WO2021015592A1 - 이차전지 제조용 디가스 장치 - Google Patents

이차전지 제조용 디가스 장치 Download PDF

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WO2021015592A1
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chamber
pouch
pressure
piercing
degassing
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PCT/KR2020/009809
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정종홍
김상진
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정종홍
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Definitions

  • the present invention (Disclosure) relates to a degas device for manufacturing a secondary battery, and specifically relates to a degas device for manufacturing a secondary battery capable of improving the removal efficiency of gas generated inside the secondary battery pouch and at the same time increasing the degas process speed. will be.
  • a general pouch-type secondary battery manufacturing process is largely divided into three processes: an electrode production process, an assembly process, and a charge/discharge process.
  • a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator, etc. are manufactured to function as a battery.
  • the secondary battery manufactured in the assembly process is repeatedly charged and discharged, and finally inspected before shipment.
  • the charging/discharging process activates the electrode assembly by charging and discharging the assembled pouch-type secondary battery, and in the process, it is possible to select defective products.
  • gas is generated by a chemical reaction between the electrode and the electrolyte, thereby increasing the pressure inside the pouch.
  • the generated gas includes hydrogen fluoride (HF) generated when lithium hexafluoride phosphate contained in the electrolytic solution encounters water, and gas generated by vaporizing the electrolytic solution.
  • HF hydrogen fluoride
  • the process of removing the gas inside the pouch is called a degas process.
  • the degassing process also called the degassing process, is one of the essential processes for shipping normal secondary battery battery products.
  • the degas process since the gas removed through the degas process contains gases that are harmful to the human body, the degas process must be performed in a state in which a pouch for degas is accommodated in a sealed chamber from the outside.
  • the degas process includes a piercing process for forming a gas discharge path, a discharge process for discharging gas through the discharge path, and a sealing process for sealing the pouch again.
  • the double discharge process may be performed through a vacuumization process using a chamber in a reduced pressure atmosphere or a pressurization process of directly pressing the secondary battery.
  • the electrolyte solution inside the pouch may also be discharged.
  • the decompression rate of the chamber is excessively fast, or the pressure of the pressurization process is excessively fast, not only the gas but also the electrolyte may be discharged.
  • the conventional degas process has a fatal limitation in improving the process execution speed.
  • the inside of the chamber should be made atmospheric pressure while the gas is discharged from the pouch through a vacuuming process, and the chamber should be opened.
  • An object of the present invention is to provide a degas device for manufacturing a secondary battery capable of improving the removal efficiency of gas generated inside a secondary battery pouch and at the same time increasing the degas process speed.
  • the present invention (Disclosure) is provided with a chamber in which the piercing process, the sealing process, and the discharging process are performed, respectively, so that the vacuumization time for discharging the gas from the pouch is sufficiently secured, while the degassing process time can be shortened.
  • One object is to provide a degassing device for manufacturing secondary batteries.
  • the degas device for manufacturing a secondary battery accommodates a first quantity of degas target pouch, and the pressure of the internal space is A piercing chamber that is selectively controlled between vacuum and atmospheric pressure and provided with a piercing unit for forming an internal gas discharge path in the pouch for degassing of the first quantity;
  • a first buffer chamber in which the internal pressure is maintained in a vacuum and the pouch for degassing of the first quantity discharged from the piercing chamber is accommodated;
  • a sealing chamber having a sealing unit that maintains an internal pressure under vacuum and sequentially receives and seals the pouch for degassing of the first quantity contained in the first buffer chamber in units of a second quantity smaller than the first quantity;
  • a second buffer chamber in which the internal pressure is maintained in a vacuum and the pouch for degassing of the second quantity is supplied from the sealing chamber and sequentially received;
  • an unloading chamber receiving and receiving a pouch for degassing of the first quantity from the second
  • the piercing chamber includes: an input gate provided on one side and into which a pouch for degas of the first quantity is injected; A first partition door provided on the other side, provided to be openable and closed, and partitioning the piercing chamber and the first buffer chamber; And a first pressure control unit for controlling the pressure of the inner space, wherein the first quantity of degassable pouch is sealed to the piercing unit for a time equal to or longer than the sealing time required for sealing via the sealing chamber.
  • the internal gas discharge path is formed and the internal space is reduced to a set vacuum pressure.
  • an inert gas is injected into the internal space before the internal gas discharge path is formed by the piercing unit.
  • the sealing time is 4 to 6 minutes, and the vacuum pressure is 10 torr.
  • the discharge chamber is provided on one side, and the first quantity of degas A discharge gate through which the target pouch is discharged;
  • a fourth partition door provided on the other side, provided to be opened and closed, and partitioning the second buffer chamber and the discharge chamber;
  • a second pressure control unit for controlling the pressure of the discharge space partitioning the discharge gate and the fourth partition door.
  • a degassing apparatus for manufacturing a secondary battery comprises: a second partition door that partitions the first buffer chamber and the sealing chamber, and is provided to be openable and closed; And a third partition door that partitions the sealing chamber and the second buffer chamber, and is provided to be opened and closed.
  • the first partition door is opened while the piercing chamber and the first buffer chamber are adjusted to the set vacuum pressure, and the The first quantity of degassing pouch is transferred from the piercing chamber to the first buffer chamber and then closed, and the fourth partition door is in a state in which the second buffer chamber and the discharge chamber are adjusted to the set vacuum pressure. Is opened, the pouch for degassing of the first quantity is transferred from the second buffer chamber to the discharge chamber and then closed.
  • the piercing process, the sealing process, and the discharging process are simultaneously performed in an independent chamber, it is possible to achieve a slow vacuum in which a sufficient vacuum time for discharging gas from the pouch is secured, and the degas process time can be shortened.
  • FIG. 1 is a view showing an embodiment of a degas device for manufacturing a secondary battery according to the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing another embodiment of a degas device for manufacturing a secondary battery according to the present invention.
  • 3 to 4 are views showing the operation sequence of the degas device for manufacturing a secondary battery according to the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing an embodiment of a degas device for manufacturing a secondary battery according to the present invention.
  • the degas device includes a piercing chamber 10, a first buffer chamber 20, a sealing chamber 30, a second buffer chamber 40, and a discharge chamber 50.
  • the piercing chamber 10 accommodates the pouch 1 for degassing of a first quantity, and the pressure of the inner space 11 is selectively controlled between vacuum and atmospheric pressure.
  • the piercing chamber 10 is provided with a piercing unit 12 for forming an internal gas discharge path in the pouch 1 for degassing of the first quantity.
  • the internal pressure is maintained in a vacuum, and the pouch 1 for degassing of the first quantity discharged from the piercing chamber 10 is accommodated.
  • the sealing chamber 30 maintains the internal pressure in a vacuum, and receives the first quantity of degas target pouch 1 accommodated in the first buffer chamber 20 sequentially in units of a second quantity smaller than the first quantity. It has a sealing unit 31 for sealing.
  • the internal pressure is maintained in a vacuum, and a second quantity of the degas target pouch 2 is supplied from the sealing chamber 30 and sequentially accommodates it.
  • the discharge chamber (unloading) 50 receives and receives the first amount of the degas target pouch 1 from the second buffer chamber 40, and the pressure of the internal space is selectively controlled between vacuum and atmospheric pressure.
  • the piercing and vacuuming process in the piercing chamber 10 the sealing process in the sealing chamber 30, and the discharge process in the discharge chamber 50 are simultaneously performed. .
  • FIG. 2 is a view showing another embodiment of the degas device for manufacturing a secondary battery according to the present invention.
  • the piercing chamber 10 includes an input gate 110, a first partition door 120, and a first pressure control unit 13.
  • the input gate 110 is provided on one side and is opened and closed, thereby forming a passage through which the first quantity of degas target pouch 1 is input.
  • the first partition door 120 is provided on the other side and is provided to be opened and closed, and partitions the piercing chamber 10 and the first buffer chamber 20.
  • the first pressure control unit 13 controls the pressure in the inner space 11.
  • the piercing unit 12 for a time equal to or longer than the sealing time required for the first quantity of the degas target pouch 1 to be sealed via the sealing chamber 30
  • the internal gas discharge path is formed and the internal space 11 is reduced to a set vacuum pressure.
  • the discharge chamber 50 is provided on one side and has a discharge gate 160 through which the first quantity of degas target pouch 1 is discharged.
  • the discharge chamber 50, the fourth partition door 150, is provided on the other side, is provided to be openable and closed, and the second buffer chamber 40 and the discharge chamber Section 50.
  • the discharge chamber 50 is a second pressure control for controlling the pressure of the discharge space 51 in which the discharge gate 160 and the fourth partition door 150 are partitioned. It has part 52.
  • the degas device for manufacturing a secondary battery divides the first buffer chamber 20 and the sealing chamber 30, and includes a second partition door 130 and a sealing chamber 30 provided to be openable and closed. It partitions the second buffer chamber 40 and has a third partition door 140 provided to be openable and closed.
  • 3 to 4 are views showing an operation sequence of the degas device of FIG. 1.
  • a discharge path is formed in the pouch 1 for degassing of the first quantity, and a vacuumization process in which the inside of the piercing chamber 10 is depressurized is performed.
  • a first buffer transfer step (T3) in which the pouch 1 for degassing of the first quantity is transferred to the first buffer chamber 20 is performed.
  • the piercing unit is the same as or longer than the sealing time required for the first quantity of the degas target pouch 1 to be sealed via the sealing chamber 30. (12) An inner gas discharge path is formed in the pouch 1 for degassing of another first quantity, and the inner space 11 of the piercing chamber 10 is reduced to a set vacuum pressure.
  • an inert gas may be injected into the inner space 11 before the inner gas discharge path is formed by the piercing unit 12.
  • an inert gas Ar, He, etc.
  • periodically supplying an inert gas even in the vacuuming process can be an effective method of improving the vacuuming speed.
  • the sealing time is preferably 4 to 6 minutes, and the vacuum pressure is 10 torr.
  • the first partition door 120 is opened while the piercing chamber 10 and the first buffer chamber 20 are adjusted to a set vacuum pressure, The first quantity of degassing pouch 1 is transferred from the piercing chamber 10 to the first buffer chamber 20 and then closed.
  • the fourth partition door 150 is opened while the second buffer chamber 40 and the discharge chamber 50 are adjusted to a set vacuum pressure, The first quantity of degassing pouch 1 is transferred from the second buffer chamber 40 to the discharge chamber 50 and then closed.

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Abstract

개시되는 이차전지 제조용 디가스 장치는, 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 수용되며, 내부공간의 압력이 진공과 대기압 중에서 선택적으로 제어되고, 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치에 내부가스 배출 경로 형성을 위한 피어싱 유닛이 구비되는 피어싱 챔버; 내부 압력이 진공으로 유지되며, 상기 피어싱 챔버에서 배출되는 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 수용되는 제1 버퍼챔버; 내부 압력이 진공으로 유지되며, 상기 제1 버퍼챔버에 수용된 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치를 상기 제1 수량보다 작은 제2 수량 단위로 순차로 공급받아 밀봉시키는 밀봉유닛을 가지는 밀봉챔버; 내부 압력이 진공으로 유지되며, 상기 밀봉챔버로부터 상기 제2 수량의 디가스 대상 파우치를 공급받아 순차로 수용하는 제2 버퍼챔버; 및 상기 제2 버퍼챔버로부터 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치를 공급받아 수용하며, 내부공간의 압력이 진공과 대기압 중에서 선택적으로 제어되는 배출(unloading) 챔버;를 가진다.

Description

이차전지 제조용 디가스 장치
본 발명(Disclosure)은, 이차전지 제조용 디가스 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 이차전지 파우치 내부에 발생된 가스의 제거 효율을 향상시키며 동시에 디가스 공정 속도를 높일 수 있는 이차전지 제조용 디가스 장치에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
일반적인 파우치형 이차전지 제조 공정은, 전극생산 공정, 조립 공정 및 충방전 공정의 크게 3개의 공정으로 나뉘어진다.
전극 생산공정은, 양극판과 음극판 및 분리막등, 전지로 기능하게 하는 전극조립체를 제조한다.
제조된 전극조립체와 전해질을 파우치형 봉지재에 함치하여 밀봉하는 조립공정이 완료되면, 이차전지로서의 기본적인 형태와 기능이 구비된다.
조립공정에서 제조된 이차전지는, 충방전을 반복하고, 최종검사하여 출하된다.
충방전 공정은, 조립이 완료된 파우치형 이차전지를 충방전함으로써, 전극조립체를 활성화하고, 그 과정에서 불량품을 선별할 수 있다.
이때, 파우치 내부에서는, 전극과 전해질의 화학반응에 의한 가스가 생성되어 파우치 내부의 압력을 상승시킨다.
생성된 가스는, 전해액에 포함되어있는 육불화 인산리튬이 물을 만났을때 발생하는 불화 수소(HF) 및 전해액이 기화되어 발생하는 가스 등을 포함한다.
파우치 내부의 가스를 제거하는 공정을 디가스(degas) 공정이라 한다.
탈기 공정이라고도 하는 디가스 공정은, 정상적인 이차전지 배터리 제품을 출하하기 위한 필수 공정중에 하나이다.
그런데 디가스 공정을 통하여 제거되는 가스는, 인체 유해한 가스를 포함하고 있기 때문에, 디가스 공정은 외부로부터 밀폐된 챔버 내에 디가스 대상 파우치를 수용시킨 상태에서, 수행되어야 한다.
디가스 공정은, 가스의 배출 경로를 형성하는 피어싱 공정, 배출 경로를 통하여 가스를 배출하는 배출 공정 및 파우치를 다시 밀봉하는 밀공 공정으로 구성된다.
이중 배출 공정은, 피어싱 처리된 이차전지를 감압 분위기의 챔버를 이용하는 진공화 공정 또는, 이차전지를 직접 가압하는 가압 공정을 통하여 수행될 수 있다.
그런데 배출 공정이 수행되는 과정에서, 파우치 내부의 전해액도 배출될 수 있다.
즉, 이미 완전히 감압된 챔버에서 피어싱이 진행되거나, 챔버의 감압속도가 과도하게 빠르거나, 또는 가압 공정의 압력이 과도하게 빠를 경우에, 가스 뿐만 아니라, 전해액도 함께 배출될 수 있다.
따라서 종래의 디가스 공정은, 공정 수행 속도를 향상시키는데 치명적인 한계를 가진다.
또한 종래의 디가스 공정은, 피어싱, 배출 및 밀봉 공정을 하나의 챔버에서 진행하였다. 따라서 디가스 공정의 단위 시간당 처리되는 수량에 한계가 있다.
또한, 챔버로부터 파우치를 꺼낼 때는, 진공화 공정을 통해 파우치로부터 가스를 배출시킨 상태에서 챔버 내부를 대기압화 하고, 챔버를 오픈하여 하여야 한다.
대기압화 과정에서는 챔버 내부의 가스가 외부로 배출되지 못하고, 챔버 내부에 잔류하므로, 챔버 오픈시에 유해가스가 대기중으로 유출되는 문제가 있다.
본 발명(Disclosure)은, 이차전지 파우치 내부에 발생된 가스의 제거 효율을 향상시키며 동시에 디가스 공정 속도를 높일 수 있는 이차전지 제조용 디가스 장치의 제공을 일 목적으로 한다.
본 발명(Disclosure)은, 피어싱 공정, 밀봉 공정 및 배출 공정이 이루어지는 챔버를 각각 구비하여, 파우치로부터 가스 배출을 위한 진공화 시간이 충분히 확보되는 완속 진공화가 가능하면서도, 디가스 공정 시간을 단축시킬 수 있는 이차전지 제조용 디가스 장치의 제공을 일 목적으로 한다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치는, 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 수용되며, 내부공간의 압력이 진공과 대기압 중에서 선택적으로 제어되고, 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치에 내부가스 배출 경로 형성을 위한 피어싱 유닛이 구비되는 피어싱 챔버; 내부 압력이 진공으로 유지되며, 상기 피어싱 챔버에서 배출되는 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 수용되는 제1 버퍼챔버; 내부 압력이 진공으로 유지되며, 상기 제1 버퍼챔버에 수용된 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치를 상기 제1 수량보다 작은 제2 수량 단위로 순차로 공급받아 밀봉시키는 밀봉유닛을 가지는 밀봉챔버; 내부 압력이 진공으로 유지되며, 상기 밀봉챔버로부터 상기 제2 수량의 디가스 대상 파우치를 공급받아 순차로 수용하는 제2 버퍼챔버; 및 상기 제2 버퍼챔버로부터 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치를 공급받아 수용하며, 내부공간의 압력이 진공과 대기압 중에서 선택적으로 제어되는 배출(unloading) 챔버;를 가진다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치에서, 상기 피어싱 챔버는, 일측에 구비되고, 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 투입되는 투입게이트; 타측에 구비되고, 개폐가능하게 구비되며, 상기 피어싱 챔버와 상기 제1 버퍼챔버를 구획하는 제1 구획도어; 및 상기 내부공간의 압력 제어를 위한 제1 압력조절부;를 가지며, 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 상기 밀봉챔버를 경유하여 밀봉되는데 소요되는 밀봉시간과 동일하거나 많은 시간 동안 상기 피어싱 유닛에 의한 상기 내부가스 배출 경로 형성 및 상기 내부공간을 설정된 진공압력으로 감압한다.
본 발명의 또 다른 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치는, 상기 피어싱 유닛에 의해 상기 내부가스 배출 경로 형성하기 전에 상기 내부공간에 불활성가스에 주입된다.
본 발명의 또 다른 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치에서, 상기 밀봉시간은, 4 내지 6분이고, 상기 진공압력은 10 torr이다.
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치에서, 상기 배출챔버는, 일측에 구비되고, 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 배출되는 배출게이트; 타측에 구비되고, 개폐가능하게 구비되며, 상기 제2 버퍼챔버와 상기 배출챔버를 구획하는 제4 구획도어; 및 상기 배출게이트와 상기 제4 구획도어를 구획되는 배출공간의 압력 제어를 위한 제2 압력조절부;를 가진다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치는, 상기 제1 버퍼챔버와 상기 밀봉챔버를 구획하며, 개폐가능하게 구비되는 제2 구획도어; 및 상기 밀봉챔버와 상기 제2 버퍼챔버를 구획하며, 개폐가능하게 구비되는 제3 구획도어;를 가진다.
본 발명의 또 다른 일 관점(aspect)에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치에서, 상기 제1 구획도어는, 상기 피어싱 챔버와 상기 제1 버퍼챔버가 상기 설정된 진공압력으로 조절된 상태에서 개방되고, 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 상기 피어싱 챔버에서 상기 제1 버퍼챔버로 이송된 후 닫혀지며, 상기 제4 구획도어는, 상기 제2 버퍼챔버와 상기 배출챔버가 상기 설정된 진공압력으로 조절된 상태에서 개방되고, 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 상기 제2 버퍼챔버에서 상기 배출챔버로 이송된 후 닫혀진다.
본 발명에 따르면, 독립적인 챔버에서 피어싱 공정, 밀봉 공정 및 배출 공정이 동시에 이루어지므로, 파우치로부터 가스 배출을 위한 진공화 시간이 충분히 확보되는 완속 진공화가 가능하면서도, 디가스 공정 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치의 일 실시형태를 보인 되면.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치의 다른 일 실시형태를 보인 도면.
도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치의 작동 순서를 보인 도면.
이하, 본 발명에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치를 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치의 일 실시형태를 보인 되면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 디가스 장치는, 피어싱 챔버(10) 제1 버퍼챔버(20), 밀봉챔버(30) 제2 버퍼챔버(40) 및 배출챔버(50)를 가진다.
피어싱 챔버(10)는, 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)가 수용되며, 내부공간(11)의 압력이 진공과 대기압 중에서 선택적으로 제어된다. 또한 피어싱 챔버(10)는, 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)에 내부가스 배출 경로 형성을 위한 피어싱 유닛(12)이 구비된다.
제1 버퍼챔버(20)는, 내부 압력이 진공으로 유지되며, 피어싱 챔버(10)에서 배출되는 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)가 수용된다.
밀봉챔버(30)는, 내부 압력이 진공으로 유지되며, 제1 버퍼챔버(20)에 수용된 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)를 제1 수량보다 작은 제2 수량 단위로 순차로 공급받아 밀봉시키는 밀봉유닛(31)을 가진다.
제2 버퍼챔버(40)는, 내부 압력이 진공으로 유지되며, 밀봉챔버(30)로부터 제2 수량의 디가스 대상 파우치(2)를 공급받아 순차로 수용한다.
배출챔버(unloading, 50)는, 제2 버퍼챔버(40)로부터 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)를 공급받아 수용하며, 내부공간의 압력이 진공과 대기압 중에서 선택적으로 제어된다.
이에 따르면 본 발명에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치는, 피어싱 챔버(10)에서의 피어싱 및 진공화 공정, 밀봉챔버(30)에서의 밀봉공정, 배출챔버(50)에서의 배출공정이 동시에 진행된다.
즉, 피어싱 공정과 진공화 공정 및 밀봉공정의 세부 공정이, 서로 다른 챔버에서 수행된다. 특정한 작업시간 동안, 각 세부 공정이 병렬 처리됨으로써, 진공화 공정에 소요되는 시간을 길게 가질 수 있다.
진공화 공정에 소요되는 시간을 길게 가짐으로써, 가스 배출 과정에서 전해액이 함께 누출되는 문제점을 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치의 다른 일 실시형태를 보인 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치에서 피어싱 챔버(10)는, 투입게이트(110), 제1 구획도어(120) 및 제1 압력조절부(13)를 가진다.
투입게이트(110)는, 일측에 구비되어 개폐됨으로써, 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)가 투입는 통로를 형성한다.
제1 구획도어(120)는, 타측에 구비되고 개폐가능하게 구비되며, 피어싱 챔버(10)와제1 버퍼챔버(20)를 구획한다.
제1 압력조절부(13)는, 내부공간(11)의 압력을 제어한다.
본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치에서, 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)가 밀봉챔버(30)를 경유하여 밀봉되는데 소요되는 밀봉시간과 동일하거나 많은 시간 동안 피어싱 유닛(12)에 의한 내부가스 배출 경로 형성 및 내부공간(11)을 설정된 진공압력으로 감압한다.
또한 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치에서, 배출챔버(50)는, 일측에 구비되고, 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)가 배출되는 배출게이트(160)를 가진다.
또한 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치에서 배출챔버(50)는, 제4 구획도어(150)는, 타측에 구비되고, 개폐가능하게 구비되며, 제2 버퍼챔버(40)와 배출챔버(50)를 구획한다.
또한 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치에서 배출챔버(50)는, 배출게이트(160)와 제4 구획도어(150)가 구획되는 배출공간(51)의 압력 제어를 위한 제2 압력조절부(52)를 가진다.
또한 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치는, 제1 버퍼챔버(20)와 밀봉챔버(30)를 구획하며, 개폐가능하게 구비되는 제2 구획도어(130) 및 밀봉챔버(30)와 제2 버퍼챔버(40)를 구획하며, 개폐가능하게 구비되는 제3 구획도어(140)를 가진다.
도 3 내지 도 4는, 도 1의 디가스 장치의 작동 순서를 보인 도면이다.
피어싱 및 진공화 단계(T1 내지 T2)에서, 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)에 배출 경로가 형성되며, 피어싱 챔버(10)의 내부가 감압되는 진공화 과정이 수행된다.
진공화 과정이 완료되면, 제1 버퍼챔버(20)로 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)가 이송되는 제1 버퍼이송 단계(T3)가 수행된다.
제1 구획도어(120)가 폐쇄되면 제2 구획도어(130)가 개방되고 제1 수량 디가스 대상 파우치(1)중 제2 수량 디가스 대상 파우치(2)가 밀봉챔버(30)로 이송된다(T4).
이때, 투입게이트(110)가 개방되면서 또 다른 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)가 피어싱 챔버(10)로 투입된다.
밀봉챔버(30) 및 투입게이트(110)가 폐쇄되면, 피어싱 및 진공화 공정과 밀봉 공정이 동시에 수행되기 시작한다.
밀봉공정이 수행되는 동안(T4 내지 T7) 피어싱 및 진공화 공정이 수행됨으로써, 진공화 공정이 완속으로 진행될 수 있다.
결론적으로 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치는, 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)가 밀봉챔버(30)를 경유하여 밀봉되는데 소요되는 밀봉시간과 동일하거나 많은 시간 동안, 피어싱 유닛(12)이 또 다른 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)에 내부가스 배출 경로 형성하고, 및 피어싱 챔버(10)의 내부공간(11)이 설정된 진공압력로 감압된다.
또한 피어싱 유닛(12)에 의해 내부가스 배출 경로 형성하기 전에 내부공간(11)에 불활성가스가 주입될 수 있다.
피어싱 공정에 의해 전해액이 대기의 수분과 접촉되면, 이차전지 성능저하 물질 생성하는 반응이 발생된다. 이를 방지하기 위해 피어싱 공정 전에 내부공간(11)에 불활성가스(Ar, He 등)를 주입한다.
또한, 진공화 과정에서도 불활성 가스를 주기적으로 공급하는 것은, 진공화 속도를 향상시키는 효과적인 방법이 될 수 있다.
구체적으로, 내부공간(11)의 압력이 낮아질수록 진공화 속도가 늦어진다. 불활성가스를 주입한 다시 빼내는 과정을 거치면 진공화 속도가 늦어지는 것을 개선할 수 있다.
본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치에서, 밀봉시간은, 바람직하게는 4 내지 6분이고, 진공압력은 10 torr이다.
또한, 또한 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치에서, 제1 구획도어(120)는, 피어싱 챔버(10)와 제1 버퍼챔버(20)가 설정된 진공압력으로 조절된 상태에서 개방되고, 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)가 피어싱 챔버(10)에서 제1 버퍼챔버(20)로 이송된 후 닫혀진다.
또한, 또한 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 디가스 장치에서, 제4 구획도어(150)는, 제2 버퍼챔버(40)와 배출챔버(50)가 설정된 진공압력으로 조절된 상태에서 개방되고, 제1 수량의 디가스 대상 파우치(1)가 제2 버퍼챔버(40)에서 배출챔버(50)로 이송된 후 닫혀진다.

Claims (7)

  1. 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 수용되며, 내부공간의 압력이 진공과 대기압 중에서 선택적으로 제어되고, 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치에 내부가스 배출 경로 형성을 위한 피어싱 유닛이 구비되는 피어싱 챔버;
    내부 압력이 진공으로 유지되며, 상기 피어싱 챔버에서 배출되는 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 수용되는 제1 버퍼챔버;
    내부 압력이 진공으로 유지되며, 상기 제1 버퍼챔버에 수용된 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치를 상기 제1 수량보다 작은 제2 수량 단위로 순차로 공급받아 밀봉시키는 밀봉유닛을 가지는 밀봉챔버;
    내부 압력이 진공으로 유지되며, 상기 밀봉챔버로부터 상기 제2 수량의 디가스 대상 파우치를 공급받아 순차로 수용하는 제2 버퍼챔버; 및
    상기 제2 버퍼챔버로부터 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치를 공급받아 수용하며, 내부공간의 압력이 진공과 대기압 중에서 선택적으로 제어되는 배출(unloading) 챔버;를 가지는 이차전지 제조용 디가스 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 피어싱 챔버는,
    일측에 구비되고, 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 투입되는 투입게이트;
    타측에 구비되고, 개폐가능하게 구비되며, 상기 피어싱 챔버와 상기 제1 버퍼챔버를 구획하는 제1 구획도어; 및
    상기 내부공간의 압력 제어를 위한 제1 압력조절부;를 가지며,
    상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 상기 밀봉챔버를 경유하여 밀봉되는데 소요되는 밀봉시간과 동일하거나 많은 시간 동안 상기 피어싱 유닛에 의한 상기 내부가스 배출 경로 형성 및 상기 내부공간을 설정된 진공압력으로 감압하는 이차전지 제조용 디가스 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 피어싱 유닛에 의해 상기 내부가스 배출 경로 형성하기 전에 상기 내부공간에 불활성가스에 주입되는 이차전지 제조용 디가스 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 밀봉시간은, 4~6분이고, 상기 진공압력은 10 torr인 이차전지 제조용 디가스 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 배출챔버는,
    일측에 구비되고, 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 배출되는 배출게이트;
    타측에 구비되고, 개폐가능하게 구비되며, 상기 제2 버퍼챔버와 상기 배출챔버를 구획하는 제4 구획도어; 및
    상기 배출게이트와 상기 제4 구획도어를 구획되는 배출공간의 압력 제어를 위한 제2 압력조절부;를 가지는 이차전지 제조용 디가스 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 버퍼챔버와 상기 밀봉챔버를 구획하며, 개폐가능하게 구비되는 제2 구획도어; 및
    상기 밀봉챔버와 상기 제2 버퍼챔버를 구획하며, 개폐가능하게 구비되는 제3 구획도어;를 가지는 이차전지 제조용 디가스 장치.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 구획도어는, 상기 피어싱 챔버와 상기 제1 버퍼챔버가 상기 설정된 진공압력으로 조절된 상태에서 개방되고, 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 상기 피어싱 챔버에서 상기 제1 버퍼챔버로 이송된 후 닫혀지며,
    상기 제4 구획도어는, 상기 제2 버퍼챔버와 상기 배출챔버가 상기 설정된 진공압력으로 조절된 상태에서 개방되고, 상기 제1 수량의 디가스 대상 파우치가 상기 제2 버퍼챔버에서 상기 배출챔버로 이송된 후 닫혀지는 이차전지 제조용 디가스 장치.
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