KR20230053972A - 가압 채널 및 이를 포함하는 이차전지 충방전 장치 - Google Patents
가압 채널 및 이를 포함하는 이차전지 충방전 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230053972A KR20230053972A KR1020210137447A KR20210137447A KR20230053972A KR 20230053972 A KR20230053972 A KR 20230053972A KR 1020210137447 A KR1020210137447 A KR 1020210137447A KR 20210137447 A KR20210137447 A KR 20210137447A KR 20230053972 A KR20230053972 A KR 20230053972A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- thermal expansion
- secondary battery
- coefficient
- pressure plate
- outer portion
- Prior art date
Links
- 238000007599 discharging Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 9
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 7
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 7
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910002102 lithium manganese oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido-oxo-(oxomanganiooxy)manganese Chemical compound [Li+].[O-][Mn](=O)O[Mn]=O VLXXBCXTUVRROQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N lithium;oxonickel Chemical compound [Li].[Ni]=O URIIGZKXFBNRAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
- H02J7/0045—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the 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
- H01M10/0481—Compression means other than compression means for stacks of electrodes and separators
-
- 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
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/446—Initial charging measures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0069—Charging or discharging for charge maintenance, battery initiation or rejuvenation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
본 발명은 포메이션 공정시 발생하는 이차전지 양단부의 압력 저하를 개선할 수 있는 가압 채널 및 이를 포함하는 이차전지 충방전 장치에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 가압 채널은,
이차전지를 사이에 두고 상기 이차전지의 양면 상에 배치되는 한 쌍의 가압 플레이트;를 포함한다. 상기 가압 플레이트는, 제1 열팽창 계수를 갖는 물질로 형성된 바디부; 상기 바디부의 양단과 연결 형성되며, 상기 제1 열팽창 계수 보다 큰 제2 열팽창 계수를 갖는 물질을 포함하는 열팽창부를 내부에 포함하는 외곽부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 가압 채널은,
이차전지를 사이에 두고 상기 이차전지의 양면 상에 배치되는 한 쌍의 가압 플레이트;를 포함한다. 상기 가압 플레이트는, 제1 열팽창 계수를 갖는 물질로 형성된 바디부; 상기 바디부의 양단과 연결 형성되며, 상기 제1 열팽창 계수 보다 큰 제2 열팽창 계수를 갖는 물질을 포함하는 열팽창부를 내부에 포함하는 외곽부;를 포함한다.
Description
본 발명은 이차전지 충방전 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 포메이션 공정시 발생하는 이차전지 양단부의 압력 저하를 개선할 수 있는 가압 채널 및 이를 포함하는 이차전지 충방전 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이차전지는 그 형상에 따라 원통형, 각형, 파우치형 등으로 구분할 수 있다. 그 중 파우치형 이차전지는 금속층(포일)과 금속층의 상면과 하면에 코팅되는 합성수지층의 다층막으로 구성되는 파우치 외장재를 사용하여 외관을 구성하기 때문에, 금속 캔을 사용하는 원통형 또는 각형보다 전지의 무게를 현저히 줄일 수 있어 전지의 경량화가 가능하며, 다양한 형태로의 변화가 가능하다는 장점이 있어 많은 관심을 모으고 있다.
이러한 파우치형 이차전지에는 전극 조립체가 적층된 형태로 수납되는데, 전극 조립체에는 전극 탭 및 전극 리드가 연결되어 있고, 전극 리드는 파우치 외장재로부터 돌출되어 있다. 이러한 전극 리드는 외부 장치와 접촉을 통해 전기적으로 연결되어 외부장치로부터 전력을 공급받게 된다.
파우치형 이차전지는 셀을 조립하는 과정과 전지를 활성화하는 과정을 거쳐 제조되며, 전지 활성화 단계에서는 충방전 장치에 이차전지 셀을 탑재하고 활성화에 필요한 조건으로 충전 및 방전을 수행하게 된다. 이와 같이, 전지의 활성화를 위해 충방전 장치를 이용해 소정의 충방전을 실시하는 과정을 포메이션(formation) 공정이라고 한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 포메이션 공정에 사용되는 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치를 설명한다. 도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치가 도시된 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치는, 프레임(1)과 가압 플레이트(2)와 구동부(3 : 3a, 3b)를 포함한다. 구동부(3)는 구동 샤프트(3a)와 구동 모터(3b)를 포함한다.
