KR20230008618A - 파우치형 이차전지의 디게싱 방법 - Google Patents

파우치형 이차전지의 디게싱 방법 Download PDF

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KR20230008618A
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이세용
전성진
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(주)엔에스
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Abstract

부분 진공 세미 챔버(semi chamber) 방식으로 파우치의 내부 가스를 효과적으로 배출시킬 수 있는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법에 관한 것으로, 배터리 셀이 수용된 파우치를 준비하는 단계, 상기 파우치의 가스 포켓 영역에 세미 챔버를 밀착시키는 단계, 상기 세미 챔버의 내부 공간에 진공을 형성하는 단계, 상기 파우치의 가스 포켓 영역에 피어싱 홀을 형성하여 상기 파우치의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시키는 단계, 및 상기 배터리 셀과 피어싱 홀 사이의 파우치 영역을 실링하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

파우치형 이차전지의 디게싱 방법{METHOD FOR DEGASSING SECONDARY BATTERY OF POUCH TYPE}
본 발명은 파우치형 이차전지의 디게싱 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부분 진공 세미 챔버(semi chamber) 방식으로 파우치의 내부 가스를 효과적으로 배출시킬 수 있는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는, 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 전기에너지를 화학에너지로 변환하는 충전과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이다.
이차전지는, 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬-금속 전지, 리튬-이온(NLi-Ion) 전지, 그리고 리튬-이온 폴리머 전지(Li-Ion Polymer Battery, 이하 "LIPB"라 함) 등을 포함할 수 있다.
이차전지 중 리튬 이차전지는, 약 500회 이상의 사이클 수명과 약 1시간 내지 2시간 정도의 짧은 충전 시간을 가지고, 니켈-수소 전지에 비해서 약 30% 내지 40% 정도 가벼워 경량화가 가능하며, 현존하는 이차전지 중 단위전지 당 전압(3.0 내지 3.7 V)이 가장 높고 에너지 밀도가 우수하여, 이동 기기에 최적화된 특성을 가질 수 있다
이러한 리튬 이차전지는, 배터리 셀이 알루미늄 봉지재인 파우치에 의해 봉지되어 파우치형 이차전지로 가공될 수 있다.
파우치형 이차전지는, 봉지재인 파우치에 수용되는 배터리 셀, 배터리 셀에 구비된 전극들의 전극탭들에 전기적으로 연결되어 파우치의 외부로 인출되는 리드탭, 그리고, 리드탭을 전기적으로 절연하는 절연 필름을 포함할 수 있다.
특히, 파우치는, 배터리 셀의 리드탭 위에 형성된 절연 필름과 함께 융착되거나 또는 파우치와 파우치면이 직접 융착되어 내부에 수용된 배터리 셀을 밀봉하는 기능을 수행할 수 있다.
파우치형 이차전지는, 제조 과정에서, 배터리 활성화에 의해 발생한 가스를 외부로 배출시키기 위한 디게싱 공정을 거치게 된다.
디게싱 공정에서는, 배터리 셀이 수용된 파우치를 진공 챔버 내로 이송시키고, 진공 챔버 내에서 파우치의 일측에 파우치의 내부 가스를 배출시키기 위한 피어싱 홀을 다수개 형성하며, 진공 상태에서 파우치 내부의 가스를 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시키는 방식으로 디게싱 작업을 수행하고 있다.
하지만, 이러한 디게싱 방식은, 배터리 셀을 포함한 파우치 전체를 수용하고 피어싱 홀을 형성할 수 있는 공간을 가질 수 있는 큰 크기의 진공 챔버가 필요하므로, 디게싱 작업을 위해 많은 설비 비용이 필요할 뿐만 아니라, 파우치 내부의 가스가 피어싱 홀을 통해 외부로 빠져나갈 때, 파우치 내부에 수용된 전해액 일부도 함께 배출됨으로써, 고가의 진공 챔버 오염 문제가 발생하며, 파우치 내부의 가스가 정상적으로 배출되지 않아 잔류 가스가 남는 문제도 있었다.
