(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池ケースの内部に電極組立体を収容する収容ステップと、
内部空間が形成された補助ケースを前記電池ケースに連結する連結ステップと、
前記電池ケースに電解液を注液する注液ステップと、
前記注液ステップの後、前記電池ケースを介して前記補助ケースに電解液を注液するステップと、
前記補助ケースの内部の前記電解液を前記電池ケースに供給する電解液供給ステップと、
前記電池ケースの内部に存在するガスを前記補助ケースに供給するガス供給ステップとを含む、二次電池の製造方法。
【請求項２】
前記注液ステップにおいて、
前記電解液は、前記電池ケースに形成された注液用ホールを介して前記電池ケース及び前記補助ケースに注液される請求項１に記載の二次電池の製造方法。
【請求項３】
前記ガスは、前記二次電池を充電及び放電し、前記二次電池が使用可能な状態になるようにする活性化ステップで発生するガスであり、
前記活性化ステップは、前記ガス供給ステップの前に行われる請求項１または２に記載の二次電池の製造方法。
【請求項４】
前記電解液供給ステップの少なくとも一部と、前記ガス供給ステップの少なくとも一部は、同時に行われる請求項１から３のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
【請求項５】
前記電解液供給ステップは、
前記補助ケースの高さを上昇させる過程を含む請求項１から４のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
【請求項６】
前記電解液供給ステップは、
前記補助ケースの内部の前記電解液をパンピングし、前記電解液を前記電池ケースに供給する過程を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
【請求項７】
前記補助ケースを前記電池ケースから分離した後、前記電池ケースを密封する密封ステップをさらに含む請求項１から６のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
【請求項８】
前記電解液供給ステップ及び前記ガス供給ステップにおいて、
前記電解液及び前記ガスは、１つの経路を介して供給される請求項１から７のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
【請求項９】
前記電解液供給ステップ及び前記ガス供給ステップにおいて、
前記電解液及び前記ガスは、それぞれ別個の経路を介して供給される請求項１から７のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
【請求項１０】
前記補助ケースには、流体を排出するための排出用ホールが具備され、
前記排出用ホールを介して前記補助ケースの内部の流体を外部へ放出する放出ステップをさらに含む請求項１から９のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。
【請求項１１】
前記放出ステップで排出される流体のうち少なくとも一部は、前記ガスである請求項１０に記載の二次電池の製造方法。
【請求項１２】
前記補助ケースを前記電池ケースから分離した後、前記電池ケースを密封する密封ステップをさらに含み、
前記密封ステップは、前記放出ステップの後に行われる請求項１０または１１に記載（請求項１０および１１が請求項７に従属する場合を除く）の二次電池の製造方法。
【請求項１３】
電池ケースの内部に電極組立体を収容する収容ステップと、
内部空間が形成された補助ケースを前記電池ケースに連結する連結ステップと、
前記電池ケースに電解液を注液する注液ステップと、
前記注液ステップの後、前記電池ケースを介して前記補助ケースに電解液を注液するステップと、
前記補助ケースの内部の前記電解液を前記電池ケースに供給する電解液供給ステップと、
前記電池ケースの内部に存在するガスを前記補助ケースに供給するガス供給ステップとを含み、
前記補助ケースと前記電池ケースとが第１連結部及び第２連結部にて連結され、前記電解液供給ステップ及び前記ガス供給ステップにおいて、前記第１連結部を介して前記補助ケースの内部の電解液が前記電池ケースの内部に供給され、前記第２連結部を介して前記電池ケースの内部のガスが前記補助ケースの内部に供給される二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１７年５月２４日付韓国特許出願第１０−２０１７−００６４２７２号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は、本明細書の一部として含まれる。
【０００２】
本発明は、二次電池の製造方法及び二次電池製造用の補助ケースに関するものであって、二次電池の内部で発生するガスを効果的に排出しつつ、二次電池の内部に電解液を充分に注液できる二次電池の製造方法及び二次電池製造用の補助ケースに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
繰り返し充電と放電が可能な二次電池（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｂａｔｔｅｒｙ）は、電極と分離膜を含む電極組立体（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）、電極組立体を収容するケース及びケースの内部に具備され、電極組立体を活性化させる電解液で構成されることが一般的である。
【０００４】
このような二次電池は、電極組立体をケースに収容し、ケースの内部に電解液を注液することによって製造される。一方、製造された二次電池は、本格的に使われる前に活性化（ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ステップを経るようになる。活性化ステップで二次電池内の電極組立体は充電される。
【０００５】
このような活性化ステップでは、二次電池の内部でガスが発生するようになり、このようなガスによって電極組立体の厚さが増加するようになる問題点が発生する。特に、缶型（ｃａｎ−ｔｙｐｅ）の二次電池の場合、電極組立体のねじり（ｔｗｉｓｔ）現象によって電極組立体自体の厚さが増加する問題だけでなく、活性化ステップで発生する二次電池の内部のガスによって二次電池のケースの厚さの増加が大きいという問題点があった。
【０００６】
このようなガスを放出するために、別途のデガス（ｄｅｇａｓ）工程を経る場合もあるが、このようなデガス工程だけでは、二次電池の内部のガスを充分に放出できないという問題点があった。
【０００７】
特に、缶型（ｃａｎ−ｔｙｐｅ）二次電池の場合、製造工程の特性上、水分浸透等の問題を防止するために、二次電池の製造過程で電極組立体を少量だけ充電するプレフォーメーション（ｐｒｅ−ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ステップの後にプレフォーメーションステップで発生するガスを排出する工程があるだけで、別途のデガス工程を経ることができないという問題点があった（これは、缶型二次電池の製造過程でプレフォーメーションステップは、二次電池が組み立てラインの内部にあるときに行われるためである）。このような缶型二次電池の場合、二次電池の組み立てが完成した後に行われる活性化ステップで発生するガスを処理し難いという問題点があった。
【０００８】
一方、二次電池の容量を向上するためには、二次電池の内部に電解液を充分に注液する必要があり、そのためには、電極組立体を構成する電極及び分離膜の空隙に電解液が充分に浸透しなければならない。しかし、電極及び分離膜の空隙に電解液が充分に浸透するためには、一定以上の時間が必要であるが、これは二次電池の製造に必要な時間を増加させる要因であった。
【０００９】
特に、パウチ型の二次電池の場合、最終形態の二次電池より大きい空間を有するケースに必要な分の電解液を充分に注液した後、ケースの一部を切断し製造することが可能な反面、缶型二次電池の場合、パウチ型二次電池と異なってケースの大きさが固定されているため、ケースの内部に注液できる電解液の量に限界があるという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、二次電池の製造過程において、二次電池の内部で発生するガスを効果的に放出することによって、二次電池の内部のガスによる電極組立体及び二次電池の厚さの増加問題を解決することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、二次電池の製造過程において、電解液が二次電池の内部に効率的に注液されるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するための本発明の一側面によれば、電池ケースの内部に電極組立体を収容する収容ステップと、内部空間が形成された補助ケースを前記電池ケースに連結する連結ステップと、前記電池ケース及び前記補助ケースに電解液を注液する注液ステップと、前記補助ケースの内部の前記電解液を前記電池ケースに供給する電解液供給ステップと、前記電池ケースの内部に存在するガスを前記補助ケースに供給するガス供給ステップとを含む二次電池の製造方法が提供される。
【００１３】
前記注液ステップで、前記電解液は、前記電池ケースに形成された注液用ホールを介して前記電池ケース及び前記補助ケースに注液されてよい。
【００１４】
前記ガスは、前記二次電池を充電及び放電し、前記二次電池が使用可能な状態になるようにする活性化ステップで発生するガスであり、前記活性化ステップは、前記ガス供給ステップの前に行われてよい。
【００１５】
前記電解液供給ステップの少なくとも一部と、前記ガス供給ステップの少なくとも一部は、同時に行われてよい。
【００１６】
前記電解液供給ステップは、前記補助ケースの高さを上昇させる過程を含んでよい。
【００１７】
前記電解液供給ステップは、前記補助ケースの内部の前記電解液をパンピングし、前記電解液を前記電池ケースに供給する過程を含んでよい。
【００１８】
前記補助ケースを前記電池ケースから分離した後、前記電池ケースを密封する密封ステップをさらに含んでよい。
【００１９】
前記電解液供給ステップ及び前記ガス供給ステップで、前記電解液及び前記ガスは１つの経路を介して供給されてよい。
【００２０】
前記電解液供給ステップ及び前記ガス供給ステップで、前記電解液及び前記ガスは、それぞれ別個の経路を介して供給されてよい。
【００２１】
前記補助ケースには、流体を排出するための排出用ホールが具備され、前記排出用ホールを介して前記補助ケースの内部の流体を外部へ放出する放出ステップをさらに含んでよい。
【００２２】
前記放出ステップで排出される流体のうち少なくとも一部は、前記ガスであってよい。
【００２３】
前記補助ケースを前記電池ケースから分離した後、前記電池ケースを密封する密封ステップをさらに含み、前記密封ステップは、前記放出ステップの後に行われてよい。
【００２４】
前記目的を達成するための本発明の他の側面によれば、本体を構成する補助本体部と、前記補助本体部と二次電池を連結する連結部とを含み、前記連結部は、前記補助本体部の内部の電解液が前記二次電池の内部に供給される通路になるか、前記二次電池の内部のガスが前記補助本体部の内部に供給される通路になる二次電池製造用の補助ケースが提供される。
【００２５】
前記ガスは、前記二次電池を充電及び放電し、前記二次電池が使用可能な状態になるようにする活性化ステップで発生するガスであってよい。
【００２６】
前記補助本体部の内部の前記電解液をパンピングし、前記電解液を前記二次電池の内部に供給するためのパンピング手段をさらに含んでよい。
【００２７】
前記連結部は、第１連結部及び第２連結部を含み、前記第１連結部を介して前記補助本体部の内部の電解液が前記二次電池の内部に供給され、前記第２連結部を介して前記二次電池の内部のガスが前記補助本体部の内部に供給されてよい。
【００２８】
前記補助本体部には、流体を排出するための排出用ホールが形成され、前記排出用ホールを介して前記補助本体部の内部の流体が外部へ放出されてよい。
【００２９】
前記排出用ホールを介して排出される流体のうち少なくとも一部は、前記ガスであってよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、二次電池の製造過程において、二次電池の内部で発生するガスを効果的に放出することによって、二次電池の内部のガスによる電極組立体及び二次電池の厚さの増加問題を解決できる。
【００３１】
また、本発明によれば、二次電池の製造過程において、電解液が二次電池の内部に効率的に注液され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】二次電池及び本発明の第１実施形態による二次電池製造用の補助ケースを示した斜視図である。
【図２】二次電池及び本発明の第２実施形態による二次電池製造用の補助ケースを示した斜視図である。
【図３】二次電池及び本発明の第３実施形態による二次電池製造用の補助ケースを示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照し、本発明による二次電池製造用の補助ケースの構造を説明する。
【００３４】
二次電池製造用の補助ケース
図１は、二次電池及び本発明の第１実施形態による二次電池製造用の補助ケースを示した斜視図である。
【００３５】
図１を参照すれば、二次電池１は電池ケース１０を含んでよい。このとき、電池ケース１０は缶型ケースであってよい。また、電池ケース１０は、電池ケース１０の本体を構成する電池本体部１２を含んでよい。
【００３６】
一方、電池本体部１２には、注液用ホール１４が形成されてよい。注液用ホール１４を介して電池本体部１２の内部空間に電解液が注液されてよい。
【００３７】
また、電池本体部１２には、連結用ホール１６が形成されてよい。後述の通り、連結用ホール１６を介して電池ケース１０と補助ケース２０間に二次電池１の内部のガス又は電解液が移動してよい。
【００３８】
一方、本発明の第１実施形態による二次電池製造用の補助ケース２０は、補助ケース２０の本体を構成する補助本体部２２を含んでよい。補助本体部２２の内部には、空間が形成されていてよい。また、本発明の第１実施形態による二次電池製造用の補助ケース２０は、補助本体部２２と二次電池１を連結する連結部２４を含んでよい。本発明の第１実施形態によれば、連結部２４を介して補助本体部２２の内部の電解液が二次電池１の内部に供給されてよく、二次電池１の内部のガスが補助本体部２２の内部に供給されてよい。したがって、本発明の第１実施形態によれば、連結部２４を介して二次電池の製造過程で二次電池の内部のガスを放出でき、充分な時間の間に充分な量の電解液を二次電池の内部に注液できるため、注液性が向上され得る。
【００３９】
一方、二次電池１の内部のガスのうち少なくとも一部は、二次電池１を充電及び放電し二次電池１が使用可能な状態になるようにする活性化（ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ステップで発生するガスであってよい。したがって、本発明の第１実施形態によれば、二次電池の活性化ステップで発生するガスを二次電池外部へ放出できるようになるため、活性化ステップで発生するガスによって、二次電池又は電極組立体の厚さが増加することを防止できる。
【００４０】
一方、本発明の第１実施形態による補助ケース２０は、補助本体部２２の内部の電解液をパンピングし、電解液を二次電池１の内部に供給するためのパンピング手段（図示省略）をさらに含んでよい。パンピング手段は、補助本体部２２の内部に具備されてもよく、外部に具備されてもよい。パンピング手段によって、補助ケース２０の補助本体部２２の内部の電解液が効率的に二次電池１の内部に供給され得る。
【００４１】
図２は、二次電池及び本発明の第２実施形態による二次電池製造用の補助ケースを図示した斜視図である。下記では、本発明の第１実施形態による二次電池用の補助ケースと異なる構成を中心に本発明の第２実施形態による二次電池用の補助ケースの構造を説明する。
【００４２】
図２を参照すれば、二次電池１の電池本体部１２には、複数の連結用ホールが形成されてよい。図２には、二次電池１の電池本体部１２に第１連結用ホール１６ａ及び第２連結用ホール１６ｂが形成された場合が示されている。
【００４３】
一方、図２を参照すれば、本発明の第２実施形態による二次電池製造用の補助ケース２０は、複数の連結部を含んでよい。すなわち、図２に図示された通り、連結部２４は、第１連結部２４ａ及び第２連結部２４ｂを含んでよい。このとき、第１連結部２４ａは、第１連結用ホール１６ａに連結されてよく、第２連結部２４ｂは、第２連結用ホール１６ｂに連結されてよい。本発明の第２実施形態によれば、第１連結部２４ａを介して補助ケース２０の補助本体部２２の内部の電解液は、二次電池１の内部に供給されてよく、第２連結部２４ｂを介して二次電池１の内部のガスが補助本体部２２の内部に供給されてよい。
【００４４】
すなわち、本発明の第２実施形態によれば、ガスが二次電池から補助ケースに移送される経路と、電解液が補助ケースから二次電池に移送される経路が個別的に形成されるため、ガスの流動及び電解液の流動が互いに邪魔されず円滑に行われ得る。
【００４５】
図３は、二次電池及び本発明の第３実施形態による二次電池製造用の補助ケースを示した斜視図である。下記では、本発明の第１実施形態及び第２実施形態による二次電池用の補助ケースと異なる構成を中心に本発明の第３実施形態による二次電池用の補助ケースの構造を説明する。
【００４６】
図３を参照すれば、本発明の第３実施形態による二次電池用の補助ケース２０の補助本体部２２には、流体を排出するための排出用ホール２６が形成されてよい。本発明の第３実施形態によれば、排出用ホール２６を介して補助本体部２２の内部の流体が外部へ放出され得る。
【００４７】
このとき、排出用ホール２６を介して排出される流体のうち少なくとも一部は、活性化ステップにおいて二次電池１の内部で発生したガスであって、補助ケース２０の補助本体部２２の内部に移送されたガスであってよい。
【００４８】
本発明の第３実施形態によれば、二次電池１の内部で発生したガスのうち、補助ケース２０の内部に移送されたガスを外部へ放出することによって、補助ケース２０の内部のガスが、再び二次電池１の内部に逆流することを防止できる。
【００４９】
下記では、図面を参照し、本発明による二次電池の製造方法を説明する。
【００５０】
二次電池の製造方法
図１を参照すれば、本発明による二次電池１の製造方法は、電池ケース１０の内部に電極組立体（図示省略）を収容する収容ステップ、内部空間が形成された補助ケース２０を電池ケース１０に連結する連結ステップ、電池ケース１０及び補助ケース２０に電解液を注液する注液ステップ、補助ケース２０の内部の電解液を電池ケース１０に供給する電解液供給ステップ、及び電池ケース１０の内部に存在するガスを補助ケース２０に供給するガス供給ステップを含んでよい。
【００５１】
このとき、電解液供給ステップの少なくとも一部と、ガス供給ステップの少なくとも一部は、同時に行われてよい。例えば、電解液供給ステップとガス供給ステップは同時に行われてよい。
【００５２】
一方、注液ステップで電解液は、電池ケース１０に形成された注液用ホール１４を介して電池ケース１０及び補助ケース２０に注液されてよい。したがって、注液ステップで電解液は、電池ケース１０を介して補助ケース２０に注液されてよい。
【００５３】
一方、二次電池１０に存在するガスのうち少なくとも一部は、二次電池１を充電及び放電し、二次電池１が使用可能な状態になるようにする活性化ステップで発生するガスであってよい。また、このような活性化ステップは、ガス供給ステップの前に行われてよい。
【００５４】
一方、電解液供給ステップで、補助ケース２０の内部の電解液が電池ケース１０の内部に速かに伝達され、電池ケース１０の内部の電解液が補助ケース２０に逆流することを防止するために、電解液供給ステップは、補助ケース２０の内部の電解液をパンピングし、電解液を電池ケース１０に供給する過程を含んでよい。または、電解液供給ステップは、補助ケース２０の高さを上昇させる過程を含んでよく、且つ、補助ケース２０の高さを上昇させることによって、相対的に上部に位置した補助ケース２０の内部の電解液が重力によって相対的に下部に位置した電池ケース１０の内部に供給されてよい。
【００５５】
一方、電解液供給ステップ及びガス供給ステップで、電解液及びガスは、１つの経路を介して供給されてよい。すなわち、図１に示された通り、電池ケース２０に１つの連結用ホール１６が形成され、補助ケース２０に１つの連結部２４が具備される場合、１つの連結部２４を介して電解液及びガスが供給されてよい。この場合、補助ケースの構造が単純になる効果が発生し得る。
【００５６】
または、電解液供給ステップ及びガス供給ステップで、電解液及びガスは、それぞれ別個の経路を介して供給されてもよい。すなわち、図２に示された通り、電池ケース２０に２つの連結用ホール１６ａ、１６ｂが形成され、補助ケース２０に２つの連結部２４ａ、２４ｂが具備される場合、１つの連結部を介して電解液が供給されて、他の１つの連結部を介してガスが供給されてよい。この場合、ガスの流動及び電解液の流動が互いに邪魔されず円滑に行われ得る効果が発生し得る。
【００５７】
一方、図３に示された通り、補助ケース２０には流体を排出するための排出用ホール２６が具備されてよい。したがって、本発明による二次電池の製造方法は、排出用ホール２６を介して補助ケース２０の内部の流体を外部へ放出する放出ステップをさらに含んでよい。そして、放出ステップで排出される流体のうち少なくとも一部は、二次電池１の内部のガスであってよい。放出ステップを追加する場合、二次電池から補助ケース２０に移送されたガスを外部へ放出することになるため、二次電池から補助ケースに移送されたガスが、再び二次電池に逆流することを防止できる。
【００５８】
二次電池１の電池ケース１０の内部のガスが充分に排出され、二次電池１の内部の電極組立体の電極と分離膜の間に電解液が充分に注液されれば、電池ケース１０から補助ケース２０を分離する必要がある。したがって、本発明による二次電池の製造方法は、補助ケース２０を電池ケース１０から分離した後、電池ケース１０の連結用ホール１６を密封する密封ステップをさらに含んでよい。このとき、密封ステップは、放出ステップの後に行われてよい。
【００５９】
本発明は、限定された実施形態と図面によって説明されたが、本発明は、これに限定されず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって本発明の技術思想と下記の特許請求範囲の均等範囲内で様々な実施ができるのは勿論のことである。
【図１】
0006860234.tif 000002
【図２】
0006860234.tif 000003
【図３】
0006860234.tif 000004