WO2017082618A1 - 겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화용 다이 및 이를 사용한 겔 폴리머 전지셀의 제조방법 - Google Patents

겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화용 다이 및 이를 사용한 겔 폴리머 전지셀의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2017082618A1
WO2017082618A1 PCT/KR2016/012838 KR2016012838W WO2017082618A1 WO 2017082618 A1 WO2017082618 A1 WO 2017082618A1 KR 2016012838 W KR2016012838 W KR 2016012838W WO 2017082618 A1 WO2017082618 A1 WO 2017082618A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
die
battery cell
gel polymer
curing
processing
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/012838
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박세미
김용준
김채아
김석구
정승현
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to JP2018506582A priority Critical patent/JP6727621B2/ja
Priority to US15/754,174 priority patent/US11063294B2/en
Priority to EP16864544.8A priority patent/EP3327852B1/en
Priority to PL16864544T priority patent/PL3327852T3/pl
Priority to CN201680051013.9A priority patent/CN108140884B/zh
Publication of WO2017082618A1 publication Critical patent/WO2017082618A1/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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • 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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • 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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • 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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion 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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H01M4/1315—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx containing halogen atoms, e.g. LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a curing die for producing a gel polymer electrolyte and a method for producing a gel polymer battery cell using the same.
  • the electrochemical device is the field that is attracting the most attention in this respect, in particular, with the recent trend of miniaturization and light weight of the electronic device, the development of a secondary battery as a battery capable of small, light weight and high capacity has become a focus of attention.
  • the secondary battery may include a lead storage battery, a nickel cadmium battery (NiCd), a nickel hydrogen storage battery (NiMH), a lithium ion battery (Li-ion), and a lithium ion polymer battery (Li-ion polymer).
  • NiCd nickel cadmium battery
  • NiMH nickel hydrogen storage battery
  • Li-ion lithium ion battery
  • Li-ion polymer lithium ion polymer battery
  • a secondary battery is manufactured by mounting an electrode assembly composed of a negative electrode, a positive electrode, and a separator inside a pouch-shaped case of a metal can such as a cylinder or a square or an aluminum laminate sheet, and injecting an electrolyte into the electrode assembly.
  • a liquid electrolyte in which a salt is dissolved in a non-aqueous organic solvent is mainly used.
  • a liquid electrolyte is not only highly likely to be volatilized by an organic solvent, but also has a disadvantage in that its safety is weak because it may be burned by an increase in the ambient temperature and the temperature of the battery itself.
  • a lithium secondary battery has a problem in that gas is generated inside the battery due to decomposition of a carbonate organic solvent and / or side reaction between the organic solvent and the electrode during charging and discharging, thereby expanding the thickness of the battery. Thus, the amount of gas generated is further increased.
  • This continuously generated gas causes an increase in the internal pressure of the battery, which causes the center of the specific surface of the battery to deform such as swelling of the square battery in a specific direction, as well as a local difference in adhesion at the electrode surface of the battery. This causes the problem that the electrode reaction does not occur equally in the entire electrode surface. Therefore, the performance and safety degradation of the battery is necessarily caused.
  • a polymer electrolyte is used to overcome the safety problem of the liquid electrolyte.
  • the safety of the cell is improved in the order of liquid electrolyte ⁇ gel polymer electrolyte ⁇ solid polymer electrolyte.
  • the solid polymer electrolyte since the ion conductivity is very low at room temperature, commercialization of the battery composed of the solid polymer electrolyte is very limited due to the weak battery performance.
  • the gel polymer electrolyte may have an ion conductivity close to that of the liquid electrolyte, and there is no possibility of fluidity or leakage.
  • the chemically cross-linked gel polymer electrolyte has an advantage that there is little structural change with heating or time since the network structure is formed by chemical bonding.
  • a gel polymer electrolyte composition in which a reactive monomer or oligomer and an initiator is dissolved in a liquid electrolyte is injected into a battery case in which an electrode assembly is incorporated. After pouring the cell is stored in a high temperature oven, a method of cross-linking and curing the monomer or oligomer contained in the electrolyte solution has been proposed.
  • the liquid electrolyte is randomly located in the extra space in the case, which increases the volume of the unnecessary battery and results in uneven appearance due to gelation. There is this.
  • the curing process includes the unsealed portion of the battery case, when the electrolyte is cured in the unsealed portion, there is a problem in that the sealing strength is weakened when resealing later.
  • the present invention aims to solve the problems of the prior art as described above and the technical problems that have been requested from the past.
  • An object of the present invention is to uniformly form a composition for forming a gel polymer electrolyte in a battery case when a crosslinking reaction for forming a gel polymer electrolyte is performed.
  • a curing die for preparing a gel polymer electrolyte and a method for producing a gel polymer battery using the same.
  • the composition for forming a gel polymer electrolyte is not leaked to the unsealed portion of the battery case, the curing for the manufacture of a gel polymer electrolyte, which can solve the problem of weakening the sealing strength during resealing (reealing) To provide a die and a method for producing a gel polymer battery cell using the same.
  • a first die having an indentation portion in which a battery cell for processing comprising an electrode assembly and a composition for forming a gel polymer electrolyte is mounted in the battery case;
  • a second die coupled to a first die for sealing a processing battery cell mounted in the indentation portion;
  • the shape and size of the indentation portion of the first die corresponds to the shape and size of the processing battery cell to be mounted.
  • the processing battery cell is mounted to the indentation portion of the first die, and the second die is coupled to the first die to seal the processing battery cell, the liquid state contained in the processing battery cell inside the curing die.
  • the composition for gel polymer electrolyte formation of the same can be distributed in the same way as the shape of the indentation portion, and the form can be maintained. Therefore, after curing through the cross-linking reaction of the composition for forming a gel polymer electrolyte, the gel polymer battery cell may have a smooth appearance without being bumpy in the shape of a closed indentation.
  • the processing battery cell may include an unsealed portion for injecting the composition for forming a gel polymer electrolyte, and there is a problem in that an electrolyte flows out of the unsealed portion, but the processing battery cell is mounted on the curable die.
  • the unsealed portion of the processing battery cell is kept in a sealed state by the combination of the first die and the second die at the outside of the indentation portion of the battery case in which the electrode assembly mainly distributed Since it can be prevented from flowing out from the storage portion to the unsealed portion, the problem of weakening the sealing strength during resealing can also be solved.
  • the curing die for achieving this purpose is to crosslink the reaction of the composition for forming the gel polymer electrolyte in the processing battery cell mounted therein so that the composition can reach a temperature to the extent that the initiator can start the reaction. It should be possible to transfer heat, at least one of the first die and the second die may be part or all of the heat conductive material.
  • the first die or the second die may be made of a thermally conductive material, a portion of the first die and / or a portion of the second die may be made of a thermally conductive material, the first die and the second die.
  • the die is not limited as long as the die can be made of a thermally conductive material and can transfer heat to the battery cell for processing.
  • the second die which is in contact with the electrode terminal when combined with the peripheral portion of the portion where the electrode terminal of the first die is placed and the first die so that problems such as a short in the contact portion of the electrode terminal of the processing battery cell do not occur.
  • the periphery of the portion of may be made of a heat resistant material such as plastic rather than a thermally conductive material.
  • a part of the first die and / or the second die is made of a thermally conductive material, in particular, in the first die and the second die. It is preferable that the peripheral part of the part which abuts the electrode terminal of a battery cell for processing is a heat resistant material, such as plastics, and the remainder is a heat conductive material.
  • a part of the die may be randomly formed or a predetermined pattern may be formed of a thermally conductive material except for the periphery of the portion contacting the electrode terminal of the processing battery cell, but the composition for forming a gel polymer electrolyte in the processing battery cell may be formed.
  • the heat is effectively transmitted, and it is preferably made of a thermally conductive material, including a part or all of the indentation of the first die in which the processing battery cell is embedded, or the indentation of the first die of the second die. It is preferable to include a part or all of the part facing the heat conductive material, and furthermore, only part or all of the indentation of the first die and the corresponding second die may be made of the heat conductive material. .
  • the thermally conductive material is not limited as long as it is a material capable of transferring heat, but may be, in detail, may be a metal having high thermal conductivity, and more specifically, aluminum (Al), copper (Cu), It may be any one selected from the group consisting of platinum (Pt), gold (Au), nickel (Ni), iron (Fe), zinc (Zn), and alloys thereof, but is not limited thereto.
  • the curing die is used only to maintain the shape of the battery cell for processing, the curing die may be stored in the oven again to proceed with the curing according to the electrolyte crosslinking reaction, according to the present invention the curing die itself It is also possible to gel the composition for forming a gel polymer electrolyte by a simpler method by having a heating function and proceeding curing without using an oven separately.
  • At least one of the first die and the second die may include a heating wire connected to a temperature control device so that the curing die may enable its own heating.
  • the position at which the hot wire is formed is related to a portion made of a thermally conductive material among the above-described curable dies.
  • the die is formed to include a position corresponding to a portion made of a thermally conductive material.
  • the hot wire is included inside the first die, and some or all of the second die is made of a thermally conductive material.
  • the heating wire may be included inside the second die.
  • both the first die and the second die include a portion made of a thermally conductive material, only one of them may include a hot wire, but in detail, both dies may include a hot wire.
  • the position of the heating wire is not limited, but variously possible, for example, it can be uniformly distributed so as to evenly transfer heat to the entire die, crosslinking reaction of the composition for forming a gel polymer electrolyte more efficiently with the same power
  • the processing battery cell may be distributed in the vicinity of the indentation portion of the first die or in a portion of the second die facing the indentation portion.
  • the hot wire may be distributed only in the corresponding portion.
  • the electrode terminals of the processing battery cell so as to simplify the process by also performing the activation process of the gel polymer battery cell including the same. Die terminals in contact with the.
  • the first die and the second die may include die terminals each made of a conductive material at a position contacting the electrode terminals of the processing battery cell, and the die terminals may be connected to an external charge / discharge device.
  • the curing die having such a configuration can be charged and discharged for the activation process continuously after the formation of the gel polymer electrolyte, thereby simplifying the subsequent process.
  • the die terminals are for charging and discharging.
  • the die terminals formed on the first die and the die terminals formed on the second die have the same polarity when the first die and the second die are combined. It may be formed in a corresponding position so as to be in contact with each other, and even if the battery cell for processing thereafter is mounted so that the polarity of the electrode terminals and the polarity of the die terminals of the processing battery cell correspond.
  • the die terminals may include a positive die terminal in contact with the positive electrode terminal of the processing battery cell and a negative die terminal in contact with the negative terminal of the processing battery cell.
  • the formation positions of the (+) die terminals and (-) die terminals depend on the positional relationship to the electrode terminals of the processing battery cell to be mounted.
  • the (+) die terminal and the (-) die terminal are independent of the outer surface of one end of the indentation portion.
  • the electrode terminals of the battery cell to form a bidirectional battery cell protruding in different directions from one end and the other end of the battery cell in the first die, (+) die terminal and ( -) The die terminal may be formed on the outer surface of one end of the indentation and the outer surface of the other end opposite to the outer surface of the one end.
  • the die terminals in the second die may be formed at positions corresponding to the same polarities as the die terminals of the first die.
  • the conductive material is not limited as long as it has a conductive material that enables the movement of electrons, but may be a metal in detail, and more specifically, copper (Cu), nickel (Ni), iron (Fe), and aluminum. (Al) or an alloy thereof.
  • a specific material may be determined according to whether the conductive material is a positive (+) die terminal or a negative (-) die terminal, and the material may have the same material or contact resistance as electrode terminals of the battery cell for electrical contact.
  • the positive die terminal connected to the positive terminal of the processing battery cell may be made of aluminum or nickel, and the negative die terminal connecting to the negative terminal of the processing battery cell is copper. Or nickel.
  • the periphery of the die terminals may be made of a heat resistant material such as plastic in order to prevent problems such as short generation described above.
  • peripheral part used in the present invention means a part away from a predetermined configuration, and specifically, an electrode of a battery cell for processing in consideration of a part where an electrode terminal abuts and a part where a die terminal is located. In the direction in which the terminal protrudes, it means all or part of the outer surface based on both end portions of the indentation portion.
  • the second die of the hardening die may also have a structure in which an additional indentation is formed at a position corresponding to the indentation of the first die, similarly to the first die, and the second die may have a flat structure without indentation. It may consist of.
  • the total depth of the indents formed in the dies may be set to correspond to the depth of the battery cell for processing.
  • the depth of the indentation may vary depending on the thickness of the battery cell for processing, so that the bottom of the indentation may be mechanically movable so that the depth of the indentation may be adjusted according to the situation.
  • first die and the second die may be independent members, but in detail, the first die and the second die may be a structure in which one end portion is interconnected by a hinge.
  • the present invention also provides a method for producing a gel polymer battery cell using such a curing die.
  • the step of controlling the curing die of step (iii) to gelate the gel polymer electrolyte forming composition in the battery case by a crosslinking reaction putting the curing die equipped with the processing battery cell in an oven in the oven
  • the die may be heated by controlling a temperature or by applying a current to a heating wire of the curing die to gelate the composition for forming a gel polymer electrolyte.
  • the hardening die when it does not contain a hot wire, it can be placed in an oven to control the temperature to gel the gel polymer electrolyte-forming composition, and for hardening that includes a hot wire in terms of simplification of the process.
  • the die can be used to gel itself.
  • the temperature for the crosslinking reaction of the gel polymer electrolyte composition may be 30 degrees to 100 degrees Celsius.
  • the crosslinking reaction means that the initiator contained in the composition for forming a gel polymer electrolyte forms a radical to initiate crosslinking, so that the reactive monomer or oligomer forms a polymer.
  • the initiator should be raised to a temperature at which the initiator forms a radical to start crosslinking.
  • the temperature may vary depending on the type of the initiator, but most of the crosslinking reactions start the crosslinking reaction within the above range. It is preferable that the temperature is in the above range in view of energy efficiency.
  • the gel polymer electrolyte composition may include a lithium salt and an electrolyte solvent together with the above-mentioned initiator and a reactive monomer or oligomer.
  • the initiator benzoyl peroxide, acetyl peroxide, dilauryl peroxide, di-tert-butyl peroxide, t-butylperoxy Organic peroxides, such as t-butyl peroxy-2-ethyl-hexanoate, cumyl hydroperoxide, hydrogen peroxide, and hydrogen peroxide, and 2,2'- Azobis (2-cyanobutane) (2,2'-azobis (2-cyanobutane)), 2,2'-azobis (methylbutyronitrile) (2,2'-azobis (methylbutyronitrile)), AIBN ( Azo compounds such as 2,2'-azobis (iso-butyronitrile) and AMVN (2,2'-azobisdimethylvaleronitrile).
  • the polymerization initiator may be included in an amount of 0.01 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition for forming a gel polymer electrolyte. If the polymerization initiator is less than 0.01 parts by weight, there is a problem in that the gelation is not good, if the polymerization initiator is more than 2 parts by weight, gelation may occur too quickly or an unreacted initiator may remain, which may adversely affect battery performance.
  • the reactive monomer or oligomer may be tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate (molecular weight 50-20,000), polyethylene glycol dimethacylate. 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6-hexandiol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylol propane Trimethylolpropane ethoxylate triacrylate, trimethylolpropane propoxylate triacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, Pentaerythritol ethoxylate tete Acrylate (pentaerythritol ethoxylate tetraacrylate), dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, polyethylene glycol diglycidyl ether, 1 1,5-
  • the reactive monomer or oligomer may be included in an amount of 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition for forming a gel polymer electrolyte. If it is less than 0.5 parts by weight, the gel polymer electrolyte is difficult to form, and if it is more than 10 parts by weight, the gel polymer electrolyte is not only formed, but also the content of the electrolyte solvent in the electrolyte is low so that the ion conductivity of the battery may be reduced and the resistance may be increased. It may cause deterioration of the battery.
  • the lithium salt is a substance that is easily dissolved in the electrolyte solvent, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4 , LiBF 4 , LiB 10 Cl 10 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiC 4 F 9 SO 3 , the Li (CF3SO2) 3C, LiAsF 6 , LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide Can be used.
  • the content of the lithium salt may be 3 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition for forming a gel polymer electrolyte, but is not limited thereto. If the content is less than 3 parts by weight, the concentration of lithium ions is too low to function as an electrolyte. If the content is more than 40 parts by weight, solubility problems of lithium salts and ionic conductivity of the electrolyte may be reduced.
  • the electrolyte solution solvent, cyclic carbonate, linear carbonate, lactone, ether, ester, sulfoxide, acetonitrile, lactam, ketone and halogen derivatives thereof may be used alone or in combination of two or more.
  • the cyclic carbonates include, for example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), fluoroethylene carbonate (FEC), and the like.
  • linear carbonate examples include diethyl carbonate (DEC), Dimethyl carbonate (DMC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate (MPC), and the like.
  • the lactone is, for example, gamma butyrolactone (GBL), and examples of the ether include dibutyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxy Ethane, 1,2-diethoxyethane and the like.
  • esters include, for example, methyl formate, ethyl formate, propyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyl propionate, methyl pivalate and the like.
  • the sulfoxide includes dimethyl sulfoxide
  • the lactam includes N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)
  • the ketone includes polymethylvinyl ketone.
  • these halogen derivatives can also be used, and are not limited only to the electrolyte solution illustrated above.
  • these electrolyte solution solvents can be used individually or in mixture of 2 or more types, respectively.
  • the content of the electrolyte solvent may be 0.1 to 98 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition for gel polymer electrolyte, but is not limited thereto. If the content is less than 0.1 parts by weight, the ionic conductivity of the electrolyte may be lowered. If the content is more than 98 parts by weight, the mechanical properties of the electrolyte may be reduced, making it difficult to manufacture a thin film.
  • the gel polymer battery cell manufacturing method may further comprise (iv) connecting the die terminals of the hardening die to the charging and discharging device, performing a process of activating the battery cell for processing; .
  • the hardening die according to the present invention may include die terminals each made of a conductive material at a position in contact with the electrode terminals of the processing battery cell.
  • the activation process of the battery cell can be performed. In this way, not only the gel polymer electrolyte but also the activation process may be continuously performed with one die, thereby further simplifying the gel polymer battery cell manufacturing process.
  • the temperature control device for applying a current to adjust the temperature
  • the charging and discharging device for flowing a current when the curing die includes the die terminals
  • the processing battery cell may include an unsealed portion at one side.
  • the unsealed portion of the processing battery cell extends from the side surface of the battery cell body in which electrode terminals are not formed, so that the outside of the indentation portion is mounted on the curing die for the crosslinking reaction of the gel polymer electrolyte forming composition. It can be kept in the sealed state by the first die and the second die, it can be prevented from flowing out to the unsealed portion from the storage portion of the battery case in which the electrode assembly in which the composition is mainly distributed is built. There is no problem of weakening the sealing strength when sealing.
  • the electrode assembly included in the battery case is composed of a positive electrode and a negative electrode to enable charging and discharging, for example, a structure in which the positive electrode and the negative electrode is laminated with a separator between the folding type It can be made in a (jelly-roll) manner, a stacked manner or a stacked / folded manner.
  • the positive electrode is prepared by applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector, followed by drying and pressing. If necessary, a filler may be further added to the mixture.
  • the positive electrode current collector is generally made to a thickness of 3 to 500 ⁇ m. Such a positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, and the like may be used.
  • the current collector may form fine irregularities on its surface to increase the adhesion of the positive electrode active material, and may be in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.
  • the conductive material is typically added in an amount of 1 to 30 wt% based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material.
  • a conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery, and examples thereof include graphite such as natural graphite and artificial graphite; Carbon blacks such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; Metal powders such as carbon fluoride powder, aluminum powder and nickel powder; Conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.
  • the binder is a component that assists the bonding of the active material and the conductive material to the current collector, and is generally added in an amount of 1 to 30 wt% based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material.
  • binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.
  • the filler is optionally used as a component for inhibiting expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing chemical change in the battery.
  • the filler include olefinic polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials, such as glass fiber and carbon fiber, are used.
  • the negative electrode is manufactured by coating, drying, and pressing the negative electrode active material on a negative electrode current collector, and optionally, the conductive material, binder, filler, and the like as described above may be further included.
  • the negative electrode current collector is generally made of a thickness of 3 ⁇ 500 ⁇ m.
  • a negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery.
  • the surface of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, copper or stainless steel Surface-treated with carbon, nickel, titanium, silver, and the like, aluminum-cadmium alloy, and the like can be used.
  • fine concavities and convexities may be formed on the surface to enhance the bonding strength of the negative electrode active material, and may be used in various forms such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.
  • the negative electrode active material may be, for example, carbon such as hardly graphitized carbon or graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0 ⁇ x ⁇ 1), Li x WO 2 (0 ⁇ x ⁇ 1), Sn x Me 1 - x Me ' y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' Metal complex oxides such as Al, B, P, Si, Group 1, Group 2, Group 3 elements of the periodic table, halogen, 0 ⁇ x ⁇ 1; 1 ⁇ y ⁇ 3; 1 ⁇ z ⁇ 8); Lithium metal; Lithium alloys; Silicon-based alloys; Tin-based alloys; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , and metal oxides such as Bi 2
  • the binder, the conductive material and the filler added as necessary are the same as those described for the positive electrode.
  • the separator is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used.
  • the pore diameter of the separator is generally from 0.01 to 10 ⁇ m ⁇ m, thickness is generally 5 ⁇ 300 ⁇ m.
  • a separator for example, olefin polymers such as chemical resistance and hydrophobic polypropylene; Sheets or non-woven fabrics made of glass fibers or polyethylene are used.
  • a solid electrolyte such as a polymer
  • the solid electrolyte may also serve as a separator.
  • the present invention provides a gel polymer battery cell, characterized in that manufactured by the above method, and provides a battery pack including at least one as a unit cell, and further, a device including the battery pack.
  • the device may include, but is not limited to, a power tool driven by a mobile electronic device and an electric motor; Electric vehicles including electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and the like; Electric motorcycles including electric bicycles (E-bikes) and electric scooters (E-scooters); Electric golf carts; Power storage systems and the like, but is not limited thereto.
  • Electric vehicles including electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and the like
  • Electric motorcycles including electric bicycles (E-bikes) and electric scooters (E-scooters); Electric golf carts; Power storage systems and the like, but is not limited thereto.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a curing die according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a curing die according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a curing die according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a curing die according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a curing die according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a curing die according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a curing die according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing one process of a manufacturing process for carrying out a crosslinking reaction using a curing die according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a bonding state of a first die and a second die in a state in which a processing battery cell is mounted on a curing die in FIG. 8;
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing one step of a manufacturing process for carrying out a crosslinking reaction and an activating step using a curing die according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a schematic view showing a state in which a processing battery cell is mounted on a curing die in FIG. 10; FIG.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a coupling state between a first die and a second die in FIG. 11.
  • FIG. 1 to 7 schematically illustrate hardening dies 100, 200, 300, 400, 500, 600, and 700 according to an embodiment of the present invention.
  • the curing dies 100, 200, 300, 400, 500, 600, and 700 according to the present invention may be used to form an electrode assembly and a gel polymer electrolyte in a battery case.
  • the second dies 120, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, and 920 coupled to 710, 810, and 910 have a structure including the first dies 110, 210, and 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910 and the second dies 120, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, 920 are hinges 130, 230, 330, 430, One end is interconnected by 530, 630, 730, 830, and 930.
  • the curing dies 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 according to the present invention the crosslinking reaction of the composition for forming a gel polymer electrolyte in the processing battery cell mounted therein, It includes moieties made of a thermally conductive material to transfer heat so that the initiator can reach a temperature at which it can begin to react.
  • the portion of the thermally conductive material in the drawings are colored, and the portion other than the white (or translucent white).
  • the hardening die 100 is indented connected by a first die 110 and a first die 110 and a hinge 130 on which an indentation 111 on which a processing battery cell is mounted is formed.
  • a second die 120 having a flat structure without an addition is included, in which the periphery of the portion in contact with the electrode terminal of the processing battery cell, that is, the electrode terminal of the processing battery cell protrudes, with reference to both ends of the indentation portion.
  • All of the outer surfaces 115 and 125 are made of a heat resistant material such as plastic, and the other part is made of a heat conductive material as a whole.
  • the curing die 200 includes a first die 210, a first die 210, and a hinge 230 in which an indentation 211 in which a battery cell is mounted is formed. And a second die 220 of flat structure with no indentations connected by.
  • portions of the outer surface 215 and 225 based on both ends of the indentation portion in the direction in which the periphery of the portion contacting the electrode terminal of the processing battery cell, that is, the electrode terminal of the processing battery cell protrude are made of plastic or the like. It is a heat resistant material, and the other part consists entirely of a heat conductive material.
  • the first die 210 and the second die 211 may further include the heating wires 212 and 222, respectively, in order to enable heating by itself.
  • the heating wires 212 and 222 may be appropriately distributed in terms of efficiency, such as more densely formed near the indentation 211, which is a portion where the processing battery cell is mounted, such as the heating wire 212 of the first die 210. It may be uniformly distributed like the hot wire 222 of the second die 220.
  • the hardening die 300 may include a first die 310 and a first die 310 having an indentation 311 in which a battery cell is mounted.
  • the structure includes a second die 320 having a flat structure having no indentation connected by the hinge 330, all of the indentations 311 of the first die 310 and the second die facing each other ( Only a portion 321 of the 320 is made of a thermally conductive material in a corresponding area, and the first die 310 and the second die 320 are thermally conductive so as to enable self-heating of the curing die 300.
  • the heating wires 312 and 322 are respectively included in the indentation portion 311 made of the material and the portion 321 facing the material.
  • first die 310 and the second die 320 comprise hot wires 312, 322. Since only the portion where the processing battery cell is mounted needs to be efficiently heat-transferred, in consideration of manufacturing cost, etc., only the indentation portion 311 and the portion 321 facing it are made of a thermally conductive material as shown in FIG.
  • the hot wires 312 and 322 may be distributed only in a portion corresponding thereto. Of course, the distribution of the hot wire may be formed as a whole, the location may also vary and is not limited to the drawings.
  • the hardening die 400 may include a first die 410 and a first die 410 having an indentation 411 on which a battery cell is mounted.
  • the structure includes a second die 420 having a flat structure without the indentation connected by the hinge 430, a portion 411 (a) of the indentation 411 of the first die 410, Only a portion 421 of the second die 420 facing the indentation 411 is made of a thermally conductive material with a corresponding area (that is, the indentation 411 of the first die 410 is made of a thermally conductive material).
  • It consists of a structure comprising a portion 411 (a) and a portion 411 (b) not made of a thermally conductive material).
  • 4 illustrates a structure in which the portion 411 (a) made of the thermally conductive material and the portion 411 (b) not made of the thermally conductive material are alternately arranged in a strip shape, but is not limited thereto.
  • the shape of the region may be variously represented as a circle, a diagonal line, or a grid.
  • the hardening die 400 includes a thermally conductive material only in the indentation portion 411 and the portion 421 facing the bar, and thus the first die of the hardening die 400 (
  • the 410 and the second die 420 also include hot wires 412 and 422, respectively, at the indentation 411 made of a thermally conductive material and the portion 421 facing it.
  • the curing dies 500 and 600 may respectively include first dies 510 having indentations 511 and 611 on which battery cells are mounted. 610 and second dies 520, 620 of flat structure without indentations connected by first dies 510, 610 and hinges 530, 630, wherein A portion of the outer surface 515, 525, 615, 625 based on both ends of the indentation portion in the direction in which the periphery of the portion contacting the electrode terminal, that is, the electrode terminal of the processing battery cell protrudes, is a heat-resistant material such as plastic.
  • the outer portion is made of a thermally conductive material as a whole, and the heating wires 512, 522, 612, and 622 are respectively formed inside the first dies 510 and 610 and the second dies 511 and 611 to be heated by themselves. ) Is included.
  • these curing dies 500 and 600 further contact the electrode terminals of the processing battery cell so as to simplify the process by performing the activation process continuously after the crosslinking reaction for the preparation of the gel polymer electrolyte.
  • the die terminals 513, 514, 523, 524, 613, 614, 623, and 624 are in contact with the positive terminal of the processing battery cell so as to be in contact with the electrode terminals of the processing battery cell.
  • the formation positions of the (+) die terminals 513, 523, 613, 623 and the (-) die terminals 514, 524, 614, and 624 are located at electrode terminals of the processing battery cell to be mounted. It depends on the relationship.
  • the curing die 500 may include a first die ( In 510, (+) die terminal 513 and (-) die terminal 514 are respectively formed on one side end outer surface of the indentation portion 511 and the other end outer surface opposite to the one end outer surface, respectively,
  • a positive die terminal 523 and a negative die terminal 524 are formed at positions corresponding to the same polarities when coupled with the first die 510, respectively. have.
  • the curing die 600 in the first die 610, (+) die terminal Both (613) and (-) die terminals 614 are formed independently on the outer surface of one end of the indent, and correspond to the same polarities in contact with the first die 610 when coupled to the first die 610.
  • (+) Die terminal 623 and (-) die terminal 624 are formed in the position which becomes, respectively.
  • the hardening die 700 includes a first die 710 and a first die 710 in which an indentation 711 in which a battery cell is mounted is formed. And a second die 720 connected by a hinge 730, in which the periphery of the portion contacting the electrode terminal of the processing battery cell, that is, the electrode terminal of the processing battery cell protrudes, both sides of the indentation portion. Portions of the outer surfaces 715 and 725 based on the ends are made of a heat-resistant material such as plastic, and the other portions are made of a thermally conductive material as a whole.
  • the first die 710 and the second die ( 711 includes hot wires 712 and 722, respectively.
  • both (+) die terminals 713 and (-) die terminals 714 are independently formed on the outer surface of one end of the indentation portion so that the activation process is possible after the gel polymer electrolyte crosslinking reaction.
  • the positive die terminal 723 and the negative die terminal 724 are respectively formed at positions corresponding to the same polarities when the first die 710 is coupled to the second die 720. It consists of a structure.
  • the second die 720 of the hardening die 700 has a structure in which an additional indentation is formed at a position corresponding to the indentation of the first die, similarly to the first die.
  • FIG. 1 to 7 schematically illustrate examples of hardening dies according to an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this structure, and various modifications are possible in a similar range.
  • FIG. 8 to 12 schematically illustrate a method of manufacturing a gel polymer battery cell using the curing dies 100, 500, and 600 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 and FIG. 9 schematically show a method using the curing die 100 of the present invention.
  • an electrode assembly and a composition for forming a gel polymer electrolyte are included in a battery case, and electrode terminals 141 and 142 protrude in different directions from one end and the other end of the battery cell.
  • the processing battery cell 140 is attached to the indentation portion 111 of the first die 110, and then the second connected to the first die 110 by the hinge 130.
  • the processing battery cell 140 is sealed as shown in FIG. 9. Since the hardening die 100 does not include a heating wire therein, and thus cannot be heated by itself, the hardening die 100 in which the battery cell 140 for processing is sealed is placed in an oven and the temperature in the oven is adjusted.
  • a battery cell can be manufactured by gelatinizing the composition for gel polymer electrolyte formation by a crosslinking reaction.
  • FIGS. 10 to 12 use a curing die 500 that includes a heating wire that enables self heating of the curing die and die terminals that continuously enable the gel polymer electrolyte until the activation process.
  • a method of producing a gel polymer battery cell is schematically illustrated.
  • electrode terminals 541 and 542 are processed battery cells protruding from one end and the other end of the battery cell in different directions.
  • 540 is prepared, and the positive electrode terminal 541 of the processing battery cell 540 contacts the positive die terminal 513 of the first die 510 at the indentation portion 511 of the first die 510.
  • the negative electrode terminal 542 of the processing battery cell 540 is mounted in contact with the negative die terminal 514 of the first die 510.
  • the unsealed portion 543 extending from the side surface of the battery cell body in which the electrode terminals are not formed in the processing battery cell 540 is placed in the outward direction of the indentation portion 511.
  • the second die 520 connected to the first die 510 by the hinge 530, and the positive die terminal 523 of the second die are connected to the positive electrode terminal 541 of the battery cell 540 for processing.
  • the negative die terminal 524 of the second die is turned upside down so as to contact the negative terminal 542 of the processing battery cell 540, and then coupled to the first die 510. 540 is sealed.
  • the unsealed portion 543 of the processing battery cell 540 is placed outside the indentation portion 511 of the first die 510, the first die 510 and the second die 520 are removed.
  • the unsealed portion 543 may be kept sealed by the first die 510 and the second die 520, and the gel polymer electrolyte forming composition may be formed from an accommodating portion of the battery case in which the electrode assembly is incorporated. It can be prevented from flowing out to the sealing portion, there is no problem that the sealing strength is weakened during subsequent resealing.
  • the processing battery cell 540 is connected to a temperature control device for passing a current to the heating wires (512, 522) of the first die and the second die of the hardening die 500 sealed 30 to 30 degrees Celsius
  • the gel polymer electrolyte is formed by heating the gel polymer electrolyte, and when the gel polymer electrolyte is formed, the die terminals 513, 514, 523, and 524 of the first die 510 and the second die 520 are charged and discharged. Connect the device to perform the activation process.
  • the crosslinking reaction of the composition for forming the gel polymer electrolyte occurs in a fixed mold, so that the gel polymer battery cell having a uniform appearance can be manufactured and the activation process can be performed. Since it can be carried out continuously, it is possible to simplify the process.
  • the curing die according to the present invention has a structure in which a processing battery cell containing a composition for forming a gel polymer electrolyte can be mounted therein, and thus the distribution in the battery case of the composition during crosslinking reaction. Not only can the gel polymer battery cell be uniform in appearance, but the composition does not flow into the unsealed portion of the battery case, so that the electrolyte solution is not cured at the unsealed portion. ) When the sealing strength is weakened, there is an effect that can be solved.
  • the curing die according to the present invention by including a heating wire in the curing die itself, allowing the self heating, it is possible to gel the composition more simply without the need of storing separately in the oven. .
  • the hardening die according to the present invention includes die terminals in contact with the electrode terminals of the processing battery cell in the hardening die itself, so that charging and discharging can be performed along with the activation process, thereby simplifying the process. There is also an effect that can be done.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은, 겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화(curing)용 다이로서, 전지케이스의 내부에 전극조립체 및 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 포함하는 가공용 전지셀이 장착되는 만입부가 형성되어 있는 제 1 다이; 및 상기 만입부에 장착된 가공용 전지셀을 밀폐하기 위해 제 1 다이에 결합되는 제 2 다이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화용 다이 및 이를 사용한 겔 폴리머 전지셀의 제조방법을 제공한다.

Description

겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화용 다이 및 이를 사용한 겔 폴리머 전지셀의 제조방법
본 출원은 2015.11.12자 한국 특허 출원 제10-2015-0158554호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화용 다이 및 이를 사용한 겔 폴리머 전지셀의 제조방법에 관한 것이다.
최근 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다. 휴대폰, 캠코더 및 노트북 PC, 나아가서는 전기 자동차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전지의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다. 전기 화학 소자는 이러한 측면에서 가장 주목받고 있는 분야이고, 특히 최근 전자기기의 소형화 및 경량화 추세에 따라, 소형 경량화 및 고용량으로 충방전 가능한 전지로서 이차 전지의 개발은 관심의 초점이 되고 있다.
상기 이차전지로는 납 축전지, 니켈 카드뮴 전지(NiCd), 니켈 수소 축전지(NiMH), 리튬 이온 전지(Li-ion), 리튬 이온 폴리머 전지(Li-ion polymer)를 들 수 있다.
이차전지는 음극, 양극 및 분리막으로 구성된 전극조립체를 원통형 또는 각형 등의 금속캔이나 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스 내부에 장착하고, 상기 전극 조립체에 내부에 전해질을 주입시켜 제조한다.
상기 이차전지용 전해질로는 비수계 유기 용매에 염을 용해시킨 액체 상태의 전해질이 주로 사용되고 있다. 그러나 이러한 액체 상태의 전해질은 유기 용매가 휘발될 가능성이 클 뿐만 아니라, 주변 온도 및 전지 자체의 온도 상승에 의해 연소될 가능성이 있기 때문에 안전성이 취약한 단점이 있다. 특히, 리튬 이차전지는 충방전 진행시 카보네이트 유기 용매의 분해 및/또는 유기 용매와 전극과의 부반응에 의해 전지 내부에 가스가 발생하여 전지 두께를 팽창시키는 문제점이 있으며, 고온 저장시에는 이러한 반응이 가속화되어 가스 발생량이 더 증가하게 된다.
이와 같이 지속적으로 발생된 가스는 전지의 내압 증가를 유발시켜 각형 전지가 특정 방향으로 부풀어오르는 등 전지의 특정면의 중심부가 변형되는 현상을 초래할 뿐만 아니라, 전지 내 전극면에서의 밀착성에서 국부적인 차이점을 발생시켜 전극 반응이 전체 전극면에서 동일하게 일어나지 못하는 문제를 야기한다. 따라서 전지의 성능과 안전성 저하가 필수적으로 초래되게 된다.
따라서, 이러한 액체 전해질의 안전성 문제를 극복하기 위해 폴리머 전해질을 사용하고 있다. 일반적으로, 전지의 안전성은 액체 전해질 < 겔 폴리머 전해질 < 고체 고분자 전해질 순서로 향상된다. 하지만 고체 고분자 전해질의 경우 상온에서 이온전도도가 매우 낮기 때문에, 취약한 전지 성능으로 인하여 고체 고분자 전해질로 구성된 전지의 상용화는 매우 제한적이다.
한편, 상기 겔 폴리머 전해질은 이온전도도가 액체 전해질의 이온전도도에 거의 근접할 수 있으며, 유동성 또는 누액의 가능성이 없기
때문에 안정성이 우수한 장점이 있다. 특히, 화학적으로 가교가 된 겔 폴리머 전해질은 화학결합으로 망상 구조를 형성하기 때문에 가열이나 시간에 따른 구조변화가 거의 없다는 장점이 있다.
이렇게 화학적으로 가교된 젤 폴리머 전해질을 이차전지에 도입하기 위해, 액체 전해액에 반응성 단량체 또는 올리고머 및 개시제를 녹인 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 전극 조립체가 내장되어 있는 전지 케이스에 주액한다. 주액후 셀을 고온의 오븐에 보관하여 전해액에 함유된 단량체 또는 올리고머를 가교 결합시켜 경화시키는 방법이 제안되고 있다.
그러나, 이와 같이 전지 케이스를 오븐에 보관하여 경화 과정을 거치는 경우, 액체 상태의 전해액이 케이스 내 여분의 공간에 무작위적으로 위치하여 겔화에 따라 불필요한 전지의 부피가 증가하고 외관의 형상이 불균일해지는 단점이 있다. 뿐만 아니라, 상기 경화 과정은 전지케이스의 미실링부를 포함함에 따라, 미실링 부분에서 전해액이 경화되면 추후 리실링(resealing)을 할 때, 실링 강도가 약해지는 문제가 있다.
따라서, 상기 문제를 해결할 수 있는 겔 폴리머 전지셀의 제조 방법의 개발이 시급하다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은, 겔 폴리머 전해질을 형성하기 위한 가교반응을 진행할 때 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 전지 케이스 내부에 균일하게
분포되게 함으로써, 전지 외관의 형상을 균일하게 유지하는 것이다. 이를 위해 젤 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화용 다이 및 이를 사용하여 겔 폴리머 전지를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 전지케이스의 미실링부로 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물이 새어나오지 않게 하여 리실링(resealing)시 실링 강도가 약해지는 문제를 해결할 수 있는, 겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화용 다이 및 이를 사용하여 겔 폴리머 전지셀을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화(curing)용 다이는,
전지케이스의 내부에 전극조립체 및 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 포함하는 가공용 전지셀이 장착되는 만입부가 형성되어 있는 제 1 다이; 및
상기 만입부에 장착된 가공용 전지셀을 밀폐하기 위해 제 1 다이에 결합되는 제 2 다이;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제 1 다이의 만입부의 형상 및 크기 등은 장착되는 가공용 전지셀의 형상 및 크기에 대응된다. 이러한 상기 제 1 다이의 만입부에 가공용 전지셀이 장착되고, 제 2 다이가 상기 가공용 전지셀을 밀폐하는 형태로 제 1 다이에 결합되면, 상기 경화용 다이 내부에서 가공용 전지셀에 포함된 액체 상태의 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물은 만입부의 형상과 동일하게 분포하여 그 형태를 유지할 수 있다. 따라서, 이후 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물의 가교 반응을 통한 경화 후에 상기 겔 폴리머 전지셀은 밀폐된 만입부의 형상대로 울퉁불퉁하지 않고 매끄러운 외관을 가질 수 있다.
더욱이, 상기 가공용 전지셀은 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물의 주입을 위한 미실링부를 포함하고 있을 수 있고, 이때 상기 미실링부에 전해액이 흘러나오는 문제가 있으나, 이러한 가공용 전지셀을 상기 경화성 다이에 장착하여 경화시키는 경우에는, 상기 가공용 전지셀의 미실링된 부분이 만입부의 외측에서 제 1 다이와 제 2 다이의 결합에 의해 밀봉 상태를 유지하게 되어 상기 조성물이 주로 분포하는 전극조립체가 내장되는 전지케이스의 수납부로부터 미실링부로 흘러나오는 것을 방지할 수 있는 바, 이후 리실링시 실링 강도가 약해지는 문제 또한 해결할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 상기 경화용 다이는, 그 내부에 장착되는 가공용 전지셀 내의 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물의 가교 반응을 위해, 조성물에 개시제가 반응을 시작할 수 있는 정도의 온도까지 도달할 수 있도록 열을 전달할 수 있어야 하는 바, 상기 제 1 다이 및 제 2 다이 중 적어도 하나는 그 일부 또는 전부가 열전도성 소재로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 제 1 다이가, 또는 제 2 다이가 열전도성 소재로 이루어질 수 있고, 상기 제 1 다이의 일부 및/또는 제 2 다이의 일부가 열전도성 소재로 이루어질 수도 있으며, 제 1 다이 및 제 2 다이 전부가 열전도성 소재로 이루어질 수 있는 등 가공용 전지셀에 열을 전달할 수 있는 형태라면 한정되지 아니한다.
다만, 가공용 전지셀의 전극 단자가 접하는 부분에서의 쇼트 등의 문제가 발생하지 않도록, 상기 제 1 다이의 전극 단자가 놓이는 부분의 주변부와, 제 1 다이와 결합했을때, 전극 단자에 맞닿는 제 2 다이의 부분의 주변부는 열전도성 소재가 아닌 플라스틱 등의 내열성 물질로 이루어질 수 있다.
따라서, 열전달의 효율성과, 쇼트 발생 가능성의 감소를 모두 고려하면, 상기 제 1 다이 및/또는 제 2 다이 일부가 열전도성 소재로 이루어지는 것이 바람직하고, 상세하게는, 제 1 다이 및 제 2 다이에서, 가공용 전지셀의 전극 단자와 맞닿는 부분의 주변부는 플라스틱 등의 내열성 물질, 나머지는 열전도성 소재인 것이 바람직하다.
또한, 상기 가공용 전지셀의 전극 단자와 맞닿는 부분의 주변을 제외한 부분에서는 다이의 전체적으로 일부가 무작위로, 또는 일정한 패턴을 띄며 열전도성 소재로 이루어질 수 있으나, 가공용 전지셀 내의 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물에 효과적으로 열이 전달되는 것이 바람직한 바, 상기 가공용 전지셀이 내장되는 제 1 다이의 만입부의 그 일부 또는 전부를 포함하여 열전도성 소재로 이루어지는 것이 바람직하고, 또는 상기 제 2 다이 중에서 제 1 다이의 만입부에 대면하는 부분의 일부 또는 전부를 포함하여 열전도성 소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 더 나아가서는 상기 제 1 다이의 만입부와 그에 대응하는 제 2 다이의 일부 또는 전부만이 열전도성 소재로 이루어질 수도 있다.
이때, 상기 열전도성 소재는, 열을 전달할 수 있는 물질이라면 한정되지 아니하고, 가능하나, 상세하게는, 열전도도가 높은 금속일 수 있고, 더욱 상세하게는, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 백금(Pt), 금(Au), 니켈(Ni), 철(Fe), 아연(Zn) 및 이들의 합금 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 경화용 다이는 가공용 전지셀의 형태 유지를 위해 사용될 뿐이고, 이러한 경화용 다이를 다시 오븐에 보관하여 전해질 가교 반응에 따른 경화를 진행할 수도 있으나, 본 발명에 따르면 상기 경화용 다이가 그 자체로서 가열기능을 가져 별도로 오븐을 사용할 필요 없이 경화를 진행함으로써 보다 간단한 방법으로 상기 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 겔화시킬 수도 있다.
이때, 상기 경화용 다이가 자체적인 가열을 가능하게 할 수 있도록, 상기 제 1 다이 및 제 2 다이 중의 적어도 하나는 온도 조절 장치와 연결되어 있는 열선을 포함할 수 있다.
이때 상기 열선이 형성되는 위치는, 상기에서 설명한 경화성 다이 중 열전도성 소재로 이루어진 부분과 관련된다. 구체적으로, 열전달의 효율성을 위해 상기 다이들 중 열전도성 소재로 이루어진 부분에 대응되는 위치를 포함하여 형성된다.
예를 들어, 상기 경화성 다이에 있어서, 상기 제 1 다이의 일부 또는 전부가 열전도성 소재로 이루어진 경우, 상기 열선은 제 1 다이의 내부에 포함되고, 제 2 다이의 일부 또는 전부가 열전도성 소재로 이루어진 경우, 상기 열선은 제 2 다이의 내부에 포함될 수 있다. 물론, 제 1 다이 및 제 2 다이 모두 열전도성 소재로 이루어진 부분을 포함하는 경우에는 이들 중 하나에만 열선을 포함할 수도 있으나, 상세하게는 두 다이 모두 열선을 포함할 수 있다.
또한, 상기 열선의 위치는 한정되지 아니하고 다양하게 가능하나, 예를 들어, 다이 전체에 골고루 열을 전달할 수 있도록 일정하게 분포할 수 있고, 동일한 전력으로 보다 효율적으로 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물의 가교 반응을 행하기 위해, 가공용 전지셀이 장착되는, 제 1 다이의 만입부 근처 또는 만입부에 대면하는 제 2 다이의 부분에 많이 분포되어 있을 수 있다.
유사하게, 상기 제 1 다이의 만입부, 제 2 다이 중에서 제 1 다이의 만입부에 대면하는 부분의 일부 도는 전부가 열전도성 소재로 이루어진 경우에 상기 열선은, 이에 대응하는 부분에만 분포되어 있을 수도 있다.
본 발명의 경화용 다이는, 또한, 가교 반응을 통한 겔 폴리머 전해질을 제조한 후, 이를 포함하는 겔 폴리머 전지셀의 활성화 공정 또한 함께 수행하여 공정을 간소화할 수 있도록, 가공용 전지셀의 전극 단자들에 접촉하는 다이 단자들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 다이 및 제 2 다이는 가공용 전지셀의 전극 단자들에 접촉하는 위치에, 도전성 소재로 이루어진 다이 단자들을 각각 포함하고, 상기 다이 단자들은 외부의 충방전 장치와 연결될 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 경화용 다이는, 상기에서 설명한 바와 같이, 겔 폴리머 전해질의 형성 후, 활성화 공정을 위한 충방전이 연속적으로 진행될 수 있어, 이후 공정을 간소화시킬 수 있는 효과가 있다.
상기 다이 단자들은 충방전을 행하기 위한 것인 바, 상기 제 1 다이에 형성되어 있는 다이 단자들과 상기 제 2 다이에 형성되어 있는 다이 단자들은, 제 1 다이와 제 2 다이가 결합되었을 때 동일한 극성끼리 접촉하도록 대응되는 위치에 형성될 수 있고, 이후 가공용 전지셀이 장착되는 경우에도 가공용 전지셀의 전극 단자들의 극성과 다이 단자들의 극성이 대응되도록 장착됨은 물론이다. 따라서, 상기 다이 단자들은, 가공용 전지셀의 양극 단자와 접촉하는 (+) 다이 단자, 및 가공용 전지셀의 음극 단자와 접촉하는 (-) 다이 단자를 포함할 수 있다.
동일한 이유로, 상기 (+) 다이 단자들와 (-) 다이 단자들의 형성 위치는 장착되는 가공용 전지셀의 전극 단자에 위치관계에 따른다. 예를 들어, 상기 전지셀의 전극 단자들이 같은 방향으로 돌출된 형태의 단방향 전지셀을 제조하는 경우, 제 1 다이에서, (+) 다이 단자와 (-) 다이 단자는 만입부의 일측 단부 외면에 독립적으로 형성되어 있을 수 있고, 상기 전지셀의 전극 단자들이 전지셀의 일측 단부와 타측 단부에서 다른 방향으로 돌출된 형태의 양방향 전지셀을 제조하는 경우, 제 1 다이에서, (+) 다이 단자와 (-) 다이 단자는 만입부의 일측 단부 외면과 상기 일측 단부 외면에 대향하는 타측 단부 외면에 각각 형성되어 있을 수 있다. 상기 제 2 다이에서의 다이 단자들은, 상기에서 설명한 바와 같이, 상기 제 1 다이의 다이 단자들과 동일한 극성끼리 접촉하도록 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
상기 도전성 소재는, 전자의 이동을 가능케 하는 도전성 물질을 갖는 것이라면 한정되지 아니하나, 상세하게는 금속일 수 있고, 더욱 상세하게는, 구리(Cu), 니켈(Ni), 철(Fe), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금일 수 있다. 이때, 상기 도전성 소재는 (+) 다이 단자인지, (-) 다이 단자인지에 따라 구체적인 물질이 결정될 수 있는데, 이때 그 물질은 전기적으로 접촉하는 가공용 전지셀의 전극 단자들과 같은 물질 또는 접촉저항이 크지 않은 물질이 바람직한 바, 상세하게는, 가공용 전지셀의 양극 단자와 연결되는 (+) 다이 단자는 알루미늄 또는 니켈로 이루어질 수 있고, 가공용 전지셀의 음극 단자와 연결되는 (-) 다이 단자는 구리 또는 니켈로 이루어질 수 있다.
이러한 다이 단자들을 포함하는 경우에는, 상기에서 설명한 쇼트 발생 등의 문제를 방지하기 위해, 다이 단자의 주변부가 플라스틱과 같은 내열성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어인 주변부는, 그 대상이 되는 구성에서 일정 부분 떨어진 부위까지를 의미하며, 상세하게는, 전극 단자가 맞닿는 부분, 다이 단자가 위치하는 부분을 고려하여, 가공용 전지셀의 전극 단자가 돌출하는 방향으로, 만입부의 양측 단부를 기준으로 한 외면 전부 또는 일부를 의미한다.
한편, 상기 경화용 다이의 제 2 다이도 상기 제 1 다이와 동일하게 제 1 다이의 만입부에 대응하는 위치에 추가적인 만입부가 형성되어 있는 구조로 이루어져 있을 수도 있고, 제 2 다이는 만입부 없이 평평한 구조로 이루어져 있을 수도 있다. 이때 상기 다이들에 형성되는 만입부의 총 깊이는, 제 1 다이와 제 2 다이를 합한 만입부가 가공용 전지셀의 깊이에 대응하도록 설정될 수 있다. 이때, 상기 만입부의 깊이는 가공용 전지셀의 두께에 따라 달라질 수 있는 바, 상기 만입부 깊이가 상황에 맞게 조절될 수 있도록 만입부의 저면은 기계적인 이동이 가능한 구조일 수도 있다.
또한, 상기 제 1 다이와 제 2 다이는 독립적인 부재일 수도 있으나, 상세하게는, 일 부재로서 경첩에 의해 일측 단부들이 상호 연결되어 있는 구조일 수 있다.
본 발명은 또한, 이러한 경화용 다이를 사용하여 겔 폴리머 전지셀을 제조하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 경화용 다이를 사용하여 겔 폴리머 전지셀을 제조하는 방법은,
(i) 전지케이스의 내부에 전극조립체 및 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 포함하는 가공용 전지셀을 준비하는 과정;
(ii) 상기 가공용 전지셀을 경화용 다이의 만입부에 장착한 후 밀폐시키는 과정;
(iii) 상기 경화용 다이를 조절하여, 전지케이스 내의 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 가교 반응에 의해 겔화시키는 과정;
을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 과정 (iii)의 경화용 다이를 조절하여, 전지케이스 내의 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 가교 반응에 의해 겔화시키는 과정은, 상기 가공용 전지셀이 장착된 경화용 다이를 오븐에 넣고 오븐 내의 온도를 조절하거나, 상기 경화용 다이의 열선에 전류를 인가하여 다이를 가열시켜, 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 겔화시키는 것일 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 경화용 다이가 열선을 포함하지 않는 경우에는, 오븐에 넣고 온도를 조절하여 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 겔화시킬 수 있고, 공정의 간소화 등의 측면에서는 열선을 포함하는 경화용 다이를 사용하여 그 자체로서 겔화시킬 수 있다.
이때, 상기 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물이 가교 반응을 하기 위한 온도는, 섭씨 30도 내지 100도일 수 있다.
상기 가교 반응은, 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물에 포함된 개시제가 라디칼을 형성하여 가교를 개시하여 반응성 단량체 또는 올리고머가 폴리머를 형성하는 것을 의미한다. 이때, 상기 개시제가 라디칼을 형성하여 가교를 시작하는 온도까지 승온해야 하는데, 이때, 상기 개시제의 종류에 따라 그 온도가 상이할 수 있으나, 대부분 상기 범위 내에서 가교를 시작하는 바, 상기 가교 반응을 위한 온도는 상기 범위 내인 것이 에너지 효율 등의 측면에서 바람직하다.
상기 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물은, 상기 언급한 개시제 및 반응성 단량체 또는 올리고머와 함께 리튬염, 및 전해액 용매를 포함할 수 있다.
상기 개시제는, 벤조일 퍼옥사이드(Benzoyl peroxide), 아세틸 퍼옥사이드(Acetyl peroxide), 디라우릴 퍼옥사이드(dilauryl peroxide), 디-tert-부틸 퍼옥사이드(di-tert-butyl peroxide), t-부틸퍼옥시-2-에틸-헥사노에이트(t-butyl peroxy-2-ethyl-hexanoate), 쿠밀 하이드로퍼옥사이드(cumyl hydroperoxide), 과산화수소(hydrogen peroxide) 등의 유기과산화물류나 하이드로과산화물류와 2,2'-아조비스(2-시아노부탄)(2,2'-azobis(2-cyanobutane)), 2,2'-아조비스(메틸부티로니트릴)(2,2'-azobis(methylbutyronitrile)), AIBN(2,2'-azobis(iso-butyronitrile)), AMVN(2,2'-azobisdimethylvaleronitrile) 등의 아조화합물류 등이 있다.
상기 중합 개시제는 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 2 중량부로 포함될 수 있다. 중합 개시제가 0.01 중량부 미만이면 겔화가 잘 이루어지지 않는 문제가 있고, 2 중량부 초과이면 겔화가 너무 빨리 일어나거나 미반응 개시제가 남아 전지 성능에 악영향을 미칠 수 있다.
상기 반응성 단량체 또는 올리고머는, 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(tetraethylene glycol diacrylate), 폴리 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(Poly ethylene glycol diacrylate, 분자량 50~20,000), 폴리 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(Poly ethylene glycol dimethacylate), 1,4-부탄디올 디아크릴레이트(1,4-butanediol diacrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexandiol diacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 트리메틸올 프로판 에톡시레이트 트리아크릴레이트(trimethylolpropane ethoxylate triacrylate), 트리메틸올 프로판 프로폭시레이트 트리아크릴레이트(trimethylolpropane propoxylate triacrylate), 디트리메틸올프로판 테트라아크릴레이트(ditrimethylolpropane tetraacrylate), 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트(pentaerythritol tetraacrylate), 펜타에리트리톨 에톡시레이트 테트라아크릴레이트(pentaerythritol ethoxylate tetraacrylate), 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트(dipentaerythritol pentaacrylate), 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylate), 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르(poly(ethylene glycol) diglycidyl ether), 1,5-헥사디엔 디에폭사이드(1,5-hexadiene diepoxide), 글리세롤 프로폭시레이트 트리글리시딜 에테르(glycerol propoxylate triglycidyl ether), 비닐시클로헥센 디옥사이드(vinylcyclohexene dioxide), 1,2,7,8-디에폭시옥탄(1,2,7,8-diepoxyoctane), 4-비닐시클로헥센 디옥사이드(4-vinylcyclohexene dioxide), 부틸 글리시딜 에테르(butyl glycidyl ether), 디글리시딜 1,2-시클로헥산디카복실레이트(diglycidyl 1,2-cyclohexanedicarboxylate), 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르(ethylene glycol diglycidyl ether), 글리세롤 트리글리시딜 에테르(glycerol triglycidyl ether), 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate) 등이 있으나, 이에 한정하지 않으며, 이들 단량체는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 반응성 단량체 또는 올리고머는 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 0.5 중량부 미만이면 겔 폴리머 전해질이 형성되기 어렵고, 10 중량부 초과이면 조밀한 겔 폴리머 전해질이 형성될 뿐 아니라 전해질 내 전해액 용매의 함유량이 적어 전지의 이온전도도가 감소될 수 있으며, 저항이 증가하여 전지의 성능 저하를 야기할 수 있다.
상기 리튬염은, 상기 전해액 용매에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiC4F9SO3, Li(CF3SO2)3C, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염의 함량은 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물 100 중량부에 대하여 3 내지 40 중량부일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 함량이 3 중량부 미만이면 리튬 이온의 농도가 너무 낮아 전해질로서 기능을 하기가 어려우며, 40 중량부를 초과하면 리튬염의 용해도 문제 및 전해질의 이온전도도 감소 문제가 발생할 수 있다.
상기 전해액 용매는, 환형 카보네이트, 선형 카보네이트, 락톤, 에테르, 에스테르, 설폭사이드, 아세토니트릴, 락탐, 케톤 및 이들의 할로겐 유도체 등이 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 환형 카보네이트는 예를 들어, 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트(PC), 부틸렌 카보네이트(BC), 플루오르에틸렌 카보네이트(FEC) 등이 있고, 상기 선형 카보네이트의 예로는 디에틸 카보네이트(DEC), 디메틸 카보네이트(DMC), 디프로필 카보네이트(DPC), 에틸 메틸 카보네이트(EMC), 및 메틸 프로필 카보네이트(MPC) 등이 있다. 상기 락톤은 예를 들어, 감마부티로락톤(GBL)이 있으며, 상기 에테르의 예로는 디부틸에테르, 테트라히드로푸란, 2-메틸테트라히드로푸란, 1,4-디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 1,2-디에톡시에탄 등이 있다. 상기 에스테르는 예를 들어, 메틸 포메이트, 에틸 포메이트, 프로필 포메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 프로피오네이트, 부틸 프로피오네이트, 메틸 피발레이트 등이 있다. 또한, 상기 설폭사이드로는 디메틸설폭사이드 등이 있고, 상기 락탐으로는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등이 있으며, 상기 케톤으로는 폴리메틸비닐 케톤이 있다. 또한, 이들의 할로겐 유도체도 사용 가능하며, 이상의 예시된 전해액 용매에만 한정하는 것은 아니다. 또한, 이들 전해액 용매는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 전해액 용매의 함량은 겔 폴리머 전해질용 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 98 중량부일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 함량이 0.1 중량부 미만이면 전해질의 이온 전도도가 저하될 수 있으며, 98 중량부를 초과하면 전해질의 기계적 물성이 감소되어 박막 형태로의 제조가 어려울 수 있다.
한편, 더 나아가, 상기 겔 폴리머 전지셀의 제조방법은, (iv) 상기 경화용 다이의 다이 단자들을 충방전 장치에 연결하여, 가공용 전지셀의 활성화 공정을 수행하는 과정;을 더 포함할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 경화용 다이는, 가공용 전지셀의 전극 단자들에 접촉하는 위치에, 도전성 소재로 이루어진 다이 단자들을 각각 포함할 수 있는 바, 이를 충방전 장치에 연결하여 충방전을 행함으로써 전지셀의 활성화 공정의 수행이 가능하다. 이와 같이 하나의 다이로, 겔 폴리머 전해질의 제조 뿐 아니라, 활성화 공정까지 연속적으로 수행할 수 있는 바, 겔 폴리머 전지셀 제조의 공정을 보다 간소화시킬 수 있다.
본 발명에서, 상기 경화용 다이가 열선을 포함할 때, 전류를 인가하여 온도를 조절하는 온도 조절 장치와, 경화용 다이가 다이 단자들을 포함할 때, 전류를 흘려보내는 충방전 장치는, 이미 공지되어 있는 구조들이 모두 가능한 바, 별도로 설명하지 아니한다.
한편, 상기에서 설명한 바와 같이 상기 가공용 전지셀은 일측 부위에 미실링부를 포함하고 있을 수 있다.
이러한 상기 가공용 전지셀의 미실링부는 전극 단자들이 형성되어 있지 않은 전지셀 본체의 측면으로부터 연장되어 있어, 상기 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물의 가교 반응을 위해 상기 경화용 다이에 장착될 때, 만입부의 외측에 놓여짐으로써 제 1 다이와 제 2 다이에 의해 밀봉 상태를 유지할 수 있는 바, 상기 조성물이 주로 분포하는 전극조립체가 내장되는 전지케이스의 수납부로부터 미실링부로 흘러나오는 것을 방지할 수 있어, 이후 리실링시 실링 강도가 약해지는 문제가 없다.
상기 전지셀의 구성으로서, 전지케이스 내부에 포함되는 상기 전극조립체는 충방전이 가능할 수 있도록 양극과 음극으로 구성되어 있으며, 예를 들어, 양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 적층된 구조로서 폴딩형(젤리-롤) 방식, 스택형 방식 또는 스택/폴딩형 방식으로 이루어질 수 있다.
상기 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라서는 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1 - xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2 - xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; LiNixMn2 - xO4로 표현되는 스피넬 구조의 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 음극은 음극 집전체 상에 상기 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ~ 500㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
상기 음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1 - xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 바인더와 도전재 및 필요에 따라 첨가되는 충진제는 양극에서의 설명과 동일하다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
본 발명은, 상기 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전지셀을 제공하고, 이를 단위전지로 하나 이상 포함하는 전지팩, 더 나아가, 상기 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다.
상기 디바이스는, 한정되지 아니하나, 구체적인 예로는 모바일 전자기기, 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기 스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart); 전력저장용 시스템 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 경화용 다이의 모식도이다;
도 2는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 경화용 다이의 모식도이다;
도 3은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 경화용 다이의 모식도이다;
도 4는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 경화용 다이의 모식도이다;
도 5는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 경화용 다이의 모식도이다;
도 6은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 경화용 다이의 모식도이다;
도 7은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 경화용 다이의 모식도이다;
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 경화용 다이를 사용하여 가교 반응을 진행하는 제조 공정의 한 과정을 나타내는 모식도이다;
도 9는 도 8에서 가공용 전지셀이 경화용 다이에 장착된 상태로 제 1 다이와 제 2 다이의 결합상태를 도시한 모식도이다;
도 10은 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 경화용 다이를 사용하여 가교 반응 및 활성화 공정을 진행하는 제조 공정의 한 과정을 나타내는 모식도이다;
도 11은 도 10에서 가공용 전지셀이 경화용 다이에 장착된 상태를 나타내는 모식도이다;
도 12는 도 11에서 제 1 다이와 제 2 다이의 결합상태를 도시한 모식도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명의 범주가 그것으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도 1 내지 도 7에는 본 발명의 실시예에 따른 경화용 다이들(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700)이 모식적으로 도시되어 있다.
먼저, 도 1 내지 도 7을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 경화용 다이들(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700)은, 전지케이스의 내부에 전극조립체 및 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 포함하는 가공용 전지셀이 장착되는 만입부들(111, 211, 311, 411, 511, 611, 711)가 형성되어 있는 제 1 다이들(110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910) 및 상기 만입부들(111, 211, 311, 411, 511, 611, 711)에 장착된 가공용 전지셀을 밀폐하기 위해 제 1 다이들(110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910)에 결합되는 제 2 다이들(120, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, 920)를 포함하는 구조로 이루어져 있고, 상기 제 1 다이들(110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910)과 제 2 다이들(120, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, 920)은 경첩들(130, 230, 330, 430, 530, 630, 730, 830, 930)에 의해 일측 단부들이 상호 연결되어 있다. 또한, 본 발명에 따른 경화용 다이들(100, 200, 300, 400, 500, 600, 700)은 , 그 내부에 장착되는 가공용 전지셀 내의 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물의 가교 반응을 위해, 조성물에 개시제가 반응을 시작할 수 있는 정도의 온도까지 도달할 수 있도록 열을 전달할 수 있도록 열전도성 소재로 이루어진 부분들을 포함한다. 이때, 도면들에서 열전도성 소재의 부분은 유색으로 표시하고, 아닌 부분은 흰색(또는 반투명 흰색)으로 표시하였다.
이하에서는 각각의 도면들에 대해 차이를 설명한다.
도 1을 참조하면, 경화용 다이(100)은 가공용 전지셀이 장착되는 만입부(111)가 형성되어 있는 제 1 다이(110) 및 제 1 다이(110)와 경첩(130)에 의해 연결된 만입부가 없는 평평한 구조의 제 2 다이(120)를 포함하고, 이들에서, 가공용 전지셀의 전극 단자와 맞닿는 부분의 주변부, 즉, 가공용 전지셀의 전극 단자가 돌출하는 방향으로, 만입부의 양측 단부를 기준으로 한 외면 전부(115, 125)는 플라스틱 등의 내열성 물질로, 그 외의 부분은 전체적으로 열전도성 소재로 이루어져 있다.
도 2를 참조하면, 도 1과 동일하게, 경화용 다이(200)은 전지셀이 장착되는 만입부(211)가 형성되어 있는 제 1 다이(210) 및 제 1 다이(210)와 경첩(230)에 의해 연결된 만입부가 없는 평평한 구조의 제 2 다이(220)를 포함하고 있다. 다만, 이들에서, 가공용 전지셀의 전극 단자와 맞닿는 부분의 주변부, 즉, 가공용 전지셀의 전극 단자가 돌출하는 방향으로, 만입부의 양측 단부를 기준으로 한 외면 일부(215, 225)가 플라스틱 등의 내열성 물질로, 그 외의 부분은 전체적으로 열전도성 소재로 이루어져 있다.
한편, 도 2의 경화용 다이(200)은, 더 나아가, 그 자체로서 가열이 가능하도록 상기 제 1 다이(210) 및 제 2 다이(211)는, 각각 열선들(212, 222)를 그 내부에 포함하고 있다. 이때, 열선들(212, 222)은, 제 1 다이(210)의 열선(212)처럼 가공용 전지셀이 장착되는 부분인 만입부(211) 근처에서 더 촘촘하게 형성되는 등 효율성 측면에서 적절히 분포할 수 있고, 제 2 다이(220)의 열선(222)와 같이 일정하게 분포할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 도 1 내지 도 2와 동일하게, 경화용 다이(300)은 전지셀이 장착되는 만입부(311)가 형성되어 있는 제 1 다이(310) 및 제 1 다이(310)와 경첩(330)에 의해 연결된 만입부가 없는 평평한 구조의 제 2 다이(320)를 포함하는 구조로 이루어져 있으나, 제 1 다이(310)의 만입부(311)의 전부와, 이에 대면하는 제 2 다이(320)의 일부(321)만이 대응하는 면적으로 열전도성 소재로 이루어져 있고, 경화용 다이(300)의 자체적인 가열이 가능하도록, 제 1 다이(310) 및 제 2 다이(320)는, 열전도성 소재로 이루어진 만입부(311) 및 그에 대면하는 부위(321)에서 열선들(312, 322)을 각각 포함한다.
이는, 실질적으로 제 1 다이(310) 및 제 2 다이(320)가 열선들(312, 322)을 포함하는 경우. 가공용 전지셀이 장착되는 부위만 열전달이 효율적으로 이루어지면 되므로, 제조 비용적 측면 등을 고려하면, 도 3에서와 같이 만입부(311) 및 그에 대면하는 부위(321)만을 열전도성 소재로 하고, 그에 대응하는 부분에만 열선들(312, 322)을 분포시킬 수 있다. 물론, 열선의 분포는 전체적으로 형성될 수도 있고, 그 위치 또한 다양할 수 있으며 도면에 한정되지는 아니한다.
도 4를 참조하면, 도 1 내지 도 3과 동일하게, 경화용 다이(400)은 전지셀이 장착되는 만입부(411)가 형성되어 있는 제 1 다이(410) 및 제 1 다이(410)와 경첩(430)에 의해 연결된 만입부가 없는 평평한 구조의 제 2 다이(420)를 포함하는 구조로 이루어져 있으나, 제 1 다이(410)의 만입부(411)에서 그 일부(411(a))와, 만입부(411)에 대면하는 제 2 다이(420)의 일부(421)만이 대응하는 면적으로 열전도성 소재로 이루어져 있다(즉, 제 1 다이(410)의 만입부(411)는 열전도성 소재로 이루어진 부분(411(a))와 열전도성 소재로 이루어지지 않은 부분(411(b))를 포함하는 구조로 이루어져 있다). 이때, 도 4에서는 상기 열전도성 소재로 이루어진 부분(411(a))와 열전도성 소재로 이루어지지 않은 부분(411(b))을 스트립 형상으로 교번 배열된 구조를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 그 부위의 형상들은 원형, 대각선, 격자 등으로 다양하게 나타날 수 있다.
또한, 도 3에서와 동일하게, 경화용 다이(400)는 만입부(411) 및 그에 대면하는 부위(421)에만 열전도성 소재를 포함하고 있는 바, 경화용 다이(400)의 제 1 다이(410) 및 제 2 다이(420) 역시, 열전도성 소재로 이루어진 만입부(411) 및 그에 대면하는 부위(421)에서 열선들(412, 422)을 각각 포함하고 있다.
도 5 및 도 6을 함께 참조하면, 도 2와 동일하게, 경화용 다이들(500, 600)은 각각, 전지셀이 장착되는 만입부들(511, 611)가 형성되어 있는 제 1 다이들(510, 610) 및 제 1 다이들(510, 610)와 경첩들(530, 630)에 의해 연결된 만입부가 없는 평평한 구조의 제 2 다이들(520, 620)를 포함하고, 이들에서, 가공용 전지셀의 전극 단자와 맞닿는 부분의 주변부, 즉, 가공용 전지셀의 전극 단자가 돌출하는 방향으로, 만입부의 양측 단부를 기준으로 한 외면 일부(515, 525, 615, 625)는 플라스틱 등의 내열성 물질로, 그 외의 부분은 전체적으로 열전도성 소재로 이루어져 있으며, 그 자체로서 가열이 가능하도록 제 1 다이들(510, 610) 및 제 2 다이들(511, 611) 내부에 각각 열선들(512, 522, 612, 622)를 포함하고 있다.
한편, 이들 경화용 다이(500, 600)은, 더 나아가, 겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 가교 반응 이후에 연속적으로 활성화 공정을 수행하여 공정을 간소화할 수 있도록, 가공용 전지셀의 전극 단자들에 접촉하는 도전성 소재의 다이 단자들(513, 514, 523, 524, 613, 614, 623, 624)을 포함하고 있다.
이때, 다이 단자들(513, 514, 523, 524, 613, 614, 623, 624)은 상기 제 1 다이들(510, 610) 및 제 2 다이들(520, 620)은 장착되는 가공용 전지셀의 전극 단자들에 접촉하는 위치에 형성된다.
따라서, 상기 다이 단자들(513, 514, 523, 524, 613, 614, 623, 624)은 가공용 전지셀의 전극 단자들과 접촉하여 충방전을 수행할 수 있도록, 가공용 전지셀의 양극 단자와 접촉하는 (+) 다이 단자들(513, 523, 613, 623), 및 가공용 전지셀의 음극 단자와 접촉하는 (-) 다이 단자들(514, 524, 614, 624)을 각각 포함한다.
이러한 이유로, 다이 단자들의 위치에 있어서, 도 5 및 도 6과 같은 경화용 다이(500, 600)의 구조들이 가능하다. 구체적으로, 상기 (+) 다이 단자들(513, 523, 613, 623)과, (-) 다이 단자들(514, 524, 614, 624)의 형성 위치는 장착되는 가공용 전지셀의 전극 단자에 위치관계에 따른다.
먼저, 도 5를 참조하면, 전지셀의 전극 단자들이 전지셀의 일측 단부와 타측 단부에서 다른 방향으로 돌출된 형태의 양방향 전지셀에 적용하기 위해, 경화용 다이(500)는, 제 1 다이(510)에서, (+) 다이 단자(513)과 (-) 다이 단자(514)가 만입부(511)의 일측 단부 외면과 상기 일측 단부 외면에 대향하는 타측 단부 외면에 각각 형성되어 있고, 제 2 다이(520)에서, 제 1 다이(510)과 결합되었을 때 동일한 극성끼리 접촉하도록 대응되는 위치에 (+) 다이 단자(523)과 (-) 다이 단자(524)가 각각 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.
반면, 도 6을 참조하면, 전지셀의 전극 단자들이 같은 방향에서 돌출된 형태의 단방향 전지셀에 적용하기 위해, 경화용 다이(600)은, 제 1 다이(610)에서, (+) 다이 단자(613)과 (-) 다이 단자(614)가 모두 만입부의 일측 단부 외면에 독립적으로 형성되어 있고, 제 2 다이(620)에서, 제 1 다이(610)과 결합되었을 때 동일한 극성끼리 접촉하도록 대응되는 위치에 (+) 다이 단자(623)과 (-) 다이 단자(624)가 각각 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.
마지막으로, 도 7을 참조하면, 도 6과 동일하게, 경화용 다이(700)은, 전지셀이 장착되는 만입부(711)이 형성되어 있는 제 1 다이(710) 및 제 1 다이(710)와 경첩(730)에 의해 연결된 제 2 다이(720)를 포함하고, 이들에서, 가공용 전지셀의 전극 단자와 맞닿는 부분의 주변부, 즉, 가공용 전지셀의 전극 단자가 돌출하는 방향으로, 만입부의 양측 단부를 기준으로 한 외면 일부(715, 725)는 플라스틱 등의 내열성 물질로, 그 외의 부분은 전체적으로 열전도성 소재로 이루어져 있으며, 그 자체로서 가열이 가능하도록 제 1 다이(710) 및 제 2 다이(711) 내부에 각각 열선들(712, 722)를 포함하고 있다. 또한, 겔 폴리머 전해질 가교 반응 후에 활성화 공정이 가능하도록, 제 1 다이(710)에는, (+) 다이 단자(713)과 (-) 다이 단자(714)가 모두 만입부의 일측 단부 외면에 독립적으로 형성되어 있고, 제 2 다이(720)에도 제 1 다이(710)과 결합되었을 때 동일한 극성끼리 접촉하도록 대응되는 위치에 (+) 다이 단자(723)과 (-) 다이 단자(724)가 각각 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.
다만, 도 6과 달리, 경화용 다이(700)의 제 2 다이(720)는, 제 1 다이와 동일하게 제 1 다이의 만입부에 대응하는 위치에 추가적인 만입부가 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.
상기 도 1 내지 도 7에는 본 발명의 실시예에 따른 경화용 다이들의 예시를 모식적으로 도시하였으나, 이러한 구조에 한정되는 것은 아니고, 유사한 범위에서 다양한 변형예가 가능하다.
도 8 내지 도 12에는 본 발명의 실시예에 따른 경화용 다이들(100, 500, 600)을 사용하여 겔 폴리머 전지셀을 제조하는 방법이 모식적으로 도시되어 있다.
먼저, 도 8 및 도 9에는 본 발명의 경화용 다이(100)을 사용한 방법이 모식적으로 도시되어 있다.
도 8 및 도 9를 함께 참조하면, 전지케이스의 내부에 전극조립체 및 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 포함하고 전극 단자들(141, 142)이 전지셀의 일측 단부와 타측 단부에서 다른 방향으로 돌출된 가공용 전지셀(140)을 준비하고, 제 1 다이(110)의 만입부(111)에 가공용 전지셀(140)을 장착한 후, 경첩(130)에 의해 제 1 다이(110)에 연결된 제 2 다이(120)를 뒤집어 닫아 제 1 다이(110)에 결합시키면 도 9와 같이 가공용 전지셀(140)이 밀폐된다. 이러한 경화용 다이(100)은 내부에 열선을 포함하고 있지 않아 자체적인 가열이 불가하므로, 이와 같이 가공용 전지셀(140)이 밀폐된 경화용 다이(100)을 오븐에 넣고 오븐 내의 온도를 조절하여 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 가교 반응에 의해 겔화시킴으로써 전지셀을 제조할 수 있다.
반면에, 도 10 내지 도 12에는, 경화용 다이의 자체적인 가열이 가능하도록 하는 열선, 및 겔 폴리머 전해질 제조 이후 활성화 공정까지 연속적으로 가능하도록 하는 다이 단자들을 포함하는 경화용 다이(500)을 사용한 겔 폴리머 전지셀의 제조 방법이 모식적으로 도시되어 있다.
먼저, 도 10 내지 도 12를 함께 참조하면, 도 8에서 설명한 바와 동일하게, 먼저 전극 단자들 전극 단자들(541, 542)이 전지셀의 일측 단부와 타측 단부에서 다른 방향으로 돌출된 가공용 전지셀(540)을 준비하고, 제 1 다이(510)의 만입부(511)에 가공용 전지셀(540)의 양극 단자(541)이 제 1 다이(510)의 (+) 다이 단자(513)에 접촉하고 가공용 전지셀(540)의 음극 단자(542)가 제 1 다이(510)의 (-) 다이 단자(514)에 접촉하도록 장착한다. 이때, 가공용 전지셀(540)에서 전극 단자들이 형성되어 있지 않은 전지셀 본체의 측면으로부터 연장되어 있는 미실링부(543)은, 만입부(511)의 외측 방향으로 놓여진다.
이후, 경첩(530)에 의해 제 1 다이(510)에 연결된 제 2 다이(520)를, 제 2 다이의 (+) 다이 단자(523)가 가공용 전지셀(540)의 양극 단자(541)에 접촉하고 제 2 다이의 (-) 다이 단자(524)가 가공용 전지셀(540)의 음극 단자(542)에 접촉하도록 뒤집어 닫아, 제 1 다이(510)에 결합시키면 도 12와 같이 가공용 전지셀(540)이 밀폐된다.
이와 같이, 가공용 전지셀(540)의 미실링부(543)가 제 1 다이(510)의 만입부(511) 외측에 놓여지도록 한 후, 제 1 다이(510)와 제 2 다이(520)를 결합시키면 미실링부(543)은 제 1 다이(510)와 제 2 다이(520) 의해 밀봉 상태를 유지할 수 있는 바, 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물이 전극조립체가 내장되는 전지케이스의 수납부로부터 미실링부로 흘러나오는 것을 방지할 수 있어, 이후 리실링시 실링 강도가 약해지는 문제가 없다.
다음으로, 가공용 전지셀(540)이 밀페된 경화용 다이(500)의 제 1 다이 및 제 2 다이의 열선들(512, 522)에 전류를 흘려주는 온도 조절 장치를 연결하여 섭씨 30도 내지 100도로 가열시킴으로써 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 겔화시키고, 겔 폴리머 전해질이 형성되면, 상기 제 1 다이(510) 및 제 2 다이(520)의 다이 단자들(513, 514, 523, 524)에 충방전 장치를 연결하여 활성화 공정을 수행한다.
이와 같이 본 발명의 따른 경화용 다이를 사용하는 경우, 고정된 틀에서 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물의 가교 반응이 일어나므로 외관이 균일한 겔 폴리머 전지셀을 제조할 수 있도록 가능할 뿐만 아니라, 활성화 공정까지 연속적으로 수행할 수 있어 공정의 간소화가 가능한 효과가 있다.
상기 도 10 내지 도 12에는 열선과 온도 조절 장치의 구체적인 연결이나, 다이 단자들과 외부 충방전 장치의 구체적인 연결에 대해서 도시하지 않았으나, 이는 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 공지된 기술로부터 용이하게 알 수 있는 구성에 해당하는 바, 그 구체적인 도시는 생략한다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 경화용 다이는, 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 포함하는 가공용 전지셀을 그 내부에 장착할 수 있는 구조를 가져, 가교 반응시 상기 조성물의 전지케이스 내의 분포를 균일하게 하는 바 외관이 균일한 겔 폴리머 전지셀을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 전지케이스의 미실링된 부분으로 상기 조성물이 흘러나오지 않기 때문에 미실링 부분에서 전해액이 경화되지 않아, 추후 리실링(resealing)시 실링 강도가 약해지는 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 경화용 다이는, 경화용 다이 자체에 열선을 포함하여, 자체적인 가열이 가능하게 함으로써, 별도로 오븐에 보관하는 과정의 필요 없이 보다 간단히 상기 조성물을 겔화시킬 수 있는 효과가 있다.
더 나아가, 본 발명에 따른 경화용 다이는, 경화용 다이 자체에 가공용 전지셀의 전극 단자들에 접촉되는 다이 단자들을 포함하여 충방전이 가능하게 함으로써 활성화 공정도 함께 진행할 수 있는 바, 공정을 간소화할 수 있는 효과도 있다.

Claims (23)

  1. 겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화(curing)용 다이로서,
    전지케이스의 내부에 전극조립체 및 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 포함하는 가공용 전지셀이 장착되는 만입부가 형성되어 있는 제 1 다이; 및
    상기 만입부에 장착된 가공용 전지셀을 밀폐하기 위해 제 1 다이에 결합되는 제 2 다이;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 다이 및 제 2 다이 중 적어도 하나는 그 일부 또는 전부가 열전도성 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 다이의 만입부는 그 일부 또는 전부가 열전도성 소재로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 다이 중에서 제 1 다이의 만입부에 대면하는 부분의 일부 또는 전부는 열전도성 소재로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 다이 및 제 2 다이 중의 적어도 하나는 온도 조절 장치와 연결되어 있는 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 다이 및 제 2 다이는, 가공용 전지셀의 전극 단자들에 접촉하는 위치에, 도전성 소재로 이루어진 다이 단자들을 각각 포함하고, 상기 다이 단자들은 외부의 충방전 장치와 연결되는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 다이에 형성되어 있는 다이 단자들과 상기 제 2 다이에 형성되어 있는 다이 단자들은, 제 1 다이와 제 2 다이가 결합되었을 때 동일한 극성끼리 접촉하도록 대응되는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 다이 단자들은, 가공용 전지셀의 양극 단자와 접촉하는 (+) 다이 단자, 및 가공용 전지셀의 음극 단자와 접촉하는 (-) 다이 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  9. 제 8 항에 있어서, 제 1 다이에서, (+) 다이 단자와 (-) 다이 단자는 만입부의 일측 단부 외면에 독립적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  10. 제 8 항에 있어서, 제 1 다이에서, (+) 다이 단자와 (-) 다이 단자는 만입부의 일측 단부 외면과 상기 일측 단부 외면에 대향하는 타측 단부 외면에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 다이에도 제 1 다이의 만입부에 대응하는 위치에 추가적인 만입부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 다이는 만입부 없이 평평한 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 다이와 제 2 다이는 경첩에 의해 일측 단부들이 상호 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 경화용 다이.
  14. 제 1 항에 따른 경화용 다이를 사용하여 겔 폴리머 전지셀을 제조하는 방법으로서,
    (i) 전지케이스의 내부에 전극조립체 및 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 포함하는 가공용 전지셀을 준비하는 과정;
    (ii) 상기 가공용 전지셀을 경화용 다이의 만입부에 장착한 후 밀폐시키는 과정;
    (iii) 상기 경화용 다이를 조절하여, 전지케이스 내의 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 가교 반응에 의해 겔화시키는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전지셀 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 과정(iii)에서, 상기 가공용 전지셀이 장착된 경화용 다이를 오븐에 넣고 오븐 내의 온도를 조절하거나, 상기 경화용 다이의 열선에 전류를 인가하여 다이를 가열시켜, 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물을 겔화시키는 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전지셀 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 가교 반응을 위한 온도는 섭씨 30 내지 100도인 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전지셀 제조방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    (iv) 상기 경화용 다이의 다이 단자들을 충방전 장치에 연결하여, 가공용 전지셀의 활성화 공정을 수행하는 과정;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전지셀 제조방법.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 과정(i)에서의 가공용 전지셀은 일측 부위에 미실링부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전지셀 제조방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 가공용 전지셀의 미실링부는 전극 단자들이 형성되어 있지 않은 전지셀 본체의 측면으로부터 연장되어 있고, 만입부의 외측에서 제 1 다이와 제 2 다이에 의해 밀봉 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전지셀 제조방법.
  20. 제 14 항에 있어서, 상기 겔 폴리머 전해질 형성용 조성물은, 전해액 용매, 리튬염, 반응성 단량체 또는 올리고머, 및 개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전지셀 제조방법.
  21. 제 14 항에 따른 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 겔 폴리머 전지셀.
  22. 제 21 항에 따른 겔 폴리머 전지셀을 단위전지로 하나 이상 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  23. 제 22 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
PCT/KR2016/012838 2015-11-12 2016-11-09 겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화용 다이 및 이를 사용한 겔 폴리머 전지셀의 제조방법 WO2017082618A1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018506582A JP6727621B2 (ja) 2015-11-12 2016-11-09 ゲルポリマー電解質の製造のための硬化用ダイおよびこれを用いたゲルポリマー電池セルの製造方法
US15/754,174 US11063294B2 (en) 2015-11-12 2016-11-09 Curing die for manufacturing gel polymer electrolyte, and method for manufacturing gel polymer battery cell by using same
EP16864544.8A EP3327852B1 (en) 2015-11-12 2016-11-09 Curing die for manufacturing gel polymer electrolyte, and method for manufacturing gel polymer battery cell by using same
PL16864544T PL3327852T3 (pl) 2015-11-12 2016-11-09 Matryca do utwardzania do wytwarzania żelowego elektrolitu polimerowego oraz sposób wytwarzania żelowo-polimerowego ogniwa akumulatorowego z jej użyciem
CN201680051013.9A CN108140884B (zh) 2015-11-12 2016-11-09 用于制造凝胶聚合物电解质的固化模具及通过使用其制造凝胶聚合物电池单体的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150158554A KR102013914B1 (ko) 2015-11-12 2015-11-12 겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화용 다이 및 이를 사용한 겔 폴리머 전지셀의 제조방법
KR10-2015-0158554 2015-11-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017082618A1 true WO2017082618A1 (ko) 2017-05-18

Family

ID=58695764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/012838 WO2017082618A1 (ko) 2015-11-12 2016-11-09 겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화용 다이 및 이를 사용한 겔 폴리머 전지셀의 제조방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11063294B2 (ko)
EP (1) EP3327852B1 (ko)
JP (1) JP6727621B2 (ko)
KR (1) KR102013914B1 (ko)
CN (1) CN108140884B (ko)
PL (1) PL3327852T3 (ko)
WO (1) WO2017082618A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102304737B1 (ko) * 2018-05-31 2021-09-24 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차 전지 제조방법
KR20220161080A (ko) * 2021-05-28 2022-12-06 주식회사 엘지에너지솔루션 겔 폴리머 전해질 이차전지의 제조방법 및 이에 의해 제조된 겔 폴리머 전해질 이차전지
WO2023075574A1 (ko) * 2021-11-01 2023-05-04 주식회사 엘지에너지솔루션 겔 폴리머 전해질 이차전지의 제조방법 및 이에 의해 제조된 겔 폴리머 전해질 이차전지

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1186834A (ja) * 1997-09-05 1999-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池用極板群体の製造方法及びその装置
KR20030066380A (ko) * 2002-01-31 2003-08-09 산요 덴키 가부시키가이샤 팩 전지 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된 팩 전지
KR20080087340A (ko) * 2007-03-26 2008-10-01 삼성에스디아이 주식회사 폴리머 전해질 전지 및 그 형성 방법
KR20100094174A (ko) * 2009-02-18 2010-08-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 이차 전지
KR101016870B1 (ko) * 2009-09-18 2011-02-22 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 팩킹 방법 및 그에 이용되는 금형 장치

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6146578A (en) * 1997-10-09 2000-11-14 Lear Corporation Method for molding headliners
US20010051125A1 (en) 1998-06-05 2001-12-13 Kazuhiro Watanabe Nonaqueous secondary battery, constituent elements of battery, and materials thereof
JP2000294290A (ja) * 1999-04-12 2000-10-20 Mitsubishi Chemicals Corp 二次電池の製造方法
CA2314310C (en) * 1999-07-23 2005-08-30 Nec Corporation Method for producing film packed battery
JP2001110451A (ja) * 1999-10-05 2001-04-20 At Battery:Kk 薄型電池およびその製造方法
JP2001266941A (ja) 2000-03-17 2001-09-28 Sony Corp ゲル電解質電池の製造方法
US6755873B2 (en) 2000-01-27 2004-06-29 Sony Corporation Gel electrolyte battery
KR100327492B1 (ko) 2000-03-24 2002-03-13 김순택 겔형 고분자 전해질을 채용하는 리튬 2차 전지의 제조방법
KR100409017B1 (ko) 2000-06-23 2003-12-06 주식회사 엘지화학 다성분계 복합 분리막 및 그의 제조방법
KR20030044611A (ko) 2001-11-30 2003-06-09 주식회사 이스퀘어텍 겔상 전해질 및 이를 이용한 전지
JP4687052B2 (ja) * 2004-09-29 2011-05-25 トヨタ自動車株式会社 シート材型電池の製造方法及びシート材型電池
KR20060042326A (ko) 2004-11-09 2006-05-12 브이케이 주식회사 계면 가교 방식의 겔 고분자 전지 제조 방법 및 이를채용한 리튬 2차 전지
KR101089135B1 (ko) 2008-12-19 2011-12-02 주식회사 엘지화학 고출력 리튬 이차 전지
CN102368564B (zh) 2011-10-16 2013-05-29 上海交通大学 一种凝胶型聚合物电解质及其制备方法
US10399253B2 (en) * 2013-08-29 2019-09-03 Dow Global Technologies Llc Method for producing non-metal self-heatable molds
JP2015123459A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 不二ライトメタル株式会社 押出加工装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1186834A (ja) * 1997-09-05 1999-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池用極板群体の製造方法及びその装置
KR20030066380A (ko) * 2002-01-31 2003-08-09 산요 덴키 가부시키가이샤 팩 전지 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된 팩 전지
KR20080087340A (ko) * 2007-03-26 2008-10-01 삼성에스디아이 주식회사 폴리머 전해질 전지 및 그 형성 방법
KR20100094174A (ko) * 2009-02-18 2010-08-26 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 이차 전지
KR101016870B1 (ko) * 2009-09-18 2011-02-22 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 팩킹 방법 및 그에 이용되는 금형 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102013914B1 (ko) 2019-08-23
CN108140884B (zh) 2021-07-20
PL3327852T3 (pl) 2020-02-28
KR20170055644A (ko) 2017-05-22
JP2018527706A (ja) 2018-09-20
CN108140884A (zh) 2018-06-08
JP6727621B2 (ja) 2020-07-22
EP3327852A4 (en) 2018-05-30
US11063294B2 (en) 2021-07-13
US20180254522A1 (en) 2018-09-06
EP3327852A1 (en) 2018-05-30
EP3327852B1 (en) 2019-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016048002A1 (ko) 둘 이상의 케이스 부재들을 포함하는 각형 전지셀
WO2014010936A1 (ko) 전해액 첨가제를 포함하는 이차전지
WO2018012694A1 (ko) 리튬 금속이 양극에 형성된 리튬 이차전지와 이의 제조방법
WO2017039385A1 (ko) 점착력이 상이한 점착 코팅부들을 포함하는 분리막 및 이를 포함하는 전극조립체
WO2019013500A2 (ko) 리튬 이차전지 및 이의 제조 방법
KR102019312B1 (ko) 겔 폴리머 전해질용 조성물 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
WO2017105098A1 (ko) 가압과 열 인가 면적이 증대된 전지케이스의 밀봉 장치
WO2019212314A1 (ko) 고분자계 고체 전해질을 포함하는 전고체 전지의 제조 방법 및 그 방법으로 제조된 전고체 전지
WO2016052867A1 (ko) 가압부를 포함하는 원통형 전지 및 이의 제조 방법
WO2020080805A1 (ko) 전고체 전지 제조 방법
WO2015102221A1 (ko) 계단 구조의 하이브리드 전극조립체
WO2020226472A1 (ko) 전고체 전지용 전해질막 및 이를 포함하는 전고체 전지
WO2019212315A1 (ko) 고분자계 고체 전해질을 포함하는 전극의 제조 방법 및 그 방법으로 제조된 전극
WO2014200176A1 (ko) 실링부가 경화성 물질로 절연되어 있는 파우치형 전지셀의 제조방법
WO2020067792A1 (ko) 고분자계 고체 전해질을 포함하는 전극의 제조 방법 및 그 방법으로 제조된 전극
WO2020071814A1 (ko) 실리콘계 화합물을 포함하는 다층 구조 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
WO2020153790A1 (ko) 이차전지용 음극의 제조방법
WO2015016568A1 (ko) 안전성이 강화된 리튬 이차전지
WO2020214009A1 (ko) 고체 전해질 복합체 및 이를 포함하는 전고체 전지용 전극
WO2017217646A1 (ko) 수명 특성이 향상된 전지시스템 및 전지시스템의 가동 방법
WO2018174565A1 (ko) 전고체 전지용 전극 및 이를 제조하는 방법
WO2017082618A1 (ko) 겔 폴리머 전해질의 제조를 위한 경화용 다이 및 이를 사용한 겔 폴리머 전지셀의 제조방법
WO2019212313A1 (ko) 고분자계 고체 전해질을 포함하는 전극의 제조 방법 및 그 방법으로 제조된 전극
WO2017061807A1 (ko) 전극조립체를 구성하는 분리막의 기공 내에 겔화 전해액 성분을 포함하고 있는 전지셀
JP2004095382A (ja) リチウムイオン二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16864544

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018506582

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016864544

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15754174

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE