KR20230067446A - 이차전지의 디개싱 장치 및 방법 - Google Patents

이차전지의 디개싱 장치 및 방법 Download PDF

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KR20230067446A
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이세용
한상복
김동인
박동길
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주식회사 원익피앤이
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Abstract

챔버 내에서 케이스의 내부 가스를 효율적으로 배출시킬 수 있는 이차전지의 디개싱 방법에 관한 것으로, (a) 배터리 셀이 수용된 케이스를 준비하는 단계, (b) 상기 케이스에 피어싱 홀을 형성하는 단계, (c) 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역에 소정의 표면 곡률을 갖는 곡면 가압판을 접촉시키는 단계, (d) 상기 곡면 가압판을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압하여 상기 케이스의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 배출시키는 단계, 및 (e) 상기 배터리 셀과 피어싱 홀 사이의 케이스 영역을 실링하는 단계를 포함하고, 상기 (d) 단계는, 상기 곡면 가압판의 볼록면 중 중앙부를 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에 접촉시킨 상태에서, 상기 곡면 가압판의 볼록면이 편평해지도록 상기 곡면 가압판을 가압하여 상기 곡면 가압판의 볼록면을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에서 가장자리까지 순차적으로 접촉시킬 수 있다.

Description

이차전지의 디개싱 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DEGASSING SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차전지의 디개싱 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케이스의 내부 가스를 효율적으로 배출시킬 수 있는 이차전지의 디개싱 장치 및 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 케이스에 의해 봉지되어 이차전지로 가공될 수 있다.
이차전지는, 봉지재인 케이스에 수용되는 배터리 셀, 배터리 셀에 구비된 전극들의 전극탭들에 전기적으로 연결되어 케이스의 외부로 인출되는 리드탭, 그리고, 리드탭을 전기적으로 절연하는 절연 필름을 포함할 수 있다.
특히, 케이스는, 배터리 셀의 리드탭 위에 형성된 절연 필름과 함께 융착되거나 또는 케이스와 케이스면이 직접 융착되어 내부에 수용된 배터리 셀을 밀봉하는 기능을 수행할 수 있다.
이차전지는, 제조 과정에서, 배터리 활성화에 의해 발생한 가스를 케이스 외부로 배출시키기 위한 디개싱 공정을 거치게 된다.
디개싱 공정에서는, 배터리 셀이 수용된 케이스의 일측에 케이스 내부의 가스를 배출시키기 위한 피어싱 홀을 다수개 형성하고, 진공 상태에서 케이스 내부의 가스를 피어싱 홀을 통해 외부로 배출시키는 방식으로 디개싱 작업을 수행하고 있다.
하지만, 이러한 디개싱 방식은, 케이스 내부의 가스가 정상적으로 배출되지 않아 잔류 가스가 남아 가스 제거 효율이 낮은 문제가 있었고, 디개스 시간이 많이 걸리는 문제도 있었다.
따라서, 향후, 케이스의 내부 가스를 원할하고 효율적으로 배출시킬 수 있는 이차전지의 디개싱 방법의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0134963호(2013년 12월 10일)
본 발명의 일실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는, 배터리 셀이 수용된 케이스를 곡면 가압판으로 압착하여 디개싱 공정을 수행함으로써, 대기압 또는 진공 환경에서 케이스의 내부 가스를 원할하고 효율적으로 배출시키며, 디개스 시간을 줄이고, 챔버 내의 진공도를 낮출 수 있는 이차전지의 디개싱 장치 및 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, 본 발명의 일실시예에 의한 이차전지의 디개싱 방법은, (a) 배터리 셀이 수용된 케이스를 준비하는 단계, (b) 상기 케이스에 피어싱 홀을 형성하는 단계, (c) 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역에 소정의 표면 곡률을 갖는 곡면 가압판을 접촉시키는 단계, (d) 상기 곡면 가압판을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압하여 상기 케이스의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 배출시키는 단계, 및 (e) 상기 배터리 셀과 피어싱 홀 사이의 케이스 영역을 실링하는 단계를 포함하고, 상기 (d) 단계는, 상기 곡면 가압판의 볼록면 중 중앙부를 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에 접촉시킨 상태에서, 상기 곡면 가압판의 볼록면이 편평해지도록 상기 곡면 가압판을 가압하여 상기 곡면 가압판의 볼록면을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에서 가장자리까지 순차적으로 접촉시킬 수 있다.
이차전지의 디개싱 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (d) 단계는, 대기압 분위기에서, 상기 곡면 가압판을 상기 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압하여 상기 케이스의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 배출시킬 수 있다.
이차전지의 디개싱 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (d) 단계는, 진공 분위기에서, 상기 곡면 가압판을 상기 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압하여 상기 케이스의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 배출시킬 수 있다.
이차전지의 디개싱 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (d) 단계는, 상기 곡면 가압판을 가압할 때, 상기 곡면 가압판이 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에서 양측 가장자리의 리드탭 방향으로 순차 접촉될 수 있다.
이차전지의 디개싱 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 (d) 단계는, 상기 곡면 가압판의 가압 횟수를 1회 또는 다수 회 반복 수행할 수 있다.
이차전지의 디개싱 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 곡면 가압판은, 소정의 표면 곡률을 갖는 볼록면이 상기 케이스에 접촉되는 접촉판, 상기 접촉판의 양끝단에 연결되어 소정 방향으로 이동하는 이동부, 상기 이동부를 지지하는 지지부, 그리고 상기 접촉판의 오목면에 연결되어 상기 접촉판에 복원력을 인가하는 탄성체를 포함할 수 있다.
이차전지의 디개싱 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 곡면 가압판은, 상기 케이스의 제1 측면이 지지판에 지지되면 상기 케이스의 제1 측면을 마주하는 제2 측면을 압착할 수 있다.
이차전지의 디개싱 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 곡면 가압판은, 상기 케이스의 제1 측면을 압착하는 제1 곡면 가압판, 그리고 상기 케이스의 제1 측면을 마주하는 제2 측면을 압착하는 제2 곡면 가압판을 포함하고, 상기 제1 곡면 가압판과 제2 곡면 가압판은, 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역을 사이에 두고 상기 케이스의 양측면을 동시에 압착할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 이차전지의 디개싱 장치는, 배터리 셀이 수용된 케이스에 피어싱 홀을 형성하는 피어싱 유닛, 상기 배터리 셀과 피어싱 홀 사이의 케이스 영역을 실링하는 실링 유닛, 그리고 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압하여 상기 케이스의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 배출시키는 가압 유닛을 포함하고, 상기 가압 유닛은, 소정의 표면 곡률을 갖는 곡면 가압판을 포함하고, 상기 곡면 가압판의 볼록면 중 중앙부를 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에 접촉시킨 상태에서, 상기 곡면 가압판의 볼록면이 편평해지도록 상기 곡면 가압판을 가압하여 상기 곡면 가압판의 볼록면을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에서 가장자리까지 순차적으로 접촉시킬 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지의 디개싱 장치 및 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 배터리 셀이 수용된 케이스를 곡면 가압판으로 압착하여 디개싱 공정을 수행함으로써, 챔버 내에서 케이스의 내부 가스를 원할하고 효율적으로 배출시키며, 디개스 시간을 줄이고, 챔버 내의 진공도를 낮출 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 1 내지 도 5는, 본 발명 제1 실시예에 따른 이차전지의 디개싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 8은, 본 발명 제2 실시예에 따른 이차전지의 디개싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10은, 본 발명 제3 실시예에 따른 이차전지의 디개싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡면 가압판을 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 1 내지 도 5는, 본 발명 제1 실시예에 따른 이차전지의 디개싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 케이스(110)가 공급되면, 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역에 컵 성형할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 컵을 성형할 때, 케이스(110)가 접히는 중심선을 기준으로 좌측 케이스에 배터리 셀의 하부면이 안착되는 제1 컵과, 우측 케이스에 배터리 셀의 상부면이 덮히는 제2 컵을 서로 대칭으로 성형할 수 있다
다음, 본 발명은, 케이스(110)의 컵에 배터리 셀(120)을 안착시킬 수 있다.
여기서, 배터리 셀(120)의 리드탭(130)은, 케이스(110)의 외부로 노출되고, 리드탭을 전기적으로 절연하는 절연 필름은, 케이스(110)와의 실링을 위해 케이스(110)의 가장자리에 위치할 수 있다.
이어, 본 발명은, 배터리 셀(120)이 케이스(110) 내에 수용되도록 케이스(110)의 가장자리를 실링하여 실링 영역(160)을 형성할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 케이스(110)의 가장자리를 실링할 때, 배터리 셀(130)의 리드탭이 위치하는 케이스(110)의 양측면 가장자리 영역을 실링하는 제1 실링 영역을 형성하고, 케이스(110)의 가스 포켓 영역의 가장자리 영역을 실링하는 제2 실링 영역을 형성할 수 있다.
경우에 따라, 본 발명은, 케이스의 가장자리를 실링할 때, 제1 실링 영역을 형성한 후에 케이스(110) 내에 전해액을 공급할 수도 있는데, 이에 한정되지는 않는다.
그리고, 본 발명은, 피어싱 유닛으로 케이스(110)의 가스 포켓 영역에 다수의 피어싱 홀(182)을 형성하여 케이스(110)의 내부 잔류 가스를 피어싱 홀(182)을 통해 외부로 배출시킬 수 있다.
경우에 따라, 본 발명은, 배터리 셀(120)의 리드탭(130)이 위치하는 케이스(110)의 실링 영역에 피어싱 홀(182)을 형성할 수도 있다.
다른 경우로서, 본 발명은, 케이스(110)의 가장자리 영역에 피어싱 홀(182)을 형성할 수도 있다.
이어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역에 소정의 표면 곡률을 갖는 곡면 가압판(500)을 접촉시킬 수 있다.
다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 곡면 가압판(500)을 케이스의 배터리 셀(120) 안착 영역 방향으로 가압하여 케이스(110)의 내부 잔류 가스를 피어싱 홀(182)을 통해 배출시킬 수 있다.
즉, 본 발명은, 곡면 가압판(500)의 볼록면 중 중앙부를 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역의 중앙에 접촉시킨 상태에서, 곡면 가압판(500)의 볼록면이 편평해지도록 곡면 가압판(500)을 가압하여 곡면 가압판(500)의 볼록면을 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역의 중앙에서 가장자리까지 순차적으로 접촉시킬 수 있다.
일 예로, 본 발명은, 대기압 분위기에서, 곡면 가압판(500)을 배터리 셀(120) 안착 영역 방향으로 가압하여 케이스(110)의 내부 잔류 가스를 피어싱 홀(182)을 통해 배출시킬 수 있다.
다른 예로, 본 발명은, 진공 분위기에서, 곡면 가압판(500)을 배터리 셀(120) 안착 영역 방향으로 가압하여 케이스(110)의 내부 잔류 가스를 피어싱 홀(182)을 통해 배출시킬 수도 있다.
그리고, 본 발명은, 곡면 가압판(500)을 가압할 때, 곡면 가압판(500)이 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역의 중앙에서 양측 가장자리의 리드탭(130) 방향으로 순차 접촉될 수 있다.
여기서, 본 발명은, 곡면 가압판(500)을 가압할 때, 곡면 가압판(500)과 케이스(110)와의 접촉 면적이 점차적으로 증가할 수 있다.
즉, 본 발명은, 곡면 가압판(500)과 케이스(110)와의 접촉 면적이 최소일 때, 곡면 가압판(500)이 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역의 중심면에만 접촉되고, 곡면 가압판(500)과 케이스(110)와의 접촉 면적이 최대일 때, 곡면 가압판(500)이 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역의 전체면에 접촉될 수 있다.
이때, 본 발명은, 곡면 가압판(500)과 케이스(110)와의 접촉 면적이 최소일 때, 곡면 가압판(500)이 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역 방향으로 가압을 시작하도록 제어하고, 곡면 가압판(500)과 케이스(110)와의 접촉 면적이 최대일 때, 곡면 가압판(500)의 가압을 종료하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은, 곡면 가압판(500)의 가압 횟수를 1회 이상 반복 수행할 수도 있고, 경우에 따라서는, 한 번만 수행할 수도 있다.
이어, 본 발명의 곡면 가압판(500)은, 케이스(110)를 마주보는 곡면 가압판(500)의 볼록면의 면적이 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역의 면적보다 더 넓을 수 있다.
경우에 따라, 본 발명의 곡면 가압판(500)은, 케이스(110)를 마주보는 곡면 가압판(500)의 볼록면의 면적과 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역의 면적이 서로 동일할 수도 있다.
그리고, 본 발명의 곡면 가압판(500)은, 소정의 표면 곡률을 갖는 볼록면이 상기 케이스에 접촉되는 접촉판(512, 522), 접촉판(512, 522)의 양끝단에 연결되어 소정 방향으로 이동하는 이동부(514, 524), 이동부(514, 524)를 지지하는 지지부(516, 526), 그리고 접촉판(512, 522)의 오목면에 연결되어 접촉판(512, 522)에 복원력을 인가하는 탄성체(518, 528)를 포함할 수 있다.
일 예로, 접촉판(512, 522)의 두께는, 접촉판(512, 522)의 중앙부와 접촉판(512, 522)의 가장자리부가 서로 동일할 수 있다.
다른 예로서, 접촉판(512, 522)의 두께는, 접촉판(512, 522)의 중앙부와 접촉판(512, 522)의 가장자리부가 서로 다를 수도 있다.
여기서, 접촉판(512, 522)의 두께는, 접촉판(512, 522)의 중앙부의 두께가 접촉판(512, 522)의 가장자리부의 두께보다 더 두꺼울 수 있다.
경우에 따라, 접촉판(512, 522)의 두께는, 접촉판(512, 522)의 중앙부에서 접촉판(512, 522)의 가장자리부로 갈수록 점차적으로 두꺼워질 수도 있다.
다음, 도 3 및 도 4와 같이, 이동부(514, 524)는, 접촉판(512, 522)이 케이스(110) 방향으로 가압될 때, 접촉판(512, 522)의 볼록면이 편평해지도록 접촉판(512, 522)의 외측 방향으로 이동될 수 있다.
일 예로, 이동부(514, 524)는, 지지부(516, 526) 일측 영역에 형성되는 제1 가이드 레일, 지지부(516, 526)의 타측 영역에 형성되는 제2 가이드 레일, 접촉판(512, 522)의 일측 끝단과 제1 가이드 레일에 연결되어 제1 가이드 레일을 따라 접촉판(512, 522)의 외측 방향으로 직선 이동하는 제1 리니어 가이드, 그리고 접촉판(512, 522)의 타측 끝단과 제2 가이드 레일에 연결되어 제2 가이드 레일을 따라 접촉판(512, 522)의 외측 방향으로 직선 이동하는 제2 리니어 가이드를 포함할 수 있다.
여기서, 탄성체(518, 528)는, 접촉판(512, 522)의 오목면과 지지부(516, 526) 사이에 연결되도록 다수 개가 일정 간격으로 배치되고, 접촉판(512, 522)이 케이스(110) 방향으로 가압될 때, 압축될 수 있다.
경우에 따라, 도 9 및 도 10과 같이, 이동부(514, 524)는, 접촉판(512, 522)이 케이스(110) 방향으로 가압될 때, 접촉판(512, 522)의 볼록면이 편평해지도록 접촉판(512, 522) 방향으로 이동되어 접촉판(512, 522)의 양끝단을 케이스(110) 방향으로 밀어줄 수 있다.
일 예로, 이동부(514, 524)는, 접촉판(512, 522)의 일측 끝단과 지지부(516, 526)에 연결되어 접촉판(512, 522)의 일측 끝단을 케이스(110) 방향으로 밀어주거나 또는 케이스(110) 반대 방향으로 당겨주는 제1 실린더 로드(610), 그리고 접촉판(512, 522)의 타측 끝단과 지지부(516, 526)에 연결되어 접촉판(512, 522)의 타측 끝단을 케이스(110) 방향으로 밀어주거나 또는 케이스(110) 반대 방향으로 당겨주는 제2 실린더 로드(620)를 포함할 수 있다.
여기서, 탄성체(518, 528)는, 접촉판(512, 522)의 오목면 일측 끝단에 배치되는 제1 고정체(612)와 접촉판(512, 522)의 오목면 타측 끝단에 배치되는 제2 고정체(622) 사이에 연결되도록 다수 개가 일정 간격으로 배치되고, 접촉판(512, 522)이 케이스(110) 방향으로 가압될 때, 인장될 수 있다.
다음, 지지부(516, 526)는, 가압 실린더 로드(600)에 연결되고, 접촉판(512, 522)이 케이스(110)를 가압하도록 가압 실린더 로드(600)에 의해 접촉판(512, 522) 방향으로 이동할 수 있다.
도 2 내지 도 4와 같이, 본 발명 제1 실시예에 따른 곡면 가압판(500)은, 케이스(110)의 제1 측면을 압착하는 제1 곡면 가압판(510), 그리고 케이스(110)의 제1 측면을 마주하는 제2 측면을 압착하는 제2 곡면 가압판(520)을 포함하고, 제1 곡면 가압판(510)과 제2 곡면 가압판(520)은, 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역을 사이에 두고 케이스(110)의 양측면을 압착할 수 있다.
여기서, 제1 곡면 가압판(510)과 제2 곡면 가압판(520)은, 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역을 사이에 두고 케이스(110)의 양측면을 동시에 또는 서로 다른 시간에 압착할 수 있다.
즉, 본 발명은, 도 2와 같이, 제1 곡면 가압판(510)과 제2 곡면 가압판(520) 사이에 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역을 배치시킬 수 있다.
이어, 도 3과 같이, 본 발명은, 제1 곡면 가압판(510)과 제2 곡면 가압판(520)을 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역으로 이송시키고, 제1, 제2 곡면 가압판(510, 520)의 볼록면을 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역의 중앙면에만 접촉시킬 수 있다.
다음 도 4와 같이, 본 발명은, 제1, 제2 곡면 가압판(510, 520)의 볼록면이 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역의 전체면에 접촉되도록 제1, 제2 곡면 가압판(510, 520)을 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역 방향으로 가압하여 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역을 동시에 압착시킬 수 있다.
여기서, 본 발명의 제1, 제2 곡면 가압판(510, 520)은, 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역을 압착시킬 때, 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역의 중앙에서 양측 가장자리의 리드탭 방향으로 순차 접촉되어 케이스(110)의 내부 잔류 가스를 배출시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제1, 제2 곡면 가압판(510, 520)은, 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역을 압착시킬 때, 제1, 제2 곡면 가압판(510, 520)과 케이스(110)와의 접촉 면적이 점차적으로 증가할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1, 제2 곡면 가압판(510, 520)은, 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역을 압착시킬 때, 서로 동일한 압력으로 케이스(110)를 가압할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1, 제2 곡면 가압판(510, 520)은, 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역을 압착시킬 때, 서로 동일한 시간 동안 케이스(110)를 가압할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1, 제2 곡면 가압판(510, 520)은, 케이스(110)의 가압이 종료되면 제1, 제2 곡면 가압판(510, 520)의 볼록면이 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역의 중앙면에만 접촉되도록 동시에 복귀될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1, 제2 곡면 가압판(510, 520)은, 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역의 전체면에 접촉되는 가압 상태와 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역의 중앙면에만 접촉되는 복귀 상태를 1회 이상 반복 수행할 수 있다.
경우에 따라, 본 발명의 제1, 제2 곡면 가압판(510, 520)은, 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역의 전체면에 접촉되는 가압 상태와 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역의 중앙면에만 접촉되는 복귀 상태를 1회만 수행할 수도 있다.
다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 배터리 셀(120)과 피어싱 홀(182) 사이의 케이스(110) 영역을 실링할 수 있다.
여기서, 본 발명은, 실링탭을 포함하는 실링바를 케이스(110)로 이송시키고, 실링탭을 배터리 셀(120)과 피어싱 홀(182) 사이의 케이스(110) 영역에 접촉시켜 케이스(110) 영역을 실링할 수 있다.
이어, 본 발명은, 케이스(110)의 실링 영역(190)을 기준으로 일측에 위치하는 피어싱 홀(182)이 형성된 가스 포켓 영역을 컷팅하여 제거함으로써, 디개싱 과정을 완료할 수 있다.
이처럼, 본 발명은, 배터리 셀이 수용된 케이스를 곡면 가압판으로 압착하여 디개싱 공정을 수행함으로써, 챔버 내에서 케이스의 내부 가스를 원할하고 효율적으로 배출시키며, 디개스 시간을 줄이고, 챔버 내의 진공도를 낮출 수 있다.
도 6 및 도 8은, 본 발명 제2 실시예에 따른 이차전지의 디개싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명 제2 실시예는, 케이스(110)의 제1 측면에 편평한 표면을 갖는 지지판(700)과 케이스(110)의 제1 측면을 마주하는 제2 측면에 하나의 곡면 가압판(500)을 배치하여 디개싱을 수행한다는 점에 본 발명 제1 실시예와 차이가 있다.
본 발명 제2 실시예의 곡면 가압판(500)은, 케이스(110)의 제1 측면이 지지판(700)에 지지되면 케이스(110)의 제1 측면을 마주하는 제2 측면을 압착할 수 있다.
즉, 본 발명은, 도 6에 도시된 바와 같이, 곡면 가압판(500)과 편평한 표면을 갖는 지지판(700) 사이에 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역을 배치시킬 수 있다.
이어, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 지지판(700)과 곡면 가압판(500)을 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역으로 이송시킨 다음, 지지판(700)을 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역의 전체면에 접촉시키고, 곡면 가압판(500)의 볼록면을 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역의 중앙면에만 접촉시킬 수 있다.
다음, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 곡면 가압판(500)의 볼록면이 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역의 전체면에 접촉되도록 곡면 가압판(500)을 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압하여 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역을 압착시킬 수 있다.
여기서, 본 발명의 곡면 가압판(500)은, 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역을 압착시킬 때, 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에서 양측 가장자리의 리드탭 방향으로 순차 접촉되어 케이스(110)의 내부 잔류 가스를 배출시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 곡면 가압판(500)은, 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역을 압착시킬 때, 곡면 가압판(500)과 케이스(110)와의 접촉 면적이 점차적으로 증가할 수 있다.
또한, 본 발명의 곡면 가압판(500)은, 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역을 압착시킬 때, 지지판(700)이 케이스(110)를 지지하는 지지 압력과 동일한 압력으로 케이스(110)를 가압할 수 있다.
또한, 본 발명의 곡면 가압판(500)은, 케이스(110)의 가압이 종료되면 곡면 가압판(500)의 볼록면이 케이스(700)의 배터리 셀 안착 영역의 중앙면에만 접촉되도록 복귀될 수 있다.
또한, 본 발명의 곡면 가압판(500)은, 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역의 전체면에 접촉되는 가압 상태와 케이스(110)의 배터리 셀 안착 영역의 중앙면에만 접촉되는 복귀 상태를 1회 또는 1회 이상 반복 수행할 수 있다.
도 9 및 도 10은, 본 발명 제3 실시예에 따른 이차전지의 디개싱 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명 제3 실시예의 곡면 가압판(500)은, 소정의 표면 곡률을 갖는 볼록면이 상기 케이스에 접촉되는 접촉판(512), 접촉판(512)의 양끝단에 연결되어 소정 방향으로 이동하는 이동부(514), 이동부(514)를 지지하는 지지부(516), 그리고 접촉판(512)의 오목면에 연결되어 접촉판(512)에 복원력을 인가하는 탄성체(518)를 포함할 수 있다.
본 발명 제3 실시예의 이동부(514)는, 접촉판(512)이 케이스(110) 방향으로 가압될 때, 접촉판(512)의 볼록면이 편평해지도록 접촉판(512) 방향으로 이동되어 접촉판(512)의 양끝단을 케이스(110) 방향으로 밀어줄 수 있다.
일 예로, 이동부(514)는, 접촉판(512)의 일측 끝단과 지지부(516)에 연결되어 접촉판(512)의 일측 끝단을 케이스(110) 방향으로 밀어주거나 또는 케이스(110) 반대 방향으로 당겨주는 제1 실린더 로드(610), 그리고 접촉판(512)의 타측 끝단과 지지부(516)에 연결되어 접촉판(512)의 타측 끝단을 케이스(110) 방향으로 밀어주거나 또는 케이스(110) 반대 방향으로 당겨주는 제2 실린더 로드(620)를 포함할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명 제1, 2 실시예의 이동부(514)는, 접촉판(512)이 케이스(110) 방향으로 가압될 때, 접촉판(512)의 볼록면이 편평해지도록 접촉판(512)의 외측 방향으로 이동될 수 있다.
일 예로, 이동부(514)는, 지지부(516) 일측 영역에 형성되는 제1 가이드 레일, 지지부(516)의 타측 영역에 형성되는 제2 가이드 레일, 접촉판(512)의 일측 끝단과 제1 가이드 레일에 연결되어 제1 가이드 레일을 따라 접촉판(512)의 외측 방향으로 직선 이동하는 제1 리니어 가이드, 그리고 접촉판(512)의 타측 끝단과 제2 가이드 레일에 연결되어 제2 가이드 레일을 따라 접촉판(512)의 외측 방향으로 직선 이동하는 제2 리니어 가이드를 포함할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 곡면 가압판(500)은, 다양한 구조로 변형될 수 있다.
따라서, 본 발명은, 배터리 셀이 수용된 케이스를 곡면 가압판으로 압착하여 디개싱 공정을 수행함으로써, 챔버 내에서 케이스의 내부 가스를 원할하고 효율적으로 배출시키며, 디개스 시간을 줄이고, 챔버 내의 진공도를 낮출 수 있다.
도 11 및 도 12는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡면 가압판을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 곡면 가압판(500)은, 케이스의 제1 측면을 압착하는 제1 곡면 가압판(510), 그리고 케이스의 제1 측면을 마주하는 제2 측면을 압착하는 제2 곡면 가압판(520)을 포함하고, 제1 곡면 가압판(510)과 제2 곡면 가압판(520)은, 케이스의 배터리 셀 안착 영역을 사이에 두고 케이스의 양측면을 동시에 또는 서로 다른 시간에 압착할 수 있다.
여기서, 제1 곡면 가압판(510)은, 제1 표면 곡률을 갖는 볼록면이 케이스에 접촉되는 접촉판(512), 접촉판(512)의 양끝단에 연결되어 소정 방향으로 이동하는 이동부(514), 이동부(514)를 지지하는 지지부(516), 그리고 접촉판(512)의 오목면에 연결되어 접촉판(512)에 복원력을 인가하는 탄성체(518)를 포함할 수 있다.
그리고, 제2 곡면 가압판(520)은, 제2 표면 곡률을 갖는 오목면이 케이스에 접촉되는 접촉판(522), 접촉판(522)의 볼록면에 연결되어 접촉판(522)에 복원력을 인가하는 탄성체(528), 그리고 탄성체(528)를 지지하는 지지부(526)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 곡면 가압판(510)의 탄성체(518)는, 제1 곡면 가압판(510)의 중앙영역에 위치하고, 제2 곡면 가압판(520)의 탄성체(528)는, 제2 곡면 가압판(520)의 가장자리 영역에 위치할 수 있다.
또한, 제1 곡면 가압판(510)의 제1 표면 곡률과 제2 곡면 가압판(520)의 제2 표면 곡률은, 서로 다를 수 있다.
일 예로, 제1 곡면 가압판(510)의 제1 표면 곡률은, 제2 곡면 가압판(520)의 제2 표면 곡률보다 더 클 수 있다.
경우에 따라, 제1 곡면 가압판(510)의 제1 표면 곡률과 제2 곡면 가압판(520)의 제2 표면 곡률은, 서로 동일할 수도 있다.
일 예로, 접촉판(512, 522)의 두께는, 접촉판(512, 522)의 중앙부와 접촉판(512, 522)의 가장자리부가 서로 동일할 수 있다.
다른 예로서, 접촉판(512, 522)의 두께는, 접촉판(512, 522)의 중앙부와 접촉판(512, 522)의 가장자리부가 서로 다를 수도 있다.
여기서, 접촉판(512, 522)의 두께는, 접촉판(512, 522)의 중앙부의 두께가 접촉판(512, 522)의 가장자리부의 두께보다 더 두꺼울 수 있다.
경우에 따라, 접촉판(512, 522)의 두께는, 접촉판(512, 522)의 중앙부에서 접촉판(512, 522)의 가장자리부로 갈수록 점차적으로 두꺼워질 수도 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 곡면 가압판(500)은, 케이스의 제1 측면을 압착하는 제1 곡면 가압판(510), 그리고 케이스의 제1 측면을 마주하는 제2 측면을 압착하는 평면 가압판(530)을 포함하고, 제1 곡면 가압판(510)과 평면 가압판(530)은, 케이스의 배터리 셀 안착 영역을 사이에 두고 케이스의 양측면을 동시에 또는 서로 다른 시간에 압착할 수 있다.
여기서, 제1 곡면 가압판(510)은, 소정의 표면 곡률을 갖는 볼록면이 케이스에 접촉되는 접촉판(512), 접촉판(512)의 양끝단에 연결되어 소정 방향으로 이동하는 이동부(514), 이동부(514)를 지지하는 지지부(516), 그리고 접촉판(512)의 오목면에 연결되어 접촉판(512)에 복원력을 인가하는 탄성체(518)를 포함할 수 있다.
그리고, 평면 가압판(530)은, 평면이 케이스에 접촉되는 접촉판(532), 접촉판(532)의 평면에 연결되어 접촉판(532)에 복원력을 인가하는 탄성체(538), 그리고 탄성체(538)를 지지하는 지지부(536)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 곡면 가압판(510)의 탄성체(518)는, 제1 곡면 가압판(510)의 중앙영역에 위치하고, 평면 가압판(530)의 탄성체(538)는, 평면 가압판(530)의 가장자리 영역에 위치할 수 있다.
일 예로, 접촉판(512, 532)의 두께는, 접촉판(512, 532)의 중앙부와 접촉판(512, 532)의 가장자리부가 서로 동일할 수 있다.
다른 예로서, 접촉판(512, 532)의 두께는, 접촉판(512, 532)의 중앙부와 접촉판(512, 532)의 가장자리부가 서로 다를 수도 있다.
여기서, 접촉판(512, 532)의 두께는, 접촉판(512, 532)의 중앙부의 두께가 접촉판(512, 532)의 가장자리부의 두께보다 더 두꺼울 수 있다.
경우에 따라, 접촉판(512, 532)의 두께는, 접촉판(512, 532)의 중앙부에서 접촉판(512, 532)의 가장자리부로 갈수록 점차적으로 두꺼워질 수도 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 의한 이차전지의 디개싱 장치는, 배터리 셀이 수용된 케이스에 피어싱 홀을 형성하는 피어싱 유닛, 배터리 셀과 피어싱 홀 사이의 케이스 영역을 실링하는 실링 유닛, 그리고 케이스의 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압하여 케이스의 내부 잔류 가스를 피어싱 홀을 통해 배출시키는 가압 유닛을 포함하고, 가압 유닛은, 소정의 표면 곡률을 갖는 곡면 가압판을 포함하고, 곡면 가압판의 볼록면 중 중앙부를 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에 접촉시킨 상태에서, 곡면 가압판의 볼록면이 편평해지도록 곡면 가압판을 가압하여 곡면 가압판의 볼록면을 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에서 가장자리까지 순차적으로 접촉시킬 수 있다.
여기서, 가압 유닛은, 대기압 분위기에서, 곡면 가압판을 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압하여 케이스의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 배출시킬 수 있다.
경우에 따라, 가압 유닛은, 진공 분위기에서, 곡면 가압판을 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압하여 케이스의 내부 잔류 가스를 피어싱 홀을 통해 배출시킬 수 있다.
이어, 가압 유닛은, 곡면 가압판을 가압할 때, 곡면 가압판을 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에서 양측 가장자리의 리드탭 방향으로 순차 접촉시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 곡면 가압판은, 소정의 표면 곡률을 갖는 볼록면이 케이스에 접촉되는 접촉판, 접촉판의 양끝단에 연결되어 소정 방향으로 이동하는 이동부, 이동부를 지지하는 지지부, 그리고 접촉판의 오목면에 연결되어 접촉판에 복원력을 인가하는 탄성체를 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 4와 같이, 본 발명의 제1 실시예의 곡면 가압판(500)은, 케이스(110)의 제1 측면을 압착하는 제1 곡면 가압판(510), 그리고 케이스(110)의 제1 측면을 마주하는 제2 측면을 압착하는 제2 곡면 가압판(520)을 포함하고, 제1 곡면 가압판(510)과 제2 곡면 가압판(520)은, 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역을 사이에 두고 케이스(110)의 양측면을 압착할 수 있다.
여기서, 제1 곡면 가압판(510)은, 제1 표면 곡률을 갖는 볼록면이 케이스에 접촉되는 접촉판(512), 접촉판(512)의 양끝단에 연결되어 소정 방향으로 이동하는 이동부(514), 이동부(514)를 지지하는 지지부(516), 그리고 접촉판(512)의 오목면에 연결되어 접촉판(512)에 복원력을 인가하는 탄성체(518)를 포함할 수 있다.
그리고, 제2 곡면 가압판(520)은, 제2 표면 곡률을 갖는 오목면이 케이스에 접촉되는 접촉판(522), 접촉판(522)의 볼록면에 연결되어 접촉판(522)에 복원력을 인가하는 탄성체(528), 그리고 탄성체(528)를 지지하는 지지부(526)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 곡면 가압판(510)의 탄성체(518)는, 제1 곡면 가압판(510)의 중앙영역에 위치하고, 제2 곡면 가압판(520)의 탄성체(528)는, 제2 곡면 가압판(520)의 중앙영역에 위치할 수 있다.
또한, 제1 곡면 가압판(510)의 제1 표면 곡률과 제2 곡면 가압판(520)의 제2 표면 곡률은, 서로 다를 수 있다.
일 예로, 제1 곡면 가압판(510)의 제1 표면 곡률은, 제2 곡면 가압판(520)의 제2 표면 곡률보다 더 클 수 있다.
경우에 따라, 제1 곡면 가압판(510)의 제1 표면 곡률과 제2 곡면 가압판(520)의 제2 표면 곡률은, 서로 동일할 수도 있다.
그리고, 이동부(514, 524)는, 접촉판(512, 522)이 케이스(110) 방향으로 가압될 때, 접촉판(512, 522)의 볼록면이 편평해지도록 접촉판(512, 522)의 외측 방향으로 이동될 수 있다.
일 예로, 이동부(514, 524)는, 지지부(516, 526) 일측 영역에 형성되는 제1 가이드 레일, 지지부(516, 526)의 타측 영역에 형성되는 제2 가이드 레일, 접촉판(512, 522)의 일측 끝단과 제1 가이드 레일에 연결되어 제1 가이드 레일을 따라 접촉판(512, 522)의 외측 방향으로 직선 이동하는 제1 리니어 가이드, 그리고 접촉판(512, 522)의 타측 끝단과 제2 가이드 레일에 연결되어 제2 가이드 레일을 따라 접촉판(512, 522)의 외측 방향으로 직선 이동하는 제2 리니어 가이드를 포함할 수 있다.
여기서, 탄성체(518, 528)는, 접촉판(512, 522)의 오목면과 지지부(516, 526) 사이에 연결되도록 다수 개가 일정 간격으로 배치되고, 접촉판(512, 522)이 케이스(110) 방향으로 가압될 때, 압축될 수 있다.
경우에 따라, 도 9 및 도 10과 같이, 이동부(514, 524)는, 접촉판(512, 522)의 일측 끝단과 지지부(516, 526)에 연결되어 접촉판(512, 522)의 일측 끝단을 케이스(110) 방향으로 밀어주거나 또는 케이스(110) 반대 방향으로 당겨주는 제1 실린더 로드(610), 그리고 접촉판(512, 522)의 타측 끝단과 지지부(516, 526)에 연결되어 접촉판(512, 522)의 타측 끝단을 케이스(110) 방향으로 밀어주거나 또는 케이스(110) 반대 방향으로 당겨주는 제2 실린더 로드(620)를 포함할 수 있다.
여기서, 탄성체(518, 528)는, 접촉판(512, 522)의 오목면 일측 끝단에 배치되는 제1 고정체(612)와 접촉판(512, 522)의 오목면 타측 끝단에 배치되는 제2 고정체(622) 사이에 연결되도록 다수 개가 일정 간격으로 배치되고, 접촉판(512, 522)이 케이스(110) 방향으로 가압될 때, 인장될 수 있다.
다음, 지지부(516, 526)는, 가압 실린더 로드(600)에 연결되고, 접촉판(512, 522)이 케이스(110)를 가압하도록 가압 실린더 로드(600)에 의해 접촉판(512, 522) 방향으로 이동할 수 있다.
도 6 내지 도 8과 같이, 본 발명의 제2 실시예의 곡면 가압판(500)은, 케이스(110)의 제1 측면을 압착하는 제1 곡면 가압판(510), 그리고 케이스(110)의 제1 측면을 마주하는 제2 측면을 압착하는 지지판(700)을 포함하고, 제1 곡면 가압판(510)과 지지판(700)은, 케이스(110)의 배터리 셀(120) 안착 영역을 사이에 두고 케이스(110)의 양측면을 압착할 수 있다.
여기서, 제1 곡면 가압판(510)은, 제1 표면 곡률을 갖는 볼록면이 케이스에 접촉되는 접촉판(512), 접촉판(512)의 양끝단에 연결되어 소정 방향으로 이동하는 이동부(514), 이동부(514)를 지지하는 지지부(516), 그리고 접촉판(512)의 오목면에 연결되어 접촉판(512)에 복원력을 인가하는 탄성체(518)를 포함할 수 있다.
그리고, 지지판(700)은, 편평한 플레이트 형상을 가질 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 곡면 가압판(500)은, 케이스의 제1 측면을 압착하는 제1 곡면 가압판(510), 그리고 케이스의 제1 측면을 마주하는 제2 측면을 압착하는 제2 곡면 가압판(520)을 포함하고, 제1 곡면 가압판(510)과 제2 곡면 가압판(520)은, 케이스의 배터리 셀 안착 영역을 사이에 두고 케이스의 양측면을 동시에 또는 서로 다른 시간에 압착할 수 있다.
여기서, 제1 곡면 가압판(510)은, 제1 표면 곡률을 갖는 볼록면이 케이스에 접촉되는 접촉판(512), 접촉판(512)의 양끝단에 연결되어 소정 방향으로 이동하는 이동부(514), 이동부(514)를 지지하는 지지부(516), 그리고 접촉판(512)의 오목면에 연결되어 접촉판(512)에 복원력을 인가하는 탄성체(518)를 포함할 수 있다.
그리고, 제2 곡면 가압판(520)은, 제2 표면 곡률을 갖는 오목면이 케이스에 접촉되는 접촉판(522), 접촉판(522)의 볼록면에 연결되어 접촉판(522)에 복원력을 인가하는 탄성체(528), 그리고 탄성체(528)를 지지하는 지지부(526)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 곡면 가압판(510)의 탄성체(518)는, 제1 곡면 가압판(510)의 중앙영역에 위치하고, 제2 곡면 가압판(520)의 탄성체(528)는, 제2 곡면 가압판(520)의 가장자리 영역에 위치할 수 있다.
또한, 제1 곡면 가압판(510)의 제1 표면 곡률과 제2 곡면 가압판(520)의 제2 표면 곡률은, 서로 다를 수 있다.
일 예로, 제1 곡면 가압판(510)의 제1 표면 곡률은, 제2 곡면 가압판(520)의 제2 표면 곡률보다 더 클 수 있다.
경우에 따라, 제1 곡면 가압판(510)의 제1 표면 곡률과 제2 곡면 가압판(520)의 제2 표면 곡률은, 서로 동일할 수도 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 곡면 가압판(500)은, 케이스의 제1 측면을 압착하는 제1 곡면 가압판(510), 그리고 케이스의 제1 측면을 마주하는 제2 측면을 압착하는 평면 가압판(530)을 포함하고, 제1 곡면 가압판(510)과 평면 가압판(530)은, 케이스의 배터리 셀 안착 영역을 사이에 두고 케이스의 양측면을 동시에 또는 서로 다른 시간에 압착할 수 있다.
여기서, 제1 곡면 가압판(510)은, 소정의 표면 곡률을 갖는 볼록면이 케이스에 접촉되는 접촉판(512), 접촉판(512)의 양끝단에 연결되어 소정 방향으로 이동하는 이동부(514), 이동부(514)를 지지하는 지지부(516), 그리고 접촉판(512)의 오목면에 연결되어 접촉판(512)에 복원력을 인가하는 탄성체(518)를 포함할 수 있다.
그리고, 평면 가압판(530)은, 평면 플레이트가 케이스에 접촉되는 접촉판(532), 접촉판(532)의 평면 플레이트에 연결되어 접촉판(532)에 복원력을 인가하는 탄성체(538), 그리고 탄성체(538)를 지지하는 지지부(536)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 곡면 가압판(510)의 탄성체(518)는, 제1 곡면 가압판(510)의 중앙영역에 위치하고, 평면 가압판(530)의 탄성체(538)는, 평면 가압판(530)의 가장자리 영역에 위치할 수 있다.
그리고, 피어싱 유닛은, 피어싱부, 피어싱부를 케이스의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 피어싱 이송부, 피어싱부를 안내하는 가이드부, 그리고 가이드부를 케이스의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 가이드 이송부를 포함할 수 있다.
여기서, 피어싱부는, 케이스에 피어싱 홀을 형성하기 위한 피어싱 나이프를 포함하고, 가이드부는, 피어싱 나이프를 안내하는 가이드 홈이 형성될 수 있다.
이어, 실링 유닛은, 제1 실링부, 제1 실링부를 케이스의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 제1 이송부, 제1 실링부를 마주하는 제2 실링부, 그리고 제2 실링부를 케이스의 가스 포켓 방향으로 이송시키는 제2 이송부를 포함할 수 있다.
여기서, 제1, 제2 실링부는, 열을 발생하는 히터, 히터가 내장되는 실링바, 그리고 실링바에 부착되어 케이스의 실링 영역을 접촉되는 실링탭을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 피어싱 유닛은, 케이스의 가스 포켓 영역 중 케이스의 가장자리에 인접하여 배치되고, 실링 유닛은, 케이스의 가스 포켓 영역 중 케이스의 배터리 셀에 인접하여 배치될 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: 케이스
120: 배터리 셀
160, 190: 실링 영역
182: 피어싱 홀
500: 곡면 가압판
512, 522: 접촉판
514, 524: 이동부
516, 526: 지지부
518, 528: 탄성체
600: 가압 실린더 로드
700: 지지판

Claims (10)

  1. (a) 배터리 셀이 수용된 케이스를 준비하는 단계;
    (b) 상기 케이스에 피어싱 홀을 형성하는 단계;
    (c) 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역에 소정의 표면 곡률을 갖는 곡면 가압판을 접촉시키는 단계;
    (d) 상기 곡면 가압판을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압하여 상기 케이스의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 배출시키는 단계; 및
    (e) 상기 배터리 셀과 피어싱 홀 사이의 케이스 영역을 실링하는 단계를 포함하고,
    상기 (d) 단계는,
    상기 곡면 가압판의 볼록면 중 중앙부를 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에 접촉시킨 상태에서, 상기 곡면 가압판의 볼록면이 편평해지도록 상기 곡면 가압판을 가압하여 상기 곡면 가압판의 볼록면을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에서 가장자리까지 순차적으로 접촉시키는 것을 특징으로 하는 이차전지의 디개싱 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 곡면 가압판을 가압할 때, 상기 곡면 가압판이 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에서 양측 가장자리의 리드탭 방향으로 순차 접촉되는 것을 특징으로 하는 케이스형 이차전지의 디개싱 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 곡면 가압판을 가압할 때, 상기 곡면 가압판과 상기 케이스와의 접촉 면적이 점차적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 케이스형 이차전지의 디개싱 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 곡면 가압판과 상기 케이스와의 접촉 면적이 최소일 때, 상기 곡면 가압판이 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중심면에만 접촉되고,
    상기 곡면 가압판과 상기 케이스와의 접촉 면적이 최대일 때, 상기 곡면 가압판이 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 전체면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 케이스형 이차전지의 디개싱 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 곡면 가압판과 상기 케이스와의 접촉 면적이 최소일 때, 상기 곡면 가압판이 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압을 시작하도록 제어하고,
    상기 곡면 가압판과 상기 케이스와의 접촉 면적이 최대일 때, 상기 곡면 가압판의 가압을 종료하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 케이스형 이차전지의 디개싱 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 곡면 가압판은,
    상기 케이스의 제1 측면을 압착하는 제1 곡면 가압판; 그리고,
    상기 케이스의 제1 측면을 마주하는 제2 측면을 압착하는 제2 곡면 가압판을 포함하고,
    상기 제1 곡면 가압판과 제2 곡면 가압판은,
    상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역을 사이에 두고 상기 케이스의 양측면을 동시에 압착하는 것을 특징으로 하는 케이스형 이차전지의 디개싱 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 제1 곡면 가압판과 상기 제2 곡면 가압판을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역으로 이송시키는 단계;
    상기 제1, 제2 곡면 가압판의 볼록면을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙면에만 접촉시키는 단계; 및
    상기 제1, 제2 곡면 가압판의 볼록면이 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 전체면에 접촉되도록 상기 제1, 제2 곡면 가압판을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역 방향으로 동시에 가압하여 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역을 압착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이스형 이차전지의 디개싱 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 곡면 가압판은,
    상기 케이스의 제1 측면이 지지판에 지지되면 상기 케이스의 제1 측면을 마주하는 제2 측면을 압착하는 것을 특징으로 하는 케이스형 이차전지의 디개싱 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 지지판과 상기 곡면 가압판을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역으로 이송시키는 단계;
    상기 지지판을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 전체면에 접촉시키고, 상기 곡면 가압판의 볼록면을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙면에만 접촉시키는 단계; 및
    상기 곡면 가압판의 볼록면이 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 전체면에 접촉되도록 상기 곡면 가압판을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압하여 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역을 압착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이스형 이차전지의 디개싱 방법.
  10. 배터리 셀이 수용된 케이스에 피어싱 홀을 형성하는 피어싱 유닛;
    상기 배터리 셀과 피어싱 홀 사이의 케이스 영역을 실링하는 실링 유닛; 그리고,
    상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역 방향으로 가압하여 상기 케이스의 내부 잔류 가스를 상기 피어싱 홀을 통해 배출시키는 가압 유닛을 포함하고,
    상기 가압 유닛은,
    소정의 표면 곡률을 갖는 곡면 가압판을 포함하고,
    상기 곡면 가압판의 볼록면 중 중앙부를 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에 접촉시킨 상태에서, 상기 곡면 가압판의 볼록면이 편평해지도록 상기 곡면 가압판을 가압하여 상기 곡면 가압판의 볼록면을 상기 케이스의 배터리 셀 안착 영역의 중앙에서 가장자리까지 순차적으로 접촉시키는 것을 특징으로 하는 케이스형 이차전지의 디개싱 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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