KR20150050223A - 가압 트레이 및 이에 적용되는 가압 지그 - Google Patents

가압 트레이 및 이에 적용되는 가압 지그 Download PDF

Info

Publication number
KR20150050223A
KR20150050223A KR1020130131752A KR20130131752A KR20150050223A KR 20150050223 A KR20150050223 A KR 20150050223A KR 1020130131752 A KR1020130131752 A KR 1020130131752A KR 20130131752 A KR20130131752 A KR 20130131752A KR 20150050223 A KR20150050223 A KR 20150050223A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressing jig
battery cell
receiving area
frame
pouch case
Prior art date
Application number
KR1020130131752A
Other languages
English (en)
Inventor
박석정
송민선
이영환
정대식
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 KR1020130131752A priority Critical patent/KR20150050223A/ko
Publication of KR20150050223A publication Critical patent/KR20150050223A/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
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
    • 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
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/30—Preventing polarity reversal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이는, 복수의 배터리 셀을 수용하며, 스웰링 현상에 의해 부풀어 오른 상기 배터리 셀에 압력을 가하는 것으로서, 상기 가압 트레이의 외형을 정의하는 프레임; 및 상기 복수의 배터리 셀 사이에 배치되어 상기 프레임의 내부 공간을 구획하되, 기체 주입 방식에 의해 팽창하여 상기 배터리 셀을 가압하는 복수의 가압 지그를 포함한다.
본 발명에 따르면, 활성화 공정 과정에서 배터리 셀을 가압할 때 배터리 셀의 전체면에 고르게 압력이 전달될 수 있으며, 이로써 각각의 배터리 셀이 일정한 두께를 가질 수 있을 뿐만 아니라, 배터리 셀의 가압 과정에서 배터리 셀의 위치가 바뀌지 않으므로 충방전 셀이 정확한 위치에서 배터리 셀과 결합될 수 있게 된다.

Description

가압 트레이 및 이에 적용되는 가압 지그{Pressure tray and Pressure jig applied for the same}
본 발명은 가압 트레이 및 이에 적용되는 가압 지그에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 에어의 주입에 따라 배터리 셀을 가압할 수 있는 구조를 가짐으로써 배터리 셀에 고른 압력을 전달할 수 있는 가압 트레이 및 이에 적용되는 가압 지그에 관한 것이다.
일반적으로, 전지라고 하면 적어도 한 세트의 단자 사이에서 전위를 공급하는 전기 화학적 전지(electrochemical cell) 및 전지들의 집합을 포함하는 장치를 의미한다. 전지의 단자들은 전기적으로, 예를 들면 직류 부하에 접속되어 그 부하에 에너지 즉 전압을 제공할 수 있다. 전지는 건전지, 습전지(예를 들면, 납-산(lead-acid)전지), 및 일반적으로 화학적으로 이용 가능한 기전력을 전류로 변환하는 기타 장치를 포함한다.
이러한 전지 중에서 이차 전지는 양극판/세퍼레이터/음극판의 3단층 구조 또는 양극판/세퍼레이터/음극판/세퍼레이터/양극판의 5단층 이상의 다층 구조로 된 전극조립체를 만들고, 이러한 전극조립체를 파우치에 수용하여 제작되는데, 이러한 이차 전지를 파우치형 이차 전지라 하기도 한다.
이차 전지의 특성은 사용 후 재충전될 수 있고, 그 용량이 무한정은 아니지만 어느 정도까지 방전 처리를 역으로 행함으로써 동일 전지의 반복적인 사용이 가능하다는 것이다. 다시 말해, 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지로서, 핸드폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 첨단 전자기기 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지(2)는 기존의 납 축전지와, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차 전지와 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있는 추세이다.
이러한 리튬 이차 전지에 사용되는 양극 활물질으로는 리튬계 산화물, 음극 활물질으로는 탄소재를 사용하고 있다. 이러한 활물질을 이용하여 양극 활물질이 형성된 양극 집전체에 양극탭이 구비된 양극판, 음극 활물질이 형성된 음극 집전체에 음극탭이 구비된 음극판 및 상기 양극판과 음극판 사이에 개재되어 있는 세퍼레이터를 적층함으로써 소정 면적의 전극 조립체를 제조하고, 이러한 전극 조립체를 파우치에 수용하여 파우치의 일측 개방부를 통해 파우치 내부에 전해액을 주입하고, 이차 전지에 충방전을 완료한 다음, 파우치의 일측 개방부를 밀봉함으로써 파우치형 이차 전지의 제조를 완료하게 된다.
이때, 파우치형 이차 전지의 파우치 내부에 전해액이 채워지면, 파우치 자체의 양면 부분이 외부로 볼록하게 되므로, 전지의 용량을 높이기 위해 이차 전지의 파우치 양면 부분을 눌러주는 작업(스퀴징)이 필요하다. 다시 말해, 이차 전지의 파우치 내부에 충진된 전해액이 고르게 퍼져야 전지의 용량이 커질 수 있으므로, 전해액을 고르게 퍼지도록 이차 전지의 스퀴징 작업이 필요하며, 아울러, 이차 전지의 전극 조립체의 각 전지셀 사이의 간극이 최대한 콤팩트하게 밀착되어 역시 전지의 용량이 커질 수 있게 된다.
이러한 스퀴징 작업을 수행함에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 가압 트레이(1)가 적용되는 경우, 가압이 진행됨에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 가압 지그(2)와 배터리 셀(3)의 대향 면이 평행을 이루지 못할 수도 있으며, 이로써 배터리 셀의 양 측 면 상에 인가되는 압력의 분포가 고르지 못할 수 있다.
이처럼, 가압 시의 압력 분포가 고르지 못한 경우, 배터리 셀(3)이 손상되거나 전해액이 전체적으로 고르게 함침되지 못하여 품질이 저하되는 현상이 발생될 수 있다.
또한, 종래의 가압 트레이(1)는 가압 지그(2)의 일 방향 이동에 따라 각각의 배터리 셀(3)의 위치가 이동될 수 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 배터리 셀(3)의 두께(d)가 고르지 못한 경우 일정 간격으로 설치된 충방전 캡(4)이 정확한 위치에서 배터리 셀(3)과 결합될 수 없는 현상이 발생될 수 있다.
이처럼, 종래의 가압 트레이(1) 구조에서는, 배터리 셀(3)에 대한 가압 공정 과정에서 다양한 문제점이 발생될 수 있고, 이러한 문제점들은 결과적으로 배터리 셀(3)의 품질 및 생산성을 저해하게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 에어의 주입에 따라 배터리 셀을 가압할 수 있도록 구성된 가압 지그를 구비하는 가압 트레이를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 위에서 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이는, 복수의 배터리 셀을 수용하며, 스웰링 현상에 의해 부풀어 오른 상기 배터리 셀에 압력을 가하는 것으로서, 상기 가압 트레이의 외형을 정의하는 프레임; 및 상기 복수의 배터리 셀 사이에 배치되어 상기 프레임의 내부 공간을 구획하되, 기체 주입 방식에 의해 팽창하여 상기 배터리 셀을 직접 또는 간접적으로 가압하는 복수의 가압 지그를 포함한다.
상기 복수의 가압 지그는, 상기 내부 공간에서 서로 일정한 간격을 두고 배치될 수 있다.
상기 가압 지그는, 기체의 주입에 따른 팽창에 의해 유동되지 않도록 상기 프레임 상에 고정될 수 있다.
상기 가압 지그는, 하나의 에어백 형태로 구현될 수 있다.
상기 가압 지그는, 상기 프레임 상에 고정되는 스페이서; 및 상기 스페이서의 양 면 상에 고정되어 기체 주입 방식에 의해 팽창하는 한 쌍의 에어백을 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀은, 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드; 및 상기 전극 조립체를 수용하되, 상기 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 실링되는 파우치 케이스를 포함할 수 있다.
상기 파우치 케이스는, 상기 전극 조립체를 수용하는 수용 영역; 및 상기 수용 영역으로부터 상기 파우치 케이스의 외측 방향으로 연장되어 실링되는 테두리 영역을 포함할 수 있다.
상기 가압 지그는, 상기 수용 영역과 대면하며, 기체의 주입에 따라 팽창하여 상기 수용 영역을 가압할 수 있다.
상기 가압 지그는, 상기 수용 영역과 동일하거나 더 넓은 면적을 가질 수 있다.
한편, 상기 기술적 과제는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 지그에 의해서도 해결될 수 있는데, 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 지그는, 프레임의 내부 공간을 구획하며, 상기 내부 공간에 수용되는 복수의 배터리 셀 사이마다 배치되어 상기 배터리 셀을 가압하는 것으로서, 상기 가압 지그는, 기체 주입 방식에 의해 팽창하여 상기 배터리 셀을 가압한다.
상기 가압 지그는, 상기 내부 공간에서 서로 일정한 간격을 두고 복수 개 배치될 수 있다.
상기 가압 지그는, 기체의 주입에 따른 팽창에 의해 유동되지 않도록 상기 프레임 상에 고정될 수 있다.
상기 가압 지그는, 하나의 에어백 형태로 구현될 수 있다.
상기 가압 지그는, 상기 프레임 상에 고정되는 스페이서; 및 상기 스페이서의 양 면 상에 고정되어 기체 주입 방식에 의해 팽창하는 한 쌍의 에어백을 포함할 수 있다.
상기 배터리 셀은, 전극 탭을 구비하는 전극 조립체; 상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드; 및 상기 전극 조립체를 수용하되, 상기 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 실링되는 파우치 케이스를 포함할 수 있다.
상기 파우치 케이스는, 상기 전극 조립체를 수용하는 수용 영역; 및 상기 수용 영역으로부터 상기 파우치 케이스의 외측 방향으로 연장되어 실링되는 테두리 영역을 포함할 수 있다.
상기 가압 지그는, 상기 수용 영역과 대면하며, 기체의 주입에 따라 팽창하여 상기 수용 영역을 가압할 수 있다.
상기 가압 지그는, 상기 수용 영역과 동일하거나 더 넓은 면적을 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 활성화 공정 과정에서 배터리 셀을 가압할 때 배터리 셀의 전체면에 고르게 압력이 전달될 수 있으며, 이로써 각각의 배터리 셀이 일정한 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 배터리 셀의 가압 과정에서 배터리 셀의 위치가 바뀌지 않으므로 충방전 셀이 정확한 위치에서 배터리 셀과 결합될 수 있게 된다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1 내지 도 3은 종래의 가압 트레이를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이에 배터리 셀이 장착된 모습을 나타내는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이를 나타내는 평면도이다.
도 6 및 도 7은 도 4에 도시된 배터리 셀의 구체적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 4에 도시된 가압 트레이에 적용되는 가압 지그의 일 형태를 나타내는 도면이다.
도 9은 도 8에 도시된 가압 지그의 다른 형태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이(10)의 전체적인 구성을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이에 배터리 셀이 장착된 모습을 나타내는 측면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이를 나타내는 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이(10)는, 배터리 셀(20)에 대한 활성화 공정에 있어서, 충/방전에 의한 스웰링(swelling) 현상으로 인해 부풀어 오른 배터리 셀(20)을 가압함으로써 부피를 줄이는 동시에 전해액의 함침성을 향상시키기 위해 이용되는 설비로서, 프레임(11) 및 가압 지그(12)를 포함한다.
상기 프레임(11)은 가압 트레이(10)의 외형을 정의하는 것으로서, 복수의 배터리 셀(20)을 수용한다.
상기 가압 지그(12)는 복수의 배터리 셀(20) 사이에 배치되어 프레임(11)의 내부 공간을 구획하며, 기체 주입 방식에 의해 팽창하여 배터리 셀(20)의 양 측으로부터 압력을 가함으로써 배터리 셀(20)의 부피를 줄이고, 배터리 셀(20) 내에 주입된 전해액의 함침성을 향상시킨다.
이러한 가압 지그(12)는 프레임(11)의 내부 공간에서 일정한 간격을 두고 배치되는 것이 바람직하다. 이는, 가압에 따라 복수의 배터리 셀(20)의 두께가 일정하게 형성될 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 상기 가압 지그(12)는 기체의 주입에 따른 팽창에 의해 유동되지 않도록 프레임(11) 상에 고정되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 가압 지그(12)는 지그 자체의 위치 이동에 의해 배터리 셀(20)을 가압하는 것이 아니라, 고정된 위치에서 기체의 주입에 따라 팽창함으로써 배터리 셀(20)을 가압 함으로써 배터리 셀(20)과의 접촉 면 전체에 고른 압력을 전달 할 수 있는 것이다.
다만, 이러한 가압 지그(12)가 팽창함에 따라 반드시 배터리 셀(20)을 직접 가압해야만 하는 것은 아니다. 즉, 도 4 및 도 5에 도시되어 있지는 않으나, 상기 가압 지그(12)가 팽창함에 따라 가압 지그(12)와 배터리 셀(20) 사이에 개재된 별도의 플레이트(미도시)를 통해 배터리 셀(20)에 압력을 가하는 방식이 적용될 수도 있는 것이다.
한편, 본 발명에 있어서, 가압의 대상이 되는 배터리 셀(20)은 파우치 타입(pouch type)의 배터리 셀이다. 즉, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 배터리 셀(20)은 전극 조립체(21), 한 쌍의 전극 리드(22), 실란트(23) 및 파우치 케이스(24)를 포함한다.
상기 전극 조립체(21)는 양극 판, 음극 판, 분리 막(미도시) 및 전극 탭(21a)을 포함한다. 상기 전극 조립체(21)는 적층된 양극 판 및 음극 판 사이에 분리 막을 개재하여 형성된 적층형 전극 조립체일 수 있다. 다만, 상기 전극 조립체(21)의 타입이 적층형으로 제한되는 것은 아니며, 젤리롤(jelly-roll) 타입으로 형성되는 것도 가능함은 물론이다.
상기 전극 탭(21a)은 전극 판, 즉 양극 판 또는 음극 판과 일체로 형성되는 것으로서, 전극 판 중 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부 영역에 해당한다. 즉, 상기 전극 탭(21a)은 양극 판 중 양극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당하는 양극 탭 및 음극 판 중 음극 활물질이 도포되지 않은 영역에 해당하는 음극 탭을 포함한다.
상기 전극 리드(22)는 얇은 판상의 금속으로서 전극 탭(21a)에 부착되어 전극 조립체(21)의 외측 방향으로 연장된다. 상기 전극 리드(22)는 양극 탭과 연결되는 양극 리드 및 음극 탭과 연결되는 음극 리드를 포함한다.
상기 양극 리드 및 음극 리드는 양극 탭 및 음극 탭의 형성 위치에 따라 도 1에 도시된 바와 같이 서로 동일한 방향으로 연장될 수도 있고, 이와는 달리 서로 반대 방향으로 연장될 수도 있다.
상기 실란트(23)는 전극 리드(22)의 폭 방향 둘레에 부착되어 전극 리드(22)와 파우치 케이스(24)의 내측 면 사이에 개재되는 것으로서, 절연성 및 열 융착성을 갖는 필름으로 이루어진다. 상기 실란트(23)는, 예를 들어, 폴리이미드(PI: polyimide), 폴리프로필렌(PP: polyprophylene), 폴리에틸렌(PE: polyethylene) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate) 등으로부터 선택된 어느 하나 이상의 물질 층(단일 막 또는 다중 막)으로 이루어질 수 있다.
상기 실란트(23)는 전극 리드(22)와 파우치 케이스(24)의 금속 층 사이에서 단락이 발생되는 것을 방지한다. 뿐만 아니라, 상기 실란트(25)는 전극 리드(22)가 인출되는 영역에서 파우치 케이스(24)의 밀봉력을 향상시키는 역할을 한다.
즉, 금속 플레이트로 이루어진 전극 리드(22)와 파우치 케이스(14)의 내측 면 사이는 접착이 잘 이루어지지 않으므로 파우치 케이스(24)의 테두리 영역(S)을 열 융착하여 실링하더라도 전극 리드(22)가 인출된 영역에서의 밀봉성은 떨어질 수 있다. 또한, 이러한 밀봉성 저하 현상은 전극 리드(22)의 표면에 니켈(Ni)이 코팅된 경우 더욱 두드러지게 나타난다.
따라서, 상기 실란트(23)를 전극 리드(22) 및 파우치 케이스(24) 내측 면 사이에 개재시킴으로써 배터리 셀(20)의 밀봉성을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기 파우치 케이스(24)는 전극 조립체를 수용하는 수용 영역(R) 및 수용 영역(R)으로부터 파우치 케이스(24)의 외측 방향으로 연장되어 형성된 테두리 영역(S)을 구비한다.
상기 파우치 케이스(24)는 전극 리드(22)가 외부로 인출되도록 수용 영역(R) 내에 전극 조립체(21)를 수용한 채로 테두리 영역(S)이 열 융착에 의해 실링됨으로써 밀봉된다.
상기 파우치 케이스(24)는 우수한 열 융착성, 형상을 유지하고 전극 조립체(21)를 보호하기 위한 강성 및 절연성을 모두 확보하기 위해 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 파우치 케이스(24)는 최 내측에 위치하여 전극 조립체(21)와 대면하는 제1 층, 최 외측에 위치하여 외부 환경에 직접 노출되는 제2 층 및 상기 두 층 사이에 개재되는 제3 층(미도시)을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
이 경우, 예를 들어, 상기 제1 층은 폴리프로필렌(PP)과 같이 전해액에 대한 내부식성, 절연성 및 열 융착성을 갖는 재질로 이루어질 수 있고, 제2 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같이 형태 유지를 위한 강성 및 절연성을 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 제3 층은 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질로 이루어질 수 있다.
이러한 파우치 타입의 배터리 셀(20)은, 활성화 공정에 있어서, 반복되는 충/방전으로 인해 발생된 내부 가스로 인해 도 7에 도시된 바와 같이 수용 영역(R)이 부풀어 오르는 현상, 즉 스웰링 현상을 일으키게 된다.
이처럼 스웰링 현상이 발생된 배터리 셀(20)을 가압하여 부피를 줄여줌으로써 배터리 셀(20)의 에너지 밀도를 높이고, 셀 내부에 주입된 전해액이 전극 조립체(21)에 빠르고 고르게 함침되도록 할 수 있는 것이다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 가압 지그(12)는 이러한 배터리 셀(20)의 수용 영역과 대면하도록 설치되며, 기체의 주입에 따라 팽창하여 배터리 셀(20)의 수용 영역(R)을 가압한다.
따라서, 상기 배터리 셀(20)의 수용 영역(R)에 전체적으로 고른 압력을 전달하기 위해, 가압 지그(12)는 수용 영역(R)과 동일하거나 더 넓은 면적을 갖는 것이 바람직하다.
한편, 도 8을 참조하면, 상기 가압 지그(12)는, 예를 들어, 컴프레서 노즐(L)과 연결되는 하나의 에어백(air bag) 형태로 구현될 수 있다.
또한, 도 9를 참조하면, 상기 가압 지그(12)는, 프레임(11) 상에 고정되는 스페이서(12a) 및 스페이서(12a)의 양 면 상에 고정되어 기체 주입 방식에 의해 팽창하는 한 쌍의 에어백(12b)을 포함하는 형태로 구현될 수도 있다.
물론, 본 발명에 적용되는 가압 지그(12)는, 이러한 예시적인 형태로 제한되는 것은 아니며, 기체의 주입에 따라 팽창함으로써 배터리 셀(20)에 압력을 가할 수 있는 형태라면 제한 없이 적용이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가압 트레이(10)는 기체 주입에 따른 팽창 방식으로 배터리 셀(20)을 가압하는 구조를 가짐으로써 배터리 셀(20)과의 접촉 면에 전체적으로 고른 압력을 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 지그 자체가 갖는 무게 및 사이즈를 최소화 할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10: 가압 트레이 11: 프레임
12: 가압 지그 L: 컴프레서 노즐
12a: 스페이서 12b: 에어백
20: 배터리 셀 21: 전극 조립체
21a: 전극 탭 22: 전극 리드
23: 실란트 24: 파우치 케이스
R: 수용 영역 S: 테두리 영역

Claims (18)

  1. 복수의 배터리 셀을 수용하며, 스웰링 현상에 의해 부풀어 오른 상기 배터리 셀에 압력을 가하는 가압 트레이에 있어서,
    상기 가압 트레이의 외형을 정의하는 프레임; 및
    상기 복수의 배터리 셀 사이에 배치되어 상기 프레임의 내부 공간을 구획하되, 기체 주입 방식에 의해 팽창하여 상기 배터리 셀을 직접 또는 간접적으로 가압하는 복수의 가압 지그를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 가압 지그는,
    상기 내부 공간에서 서로 일정한 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가압 지그는,
    기체의 주입에 따른 팽창에 의해 유동되지 않도록 상기 프레임 상에 고정되는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가압 지그는,
    하나의 에어백 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가압 지그는,
    상기 프레임 상에 고정되는 스페이서; 및
    상기 스페이서의 양 면 상에 고정되어 기체 주입 방식에 의해 팽창하는 한 쌍의 에어백을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 셀은,
    전극 탭을 구비하는 전극 조립체;
    상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드; 및
    상기 전극 조립체를 수용하되, 상기 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 실링되는 파우치 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 파우치 케이스는,
    상기 전극 조립체를 수용하는 수용 영역; 및
    상기 수용 영역으로부터 상기 파우치 케이스의 외측 방향으로 연장되어 실링되는 테두리 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가압 지그는,
    상기 수용 영역과 대면하며,
    기체의 주입에 따라 팽창하여 상기 수용 영역을 가압하는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 가압 지그는,
    상기 수용 영역과 동일하거나 더 넓은 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 가압 트레이.
  10. 프레임의 내부 공간을 구획하며, 상기 내부 공간에 수용되는 복수의 배터리 셀 사이마다 배치되어 상기 배터리 셀을 가압하는 가압 지그에 있어서,
    상기 가압 지그는,
    기체 주입 방식에 의해 팽창하여 상기 배터리 셀을 가압하는 것을 특징으로 하는 가압 지그.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가압 지그는,
    상기 내부 공간에서 서로 일정한 간격을 두고 복수 개 배치되는 것을 특징으로 하는 가압 지그.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 가압 지그는,
    기체의 주입에 따른 팽창에 의해 유동되지 않도록 상기 프레임 상에 고정되는 것을 특징으로 하는 가압 지그.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 가압 지그는,
    하나의 에어백 형태로 구현되는 것을 특징으로 하는 가압 지그.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 가압 지그는,
    상기 프레임 상에 고정되는 스페이서; 및
    상기 스페이서의 양 면 상에 고정되어 기체 주입 방식에 의해 팽창하는 한 쌍의 에어백을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 지그.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 배터리 셀은,
    전극 탭을 구비하는 전극 조립체;
    상기 전극 탭과 연결되는 전극 리드; 및
    상기 전극 조립체를 수용하되, 상기 전극 리드가 외부로 인출된 상태로 실링되는 파우치 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 지그.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 파우치 케이스는,
    상기 전극 조립체를 수용하는 수용 영역; 및
    상기 수용 영역으로부터 상기 파우치 케이스의 외측 방향으로 연장되어 실링되는 테두리 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 가압 지그.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가압 지그는,
    상기 수용 영역과 대면하며,
    기체의 주입에 따라 팽창하여 상기 수용 영역을 가압하는 것을 특징으로 하는 가압 지그.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 가압 지그는,
    상기 수용 영역과 동일하거나 더 넓은 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 가압 지그.
KR1020130131752A 2013-10-31 2013-10-31 가압 트레이 및 이에 적용되는 가압 지그 KR20150050223A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130131752A KR20150050223A (ko) 2013-10-31 2013-10-31 가압 트레이 및 이에 적용되는 가압 지그

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130131752A KR20150050223A (ko) 2013-10-31 2013-10-31 가압 트레이 및 이에 적용되는 가압 지그

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150050223A true KR20150050223A (ko) 2015-05-08

Family

ID=53388140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130131752A KR20150050223A (ko) 2013-10-31 2013-10-31 가압 트레이 및 이에 적용되는 가압 지그

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150050223A (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107331895A (zh) * 2017-06-08 2017-11-07 东莞锂威能源科技有限公司 一种改善电芯电解液保有量精度的方法
CN107452915A (zh) * 2017-09-18 2017-12-08 华霆（合肥）动力技术有限公司 电池安装结构及电源装置
CN107706457A (zh) * 2017-05-09 2018-02-16 南京国轩电池有限公司 一种锂电池化成夹具
JP2018198112A (ja) * 2017-05-23 2018-12-13 日産自動車株式会社 バッテリセルの加圧装置におけるスペーサ
CN110419132A (zh) * 2017-09-18 2019-11-05 株式会社Lg化学 包括使用治具的固定过程的制造袋形电池单体的方法
US20210193997A1 (en) * 2018-06-04 2021-06-24 Lg Chem, Ltd. Battery cell, secondary battery, and method of manufacturing battery cell
CN113611906A (zh) * 2021-08-02 2021-11-05 中航锂电科技有限公司 电池的装配方法及电池包
CN113748554A (zh) * 2019-05-08 2021-12-03 株式会社Lg新能源 全固态电池的制造方法及使用该方法制造的全固态电池
US11769899B2 (en) 2019-10-30 2023-09-26 Lg Energy Solution, Ltd. Press jig and method of manufacturing secondary battery using same
WO2024119334A1 (zh) * 2022-12-05 2024-06-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 托盘及其使用方法以及电池生产设备

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107706457A (zh) * 2017-05-09 2018-02-16 南京国轩电池有限公司 一种锂电池化成夹具
JP2018198112A (ja) * 2017-05-23 2018-12-13 日産自動車株式会社 バッテリセルの加圧装置におけるスペーサ
CN107331895A (zh) * 2017-06-08 2017-11-07 东莞锂威能源科技有限公司 一种改善电芯电解液保有量精度的方法
CN107452915A (zh) * 2017-09-18 2017-12-08 华霆（合肥）动力技术有限公司 电池安装结构及电源装置
CN110419132A (zh) * 2017-09-18 2019-11-05 株式会社Lg化学 包括使用治具的固定过程的制造袋形电池单体的方法
US20210193997A1 (en) * 2018-06-04 2021-06-24 Lg Chem, Ltd. Battery cell, secondary battery, and method of manufacturing battery cell
US11631846B2 (en) * 2018-06-04 2023-04-18 Lg Energy Solutions, Ltd. Battery cell, secondary battery, and method of manufacturing battery cell
CN113748554A (zh) * 2019-05-08 2021-12-03 株式会社Lg新能源 全固态电池的制造方法及使用该方法制造的全固态电池
US11769899B2 (en) 2019-10-30 2023-09-26 Lg Energy Solution, Ltd. Press jig and method of manufacturing secondary battery using same
CN113611906A (zh) * 2021-08-02 2021-11-05 中航锂电科技有限公司 电池的装配方法及电池包
WO2024119334A1 (zh) * 2022-12-05 2024-06-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 托盘及其使用方法以及电池生产设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150050223A (ko) 가압 트레이 및 이에 적용되는 가압 지그
KR101769107B1 (ko) 스페이서의 교체가 용이한 구조를 갖는 가압 트레이
US6558438B1 (en) Method for producing a pressurized package for a film packed battery
KR102087992B1 (ko) 파우치형 이차전지 및 파우치 필름 포밍 장치
KR102164460B1 (ko) 가압 트레이
KR101713042B1 (ko) 전지셀 고온 가압 장치
KR102075618B1 (ko) 파우치형 이차전지 및 파우치 필름 포밍 장치
KR102004295B1 (ko) 이차 전지의 제조방법
KR102256599B1 (ko) 가압 지그 및 이를 이용한 이차전지 제조 방법
KR101651515B1 (ko) 전해액 자동 보충이 가능한 이차전지
KR101735511B1 (ko) 패턴화된 형상을 갖는 배터리 셀 및 그 제조방법
KR20150107102A (ko) 전지셀의 제조방법 및 전지셀의 가스 제거 장치
US20220115688A1 (en) Sequential pressure formation jig and formation method using same
KR20150082957A (ko) 가압 트레이
KR20180091255A (ko) 배터리 셀 제조 장치 및 방법
JP2013546136A (ja) パウチおよびパウチ型二次電池
KR20120069297A (ko) 전해액 재충전이 가능한 이차 전지
KR101735512B1 (ko) 개선된 전극 리드 구조를 갖는 이차전지 및 그 제조방법
KR20170058047A (ko) 일회용 가스 포집부를 포함하고 있는 파우치형 전지케이스 및 이를 포함하는 이차전지의 제조방법
US11949062B2 (en) Pressing jig for removing gas trap and method for manufacturing secondary battery using same
KR102282481B1 (ko) 가압 지그 및 이를 이용한 이차전지 제조 방법
KR100898069B1 (ko) 리튬 이온 전지의 전극조립체 및 이를 이용한 파우치형 전지
KR101379691B1 (ko) 전해액 재충전이 가능한 이차 전지
KR20220011030A (ko) 이차 전지의 제조 방법 및 가압 패드
KR20180137346A (ko) 퇴화셀 회생 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment