion battery, for example, charging and discharging in a sealed state of the pouch, and after charging and discharging, it is common to perform a gas removal process in a vacuum as a separate process. In the process of degassing, a part of the pouch is removed for degassing, and the pouch is sealed again after degassing.

이를 위해 종래 가스제거의 공정에는 진공 상태를 형성하기 위한 펌프, 진공 상태를 유지하기 위한 챔버, 파우치의 재밀봉을 위한 장비 등이 요구된다. 이로 인해 공정이나 설비가 복잡해지는 문제가 있다. 또한 충방전 공정과 가스제거 공정이 별도로 진행되기 때문에, 충방전 공정 중에 발생하는 가스로 인해 전지셀의 내구성 저하나 성능 저하가 발생할 가능성이 여전히 존재한다. To this end, the conventional process of degassing requires a pump for forming a vacuum state, a chamber for maintaining a vacuum state, equipment for resealing the pouch, and the like. Due to this, there is a problem in that the process or equipment becomes complicated. In addition, since the charging/discharging process and the gas removing process are performed separately, there is still a possibility that the durability or performance of the battery cell may be deteriorated due to the gas generated during the charging/discharging process.

한편, 최근에는 전지셀의 성능 향상을 위해 고온 및 가압 환경에서 전지셀에 대한 충전, 방전 등이 진행되고 있다. 이에 대해 도 1을 참조하여 상술하면 다음과 같다.On the other hand, in recent years, in order to improve the performance of the battery cell, charging and discharging of the battery cell in a high-temperature and pressurized environment is in progress. This will be described in detail with reference to FIG. 1 as follows.

종래에는 가압과 가열을 위해, 전지셀(C)을 가압하는 가압 플레이트(10)와, 가압 플레이트(10)의 표면에 마련되어 발열하는 가열 패드(20)를 이용했다. 가압 플레이트들(10)의 사이에 전지셀(C)을 위치시킨 후 가압 플레이트들(10)을 서로 근접해지게 이동시키면 전지셀(C)이 가압될 수 있다. 그리고 가압 플레이트(10)의 양면 중 전지셀(C)을 바라보는 면에 구비되는 가열 패드(20)에 의해 전지셀(C)이 가열될 수 있다. 가열 패드(20)에는 열의 발생을 위한 히터 코일이 내장되어 있을 수 있다. 이와 같이 가압 플레이트(10)와 가열 패드(20)를 통해 전지셀(C)을 가압하고 가열하는 중에 충방전부(30)를 통해 전지셀(C)에 대한 충전 등을 진행한다.Conventionally, for pressurization and heating, a pressure plate 10 for pressing the battery cell C and a heating pad 20 provided on the surface of the pressure plate 10 to generate heat were used. After positioning the battery cell (C) between the pressing plates (10) and moving the pressing plates (10) close to each other, the battery cell (C) can be pressurized. And the battery cell (C) may be heated by the heating pad (20) provided on the side facing the battery cell (C) of both surfaces of the pressure plate (10). The heating pad 20 may have a built-in heater coil for generating heat. In this way, while the battery cell (C) is pressurized and heated through the pressure plate 10 and the heating pad 20, charging of the battery cell (C) is performed through the charging/discharging unit 30 .

그런데 위와 같은 종래기술의 경우에는 전지셀(C)의 가압을 위해 전지셀(C)에 가압 플레이트(10)나 가열 패드(20)가 물리적으로 접촉된다. 이로 인해 전지셀(C)의 표면에서 손상이 발생하기 쉽다. 또한 가열 패드(20)는 소모품이기 때문에 주기적으로 교체해야 한다. 그리고 가압 플레이트들(10)의 사이사이에 전지셀(C)이 배치되기 때문에 전지셀(C)마다 다른 압력과 온도 환경에 놓이기 쉬우며, 이로 인해 전지셀 사이의 품질 편차가 발생하기 쉽고, 결과적으로 전지셀의 성능이 저하될 수 있다. 그리고 가열 패드(20) 중 히터 코일이 배치되는 부분과 배치되지 않는 부분의 사이에 온도 편차가 발생하고, 이 또한 전지셀 사이의 품질 편차를 발생시킬 수 있다. 더욱이 활성화 공정을 위해서 전지셀을 각각 가압 플레이트들(10)의 사이사이로 운반해야 하기 때문에, 활성화를 위한 설비나 공정이 복잡해진다. However, in the case of the prior art as described above, the pressure plate 10 or the heating pad 20 is physically in contact with the battery cell C to pressurize the battery cell C. For this reason, damage is likely to occur on the surface of the battery cell (C). In addition, since the heating pad 20 is a consumable item, it must be replaced periodically. And since the battery cell (C) is disposed between the pressure plates (10), it is easy to be placed in a different pressure and temperature environment for each battery cell (C), which is easy to cause a quality deviation between the battery cells, as a result As a result, the performance of the battery cell may be deteriorated. In addition, a temperature deviation occurs between a portion in which the heater coil is disposed and a portion in which the heater coil is not disposed of the heating pad 20 , which may also cause a quality deviation between the battery cells. Furthermore, since it is necessary to transport the battery cells between the pressure plates 10 for the activation process, the equipment or process for activation becomes complicated.

본 발명의 과제는 가스 발생으로 인한 전지셀의 내구성 저하나 성능 저하 없이 활성화 공정을 수행할 수 있는 활성화 장치 및 활성화 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an activation device and an activation method capable of performing an activation process without deterioration in durability or performance of a battery cell due to gas generation.

본 발명의 다른 과제는 전지셀 사이의 품질 편차를 감소시킬 수 있고, 가압 플레이트에 의한 전지셀의 파손을 감소시킬 수 있으며, 가열 패드의 교체나 유지 보수를 불필요하게 하거나 가열 패드의 교체주기를 연장시킬 수 있는 활성화 장치 및 활성화 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to reduce the quality deviation between the battery cells, to reduce the damage of the battery cells due to the pressure plate, to make the replacement or maintenance of the heating pad unnecessary, or to extend the replacement cycle of the heating pad. It is to provide an activation device and an activation method that can be activated.

일 예에서 전지셀의 활성화 장치는, 내부의 수용공간에 전지셀이 수용되게 마련되는 챔버, 상기 수용공간에 수용된 상기 전지셀을 충방전하게 마련되는 충방전부, 및 상기 전지셀의 충방전 중 발생하는 가스를 상기 전지셀로부터 상기 챔버의 외부로 배출하게 마련되는 디개싱부를 포함한다. In one example, the battery cell activation device includes a chamber in which a battery cell is accommodated in an internal accommodating space, a charge/discharge unit configured to charge/discharge the battery cell accommodated in the accommodating space, and generated during charging and discharging of the battery cell. and a degassing unit provided to discharge the gas to the outside of the chamber from the battery cell.

다른 예에서 상기 디개싱부는, 상기 충방전부에 의해 상기 전지셀이 충방전되는 중에 상기 가스를 상기 전지셀로부터 상기 챔버의 외부로 배출하게 마련될 수 있다.In another example, the degassing unit may be provided to discharge the gas from the battery cell to the outside of the chamber while the battery cell is being charged and discharged by the charging/discharging unit.

또 다른 예에서 상기 디개싱부는, 상기 전지셀에 형성되어 상기 전지셀의 내부와 외부를 연통하는 개구와, 상기 챔버에 마련되어 상기 챔버의 내부와 외부를 연통하는 배기구를 연결하는 가스배관을 포함할 수 있다.In another example, the degassing unit may include an opening formed in the battery cell to communicate the inside and the outside of the battery cell, and a gas pipe provided in the chamber to connect an exhaust port communicating the inside and the outside of the chamber. can

또 다른 예에서 전지셀의 활성화 장치는, 상기 수용공간으로 가열공기를 공급하게 마련되는 공조부를 더 포함할 수 있고, 상기 충방전부는 상기 가열공기에 의해 상기 수용공간의 온도와 압력이 상승된 상태에서 상기 전지셀을 충방전하게 마련될 수 있다.In another example, the battery cell activation device may further include an air conditioning unit provided to supply heating air to the accommodation space, and the charge/discharge unit is a state in which the temperature and pressure of the accommodation space are increased by the heating air. It may be provided to charge and discharge the battery cell in the.

또 다른 예에서 상기 디개싱부는, 상기 가열공기에 의해 상승된 상기 수용공간의 압력에 의해 상기 전지셀이 가압됨에 따라, 상기 가스가 상기 전지셀로부터 상기 챔버의 외부로 배출되게 마련될 수 있다.In another example, the degassing unit may be provided such that the gas is discharged from the battery cell to the outside of the chamber as the battery cell is pressurized by the pressure of the accommodation space raised by the heating air.

또 다른 예에서 상기 공조부는, 상기 가열공기를 상기 수용공간 내의 소정 위치까지 안내하게 마련되는 내부배관을 포함할 수 있다.In another example, the air conditioning unit may include an internal pipe provided to guide the heating air to a predetermined position in the accommodation space.

또 다른 예에서 상기 내부배관은 복수 개로 마련될 수 있고, 상기 복수 개의 내부배관들은 각각 상기 수용공간 내의 서로 다른 위치들까지 상기 가열공기를 안내하게 마련될 수 있다.In another example, the inner pipe may be provided in plurality, and the plurality of inner pipes may be provided to guide the heating air to different positions in the accommodating space, respectively.

또 다른 예에서 상기 공조부는, 상기 내부배관들에 각각 마련되어 상기 내부배관들의 개폐를 각각 조절하는 개폐밸브들을 더 포함할 수 있다.In another example, the air conditioner may further include opening/closing valves respectively provided in the internal pipes to control opening and closing of the internal pipes.

또 다른 예에서 전지셀의 활성화 장치는, 상기 개폐밸브들을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는 상기 수용공간 내의 온도분포에 기초해서 상기 개폐밸브들을 제어할 수 있다.In another example, the battery cell activation device may further include a control unit for controlling the opening/closing valves, and the control unit may control the opening/closing valves based on a temperature distribution in the accommodation space.

또 다른 예에서 전지셀의 활성화 장치는, 상기 개폐밸브들을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는 상기 서로 다른 위치들의 온도들에 기초해서 상기 개폐밸브들을 제어할 수 있다.In another example, the battery cell activation device may further include a controller for controlling the on-off valves, and the controller may control the on-off valves based on the temperatures of the different locations.

또 다른 예에서 상기 공조부는, 상기 가열공기를 상기 챔버까지 안내하게 마련되는 외부배관을 더 포함할 수 있고, 상기 외부배관은 상기 수용공간의 온도를 조절하기 위해 상기 내부배관으로 상기 가열공기를 안내하게 마련되는 온도조절 외부배관, 및 상기 수용공간의 압력을 조절하기 위해 상기 수용공간으로 상기 가열공기를 안내하게 마련되는 압력조절 외부배관을 포함할 수 있다.In another example, the air conditioner may further include an external pipe provided to guide the heating air to the chamber, and the external pipe guides the heating air to the internal pipe to adjust the temperature of the accommodation space. It may include a temperature control external pipe provided to do so, and a pressure control external pipe provided to guide the heating air to the receiving space in order to adjust the pressure of the receiving space.

또 다른 예에서 전지셀의 활성화 장치는, 제1 지그와, 상기 제1 지그에 대해 상대적으로 이동하여 상기 제1 지그와의 사이에 배치되는 상기 전지셀을 가압하게 마련되는 제2 지그를 포함하고, 상기 수용공간에 구비되는 가압지그를 더 포함할 수 있다.In another example, the battery cell activation device includes a first jig and a second jig that is moved relative to the first jig to press the battery cell disposed between the first jig and , may further include a pressure jig provided in the accommodation space.

또 다른 예에서 상기 가압지그는, 상기 가열공기에 의해 상기 수용공간의 압력이 상승된 상태에서 상기 전지셀을 가압하게 마련되어, 상기 가열공기에 의한 압력 상승이 없는 경우와 대비하여, 상대적으로 낮은 압력으로 상기 전지셀을 가압할 수 있다.In another example, the pressure jig is provided to pressurize the battery cell in a state in which the pressure of the receiving space is increased by the heating air, compared to a case where there is no pressure increase by the heating air, a relatively low pressure to pressurize the battery cell.

또 다른 예에서 전지셀의 활성화 방법은 a) 전지셀을 챔버의 수용공간으로 투입하는 단계, b) 상기 수용공간으로 가열공기를 공급하여 상기 수용공간의 온도와 압력을 상승시키기 단계, c) 상기 가열공기에 의해 상기 수용공간의 온도와 압력이 상승된 상태에서 상기 전지셀을 충방전하는 단계, 및 d) 상기 단계 c) 중에 발생하는 가스를 상기 전지셀이 상기 수용공간에 수용되어 있는 상태에서 상기 전지셀로부터 상기 챔버의 외부로 배출하는 단계를 포함한다. In another example, a method for activating a battery cell includes: a) putting the battery cell into the receiving space of the chamber, b) supplying heating air to the receiving space to increase the temperature and pressure of the receiving space, c) the Charging and discharging the battery cell in a state where the temperature and pressure of the accommodating space are increased by heating air, and d) gas generated during the step c) in a state in which the battery cell is accommodated in the accommodating space and discharging from the battery cell to the outside of the chamber.

또 다른 예에서 상기 단계 d)는 상기 단계 c) 중에 수행될 수 있다. In another example, step d) may be performed during step c).

본 발명에 의하면, 챔버의 내부에 전지셀이 수용되어 있는 상태에서 충방전 공정과 디개싱 공정을 수행할 수 있으므로, 단순 구조의 장치를 통해 짧은 공정시간으로, 가스 발생으로 인한 전지셀의 내구성 저하나 성능 저하 없이 활성화 공정을 수행할 수 있다.According to the present invention, since the charging/discharging process and the degassing process can be performed in a state where the battery cell is accommodated in the chamber, a short process time through the device of a simple structure, and the durability of the battery cell due to gas generation is reduced However, the activation process can be performed without performance degradation.

또한 본 발명에 의하면, 챔버의 내부를 가열공기를 통해 고압 및 고온 상태로 조성할 수 있어, 가압 플레이트와 가열 패드의 사용을 없애거나 줄일 수 있고 챔버의 내부를 전체적으로 균일한 환경으로 조성할 수 있으므로, 전지셀 사이의 품질 편차를 감소시킬 수 있고, 가압 플레이트에 의한 전지셀의 파손을 감소시킬 수 있으며, 가열 패드의 교체나 유지 보수를 불필요하게 하거나 가열 패드의 교체 주기를 연장시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, the interior of the chamber can be created in a high pressure and high temperature state through heated air, so that the use of a pressure plate and a heating pad can be eliminated or reduced, and the interior of the chamber can be created in a uniform environment as a whole , it is possible to reduce the quality variation between the battery cells, to reduce the damage of the battery cells by the pressure plate, to make replacement or maintenance of the heating pad unnecessary, or to extend the replacement cycle of the heating pad.

더욱이 본 발명에 의하면, 내부배관을 통해 챔버 내의 특정 위치까지 가열공기를 안내할 수 있으므로, 챔버 내의 온도분포를 전체적으로 매우 균일하게 조성할 수 있다.Furthermore, according to the present invention, since the heating air can be guided to a specific position in the chamber through the internal pipe, the temperature distribution in the chamber can be made very uniform as a whole.

도 1은 종래기술에 따른 활성화 장치를 개념적으로 도시하고 있는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 활성화 장치를 개념적으로 도시하고 있는 사시도이다.
도 3은 전지셀이 적재된 트레이를 도 2의 챔버로 운반하는 과정을 개념적으로 도시하고 있는 사시도이다.
도 4는 도 2에 도시되어 있지 않은 공조부를 포함한 활성화 장치를 도시하고 있는 사시도이다.
도 5는 도 2의 활성화 장치에 적용되는 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 활성화 장치를 개념적으로 도시하고 있는 사시도이다.1 is a perspective view conceptually illustrating an activation device according to the prior art.
2 is a perspective view conceptually illustrating an activation device according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view conceptually illustrating a process of transporting a tray loaded with battery cells to the chamber of FIG. 2 .
FIG. 4 is a perspective view illustrating an activation device including an air conditioning unit not shown in FIG. 2 .
FIG. 5 is a block diagram illustrating a control unit applied to the activation device of FIG. 2 .
6 is a perspective view conceptually illustrating an activation device according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해선 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있다. 또한 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되면 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated in different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 일 실시예에 따른 활성화 장치는 전지셀을 활성화하는 장치에 관한 것이다. 도 2와 도 3에 도시되어 있듯이 본 발명의 일 실시예에 따른 활성화 장치는 챔버(110), 충방전부(150, 도 2 참조) 및 디개싱부(160, 도 2 참조)를 포함한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 활성화 장치를 개념적으로 도시하고 있는 사시도이다. 도 3은 전지셀이 적재된 트레이를 도 2의 챔버로 운반하는 과정을 개념적으로 도시하고 있는 사시도이다. An activation device according to an embodiment of the present invention relates to a device for activating a battery cell. As shown in FIGS. 2 and 3 , the activation device according to an embodiment of the present invention includes a chamber 110 , a charging/discharging unit 150 (see FIG. 2 ), and a degassing unit 160 (see FIG. 2 ). 2 is a perspective view conceptually illustrating an activation device according to an embodiment of the present invention. 3 is a perspective view conceptually illustrating a process of transporting a tray loaded with battery cells to the chamber of FIG. 2 .

챔버(110)는 내부의 수용공간(111)에 전지셀(C)이 수용되게 마련된다. 본 실시예의 챔버(110)는 내부의 공간을 밀폐시킬 수 있는 통상의 챔버일 수도 있다. 도 3에 도시되어 있듯이 전지셀(C)이 적재된 트레이(T)를 챔버(110)의 수용공간(111)으로 운반하여, 챔버(110)의 수용공간(111)에 전지셀(C)을 수용시킬 수 있다. 본 실시예의 챔버(110)에는 트레이(T)를 수용공간(111)으로 진입시키기 위한 도어(미도시)가 구비될 수 있다. The chamber 110 is provided to accommodate the battery cell C in the accommodating space 111 therein. The chamber 110 of the present embodiment may be a conventional chamber capable of sealing the internal space. As shown in FIG. 3 , the tray T on which the battery cells C are loaded is transported to the accommodating space 111 of the chamber 110 , and the battery cells C are placed in the accommodating space 111 of the chamber 110 . can be accepted A door (not shown) for entering the tray T into the accommodation space 111 may be provided in the chamber 110 of the present embodiment.

충방전부(150, 도 2 참조)는 수용공간(111)에 수용된 전지셀(C)을 충방전하게 마련된다. 충방전부(150)는 전지셀(C)의 충전을 위해 전지셀(C)의 양극과 음극에 전기적으로 연결되는 전원(151)을 포함할 수 있다. 전지셀(C)의 양극/음극과 전원(151)이 전기적으로 연결되면 전지셀(C)이 충전될 수 있다. The charging/discharging unit 150 (refer to FIG. 2 ) is provided to charge/discharge the battery cells C accommodated in the accommodating space 111 . The charging/discharging unit 150 may include a power source 151 electrically connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery cell C for charging the battery cell C. As shown in FIG. When the positive/negative electrode of the battery cell C and the power source 151 are electrically connected, the battery cell C may be charged.

디개싱부(160, 도 2 참조)는 전지셀(C)의 충방전 중 발생하는 가스를 전지셀(C)로부터 챔버(110)의 외부로 배출하게 마련된다. 디개싱부(160)는 전지셀(C)에 형성되어 전지셀(C)의 내부와 외부를 연통하는 개구(O)와, 챔버(110)에 마련되어 챔버(110)의 내부와 외부를 연통하는 배기구(112)를 연결하는 가스배관(161)을 포함할 수 있다. 개구(O)는 전지셀(C)의 파우치에 관통되게 형성될 수 있다. 본 실시예의 활성화 장치는 충방전부(150)에 의해 전지셀(C)이 충방전되는 중에, 발생가스를 가스배관(161)을 통해 전지셀(C)로부터 챔버(110)의 외부로 배출할 수 있다. The degassing unit 160 (refer to FIG. 2 ) is provided to discharge gas generated during charging and discharging of the battery cell C from the battery cell C to the outside of the chamber 110 . The degassing unit 160 is formed in the battery cell (C) and has an opening (O) communicating the inside and the outside of the battery cell (C), and an exhaust port provided in the chamber 110 to communicate the inside and the outside of the chamber (110). A gas pipe 161 for connecting the 112 may be included. The opening (O) may be formed to penetrate through the pouch of the battery cell (C). The activation device of this embodiment may discharge the generated gas from the battery cell C to the outside of the chamber 110 through the gas pipe 161 while the battery cell C is charged and discharged by the charging/discharging unit 150 . have.

참고로 전지셀(C)의 개구(O)는 챔버(110)의 내부에 마련되어 있는 피어싱 장비(미도시)에 의해 형성될 수 있다. 이와 같이 개구를 형성하면 도 2와 같은 형태로 개구가 형성될 수 있다. 또는 전지셀(C)의 개구는 파우치의 상부를 전체적으로 커팅하는 방식으로 형성될 수도 있다. 충전이 완료된 후에는 파우치 중 개구의 아래쪽 부분을 실링하여 파우치를 재밀봉 할 수 있다. 이와 같은 재밀봉은 챔버(110)의 내부에 마련되어 있는 실링 바 (미도시)에 의해 실시될 수 있다.For reference, the opening O of the battery cell C may be formed by a piercing device (not shown) provided inside the chamber 110 . When the opening is formed in this way, the opening may be formed in the form shown in FIG. 2 . Alternatively, the opening of the battery cell C may be formed by cutting the entire upper portion of the pouch. After filling is complete, the pouch can be resealed by sealing the lower part of the opening in the pouch. Such resealing may be performed by a sealing bar (not shown) provided inside the chamber 110 .

참고로 디개싱부는 가스배관 없이 챔버의 배기구로 구현될 수도 있다. 전지셀(C)의 개구를 통해 배출된 가스는 챔버의 수용공간에 모일 수 있다. 그런 다음 가스는 챔버의 배기구를 통해 배기될 수 있다. 이를 원활하게 진행하기 위해 석션 펌프가 더 구비될 수도 있다.For reference, the degassing unit may be implemented as an exhaust port of the chamber without a gas pipe. The gas discharged through the opening of the battery cell (C) may be collected in the receiving space of the chamber. The gas can then be evacuated through the vent of the chamber. In order to proceed smoothly, a suction pump may be further provided.

본 실시예의 활성화 장치는 챔버(110)의 내부에 전지셀(C)이 수용되어 있는 상태에서 충방전 공정과 디개싱 공정을 수행할 수 있다. 챔버(110)에 의해 밀폐 상태가 유지되기 때문에, 디개싱 공정을 위해 전지셀(C)에 개구(O)를 형성해도 전지셀(C)의 내부로 수분이 유입되기 어렵다. 따라서 본 실시예의 활성화 장치는 수분 유입으로 인한 문제 발생의 우려 없이 충방전 공정과 디개싱 공정을 동일 챔버 내에서 수행할 수 있다. 그리고 본 실시예의 활성화 장치는 충방전 공정과 디개싱 공정을 동시에 수행할 수도 있다. 이의 결과, 본 실시예의 활성화 장치는 가스 발생으로 인한 전지셀(C)의 내구성 저하나 성능 저하 없이 활성화 공정을 수행할 수 있다. 그리고 진공 상태를 형성하기 위한 펌프 등이 요구되지 않으므로, 본 실시예의 활성화 장치는 심플하게 구현될 수 있다. 또한 하나의 챔버에서 활성화 공정이 수행되기 때문에 공정 시간도 단축될 수 있다.The activation device of the present embodiment may perform a charging/discharging process and a degassing process in a state in which the battery cell C is accommodated in the chamber 110 . Since the sealed state is maintained by the chamber 110 , even when the opening O is formed in the battery cell C for the degassing process, it is difficult for moisture to flow into the battery cell C . Therefore, in the activation device of the present embodiment, the charging/discharging process and the degassing process may be performed in the same chamber without fear of occurrence of problems due to moisture inflow. In addition, the activation device of the present embodiment may simultaneously perform a charging/discharging process and a degassing process. As a result, the activation device of the present embodiment may perform the activation process without deterioration in durability or performance of the battery cell C due to gas generation. In addition, since a pump or the like for forming a vacuum state is not required, the activation device of the present embodiment can be simply implemented. In addition, since the activation process is performed in one chamber, the process time may be shortened.

본 실시예의 활성화 장치는 도 4에 도시되어 있듯이 공조부(130)를 더 포함할 수 있다. 도 4는 도 2에 도시되어 있지 않은 공조부를 포함한 활성화 장치를 도시하고 있는 사시도이다. 참고로 공조부(130)를 명확하게 도시하기 위해 도 4에는 충방전부(150), 디개싱부(160) 및 전지셀(C)을 고정하기 위한 트레이(T) 등이 도시되어 있지 않다.The activation device of this embodiment may further include an air conditioning unit 130 as shown in FIG. 4 . FIG. 4 is a perspective view illustrating an activation device including an air conditioning unit not shown in FIG. 2 . For reference, in order to clearly show the air conditioning unit 130 , the charging/discharging unit 150 , the degassing unit 160 , and the tray T for fixing the battery cell C are not shown in FIG. 4 .

공조부(130)는 챔버(110)의 수용공간(111)으로 가열공기를 공급하게 마련될 수 있다. 공조부(130)는 수용공간(111)의 온도와 압력을 조절하기 위해 수용공간(111)으로 가열공기를 공급할 수 있다. 예를 들어, 수용공간(111)으로 공급되는 가열공기의 유량을 증가시켜 수용공간(111)의 온도와 압력을 상승시킬 수 있고, 수용공간(111)으로 공급되는 가열공기의 유량을 감소시켜 수용공간(111)의 온도와 압력을 하강시킬 수 있다. 가열공기는 온풍기(140, 도 4 참조)에서 생성될 수 있으나, 가열공기의 생성방식이 이에 한정되는 것은 아니다.The air conditioning unit 130 may be provided to supply heating air to the accommodation space 111 of the chamber 110 . The air conditioning unit 130 may supply heating air to the accommodation space 111 to adjust the temperature and pressure of the accommodation space 111 . For example, it is possible to increase the flow rate of the heating air supplied to the accommodation space 111 to increase the temperature and pressure of the accommodation space 111 , and to reduce the flow rate of the heating air supplied to the accommodation space 111 to accommodate it. It is possible to lower the temperature and pressure of the space 111 . The heating air may be generated by the hot air blower 140 (refer to FIG. 4 ), but the method of generating the heating air is not limited thereto.

본 실시예의 활성화 장치는, 가열공기에 의해 수용공간(111)의 온도와 압력이 상승된 상태에서, 충방전부(150)를 통해 전지셀(C)을 충방전할 수 있다. In the activation device of the present embodiment, the battery cell C may be charged and discharged through the charging/discharging unit 150 in a state in which the temperature and pressure of the accommodation space 111 are increased by the heating air.

종래에는 활성화 중 전지셀(C)의 가압과 가열을 위해, 전지셀(C)을 가압하는 가압 플레이트(10, 도 1 참조)와, 가압 플레이트(10)의 표면에 마련되어 발열하는 가열 패드(20, 도 1 참조)를 이용했다. 이와 대비하여, 본 실시예의 활성화 장치는 챔버(110)의 내부를 가열공기를 통해 고압 및 고온 상태로 조성할 수 있으므로 가압 플레이트(10)와 가열 패드(20)의 사용을 없애거나 줄일 수 있다. Conventionally, in order to pressurize and heat the battery cell (C) during activation, a pressure plate (10, see FIG. 1) for pressing the battery cell (C), and a heating pad (20) provided on the surface of the pressure plate (10) to generate heat , see FIG. 1) was used. In contrast, the activation device of the present embodiment can eliminate or reduce the use of the pressure plate 10 and the heating pad 20 because the inside of the chamber 110 can be created in a high-pressure and high-temperature state through heating air.

예를 들어, 가열공기의 공급을 통해, 활성화에 요구되는 압력 및 온도 상태로 챔버(110)의 내부를 조성할 수 있기 때문에, 가압 플레이트(10)와 가열 패드(20)의 사용을 없앨 수 있다. 또는 가열공기의 공급에 의해 조성되는 챔버(110) 내의 압력 및 온도 상태를 고려하여, 종래보다 낮은 압력으로 가압 플레이트(10)를 작동시킬 수 있고, 또한 종래보다 낮은 온도에서 가열 패드(20)를 작동시킬 수 있다. For example, through the supply of heating air, since the interior of the chamber 110 can be formed in a pressure and temperature state required for activation, the use of the pressure plate 10 and the heating pad 20 can be eliminated. . Alternatively, in consideration of the pressure and temperature conditions in the chamber 110 created by the supply of heating air, the pressure plate 10 may be operated at a lower pressure than before, and the heating pad 20 may be operated at a lower temperature than the prior art. can make it work

따라서 본 실시예의 활성화 장치는 가압 플레이트(10)와 가열 패드(20)를 이용하는 종래기술의 문제들을 해소할 수 있다. 예를 들어, 본 실시예의 활성화 장치는 가열공기를 통해 챔버(110)의 내부를 매우 균일한 환경으로 조성할 수 있기 때문에 활성화 중 전지셀들(C)에 가해지는 환경도 매우 균일하게 조성할 수 있다. 이를 통해 전지셀들(C) 사이의 품질 편차를 감소시킬 수 있고, 결과적으로 전지셀들(C)의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 가압 플레이트(10)를 사용하지 않거나 또는 종래보다 낮은 압력으로 가압 플레이트(10)를 사용할 수 있기 때문에, 가압 플레이트(10)에 의한 전지셀(C)의 파손을 감소시킬 수 있다. 그리고 가열 패드(20)를 사용하지 않거나, 또는 종래보다 낮은 온도로 가열 패드(20)를 사용할 수 있기 때문에, 가열 패드(20)의 교체나 유지 보수를 불필요하게 하거나, 또는 성능이 유지되는 기간을 증가시켜 가열 패드(20)의 교체 주기도 연장시킬 수 있다. Therefore, the activation device of this embodiment can solve the problems of the prior art using the pressure plate 10 and the heating pad 20 . For example, since the activation device of this embodiment can create a very uniform environment inside the chamber 110 through heated air, the environment applied to the battery cells C during activation can also be created very uniformly. have. Through this, it is possible to reduce the quality deviation between the battery cells (C), and as a result, it is possible to improve the performance of the battery cells (C). In addition, since the pressure plate 10 is not used or the pressure plate 10 can be used at a lower pressure than in the prior art, damage to the battery cells C by the pressure plate 10 can be reduced. And since the heating pad 20 is not used, or the heating pad 20 can be used at a lower temperature than in the prior art, the replacement or maintenance of the heating pad 20 is unnecessary, or the period during which the performance is maintained is shortened. By increasing it, the replacement cycle of the heating pad 20 may also be extended.

한편, 본 실시예의 디개싱부(160, 도 2 참조)는, 공급된 가열공기에 의해 상승된 수용공간(111)의 압력에 의해 전지셀(C)이 가압됨에 따라, 발생가스가 전지셀(C)로부터 챔버(110)의 외부로 배출되게 마련될 수 있다. 가열공기에 의해 수용공간(110)의 압력이 상승하면, 수용공간(110)의 내부에 수용되어 있는 전지셀(C)도 가압될 수 있다. 따라서 발생가스를 배출하기 위한 펌프 등이 가스배관(161)에 연결되어 있지 않더라도 발생가스를 원활하게 배출할 수 있다. On the other hand, in the degassing unit 160 (see FIG. 2 ) of this embodiment, as the battery cell C is pressurized by the pressure of the accommodation space 111 raised by the supplied heated air, the generated gas is generated from the battery cell C ) may be provided to be discharged from the chamber 110 to the outside. When the pressure of the accommodating space 110 is increased by the heating air, the battery cell C accommodated in the accommodating space 110 may also be pressurized. Therefore, even if a pump for discharging the generated gas is not connected to the gas pipe 161, the generated gas can be smoothly discharged.

공조부(130)는 도 4에 도시되어 있듯이 가열공기를 챔버(110)까지 안내하는 외부배관(131, 132, 133, 134, 135)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부배관(131, 132, 133, 134, 135)은 온풍기(140)에서 생성된 가열공기를 챔버(110)까지 안내하게 마련될 수 있다. The air conditioning unit 130 may include external pipes 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 for guiding the heating air to the chamber 110 as shown in FIG. 4 . For example, the external pipes 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 may be provided to guide the heated air generated by the warm air blower 140 to the chamber 110 .

외부배관(131, 132, 133, 134, 135)은 수용공간(111)의 압력을 조절하기 위한 압력조절 외부배관(132, 133)을 포함할 수 있다. 압력조절 외부배관(132, 133)을 통해 수용공간(111)으로 공급되는 가열공기의 유량을 조절해서 수용공간(111)의 압력을 조절할 수 있다. 압력조절 외부배관(132, 133)에는 압력조절 외부배관(132, 133)의 개폐를 조절하는 압력조절 밸브(142, 143)가 구비될 수 있다. 압력조절 밸브(142, 143)는 후술할 제어부(170, 도 5 참조)에 의해 제어될 수 있다. 후술할 제어부(170)가 압력조절 밸브(142, 143)를 제어할 수 있도록, 본 실시예의 활성화 장치는 챔버(110)의 내부 압력을 측정하는 압력센서(미도시)를 포함할 수 있다.The external pipes 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 may include pressure control external pipes 132 and 133 for regulating the pressure of the accommodation space 111 . The pressure of the accommodation space 111 can be adjusted by adjusting the flow rate of the heating air supplied to the accommodation space 111 through the pressure control external pipes 132 and 133 . Pressure control valves 142 and 143 for controlling the opening and closing of the pressure control external pipes 132 and 133 may be provided in the pressure control external pipes 132 and 133 . The pressure control valves 142 and 143 may be controlled by a control unit 170 (refer to FIG. 5 ) to be described later. In order for the control unit 170 to be described later to control the pressure control valves 142 and 143 , the activation device of the present embodiment may include a pressure sensor (not shown) for measuring the internal pressure of the chamber 110 .

외부배관(131, 132, 133, 134, 135)은 수용공간(111)의 온도를 조절하기 위한 온도조절 외부배관(134, 135)을 포함할 수 있다. 온도조절 외부배관(134, 135)을 통해 수용공간(111)으로 공급되는 가열공기의 유량을 조절해서 수용공간(111)의 온도를 조절할 수 있다. 온도조절 외부배관(134, 135)은 후술할 내부배관(136a~136f)으로 가열공기를 안내할 수 있다. 온도조절 외부배관(134, 135)에는 온도조절 외부배관(134, 135)의 개폐를 조절하는 온도조절 밸브(미도시)가 구비될 수 있다. 온도조절 밸브는 후술할 제어부(170)에 의해 제어될 수 있다. 후술할 바와 같이 내부배관(136a~136f)에 개폐밸브(137a~137f)가 구비되는 경우 온도조절 밸브는 불필요할 수도 있다. The external pipes 131 , 132 , 133 , 134 , and 135 may include temperature control external pipes 134 , 135 for controlling the temperature of the accommodation space 111 . The temperature of the accommodation space 111 can be adjusted by adjusting the flow rate of the heating air supplied to the accommodation space 111 through the temperature control external pipes 134 and 135 . The temperature control external pipe (134, 135) may guide the heating air to the internal pipe (136a ~ 136f) to be described later. A temperature control valve (not shown) for controlling the opening and closing of the temperature control external pipes 134 and 135 may be provided in the temperature control external pipes 134 and 135 . The temperature control valve may be controlled by a control unit 170 to be described later. As will be described later, when the on/off valves 137a to 137f are provided in the internal pipes 136a to 136f, the temperature control valve may be unnecessary.

공조부(130)는 도 4에 도시되어 있듯이 가열공기를 수용공간(111) 내의 소정 위치(P1~P6)까지 안내하게 마련되는 내부배관(136a~136f)을 포함할 수 있다. 내부배관(136a~136f)은 가열공기를 수용공간(111) 내의 특정 위치(P1~P6)까지 안내할 수 있다. 이에 의해 본 실시예의 활성화 장치는 수용공간(111) 내의 특정 위치(P1~P6)의 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 내부배관(136a~136f 중의 적어도 어느 하나)을 통해 안내되는 가열공기의 유량을 증가시켜 특정 위치(P1~P6 중의 적어도 어느 하나)의 온도를 높일 수도 있고, 가열공기의 유량을 감소시켜 특정 위치(P1~P6 중의 적어도 어느 하나)의 온도를 낮출 수도 있다. 내부배관(136a~136f)을 따라 유동하는 가열공기의 유량은 후술할 바와 같이 개폐밸브(137a~137f)에 의해 조절될 수 있다.As shown in FIG. 4 , the air conditioning unit 130 may include internal pipes 136a to 136f that are provided to guide the heating air to predetermined positions P1 to P6 in the accommodation space 111 . The inner pipe (136a ~ 136f) may guide the heating air to a specific position (P1 ~ P6) in the accommodation space (111). Accordingly, the activation device of the present embodiment can adjust the temperature of the specific position (P1 ~ P6) in the accommodation space (111). For example, by increasing the flow rate of the heating air guided through the internal pipe (at least any one of 136a ~ 136f) may increase the temperature of the specific position (at least any one of P1 ~ P6), and reduce the flow rate of the heating air to lower the temperature of a specific position (at least any one of P1 to P6). The flow rate of the heating air flowing along the inner pipe (136a ~ 136f) may be adjusted by the on-off valve (137a ~ 137f) as will be described later.

내부배관(136a~136f)은 복수 개로 마련될 수 있다. 복수 개의 내부배관들(136a~136f)은, 각각 수용공간(111) 내의 서로 다른 위치들(P1~P6)까지 가열공기를 안내하게 마련될 수 있다. 도 4에는 6개의 내부배관(136a~136f)이 예시되어 있다. 3개의 내부배관(136a~136c)은 제1 온도조절 외부배관(134)에 연통되어 제1 온도조절 외부배관(134)으로부터 가열공기를 전달받는다. 나머지 3개의 내부배관(136d~136f)은 제2 온도조절 외부배관(135)에 연통되어 제2 온도조절 외부배관(135)으로부터 가열공기를 전달받는다. 도 4에 도시되어 있듯이 6개의 내부배관(136a~136f)은 서로 다른 6개의 위치(P1~P6)까지 가열공기를 안내한다. 이를 통해 도 4의 활성화 장치는 수용공간(111) 내의 6개 위치(P1~P6)나 그 주변의 온도를 조절할 수 있다. 내부배관들(136a~136f)을 수용공간(111) 내에 적절하게 배치하면 수용공간(111) 전체의 온도를 임의적으로 조절할 수 있다. A plurality of inner pipes 136a to 136f may be provided. The plurality of inner pipes 136a to 136f may be provided to guide the heating air to different positions P1 to P6 in the receiving space 111, respectively. In FIG. 4, six inner pipes 136a to 136f are illustrated. The three inner pipes 136a to 136c communicate with the first temperature control external pipe 134 to receive heated air from the first temperature control external pipe 134 . The remaining three inner pipes 136d to 136f are communicated with the second temperature control external pipe 135 to receive heated air from the second temperature control external pipe 135 . As shown in Figure 4, the six inner pipes (136a to 136f) guide the heating air to six different positions (P1 to P6). Through this, the activation device of FIG. 4 can adjust the temperature of the six positions P1 to P6 in the accommodation space 111 or its surroundings. When the inner pipes 136a to 136f are properly arranged in the accommodation space 111 , the temperature of the entire accommodation space 111 can be arbitrarily adjusted.

공조부(130)는 도 4에 도시되어 있듯이 내부배관들(136a~136f)에 각각 마련되어 내부배관들(136a~136f)의 개폐를 각각 조절하는 개폐밸브들(137a~137f)을 포함할 수 있다. 개폐밸브(137a~137f)는 내부배관(136a~136f)을 개방시키거나 폐쇄시킬 수 있다. 또한 개폐밸브(137a~137f)는 내부배관(136a~136f)의 개도를 조절할 수도 있다. 개폐밸브들(137a~137f)의 동작에 따라 가열공기가 공급될 수도, 가열공기의 공급이 중단될 수도, 가열공기의 공급유량이 변경될 수도 있다. As shown in FIG. 4 , the air conditioning unit 130 may include opening/closing valves 137a to 137f respectively provided in the internal pipes 136a to 136f to control the opening and closing of the internal pipes 136a to 136f, respectively. . The opening/closing valves 137a to 137f may open or close the internal pipes 136a to 136f. In addition, the opening/closing valves 137a to 137f may control the degree of opening of the internal pipes 136a to 136f. Depending on the operation of the on-off valves 137a to 137f, the heating air may be supplied, the supply of the heating air may be stopped, or the supply flow rate of the heating air may be changed.

본 실시예의 활성화 장치는 개폐밸브들(137a~137f)을 제어하는 제어부(170, 도 5 참조)를 포함할 수 있다. 제어부(170)는 프로세서와 메모리를 포함할 수 있다. 프로세서는 FPGA(Field Programmable Gate Array), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), CPU(Central Processing Unit) 등의 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 메모리는 개폐밸브(137a~137f) 등의 제어를 위한 명령들을 프로세서에서 생성함에 있어 기초가 되는 제어명령들(instructions)을 저장할 수 있다. 메모리는 HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 휘발성 매체, 비휘발성 매체 등의 데이터 스토어일 수 있다.The activation device of the present embodiment may include a control unit 170 (refer to FIG. 5 ) for controlling the on-off valves 137a to 137f. The controller 170 may include a processor and a memory. The processor may include a microprocessor such as a field programmable gate array (FPGA), an application specific integrated circuit (ASIC), or a central processing unit (CPU). The memory may store control commands (instructions) that are a basis for generating commands for controlling the on/off valves 137a to 137f in the processor. The memory may be a data store such as a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), a volatile medium, or a nonvolatile medium.

제어부(170)는 수용공간(111) 내의 온도분포에 기초해서 개폐밸브들을 제어할 수 있다. 본 실시예의 활성화 장치는 가열공기를 통해 수용공간(111)을 승온시키기 때문에 수용공간(111)의 온도분포가 매우 균일할 수 있다. 그런데 수용공간(111)의 크기가 크다는 등의 이유가 있으면 국소적으로 온도분포가 균일하지 않을 수 있다. 본 실시예의 제어부(170)는 이런 경우에도 온도분포를 전체적으로 균일하게 조성하기 위한 제어를 행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(170)는 다른 위치에 비해 온도가 낮은 위치가 있다면 그 위치로 공급되는 가열공기의 유량을 증가시키는 제어를 행할 수 있다.The control unit 170 may control the opening/closing valves based on the temperature distribution in the accommodation space 111 . Since the activation device of this embodiment raises the temperature of the accommodation space 111 through the heating air, the temperature distribution of the accommodation space 111 may be very uniform. However, if there is a reason such as the size of the accommodation space 111 being large, the temperature distribution may not be uniform locally. Even in this case, the control unit 170 of the present embodiment can perform a control to make the temperature distribution uniform as a whole. For example, if there is a position having a lower temperature than other positions, the control unit 170 may control to increase the flow rate of heating air supplied to the position.

보다 구체적으로 제어부(170)는, 내부배관들(136a~136f)이 각각 수용공간(111) 내의 서로 다른 위치들(P1~P6)까지 가열공기를 안내하게 마련될 때, 위의 서로 다른 위치들(P1~P6)의 온도들에 기초해서, 내부배관들(136a~136f)에 각각 마련되는 개폐밸브들(137a~137f)을 제어할 수 있다. More specifically, the control unit 170, when the internal pipes (136a ~ 136f) are provided to guide the heating air to different positions (P1 ~ P6) in the receiving space (111), respectively, the different positions above Based on the temperatures of (P1 to P6), it is possible to control the on-off valves 137a to 137f provided in the internal pipes 136a to 136f, respectively.

예를 들어, 6개의 내부배관들(136a~136f) 중 제1 내부배관(136a)이 가열공기를 안내하는 위치(P1)의 온도와, 제2 내부배관(136b)이 가열공기를 안내하는 위치(P2)의 온도는 80℃인데, 제3 내부배관(136c)이 가열공기를 안내하는 위치(P3)의 온도는 75℃일 때 제어부(170)는, 제1 및 제2 내부배관(136a, 136b)에 각각 마련되는 제1 및 제2 개폐밸브(137a, 137b)는 제1 및 제2 내부배관(136a, 136b)을 각각 폐쇄하게, 그리고 제3 내부배관(136c)에 마련되는 제3 개폐밸브(137c)는 제3 내부배관(136c)을 개방하게 제어할 수 있다. 이때 제어부(170)는 위치(P3)의 온도가 80℃로 될 때까지 제3 개폐밸브(137c)가 제3 내부배관(136c)을 개방하게 제어할 수 있다.For example, the temperature of the position P1 at which the first internal pipe 136a guides the heating air among the six internal pipes 136a to 136f, and the position at which the second internal pipe 136b guides the heating air The temperature of (P2) is 80 ℃, when the temperature of the position (P3) at which the third internal pipe (136c) guides the heating air is 75 ℃, the control unit 170, the first and second internal pipes 136a, The first and second opening/closing valves 137a and 137b respectively provided in 136b) close the first and second internal pipes 136a and 136b, respectively, and the third opening/closing provided in the third internal pipe 136c. The valve 137c may control the third internal pipe 136c to be opened. In this case, the control unit 170 may control the third opening/closing valve 137c to open the third internal pipe 136c until the temperature of the position P3 reaches 80°C.

제어부(170)는 서로 다른 위치들(P1~P6)의 온도들 중 기준 온도 미만의 온도를 나타내는 위치까지 가열공기를 안내하는 내부배관은 개방되게, 그리고 위의 온도들 중 기준 온도 이상의 온도를 나타내는 위치까지 가열공기를 안내하는 내부배관은 폐쇄되게 개폐밸브들(137a~137f)을 제어할 수 있다. The control unit 170 has an internal pipe for guiding the heating air to a position indicating a temperature lower than the reference temperature among the temperatures of the different positions (P1 to P6) is open, and represents a temperature above the reference temperature among the above temperatures The inner pipe for guiding the heating air to the position may control the on/off valves 137a to 137f to be closed.

예를 들어, 위의 예(도 4 참조)에서 기준 온도는 80℃일 수 있다. 위의 예에서 서로 다른 6개의 위치들(P1~P6)의 온도들 중 위치(P1)와 위치(P2)의 온도는 80℃ 이상이기 때문에, 제어부(170)는 위치(P1)와 위치(P2)까지 가열공기를 안내하는 제1 및 제2 내부배관(136a, 136b)이 폐쇄되게, 그래서 위치(P1)와 위치(P2)로 가열공기가 안내되지 않게 제1 및 제2 개폐밸브(137a, 137b)를 제어할 수 있다. 그리고 서로 다른 6개의 위치들(P1~P6)의 온도들 중 위치(P3)의 온도는 80℃ 미만이기 때문에, 제어부(170)는 위치(P3)까지 가열공기를 안내하는 제3 내부배관(136c)이 개방되게, 그래서 위치(P3)로 가열공기가 안내되게 제3 개폐밸브(137c)를 제어할 수 있다. For example, in the above example (see FIG. 4 ), the reference temperature may be 80°C. In the above example, since the temperature of the position P1 and the position P2 among the temperatures of the six different positions P1 to P6 is 80° C. or higher, the controller 170 controls the positions P1 and P2. ) so that the first and second internal pipes 136a and 136b for guiding the heating air are closed, so that the heating air is not guided to the positions P1 and P2, the first and second opening/closing valves 137a, 137b) can be controlled. And since the temperature of the position (P3) among the temperatures of the six different positions (P1 ~ P6) is less than 80 ℃, the control unit 170 is a third internal pipe (136c) for guiding the heating air to the position (P3) (P3) ) to open, so that the third on-off valve 137c can be controlled so that the heating air is guided to the position P3.

본 실시예의 활성화 장치는, 수용공간(111) 내의 서로 다른 지점들에서 온도를 각각 측정하게 마련되는 온도센서들(138a~138f, 도 4 참조)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 위의 예에서 서로 다른 6개의 위치들(P1~P6)에 대응되는 지점들에서 온도를 각각 측정하게 6개의 온도센서들(138a~138f)이 구비될 수 있다. 온도센서들(138a~138f)을 수용공간(111) 내의 소정 지점에 위치하게 하는 브래킷(미도시)이 챔버(100)에 구비될 수 있다.The activation device of the present embodiment may include temperature sensors 138a to 138f (refer to FIG. 4 ) provided to respectively measure temperatures at different points in the accommodation space 111 . For example, in the above example, six temperature sensors 138a to 138f may be provided to respectively measure the temperature at points corresponding to the six different positions P1 to P6. A bracket (not shown) for positioning the temperature sensors 138a to 138f at a predetermined point in the accommodation space 111 may be provided in the chamber 100 .

내부배관들은 온도센서들 중 적어도 일부에 각각 대응되게 배치되어, 적어도 일부의 온도센서들에 각각 인접한 위치들까지 가열공기를 안내하게 마련될 수도 있다. 도 4에는 6개의 위치(P1~P6)에 각각 1개씩, 총 6개의 온도센서들(138a~138f)이 마련되고, 또한 이들 온도센서들(138a~138f)에 각각 인접하게 6개의 내부배관들(136a~136f)이 배치되는 예가 도시되어 있다. 그런데 온도센서들은 이보다 더 많이 마련될 수도 있다. 예를 들어, 수용공간(111)의 온도분포를 더 조밀하게 센싱하기 위해 12개의 온도센서들이 이격되게 마련될 수 있고, 내부배관들은 6개만 구비되어, 온도센서들 12개 중 6개에 각각 인접한 위치들까지 가열공기를 안내하게 마련될 수 있다.The inner pipes may be arranged to correspond to at least some of the temperature sensors, respectively, and may be provided to guide the heating air to positions adjacent to at least some of the temperature sensors, respectively. In FIG. 4, a total of six temperature sensors 138a to 138f are provided, one each at six positions P1 to P6, and also six internal pipes adjacent to these temperature sensors 138a to 138f, respectively. An example in which (136a to 136f) is arranged is shown. However, more temperature sensors may be provided. For example, in order to more densely sense the temperature distribution of the receiving space 111, 12 temperature sensors may be provided to be spaced apart, and only 6 internal pipes are provided, each adjacent to 6 of the 12 temperature sensors. It may be provided to guide the heated air to the locations.

본 발명의 다른 실시예에 따른 활성화 장치는, 도 6에 도시되어 있듯이 수용공간(111) 내에 구비되어 전지셀(C)을 가압하게 마련되는 가압지그(190)를 더 포함할 수 있다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 활성화 장치를 개념적으로 도시하고 있는 사시도이다. 도 6에 도시되어 있는 활성화 장치는 도 2에 도시되어 있는 활성화 장치와 다르게 가압지그(190)를 더 포함한다. 도 2 내지 도 4를 통해 이미 설명한 내용에 대해서는 도 6에 도시하지 않는다. The activation device according to another embodiment of the present invention may further include a pressing jig 190 provided in the receiving space 111 to press the battery cell C, as shown in FIG. 6 . 6 is a perspective view conceptually illustrating an activation device according to another embodiment of the present invention. The activation device shown in FIG. 6 further includes a pressing jig 190 different from the activation device shown in FIG. 2 . The contents already described with reference to FIGS. 2 to 4 are not shown in FIG. 6 .

가압지그(190)는 제1 지그(191)와, 제1 지그(191)에 대해서 상대적으로 이동하여 제1 지그(191)와의 사이에 배치되는 전지셀(C)을 가압하게 마련되는 제2 지그(192)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 고정된 제1 지그(191)와 이동 가능한 제2 지그(192)의 사이에 전지셀(C)을 위치시킨 후, 제2 지그(192)를 제1 지그(191)를 향해 이동시켜 전지셀(C)을 가압할 수 있다. 가압지그(190)는 제1 지그(191)와 제2 지그(192)의 사이에 가압 플레이트들(193)을 더 구비할 수 있다. 가압 플레이트들(193)의 사이에는 전지셀(C)이 1개씩 배치될 수 있다. The pressing jig 190 is a first jig 191 and a second jig provided to press the battery cell C disposed between the first jig 191 and the first jig 191 by moving relative to the first jig 191 . (192). For example, after positioning the battery cell C between the fixed first jig 191 and the movable second jig 192 , the second jig 192 is moved toward the first jig 191 . to pressurize the battery cell (C). The pressing jig 190 may further include pressing plates 193 between the first jig 191 and the second jig 192 . One battery cell C may be disposed between the pressure plates 193 .

가압지그(190)는 제2 지그(192)의 이동을 위해 가압 모터를 더 구비할 수 있다. 가압지그(190)는 가압 모터의 반대방향 측에 로드셀을 더 구비할 수 있다. 로드셀을 통해 가압 플레이트(193)에 가해지는 압력을 실시간으로 측정할 수 있고, 이에 기초해서 가압 모터를 제어할 수 있다.The pressing jig 190 may further include a pressing motor to move the second jig 192 . The pressing jig 190 may further include a load cell on the opposite side of the pressing motor. The pressure applied to the pressure plate 193 may be measured in real time through the load cell, and the pressure motor may be controlled based on this.

가압지그(190)는 가열공기에 의해 수용공간(111)의 압력이 상승된 상태에서 전지셀(C)을 가압하게 마련될 수 있다. 가압지그(190)는 위와 같은 상태에서 전지셀(C)을 가압하게 되므로, 가열공기에 의한 압력 상승이 없는 경우와 대비하여 상대적으로 낮은 압력으로 전지셀(C)을 가압할 수 있다. The pressurizing jig 190 may be provided to pressurize the battery cell C in a state in which the pressure of the receiving space 111 is increased by the heating air. Since the pressurizing jig 190 pressurizes the battery cell C in the above state, it is possible to pressurize the battery cell C with a relatively low pressure compared to the case where there is no pressure increase by heating air.

가압지그(190)의 가압 플레이트들(193)에도 온도센서가 마련될 수 있다. 이를 통해 가압 플레이트들(193)의 온도에 대한 정보도 획득할 수 있다.Temperature sensors may also be provided on the pressing plates 193 of the pressing jig 190 . Through this, information on the temperature of the pressing plates 193 may also be acquired.

한편, 본 실시예의 활성화 장치는 다음과 같이 작동될 수 있다. Meanwhile, the activation device of the present embodiment may be operated as follows.

우선 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 전지셀(C)을 챔버(110)의 수용공간(111)으로 투입한다. 다음으로 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 공조부(130)를 통해, 수용공간(111)으로 가열공기를 공급하여 수용공간(111)의 온도와 압력을 소정 온도와 소정 압력으로 상승시킨다. 다음으로 가열공기에 의해 수용공간(111)의 온도와 압력이 상승된 상태에서, 충방전부(150, 도 2 참조)를 통해 전지셀(C)을 충방전한다. 전지셀(C)의 충방전은 수용공간(111)의 온도와 압력이 소정 온도와 소정 압력에 도달한 이후부터 진행될 수도, 그 이전부터 진행될 수도 있다. 다음으로 충방전 중에 발생하는 가스를, 전지셀(C)이 수용공간(111)에 수용되어 있는 상태에서, 디개싱부(160, 도 2 참조)를 통해 전지셀(C)로부터 챔버(110)의 외부로 배출한다. 이와 같은 디개싱 고정은 충방전 공정 중에 수행될 수도 있다.First, as shown in FIG. 3 , the battery cell C is put into the receiving space 111 of the chamber 110 . Next, as shown in FIG. 4 , heating air is supplied to the accommodation space 111 through the air conditioning unit 130 to increase the temperature and pressure of the accommodation space 111 to a predetermined temperature and a predetermined pressure. Next, in a state in which the temperature and pressure of the accommodation space 111 are increased by the heated air, the battery cell C is charged and discharged through the charging/discharging unit 150 (see FIG. 2 ). The charging and discharging of the battery cell C may be performed after the temperature and pressure of the accommodation space 111 reach a predetermined temperature and a predetermined pressure, or may proceed from before that. Next, gas generated during charging and discharging is discharged from the battery cell C through the degassing unit 160 (refer to FIG. 2 ) in a state in which the battery cell C is accommodated in the accommodation space 111 of the chamber 110 . exhaust to the outside This degassing fixation may be performed during the charging/discharging process.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 가압 플레이트
20: 가열 패드
30: 충방전부
110: 챔버
111: 수용공간
112: 배기구
130: 공조부
131: 외부배관
132, 133: 압력조절 외부배관
134, 135: 온도조절 외부배관
136a~136f: 내부배관
137a~137f: 개폐밸브
138a~138f: 온도센서
140: 온풍기
142, 143: 압력조절 밸브
150: 충방전부
151: 전원
160: 디개싱부
161: 가스배관
170: 제어부
190: 가압지그
191: 제1 지그
192: 제2 지그
193: 가압 플레이트
C: 전지셀
P1~P6: 수용공간 내의 소정 위치10: pressure plate
20: heating pad
30: charge/discharge unit
110: chamber
111: accommodation space
112: exhaust port
130: air conditioning unit
131: external piping
132, 133: pressure control external piping
134, 135: temperature control external piping
136a~136f: internal piping
137a~137f: on/off valve
138a~138f: temperature sensor
140: warm air
142, 143: pressure control valve
150: charge/discharge unit
151: power
160: degassing unit
161: gas pipe
170: control unit
190: pressure jig
191: first jig
192: second jig
193: pressure plate
C: battery cell
P1~P6: Predetermined position within the accommodation space

Claims (15)

내부의 수용공간에 전지셀이 수용되게 마련되는 챔버;
상기 수용공간에 수용된 상기 전지셀을 충방전하게 마련되는 충방전부; 및
상기 전지셀의 충방전 중 발생하는 가스를 상기 전지셀로부터 상기 챔버의 외부로 배출하게 마련되는 디개싱부를 포함하는, 전지셀의 활성화 장치.a chamber in which the battery cells are accommodated in the receiving space therein;
a charging/discharging unit provided to charge/discharge the battery cells accommodated in the accommodating space; and
A battery cell activation device comprising a degassing unit provided to discharge gas generated during charging and discharging of the battery cell from the battery cell to the outside of the chamber. 청구항 1에 있어서,
상기 디개싱부는, 상기 충방전부에 의해 상기 전지셀이 충방전되는 중에 상기 가스를 상기 전지셀로부터 상기 챔버의 외부로 배출하게 마련되는, 전지셀의 활성화 장치.The method according to claim 1,
The degassing unit may be provided to discharge the gas from the battery cell to the outside of the chamber while the battery cell is being charged/discharged by the charging/discharging unit. 청구항 1에 있어서,
상기 디개싱부는, 상기 전지셀에 형성되어 상기 전지셀의 내부와 외부를 연통하는 개구와, 상기 챔버에 마련되어 상기 챔버의 내부와 외부를 연통하는 배기구를 연결하는 가스배관을 포함하는, 전지셀의 활성화 장치.The method according to claim 1,
The degassing unit includes an opening formed in the battery cell to communicate the inside and the outside of the battery cell, and a gas pipe provided in the chamber to connect an exhaust port communicating the inside and the outside of the chamber. activation device. 청구항 1에 있어서,
상기 수용공간으로 가열공기를 공급하게 마련되는 공조부를 더 포함하고,
상기 충방전부는, 상기 가열공기에 의해 상기 수용공간의 온도와 압력이 상승된 상태에서 상기 전지셀을 충방전하게 마련되는, 전지셀의 활성화 장치.The method according to claim 1,
Further comprising an air conditioning unit provided to supply heating air to the receiving space,
The charging/discharging unit is provided to charge and discharge the battery cell in a state in which the temperature and pressure of the accommodation space are increased by the heating air, the battery cell activation device. 청구항 4에 있어서,
상기 디개싱부는, 상기 가열공기에 의해 상승된 상기 수용공간의 압력에 의해 상기 전지셀이 가압됨에 따라, 상기 가스가 상기 전지셀로부터 상기 챔버의 외부로 배출되게 마련되는, 전지셀의 활성화 장치.5. The method according to claim 4,
The degassing unit, as the battery cell is pressurized by the pressure of the accommodation space raised by the heating air, the gas is provided to be discharged from the battery cell to the outside of the chamber, the battery cell activation device. 청구항 4에 있어서,
상기 공조부는, 상기 가열공기를 상기 수용공간 내의 소정 위치까지 안내하게 마련되는 내부배관을 포함하는, 전지셀의 활성화 장치.5. The method according to claim 4,
The air conditioning unit, including an internal pipe provided to guide the heating air to a predetermined position in the accommodation space, the battery cell activation device. 청구항 6에 있어서,
상기 내부배관은, 복수 개로 마련되고,
상기 복수 개의 내부배관들은, 각각 상기 수용공간 내의 서로 다른 위치들까지 상기 가열공기를 안내하게 마련되는, 전지셀의 활성화 장치.7. The method of claim 6,
The inner pipe is provided in plurality,
The plurality of inner pipes, respectively, are provided to guide the heating air to different positions in the receiving space, the activation device of the battery cell. 청구항 7에 있어서,
상기 공조부는, 상기 내부배관들에 각각 마련되어 상기 내부배관들의 개폐를 각각 조절하는 개폐밸브들을 더 포함하는, 전지셀의 활성화 장치.8. The method of claim 7,
The air conditioning unit, each of the inner pipes provided on the activation device of the battery cell further comprising on-off valves for controlling the opening and closing of the inner pipes, respectively. 청구항 8에 있어서,
상기 개폐밸브들을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 수용공간 내의 온도분포에 기초해서 상기 개폐밸브들을 제어하는, 전지셀의 활성화 장치.9. The method of claim 8,
Further comprising a control unit for controlling the on-off valves,
The control unit, the battery cell activation device for controlling the on-off valves based on the temperature distribution in the accommodation space. 청구항 8에 있어서,
상기 개폐밸브들을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 서로 다른 위치들의 온도들에 기초해서 상기 개폐밸브들을 제어하는, 전지셀의 활성화 장치.9. The method of claim 8,
Further comprising a control unit for controlling the on-off valves,
The control unit, the activation device of the battery cell, to control the on-off valves based on the temperatures of the different positions. 청구항 6에 있어서,
상기 공조부는, 상기 가열공기를 상기 챔버까지 안내하게 마련되는 외부배관을 더 포함하고,
상기 외부배관은,
상기 수용공간의 온도를 조절하기 위해 상기 내부배관으로 상기 가열공기를 안내하게 마련되는 온도조절 외부배관; 및
상기 수용공간의 압력을 조절하기 위해 상기 수용공간으로 상기 가열공기를 안내하게 마련되는 압력조절 외부배관을 포함하는, 전지셀의 활성화 장치.7. The method of claim 6,
The air conditioning unit further comprises an external pipe provided to guide the heating air to the chamber,
The external pipe is
a temperature control external pipe provided to guide the heating air to the internal pipe to control the temperature of the accommodating space; and
Including a pressure control external pipe provided to guide the heating air to the receiving space to adjust the pressure of the receiving space, the battery cell activation device. 청구항 1에 있어서,
제1 지그와, 상기 제1 지그에 대해 상대적으로 이동하여 상기 제1 지그와의 사이에 배치되는 상기 전지셀을 가압하게 마련되는 제2 지그를 포함하고, 상기 수용공간에 구비되는 가압지그를 더 포함하는, 전지셀의 활성화 장치.The method according to claim 1,
A first jig and a second jig provided to move relative to the first jig to press the battery cell disposed between the first jig, and a pressurizing jig provided in the accommodating space. Including, the activation device of the battery cell. 청구항 12에 있어서,
상기 가압지그는, 상기 가열공기에 의해 상기 수용공간의 압력이 상승된 상태에서 상기 전지셀을 가압하게 마련되어, 상기 가열공기에 의한 압력 상승이 없는 경우와 대비하여, 상대적으로 낮은 압력으로 상기 전지셀을 가압하는, 전지셀의 활성화 장치.13. The method of claim 12,
The pressurization jig is provided to pressurize the battery cell in a state in which the pressure of the accommodation space is increased by the heating air, and the battery cell at a relatively low pressure compared to the case where there is no pressure increase by the heating air. Pressurizing, the activation device of the battery cell. a) 전지셀을 챔버의 수용공간으로 투입하는 단계;
b) 상기 수용공간으로 가열공기를 공급하여 상기 수용공간의 온도와 압력을 상승시키기 단계;
c) 상기 가열공기에 의해 상기 수용공간의 온도와 압력이 상승된 상태에서 상기 전지셀을 충방전하는 단계; 및
d) 상기 단계 c) 중에 발생하는 가스를 상기 전지셀이 상기 수용공간에 수용되어 있는 상태에서 상기 전지셀로부터 상기 챔버의 외부로 배출하는 단계를 포함하는, 전지셀의 활성화 방법.a) inserting the battery cell into the accommodating space of the chamber;
b) supplying heating air to the accommodation space to increase the temperature and pressure of the accommodation space;
c) charging and discharging the battery cells in a state in which the temperature and pressure of the accommodating space are increased by the heating air; and
d) discharging the gas generated during step c) from the battery cell to the outside of the chamber in a state in which the battery cell is accommodated in the accommodating space. 청구항 14에 있어서,
상기 단계 d)는 상기 단계 c) 중에 수행되는, 전지셀의 활성화 방법.
15. The method of claim 14,
The step d) is performed during the step c), the battery cell activation method.
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DE102022210632B4 (en) 2022-10-07 2024-06-13 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for forming a battery cell

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