따라서, 향후, 배터리 셀을 포함하는 파우치 전체 중 디게싱을 위한 필요 부분만을 부분 진공으로 하여 디게싱을 수행함으로써, 저비용, 오염 방지 및 잔류 가스 제거가 효과적인 파우치형 이차전지의 디게싱 방법의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0134963호(2013년 12월 10일)
본 발명의 일실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 파우치의 가스 포켓 영역에 세미 챔버를 밀착시키고, 진공 상태에서 파우치의 가스 포켓 영역에 피어싱 홀을 형성하여 내부 잔류 가스를 피어싱 홀을 통해 배출시킴으로써, 세미 챔버 사용에 의한 저렴한 비용으로 디게싱을 수행하고, 챔버 오염을 방지하며, 파우치의 잔류 가스를 효과적으로 제거할 수 있는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, (a) 배터리 셀이 수용된 파우치를 준비하는 단계; (b) 상기 파우치의 가스 포켓 영역에 세미 챔버를 밀착시키는 단계; (c) 상기 세미 챔버의 내부 공간에 진공을 형성하는 단계; (d) 상기 파우치의 가스 포켓 영역에 피어싱 홀을 형성하여 상기 파우치의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시키는 단계; 및 (e) 상기 배터리 셀과 피어싱 홀 사이의 파우치 영역을 실링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법이 제공된다.
상기 (b) 단계는, 상기 파우치의 가스 포켓 영역 중 일측면에 상기 세미 챔버의 제1 포켓을 밀착시키고, 상기 파우치의 가스 포켓 영역 중 타측면에 상기 세미 챔버의 제2 포켓을 밀착시킬 수 있다.
상기 세미 챔버의 제1, 제2 포켓은, 상기 파우치를 피어싱하는 피어싱 유닛과 상기 파우치를 실링하는 실링 유닛을 포함할 수 있다.
상기 피어싱 유닛은, 상기 세미 챔버의 제1 포켓에 위치하는 피어싱부; 상기 피어싱부를 상기 파우치의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 피어싱 이송부; 상기 세미 챔버의 제2 포켓에 위치하여 상기 피어싱부를 안내하는 가이드부; 및 상기 가이드부를 상기 파우치의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 가이드 이송부를 포함할 수 있다.
상기 피어싱부는, 상기 파우치에 피어싱 홀을 형성하기 위한 피어싱 나이프를 포함하고, 상기 가이드부는, 상기 피어싱 나이프를 안내하는 가이드 홈이 형성될 수 있다.
상기 실링 유닛은, 상기 세미 챔버의 제1 포켓에 위치하는 제1 실링부; 상기 제1 실링부를 상기 파우치의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 제1 이송부; 상기 세미 챔버의 제2 포켓에 위치하여 상기 제1 실링부를 마주하는 제2 실링부; 및 상기 제2 실링부를 상기 파우치의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 제2 이송부를 포함할 수 있다.
상기 (c) 단계는, 상기 파우치의 가스 포켓 영역에 세미 챔버가 밀착되면 상기 세미 챔버의 내부 공간을 진공 분위기로 감압할 수 있다.
상기 (d) 단계는, 상기 파우치의 가스 포켓 영역에 피어싱 홀을 형성할 때, 상기 세미 챔버의 피어싱 유닛으로 상기 파우치의 가스 포켓 영역 중 가장자리에 위치하는 실링 영역에 적어도 하나의 피어싱 홀을 형성할 수 있다.
상기 피어싱 홀은, 상기 파우치의 밀봉을 위한 실링 시에 형성된 실링 영역에서, 상기 실링 영역의 길이방향을 따라 길게 성형되는 관로에 형성될 수 있다.
상기 (d) 단계는, 상기 파우치의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시킬 때, 상기 파우치의 배터리 셀 안착 영역을 롤러로 압착하고, 상기 롤러를 소정 방향으로 롤링하여 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시킬 수 있다.
상기 (d) 단계는, 상기 파우치의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시킬 때, 상기 파우치의 배터리 셀 안착 영역을 프레스로 가압하여 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시킬 수 있다.
상기 세미 챔버는, 상기 배터리 셀이 수용된 파우치 전체가 아닌 상기 가스 포켓 영역과 상기 가스 포켓 영역 주변 일부 영역이 그 내부에 위치하도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 디게싱 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 파우치의 가스 포켓 영역에 세미 챔버를 밀착시키고, 진공 상태에서 파우치의 가스 포켓 영역에 피어싱 홀을 형성하여 내부 잔류 가스를 피어싱 홀을 통해 배출시킴으로써, 세미 챔버 사용에 의한 저렴한 비용으로 디게싱을 수행하고, 챔버 오염을 방지하며, 파우치의 잔류 가스를 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 디게싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함을 고려하여 부여되는 것으로서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
나아가, 이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가지는 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
도 1a 내지 도 1f는, 본 발명에 따른 파우치형 이차전지의 디게싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 파우치(110)가 공급되면, 파우치(110)의 배터리 셀 안착 영역에 컵을 성형할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 컵을 성형할 때, 파우치(110)가 접히는 중심선을 기준으로 좌측 파우치에 배터리 셀의 하부면이 안착되는 제1 컵과, 우측 파우치에 상기 배터리 셀의 상부면이 덮히는 제2 컵을 서로 대칭으로 성형할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 컵은 파우치(110)를 프레스 장치 등을 이용하여 오목하게 성형하여 형성된다.
다음, 본 발명은, 파우치(110)의 컵에 배터리 셀(120)을 안착시킬 수 있다.
여기서, 배터리 셀(120)의 리드탭은, 파우치(110)의 외부로 노출되고, 리드탭을 전기적으로 절연하는 절연 필름은, 파우치(110)와의 실링을 위해 파우치(110)의 가장자리에 위치할 수 있다.
이어, 본 발명은, 배터리 셀(120)이 파우치(110)의 제1 및 제2 컵 내에 수용되도록 파우치(110)의 가장자리를 실링하여 실링 영역(160)을 형성할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 파우치(110)의 가장자리를 실링할 때, 배터리 셀(130)의 리드탭이 위치하는 파우치(110)의 양측면 가장자리 영역을 실링하는 제1 실링 영역을 형성하고, 파우치(110)의 가스 포켓 영역의 가장자리 영역을 실링하는 제2 실링 영역을 형성할 수 있다.
경우에 따라, 본 발명은, 파우치의 가장자리를 실링할 때, 제1 실링 영역을 형성한 후에 파우치(110) 내에 전해액을 공급할 수도 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 파우치(110)의 가스 포켓 영역에 세미 챔버(210, semi chamber)를 밀착시킬 수 있다.
일 예로, 본 발명은, 파우치(110)의 가스 포켓 영역 중 일측면에 세미 챔버(210)의 제1 포켓을 밀착시키고, 파우치(110)의 가스 포켓 영역 중 타측면에 세미 챔버(210)의 제2 포켓을 밀착시킬 수 있다.
여기서, 세미 챔버(210)의 제1, 제2 포켓은, 파우치(110)의 가스 포켓 영역을 기준으로 서로 대칭되도록 배치되어 파우치(110)의 가스 포켓 영역으로 밀착될 수 있다. 도 1b를 기준으로, 파우치(110)의 좌측에 배치된 것이 제1 포켓이고, 우측에 배치된 것이 제2 포켓이다. 본 발명의 실시예에서, 세미 챔버(210)의 제1 포켓과 제2 포켓은 각각 내측에 수용공간을 갖는 구조로 이루어지고, 제1 포켓과 제2 포켓이 파우치(110)의 양측면에 밀착된 상태에서 제1 포켓과 제2 포켓의 내부공간은 외부에 대해 밀폐되는 상태를 갖는다.
본 발명의 실시예에서, 세미 챔버(210)는 배터리 셀(120)이 수용된 파우치(110) 전체가 아닌 파우치의 가스 포켓 영역과 상기 가스 포켓 영역 주변의 일부 영역이 그 내부에 위치하도록 이루어진다. 상기 '가스 포켓 영역 주변의 일부 영역'이라 함은 가스 포켓 영역과 인접하게 배치된 배터리 셀(120)이 배치된 영역을 의미한다.
또한, 세미 챔버(210)의 제1, 제2 포켓은, 파우치(110)와의 접촉면에 외부 공기 차단을 위한 밀폐 부재가 배치될 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
또한, 세미 챔버(210)의 제1, 제2 포켓은, 파우치(110)의 가스 포켓 영역의 가장자리와 파우치(110)의 배터리 셀(120)의 안착 영역의 가장자리에 접촉될 수 있고, 파우치(110)의 가스 포켓 영역의 가장자리와 파우치(110)의 배터리 셀(120)의 안착 영역(구체적으로, 제1 및 제2 컵)의 가장자리 사이에 내부 공간을 형성할 수 있다.
또한, 세미 챔버(210)의 제1, 제2 포켓은, 파우치(110)를 피어싱하는 피어싱 유닛(220)과 파우치(110)를 실링하는 실링 유닛(230)을 포함할 수 있다.
