WO2019124704A1

WO2019124704A1 - 전해액 제거장치, 그를 포함하는 이차전지 제조장치 및 제조방법, 이차전지

Info

Publication number: WO2019124704A1
Application number: PCT/KR2018/012302
Authority: WO
Inventors: 김석진; 구상현; 구자훈
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2019-06-27
Also published as: US11522258B2; EP3611782A4; EP3611782A1; CN110603665B; US20210036302A1; CN110603665A; KR102270868B1; EP3611782B1; KR20190072962A

Abstract

본 발명은 전해액 제거장치에 관한 것으로서, 전극조립체가 수용된 수용부, 가스포켓부 및 상기 수용부와 상기 가스포켓부를 연결하는 연결부를 구비한 파우치가 안착되는 지그조립체; 및 상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 전해액 제거조립체를 포함한다.

Description

전해액 제거장치, 그를 포함하는 이차전지 제조장치 및 제조방법, 이차전지

관련출원과의 상호인용

본 출원은 2017년 12월 18일자 한국특허출원 제10-2017-0174152호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.

기술분야

본 발명은 전해액 제거장치, 그를 포함하는 이차전지 제조장치 및 제조방법, 이차전지에 관한 것으로서, 특히 파우치의 전극조립체 수용부와 가스 포켓부 사이를 연결하는 연결부에 남아 있는 전해액을 제거하여 상기 연결부의 실링력을 높인 전해액 제거장치, 그를 포함하는 이차전지 제조장치 및 제조방법, 이차전지에 관한 것이다.

일반적으로, 이차전지는 충전이 불가능한 일차 전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 의미하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다.

이러한 이차전지는 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 파우치를 포함하며, 상기 전극조립체는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되는 구조를 가진다. 그리고 상기 파우치는 전극조립체를 수용하는 수용부, 상기 수용부에서 발생한 가스를 포집하는 가스포집부, 및 상기 수용부와 상기 가스포집부를 연결하는 연결부를 포함한다.

이와 같은 구성을 가진 이차전지의 제조방법을 설명하면, 전극조립체를 준비하는 단계, 준비된 전극조립체와 전해액을 상기 파우치의 수용부에 수용하고 실링하여 이차전지를 제조하는 단계, 상기 이차전지를 충방전하여 활성화시키는 단계, 상기 활성화 단계에서 상기 수용부에 발생한 가스를 상기 가스포켓부를 통해 외부로 배출시키는 단계, 및 상기 연결부를 실링하여 이차전지를 완성하는 단계를 포함한다.

그러나 상기한 이차전지는 수용부에 발생한 가스가 상기 가스포켓부로 이동하면서 가스에 포함된 전해액 중 일부가 상기 연결부에 남게 되고, 상기 연결부에 남아 있는 전해액에 의해 상기 연결부의 실링력이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 파우치의 연결부에 남아 있는 전해액을 제거하여 상기 연결부의 실링력을 높인 전해액 제거장치, 그를 포함하는 이차전지 제조장치 및 제조방법, 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치는 전극조립체가 수용된 수용부, 가스포켓부 및 상기 수용부와 상기 가스포켓부를 연결하는 연결부를 구비한 파우치가 안착되는 지그조립체; 및 상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 전해액 제거조립체를 포함하며, 상기 전해액 제거조립체는, 상기 연결부를 가압한 상태로 상기 가스포켓부로 이동하면서 상기 연결부가 접히지 않게 펴주는 가이드부재, 상기 가이드부재에 의해 펴진 상기 연결부를 가압한 상태로 상기 가스포켓부로 이동하면서 상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 전해액 제거부재, 및 상기 가이드부재와 상기 전해액 제거부재를 상기 연결부에서 상기 가스포켓부로 이동시키는 이동부재를 포함할 수 있다.

상기 이동부재는, 고정본체와, 상기 고정본체에 결합되고 상기 가이드부재와 상기 전해액 제거부재를 상기 연결부에서 상기 가스포켓부로 이동시키는 이동 실린더를 포함할 수 있다.

상기 가이드부재는, 상기 이동 실린더에 의해 상기 연결부에서 상기 가스포켓부로 이동하는 제1 실린더, 및 상기 제1 실린더에 의해 하강하면서 상기 연결부를 가압하고 상기 제1 실린더와 연동하여 상기 연결부에서 상기 가스포켓부로 이동하면서 상기 연결부가 접히지 않게 펴주는 가이드부를 포함할 수 있다.

상기 가이드부는 상기 제1 실린더에 의해 하강하는 상부 가이드판, 상기 연결부에 면접촉되면서 상기 연결부가 접히지 않게 펴주는 하부 가이드판, 및 상기 하부 가이드판과 상기 상부 가이드판에 결합하는 결합부를 포함할 수 있다.

상기 하부 가이드판의 상부는 상기 상부 가이드판의 하부에 겹쳐지면서 밀착될 수 있다.

상기 상부 가이드판에 겹쳐진 상기 하부 가이드판에는 상기 연결부 방향으로 장홀이 형성되고, 상기 장홀을 관통하여 상기 상부 가이드판에 결합되면서 상기 상부 가이드판과 상기 하부 가이드판을 결합하는 결합볼트를 포함할 수 있다.

상기 결합부는 상기 상부 가이드판에 구비되는 고정편과, 상기 고정편을 관통하여 상기 하부 가이드판에 결합되는 고정볼트를 포함하되, 상기 고정볼트는 풀림 또는 조임에 따라 상기 하부 가이드판이 상기 연결부를 향해 하강하거나 또는 반대로 상승하면서 상기 연결부와 상기 하부 가이드판 사이의 간격을 조절할 수 있다.

상기 전해액 제거부재는, 상기 가이드부재와 연동하여 상기 연결부에서 상기 가스포켓부 방향으로 이동하는 제2 실린더, 상기 제2 실린더에 의해 하강하면서 상기 연결부를 가압하고 상기 제2 실린더와 연동하여 상기 연결부에서 상기 가스포켓부로 이동하면서 상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 가압편을 포함할 수 있다.

상기 가압편은 상기 제2 실린더에 의해 하강하는 가압부, 상기 연결부에 구름 접촉되는 가압롤러를 구비한 롤러부, 및 상기 롤러부를 상기 가압부에 결합하는 힌지축을 포함하며, 상기 롤러부는 힌지축을 중심으로 회전할 수 있다.

상기 지그조립체는 고정지그와, 상기 고정지그의 상면에 결합되고 상기 파우치가 안착되는 안착지그를 포함하며, 상기 안착지그는 상기 고정지그의 상면에 결합되는 고정편과, 상기 고정편의 상면에 구비되고 상기 파우치가 안착되는 탄성복원력을 가진 안착편을 포함할 수 있다.

상기 고정지그는, 하부 지지판과, 상기 하부 지지판 상부에 구비되고 상기 안착지그가 결합되는 상부 지지판, 및 상기 하부 지지판과 상기 상부 지지판 사이에 구비되고 상기 하부 지지판과 상기 상부 지지판 사이의 거리를 조절하는 높이 조절부를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조장치는 전극조립체가 수용된 수용부, 가스포켓부 및 상기 수용부와 상기 가스포켓부를 연결하는 연결부를 구비한 파우치를 이송하는 이송장치; 상기 이송장치에 의해 이송된 상기 파우치의 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 전해액 제거장치; 상기 전해액 제거장치에 의해 전해액이 제거된 상기 파우치의 연결부를 실링하는 실링장치; 및 상기 실링장치에 의해 상기 연결부가 실린된 파우치를 배출하는 배출장치를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조장치의 제조방법은 (a) 전극조립체가 수용된 수용부, 가스포켓부 및 상기 수용부와 상기 가스포켓부를 연결하는 연결부를 구비한 파우치를 이송하는 단계; (b) 이송된 상기 파우치를 안착하는 제1 공정과, 상기 파우치의 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 제2 공정을 포함하는 단계; (c) 전해액이 제거된 상기 파우치의 연결부를 실링하는 단계; 및 (d) 상기 연결부가 실린된 파우치를 배출하는 단계를 포함하며, 상기 제2 공정은 상기 연결부를 가압한 상태로 상기 가스포켓부 방향으로 이동하면서 상기 연결부가 접히지 않게 펴주고, 다음으로 상기 연결부를 가압한 상태로 상기 가스포켓부 방향으로 이동하면서 상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거할 수 있다.

한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지는 전극조립체가 수용된 수용부, 가스포켓부 및 상기 수용부와 상기 가스포켓부를 연결하는 연결부를 구비한 파우치를 포함하며, 상기 파우치의 연결부에 남아 있는 전해액은 전해액 제거장치에 의해 제거되고 남아 있지 않을 수 있다.

본 발명의 전해액 제거장치는 지그조립체와 전해액 제거조립체를 포함하되, 상기 전해액 제거조립체는 가이드부재와 전해액 제거부재 및 이동부재를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 파우치의 전극조립체 수용부와 가스포켓부를 연결하는 연결부에 남아 있는 전해액을 효과적으로 제거할 수 있고, 이에 따라 상기 연결부를 완벽하게 실링할 수 있으며, 그 결과 실링불량을 방지할 수 있다.

특히 본 발명의 전해액 제거장치는 상기 가이드부재를 통해 상기 연결부를 고정함과 동시에 접히지 않게 펴주는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 연결부에 남아 있는 전해액을 보다 완벽하게 제거할 수 있다.

본 발명의 이동부재는 고정본체와 이동 실린더를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 가이드부재와 전해액 제거부재를 효과적으로 파우치의 연결부에서 가스포켓부로 이동시킬 수 있고, 그 결과 상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 완벽하게 제거할 수 있다.

본 발명의 가이드부재는 제1 실린더와 가이드부를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 상기 연결부를 고정함과 동시에 접히지 않게 펴줄 수 있다.

본 발명의 가이드부는 상부 가이드판, 하부 가이드판 및 결합부를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 연결부를 가압하는 하부 가이드판만 교체하여 재사용할 수 있고, 그 결과 유지보수의 용이성을 얻을 수 있다. 특히 본 발명의 하부 가이드판은 상기 연결부에 면접촉되는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 상기 연결부와 상기 하부 가이드판의 접촉력을 높일 수 있고, 그 결과 상기 연결부를 접히지 않게 안정적으로 펴줄 수 있다.

본 발명의 상부 가이드판과 하부 가이드판은 일부가 겹쳐지는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 상기 상부 가이드판과 상기 하부 가이드판의 결합력과 밀착력을 높일 수 있다.

본 발명의 상부 가이드판에 겹쳐진 하부 가이드판에는 장홀이 형성되고, 상기 장홀을 통해 상기 상부 가이드판에 결합되는 결합볼트를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 상부 가이드판과 하부 가이드판의 결합력을 높일 수 있다.

본 발명의 결합부는 고정편과 고정볼트를 포함하되 상기 고정볼트의 풀림 또는 조임시 상기 하부 가이드판이 연결부를 향해 하강하거나 또는 반대로 상승하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 하부 가이드판과 연결부 사이의 거리를 조절할 수 있고, 그 결과 하부 가이드판을 통해 상기 연결부를 가압하는 가압력을 조절할 수 있다.

본 발명의 전해액 제거부재는 제2 실린더와 가압편을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 연결부에 남아 있는 전해액을 가스포켓부로 밀어서 제거할 수 있고, 그 결과 연결부의 실링시 실링력을 크게 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치를 도시한 측면도.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치를 도시한 정면도.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치의 고정지그를 도시한 단면도.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치의 결합부를 도시한 단면도.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치의 작동상태를 대략적으로 나타낸 측면도.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조장치를 도시한 사시도.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법을 나타낸 순서도.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지를 도시한 평면도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

이차전지는 도 9를 참조하면, 전극조립체(미도시)와, 전해액(미도시) 및 상기 전극조립체와 상기 전해액을 수용하는 파우치(1)를 포함하며, 상기 파우치(1)는 전극조립체가 수용된 수용부(1a), 상기 수용부(1a)에서 발생한 가스가 포집되는 가스포켓부(1b) 및 상기 수용부(1a)에서 발생한 가스가 상기 가스포켓부(1b)에 포집되도록 상기 수용부(1a)와 상기 가스포켓부(1b)를 연결하는 연결부(1c)를 포함한다.

한편, 이차전지는 상기 수용부(1a)에서 발생한 가스가 상기 가스포켓부(1b)로 이동하면서 가스에 포함된 전해액 중 일부가 상기 연결부(1c)에 남게 되고, 상기 연결부(1c)에 남아 있는 전해액에 의해 상기 연결부(1c)가 완벽하게 실링되지 못하면서 실링불량이 발생할 수 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 상기 파우치(1)의 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부(1b)로 밀어서 제거하는 전해액 제거장치(20)를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 상기 파우치(1)의 연결부(1c)에 전해액이 남아 있지 않기 때문에 상기 연결부(1c)를 완벽하게 실링할 수 있고, 그 결과 실링불량을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치를 자세히 설명한다.

[본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치]

본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치(20)는 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 파우치(1)가 안착되는 지그조립체(100) 및 상기 지그조립체(100)에 안착된 파우치(1)의 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 제거하는 전해액 제거조립체(200)를 포함한다.

지그조립체

상기 지그조립체(100)는 파우치를 안착시키기 위한 것으로, 작업대 또는 지면에 고정되는 고정지그(110), 및 상기 고정지그(110)의 상면에 결합되고 상기 파우치(1)가 안착되는 안착지그(120)를 포함한다.

상기 고정지그(110)는 작업대 또는 지면에 고정되는 하부 지지판(111)과, 상기 하부 지지판(111) 상부에 구비되고 상기 안착지그(120)가 결합되는 상부 지지판(112), 및 상기 하부 지지판(111)과 상기 상부 지지판(112) 사이에 구비되고 상기 하부 지지판(111)과 상기 상부 지지판(112) 사이의 거리를 조절하는 높이 조절부(113)를 포함한다.

상기 하부 지지판(111)과 상기 상부 지지판(112)은 동일한 크기의 사각형태를 가지되, 상기 하부 지지판(111)은 상기 상부 지지판(112) 보다 큰 두께를 가진다. 이는 하부 지지판(111)에 작용하는 하중이 상기 상부 지지판(112) 보다 크기 때문에 상기 하부 지지판(111)의 두께를 상기 상부 지지판(112) 보다 크게 형성하며, 이에 따라 안정된 고정력을 얻을 수 있다.

일례로, 상기 하부 지지판(111)의 두께는 11~20mm일 수 있고, 상기 상부 지지판(112)은 5~10mm일 수 있다.

한편, 상기 하부 지지판(111)은 상기 상부 지지판(112) 보다 강도가 높은 소재로 형성될 수 있다.

여기서 상기 높이 조절부(113)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 하부 지지판(111)에 구비되고 제1 나사홀(113a-1)이 형성된 하부 조절편(113a), 상기 하부 조절편(113a)과 대응하는 상기 상부 지지판(112)에 구비되고 상기 제1 나사홀(113a-1)과 대응되게 제2 나사홀(113b-1)이 형성되되, 상기 제2 나사홀(113b-1)은 상기 제1 나사홀(113a-1)에 형성된 나사산과 반대방향으로 나사산이 형성되는 상부 조절편(113b), 및 상기 하부 지지판(111)과 상기 상부 지지판(112) 사이에 구비되고 양측 단부가 상기 하부 조절편(113a)의 제1 나사홀(113a-1)과 상기 상부 조절편(113b)의 제2 나사홀(113b-1)에 각각 결합되는 조절봉(113c)을 포함한다.

즉, 상기 높이 조절부(113)는 상기 조절봉(113c)을 좌측 또는 우측으로 회전시키면, 상기 조절봉(113c)의 양측 단부에 결합된 하부 조절편(113a)과 상부 조절편(113b)이 서로 대응하는 방향 또는 반대방향으로 이동하며, 이에 따라 상기 하부 지지판(111)과 상기 상부 지지판(112) 사이의 거리를 조절할 수 있고, 그 결과 지그조립체(100)와 전해액 제거조립체의 전해액 제거부재 사이의 거리를 간편하게 조절할 수 있다.

상기 안착지그(120)는 상기 고정지그(110)의 상부 지지판(112) 상면에 결합되는 고정편(121)과, 상기 고정편(121)의 상면에 구비되고 상기 파우치(1)가 안착되는 탄성복원력을 가진 안착편(122)을 포함한다.

여기서 상기 고정편(121)은 상하방향으로 배치되는 한 쌍의 수평판(121a)과 상기 한 쌍의 수평판(121a) 사이에 구비되고 한 쌍의 수평판(121a)을 연결하는 한 쌍의 수직판(121b)을 포함한다.

즉, 상기 고정편(121)은 한 쌍의 수평판(121a)과 한 쌍의 수직판(121b)이 "ㅍ"자 형태를 가지며, 이와 같은 형태를 통해 재료비를 최소화하면서 안정된 지지력을 얻을 수 있다.

한편, 상기 안착편(122)은 합성수지 소재로 형성될 수 있고, 상기 고정편(121)의 상면에 접착제를 통해 부착될 수 있다.

여기서 상기 안착편(122)은 상기 한 쌍의 수평판(121a) 중 상부에 위치한 수평판(121a)의 테두리를 감싸게 구비될 수 있으며, 이에 따라 파우치(1)가 상기 수평판(121a)에 의해 훼손되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 구성을 가진 지그조립체(100)는 고정지그(110)와 안착지그(120)를 포함하며, 이에 따라 파우치(1)를 안정적으로 안착시킬 수 있다.

전해액 제거조립체

상기 전해액 제거조립체(200)는 도 2 및 도 3을 참조하면, 지그조립체에 안착된 파우치의 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하기 위한 것으로, 상기 연결부(1c)를 가압한 상태로 상기 가스포켓부(1b)로 이동하면서 상기 연결부(1c)가 펴지도록 가이드하는 가이드부재(210), 상기 가이드부재(210)에 의해 펴진 상기 연결부(1c)를 가압한 상태로 상기 가스포켓부(1b)로 이동하면서 상기 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부(1b)로 밀어서 제거하는 전해액 제거부재(220), 및 상기 가이드부재(210)와 상기 전해액 제거부재(220)를 상기 연결부(1c)에서 상기 가스포켓부(1b) 방향으로 이동시키는 이동부재(230)를 포함한다.

상기 가이드부재(210)는 상기 지그조립체(100)에 안착된 파우치의 연결부를 평평하게 펴주기 위한 것이다. 즉, 상기 파우치(1)의 연결부(1c)에 주름이 있거나 굴곡이 있는 상태로 상기 전해액 제거부재(220)를 통해 상기 연결부(1c)를 가압할 경우 상기 연결부(1c)의 주름진 부분 또는 굴곡진 부분이 접히면서 불량이 발생할 수 있고, 특히 접힌 부분에 전해액이 그대로 남아 있게 되어 상기 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 완벽하게 제거할 수 없다.

이에 따라 상기 가이드부재(210)는 파우치의 연결부가 주름지거나 또는 굴곡되지 않게 평평하게 펴줌에 따라 상기 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 완벽하게 제거할 수 있다.

예를 들면, 상기 가이드부재(210)는 이동부재(230)의 이동실린더에 의해 상기 연결부(1c)에서 상기 가스포켓부(1b)로 이동하는 제1 실린더(211), 및 상기 제1 실린더(211)에 의해 상기 연결부(1c) 방향으로 하강하면서 상기 연결부(1c)를 가압하고 상기 제1 실린더(211)와 연동하여 상기 연결부(1c)에서 상기 가스포켓부(1b)로 이동하면서 상기 연결부(1c)가 접히지 않게 펴주는 가이드부(212)를 포함한다.

즉, 상기 가이드부재(210)는 제1 실린더(211)에 의해 상기 가이드부(212)가 하강하면서 상기 수용부(1a)에 연결된 상기 연결부(1c)의 일단을 가압하며, 이에 따라 상기 연결부(1c) 일단의 주름 또는 굴곡을 평평하게 펴줄 수 있다. 그리고 이와 같은 상태에서 상기 제1 실린더(211)는 상기 이동실린더에 의해 상기 연결부(1c)에서 상기 가스포켓부(1b)로 이동하며, 상기 제1 실린더(211)와 연동하여 상기 가이드부(212)는 상기 가스포켓부(1b)에 연결된 연결부(1c)의 타단까지 이동하면서 연결부(1c) 전체를 평평하게 펴줄 수 있다.

특히, 상기 가이드부재(210)는 상기 지그조립체(100)에 안착된 파우치(1)를 가압함에 따라 상기 파우치(1)를 움직이지 않게 고정할 수도 있으며, 이에 따라 별도의 고정수단 없이도 상기 파우치(1)를 상기 지그조립체(100)에 고정할 수 있다.

한편, 상기 가이드부(212)는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 유지보수의 용이성과 길이조절이 가능한 구조를 가진다. 즉 상기 가이드부(212)는 상기 제1 실린더(211)에 의해 하강하는 상부 가이드판(212a), 상기 연결부(1c)에 면접촉되면서 상기 연결부(1c)가 접히지 않게 펴주는 하부 가이드판(212b), 및 상기 하부 가이드판(212b)과 상기 상부 가이드판(212a)에 결합하는 결합부(212c)를 포함한다.

여기서 상기 하부 가이드판(212b)의 상부는 상기 상부 가이드판(212a)의 하부에 겹쳐지면서 밀착되며, 이에 따라 상기 하부 가이드판(212b)과 상기 상부 가이드판(212a)의 결합력을 높일 수 있다.

특히, 도 1을 참조하면, 상기 상부 가이드판(212a)에 겹쳐진 상기 하부 가이드판(121b)에는 상기 연결부(1c) 방향으로 장홀(212b-1)이 형성되고, 상기 장홀(212b-1)을 관통하여 상기 상부 가이드판(212a)에 결합되면서 상기 상부 가이드판(121a)과 상기 하부 가이드판(212b)을 결합하는 결합볼트(212b-2)를 포함한다. 즉, 상기 장홀(212b-1)과 결합볼트(212b-2)를 통해 겹쳐진 상기 상부 가이드판(212a)과 상기 하부 가이드판(121b)을 견고하게 고정할 수도 있고, 상기 장홀(212b-1) 범위 내에서 상기 상부 가이드판(121a)과 상기 하부 가이드판(212b)의 위치를 조절하여 상기 가이드부(212)의 길이를 조절할 수도 있다.

한편, 상기 결합부(212c)는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 상부 가이드판(121a)과 상기 하부 가이드판(212b)의 길이를 용이하게 조절할 수 있는 구조를 가진다. 즉, 상기 결합부(212c)는 상기 상부 가이드판(212a)에 구비되는 고정편(212c-1)과, 상기 고정편(212c-1)을 관통하여 상기 하부 가이드판(212b)에 결합되는 고정볼트(212c-2)를 포함한다. 이와 같은 구조를 가진 상기 결합부(212c)는 상기 고정볼트(212c-2)를 풀림 또는 조임에 따라 상기 하부 가이드판(212b)이 상기 연결부(1c)를 향해 하강하거나 또는 반대로 상승하며, 이에 따라 상기 상부 가이드판(121a)과 상기 하부 가이드판(212b)의 길이를 용이하게 조절할 수 있고, 그 결과 상기 연결부(1c)와 상기 하부 가이드판(212b) 사이의 간격을 간편하게 조절할 수 있다.

이와 같은 구성을 가진 가이드부재(210)는 상기 지그조립체(100)에 안착된 파우치의 연결부에 남아 있는 전해액이 완벽하게 제거될 수 있도록 상기 연결부(1c)를 고정함과 동시에 평평하게 펴줄 수 있다.

상기 전해액 제거부재(220)는 연결부에 남아 있는 전해액을 제거하기 위한 것으로, 상기 가이드부재(210)와 연동하여 상기 연결부(1c)에서 상기 가스포켓부(1b) 방향으로 이동하는 제2 실린더(221), 상기 제2 실린더(221)에 의해 상기 연결부(1c) 방향으로 하강하면서 상기 연결부(1c)를 가압하고 상기 제2 실린더(221)와 연동하여 상기 연결부(1c)에서 상기 가스포켓부(1b)로 이동하면서 상기 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부(1b)로 밀어서 제거하는 가압편(222)을 포함한다.

즉, 상기 전해액 제거부재(220)는 제2 실린더(221)에 의해 하강하면서 상기 연결부(1c)의 일단을 가압하고, 이와 같은 상태에서 상기 제2 실린더(221)와 연동하여 상기 연결부(1c)에서 상기 가스포켓부(1b)로 이동하면서 상기 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 밀어서 상기 가스포켓부(1b)로 이동시키며, 이에 따라 상기 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 완벽하게 제거할 수 있다.

여기서 상기 가압편(222)은 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 제2 실린더(221)에 의해 하강하는 가압부(222a), 상기 연결부에 구름 접촉되는 가압롤러(222b-1)를 구비한 롤러부(222b), 및 상기 롤러부(222b)를 상기 가압부(222a)에 결합하는 힌지축(222c)을 포함하며, 이에 따라 상기 가압편(222)은 상기 연결부(1c)에 구름접촉되면서 상기 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 보다 완벽하게 제거할 수 있다. 특히 상기 롤러부(222b)는 힌지축(222c)을 중심으로 회전할 수 있으며, 이에 따라 상기 연결부(1c)의 표면에 따라 상기 롤러부(222b)가 상기 힌지축(222c)을 중심으로 회전하면서 면밀착되고, 그 결과 상기 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 완벽하게 제거할 수 있다.

이와 같은 구성을 가진 전해액 제거부재(220)는 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 완벽하게 제거할 수 있다.

상기 이동부재(230)는 상기 가이드부재와 상기 전해액 제거부재를 상기 연결부에서 상기 가스포켓부로 이동시키기 위한 것으로, 고정본체(231)와, 상기 고정본체(231)에 결합되고 상기 가이드부재(210)와 상기 전해액 제거부재(220)를 상기 연결부(1c)에서 상기 가스포켓부(1b)로 이동시키는 이동 실린더(232)를 포함한다. 즉, 상기 이동부재(230)는 상기 이동부재(230)의 이동 실린더(232)에 가이드부재(210)가 결합되면서 상기 이동실린더(232)와 연동하여 상기 가이드부재(210)가 이동하고, 상기 가이드부재(210)의 제1 실린더(211)에 전해액 제거부재(210)가 결합되면서 상기 이동실린더(232) 및 제1 실린더(211)와 연동하여 전해액 제거부재(220)가 이동한다.

한편, 상기 이동실린더(232), 제1 실린더(211) 및 제2 실린더(221)는 사용이 용이한 공압 실린더일 수 있다.

따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치(20)는 가이드부재(210), 전해액 제거부재(220) 및 이동부재(230)를 포함하며, 이에 따라 파우치(1)의 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 가스포켓부(1b)로 밀어서 완벽하게 제거할 수 있고, 그 결과 상기 연결부(1c) 실링시 완벽하게 실링할 수 있어 실링불량을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치를 이용한 전해액 제거방법을 설명한다.

[본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거방법]

본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거방법은 전극조립체가 수용된 파우치(1)를 준비하는 단계, 상기 파우치(1)를 지그조립체(100)에 안착하는 단계, 상기 지그조립체(100)에 안착된 파우치(1)의 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 전해액 제거조립체(200)를 통해 가스포켓부(1b)로 밀어서 제거하는 단계를 포함한다.

상기 파우치 준비단계는 상기 전극조립체가 수용되는 수용부(1a), 상기 수용부(1a)에서 발생한 가스가 포집되는 가스포켓부(1b), 및 상기 수용부(1a)에서 발생한 가스가 상기 가스포켓부(1b)로 이동하도록 상기 수용부(1a)와 상기 가스포켓부(1b)를 연결하는 연결부(1c)를 포함한 파우치(1)를 준비한다.

상기 파우치 안착단계는 지그조립체(100)에 포함된 안착지그(120)의 안착편(122)에 파우치(1)를 안착한다.

상기 전해액 제거단계는 파우치의 연결부를 평평하게 펴주는 제1 공정과, 평평하게 펴진 연결부의 전해액을 제거하는 제2 공정을 포함한다.

상기 제1 공정은 가이드부재(210)의 제1 실린더(211)를 통해 상기 가이드부(212)를 하강시켜서 상기 수용부(1a)에 연결된 연결부(1c)의 일단을 가압하며, 이에 따라 상기 연결부(1c)를 고정함과 동시에 상기 연결부(1c)에 형성된 주름 또는 굴곡을 평평하게 펴준다. 이때, 상기 가이드부(212)와 상기 연결부(1c)의 가압력이 작거나 클 경우 상기 가이드부(212)는 결합부(212c)를 이용하여 상부 가이드판(212a)과 하부 가이드판(212b)의 위치를 조절하며, 이에 따라 가이드부(212)의 길이를 조절할 수 있고, 그 결과 상기 가이드부(212)와 상기 연결부(1c)의 가압력을 조절할 수 있다.

즉, 상기 가이드부(212)는 결합부(212c)의 고정볼트(212c-2)를 풀림 또는 조임에 따라 상기 하부 가이드판이 상기 연결부를 향해 하강하거나 또는 반대로 상승하며, 이에 따라 상기 연결부와 상기 가이드부의 간격이 조절되고, 그 결과 상기 가이드부(212)의 하강시 가압력을 조절할 수 있다.

여기서 상기 상부 가이드판(212a)과 상기 하부 가이드판(212b)은 겹쳐지면서 밀착되며, 이에 따라 상기 상부 가이드판(212a)과 상기 하부 가이드판(212b)의 결합력을 높일 수 있다.

특히, 상기 상부 가이드판(212a)과 상기 하부 가이드판(212b)은 하부 가이드판(212b)에 형성된 장홀(212b-1)과 상기 장홀(212b-1)을 관통하여 상기 상부 가이드판(212a)에 결합되는 결합볼트(212b-2)를 통해 상기 상부 가이드판(212a)과 상기 하부 가이드판(212b)의 길이가 크게 조절되는 것을 방지할 수 있다.

상기 제2 공정은 전해액 제거부재(220)의 제2 실린더(221)를 통해 가압부(222a)를 하강시켜서 상기 연결부(1c)의 일단을 가압한다. 이와 같은 상태에서 상기 이동부재(230)의 이동실린더(232)에 의해 상기 제1 및 제2 실린더(211)(221)가 가스포켓부(1b) 방향으로 이동하며, 상기 제1 및 제2 실린더(211)(221)와 연동하여 가압부(222a)가 가스포켓부(1b) 방향으로 이동하면서 상기 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부(1b)로 밀어서 제거할 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성과 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.

[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조장치]

본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조장치는 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 파우치(1)를 이송하는 이송장치(10), 상기 이송장치(10)에 의해 이송된 상기 파우치(1)의 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 가스포켓부(1b)로 밀어서 제거하는 전해액 제거장치(20), 상기 전해액 제거장치(20)에 의해 전해액이 제거된 상기 파우치(1)의 연결부(1c)를 실링하는 실링장치(30) 및 상기 실링장치(30)에 의해 상기 연결부(1c)가 실린된 파우치(1)를 배출하는 배출장치(40)를 포함한다.

여기서 상기 전해액 제거장치(20)는 전술한 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치와 동일한 구성과 기능을 가지기에 여기서는 자세한 설명을 생략한다.

따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조장치는 상기 파우치(1)의 연결부(1c)에 남아 있는 전해액이 완벽하게 제거함에 따라 상기 연결부(1c)를 완벽하게 실링할 수 있고, 이에 따라 실링불량을 발생하여 고품질의 이차전지를 제조할 수 있다.

이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조장치의 제조방법을 설명한다.

[본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법]

본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, (a) 전극조립체가 수용된 수용부, 가스포켓부 및 상기 수용부와 상기 가스포켓부를 연결하는 연결부를 구비한 파우치를 이송하는 단계; (b) 이송된 상기 파우치를 안착하는 제1 공정과, 상기 파우치의 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 제2 공정을 포함하는 단계; (c) 전해액이 제거된 상기 파우치의 연결부를 실링하는 단계; 및 (d) 상기 연결부가 실린된 파우치를 배출하는 단계를 포함한다.

한편, 상기 (b) 단계는 전술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전해액 제거방법과 동일하기에 여기서는 자세한 설명을 생략한다.

다만, 상기 제2 공정은 상기 연결부를 가압한 상태로 상기 가스포켓부 방향으로 이동하면서 상기 연결부가 접히지 않게 펴주고, 다음으로 상기 연결부를 가압한 상태로 상기 가스포켓부 방향으로 이동하면서 상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거할 수 있다.

따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 파우치(1)의 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 완벽히 제거하여 상기 연결부(1c)의 실링력을 높일 수 있고, 그 결과 불량 발생을 크게 방지할 수 있다.

[본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지]

본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지는 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(미도시)가 수용된 수용부(1a), 가스포켓부(1b) 및 상기 수용부(1a)와 상기 가스포켓부(1b)를 연결하는 연결부(1c)를 구비한 파우치(1)를 포함한다. 여기서 상기 파우치(1)의 연결부(1c)에 남아 있는 전해액은 전해액 제거장치(20)에 의해 제거되어 남아 있지 않다.

여기서, 상기 전해액 제거장치(20)는 전술한 제1 실시예에 따른 전해액 제거장치와 동일한 구성과 기능을 가지기에 여기서는 자세한 설명을 생략한다.

따라서 본 발명의 제3 실시예에 따른 이차전지는 전해액 제거장치(20)를 이용하여 상기 파우치(1)의 연결부(1c)에 남아 있는 전해액을 완벽하게 제거하며, 이에 따라 연결부(1c)에 전해액이 남아 있지 않은 파우치(1)를 포함하는 이차전지를 얻을 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.

Claims

전극조립체가 수용된 수용부, 가스포켓부 및 상기 수용부와 상기 가스포켓부를 연결하는 연결부를 구비한 파우치가 안착되는 지그조립체; 및

상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 전해액 제거조립체를 포함하며,

상기 전해액 제거조립체는, 상기 연결부를 가압한 상태로 상기 가스포켓부로 이동하면서 상기 연결부가 접히지 않게 펴주는 가이드부재, 상기 가이드부재에 의해 펴진 상기 연결부를 가압한 상태로 상기 가스포켓부로 이동하면서 상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 전해액 제거부재, 및 상기 가이드부재와 상기 전해액 제거부재를 상기 연결부에서 상기 가스포켓부로 이동시키는 이동부재를 포함하는 전해액 제거장치.
청구항 1에 있어서,

상기 이동부재는, 고정본체와, 상기 고정본체에 결합되고 상기 가이드부재와 상기 전해액 제거부재를 상기 연결부에서 상기 가스포켓부로 이동시키는 이동 실린더를 포함하는 전해액 제거장치.
청구항 2에 있어서,

상기 가이드부재는, 상기 이동 실린더에 의해 상기 연결부에서 상기 가스포켓부로 이동하는 제1 실린더, 및 상기 제1 실린더에 의해 하강하면서 상기 연결부를 가압하고 상기 제1 실린더와 연동하여 상기 연결부에서 상기 가스포켓부로 이동하면서 상기 연결부가 접히지 않게 펴주는 가이드부를 포함하는 전해액 제거장치.
청구항 3에 있어서,

상기 가이드부는 상기 제1 실린더에 의해 하강하는 상부 가이드판, 상기 연결부에 면접촉되면서 상기 연결부가 접히지 않게 펴주는 하부 가이드판, 및 상기 하부 가이드판과 상기 상부 가이드판에 결합하는 결합부를 포함하는 전해액 제거장치.
청구항 4에 있어서,

상기 하부 가이드판의 상부는 상기 상부 가이드판의 하부에 겹쳐지면서 밀착되는 전해액 제거장치.
청구항 5에 있어서,

상기 상부 가이드판에 겹쳐진 상기 하부 가이드판에는 상기 연결부 방향으로 장홀이 형성되고,

상기 장홀을 관통하여 상기 상부 가이드판에 결합되면서 상기 상부 가이드판과 상기 하부 가이드판을 결합하는 결합볼트를 포함하는 전해액 제거장치.
청구항 5에 있어서,

상기 결합부는 상기 상부 가이드판에 구비되는 고정편과, 상기 고정편을 관통하여 상기 하부 가이드판에 결합되는 고정볼트를 포함하되,

상기 고정볼트는 풀림 또는 조임에 따라 상기 하부 가이드판이 상기 연결부를 향해 하강하거나 또는 반대로 상승하면서 상기 연결부와 상기 하부 가이드판 사이의 간격을 조절하는 전해액 제거장치.
청구항 1에 있어서,

상기 전해액 제거부재는, 상기 가이드부재와 연동하여 상기 연결부에서 상기 가스포켓부 방향으로 이동하는 제2 실린더, 상기 제2 실린더에 의해 하강하면서 상기 연결부를 가압하고 상기 제2 실린더와 연동하여 상기 연결부에서 상기 가스포켓부로 이동하면서 상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 가압편을 포함하는 전해액 제거장치.
청구항 8에 있어서,

상기 가압편은 상기 제2 실린더에 의해 하강하는 가압부, 상기 연결부에 구름 접촉되는 가압롤러를 구비한 롤러부, 및 상기 롤러부를 상기 가압부에 결합하는 힌지축을 포함하며,

상기 롤러부는 힌지축을 중심으로 회전하는 전해액 제거장치.
청구항 1에 있어서,

상기 지그조립체는 고정지그와, 상기 고정지그의 상면에 결합되고 상기 파우치가 안착되는 안착지그를 포함하며,

상기 안착지그는 상기 고정지그의 상면에 결합되는 고정편과, 상기 고정편의 상면에 구비되고 상기 파우치가 안착되는 탄성복원력을 가진 안착편을 포함하는 전해액 제거장치.
청구항 10에 있어서,

상기 고정지그는, 하부 지지판과, 상기 하부 지지판 상부에 구비되고 상기 안착지그가 결합되는 상부 지지판, 및 상기 하부 지지판과 상기 상부 지지판 사이에 구비되고 상기 하부 지지판과 상기 상부 지지판 사이의 거리를 조절하는 높이 조절부를 포함하는 전해액 제거장치.
전극조립체가 수용된 수용부, 가스포켓부 및 상기 수용부와 상기 가스포켓부를 연결하는 연결부를 구비한 파우치를 이송하는 이송장치;

상기 이송장치에 의해 이송된 상기 파우치의 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 전해액 제거장치;

상기 전해액 제거장치에 의해 전해액이 제거된 상기 파우치의 연결부를 실링하는 실링장치; 및

상기 실링장치에 의해 상기 연결부가 실린된 파우치를 배출하는 배출장치를 포함하는 이차전지 제조장치.
청구항 12에 있어서,

상기 전해액 제거장치는, 전극조립체가 수용된 수용부, 가스포켓부 및 상기 수용부와 상기 가스포켓부를 연결하는 연결부를 구비한 파우치가 안착되는 지그조립체; 및 상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 전해액 제거조립체를 포함하며,

상기 전해액 제거조립체는, 상기 연결부를 가압한 상태로 상기 가스포켓부로 이동하면서 상기 연결부가 접히지 않게 펴주는 가이드부재, 상기 가이드부재에 의해 펴진 상기 연결부를 가압한 상태로 상기 가스포켓부로 이동하면서 상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 전해액 제거부재, 및 상기 가이드부재와 상기 전해액 제거부재를 상기 연결부에서 상기 가스포켓부로 이동시키는 이동부재를 포함하는 이차전지 제조장치.
(a) 전극조립체가 수용된 수용부, 가스포켓부 및 상기 수용부와 상기 가스포켓부를 연결하는 연결부를 구비한 파우치를 이송하는 단계;

(b) 이송된 상기 파우치를 안착하는 제1 공정과, 상기 파우치의 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 제2 공정을 포함하는 단계;

(c) 전해액이 제거된 상기 파우치의 연결부를 실링하는 단계; 및

(d) 상기 연결부가 실린된 파우치를 배출하는 단계를 포함하며,

상기 제2 공정은 상기 연결부를 가압한 상태로 상기 가스포켓부 방향으로 이동하면서 상기 연결부가 접히지 않게 펴주고, 다음으로 상기 연결부를 가압한 상태로 상기 가스포켓부 방향으로 이동하면서 상기 연결부에 남아 있는 전해액을 상기 가스포켓부로 밀어서 제거하는 이차전지 제조방법.
전극조립체가 수용된 수용부, 가스포켓부 및 상기 수용부와 상기 가스포켓부를 연결하는 연결부를 구비한 파우치를 포함하며,

상기 파우치의 연결부에 남아 있는 전해액은 전해액 제거장치에 의해 제거되고 남아 있지 않은 것을 특징으로 하는 이차전지.