프레임(1) 내부에, 복수개의 가압 플레이트(2)가 배치되고, 가압 플레이트(2)와 가압 플레이트(2) 사이에는 포메이션 공정을 수행할 이차전지(B)가 배치된다.
도 1과 같이, 구동 모터(3b)의 회전에 의해 구동 샤프트(3a)가 회전하면서 이에 맞물린 복수개의 가압 플레이트(2)들이 일방향으로 이동하면, 도 2와 같이, 이차전지(B)의 양면을 가압 플레이트(2)들이 가압하게 된다.
하나의 이차전지(B)를 사이에 두고 이차전지(B)의 양면 상에 배치되는 한 쌍의 가압 플레이트(2)가 단위 가압 채널(CH)을 형성하고, 이차전지 충방전 장치는 이러한 단위 가압 채널(CH)을 복수개로 구비한다. 어느 하나의 가압 플레이트(2)는 하나의 단위 가압 채널(CH) 및 그에 인접한 단위 가압 채널을 구성하게 된다. 즉, 인접한 두 가압 채널은 하나의 가압 플레이트를 공유하는 구조이다.
도 3은 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치를 구성하는 하나의 단위 가압 채널(CH)이 도시된 단면도이다.
가압 채널(CH)은 가압 플레이트(2)와 가압 플레이트의 일면에 형성된 히팅 패드(2b)와 히팅 패드(2b)가 형성된 가압 플레이트의 양면에 형성된 실리콘 패드(2a)를 포함한다. 대향하는 한 쌍의 가압 플레이트(2) 사이에는 이차전지(B)가 개재된다.
도 4는 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치에 의해 발생하는 문제점을 설명하기 위한 그래프이고, 도 5는 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치에 의해 발생하는 문제점을 보여주는 이미지이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 종래 기술의 이차전지 충방전 장치로 포메이션 공정을 수행할 때, 이차전지(B)의 양단부(Ba)에는 압력 불균일 현상이 발생함을 알 수 있다.
구체적으로, 도 4를 참조하면, 이차전지의 중앙(원점 0)에서 일측 단부의 위치가 300mm일 때, 200mm 지점에서 급격한 압력 저하가 발생함을 알 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면, 종래 기술의 이차전지 충방전 장치에 의해 포메이션 공정을 수행된 이차전지의 양단부에서 급격한 압력 저하가 발생함을 알 수 있다.
이러한 압력 불균일 현상은 리튬이 석출되는 등의 품질 열화 현상을 야기한다. 이러한 압력 불균일 현상은 이차전지(B)의 전장 방향 두께 편차로 인해 발생하며, 종래 기술의 이차전지 충방전 장치는 이를 충분히 보상하지 못하고 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 포메이션 공정시 발생하는 이차전지 양단부의 압력 저하를 개선할 수 있는 가압 채널 및 이를 포함하는 이차전지 충방전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 가압 채널은,
이차전지를 사이에 두고 상기 이차전지의 양면 상에 배치되는 한 쌍의 가압 플레이트;를 포함한다. 상기 가압 플레이트는, 제1 열팽창 계수를 갖는 물질로 형성된 바디부; 상기 바디부의 양단과 연결 형성되며, 상기 제1 열팽창 계수 보다 큰 제2 열팽창 계수를 갖는 물질을 포함하는 열팽창부를 내부에 포함하는 외곽부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 가압 채널에 있어서, 상기 가압 플레이트의 적어도 일면에 형성된 히팅 패드와, 상기 히팅 패드가 형성된 가압 플레이트의 양면에 형성된 실리콘 패드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가압 채널에 있어서, 상기 제1 열팽창 계수를 갖는 물질이 알루미늄인 경우, 상기 제2 열팽창 계수를 갖는 물질은, 마그네슘, 아연, 주석, 카드뮴, 납, 파라핀, 고무 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 합성물로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가압 채널에 있어서, 상기 가압 플레이트의 중앙을 원점 0으로 하고 일측 단부의 위치를 1이라고 할 때, 상기 외곽부 또는 상기 열팽창부는 상기 가압 플레이트의 원점 0으로부터 상기 일측 단부 방향으로 2/3 이상의 위치에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 가압 채널에 있어서, 상기 외곽부는, 상기 열팽창부가 삽입되는 삽입 공간을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치는,
복수개의 이차전지를 내부에 수용하는 프레임; 상기 프레임 내부에 설치되며, 복수개의 이차전지 중 어느 하나의 이차전지를 사이에 두고 양면 상에 배치되는 한 쌍의 가압 플레이트;를 포함하는 가압 채널이 복수개로 형성된다. 상기 가압 플레이트는, 제1 열팽창 계수를 갖는 물질로 형성된 바디부; 상기 바디부의 양단과 연결 형성되며, 상기 제1 열팽창 계수 보다 큰 제2 열팽창 계수를 갖는 물질을 포함하는 열팽창부를 내부에 포함하는 외곽부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치에 있어서, 상기 가압 플레이트의 적어도 일면에 형성된 히팅 패드와, 상기 히팅 패드가 형성된 가압 플레이트의 양면에 형성된 실리콘 패드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치에 있어서, 상기 제1 열팽창 계수를 갖는 물질이 알루미늄인 경우, 상기 제2 열팽창 계수를 갖는 물질은, 마그네슘, 아연, 주석, 카드뮴, 납, 파라핀, 고무 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 합성물로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치에 있어서, 상기 가압 플레이트의 중앙을 원점 0으로 하고 일측 단부의 위치를 1이라고 할 때, 상기 외곽부 또는 상기 열팽창부는 상기 가압 플레이트의 원점 0으로부터 상기 일측 단부 방향으로 2/3 이상의 위치에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치에 있어서, 상기 외곽부는, 상기 열팽창부가 삽입되는 삽입 공간을 구비할 수 있다.
기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 포메이션 공정시 발생하는 이차전지 양단부의 압력 저하를 개선할 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치가 도시된 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치를 구성하는 하나의 단위 가압 채널이 도시된 단면도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치에 의해 발생하는 문제점을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치에 의해 발생하는 문제점을 보여주는 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치에 적용되는 이차전지가 도시된 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치를 구성하는 하나의 단위 가압 채널이 도시된 단면도이다.
도 8은 열팽창부가 열에 의해 팽창함에 따라 가압 플레이트의 외곽부가 함께 팽창하는 것이 개념적으로 도시된 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 채널에 의해 이차전지의 양단부의 압력 저하 방지 과정이 개념적으로 도시된 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 가압 채널을 구성하는 가압 플레이트가 도시된 분해 사시도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치를 구성하는 하나의 단위 가압 채널이 도시된 단면도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치에 의해 발생하는 문제점을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 종래 기술에 따른 이차전지 충방전 장치에 의해 발생하는 문제점을 보여주는 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치에 적용되는 이차전지가 도시된 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치를 구성하는 하나의 단위 가압 채널이 도시된 단면도이다.
도 8은 열팽창부가 열에 의해 팽창함에 따라 가압 플레이트의 외곽부가 함께 팽창하는 것이 개념적으로 도시된 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 채널에 의해 이차전지의 양단부의 압력 저하 방지 과정이 개념적으로 도시된 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 가압 채널을 구성하는 가압 플레이트가 도시된 분해 사시도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
먼저, 도 6을 참조하여 이차전지에 대해 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치에 적용되는 이차전지가 도시된 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 이차전지(B)는 전지 케이스(10) 및 전지 케이스(10)의 수용부(13)에 수용되는 전극 조립체(20) 및 전해액을 포함한다. 이때, 전극 조립체(20)는 전극(23)에 전기적으로 연결되는 전극 리드(30)를 포함할 수 있다.
전극 조립체(20)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극(23)과 분리막(24)이 교대로 적층되어 형성될 수 있다.
전극(23)은 양극(21) 및 음극(22)으로 구성될 수 있다. 이때, 전극 조립체(20)는 양극(21)/분리막(24)/음극(22)이 교대로 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 그리고, 전극 리드(30)는 양극(21)과 연결되는 양극 리드 및 음극(22)과 연결되는 음극 리드를 포함할 수 있다. 도 6에서, 전극 리드(30)는 전극 조립체(20)의 일방향으로 형성된 것으로 예시되어 있지만, 전극 조립체(20)의 양방향으로도 형성될 수 있다.
양극(21)은 양극 집전체와, 양극 집전체에 적층된 양극 활물질을 포함할 수 있다. 양극 집전체는 알루미늄 재질의 포일(Foil)로 이루어질 수 있다. 양극 활물질은 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다.
음극(22)은 음극 집전체와, 음극 집전체에 적층된 음극 활물질을 포함할 수 있다. 음극 집전체는 예를 들어 구리(Cu)재질로 이루어진 포일(foil)로 이루어질 수 있다. 음극 활물질은 흑연계 물질을 포함하는 화합물 또는 혼합물일 수 있다.
분리막(24)은 절연 재질로 이루어져 양극(21)과 음극(22) 사이를 전기적으로 절연한다. 분리막(24)은 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다.
다음, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 가압 채널을 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치를 구성하는 하나의 단위 가압 채널이 도시된 단면도이고, 도 8은 열팽창부가 열에 의해 팽창함에 따라 가압 플레이트의 외곽부가 함께 팽창하는 것이 개념적으로 도시된 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 채널에 의해 이차전지의 양단부의 압력 저하 방지 과정이 개념적으로 도시된 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 가압 채널(100)은, 가압 플레이트(110), 실리콘 패드(120), 히팅 패드(130)를 포함한다.
히팅 패드(130)는 가압 플레이트(110)의 적어도 일면에 형성되어, 가압 플레이트(110)에 열을 공급한다.
실리콘 패드(120)는 히팅 패드(130)가 형성된 가압 플레이트(110)의 양면에 형성되어, 이차전지(B)를 가압한다.
한 쌍의 가압 플레이트(110)는 하나의 이차전지(B)를 사이에 두고 이차전지(B)의 양면 상에 배치된다. 여기서, "양면 상에 배치"라 함은, 이차전지(B)의 양면과 이격되거나 접촉되는 상태를 포함할 수 있다. 포메이션 공정 중, 가압 플레이트(110)가 이차전지(B)를 가압하면 한 쌍의 가압 플레이트(110)는 이차전지(B)의 양면을 접촉하는 상태이고, 가압을 해제하면 한 쌍의 가압 플레이트(110)는 이차전지(B)의 양면과 이격된 상태이다.
구체적으로, 가압 플레이트(110)는 바디부(111)와 외곽부(112)를 포함하며, 외곽부(112)는 열팽창부(113)를 포함한다. 이하의 설명에서, 바디부(111)와 외곽부(112)는 별개의 영역으로 설명되나, 실질적으로 바디부(111)와 외곽부(112)는 각각 가압 플레이트(110)의 일 영역을 의미한다.
바디부(111)는 포메이션 공정시 이차전지(B)의 압력 저하 발생이 상대적으로 적은 가압 플레이트(110)의 중앙 영역이다. 바디부(111)는 가압 플레이트(110)의 중앙을 원점(O)으로 가압 플레이트(110)의 양단 방향(O - A2 방향)으로 소정 길이 영역(O ~ A1)에 걸쳐서 형성된다.
바디부(111)의 단부(A1) 위치는 이차전지(B)에 급격한 압력 저하가 발생하는 위치이며, 전술한 도 4 및 도 5를 참조하면, 바디부(111)의 단부(A1) 위치는 가압 플레이트(110)의 원점(O)에서 가압 플레이트(110)의 일측 단부(A2)까지 거리의 대략 2/3 지점인 것을 알 수 있다.
이에 따라, 바디부(111)와 연결 형성되는 외곽부(112)는 가압 플레이트의 원점(O)에서 가압 플레이트(110)의 일측 단부 방향으로 대략 2/3 이상의 위치에 형성될 수 있다. 외곽부(112) 내에 형성된 열팽창부(113)도 가압 플레이트의 원점(O)에서 가압 플레이트(110)의 일측 단부 방향으로 대략 2/3 이상의 위치에 형성될 수 있다.
외곽부(112)는 포메이션 공정시 이차전지(B)의 압력 저하가 급격히 발생하는 가압 플레이트(110)의 외곽 영역이다. 전술한 도 4 및 도 5를 참조하면, 외곽부(112)는 바디부(111)의 단부(A1)에서 가압 플레이트(110)의 일측 단부(A2)에 걸쳐서 형성된다. 즉, 외곽부(112)는 소정 길이 영역(A1 ~ A2)을 구비한다.
