KR20220050706A - 가용성 기체 포화 전해액을 이용한 전지셀 제조방법 - Google Patents

가용성 기체 포화 전해액을 이용한 전지셀 제조방법 Download PDF

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Abstract

본원발명은 (a) 전극조립체를 전지케이스에 수납하는 단계, (b) 가용성 기체로 포화된 전해액을 준비하는 단계, (c) 상기 전지케이스에 상기 전해액을 주입하는 단계, 및 (d) 상기 전극조립체를 상기 전해액에 함침시키는 단계를 포함하는 전지셀 제조방법에 대한 것이다.

Description

가용성 기체 포화 전해액을 이용한 전지셀 제조방법{Battery cell manufacturing method using soluble gas saturated electrolyte}
본원발명은 가용성 기체 포화 전해액을 이용한 전지셀 제조방법에 대한 것이다. 구체적으로, 전해액에 대한 용해도가 높은 기체로 포화된 전해액을 전극조립체가 삽입된 전지케이스에 주액함으로써, 전해액 함침 과정에서 전극조립체 내부에 잔존하는 가스를 쉽게 배출할 수 있는 가용성 기체 포화 전해액을 이용한 전지셀 제조방법에 대한 것이다.
리튬 이차전지의 안정성 향상 및 용량 증가 등의 기능 개선이 빠르게 이루어짐에 따라, 리튬 이차전지가 적용되는 디바이스의 종류도 점차 늘어나고 있다.
예를 들어, 리튬 이차전지는 다기능 소형 제품인 와이어리스 모바일 기기(wireless mobile device) 및 신체에 착용가능한 웨어러블 기기(wearable device)의 에너지원으로 사용되고 있을 뿐만 아니라, 대기 오염을 유발하는 가솔린 차량 및 디젤 차량에 대한 대안으로 제시되는 전기자동차 및 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로도 사용되고 있다.
리튬 이차전지는 높은 에너지 밀도를 갖고 고용량인 장점이 있으나, 활물질로 사용되는 리튬은 수분과의 반응성이 높기 때문에 전해액 주액 공정은 수분을 제거한 드라이 에어(dry air) 또는 불활성 가스 분위기 하에서 수행된다.
전해액의 주액 공정시, 전해액의 주액 속도를 높이면 전지셀 제조 시간을 단축할 수 있으며, 활물질과 전해액과의 접촉 상태가 양호해진다. 따라서, 초기 충방전 특성과 사이클 특성이 향상된 전지셀을 제조할 수 있다.
리튬 이차전지는 전해액 구성 성분으로서 점도가 높은 유기 용매를 이용하기 때문에, 전해액이 전극조립체 내부로 신속하게 침투하지 못하는 문제가 있다.
전지케이스에 전해액을 주액하기 전에, 미리 상기 전지케이스 내부를 감압한 상태로 만들고, 이후 전해액을 주액하고, 가압함으로써 전해액과 전지케이스 내부에 있었던 기체를 치환하는 방법을 사용하였다.
이와 같은 방법에 의해서도 전극조립체 내부에 잔존하는 기체를 전지케이스 외부로 완전히 배출하기 어렵고, 전해액의 침투가 신속하게 이루어지지 못한다. 또한, 전극과 분리막 사이에 잔존하는 기체에 의해 전해액이 퍼지지 못하여 전해액 함침율을 낮추는 원인이 된다. 리튬 이차전지의 에너지 밀도를 증가시키기 위하여 전극 합제층의 밀도를 높일수록 더 심화될 수 있다.
이와 같이 전해액 함침율이 낮은 경우에는, 전극조립체에서 부분적으로 충전 불균일 상태가 발생할 수 있다. 이는 전지셀들 간의 용량 편차를 발생시킬 뿐 아니라 전지셀의 수명을 단축시키게 된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 특허문헌 1은 전지케이스 내부를 비수전해액에 대한 오스왈드 용해도 계수가 2.0 이상인 기체로 치환하는 공정, 기체로 치환된 전지케이스 내부를 감압하는 공정 및 감압된 상기 전지케이스 내부로 비수전해액을 주액하는 공정을 포함하는 이차전지 제조방법을 개시한다.
특허문헌 2는 전지 용기 내를 감압하는 제1공정, 상기 전지 용기 내를 비수 전해액에 용해할 수 있는 기체로 치환하는 제2공정, 상기 전지 용기 내에 상기 비수 전해액을 주액하는 제3공정, 및 상기 전지 용기 내에 잔존하는 상기 비수 전해액에 용해할 수 있는 기체를 제거하는 제4공정을 포함하는 비수전해액 이차전지 제조 방법을 개시한다.
특허문헌 1과 특허문헌 2는 전해액을 주액하기 전에 전해액에 대한 용해성이 있는 기체를 전지케이스에 주입하는 공정 및 상기 전지케이스를 감압하는 공정 등을 필수적으로 포함하고 있다. 그러나, 이들은 전지셀의 제조 공정이 여러 단계로 이루어져서 공정 시간 및 비용이 증가나는 문제가 있다. 따라서, 전해액의 함침성을 향상시킬 수 있으면서, 전지셀의 제조 단계를 실질적으로 줄일 수 있는 기술에 대한 필요성이 높다.
일본 공개특허공보 제2013-77404호 (2013.04.25) ('특허문헌 1') 대한민국 공개특허공보 제2007-335181호 (2007.12.27) ('특허문헌 1')
본원발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 전극조립체의 전극과 분리막 사이에 잔존하는 기체를 최소화함으로써, 전해액에 대한 전극조립체의 함침성을 향상시킬 수 있도록, 가용성 기체 포화 전해액을 이용한 전지셀 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원발명에 따른 전지셀 제조방법은, (a) 전극조립체를 전지케이스에 수납하는 단계, (b) 가용성 기체로 포화된 전해액을 준비하는 단계, (c) 상기 전지케이스에 상기 전해액을 주입하는 단계, 및 (d) 상기 전극조립체를 상기 전해액에 함침시키는 단계를 포함할 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법에 있어서, 상기 가용성인 기체는 이산화탄소를 포함하는 비수전해액에 용해가 가능한 기체일 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법에 있어서, 상기 전극조립체는 젤리-롤형 전극조립체, 스택형 전극조립체, 스택/폴딩형 전극조립체, 및 라미네이션/스택형 전극조립체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법에 있어서, 상기 전지케이스는 원통형 전지케이스, 각형 전지케이스, 또는 파우치형 전지케이스일 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법에 있어서, 상기 (d)단계는 상기 전지케이스 내부의 감압 및 가압을 반복하는 과정을 포함할 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법에 있어서, 상기 (d)단계의 감압 과정에서, 상기 전지케이스 및 전극조립체에 존재하는 가스가 상기 가용성 기체와 함께 전지케이스 외부로 배출될 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법에 있어서, 상기 (c)단계 이전에 상기 전지케이스 내부 공기를 질소 또는 이산화탄소로 퍼징하는 과정을 포함할 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법에 있어서, 상기 질소 기체는 상기 (d)단계에서 상기 가용성 기체와 함께 전지케이스 외부로 배출될 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법에 있어서, 상기 전지케이스 내에 잔존하는 상기 가용성 기체는 상기 전지셀의 충방전 초기 과정에서 첨가제로 사용될 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법에 있어서, 상기 (b)단계의 전해액은 상온 상압 하에서 상기 가용성 기체로 포화된 상태일 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법에 있어서, 상기 (c)단계 이전에, 상기 전지케이스는 진공 상태일 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법에 있어서, 상기 (d)단계 이후에 (e) 상기 전지케이스를 밀봉하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법에 있어서, 상기 단계 (b)는 상기 단계 (a) 이전에 수행될 수 있다.
본원발명은, 또한, 상기 전지셀 제조방법에 의해 제조된 전지셀을 단위 전지로 포함하는 전지팩을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원발명에 따른 전지셀 제조방법을 사용하는 경우에는, 전해액에 대한 가용성 기체를 사용하기 때문에, 전해액이 주액된 전극조립체의 전극과 분리막 사이에 기체가 잔존하지 않는다.
본원발명은 종래의 질소와 같은 불활성 기체로 퍼징을 하는 선행 공정이 필요 없기 때문에 조립 자체를 위한 공정이 단순하다는 장점이 있다.
또한, 상기 가용성 기체의 주입 이전에 불활성 기체를 주입하더라도, 상기 가용성 기체가 배출될 때 상기 불활성 기체와 함께 배출될 수 있는 바, 전극조립체에서 전극과 분리막 사이에 기포를 발생하는 기체가 남아 있는 것을 방지할 수 있다.
또한, 가용성인 기체로 포화된 전해액을 사용하기 때문에, 종래와 같이 가용성 기체를 전지케이스에 직접 주입한 후 전해액을 주액하는 경우보다, 전해액에 용해된 가용성 기체의 양이 많게 된다. 전극조립체 내부에 분포하는 가용성 기체의 많이 더 많기 때문에, 전해액 함침성을 향상시키기 위하여 감압 및 가압 과정을 진행할 때, 용해되어 있던 가용성 기체가 기화되며 유로를 확보하고, 전극조립체 내부에 갇혀있던 비가용성 기체를 함께 제거시킬 수 있다.
이와 같이, 전극조립체의 전극과 분리막 사이에서 기포가 잔존하는 것을 최소화함으로서, 전극조립체의 전해액에 대한 함침성이 향상된다.
이로 인하여, 전지셀의 사이클 특성 향상 및 용량 증가의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본원발명에 따른 전지셀 제조방법을 사용하는 경우에는, 전지셀의 제조공정을 단순화할 수 있으므로, 공정 시간 및 비용을 절약할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 분리막이 부착된 음극의 사진이다.
도 2는 비교예에 따른 분리막이 부착된 음극의 사진이다.
도 3은 실시예에 따른 음극의 충전 후 사진이다.
도 4는 비교예에 따른 음극의 충전 후 사진이다.
이하 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명에 대한 설명으로 한정되지 않는다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 "또는"은 별도로 언급되지 않는 한 "및"을 포함하는 것이다. 그러므로 "A 또는 B를 포함하는"은 A를 포함하거나, B를 포함하거나, A 및 B를 포함하는 상기 3가지 경우를 모두 의미한다.
본원발명을 상세한 실시예와 같이 설명한다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법은, 전해액을 전지케이스에 주입하기 전에, 전해액에 대한 가용성 기체를 전해액에 미리 주입하는 단계를 포함한다. 따라서, 전해액을 전지케이스에 주액하기 전에, 상기 전지케이스 내부를 불활성 기체 또는 전해액에 대한 가용성 기체로 미리 치환하는 과정이 불필요하다.
구체적으로, 본원발명에 따른 전지셀 제조방법은, (a) 전극조립체를 전지케이스에 수납하는 단계, (b) 가용성 기체로 포화된 전해액을 준비하는 단계, (c) 상기 전지케이스에 상기 전해액을 주입하는 단계, 및 (d) 상기 전극조립체를 상기 전해액에 함침시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전극조립체는, 하나의 양극과 하나의 음극이 분리막이 개재된 상태로 권취되어 있는 젤리-롤형 전극조립체, 분리막이 개재된 상태로 하나 이상의 양극과 하나 이상의 음극이 적층되어 있는 스택형 전극조립체, 양극과 음극을 포함하는 적층형 유닛셀들이 분리 시트에 의해 권취되어 있는 스택/폴딩형 전극조립체, 및 양극과 음극을 포함하는 적층형 유닛셀들이 분리막이 개재된 상태로 적층되어 있는 라미네이션/스택형 전극조립체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 전지케이스는 전극조립체 및 전해액을 주액한 후 밀봉하여 전지셀로 제조될 수 있는 케이스라면, 그 종류를 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 금속 소재로 이루어진 캔 형태의 원통형 전지케이스 또는 각형 전지케이스일 수 있다. 또는, 외부 피복층, 수분 및 가스 차단을 위한 금속 배리어층 및 내부 접착층을 포함하는 라미네이트 시트로 이루어진 파우치형 전지케이스일 수 있다.
상기 가용성 기체는 비수전해질에 용해가 가능한 것으로서, 전극조립체 내부에 있는 기체를 치환할 수 있거나, 상기 가용성 기체가 기화되면서 전극조립체 내부에 있었던 기체를 전지케이스 외부로 배출할 수 있는 것이라면, 그 종류를 특별히 한정하지 않으며, 예를 들어, 상기 가용성 기체는 이산화탄소일 수 있다.
상기 (b)단계는 상압 상온 상태에서 상기 가용성 기체를 배출하는 노즐을 전해액에 꽂아서 전해액에 직접 가용성 기체를 주입하는 방법으로 진행될 수 있다. 또는 밀폐된 용기 내에 전해액을 투입한 후 상기 가용성 기체를 상기 용기에 상압 이상으로 투입하여 상압 이상의 포화 상태로 만든 후 밀폐된 용기를 개방하여 상압 상태로 낮추는 방법으로 진행될 수 있다. 한편, 상기 단계 (b)는 상기 단계 (a) 이전에 수행될 수 있고, 또는 별도로 동시에 이루어질 수 있다.
상기 포화된 상태는, 상온 상압 하에서 상기 전해액이 가용성 기체로 포화된 상태이다.
상기 (d)단계는 상기 전지케이스 내부의 감압 및 가압을 반복하는 과정을 포함할 수 있으며, 이와 같은 과정을 통해 전극조립체에 대한 전해액 함침성을 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 감압 및 가압 과정은 2회 이상 진행될 수 있으며, 1회의 감압과 1회의 가압이 단계적으로 진행될 수 있고, 또는 첫번째 감압 및 가압과 두번째 감압 및 가압의 압력 크기에 차이가 있을 수 있다.
상기 가용성 기체는 전해액에 녹아 있는 상태이기 때문에, 전극조립체에서 전해액이 함침되는 전체 부분으로 퍼질 수 있다. 따라서, 상기 가용성 기체는 전해액에서 기화되면서 많은 기체 이동 통로를 형성할 수 있으며, 상기 (d)단계의 감압 과정에서, 전지케이스 및 전극조립체에 미리 존재하는 가스는 상기 기체 이동 통로를 따라 상기 가용성 기체와 함께 전지케이스 외부로 배출될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 (a)단계의 전지케이스 및 전극조립체 내부에 있는 공기 중에는 리튬과 반응되기 쉬운 수분, 및 전지셀을 구성하는 물질들과 화학적인 반응을 할 수 있는 기체를 포함하기 때문에, 상기 공기를 제거할 필요가 있다. 이에, 전지케이스 내부 공기를 불활성 기체로 치환하기 위하여, 상기 (c)단계 이전에 상기 전지케이스 내부 공기를 질소 또는 이산화탄소 기체로 퍼징하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 내부 공기 치환을 위해 주입된 질소 또는 이산화탄소 기체는 상기 (d)단계에서 상기 가용성 기체와 함께 전지케이스 외부로 배출될 수 있다.
한편, 리튬 이차전지는 전지셀의 성능 향상을 위해 다양한 첨가제를 사용할 수 있는 바, 예를 들어, VC (vinylcarbonate), VEC (vinyl ethylene carbonate), FEC (fluoroethylene carbonate)등의 다양한 첨가제를 사용하여 초기 반응에 의해 생성되는 SEI 피막을 분석하고 이에 따른 전기 화학 특성 변화를 측정할 수 있다.
본원발명에서는 이산화탄소로 포화된 전해액을 사용하고 있으나, 상기 단계(d)에서 대부분의 이산화탄소는 전지케이스 외부로 배출될 수 있으나, 전지케이스 내부에 잔존하게 되는 이산화탄소는 전지셀의 충방전 초기 과정에서 VC 및 FEC와 같은 첨가제 기능을 수행할 수 있는 바, 이러한 화학 반응에 의해 자체적으로 제거될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전해액에 대한 전극조립체의 함침율을 향상시키기 위하여, 상기 (c)단계 이전에 상기 전지케이스 내부를 감압하여 진공 상태로 하고, 전해액을 주액할 수 있다.
예를 들어, 상기 감압 과정은 단계적으로 압력을 감소하는 과정으로 진행될 수 있다.
본원발명에 따른 전지셀 제조방법은, 상기 (d)단계 이후에 (e) 상기 전지케이스를 밀봉하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 전지케이스가 각형 전지케이스인 경우에는, 상기 전지케이스를 밀봉하기 위하여 캡 플레이트를 전지케이스와 결합하는 과정을 진행할 수 있다.
상기 전지케이스가 원통형 전지케이스인 경우에는, 상기 전지케이스를 밀봉하기 위하여 캡 어셈블리를 전지케이스 상부에 배치하고 클림핑하는 과정을 진행할 수 있다.
상기 전지케이스가 파우치형 전지케이스인 경우에는, 상기 전해액을 주액한 방향의 전지케이스 외주변을 밀봉하기 위하여 전지케이스의 외주변을 서로 대면하도록 배치한 상태에서, 상기 외주변을 가열 및 가압하는 과정을 진행할 수 있다.
본원발명은 또한 상기 전지셀 제조방법에 의해 제조된 전지셀을 단위 전지로 포함하는 전지팩을 포함한다.
이하에서는, 본원발명의 실시예를 참조하여 설명하지만, 이는 본원발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본원발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
전극조립체의 전해액 함침성을 확인하기 위하여, 하기와 같은 조성을 갖는 양극, 음극 및 분리막을 준비하여 전극조립체를 제조하였다.
양극 활물질로서 Li(Ni0.6Mn0.2Co0.2)O2 95 중량%, 도전제로서 Super-P 2.0 중량%, 바인더로서 폴리불화비닐리덴 3.0 중량%를 용제인 NMP(N-methyl-2-pyrrolidone)에 첨가하여 양극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 알루미늄 호일 상에 코팅, 건조 및 압착하여 양극을 제조하였다.
음극 활물질로서 천연 흑연 96 중량%, 도전제로서 Super-P 1.0 중량%, 바인더로서 스티렌 부타디엔 고무 2.0 중량% 및 증점제로서 카르복시메틸셀룰로우즈 1.0 중량%를 용제인 H2O에 첨가하여 음극 혼합물 슬러리를 제조한 후, 구리 호일 상에 코팅, 건조 및 압착하여 음극을 제조하였다.
폴리올레핀 소재의 다공성 구조로 이루어진 베이스 부재를 준비하고, 무기물로서 Al2O3 80 중량%, 바인더로서 폴리불화비닐리덴 20 중량%를 포함하는 코팅층을 상기 베이스 부재 상에 코팅하여 분리막을 제조하였다.
상기 분리막, 음극, 분리막 및 양극을 적층한 후 권취하여 젤리-롤형 전극조립체를 제조하였다.
<실시예>
상기에서 제조된 젤리-롤형 전극조립체를 원통형 전지케이스에 수납하였다.
가용성 기체로 포화된 전해액을 준비하기 위하여, 에틸렌카보네이트 : 디메틸카보네이트 : 디에틸카보네이트 = 1 : 2 : 1인 용매에 1M의 LiPF6가 들어 있는 비수전해액을 준비하였다.
상온 상압 하에서, 이산화탄소를 배출하는 노즐을 상기 비수전해액에 꽂아 직접 주입하여, 이산화탄소로 포화된 비수전해액을 제조하였다.
상기 젤리-롤형 전극조립체가 수납된 상기 원통형 전지케이스에 상기 이산화탄소로 포화된 비수전해액을 주입하고, 상기 원통형 전지케이스 내부를 감압 및 가압하는 과정을 진행하였다.
<비교예>
상기에서 제조된 젤리-롤형 전극조립체를 원통형 전지케이스에 수납하였다.
상기 원통형 전지케이스 내부를 진공으로 감압한 후, 질소를 주입하여 상기 원통형 전지케이스 내부를 질소 가스로 치환하였다.
상온 상압 하에서, 상기 원통형 전지케이스에 상기 실시예에 기재된 비수전해액을 주입하고, 상기 원통형 전지케이스 내부를 감압 및 가압하는 과정을 진행하였다.
<실험예 1>
전해액 함침성
상기 실시예 및 비교예의 젤리-롤형 전극조립체를 분해하여 분리막과 결합된 음극의 외면을 관찰하였고, 그 사진을 도 1 및 도 2에 도시하였다.
도 1은 실시예에 따른 분리막이 부착된 음극의 사진이고, 도 2는 비교예에 따른 분리막이 부착된 음극의 사진이다.
도 1의 음극은 전체 부분에서 전해액이 균등하게 함침된 상태로서, 음극과 분리막 사이에 기포가 전혀 존재하지 않고, 음극과 분리막이 전체 부분에서 완전히 부착된 상태임을 알 수 있다.
도 2는 음극과 분리막의 결합면 중 중심부에는 기체가 빠져나가지 못하고 남아 있는 상태이다. 따라서, 음극의 상단과 하단은 전해액에 젖은 상태이나, 중심부는 전해액이 함침되지 못한 상태이다.
이와 같이, 본원발명에 따른 전지셀 제조방법을 사용하는 경우에는, 전체 부분에서 높은 전해액 함성성을 갖는 전극조립체를 제조할 수 있다.
<실험예 2>
충전 영역
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 원통형 전지셀에 0.2C 전류를 인가하여, 정전류(CC) 충전 방식으로 SOC50까지 충전한 후 분해하였다.
젤리-롤형 전극조립체에서 음극의 표면을 관찰하여 음극의 충전 영역을 확인하였고, 그 결과를 도 3 및 도 4에 도시하였다.
도 3은 실시예에 따른 음극의 충전 후 사진이고, 도 4는 비교예에 따른 음극의 충전 후 사진이다.
도 3의 음극은 전체 부분에서 균등하게 충전이 이루어진 것을 확인할 수 있으나, 도 4의 음극은 도 2에서 잔여 기체가 있었던 부분은 전해액에 대한 함침성이 떨어지는 부분으로서, 미충전 영역으로 확인되고, 그 외의 부분은 과충전이 이루어진 것으로 확인된다.
이와 같이 불균등한 충전이 이루어지는 전극을 사용하는 경우, 전지셀의 수명을 단축시키는 원인이 될 수 있다.
이와 같이, 본원발명에 따른 전지셀 제조방법을 사용하는 경우에는, 전지셀의 제조공정을 단순화할 수 있으므로, 공정 시간 및 비용을 절약할 수 있다.
본원발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (14)

  1. (a) 전극조립체를 전지케이스에 수납하는 단계;
    (b) 가용성 기체로 포화된 전해액을 준비하는 단계;
    (c) 상기 전지케이스에 상기 전해액을 주입하는 단계; 및
    (d) 상기 전극조립체를 상기 전해액에 함침시키는 단계;
    를 포함하는 전지셀 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가용성 기체는 이산화탄소를 포함하는 비수전해액에 용해가 가능한 기체인 전지셀 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전극조립체는 젤리-롤형 전극조립체, 스택형 전극조립체, 스택/폴딩형 전극조립체, 및 라미네이션/스택형 전극조립체로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 전지셀 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전지케이스는 원통형 전지케이스, 각형 전지케이스, 또는 파우치형 전지케이스인 전지셀 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계는 상기 전지케이스 내부의 감압 및 가압을 반복하는 과정을 포함하는 전지셀 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (d)단계의 감압 과정에서, 상기 전지케이스 및 전극조립체에 존재하는 가스가 상기 가용성 기체와 함께 전지케이스 외부로 배출되는 전지셀 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c)단계 이전에 상기 전지케이스 내부 공기를 질소 또는 이산화탄소로 퍼징하는 과정을 포함하는 전지셀 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 질소 기체는 상기 (d)단계에서 상기 가용성 기체와 함께 전지케이스 외부로 배출되는 전지셀 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 전지케이스 내에 잔존하는 상기 가용성 기체는 상기 전지셀의 충방전 초기 과정에서 첨가제로 사용되는 전지셀 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계의 전해액은 상온 상압 하에서 상기 가용성 기체로 포화된 상태인 전지셀 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 (c)단계 이전에, 상기 전지케이스는 진공 상태인 전지셀 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 (d)단계 이후에 (e) 상기 전지케이스를 밀봉하는 단계를 더 포함하는 전지셀 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (b)는 상기 단계 (a) 이전에 수행되는 전지셀 제조방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 전지셀 제조방법에 의해 제조된 전지셀을 단위 전지로 포함하는 전지팩.
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