일 예로, 피어싱 유닛(220)은, 세미 챔버(210)의 제1 포켓에 위치하는 피어싱부, 피어싱부를 파우치(110)의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 피어싱 이송부, 세미 챔버(210)의 제2 포켓에 위치하여 피어싱부를 안내하는 가이드부, 그리고 가이드부를 파우치(110)의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 가이드 이송부를 포함할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
여기서, 피어싱부는, 파우치(110)에 피어싱 홀을 형성하기 위한 피어싱 나이프(222)를 포함하고, 가이드부는, 피어싱 나이프를 안내하는 가이드 홈이 형성될 수 잇는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
도 1b를 기준으로, 상기 가이드부는 파우치(110)의 일측 방향에 배치된 피어싱 나이프(222)를 마주보도록 파우치(110)의 타측 방향에 배치된다.
또한, 실링 유닛(230)은, 세미 챔버(210)의 제1 포켓에 위치하는 제1 실링부, 제1 실링부를 파우치(110)의 가스 포켓 방향으로 이송시키거나 이격되게 이송시키는 제1 이송부, 세미 챔버(210)의 제2 포켓에 위치하여 제1 실링부를 마주하는 제2 실링부, 그리고 제2 실링부를 파우치(110)의 가스 포켓 방향으로 이송시키거나 이격되게 이송시키는 제2 이송부를 포함할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
여기서, 제1, 제2 실링부는, 열을 발생하는 히터, 히터가 내장되는 실링바, 그리고 실링바에 부착되어 파우치(110)의 실링 영역에 접촉되는 실링탭을 포함할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다. 부연하자면, 실링탭은 파우치(110) 외면에 직접적으로 접촉하여 두 겹의 파우치를 실링하여 서로 합착한다.
또한, 피어싱 유닛(220)은, 파우치(110)의 가스 포켓 영역 중 파우치(110)의 가장자리에 인접하여 배치되고, 실링 유닛(230)은, 파우치(110)의 가스 포켓 영역 중 파우치(110)의 배터리 셀(120)에 인접하여 배치될 수 있다.
다음, 도 1c에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 세미 챔버(210)의 내부 공간에 진공을 형성하고 파우치(110)의 가스 포켓 영역에 피어싱 홀을 형성할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서는 별도의 제1 및 제2 포켓 이송장치(미도시)를 통해 세미 챔버(210)의 제1 및 제2 포켓을 파우치(110)에 밀착하도록 이송시키고, 별도의 진공압 제공장치(미도시)를 통해 세미 챔버(210)의 제1 및 제2 포켓의 내부공간에 진공압을 형성한다.
여기서, 본 발명은, 파우치(110)의 가스 포켓 영역에 세미 챔버(210)가 밀착되면 세미 챔버(210)의 내부 공간을 진공 분위기로 감압할 수 있다.
일 예로, 본 발명은, 세미 챔버(210)의 내부 공간을 진공 분위기로 감압할 때, 진공 펌프를 이용하여 세미 챔버(210)의 내부 공간과 외부를 연통시키는 챔버 관로를 통해 세미 챔버(210)의 내부 공간에 수용되는 가스를 펌핑하여 외부로 배출할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 본 발명은, 파우치의 가스 포켓 영역에 피어싱 홀을 형성할 때, 세미 챔버(210)의 피어싱 유닛(220)을 파우치(110)의 가스 포켓 영역으로 전진 이송시키고, 피어싱 유닛(220)을 파우치(110)에 접촉시켜 피어싱 유닛(220)의 피어싱 나이프(222)와 가이드부를 통해 파우치(110)의 가스 포켓 영역에 피어싱 홀을 형성한 후, 파우치(110)에 접촉된 피어싱 유닛(220)의 피어싱 나이프(222)와 가이드부를 원위치로 후진 이송시킬 수 있다.
여기서, 본 발명은, 세미 챔버(210)의 피어싱 유닛(220)으로 파우치(110)의 가스 포켓 영역에 다수의 피어싱 홀을 형성할 수 있다.
경우에 따라, 본 발명은, 세미 챔버(210)의 피어싱 유닛(220)으로 파우치(110)의 가스 포켓 영역 중 가장자리에 위치하는 실링 영역에 적어도 하나의 피어싱 홀을 형성할 수도 있다. 부연하자면, 피어싱 홀은 도 1a에 도시된 실링 영역(160)에서 도면을 기준으로 양측에 각각 마련된 실링 영역(160)에 적어도 하나로 형성될 수 있다.
여기서, 피어싱 홀은, 파우치(110)의 밀봉을 위한 실링 시에 형성된 실링 영역(160)에서, 실링 영역의 길이방향을 따라 길게 성형되는 관로에 형성될 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다. 덧붙이자면, 실링 영역(160)에는 제1 컵 및 제2 컵의 내부공간에서 전극 활성화공정에 의해 생성된 가스가 배출되도록 별도의 관로(미도시)가 형성될 수 있고, 이러한 관로(미도시)는 실링 영역(160)의 길이방향을 따라 길게 형성된다. 본 발명의 실시예에서, 피어싱 홀은 이러한 관로(미도시) 상에 형성될 수 있다.
이어, 도 1d에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 파우치(110)의 가스 포켓 영역에 피어싱 홀(182)이 형성되면 파우치(110)의 내부 잔류 가스를 피어싱 홀(182)을 통해 외부로 배출시킬 수 있다.
여기서, 파우치(110)의 내부 잔류 가스는, 진공 분위기인 세미 챔버(210)의 내부 공간으로 배출되고, 세미 챔버(210)의 내부 공간과 외부를 연통시키는 챔버 관로(미도시)와 전술한 진공 펌프(미도시)를 통해 세미 챔버(210)의 내부 공간에 수용되는 가스를 펌핑하여 외부로 배출할 수 있다.
또한, 본 발명은, 파우치(110)의 내부 잔류 가스를 피어싱 홀(182)을 통해 외부로 배출시킬 때, 파우치(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역을 롤러(미도시)로 가압하고, 롤러(미도시)를 소정 방향으로 롤링하여 내부 잔류 가스를 피어싱 홀(182)을 통해 외부로 배출시킬 수도 있지만, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
여기서, 롤러(미도시)는, 배터리 셀(120)의 리드탭 방향으로 왕복 롤링될 수 있다. 이때, 롤러로 가압하여 소정 방향으로 롤링하는 회수는, 적어도 1회 이상일 수 있다.
덧붙이자면, 도 1d를 기준으로, 파우치(110)의 양측에 각각 롤러(미도시)를 배치하고 양측의 롤러가 배터리 셀(120)을 양측에서 가압하도록 하여 제1 및 제2 컵 내부에서 발생한 가스를 피어싱 홀(182)로 신속하게 배출되도록 할 수 있다. 이러한 롤러 가압은 내부 잔류 가스의 신속한 외부 배출을 유도할 수 있다.
또한, 이와 달리, 도 1d를 기준으로, 파우치(110)의 일측에 롤러(미도시)를 배치하고 반대측에는 롤러(미도시)에 의해 가압되는 파우치(110)의 반대면을 지지하도록, 즉 롤러에 의한 가압력이 충분히 파우치의 배터리 셀(120)로 전달되도록 별도의 지지플레이트(미도시)를 마련함으로써, 제1 및 제2 컵 내부에서 발생한 가스를 피어싱 홀(182)로 신속하게 배출되도록 할 수 있다.
경우에 따라, 본 발명은, 파우치(110)의 내부 잔류 가스를 피어싱 홀(182)을 통해 외부로 배출시킬 때, 파우치(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역을 프레스로 가압하여 내부 잔류 가스를 피어싱 홀(182)을 통해 외부로 배출시킬 수도 있지만, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지는 않는다.
여기서, 프레스로 가압하는 회수는, 적어도 1회 이상일 수 있다.
그리고, 도 1e에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 배터리 셀(120)과 피어싱 홀(182) 사이의 파우치 영역을 실링하여 실링 영역(190)을 형성할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 배터리 셀(120)과 피어싱 홀(182) 사이의 파우치 영역을 실링할 때, 세미 챔버(210)의 실링 유닛(230)을 배터리 셀(120)과 피어싱 홀(182) 사이의 파우치 영역으로 전진 이송시키고, 실링 유닛(230)을 파우치(110)에 접촉시켜 배터리 셀(120)과 피어싱 홀(182) 사이의 파우치 영역을 실링하며, 실링이 완료되면 파우치(110)에 접촉된 실링 유닛(230)을 원위치로 후진 이송시킬 수 있다.
이때, 본 발명은, 배터리 셀(120)과 피어싱 홀(182) 사이의 파우치 영역 중 배터리 셀(120) 주변 영역을 따라 실링할 수 있다.
이어, 본 발명은, 파우치(110)의 가스 포켓 영역에 밀착된 세미 챔버(210)를 별도의 이동수단을 통해 파우치(110)로부터 이격되게 파우치(110)의 반대 방향으로 분리시켜 원위치로 복귀시킬 수 있다.
여기서, 본 발명은, 배터리 셀(120)과 피어싱 홀(182) 사이의 파우치(110)를 실링하여 배터리 셀(120)의 주변 영역을 따라 실링 영역(190)을 형성할 수 있다.
다음, 본 발명은, 도 1f에 도시한 바와 같이, 파우치(110)의 실링 영역(190)을 기준으로 일측(도면상 상측)에 위치하는 피어싱 홀(182)이 형성된 가스 포켓 영역을 컷팅하여 제거함으로써, 디게싱 과정을 완료할 수 있다.
본 발명은, 파우치의 가스 포켓 영역에 세미 챔버를 밀착시키고, 진공 상태에서 파우치의 가스 포켓 영역에 피어싱 홀을 형성하여 내부 잔류 가스를 피어싱 홀을 통해 배출시킴으로써, 기존 파우치 전체가 수용되는 대용량의 챔버가 아닌 세미 챔버 사용에 의한 저렴한 비용으로 디게싱을 수행하고, 챔버 오염을 방지하며, 파우치의 잔류 가스를 효과적으로 제거할 수 있다.
이상에서 본 발명들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 파우치
120: 배터리 셀
160, 190: 실링 영역
182: 피어싱 홀
210: 세미 챔버
220: 피어싱 유닛
230: 실링 유닛

Claims (12)

  1. (a) 배터리 셀이 수용된 파우치를 준비하는 단계;
    (b) 상기 파우치의 가스 포켓 영역에 세미 챔버를 밀착시키는 단계;
    (c) 상기 세미 챔버의 내부 공간에 진공을 형성하는 단계;
    (d) 상기 파우치의 가스 포켓 영역에 피어싱 홀을 형성하여 상기 파우치의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시키는 단계; 및
    (e) 상기 배터리 셀과 피어싱 홀 사이의 파우치 영역을 실링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 파우치의 가스 포켓 영역 중 일측면에 상기 세미 챔버의 제1 포켓을 밀착시키고, 상기 파우치의 가스 포켓 영역 중 타측면에 상기 세미 챔버의 제2 포켓을 밀착시키는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 세미 챔버의 제1, 제2 포켓은,
    상기 파우치를 피어싱하는 피어싱 유닛과 상기 파우치를 실링하는 실링 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 피어싱 유닛은,
    상기 세미 챔버의 제1 포켓에 위치하는 피어싱부;
    상기 피어싱부를 상기 파우치의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 피어싱 이송부;
    상기 세미 챔버의 제2 포켓에 위치하여 상기 피어싱부를 안내하는 가이드부; 및
    상기 가이드부를 상기 파우치의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 가이드 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 피어싱부는, 상기 파우치에 피어싱 홀을 형성하기 위한 피어싱 나이프를 포함하고,
    상기 가이드부는, 상기 피어싱 나이프를 안내하는 가이드 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 실링 유닛은,
    상기 세미 챔버의 제1 포켓에 위치하는 제1 실링부;
    상기 제1 실링부를 상기 파우치의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 제1 이송부;
    상기 세미 챔버의 제2 포켓에 위치하여 상기 제1 실링부를 마주하는 제2 실링부; 및
    상기 제2 실링부를 상기 파우치의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 제2 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 파우치의 가스 포켓 영역에 세미 챔버가 밀착되면 상기 세미 챔버의 내부 공간을 진공 분위기로 감압하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 파우치의 가스 포켓 영역에 피어싱 홀을 형성할 때, 상기 세미 챔버의 피어싱 유닛으로 상기 파우치의 가스 포켓 영역 중 가장자리에 위치하는 실링 영역에 적어도 하나의 피어싱 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 피어싱 홀은,
    상기 파우치의 밀봉을 위한 실링 시에 형성된 실링 영역에서, 상기 실링 영역의 길이방향을 따라 길게 성형되는 관로에 형성되는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 파우치의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시킬 때, 상기 파우치의 배터리 셀 안착 영역을 롤러로 압착하고, 상기 롤러를 소정 방향으로 롤링하여 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 파우치의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시킬 때, 상기 파우치의 배터리 셀 안착 영역을 프레스로 가압하여 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 세미 챔버는, 상기 배터리 셀이 수용된 파우치 전체가 아닌 상기 가스 포켓 영역과 상기 가스 포켓 영역 주변 일부 영역이 그 내부에 위치하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 파우치형 이차전지의 디게싱 방법.
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