바디부(111)와 외곽부(112)는 각각 가압 플레이트(110)의 일 영역으로, 동일한 재질로 형성된다. 바디부(111)와 외곽부(112)는 제1 열팽창 계수를 갖는 금속으로 형성될 수 있다. 제1 열팽창 계수를 갖는 금속은, 예를 들어 알루미늄(Al)일 수 있다.
외곽부(112)는 열팽창부(113)를 포함한다. 외곽부(112)는 열팽창부(113)를 감싸는 형태로 형성될 수 있다. 열팽창부(113)는 바디부(111)와 외곽부(112)를 이루는 물질의 열팽창 계수인 제1 열팽창 계수 보다 더 큰 제2 열팽창 계수를 갖는 큰 물질을 포함한다. 제2 열팽창 계수를 갖는 물질은, 예를 들어 마그네슘, 아연, 주석, 카드뮴, 납 등의 금속일 수 있다. 또한, 제2 열팽창 계수를 갖는 물질은, 예를 들어 파라핀, 고무 등과 같은 비금속일 수 있다.
바디부(111)와 외곽부(112)가 알루미늄으로 형성되는 경우, 열팽창부(113)는 마그네슘, 아연, 주석, 카드뮴, 납 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 열팽창부(113)는 파라핀, 고무 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 합성물로 형성될 수 있다. 또한, 선택에 따라 마그네슘, 아연, 주석, 카드뮴, 납, 파라핀, 고무 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 합성물로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 열팽창부(113)는 포메이션 공정 온도 조건(대략 60 ℃)에서 대략 55 ~ 65um의 부피 팽창이 가능한 합금 또는 합성물이면 바람직하다.
이러한 열팽창부(113)는 포메이션 공정시에서, 바디부(111) 및 외곽부(112) 보다 더 급속히 열팽창하게 된다. 열팽창부(113)가 팽창함에 따라 열팽창부(113)를 감싸는 외곽부(112)도 함께 팽창하게 된다. (도 8의 112', 113' 참조)
나아가, 도 9에 도시된 바와 같이, 외곽부(112) 영역에 형성된 히팅 패드와 실리콘 패드도 함께 팽창하면서 이차전지(B)의 양단부의 두께 편차를 보상하여 압력 불균일을 해소할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지 충방전 장치는, 단위 가압 채널(CH)의 구성이 상이할 뿐, 나머지 구성은 도 1 및 도 2의 구성과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 반복 설명은 생략한다.
다음, 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 가압 채널을 구성하는 가압 플레이트를 설명한다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 가압 채널을 구성하는 가압 플레이트가 도시된 분해 사시도이다.
도 10을 참조하면, 가압 플레이트(110)의 외곽부(112)는전술한 열팽창부(113)가 삽입될 수 있는 삽입 공간(114)을 포함할 수 있다.
열팽창부(113)는 다양한 금속/비금속 등을 합성하여 여러 단계의 열팽창 계수를 갖도록 제조될 수 있다. 따라서, 공정온도 조건의 변화 또는 이차전지(B) 양단부의 두께 편차 변화에 따라, 적합한 열팽창 계수를 갖는 열팽창부(113)로 교체 삽입하여 다양한 공정 조건의 변화에 능동적으로 대처할 수 있게 된다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
100 : 가압 채널
110 : 가압 플레이트
111 : 바디부 112 : 외곽부 113 : 열팽창부
120 : 실리콘 패드
130 : 히팅 패드
110 : 가압 플레이트
111 : 바디부 112 : 외곽부 113 : 열팽창부
120 : 실리콘 패드
130 : 히팅 패드
Claims (10)
- 이차전지를 사이에 두고 상기 이차전지의 양면 상에 배치되는 한 쌍의 가압 플레이트;를 포함하며,
상기 가압 플레이트는,
제1 열팽창 계수를 갖는 물질로 형성된 바디부;
상기 바디부의 양단과 연결 형성되며, 상기 제1 열팽창 계수 보다 큰 제2 열팽창 계수를 갖는 물질을 포함하는 열팽창부를 내부에 포함하는 외곽부;
를 포함하는 가압 채널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가압 플레이트의 적어도 일면에 형성된 히팅 패드와,
상기 히팅 패드가 형성된 가압 플레이트의 양면에 형성된 실리콘 패드
를 포함하는 가압 채널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 열팽창 계수를 갖는 물질이 알루미늄인 경우, 상기 제2 열팽창 계수를 갖는 물질은,
마그네슘, 아연, 주석, 카드뮴, 납, 파라핀, 고무 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 합성물로 형성되는 가압 채널.
- 청구항 1에 있어서,
상기 가압 플레이트의 중앙을 원점 0으로 하고 일측 단부의 위치를 1이라고 할 때, 상기 외곽부 또는 상기 열팽창부는 상기 가압 플레이트의 원점 0으로부터 상기 일측 단부 방향으로 2/3 이상의 위치에 형성되는, 가압 채널.
- 청구항 1에 있어서, 상기 외곽부는,
상기 열팽창부가 삽입되는 삽입 공간을 구비한 가압 채널.
- 복수개의 이차전지를 내부에 수용하는 프레임;
상기 프레임 내부에 설치되며, 복수개의 이차전지 중 어느 하나의 이차전지를 사이에 두고 양면 상에 배치되는 한 쌍의 가압 플레이트;를 포함하는 가압 채널이 복수개로 형성되며,
상기 가압 플레이트는,
제1 열팽창 계수를 갖는 물질로 형성된 바디부;
상기 바디부의 양단과 연결 형성되며, 상기 제1 열팽창 계수 보다 큰 제2 열팽창 계수를 갖는 물질을 포함하는 열팽창부를 내부에 포함하는 외곽부;
를 포함하는 이차전지 충방전 장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 가압 플레이트의 적어도 일면에 형성된 히팅 패드와,
상기 히팅 패드가 형성된 가압 플레이트의 양면에 형성된 실리콘 패드
를 포함하는 이차전지 충방전 장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 제1 열팽창 계수를 갖는 물질이 알루미늄인 경우, 상기 제2 열팽창 계수를 갖는 물질은,
마그네슘, 아연, 주석, 카드뮴, 납, 파라핀, 고무 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 합성물로 형성되는 이차전지 충방전 장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 가압 플레이트의 중앙을 원점 0으로 하고 일측 단부의 위치를 1이라고 할 때, 상기 외곽부 또는 상기 열팽창부는 상기 가압 플레이트의 원점 0으로부터 상기 일측 단부 방향으로 2/3 이상의 위치에 형성되는, 이차전지 충방전 장치.
- 청구항 6에 있어서, 상기 외곽부는,
상기 열팽창부가 삽입되는 삽입 공간을 구비한 이차전지 충방전 장치.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210137447A KR20230053972A (ko) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 가압 채널 및 이를 포함하는 이차전지 충방전 장치 |
EP22881362.2A EP4243138A1 (en) | 2021-10-15 | 2022-10-13 | Pressurizing channel and secondary battery charging/discharging device comprising same |
US18/266,767 US20240055877A1 (en) | 2021-10-15 | 2022-10-13 | Pressurizing channel and secondary battery charging/discharging device comprising same |
JP2023534981A JP2023553107A (ja) | 2021-10-15 | 2022-10-13 | 加圧チャネルおよびそれを含む二次電池充放電装置 |
PCT/KR2022/015469 WO2023063735A1 (ko) | 2021-10-15 | 2022-10-13 | 가압 채널 및 이를 포함하는 이차전지 충방전 장치 |
CN202280008199.5A CN116670888A (zh) | 2021-10-15 | 2022-10-13 | 加压通道和包括所述加压通道的二次电池充电/放电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210137447A KR20230053972A (ko) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 가압 채널 및 이를 포함하는 이차전지 충방전 장치 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230053972A true KR20230053972A (ko) | 2023-04-24 |
Family
ID=85987549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210137447A KR20230053972A (ko) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | 가압 채널 및 이를 포함하는 이차전지 충방전 장치 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240055877A1 (ko) |
EP (1) | EP4243138A1 (ko) |
JP (1) | JP2023553107A (ko) |
KR (1) | KR20230053972A (ko) |
CN (1) | CN116670888A (ko) |
WO (1) | WO2023063735A1 (ko) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180044100A1 (en) | 2016-08-10 | 2018-02-15 | Visy R & D Pty Ltd | Blank for a produce tray, produce tray and method of erecting a produce tray |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4821141B2 (ja) * | 2005-03-09 | 2011-11-24 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の製造方法、二次電池の制限治具、二次電池の充放電装置、及び二次電池の充電装置 |
JP2016004724A (ja) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 二次電池 |
KR102169162B1 (ko) * | 2016-10-21 | 2020-10-22 | 주식회사 엘지화학 | 가압 활성화 공정 설비 |
EP3605717B1 (en) * | 2017-11-17 | 2021-05-12 | LG Chem, Ltd. | Jig for pressing gas analysis monocell, and gas analysis device including same |
JP6490287B1 (ja) * | 2018-06-28 | 2019-03-27 | 株式会社ソフトエナジーコントロールズ | 充放電試験装置 |
JP7378697B2 (ja) | 2019-03-26 | 2023-11-14 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ |
-
2021
- 2021-10-15 KR KR1020210137447A patent/KR20230053972A/ko active Search and Examination
-
2022
- 2022-10-13 CN CN202280008199.5A patent/CN116670888A/zh active Pending
- 2022-10-13 JP JP2023534981A patent/JP2023553107A/ja active Pending
- 2022-10-13 US US18/266,767 patent/US20240055877A1/en active Pending
- 2022-10-13 WO PCT/KR2022/015469 patent/WO2023063735A1/ko active Application Filing
- 2022-10-13 EP EP22881362.2A patent/EP4243138A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180044100A1 (en) | 2016-08-10 | 2018-02-15 | Visy R & D Pty Ltd | Blank for a produce tray, produce tray and method of erecting a produce tray |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20240055877A1 (en) | 2024-02-15 |
WO2023063735A1 (ko) | 2023-04-20 |
EP4243138A1 (en) | 2023-09-13 |
JP2023553107A (ja) | 2023-12-20 |
CN116670888A (zh) | 2023-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101023865B1 (ko) | 이차 전지 | |
US11358322B2 (en) | Pouch molding method and apparatus | |
US11145937B2 (en) | Battery pack | |
CN101569030A (zh) | 蓄电装置 | |
US11699805B2 (en) | Battery module, and battery pack and vehicle comprising same | |
JPH07122252A (ja) | 組電池 | |
CN110832693B (zh) | 二次电池、二次电池组和装置 | |
KR20150050223A (ko) | 가압 트레이 및 이에 적용되는 가압 지그 | |
US20240063449A1 (en) | Solid-state battery module | |
KR20210074908A (ko) | 이차전지 제조방법 및 이차전지 제조용 프리 디개스 장치 | |
KR20060102854A (ko) | 이차전지의 전극판, 이의 제조 방법 및 이 전극판을 이용한이차전지 | |
KR100635730B1 (ko) | 원통형 리튬 이차 전지 및 이의 제조 방법 | |
US20060204842A1 (en) | Rechargeable battery and method of assembling for the same | |
KR100876253B1 (ko) | 폴리머 전지팩 | |
KR20230053972A (ko) | 가압 채널 및 이를 포함하는 이차전지 충방전 장치 | |
KR20220128294A (ko) | 이차 전지 | |
US20120225342A1 (en) | Secondary battery | |
KR20230053970A (ko) | 가압 채널 및 이를 포함하는 이차전지 충방전 장치 | |
US11476468B2 (en) | Electrode, electrode assembly and method for manufacturing the same | |
KR20180092051A (ko) | 분리막 잉여부를 접합시키는 전지셀 제조방법 | |
KR102197360B1 (ko) | 향상된 기계적 강도의 단면 전극을 포함하고 있는 전극조립체 | |
KR101867650B1 (ko) | 만입형 단차가 형성되어 있는 전지케이스를 포함하는 전지셀 | |
US20220294023A1 (en) | Method for manufacturing secondary battery | |
US20240030481A1 (en) | Apparatus for Sealing Battery Case and Secondary Battery Manufactured Using the Same | |
KR100669337B1 (ko) | 이차 전지 및 이의 제조 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination |