(57)【要約】【課題】多数個のセル積層体にリチウムイオンを同時にフリードーピングさせることができるエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽を提供する。【解決手段】本発明は電解液を収容したドーピング槽;前記ドーピング槽内に備えられたリチウム箔;及び前記リチウム箔及び前記ドーピング槽の電解液に浸るように備えられる少なくとも一つのセル積層体に電源を供給する電源供給手段;を含み、前記電源供給手段は前記セル積層体の陽極と陰極の間に電源を供給する充電工程と前記リチウム箔とセル積層体の陽極の間に電源を供給する放電工程を行って前記セル積層体の陰極にリチウムをドーピングするエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽が提供される。【選択図】図１
2011243941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を収容したドーピング槽;
前記ドーピング槽内に備えられたリチウム箔;及び
前記リチウム箔及び前記ドーピング槽の電解液に浸るように備えられる少なくとも一つのセル積層体に電源を供給する電源供給手段;を含み、
前記電源供給手段は前記セル積層体の陽極と陰極の間に電源を供給する充電工程と前記リチウム箔とセル積層体の陽極の間に電源を供給する放電工程を行って前記セル積層体の陰極にリチウムをドーピングするものである、エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項２】
前記ドーピング槽は前記電解液の温度を調節する温度調節手段を備える請求項１に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項３】
前記充電工程を先に行った後に前記放電工程を行い、前記充電工程及び放電工程を繰り返して行う請求項１または２に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項４】
電解液を収容し、底面と前記底面から延長された四つの側面を備えたドーピング槽；
前記ドーピング槽内の四つの側面のうち少なくとも一つの側面上に位置するリチウム箔；
前記ドーピング槽の一側面に位置する陽極接続手段;
前記ドーピング槽の一側面と対応する他側面に位置する陰極接続手段;及び
前記陽極接続手段、陰極接続手段及びリチウム箔に電源を供給する電源供給手段;
を含むエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項５】
前記エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽内に収容されて前記電解液に浸る少なくとも一つのセル積層体をさらに含み、
前記セル積層体は陽極、陰極及びセパレーターを含み、前記陽極と陰極の間に前記セパレーターが介在され、
前記陽極は前記陽極接続手段に連結されて、前記陰極は前記陰極接続手段に連結される請求項４に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項６】
前記電源供給手段は前記陽極接続手段と陰極接続手段の間に電源を供給する充電工程と前記リチウム箔と前記陽極接続手段の間に電源を供給する放電工程を行って前記陰極にリチウムをドーピングするものである、請求項５に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項７】
前記充電工程を先に行った後に前記放電工程を行い、前記充電工程及び放電工程を繰り返して行う請求項６に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項８】
前記陽極及び陰極は締結部材によって夫々陽極接続手段及び陰極接続手段に物理的及び電気的に連結される請求項５に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項９】
前記締結部材はクランプである請求項８に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項１０】
前記陽極接続手段は前記ドーピング槽の一側面に固定され、前記電源供給手段と電気的に連結された陽極本体部及び前記陽極本体部から前記他側面に向けて一定の長さで延長された少なくとも一つの陽極ロッド部を含み、
前記陰極接続手段は前記ドーピング槽の他側面に固定されて、前記電源供給手段と電気的に連結された陰極本体部及び前記陰極本体部から前記一側面に向けて一定の長さで延長された少なくとも一つの陰極ロッド部を含む請求項４から９のうちいずれか１つに記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項１１】
前記陽極本体部は前記ドーピング槽の一側面の外側に固定され、前記陽極ロッド部は前記一側面を貫通して備えられて、
前記陰極本体部は前記ドーピング槽の他側面の外側に固定され、前記陰極ロッド部は前記他側面を貫通して備えられる請求項１０に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項１２】
前記陽極本体部及び陰極本体部は導電物質を含み、
前記陽極本体部の両側端のうち少なくとも一つに連結された陽極連結端子、及び、
前記陰極本体部の両側端のうち少なくとも一つに連結された陰極連結端子を含み、
前記陽極連結端子及び陰極連結端子を介して前記電源供給手段と陽極ロッド部及び陰極ロッド部が電気的に連結される請求項１０に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項１３】
前記ドーピング槽の四つの側面がなす四つの角のうちいずれか一つの角に位置したリチウム固定タブをさらに含む請求項４から１２のうちいずれか１つに記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項１４】
前記リチウム固定タブは前記リチウム箔と物理的に締結されて前記リチウム箔を固定し、前記電源供給手段と電気的に連結されていて、前記電源供給手段と前記リチウム箔を電気的に連結する請求項１３に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項１５】
前記リチウム固定タブの一定領域には前記ドーピング槽の側面と一定の間隔で離隔されるように段差部が形成されていて、
前記リチウム箔は前記リチウム固定タブの段差部と前記ドーピング槽の側面の間に形成された離隔空間に挟まれて固定される請求項１４に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項１６】
前記リチウム固定タブの上部には前記電源供給手段と連結されるタブ連結端子を備える請求項１４に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項１７】
前記電解液の温度を調節する温度調節手段をさらに含む請求項４から１６のうちいずれか１つに記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項１８】
前記温度調節手段はヒーターであり、前記ヒーターは前記ドーピング槽の底面上に備えられる請求項１７に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項１９】
前記ドーピング槽は前記電解液をドーピング槽から排出する電解液排水口を含む請求項４から１８のうちいずれか１つに記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項２０】
前記電解液排水口は前記ドーピング槽の側面に備えられ、前記ドーピング槽の底面と隣接した位置に備えられた請求項１９に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項２１】
前記ドーピング槽の底面は全体的に傾いていて、前記電解液排水口が備えられた側面と接する底面側がもっと低い位置になるように傾いている請求項２０に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項２２】
前記リチウム箔は前記陽極接続手段及び陰極接続手段よりは下部に位置する請求項４から２１のうちいずれか１つに記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【請求項２３】
前記リチウム箔は前記電解液に浸っている請求項２２に記載のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽に関し、多数個のセル積層体の陰極に同時にリチウムイオンをフリードーピングさせるためのエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電気化学的エネルギー貯蔵装置は、すべてのポータブル情報通信器機、電子機器において必須的に用いられる完製品器機の核心部品である。また、電気化学的エネルギー貯蔵装置は、未来型電気自動車及びポータブル電子装置等に適用されることができる新再生エネルギー分野のハイクオリティーエネルギー源として確実に用いられるであろう。
【０００３】
電気化学的エネルギー貯蔵装置のうち電気化学キャパシタは電気二重層の原理を用いる電気二重層キャパシタ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｄｏｕｂｌｅ ｌａｙｅｒ）と電気化学的酸化-還元反応を用いるハイブリッドスーパーキャパシタ（Ｈｙｂｒｉｄ ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ）に分けられることができる。
【０００４】
ここで、電気二重層キャパシタは高出力エネルギー特性を必要とする分野で多く用いられているが、電気二重層キャパシタは小さい容量といった問題点を有している。これに比べて、ハイブリッドスーパーキャパシタは、電気二重層キャパシタの容量特性を改善する新しい代案として多くの研究がなされている。特に、ハイブリッドスーパーキャパシタのうちリチウムイオンキャパシタ（Ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｏｒ; ＬＩＣ）は電気二重層キャパシタに比べて３ないし４倍程度の蓄電容量を有することができる。
【０００５】
一方、エネルギー貯蔵装置は巻取り（ｗｉｎｄｉｎｇ）タイプとパウチ（ｐｏｕｃｈ）タイプで製造されることができて、パウチタイプのエネルギー貯蔵装置は巻取りタイプに比べて小さい重量を有し、低いコストで製造されることができる。
【０００６】
パウチタイプのエネルギー貯蔵装置の製造工程は、シーツ形態を有する陽極、分離膜及び陰極を順次的に積層してセル積層体を形成する積層工程、陽極の端子と陰極の端子をそれぞれ溶接する溶接工程、及び各セルをアルミニウムでシーリングするシーリング工程を含むことができる。ここで、エネルギー貯蔵装置がリチウムイオンキャパシタである場合、シーリング工程の前に陰極にリチウムイオンをフリードーピングするための前処理ドーピング工程をさらに遂行しなければならなかった。
【０００７】
このように、陰極にリチウムイオンをフリードーピングする工程はセル積層体をケースに収容した後、ケース内部に電解液を投入して遂行される。これによって、リチウムイオンフリードーピング工程はセル積層体にそれぞれ遂行されるため、生産性の低下により量産適用が困難であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明は、エネルギー貯蔵装置で発生される問題点を解決するために導き出されたものであり、具体的には、多数個のセル積層体にリチウムイオンを同時にフリードーピングさせることができるエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的はエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽を提供することである。前記エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽は、電解液を収容したドーピング槽;前記ドーピング槽内に備えられたリチウム箔;及び前記リチウム箔及び前記ドーピング槽の電解液に浸るように備えられる少なくとも一つのセル積層体に電源を供給する電源供給手段;を含み、前記電源供給手段は前記セル積層体の陽極と陰極の間に電源を供給する充電工程と前記リチウム箔とセル積層体の陽極の間に電源を供給する放電工程を行って前記セル積層体の陰極にリチウムをドーピングすることができる。
【００１０】
ここで、前記ドーピング槽は前記電解液の温度を調節する温度調節手段を備えることができる。
【００１１】
また、前記充電工程を先に行った後に前記放電工程を行い、前記充電工程及び放電工程を繰り返して行うことができる。
【００１２】
本発明の他の目的のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽は、電解液を収容して、底面と前記底面から延長された四つの側面を備えたドーピング槽;前記ドーピング槽内の四つの側面のうち少なくとも一つの側面上に位置するリチウム箔;前記ドーピング槽の一側面に位置する陽極接続手段;前記ドーピング槽の一側面と対応する他側面に位置する陰極接続手段;及び前記陽極接続手段、陰極接続手段及びリチウム箔に電源を供給する電源供給手段;を含むことができる。
【００１３】
ここで、前記エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽内に収容されて前記電解液に浸る少なくとも一つのセル積層体をさらに含み、前記セル積層体は陽極、陰極及びセパレーターを含み、前記陽極と陰極の間に前記セパレーターが介在され、前記陽極は前記陽極接続手段に連結されて、前記陰極は前記陰極接続手段に連結されることができる。
【００１４】
また、前記電源供給手段は前記陽極接続手段と陰極接続手段の間に電源を供給する充電工程と前記リチウム箔と前記陽極接続手段の間に電源を供給する放電工程を行って前記陰極にリチウムをドーピングすることができる。
【００１５】
また、前記充電工程を先に行った後に前記放電工程を行い、前記充電工程及び放電工程を繰り返して行うことができる。
【００１６】
また、前記陽極及び陰極は締結部材によってそれぞれ陽極接続手段及び陰極接続手段に物理的及び電気的に連結されることができる。
【００１７】
また、前記締結部材はクランプであることができる。
【００１８】
また、前記陽極接続手段は前記ドーピング槽の一側面に固定されて、前記電源供給手段と電気的に連結された陽極本体部及び前記陽極本体部から前記他側面に向けて一定の長さで延長された少なくとも一つの陽極ロッド部を含み、前記陰極接続手段は前記ドーピング槽の他側面に固定されて、前記電源供給手段と電気的に連結された陰極本体部及び前記陰極本体部から前記一側面に向けて一定の長さで延長された少なくとも一つの陰極ロッド部を含むことができる。
【００１９】
また、前記陽極本体部は前記ドーピング槽の一側面の外側に固定されて、前記陽極ロッド部は前記一側面を貫通して備えられて、前記陰極本体部は前記ドーピング槽の他側面の外側に固定されて、前記陰極ロッド部は前記他側面を貫通して備えられることができる。
【００２０】
また、前記陽極本体部及び陰極本体部は導電物質を含み、前記陽極本体部の両側端のうち少なくとも一つに連結された陽極連結端子、及び、前記陰極本体部の両側端のうち少なくとも一つに連結された陰極連結端子を含み、前記陽極連結端子及び陰極連結端子を介して前記電源供給手段と陽極ロッド部及び陰極ロッド部が電気的に連結されることができる。
【００２１】
また、前記ドーピング槽の側面がなす角に位置したリチウム固定タブをさらに含むことができる。
【００２２】
また、前記リチウム固定タブは前記リチウム箔と物理的に締結されて前記リチウム箔を固定し、前記電源供給手段と電気的に連結されていて、前記電源供給手段と前記リチウム箔を電気的に連結することができる。
【００２３】
また、前記リチウム固定タブの一定領域には前記ドーピング槽の側面と一定間隔で離隔されるように段差部が形成されていて、前記リチウム箔は前記リチウム固定タブの段差部と前記ドーピング槽の側面の間に形成された離隔空間に挟まれて固定されることができる。
【００２４】
また、前記リチウム固定タブの上部には前記電源供給手段と連結されるタブ連結端子を備えることができる。
【００２５】
また、前記電解液の温度を調節する温度調節手段をさらに含むことができる。
【００２６】
また、前記温度調節手段はヒーターであり、前記ヒーターは前記ドーピング槽の底面上に備えられることができる。
【００２７】
また、前記ドーピング槽は前記電解液をドーピング槽から排出する電解液排水口を含むことができる。
【００２８】
また、前記電解液排水口は前記ドーピング槽の側面に備えられ、前記ドーピング槽の底面と隣接する位置に備えられることができる。
【００２９】
また、前記ドーピング槽の底面は全体的に傾いていて、前記電解液排水口が備えられた側面と接する底面側がもっと低い位置になるように傾いていることができる。
【００３０】
また、前記リチウム箔は前記陽極接続手段及び陰極接続手段よりは下部に位置することができる。
【００３１】
また、前記リチウム箔は前記電解液に浸っていることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽は、多数個のエネルギー貯蔵装置にリチウムイオンをドーピングさせることができて、量産性を高めることができる。
【００３３】
また、本発明のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽は、電解液の温度を高めることができてリチウムイオンのドーピング効率を高めることができる。
【００３４】
また、本発明のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽は、電気的短絡ではなく外部から電流を印加してドーピング工程を遂行するため、リチウムイオンのドーピング時間を画期的に減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態によるエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽の概念を図示した概念図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽の具体的な形態を図示した平面図である。
【図３】図２に図示されたドーピング槽の斜視図である。
【図４】図３のドーピング槽の側面図である。
【図５】図３の角部の側面断面図である。
【図６】図３に図示されたセル積層体の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付の図面を参照して本発明による実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は以下に説明する実施形態に限定するものではなく、他の形態で具体化されることもできる。むしろ、以下に説明する実施形態は開示された内容が徹底かつ完全になるように、そして当業者に本発明の思想を十分に伝達するために提供されるものである。図面において、層及び領域の厚さは明確性を期するために誇張されたものであり、明細書の全体における同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
【００３７】
図１は本発明の第１実施形態によるエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽の概念を図示した概念図である。
【００３８】
図１を参照して説明すると、本発明の第１実施形態によるエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽１０００はドーピング槽１１００、リチウム箔１２００、電源供給手段１３００及び温度調節手段１４００を含むことができる。
【００３９】
エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽１０００はセル積層体１５００にリチウムイオンをフリードーピングする装置であることができる。
ドーピング槽１１００は電解液１１１０を収容する槽であることができ、上端部はオープンにされた形態で備えられることができる。電解液１１１０はリチウム箔１２００からイオン化されたリチウムイオンを移動させる役割をする。
【００４０】
リチウム箔１２００はドーピング槽１１００内に備えられることができる。リチウム箔１２００はドーピング槽１１００の側面上に固定されて備えられ、ドーピング槽１１００内の電解液１１１０に浸るように備えられることができる。
【００４１】
電源供給手段１３００はリチウム箔１２００及びセル積層体１５００に電源を供給してセル積層体１５００の陰極１５２０にリチウムイオンをドーピングする役割をすることができる。電源供給手段１３００はセル積層体１５００を充電するための第１電源手段１３１０とセル積層体１５００の陰極１５２０にリチウムイオンをドーピングするための第２電源手段１３２０を備えることができる。この際、第１電源手段１３１０は第１電源１３１２及び第１オン・オフスイッチ１３１４を含むことができて、第２電源手段１３２０は第２電源１３２２及び第２オンオフスイッチ１３２４を含むことができる。
【００４２】
温度調節手段１４００はドーピング槽１１００内に収容された電解液１１１０の温度を調節する役割をする。温度調節手段１４００はセル積層体１５００の陰極１５２０にリチウムイオンが効率的にドーピングされるように電解液１１１０の温度を調節する役割をする。
【００４３】
セル積層体１５００は陽極１５１０、陰極１５２０ 及びセパレーター１５３０を含むことができる。セパレーター１５３０は陽極１５１０と陰極１５２０の間に介在されて陽極１５１０と陰極１５２０を電気的に分離する役割をすることができる。
【００４４】
セル積層体１５００は陽極１５１０、陰極１５２０及びセパレーター１５３０が順次に積層された形態で備えられたり、陽極１５１０、陰極１５２０及びセパレーター１５３０が巻取された形態で備えられることができる。
【００４５】
エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽１０００を用いてセル積層体１５００にリチウムイオンをドーピングする方法を説明すると、まず、ドーピング槽１１００内に電解液１１１０が収容された状態で少なくとも一つのセル積層体１５００を電解液１１１０に浸るように入れる。
【００４６】
次に、リチウム箔１２００とセル積層体１５００に電源供給手段１３００を連結する。この際、電源供給手段１３００の第１電源手段１３１０の第１電源１３１２の陽極端はセル積層体１５００の陽極１５１０に連結し、第１電源手段１３１０の第 １電源１３１２の陰極端はセル積層体１５００の陰極１５２０に連結する。そして電源供給手段１３００の第２電源手段１３２０の第２電源１３２２の陽極端はリチウム箔１２００に連結し、第２電源手段１３２０の第２電源１３２２の陰極端はセル積層体１５００の陽極１５１０に連結する。この際、第１電源手段１３１０には第１電源手段１３１０をオン/オフさせる第１オンオフスイッチ１３１４を備えることができて、第２電源手段１３２０には第２電源手段１３２０をオン/オフさせる第２オンオフスイッチ１３２４を備えることができる。
【００４７】
次に、第１オンオフスイッチ１３１４をオン状態に変更してセル積層体１５００の陽極１５１０と陰極１５２０の間を充電する充電工程を行う。セル積層体１５００に充電が完了されると、第１オンオフスイッチ１３１４をオフ状態に変更させて、第２オンオフスイッチ１３２４をオン状態に変更して陽極１５１０とリチウム箔１２００の間を放電して陰極１５２０にリチウムイオンがドーピングされるようにするドーピング工程を行う。
【００４８】
本実施形態では説明の便宜上、電源供給手段１３００が第１電源手段１３１０と第２電源手段１３２０を夫々備えて第１電源手段１３１０と第２電源手段１３２０が充電工程と放電工程を夫々制御すると説明しているが、電源供給手段１３００は第１電源手段１３１０の機能と第２電源手段１３２０の機能を同時に有する一つの回路で構成するように変更することができる。
【００４９】
この際、充電工程を先に行った後に放電工程を行い、充電工程及び放電工程を繰り返して行って陰極１５２０にリチウムイオンが十分にドーピングされるようにする。
【００５０】
図２は本発明の第１実施形態によるエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽の具体的な形態を図示した平面図であり、図３は図２に図示されたドーピング槽の斜視図であり、図４は図３のドーピング槽の側面図であり、図５は図３の角部の側面断面図であり、図６は図３に図示されたセル積層体の分解斜視図である。
【００５１】
図２乃至図６を参照してエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽２０００を説明すると、エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽２０００はドーピング槽２１００、リチウム箔２２００、陽極接続手段２３００、陰極接続手段２４００及び電源供給手段２５００を含むことができる。エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽２０００はセル積層体２６００にリチウムイオンをドーピングする装置であることができる。エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽２０００は温度調節手段２７００をさらに含むことができる。
【００５２】
ドーピング槽２１００は底面２１１０と底面２１１０から延長された四つの側面２１２０、２１３０、２１４０、２１５０を備えることができて、底面２１１０と四つの側面２１２０、２１３０、２１４０、２１５０からなる収容空間に電解液（未図示）を収容することができる。
【００５３】
ドーピング槽２１００の四つの側面２１２０、２１３０、２１４０、２１５０のうちいずれか一つの側面には電解液排水口２１６０を備えることができる。電解液排水口２１６０は電解液をドーピング槽２１００から排出するために備えられる。
【００５４】
電解液排水口２１６０は電解液の容易な排出のために底面２１１０と隣接した位置に備えられることが好ましい。
【００５５】
一方、ドーピング槽２１００の底面２１１０は図４に図示されたように全体的に傾くように備えられることができる。好ましくは、底面２１１０は、電解液排水口２１６０を備えた側面（図３及び図４では電解液排水口は図面符号２１５０で図示された側面）と接する底面側が電解液排水口２１６０を備えた側面と対向する側面（図３及び図４では電解液排水口は図面符号２１４０で図示された側面）と接する底面側に比べて、もっと低い位置になるように、傾くように備えられることができる。
【００５６】
これは電解液を排出する時、ドーピング槽２１００の底面２１１０に電解液が残留しないようにするためである。すなわち、底面２１１０を傾くように備えて、電解液が電解液排水口２１６０を介してドーピング槽２１００から完全に排出されるようにするためである。
【００５７】
リチウム箔２２００はドーピング槽２１００内の側面２１２０、２１３０、２１４０、２１５０のうち少なくとも一つの側面上に備えられることができる。リチウム箔２２００はドーピング槽２１００に収容された電解液に浸るように備えられることができて、後で説明する陽極接続手段２３００と陰極接続手段２４００より下部に位置することができる。
【００５８】
リチウム箔２２００はリチウム固定タブ２２１０によって固定されることができる。
【００５９】
リチウム固定タブ２２１０はドーピング槽２１００の側面２１２０、２１３０、２１４０、２１５０がなす四つの角のうちいずれか一つの角に位置することができる。
【００６０】
リチウム固定タブ２２１０はリチウム箔２２００と物理的に締結されてリチウム箔２２００を固定し、電源供給手段２５００と電気的に連結されていて、電源供給手段２５００とリチウム箔２２００を電気的に連結する役割をすることができる。
【００６１】
リチウム固定タブ２２１０の一定領域には図５に図示されたようにその水平断面上に段差部２２１２を備えている。段差部２２１２は側面２１２０、２１３０、２１４０、２１５０と一定間隔で離隔されるようにし、段差部２２１２と側面２１２０、２１３０、２１４０、２１５０のうちいずれか一つの側面との間に離隔空間２２１４を形成するようにする。
【００６２】
離隔空間２２１４に図５に図示されたようにリチウム箔２２００が挟まれてリチウム箔２２００が固定されるようにする役割をする。また、リチウム箔２２００が離隔空間２２１４に挟まれることによってリチウム箔２２００とリチウム固定タブ２２１０は電気的に連結されるようにする役割をする。
【００６３】
一方、リチウム固定タブ２２１０は上部から延長されて側面２１２０、２１３０、２１４０、２１５０上に電源供給手段２５００と電気的に連結されるタブ連結端子２２１６を備えている。
【００６４】
タブ連結端子２２１６は側面２１２０、２１３０、２１４０、２１５０の上端部に備えられて、電解液には浸らないほどに高い位置に備えられることが好ましい。
【００６５】
本発明の実施形態で、リチウム箔２２００はリチウム固定タブ２２１０を用いてタブ連結端子２２１６と連結されると説明したが、これに限定されるものではない。例えば、リチウム箔２２００とタブ連結端子２２１６はクランプを用いて互いに電気的に連結することもできる。
【００６６】
陽極接続手段２３００はドーピング槽２１００の一側面に位置することができて、陰極接続手段２４００は陽極接続手段２３００が位置する一側面と対応する他側面に位置することができる。図３では一側面を図面符号２１２０で図示された側面で示し、他側面は図面符号２１３０で図示された側面で示している。以下の説明の便宜上、一側面を図面符号２１２０で図示された側面で説明し、他側面を図面符号２１３０で図示された側面で説明する。
【００６７】
陽極接続手段２３００は一側面２１２０の上端部に固定されて備えられることができる。陽極接続手段２３００は陽極本体部２３２０及び陽極ロッド部２３４０を含むことができる。陽極接続手段２３００は陽極連結端子２３６０を含むことができる。
【００６８】
陽極本体部２３２０は陽極接続手段２３００をドーピング槽２１００の一側面２１２０に固定する役割をすることができる。陽極本体部２３２０は一側面２１２０の外側に固定されることができる。また、陽極本体部２３２０は陽極ロッド部２３４０を物理的に固定する役割をする。また、陽極連結端子２３６０を備える場合、陽極本体部２３２０は導電物質を含んで陽極ロッド部２３４０と陽極連結端子２３６０を電気的に連結する役割をする。この際、陽極接続手段２３００と電源供給手段２５００が電気的に連結される時、電源供給手段２５００は陽極ロッド部２３４０に直接連結されることができて、陽極連結端子２３６０を備えている場合は陽極連結端子２３６０を介して陽極ロッド部２３４０に連結されることができる。
【００６９】
本発明の実施形態では陽極連結端子２３６０を備えていると仮定し、これを中心に説明する。
【００７０】
陽極ロッド部２３４０は陽極本体部２３２０から延長され、ドーピング槽２１００の他側面２１３０を向けて一定の長さで延長されることができる。陽極ロッド部２３４０は陽極本体部２３２０が一側面２１２０の外側に固定された場合、一側面２１２０を貫通して延長されることができる。陽極ロッド部２３４０は少なくとも一個または複数個が一定間隔で配列されて備えられることができる。
【００７１】
陰極接続手段２４００は他側面２１３０の上端部に固定されて備えられることができる。陰極接続手段２４００は陰極本体部２４２０及び陰極ロッド部２４４０を含むことができる。陰極接続手段２４００は陰極連結端子２４６０を含むことができる。
【００７２】
陰極本体部２４２０は陰極接続手段２４００をドーピング槽２１００の他側面２１３０に固定する役割をする。陰極本体部２４２０は他側面２１３０の外側に固定されることができる。また、陰極本体部２４２０は陰極ロッド部２４４０を物理的に固定する役割をする。また、陰極連結端子２４６０を備える場合、陰極本体部２４２０は導電物質を含んで陰極ロッド部２４４０と陰極連結端子２４６０を電気的に連結する役割をする。この際、陰極接続手段２４００と電源供給手段２５００が電気的に連結される時、電源供給手段２５００は陰極ロッド部２４４０に直接連結されることができる。または、陰極連結端子２４６０を備えている場合は陰極連結端子２４６０を介して陰極ロッド部２４４０に連結されることができる。
【００７３】
本発明の実施形態では陰極連結端子２４６０を備えていると仮定してこれを中心に説明する。
【００７４】
陰極ロッド部２４４０は陰極本体部２４２０から延長され、ドーピング槽２１００の一側面２１２０を向けて一定の長さで延長されることができる。陰極ロッド部２４４０は陰極本体部２４２０が他側面２１３０の外側に固定された場合、他側面２１３０を貫通して延長されることができる。陰極ロッド部２４４０は少なくとも一個または複数個が一定間隔で配列されて備えられることができる。
【００７５】
電源供給手段２５００はリチウム箔２２００及びセル積層体２６００に電源を供給してセル積層体２６００の陰極２６２０にリチウムイオンをドーピングする役割をすることができる。電源供給手段２５００はセル積層体２６００を充電するための第１電源手段２５１０とセル積層体２６００の陰極２６２０にリチウムイオンをドーピングするための第２電源手段２５２０とを備えることができる。この際、第１電源手段２５１０は第１電源２５１２及び第１オンオフスイッチ２５１４を含むことができて、第２電源手段２５２０は第２電源２５２２及び第２オンオフスイッチ２５２４を含むことができる。
【００７６】
電源供給手段２５００はリチウム箔２２００、陽極接続手段２３００及び陰極接続手段２４００に連結されることができる。この際、電源供給手段２５００の第１電源手段２５１０の第１電源２５１２の陽極端は陽極接続手段２３００に連結し、第１電源手段２５１０の第１電源２５１２の陰極端は陰極接続手段２４００に連結されることができる。そして電源供給手段２５００の第２電源手段２５２０の第２電源２５２２の陽極端はリチウム固定タブ２２１０、好ましくはリチウム連結端子２２１６に連結し、第２電源手段２５２０の第２電源２５２２の陰極端は陽極接続手段２３００に連結される。
【００７７】
エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽２０００はセル積層体２６００の陰極２６２０にリチウムイオンをフリードーピングする装置である。この際、セル積層体２６００は陽極２６１０、陰極２６２０及びセパレーター２６３０を含むことができる。セパレーター２６３０は陽極２６１０と陰極２６２０の間に介在されて陽極２６１０と陰極２６２０を電気的に分離する役割をすることができる。セル積層体２６００は陽極２６１０、陰極２６２０及びセパレーター２６３０が順次に積層された形態で備えられたり、陽極２６１０、陰極２６２０及びセパレーター２６３０が巻取された形態で備えられることができる。一方、陽極２６１０は陽極２６１０を外部装置と連結することができる陽極タブ２６１２を備えていて、陰極２６２０もまた陰極タブ２６２２を備えることができる。
【００７８】
セル積層体２６００はエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽２０００のドーピング槽２１００内、好ましくはドーピング槽２１００内の電解液の中に浸っている状態でリチウムイオンをドーピングすることができる。この際、陽極２６１０の陽極タブ２６１２及び陰極２６２０の陰極タブ２６２２は夫々陽極接続手段２３００及び陰極接続手段２４００、好ましくは陽極ロッド部２３４０及び陰極ロッド部２４４０に締結部材２６４０によって連結されることにより物理的及び電気的に連結される。この際、締結部材２６４０は陽極タブ２６１２と陽極ロッド部２３４０を締結するクランプであることができて、陰極タブ２６２２と陰極ロッド部２４４０を締結するクランプであることができる。
【００７９】
温度調節手段２７００はドーピング槽２１００内に収容された電解液の温度を調節する役割をする。温度調節手段２７００はセル積層体２６００の陰極２６２０にリチウムイオンが効率的にドーピングされるように電解液の温度を調節する役割をする。温度調節手段２７００はドーピング槽２１００の底面２１１０上に備えられて、底面２１１０からドーピング槽２１００の四つの側面２１２０、２１３０、２１４０、２１５０のうちいずれか一つの側面に延長されて外部に連結されることができる。図２では温度調節手段２７００が図面符号２１５０で図示された側面に延長されたものとして図示しているが、どの側面に延長されてもかまわない。また、図示はしていないが、四つの側面２１２０、２１３０、２１４０、２１５０のうちいずれか一つの側面を貫通して外部に延長されてもかまわない。一方、温度調節手段２７００は電解液を加熱する加熱装置であることができて、例えば、ヒーターであることができる。
【００８０】
エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽２０００を用いてセル積層体２６００にリチウムイオンをドーピングする方法を説明すると、まず、エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽２０００内に少なくとも一つのセル積層体２６００を電解液に浸るように入れる。
【００８１】
この際、セル積層体２６００の陽極タブ２６１２は陽極ロッド部２３４０に締結部材２６４０で締結して、陰極タブ２６２２は陰極ロッド部２４４０に締結部材２６４０で締結する。
【００８２】
次に、第１オンオフスイッチ２５１４をオン状態に変更してセル積層体２６００の陽極２６１０と陰極２６２０の間を充電する充電工程を行う。セル積層体２６００に充電が完了されると、第１オンオフスイッチ２５１４をオフ状態に変更させて、第２オンオフスイッチ２５２４をオン状態に変更して陽極２６１０とリチウム箔２２００の間を放電して陰極２６２０にリチウムイオンがドーピングされるようにするドーピング工程を行う。
【００８３】
この際、充電工程を先に行った後に放電工程を行い、充電工程及び放電工程を繰り返して行って陰極２６２０にリチウムイオンが十分にドーピングされるようにする。
【００８４】
ここで、陰極２６２０にリチウムイオンドーピング工程が完了されると、セル積層体をドーピング槽から取り出した後にシーリング工程を遂行することによって、エネルギー貯蔵装置を製造することができる。
【００８５】
本実施形態では説明の便宜上、電源供給手段２５００が第１電源手段２５１０と第２電源手段２５２０を夫々備えて第１電源手段２５１０と第２電源手段２５２０が充電工程と放電工程を夫々制御すると説明しているが、電源供給手段２５００は第１電源手段２５１０の機能と第２電源手段２５２０の機能を同時に有する一つの回路で構成するように変更することができる。
【００８６】
したがって、本発明のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽を用いて、セル積層体を電解液が収容されたドーピング槽に浸した後に充電工程及び放電工程を繰り返して行うことによってリチウムイオンをドーピングさせた後、エネルギー貯蔵装置を密封する工程を遂行することによって、多数個のエネルギー貯蔵装置を容易に製造することができる。
【００８７】
また、本発明のエネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽は電解液の温度を調節することによって、ドーピング効率を高めることができ、リチウムイオンのドーピング時間を画期的に減らすことができる。
【００８８】
以上のように本発明を実施形態を参照して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく修正、変更が可能であり、このような修正および変更も本発明に属するものであることは明らかであろう。
【符号の説明】
【００８９】
２０００  エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽
２１００  ドーピング槽
２２００  リチウム箔
２３００  陽極接続手段
２４００  陰極接続手段
２５００  電源供給手段
２６００  セル積層体
２７００  温度調節手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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