KR20220109341A - 전지셀 제조 장치 및 전지셀 제조 방법 - Google Patents

전지셀 제조 장치 및 전지셀 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220109341A
KR20220109341A KR1020220012372A KR20220012372A KR20220109341A KR 20220109341 A KR20220109341 A KR 20220109341A KR 1020220012372 A KR1020220012372 A KR 1020220012372A KR 20220012372 A KR20220012372 A KR 20220012372A KR 20220109341 A KR20220109341 A KR 20220109341A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
jig
sealing
battery cell
pocket
pocket portion
Prior art date
Application number
KR1020220012372A
Other languages
English (en)
Inventor
장석호
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to PCT/KR2022/001631 priority Critical patent/WO2022164273A1/ko
Priority to US17/922,693 priority patent/US20230163342A1/en
Priority to EP22746299.1A priority patent/EP4117070A1/en
Priority to CN202280003433.5A priority patent/CN115428210A/zh
Publication of KR20220109341A publication Critical patent/KR20220109341A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • B29C66/433—Casing-in, i.e. enclosing an element between two sheets by an outlined seam
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/049—Processes for forming or storing electrodes in the battery container
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105—Pouches or flexible bags
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7146—Battery-cases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치는, 전극 조립체 및 전해액이 내장되어 있되, 외주면에 포켓부 및 프리 실링부가 형성되어 있는 전지 케이스를 포함하는 전지셀을 제조하는 장치에서, 상기 포켓부를 가압하는 지그를 포함하고, 상기 지그는 상기 포켓부를 기준으로 상부에 위치하는 제1 지그와 하부에 위치하는 제2 지그를 포함하고, 상기 제1 지그 및 상기 제2 지그의 상기 포켓부에 대한 압착 및 해제가 적어도 1회 반복되어, 상기 포켓부를 압착시킨다.

Description

전지셀 제조 장치 및 전지셀 제조 방법{BATTERY CELL MANUFACTURING DEVICE AND BATTERY CELL MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 전지셀 제조 장치 및 전지셀 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전해액 손실량이 저감되고, 품질이 균일화된 전지셀 제조 장치 및 전지셀 제조 방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차 전지 중 높은 에너지 밀도와 전압을 가지고, 사이클 수명이 길며, 자기방전률이 낮은 리튬 이차 전지가 사용화되어 널리 사용되고 있다.
이러한 이차 전지를 포장하는 외장재로 이차 전지용 파우치가 주로 사용되며, 상기 파우치는 외부층, 접착층, 알루미늄층, 접착층, 및 내부층의 구조로 이루어진 파우치 필름인 것이 일반적이다. 다만, 파우치형 이차 전지는 다양한 공정에서 손상될 수 있으며, 일 예로 전극 조립체가 파우치 내에 내장된 이후 파우치의 외주면이 밀봉되는 과정에서, 파우치 내 전해액 중 일부가 외주면으로 밀려나오는 문제가 있다.
도 1은 종래의 전지셀 제조 공정을 나타내는 순서도이다. 도 2는 도 1의 프리 실링 단계 이후의 전지셀을 나타내는 도면이다. 도 3은 도 1의 실링 단계 이후의 전지셀을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 전지셀 제조 공정은 프리 실링 단계(S10) 및 실링 단계(S20)를 포함한다. 도 2를 참조하면, 프리 실링 단계(S10)는 전지셀(10)의 외주면(11)의 단부에 프리 실링부(12)를 형성하는 단계이다. 또한, 도 2 및 도 3을 참조하면, 실링 단계(S20)는 전지셀(10)의 외주면(11)에 대해 제1 실링툴(51) 및 제2 실링툴(55)에 의해 실링부(15)가 형성되는 단계이다.
여기서, 프리 실링부(12)는 실링 단계(S20) 이전에 파우치 내 전해액 중 일부가 외부로 누액되는 것을 방지한다. 그러나, 프리 실링 단계(S10)에 의해, 전지셀(10)의 외주면(11)에서 프리 실링부(12)와 전지셀(10)의 중심부 사이에 포켓부(11p)가 형성될 수 있다. 특히, 포켓부(11p) 내에는 파우치 내 전해액 중 일부가 포함되어 있을 수 있다.
그러나, 도 3을 참조하면, 종래의 전지셀 제조 공정에서, 실링 단계(S20)가포켓부(11p) 내 전해액이 충분히 제거되지 않은 상태에서 수행되어, 프리 실링부(12)와 실링부(15) 사이에 위치하는 포켓부(11p)에 전해액이 남아있을 수 있다. 즉, 전지셀(10) 내에 포함되어야 하는 전해액 중 일부가 손실될 수 있고, 전지셀(10)의 품질 또한 균일화되지 못하는 문제가 있다. 이에 따라, 전해액 손실량이 저감되고, 품질이 균일화된 전지셀 제조 장치 및 전지셀 제조 방법을 개발할 필요가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 전해액 손실량이 저감되고, 품질이 균일화된 전지셀 제조 장치 및 전지셀 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치로서, 전극 조립체 및 전해액이 내장되어 있는 전지 케이스를 포함하는 전지셀을 제조하는 장치에서, 상기 전지 케이스의 외주면에 형성되어 있는 포켓부 및 프리 실링부 중에서, 상기 포켓부를 가압하는 지그를 포함하고, 상기 지그는 상기 포켓부를 기준으로 상부에 위치하는 제1 지그와 하부에 위치하는 제2 지그를 포함하고, 상기 제1 지그 및 상기 제2 지그의 상기 포켓부에 대한 압착 및 해제가 적어도 1회 반복되어, 상기 포켓부를 압착시킨다.
상기 지그는 상기 포켓부를 따라 연장되어 있을 수 있다.
상기 지그의 폭은 상기 포켓부의 길이와 동일하거나 이보다 작을 수 있다.
상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 중 적어도 하나는 상기 포켓부와 접하는 면이 연질 부재로 커버되어 있을 수 있다.
상기 연질 부재는 POM(Polyoxymethylene) 패드로 이루어질 수 있다.
상기 포켓부와 마주보는 상기 연질 부재 바닥부는 두께가 변하는 구조를 가질 수 있다.
상기 연질 부재 바닥부는 제1 단부와 제2 단부를 가지고, 상기 프리 실링부에 인접한 상기 제1 단부로부터, 상기 제1 단부 대비하여 상기 프리 실링부로부터 멀리 떨어진 상기 제2 단부로 갈수록 상기 연질 부재의 두께가 감소할 수 있다.
상기 포켓부를 기준으로 상부에 위치하는 제1 실링툴과 하부에 위치하는 제2 실링툴을 포함하는 실링툴을 더 포함하고, 상기 실링툴은 상기 지그에 의해 압착되어 있는 상기 포켓부 중 적어도 일부를 열융착하여, 상기 전지 케이스의 외주면에 실링부를 형성할 수 있다.
상기 실링툴의 폭은 상기 지그의 폭과 동일하거나, 이보다 작을 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀 제조 방법으로서, 전극 조립체 및 전해액이 내장되어 있는 전지 케이스를 포함하는 전지셀을 제조하는 방법에서, 상기 전지 케이스의 외주면에 포켓부 및 프리 실링부를 형성하는 프리 실링 단계; 및 상기 포켓부를 지그로 가압하여 압착시키는 압착 단계를 포함하고, 상기 지그는 상기 포켓부를 기준으로 상부에 위치하는 제1 지그와 하부에 위치하는 제2 지그를 포함하고, 상기 압착 단계는 상기 제1 지그 및 상기 제2 지그의 상기 포켓부에 대한 압착 및 해제가 적어도 1회 반복될 수 있다.
상기 압착 단계는 상기 포켓부의 두께가 상기 전지 케이스의 외주면의 단부의 두께와 유사해질 때까지 반복될 수 있다.
상기 압착 단계 이후에 수행되는 실링 단계를 더 포함하고, 상기 실링 단계는 실링툴에 의해 상기 포켓부 중 적어도 일부가 열융착되어, 상기 전지 케이스의 외주면에 실링부가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전지셀 제조 장치 및 전지셀 제조 방법은, 전지 케이스의 외주면에 형성되어 있는 포켓부를 실링하기 전에, 상기 포켓부를 지그로 가압하여, 전해액 손실량이 저감되고, 품질이 균일화될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 전지셀 제조 공정을 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1의 프리 실링 단계 이후의 전지셀을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 실링 단계 이후의 전지셀을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 공정을 나타내는 순서도이다.
도 5는 도 4의 프리 실링 단계 이후의 전지셀을 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 도 4의 압착 단계가 반복되는 공정에서의 전지셀을 각각 나타내는 도면이다.
도 9는 도 4의 압착 단계 이후의 전지셀을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 4의 실링 단계 이후의 전지셀을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 5에 도시한 전지셀 제조 장치의 변형예를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 공정을 나타내는 순서도이다. 도 5는 도 4의 프리 실링 단계 이후의 전지셀을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치는, 전극 조립체 및 전해액이 내장되어 있는 전지 케이스(100)를 포함하는 전지셀을 제조하는 장치로서, 전지 케이스(100)의 외주면(110)에 형성되어 있는 포켓부(110p) 및 프리 실링부(120) 중에서, 포켓부(110p)를 가압하는 지그(300)를 포함한다.
여기서, 지그(300)는 포켓부(110p)를 기준으로 상부에 위치하는 제1 지그(310)와 하부에 위치하는 제2 지그(350)를 포함한다. 보다 구체적으로, 제1 지그(310)와 제2 지그(350)는 서로 동일한 재질 및 형상으로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 아니하고, 전지 케이스(100)의 형상에 따라 적절하게 변형될 수 있다.
또한, 제1 지그(310) 및 제2 지그(350)는 각각 상승 및 하강 이동을 수행할 수 있다. 다른 예로, 제1 지그(310) 및 제2 지그(350) 중 하나가 포켓부(110p)와 접하는 상태에서 고정되어 있고, 나머지 하나가 상승 및 하강 이동을 수행할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 아니하고, 전지 케이스(100)의 형상에 따라 적절하게 변형될 수 있다.
또한, 지그(300)는 포켓부(110p)를 따라 연장되어 있을 수 있다. 다르게 말하면, 지그(300)의 폭은 포켓부(110p)를 따라 연장되어 있을 수 있다. 일 예로, 지그(300)의 폭은 포켓부(110p)의 길이와 동일하거나 이보다 작을 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치에서, 지그(300)는 포켓부(110p)에 대해 비교적 균일하게 가압할 수 있고, 전지셀의 품질 또한 더욱 향상될 수 있다.
또한, 본 실시예의 지그(300)에서, 제1 지그(310) 및 제2 지그(350) 중 적어도 하나가 포켓부(110p)와 접하는 면이 연질 부재(310P)로 커버되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 5를 참조하면, 제1 지그(310)에서 포켓부(110p)와 접하는 면이 연질 부재로 커버되어 있을 수 있다.
일 예로, 연질 부재(310P)는 POM(Polyoxymethylene) 패드로 이루어질 수 있다. 다만, 연질 부재(310P)는 이에 제한되지 아니하며, 포켓부(110p)를 손상시키지 않으면서 충분히 압착시킬 수 있는 소재라면 적용 가능하다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치에서, 지그(300)중 일부가 포켓부(110p)와 접하는 면이 연질 부재(310P)로 커버되어 있어, 포켓부(110p)가 서로 겹치는 부분 없이 고르게 압착될 수 있고, 이후 압착되어 있는 포켓부(110p) 중 일부에 대해 실링 시 주름 등과 같은 실링 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 6 내지 도 8은 도 4의 압착 단계가 반복되는 공정에서의 전지셀을 각각 나타내는 도면이다.
본 실시예의 지그(300)에서, 제1 지그(310) 및 제2 지그(350)는 포켓부(110p)에 대한 압착 및 해제가 적어도 1회 반복되어 포켓부(110p)를 압착시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 도 5를 참조하면, 제1 지그(310) 및 제2 지그(350)는 포켓부(110p)를 향해 각각 이동할 수 있다. 또한, 도 6을 참조하면, 제1 지그(310) 및 제2 지그(350)는 포켓부(110p)와 접할 수 있다. 여기서, 포켓부(110p)에 포함된 전해액 중 적어도 일부는 전지 케이스(100)의 내부를 향해 이동할 수 있다.
또한, 도 7 및 도 8을 참조하면, 제1 지그(310) 및 제2 지그(350)는 압착되어 있는 포켓부(110p)에 대해서 다시 이동하여, 포켓부(110p)를 재차 압착시킬 수 있다. 여기서, 포켓부(110p)에 포함된 전해액 중 나머지 일부가 전지 케이스(100)의 내부를 향해 이동할 수 있다. 필요에 따라, 도 7 및 도 8과 같이, 제1 지그(310) 및 제2 지그(350)의 이동에 따라, 포켓부(110p)에 대한 압착 및 해제가 수차례 반복될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치에서, 지그(300)는 포켓부(110p)에 포함된 전해액이 전지 케이스(100)의 내부를 향해 이동시킬 수 있어, 전지 케이스(100) 내 전해액의 손실량을 저감시킬 수 있다. 또한, 지그(300)는 포켓부(110p)에 대해 반복적으로 압착 및 해제될 수 있어, 포켓부(110p)에 남아 있는 전해액이 최소화될 수 있고, 전지셀의 품질 또한 더욱 향상될 수 있다.
도 9는 도 4의 압착 단계 이후의 전지셀을 나타내는 도면이다. 도 10은 도 4의 실링 단계 이후의 전지셀을 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치에서, 상술한 전지셀 제조 장치는 지그(300)와 함께 실링툴(500)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 실링툴(500)은 포켓부(110p)를 기준으로 상부에 위치하는 제1 실링툴(510)과 하부에 위치하는 제2 실링툴(550)을 포함한다. 여기서, 제1 실링툴(510) 및 제2 실링툴(550)는 지그(300)에 의해 압착되어 있는 포켓부(110p) 중 적어도 일부를 열융착하여, 전지 케이스(100)의 외주면(110)에 실링부(150)를 형성할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치에서, 실링툴(500)은 프리 실링부(130)와 실링부(150) 사이에 위치하는 포켓부(110p) 내에 포함된 전해액이 최소화된 상태에서 전지 케이스(100)가 밀봉될 수 있다. 즉, 전지 케이스(100)는 전해액의 손실량이 저감될 수 있고, 전지셀의 품질 또한 향상될 수 있다.
또한, 제1 실링툴(510)과 제2 실링툴(550)은 서로 동일한 재질 및 형상으로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 제한되지 아니하고, 전지 케이스(100)의 형상에 따라 적절하게 변형될 수 있다.
또한, 제1 실링툴(510)과 제2 실링툴(550)은 각각 상승 및 하강 이동을 수행할 수 있다. 다른 예로, 제1 실링툴(510)과 제2 실링툴(550) 중 하나가 포켓부(110p)와 접하는 상태에서 고정되어 있고, 나머지 하나가 상승 및 하강 이동을 수행할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 아니하고, 전지 케이스(100)의 형상에 따라 적절하게 변형될 수 있다.
또한, 실링툴(500)의 폭은 지그(300)의 폭과 동일하거나, 이보다 작을 수 있다. 일 예로, 포켓부(110p)에 대해, 실링툴(500)은 전지 케이스(100)의 내부와 가까운 위치에 인접하게 배치될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 장치에서, 실링툴(500)은 포켓부(110p)에서 전지 케이스(100)의 내부와 가까운 위치에 실링부(150)를 형성시킬 수 있어, 추후 전지셀의 충방전 과정에서 전지 케이스(100) 내 전해액 중 일부가 전지 케이스(100)의 외주면(110)으로 누액되는 것을 방지할 수 있고, 전지셀의 품질 또한 향상될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전지셀 제조 방법은, 전극 조립체 및 전해액이 수납부에 내장되는 전지 케이스(100)를 포함하는 전지셀을 제조하는 방법으로서, 프리 실링 단계(S100), 압착 단계(S200), 및 실링 단계(S300)을 포함한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 프리 실링 단계(S100)는 전지 케이스(100)의 외주면(110)에서 프리 실링부(120)를 형성하는 단계일 수 있다. 여기서, 프리 실링부(120)는 프리 실링툴(미도시됨)에 의해 전지 케이스(100)의 외주면(110)의 상하부를 열융착하여 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 방법에서, 프리 실링 단계(S100)에 의해 전지 케이스(100)의 외주면(110) 중 일부가 밀봉되어 있어, 전지 케이스(100) 내 전해액이 외부로 누액되지 않을 수 있다.
또한, 프리 실링부(120)는 전지 케이스(100)의 외주면(110)에서도, 전지 케이스(100)의 내부로부터 소정의 거리만큼 이격되어 있는 위치에서 형성될 수 있다. 특히, 전지 케이스(100)의 외주면은, 전지 케이스(100)의 내부와 프리 실링부(120) 사이에 포켓부(110p)가 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 포켓부(110p)는 상술한 바와 같이, 전지 케이스(100) 내 전해액 중 적어도 일부가 포함되어 있을 수 있다.
도 4, 및 도 6 내지 도 8을 참조하면, 압착 단계(S200)는 전지 케이스(100)의 외주면(110) 중 포켓부(110p)에 대해 압착이 수행되는 단계일 수 있다. 보다 구체적으로, 압착 단계(S200)는 상술한 제1 지그(310) 및 제2 지그(350)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 압착 단계(S200)는 제1 지그(310) 및 제2 지그(350)의 포켓부(110p)에 대한 압착 및 해제가 적어도 1회 반복될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 방법에서, 압착 단계(S200)에 의해 포켓부(110p)에 포함되어 있는 전해액 중 적어도 일부가 전지 케이스(100) 내부를 향해 이동할 수 있다.
일 예로, 압착 단계(S200)는 포켓부(110p)의 두께가 전지 케이스(100)의 외주면(110)의 단부의 두께와 유사해질 때까지 반복될 수 있다. 여기서, 전지 케이스(100)의 외주면(110)의 단부의 두께는 전지 케이스(100)를 구성하는 상부 케이스의 파우치 필름과 하부 케이스의 파우치 필름의 두께의 합을 의미할 수 있다. 다만, 압착 단계(S200)의 반복이 종료되는 시점이 이에 한정되는 것은 아니며, 전지셀(100)의 생산 모델 혹은 공정 조건 등에 따라 적절하게 조절될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 방법에서, 압착 단계(S200)가 상술한 두께에 도달할 때까지 반복될 수 있어, 포켓부(110p) 내에 포함된 전해액에 전지 케이스(100) 내부로 충분히 이동될 수 있다. 즉, 포켓부(110p)에 남아 있는 전해액이 최소화될 수 있고, 전지셀의 품질 또한 더욱 향상될 수 있다.
또한, 도 4, 도 9, 및 도 10을 참조하면, 압착 단계(S200) 이후에 실링 단계(S300)가 수행될 수 있다. 여기서, 실링 단계(S300)는 상술한 실링툴(500)에 의해 포켓부(110p) 중 적어도 일부가 열융착되어, 상기 전지 케이스의 외주면에 실링부(150)가 형성되는 단계일 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전지셀 제조 방법에서, 실링 단계(S300)는 포켓부(110p) 내에 포함된 전해액이 최소화된 상태에서 포켓부(110p)를 열융착 시킬 수 있다. 즉, 실링 단계(S300)에서, 전지 케이스(100)는 전지 케이스(100)의 내부에 전해액의 손실량이 저감되어 있는 상태에서 실링부(150)로 밀봉될 수 있어, 전지셀의 품질도 더욱 향상될 수 있다.
도 11은 도 5에 도시한 전지셀 제조 장치의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 11을 참고하면, 본 실시예의 지그(300)에서, 제1 지그(310) 및 제2 지그(350) 중 적어도 하나가 포켓부(110p)와 접하는 면이 연질 부재(310P)로 커버되어 있을 수 있다. 이때, 포켓부(110p)와 마주보는 연질 부재(310P’) 바닥부는 두께가 변하는 구조를 가질 수 있다. 연질 부재(310P’) 바닥부는 제1 단부(P1)와 제2 단부(P2)를 가질 수 있고, 프리 실링부(200)에 인접한 제1 단부(P1)로부터, 제1 단부(P1) 대비하여 프리 실링부(200)로부터 멀리 떨어진 제2 단부(P2)로 갈수록 연질 부재(310P’)의 두께가 감소할 수 있다.
본 실시예에 따라 포켓부(110p)와 접하는 연질 부재(310P) 바닥부가 두께가 변하는 구조, 특히 프리 실링부(200)로부터 멀어짐에 따라 두께가 감소하는 구조를 가짐으로써, 포켓부(110p) 압착 시 전해액이 전지 케이스(100) 내부를 향해 훨씬 효율적으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 포켓부(110p)에 남아 있는 전해액이 최소화될 수 있고, 전지셀의 품질 또한 더욱 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
100: 전지 케이스
110: 전지 케이스의 외주면
110p: 포켓부
120: 프리 실링부
150: 실링부
300: 지그
500: 실링툴

Claims (12)

  1. 전극 조립체 및 전해액이 내장되어 있는 전지 케이스를 포함하는 전지셀을 제조하는 장치에서,
    상기 전지 케이스의 외주면에 형성되어 있는 포켓부 및 프리 실링부 중에서, 상기 포켓부를 가압하는 지그를 포함하고,
    상기 지그는 상기 포켓부를 기준으로 상부에 위치하는 제1 지그와 하부에 위치하는 제2 지그를 포함하고,
    상기 제1 지그 및 상기 제2 지그의 상기 포켓부에 대한 압착 및 해제가 적어도 1회 반복되어, 상기 포켓부를 압착시키는 전지셀 제조 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 지그는 상기 포켓부를 따라 연장되어 있는 전지셀 제조 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 지그의 폭은 상기 포켓부의 길이와 동일하거나 이보다 작은 전지셀 제조 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 지그 및 상기 제2 지그 중 적어도 하나는 상기 포켓부와 접하는 면이 연질 부재로 커버되어 있는 전지셀 제조 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 연질 부재는 POM(Polyoxymethylene) 패드로 이루어지는 전지셀 제조 장치.
  6. 제4항에서,
    상기 포켓부와 마주보는 상기 연질 부재 바닥부는 두께가 변하는 구조를 갖는 전지셀 제조 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 연질 부재 바닥부는 제1 단부와 제2 단부를 가지고,
    상기 프리 실링부에 인접한 상기 제1 단부로부터, 상기 제1 단부 대비하여 상기 프리 실링부로부터 멀리 떨어진 상기 제2 단부로 갈수록 상기 연질 부재의 두께가 감소하는 전지셀 제조 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 포켓부를 기준으로 상부에 위치하는 제1 실링툴과 하부에 위치하는 제2 실링툴을 포함하는 실링툴을 더 포함하고,
    상기 실링툴은 상기 지그에 의해 압착되어 있는 상기 포켓부 중 적어도 일부를 열융착하여, 상기 전지 케이스의 외주면에 실링부를 형성하는 전지셀 제조 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 실링툴의 폭은 상기 지그의 폭과 동일하거나, 이보다 작은 전지셀 제조 장치.
  10. 전극 조립체 및 전해액이 내장되어 있는 전지 케이스를 포함하는 전지셀을 제조하는 방법에서,
    상기 전지 케이스의 외주면에 포켓부 및 프리 실링부를 형성하는 프리 실링 단계; 및
    상기 포켓부를 지그로 가압하여 압착시키는 압착 단계를 포함하고,
    상기 지그는 상기 포켓부를 기준으로 상부에 위치하는 제1 지그와 하부에 위치하는 제2 지그를 포함하고,
    상기 압착 단계는 상기 제1 지그 및 상기 제2 지그의 상기 포켓부에 대한 압착 및 해제가 적어도 1회 반복되는 전지셀 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 압착 단계는 상기 포켓부의 두께가 상기 전지 케이스의 외주면의 단부의 두께와 유사해질 때까지 반복되는 전지셀 제조 방법.
  12. 제10항에서,
    상기 압착 단계 이후에 수행되는 실링 단계를 더 포함하고,
    상기 실링 단계는 실링툴에 의해 상기 포켓부 중 적어도 일부가 열융착되어, 상기 전지 케이스의 외주면에 실링부가 형성되는 전지셀 제조 방법.
KR1020220012372A 2021-01-28 2022-01-27 전지셀 제조 장치 및 전지셀 제조 방법 KR20220109341A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2022/001631 WO2022164273A1 (ko) 2021-01-28 2022-01-28 전지셀 제조 장치 및 전지셀 제조 방법
US17/922,693 US20230163342A1 (en) 2021-01-28 2022-01-28 Battery Cell Manufacturing Device and Battery Cell Manufacturing Method
EP22746299.1A EP4117070A1 (en) 2021-01-28 2022-01-28 Battery cell manufacturing device and battery cell manufacturing method
CN202280003433.5A CN115428210A (zh) 2021-01-28 2022-01-28 电池单元制造设备和电池单元制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210012232 2021-01-28
KR20210012232 2021-01-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220109341A true KR20220109341A (ko) 2022-08-04

Family

ID=82836941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220012372A KR20220109341A (ko) 2021-01-28 2022-01-27 전지셀 제조 장치 및 전지셀 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220109341A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102407509B1 (ko) 파우치 실링 장치 및 이차전지 제조방법
US11335941B2 (en) Apparatus and method for manufacturing battery cell
KR101371040B1 (ko) 파우치형 이차전지 및 그 제조방법
KR100624967B1 (ko) 파우치형 리튬 이차 전지 및 그의 제조 방법
KR20130044705A (ko) 파우치형 이차전지의 제조방법
CN113767506B (zh) 顺序压力化成夹具和使用其的化成方法
KR20200033665A (ko) 가스배출 탭을 구비한 파우치형 이차전지 및 파우치형 이차전지 디가스 장치
JPH023267B2 (ko)
KR20200117177A (ko) 이차전지용 파우치 외장재의 제조장치 및 제조방법
KR20180093321A (ko) 배터리 셀 제조 장치 및 방법
KR20160115167A (ko) 측면 밀봉 잉여부가 절곡된 전지셀의 제조방법
KR102326441B1 (ko) 이차전지용 파우치의 실링 장치 및 실링 방법
KR20220109341A (ko) 전지셀 제조 장치 및 전지셀 제조 방법
KR20180059373A (ko) 파우치형 이차전지의 제조방법 및 이에 사용되는 지그
US20230163342A1 (en) Battery Cell Manufacturing Device and Battery Cell Manufacturing Method
JP4660112B2 (ja) 密閉型電池
JP2004103368A (ja) 扁平角形電池
JP3744717B2 (ja) 密閉型蓄電池
CN116195126A (zh) 二次电池和制造该二次电池的方法
KR102033770B1 (ko) 두 종류의 전해액들을 포함하고 있는 전지셀의 제조 방법
JP4222820B2 (ja) 電池用安全機構の製造方法
KR20240059467A (ko) 실링 장치 및 실링 방법
KR102403473B1 (ko) 이차 전지 및 이의 제조 방법
KR20230109962A (ko) 파우치 실링장치 및 파우치 실링방법
KR102151079B1 (ko) 배터리 셀 가압 장치 및 이러한 배터리 셀 가압 장치를 통해 제조되는 배터리 셀

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination