[go: up one dir, main page]

KR101084835B1 - 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 및 이를 이용한 전해액 주입 방법 - Google Patents

이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 및 이를 이용한 전해액 주입 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101084835B1
KR101084835B1 KR1020090090565A KR20090090565A KR101084835B1 KR 101084835 B1 KR101084835 B1 KR 101084835B1 KR 1020090090565 A KR1020090090565 A KR 1020090090565A KR 20090090565 A KR20090090565 A KR 20090090565A KR 101084835 B1 KR101084835 B1 KR 101084835B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vacuum
chamber
electrolyte
pressurizing
injection
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
KR1020090090565A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110032848A (ko
Inventor
김경보
김영각
양영주
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
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 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020090090565A priority Critical patent/KR101084835B1/ko
Priority to CN201010112976XA priority patent/CN102034956B/zh
Publication of KR20110032848A publication Critical patent/KR20110032848A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101084835B1 publication Critical patent/KR101084835B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • 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
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Filling, Topping-Up Batteries (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 및 이를 이용한 전해액 주입 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 위치하며, 상기 이차전지들 각각에 연결된 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 그 내부에 장입하는 진공가압 챔버; 상기 진공가압 챔버에 연결되며, 상기 진공가압 챔버 내부를 진공 분위기로 배기하는 진공 펌프; 및 상기 진공가압 챔버에 연결되며, 상기 진공가압 챔버 내부를 가압하는 가압 펌프;를 포함하며, 상기 진공가압 챔버:는 원통형의 몸통부, 상기 몸통부의 상부 측으로 연장된 반구형의 반구부 및 상기 몸통부의 하부 측으로 연장된 실링부를 포함하는 상부 챔버; 및 상기 상부 챔버와 대응하는 원판형의 하부 챔버;를 포함하며, 상기 실링부는 상기 하부 챔버의 표면과 접촉하는 제1실링면을 구비하며, 상기 제1실링면에는 에어오링을 구비하고 있으며, 상기 이차전지들은 상기 진공가압 챔버 내부에서 가압 및 진공 분위기에 의해 전해액이 함침되는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치가 제공된다.
진공장치, 베어셀, 캐리어, 가압, 진공, 함침, 전해액

Description

이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 및 이를 이용한 전해액 주입 방법{Vacuum-pressurization apparatus for pouring electrolyte of secondary battery and method for pouring using the same}
본 발명은 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 및 이를 이용한 전해액 주입 방법에 관한 것이다.
이차전지는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 구비한 전극조립체 및 상기 전극조립체에 함침되어 있는 전해액을 구비한 베어셀을 포함하고 있다.
상기 이차전지는 일반적으로 상기 전극조립체를 캔 등에 삽입한 후, 전해액을 주입하는 전해액 주입 공정을 진행하고, 상기 캔을 밀폐하여 이차전지 조립품을 완성하는 공정을 진행하게 된다.
이때, 상기 이차전지의 용량을 증가시키기 위하여 동일 체적 내에 삽입되는 전극기재량을 증가시켜야 하나 전극기재량이 증가할 수록 전해액 주입 품질이 저하 되는 문제가 발생하였다.
상기 전해액 주입 품질을 향상시키기 위해 여러 가지 전해액 주입방식을 적용하고 있으나 전해액 주입 속도(즉, 단위 시간당 전해액 주입 갯수)의 한계가 있어 이차전지 생산량 향상에 걸림돌이 되고 있다.
한편, 종래의 전해액 주입은 개별적 전해액 주입 또는 수 개의 동시 전해액 주입 방식을 적용하고 있으며, 이차전지의 생산량을 증가시키기 위해 전해액 주입 설비의 대수를 증가시키는 방법을 사용하고 있다.
그러나 이러한 전해액 주입 설비의 대수의 증가는 투자비 증가, 설치 공간 증가, 전해액 주입 품질 관리의 어려움 및 설비 유지보수 등 많은 측면에서 불합리한 부분이 있다.
본 발명의 목적은 전해액 주입 공정에 있어, 동시에 다량의 이차전지에 전해액을 주입할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다량으로 이차전지에 전해액을 주입함에 있어 최적화된 함침특성을 얻을 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전해액이 주입된 이차전지를 진공가압 장치에서 동시에 가압 및 진공을 진행함으로써 전해액의 함침시간 단축 및 함침 품질을 향상시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면, 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 위치하며, 상기 이차전지들 각각에 연결된 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 그 내부에 장입하는 진공가압 챔버; 상기 진공가압 챔버에 연결되며, 상기 진공가압 챔버 내부를 진공 분위기로 배기하는 진공 펌프; 및 상기 진공가압 챔버에 연결되며, 상기 진공가압 챔버 내부를 가압하는 가압 펌프;를 포함하며, 상기 진공가압 챔버:는 원통형의 몸통부, 상기 몸통부의 상부 측으로 연장된 반구형의 반구부 및 상기 몸통부의 하부 측으로 연장된 실링부를 포함하는 상부 챔버; 및 상기 상부 챔버와 대응하는 원판형의 하부 챔버;를 포함하며, 상기 실링부는 상기 하부 챔버의 표면과 접촉하는 제1실링면을 구비하며, 상기 제1실링 면에는 에어오링을 구비하고 있으며, 상기 이차전지들은 상기 진공가압 챔버 내부에서 가압 및 진공 분위기에 의해 전해액이 함침되는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치가 제공된다.
상기 에어오링은 상기 제1실링면을 따라 구비된 오링홈에 장착되어 있되, 그 수직 단면이 일측면에 요부를 구비한 사각형으로 구비되어 있다.
상기 상부 챔버는 상기 에어오링의 요부가 오링홈의 상부면에 대향하도록 구비됨으로써 상기 에어오링과 오링홈의 상부면 사이에 빈 공간인 에어 스페이스가 형성되어 있고, 상기 에어 스페이스로 에어를 공급하는 에어 공급로를 구비하고 있으며, 상기 진공가압 챔버는 상기 에어 스페이스에 에어를 공급하여 상기 에어오링이 가압됨으로써 상기 상부 챔버와 하부 챔버가 밀폐된다.
상기 진공가압 챔버는 상기 상부 챔버를 승하강시키는 승하강 부재를 구비하여 상기 상부 챔버를 상승시켜 상기 캐리어를 상기 챔버 내부로 장입하고, 상기 상부 챔버를 하강시켜 상기 진공가압 챔버를 밀폐한다.
상기 진공가압 챔버는 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 구속하는 클램프를 구비한다.
상기 상부 챔버는 상기 실링부에 상기 제1실링면과 수직한 제2실링면을 구비하며, 상기 제2실링면을 따라 일정 간격으로 배치된 복수개의 제1돌출부를 구비하고 있으며, 상기 하부 챔버는 그 측면을 따라 돌출된 제2돌출부를 구비하고 있으며, 상기 클램프의 내측 표면을 따라 구비되며, 상기 제1돌출부와 제2돌출부를 동시에 수용하는 수용 홈 및 상기 상부 챔버가 하부 챔버로 하강할 때 상기 제1돌출 부들이 상기 수용 홈으로 삽입되도록 상기 제1돌출부들과 대응되는 복수 개의 삽입 홈을 구비하고 있다.
상기 진공가압 챔버는 상기 클래프를 회전시켜 상기 상부 챔버와 하부 챔버가 고정되도록 하는 클램프 회전 부재를 구비하고 있다.
상기 캐리어에 장착된 이차전지들은 복 수 개의 1차 호퍼에 의해 전해액이 주입되며, 상기 1차 호퍼들 각각은 하부 끝단에는 상기 캐리어에 장착된 이차전지의 전해액 주입구와 체결되는 1차 호퍼 주입구를 구비한 전해액 저장부; 및 상기 전해액 저장부 내부에 구비되며, 상기 1차 호퍼 주입구를 열고 닫는 주액 니들를 구비한다.
상기 1차 호퍼들은 진공주입 챔버에 장착되어 있으며, 상기 진공주입 챔버:는 상기 1차 호퍼들가 관통되어 구비된 상부 덮개; 상기 상부 덮개의 일정 영역에서 연장되어 구비된 측벽; 및 상기 상부 덮개에서 연장된 측벽과 접촉하여 내부를 밀폐하며, 상기 캐리어가 안착되는 하부 베이스;를 포함한다.
상기 주액 니들은 그 내부에 외부로부터 전해액을 유입하는 전해액 유입 통로를 구비하고 있다.
상기 1차 호퍼들 각각에 구비된 주액 니들들은 1차 호퍼 로드에 체결되며, 상기 1차 호퍼 로드는 상기 주액 니들들을 상부 방향 또는 하부 방향으로 이동시켜, 상기 주액 저장부를 열거나 닫는다.
상기 캐리어는 상기 이차전지들이 장착된 하부 캐리어 및 상기 이차전지들 각각과 대응되며 상기 이차전지들 각각 전해액을 주입하는 버퍼 호퍼들이 장착된 상부 캐리어를 포함한다.
상기 캐리어는 상기 하부 캐리어에 구비며, 끝단에 걸림부를 구비한 체결 부재 및 상기 상부 캐리어에 구비된 걸림턱의 체결에 의해 체결된다.
상기 캐리어는 상기 하부 캐리어에 구비되며, 상기 상부 캐리어에 구비된 정렬 홀에 삽입되어 걸리는 선단부 및 상기 선단부를 지지하는 탄성 부재를 포함하는 정렬 부재에 의해 상기 상부 캐리어와 하부 캐리어가 정렬된다.
상기 하부 캐리어는 상기 배어셀들이 각각 장착되는 이차전지 장착홈들을 구비하며, 상기 이차전지 장착홈들의 내부에는 상기 이차전지이 상기 버퍼 호퍼와 체결될 때, 상기 이차전지를 일정 힘으로 상부로 밀어주는 이차전지 백업 부재를 구비하고 있다.
상기 이차전지들은 각형 이차전지들 또는 원통형 베에셀들이며, 상기 이차전지들은 그 내부에 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이를 절연시키는 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체를 구비하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 구비되며, 상기 이차전지들 각각과 연결되며 상기 이차전지들에게 전해액을 주입하는 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 적어도 하나 준비하는 단계; 상기 캐리어를 진공가압 챔버 내부로 장입하는 단계; 상기 진공가압 챔버를 밀폐시키는 단계; 상기 진공가압 챔버 내부를 가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 가압 벤트 공정을 복수회 진행하는 단계; 및 상기 진공가압 챔버 내부를 제3진공 분위기로 배기하였다가 대기압으로 벤트하는 단계;를 포함하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법가 제공된다.
상기 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 구비되며, 상기 이차전지들 각각과 연결되며 상기 이차전지들에게 전해액을 주입하는 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 적어도 하나 준비하는 단계:는 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 구비되며, 상기 이차전지들 각각에 전해액을 주입하기 위한 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 적어도 하나 준비하는 단계; 상기 캐리어를 진공주입 챔버에 장입하는 단계; 상기 버퍼 호퍼들에 전해액을 주입하는 단계; 상기 진공주입 챔버 내부를 제1진공 분위기로 배기하여 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 단계; 및 상기 진공주입 챔버 내부를 제2진공 분위기로 배기하여 일정 시간 유지한 후 대기압으로 벤트하는 단계;를 포함한다.
상기 진공주입 챔버 내부를 제1진공 분위기로 배기하여 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 단계는 1차 호퍼에서 상기 버퍼 호퍼들로 주입된 전해액이 상기 이차전지들 내부로 주입되는 단계이다.
상기 진공주입 챔버 내부를 제2진공 분위기로 배기하여 일정 시간 유지한 후 대기압으로 벤트하는 단계는 상기 1차 호퍼에 잔류하는 전해액을 상기 이차전지들 내부로 주입하는 단계이다.
상기 전해액이 주입된 이차전지들이 정착된 캐리어를 진공가압 챔버 내부로 장입하는 단계는 상기 전해액이 주입된 이차전지들이 장착된 캐리어가 한 층 또는 적어도 두층으로 적층되도록 상기 캐리어를 상기 챔버 내부로 장입하는 단계이다.
상기 진공가압 챔버를 밀폐시키는 단계:는 상기 진공가압 챔버의 상부 챔버를 하강시켜, 상기 상부 챔버의 제1실링면이 상기 하부 챔버의 표면과 접촉하도록 하는 단계; 상기 진공가압 챔버의 클램프를 회전시켜 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 고정시키는 단계; 및 상기 하부 챔버의 제1실링면에 구비된 에어 오링을 가압하여 상기 상부 챔퍼와 하부 챔버를 밀폐시키는 단계;를 포함한다.
상기 가압 벤트 공정은 상기 버퍼 호퍼에 잔류하는 전해액을 상기 이차전지 내부로 함침되도록 하는 공정이다.
상기 진공가압 챔버 내부를 가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 가압 벤트 공정을 복수회 진행하는 단계:는 상기 진공가압 챔버 내부를 대기압 보다 높은 압력인 제1가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 제1가압 공정을 진행하는 단계; 및 상기 진공가압 챔버 내부를 상기 제1기압 분위기 보다 높은 압력인 제2가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 제2가압 공정을 진행하는 단계;를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 구비되며, 상기 이차전지들 각각과 연결되며, 전해액이 저장된 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 적어도 하나 준비하는 단계; 상기 캐리어를 진공가압 챔버 내부로 장입하는 단계; 상기 진공가압 챔버를 밀폐시키는 단계; 상기 진공가압 챔버 내부를 제1진공 분위기로 배기하고 일정 시간 유지한 후 대기압으로 벤트하는 단계; 상기 진공가압 챔버 내부를 제2진공 분위기로 배기하고 일정 시간 유지한 후 대기압으로 벤트하는 단계; 상기 진공가압 챔버 내부 를 가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 단계; 및 상기 진공가압 챔버 내부를 제3진공 분위기로 배기하였다가 대기압으로 벤트하는 단계;를 포함하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법이 제공된다.
상기 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 구비되며, 상기 이차전지들 각각과 연결되며, 전해액이 저장된 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 적어도 하나 준비하는 단계:는 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 구비되며, 상기 이차전지들 각각에 전해액을 주입하기 위한 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 적어도 하나 준비하는 단계; 및 1차 호퍼들을 이용하여 상기 버퍼 호퍼들에 전해액을 주입하여 상기 버퍼 호퍼들이 상기 전해액을 저장하는 단계;를 포함한다.
상기 진공가압 챔버 내부를 제1진공 분위기로 배기하고 일정 시간 유지한 후 대기압으로 벤트하는 단계는 상기 버퍼 호퍼들에 저장된 전해액이 상기 이차전지들 내부로 주입되는 단계이다.
상기 진공가압 챔버 내부를 제2진공 분위기로 배기하여 일정 시간 유지한 후 대기압으로 벤트하는 단계는 상기 버퍼 호퍼들에 잔류하는 전해액을 상기 이차전지들 내부로 주입하는 단계이다.
상기 캐리어를 진공가압 챔버 내부로 장입하는 단계는 상기 캐리어를 한 층 또는 적어도 두층으로 적층되도록 상기 캐리어를 상기 진공가압 챔버 내부로 장입하는 단계이다.
상기 진공가압 챔버를 밀폐시키는 단계:는 상기 진공가압 챔버의 상부 챔버 를 하강시켜, 상기 상부 챔버의 제1실링면이 상기 하부 챔버의 표면과 접촉하도록 하는 단계; 상기 진공가압 챔버의 클램프를 회전시켜 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 고정시키는 단계; 및 상기 하부 챔버의 제1실링면에 구비된 에어 오링을 가압하여 상기 상부 챔퍼와 하부 챔버를 밀폐시키는 단계;를 포함한다.
상기 진공가압 챔버 내부를 가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 가압 벤트 공정을 복수회 진행하는 단계:는 상기 진공가압 챔버 내부를 대기압 보다는 높은 압력인 제1가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 제1가압 공정을 진행하는 단계; 및 상기 진공가압 챔버 내부를 상기 제1기압 분위기 보다 높은 압력인 제2가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 제2가압 공정을 진행하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 구성을 따르면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는 본 발명에 의하면, 동시에 다량의 이차전지에 전해액을 주입할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 다량으로 이차전지에 전해액을 주입함에 있어 최적화된 함침특성을 얻을 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 전해액이 주입된 이차전지를 진공가압 장치에서 동시에 가압 및 진공을 진행함으로써 전해액의 함침시간 단축 및 함침 품질을 향상시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 중 상기 이치전지 전해액 주입용 진공가압 장치에 장입되는 캐리어를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 캐리어(100)는 상부 캐리어(110)와 하부 캐리어(120)를 포함하고 있다.
상기 상부 캐리어(110)는 버퍼 호퍼(130)가 관통하여 구비된 형태로 구비되어 있다.
또한 상기 하부 캐리어(120)는 이차전지(140)가 복 수개로 장착되어 있다.
상기 캐리어(100)는 상기 이차전지(140)가 2차원으로 배치되어 구비되어 있고, 상기 버퍼 호퍼(130)는 상기 이차전지(140)에 대응하도록 2차원으로 배치되어 구비되어 있다. 따라서, 상기 캐리어(100)는 수 십 내지 수 백 개의 이차전지(140)를 장착할 수 있다. 도 1a에서는 상기 이차전지(140)를 12행×12열의 2차원으로 배치하여 144개의 이차전지(140)를 배치한 것을 도시하고 있으나 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 이차전지(140)의 행과 열의 갯수를 더 추가하여 더 많은 이차전지(140)를 배치할 수 있다.
상기 버퍼 호퍼(130)는 그 내부에 전해액을 저장하는 공간인 버퍼(132)를 구 비하고 있다.
또한 상기 버퍼 호퍼(130)는 이후 설명될 1차 호퍼(260)의 주입구(168)와 접촉하는 상부 주입구(134a) 및 상기 이차전지(140)의 전해액 주입구와 접촉하는 하부 주입구(134b)를 구비하고 있다.
이때, 상기 버퍼 호퍼(130)의 상부 주입구(134a) 및 하부 주입구(134b)에는 각각 상부 오링(136a) 및 하부 오링(136b)이 구비되어 있다.
이때, 상기 상부 오링(136a)은 이후 설명될 1차 호퍼(260)의 주입구(168)와 상부 주입구(134a)를 실링하기 위해 구비된다.
또한, 상기 하부 오링(136b)은 상기 이차전지(140)의 전해액 주입구와 하부 주입구(134b)를 실링하기 위해 구비된다.
상기 이차전지(140)는 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체(미도시)를 수용하는 캔 등을 포함하고 있다.
이때, 본 발명에서는 상기 이차전지(140)를 원통형의 이차전지로 도시하고 설명하고 있으나 이에 한정되지 않고, 상기 이차전지(140)는 각형의 이차전지가 될 수 있다.
한편, 상기 캐리어(100)는 상기 상부 캐리어(110)와 하부 캐리어(120)가 정확하게 체결되어 있는 것이 중요하다. 이는 상기 버퍼 호퍼(130)의 하부 주입구(134b)와 상기 이차전지(140)의 전해액 주입구가 정확하게 일치하여야 상기 전해액이 누출되지 않고, 상기 이차전지(140)에 정확하게 주입될 수 있기 때문이다.
상기 상부 캐리어(110)와 하부 캐리어(120)의 정확한 정렬은 상기 하부 캐리 어(120)에 구비된 복 수개의 정렬 부재(150)에 의해서 이루어진다.
상기 정렬 부재(150)는 선단부(152), 상기 선단부(152)와 연결된 몸통부(154) 및 상기 선단부(152)를 지지하는 탄성 부재(156)를 포함하고 있다.
상기 선단부(152)는 상기 상부 캐리어(110)에 위치하며, 상기 정렬 부재(150)에 대응되는 정렬 홀(112)에 삽입된다. 이때, 상기 선단부(152)는 상기 정렬 홀(112)에 삽입되는 삽입부(152a) 및 상기 삽입부(152a)의 하부에 구비되며, 상기 정렬 홀(112)의 직경보다 큰 직경으로 구비되어 상기 정렬 홀(112)에 삽입되지 않는 받침부(152b)를 구비하고 있어, 상기 삽입부(152a)는 삽입되지만 상기 받침부(152b)는 삽입되지 않는다.
상기 탄성 부재(156)는 상기 정렬 부재(150)가 상기 정렬 홀(112)에 삽입될 때 완충작용을 하는 것으로 스프링 등과 같은 탄성력이 있는 탄성 부재로 구비된다.
상기 캐리어(100)는 상기 상부 캐리어(110)와 하부 캐리어(120)를 체결하는 체결 부재(160)를 구비하고 있다.
상기 체결 부재(160)는 그 일측 끝단에는 걸림부(162)를 구비하고, 상기 체결 부재(160)의 중간에는 상기 체결 부재(160)가 상기 하부 캐리어(120)에 체결되도록 하는 힌지축(164)과 축결합이 되어 있고, 그 타측 끝단에는 상기 하부 캐리어(120)와의 사이에 구비된 탄성 부재(166)를 구비하고 있다. 상기 상부 캐리어(110)는 상기 체결 부재(160)의 걸림부(162)와 대응되는 걸림턱(114)을 구비하고 있다.
따라서, 상기 상부 캐리어(110)와 하부 캐리어(120)는 상기 체결 부재(160)의 걸림부(162)와 걸림턱(114)이 결합됨으로서 체결된다. 이때, 상기 탄성부재(166)는 상기 걸림부(162)가 상기 걸림턱(114)으로부터 이탈되는 것을 방지하여 준다. 한편, 상기 상부 캐리어(110)와 하부 캐리어(120)의 분리는 상기 걸림턱(114)으로부터 상기 걸림부(162)를 이탈시킴으로써 이루어진다.
상기 캐리어(100)는 상기 이차전지(140)와 버퍼 호퍼(130) 사이에 밀착이 잘 이루어지도록 하는 이차전지 백업 부재(170)를 구비하고 있다.
상기 이차전지 백업 부재(170)는 상기 이차전지(140)들이 삽입되는 상기 하부 캐리어(120)의 이차전지 장착홈(122)들 내부에 구비된다. 상기 이차전지 백업 부재(170)는 상기 이차전지(140)들이 상기 버퍼 호퍼(130)들과 밀착되도록 상기 이차전지(140)들을 상부 방향, 즉 상기 버퍼 호퍼(130)들을 향해 밀어주는 역할을 한다.
이러한 상기 이차전지 백업 부재(170)는 상기 이차전지(140)의 전해액 주입구와 상기 버퍼 호퍼(130)의 하부 주입구(134b)를 밀착시켜 주는 역할을 한다. 특히 상기 버퍼 호퍼(130)의 하부 오링(136b)이 상기 이차전지(140)의 전해액 주입구의 주위에 밀착되어 실링하도록 하는 역할을 한다.
상기 이차전지 백업 부재(170)는 상기 이차전지(140)를 밀어주는 탄성부재(172)와 상기 탄성 부재(172)와 이차전지(140) 사이에서 힘을 전달하는 백업 부재 지지대(174)를 구비하고 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 전해액 주입용 진 공가압 장치 중 진공주입 챔버를 도시한 도들이다. 이때, 도 2b는 상기 도 2a의 A 역을 확대한 확대도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치는 진공주입 챔버(200)를 포함하고 있다.
상기 진공주입 챔버(200)는 상기 캐리어(100)에 장착된 상기 이차전지(140)에 전해액을 주입하기 위한 장치이다.
상기 진공주입 챔버(200)는 상부 덮개(212), 측벽(214) 및 하부 베이스(216)를 포함하는 챔버(210)를 구비하고 있다.
상기 상부 덮개(212)는 이후 도 3를 참조하여 자세히 설명될 1차 호퍼(260)가 관통되어 있다.
또한, 상기 상부 덮개(212)는 테두리의 일정 영역들에 상기 상부 덮개(212)를 지지하면서, 상기 상부 덮개(212)를 상부 방향 또는 하부 방향으로 이동할 때, 상기 상부 덮개(212)를 가이드하는 복 수개의 가이드 봉(220)과 체결되어 있다.
또한, 상기 측벽(214)은 상기 상부 덮개(212)의 일측 표면의 일정 영역에서 연장되어 구비되어 있다.
상기 하부 베이스(216)는 상기 측벽(214)과 접촉함으로써 상기 진공주입 챔버(200)의 챔버(210) 내부를 밀폐시킨다.
따라서, 상기 진공주입 챔버(200)의 챔버(210)는 상부 덮개(212), 측벽(214) 및 하부 베이스(216)를 포함하며, 상기 챔버(210)는 상기 상부 덮개(212)를 상기 가이드 봉(220)을 따라 상부 방향으로 이동시켜, 상기 챔버(210) 내부를 열고, 상 기 상부 덮개(212)를 상기 가이드 봉(220)을 따라 하부 방향으로 이동시켜, 상기 상부 덥개(212)에서 연장되어 구비된 상기 측벽(214)과 하부 베이스(216)를 접촉시켜 상기 챔버(210)의 내부를 밀폐시킨다.
한편, 상기 진공주입 챔버(200)는 상기 챔버(210)의 하부 베이스(216)를 지지하면서 상기 챔버(210) 전체를 지지하는 챔버 지지대(232)를 지지하는 하부 지지 플레이트(230)를 구비하고 있다. 또한 상기 하부 지지 플레이트(230)는 상기 가이드 봉(220)의 하부를 지지하고 있다.
또한, 상기 진공주입 챔버(200)는 상기 하부 베이스(216) 상에 구비되며, 상기 캐리어(100)가 안착되는 캐리어 지지대(216a)를 구비하고 있다. 상기 캐리어 지지대(216a)는 상기 캐리어(100)가 상기 진공주입 챔버(200) 내부로 장입되었을 때, 상기 캐리어(100)를 안착시키는 역할 뿐만 아니라 상기 캐리어(100)를 상기 진공주입 챔버(200)의 챔버(210) 내부에서 상승 또는 하강시키는 역할을 한다.
상기 캐리어 지지대(216a)의 상승은 상기 버퍼 호퍼(130)의 상부 주입구(134a)와 1차 호퍼(260)의 1차 호퍼 주입구(168)를 접촉하게 하는 역할을 한다.
상기 진공주입 챔버(200)는 하부 지지 플레이트(230)와 대응하며, 상기 가이드 봉(220)의 상부를 지지하는 상부 지지 플레이트(230)를 구비하고 있다.
따라서, 상기 하부 지지 플레이트(230) 및 상부 지지 플레이트(240)는 전체적으로 상기 진공주입 챔버(200)를 지지하는 역할을 한다.
상기 진공주입 챔버(200)는 상기 챔버(210) 내부를 진공 분위기를 배기할 수 있는 진공 펌프(250)를 구비하고 있다.
상기 진공주입 챔버(200)는 상기 상부 덮개(212)를 관통하여 구비된 1차 호퍼(260)를 복 수개 구비하고 있다.
상기 1차 호퍼(260)는 전해액을 저장하는 전해액 저장부(262), 상기 전해액 저장부(262)를 열고 닫는 주액 니들(264)를 구비하고 있다.
이때, 상기 주액 니들(264)은 그 하부 끝단이 상기 전해액 저장부(262)의 1차 호퍼 주입구(268)를 막거나 열어 상기 전해액 저장부(262)에 저장된 전해액이 캐리어(300)에 장착되어 있는 버퍼 호퍼 또는 이차전지로 주입하는 장치이다.
또한, 상기 주액 니들(264)은 그 내부에 전해액 유입 통로(260)를 구비하고 있다. 상기 전해액 유입 통로(260)는 외부에서 상기 전해액 저장부(262)로 전해액을 유입시키는 통로이다.
상기 주액 니들(264)들의 상부 끝단은 1차 호퍼 로드(270)에 의해 체결되어 있다.
상기 1차 호퍼 로드(270)는 상기 주액 니들(264)들을 체결하여 고정하는 역할을 하는 동시에 상기 주액 니들(264)들을 열거나 닫게할 수 있다. 즉, 상기 1차 호퍼 로드(270)가 상승하여 상기 주액 니들(264)들을 상승시키고, 이로 인해 상기 전해액 저장부(260)의 1차 호퍼 주입구(268)를 열 수 있다. 이와 반대로 상기 1차 호퍼 로드(270)가 하강하여 상기 주액 니들(264)들을 하강시켜, 상기 전해액 저장부(262)의 1차 호퍼 주입구(268)를 닫을 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 중 진공가압 챔버를 도시하고 있는 도들이다. 이때, 도 3a는 캐리어 가 장착된 진공가압 챔버의 단면도를 도시하고 있고, 상기 도 3b는 진공가압 챔버의 부분사시도를 도시하고 있고, 도 3c는 도 3a의 B 영역을 확대한 확대도이고, 도 3d는 도 3b의 C 영역을 확대한 확대도이다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치는 진공가압 챔버(300)를 포함하고 있다.
상기 진공가압 챔버(300)는 상기 전해액이 상기 이차전지(140)에 함침되도록 하는 장치이다.
상기 진공가압 챔버(300)는 상기 캐리어(100)를 하나 또는 복수 개 장입할 수 있는 장치이다. 도 3a에서는 상기 캐리어(100)를 2단으로 적층하고 장입한 것을 도시하고 있다.
이때, 상기 캐리어(100)들은 상기 캐리어(100)들을 적층할 수 있는 캐리어 적층 부재(310)를 이용하여 적층된다.
상기 진공가압 챔버(300)는 상부 챔버(320), 하부 챔버(330), 진공 펌프(340) 및 가압 펌프(350)를 구비하고 있다.
상기 상부 챔버(320)는 몸통부(322), 반구부(324) 및 실링부(326)를 구비하고 있다.
상기 상부 챔버(320)의 몸통부(322)는 원통형으로 구비되며, 상기 몸통부(332)의 크기에 의해 상기 진공가압 챔버(300) 내부에 장입되는 캐리어(100)들의 수가 결정될 수 있다. 즉, 상기 몸통부(322)의 크기가 크다면 그 내부의 부피 역시 커질 것이고, 그로 인해 많은 수의 캐리어(100)들이 적층되어 장입될 수 있다. 상 기 진공가압 챔버(300) 내부에 상기 캐리어(100)를 많이 장입할 수 록 더 많은 수의 이차전지(140)를 동시에 생산할 수 있으로 최대한으로 장입될수 있도록 한다.
상기 반구부(324)는 상기 몸통부(322)의 상부 끝단으로부터 상부 측으로 연장된 반구형으로 구비될 수 있다.
상기 반구부(324)가 반구형으로 구비되는 것은 상기 진공가압 챔버(300)의 내부가 감압 또는 가압될 때, 상기 진공가압 챔버(300)가 내부와 외부의 압력차에 의해 손상되는 것을 방지하기 위해서이다.
상기 반구부(324)의 상부에는 상기 몸통부(322), 반구부(324) 및 실링부(326)를 포함하는 상기 상부 챔버(320)를 상부 방향 또는 하부 방향으로 승하강시키는 승하강 부재(미도시)와 연결된 상부 챔버 로드(328)를 구비하고 있다.
상기 실링부(326)는 상기 몸통부(322)의 하부 끝단으로부터 하부 측으로 연장되어 있으며, 상기 하부 챔버(330)의 표면과 접촉하는 제1실링면(326a) 및 이후 설명될 클램프(330)와 접촉하며, 상기 제1실링면(326a)과 인접하며 수직하는 제2실링면(326b)을 구비하고 있다.
상기 하부 챔버(330)는 상기 상부 챔버(320)와 대응하며, 상기 실링부(326)의 제1실링면(326a)과 접촉하여 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 밀폐한다.
또한, 상기 상부 챔버(320)와 하부 챔버(330)는 클램프(360)에 의해 구속되어 체결된다. 상기 클램프(360)는 내측면을 따라 수용 홈(362)을 구비하며, 수직 단면이 사각형인 링의 형태로 구비하고 있다.
상기 클램프(360)는 상기 상부 챔버(320)의 제2실링면(362b)을 따라 일정 간 격으로 배치된 복수 개의 제1돌출부(328) 및 상기 하부 챔버(330)의 측면을 따라 돌출된 제2돌출부(332)를 수용하는 수용 홈(362)을 구비하고 있다.
상기 상부 챔버(320)과 하부 챔버(330)는 상기 제1돌출부(328)들과 제2돌출부(332)가 상기 수용 홈(362)에 수용됨으로써 구속되어 체결된다.
이때, 상기 상부 챔버(320)는 상기 상부 챔버 승하강 로드(328)에 연결된 승하강 부재에 의해 상부 방향으로 승강되어 상기 진공가압 챔버(300)를 열 수 있는 구조로 이루어져 있다. 이를 위해 클램프(360)는 복수 개의 삽입 홈(364)을 구비하고 있다. 상기 삽입 홈(364)들은 상기 제1돌출부(328)가 하강하여 상기 수용 홈(362)에 삽입될 수 있도록 상기 클램프(360)의 상부측 표면으로부터 상기 수용 홈(362)까지 연장되어 형성되어 있다. 또한 상기 삽입 홈(364)은 상기 제1돌출부(328)와 대응하는 위치에 대응되는 수, 즉 복수 개로 구비된다.
한편, 상기 클램프(360)의 측면 표면 상에는 상기 클램프(360)를 상기 제2실링면(326b) 및 하부 챔버(330)의 측면을 따라 회전시키는 클램프 회전 부재(366)를 구비하고 있다.
상기 클램프 회전 부재(366)는 상기 상부 챔버(320)가 하강하여 상기 제1돌출부(328)들이 상기 클램프(360)의 삽입 홈(364)들을 통해 상기 수용 홈(362)으로 수용된다. 그리고 상기 클램프(360)를 회전시켜 상기 제1돌출부(328)들을 구속시킴으로써 상기 제1돌출부(328)들이 상기 삽입 홈(364)들로 다시 밀려나가는 것을 방지하는 역할을 한다. 물론 상기 상부 챔버(320)를 상부 방향으로 승강시키는 경우에는 상기 클램프 회전 부재(366)가 상기 클램프(360)를 회전시켜 상기 삽입 홈(364)들이 상기 제1돌출부(328)들 상부에 위치하도록 한다.
상기 클램프(360)가 상기 상부 챔버(320) 및 하부 챔버(330)를 구속하여 체결하면 상기 진공가압 챔버(300)의 내부가 밀폐된다.
상기 진공가압 챔버(300)는 상기 클램프(360)로 상기 상부 챔버(320)와 하부 챔버(330)를 체결한 후에는 상기 상부 챔버(320)와 하부 챔버(330)의 접촉면인 상기 상부 챔버(320)의 제1실링면(326a)은 밀폐된다.
상기 제1실링면(326a)과 하부 챔버(330)의 밀폐는 에어오링(382)에 의해 이루어진다.
상기 에어오링(382)은 상기 제1실링면(326a)를 따라 구비된 오링 홈(384)에 장착된다.
또한, 상기 에어오링(382)은 일측면을 따라 형성되어 있으며, 그 수직 단면이 V 자형의 요부(382a)를 구비한 사각형의 형태를 이루고 있다.
이때, 상기 에어오링(382)의 요부(382a)가 상기 오링 홈(384)의 상부면에 대향하도록 구비되어, 상기 요부(382a)에 의해 상기 에어오링(382)과 오링 홈(382)의 상부면 사이에 빈 공간인 에어 스페이스(386)가 형성되도록 한다.
상기 에어 스페이스(386)는 외부로 연결된 에어 공급로(388)가 적어도 하나 이상 연결되어 있다.
상기 에어 공급로(388)는 상기 에어 스페이스(386)로 에어를 공급하기 위한 것으로, 상기 에어 스페이스(386)에 에어(392)를 공급함으로써 도 3d에 도시된 바와 같이 상기 에어오링(382)이 가압되고, 상기 가압에 의해 상기 오링(384)의 양쪽 측면 방향(394)과 하부의 하부 챔버(330)의 표면 방향(396)으로 힘이 작용하여 상기 진공가압 챔버(300)의 내부를 밀폐시킨다.
상기 진공 펌프(340)는 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 일정 압력의 진공 분위기로 배기하는 장치이다.
상기 가압 펌프(350)는 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 불활성 가스를 이용하여 일정 압력의 가압 분위기로 가압하는 장치이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용하여 이차전지에 전해액을 주입할 때의 진공주입 챔버와 진공가압 챔버 내부의 압력 변화 그래프이고, 도 5a내지 도 5e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용하여 이차전지에 전해액을 주입하는 방법을 도시한 도들이다.
도 4 내지 도 5a를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용하여 이차전지에 전해액을 주입하는 방법은 우선 도 1a 및 도 1b에서 도시된 캐리어(100)를 준비한다.
즉, 상기 상부 캐리어(110)는 버퍼 호퍼(130)가 장착되어 있고, 상기 하부 캐리어(120)는 이차전지(140)가 장착된 캐리어(100)를 준비한다.
이때, 상기 이차전지(140) 내부에는 전극조립체(미도시)만을 구비하고 있고 전해액은 주입되어 있지 않다.
이어서, 도 5a에 도시된 바와 같이 상기 캐리어(110)를 상기 진공주입 챔버(200) 내부로 장입한다. 즉, 상기 캐리어(110)를 상기 진공주입 챔버(200)의 캐 리어 지지대(216a) 상에 안착시킨다.
이때, 상기 진공주입 챔버(200)의 상부 덮개(212) 및 측벽(214)은 상기 캐리어(110)가 상기 진공주입 챔버(200) 내부로 장입할 수 있도록 상승된 상태이다.
이어서, 상기 진공주입 챔버(200)의 상부 덮개(212) 및 측벽(214)을 하강시키고, 상기 하부 베이스(216)와 접촉시켜 상기 진공주입 챔버(200) 내부를 외부와 밀폐시킨다.
이때, 상기 캐리어(110)가 안착된 캐리어 지지대(216a)는 상기 버퍼 호퍼(130)의 상부 주입구(134a)가 상기 1차 호퍼(160)의 1차 호퍼 주입구(168)에 닿지 않고 이격되도록 하는 위치에 위치한다.
이어서, 상기 진공주입 챔버(200) 내부를 상기 진공 펌프(250)를 이용하여 제1진공 분위기(410)가 되도록 배기를 시작한다. 이때, 상기 배기 시간 동안 상기 1차 호퍼(260)의 전해액 저장부(216)에 전해액(500)을 저장한다.
상기 전해액 저장부(216)에 저장된 전해액(500)은 상기 이차전지(140)에 함침될 양을 계산하여 적정량으로 저장한다.
이어서, 상기 진공주입 챔버(200) 내부가 상기 제1진공 분위기(410)에 도달하면, 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 캐리어 지지대(216a)를 상승시켜 상기 버퍼 호퍼(130)의 상부 주입구(134a)가 상기 1차 호퍼(160)의 1차 호퍼 주입구(168)에 닿도록 한다.
이때, 상기 버퍼 호퍼(130)의 상부 오링(136a)은 상기 1차 호퍼(160)의 1차 호퍼 주입구(168)와 상기 버퍼 호퍼(130)의 상부 주입구(134a)가 밀폐되도록 한다.
이어서, 상기 1차 호퍼(160)의 주액 니들(164)을 상승시켜 상기 전해액 저장부(162)에 저장된 전해액(500)이 상기 버퍼 호퍼(130)를 통해 상기 이차전지(140) 내부로 주입되게 한다.
이때, 상기 전해액 저장부(162)에 저장된 전해액(500)이 상기 버퍼 호퍼(130)를 통해 상기 이차전지(140) 내부로 주입되는 이유는 상기 이차전지(140) 내부는 상기 제1진공 분위기(410)인 반면, 상기 전해액 저장부(162)는 상기 진공주입 챔버(200) 외부에 구비됨으로써 대기압 분위기이기 때문이다. 즉, 상기 전해액 저장부(162)와 상기 이차전지(140) 내부에 압력차가 있기 때문이다.
한편, 상기 전해액(500)을 상기 버퍼 호퍼(130)를 통해 상기 이차전지(140) 내부로 주입하는 이유는 상기 1차 호퍼(160)에서 상기 이차전지(140)로 바로 주입하는 경우 전해액(500)을 주입하는 과정에서 전해액(500)이 비산될 수도 있기 때문에 이를 방지하기 위해 상기 버퍼 호퍼(130)을 통해 주입하게 된다.
또한, 상기 버퍼 호퍼(130)가 버퍼 기능을 하기 때문이다. 즉, 상기 1차 호퍼(160)의 전해액 저장부(162)와 이차전지(140)의 압력차에 의해 주입되는 전해액(500)은 비교적 높은 압력으로 상기 이차전지(140)에 주입될 수 있는데, 상기 전해액(500)이 이차전지(140)로 바로 주입되면, 상기 이차전지(140) 내부의 전극 조립체가 손상될 수 있기 때문이다.
이때, 상기 전해액(500)을 주입하는 시간은 적어도 30초 이상이 되도록 한다. 즉, 상기 진공주입 챔버(200) 내부의 제1진공 분위기(410)를 30초 이상 유지한다.
또한, 상기 제1진공 분위기(410)는 0.1Torr 내지 1Torr의 진공 분위기를 유지한다.
이어서, 상기 진공주입 챔버(200) 내부의 제1진공 분위기(410)를 대기압으로 벤트시킨다.
이어서, 상기 진공주입 챔버(200) 내부를 제2진공 분위기(420)로 배기한다.
이때, 상기 제2진공 분위기(420)는 상기 제1진공 분위기(410)와 동일한 진공 분위기를 유지한다. 상기 제2진공 분위기(420)는 최소 5초 이상만 유지하면 된다.
상기 진공주입 챔버(200) 내부를 제2진공 분위기(420)로 유지하는 것은 상기 1차 호퍼(160)의 전해액 저장부(162) 또는 상기 버퍼 호퍼(130)에 잔류할 수 있는 전해액(500)을 상기 이차전지(140)로 주입하기 위한 것이다.
이어서 상기 진공주입 챔버(200) 내부의 제2진공 분위기(420)를 대기압으로 벤트시킨다. 이때, 상기 제2진공 분위기(420)가 완료되거나 대기압으로 벤트시킬 때에는 상기 전해액(500)이 상기 이차전지(140) 내부로 거의 주입된다. 그러나, 상기 도 5c에 도시된 바와 같이 상기 전해액(500) 모두가 상기 이차전지(140) 내부로 주입되어 상기 이차전지(140) 내부에 구비된 전극조립체에 함침되지 않고, 일정 소량이 상기 이차전지(140)의 전해액 주입구를 밀폐하는 상기 버퍼 호퍼(130)의 하부 주입구(134b)까지 채워져 있는 상태가 된다.
이어서, 상기 캐리어(100)를 진공가압 챔버(300)에 장입한다.
이때, 상기 캐리어(100)의 진공가압 챔버(300) 장입은 상기 상부 챔버(320)를 상승시킨 후, 상기 캐리어(100)를 상기 하부 챔버(330) 상에 안착시킨다.
그리고 상기 상부 챔버(320)를 하강시켜 상기 하부 챔버(330)와 상기 상부 챔버(320)의 제1실링면(326a)이 접촉하도록 한다. 이때, 상기 상부 챔버(320)의 제1돌출부(328)들은 상기 클램프(360)의 삽입 홈(364)들에 삽입되어 상기 수용 홈(362)에 수용되도록 한다.
그리고 상기 클램프(360)를 회전시켜 상기 상부 챔버(320)와 하부 챔버(330)를 구속하여 체결한다.
이어서, 상기 진공가압 챔버(300)의 에어공급로(388)를 통해 상기 에어 스페이스(386)에 에어 또는 불활성 가스를 공급하여 상기 에어 오링(382)이 상기 상부 챔버(320) 및 하부 챔버(330)를 실링한다.
이어서, 상기 진공가압 챔버(300)의 가압펌프(350)를 이용하여 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 일정 압력으로 가압하였다가 대기압으로 벤트하는 가압 벤트 공정을 복 수회 진행한다.
이때, 상기 가압 벤트 공정은 여러 번 반복하여도 무방하기는 하나 본 실시 예에서는 2회 반복하는 것으로 하고, 이를 기준으로 설명한다.
상기 진공가압 챔버(300) 내부를 상기 가압 펌프(350)를 이용하여 제1가압 분위기(430)로 가압한다.
상기 제1가압 분위기(430)는 적어도 대기압 보다는 높은 압력으로 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 가압한다. 또한, 상기 제1가압 분위기(430)는 이후 설명될 제2가압 분위기(440) 보다는 낮은 압력으로 가압한다. 상기 제1가압 분위기(430)는 60초 내지 200초를 유지한 후, 대기압으로 벤트한다.
이때, 상기 제1가압 분위기(430)로 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 가압하는 이유는 이후 설명될 제2가압 분위기(440)로 가압하기 이전에 상기 이차전지(140) 내부로 상기 전해액(500)을 어느 정도 함침시키기 위해서이다. 즉, 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 상기 제1가압 분위기(430)에서 가압하지 않고, 이후 설명될 제2가압 분위기(440)로 가압하게 되면, 도 5c를 참조하여 설명한 상기 이차전지(140)의 전해액 주입구를 밀폐하는 상기 버퍼 호퍼(130)의 하부 주입구(134b)까지 채워진 전해액(500)이 역류하거나 튕겨오르는 현상을 보이기 때문이다.
이어서, 상기 제1가압 분위기(430)로 가압한 후, 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 대기압으로 벤트시킨다. 그리고 일정 시간 동안 대기압으로 유지한다.
이때, 상기 제1가압 분위기(430)을 대기압으로 벤트한 후 대기압 유지 시간은 적어도 30초를 유지한다.
이어서, 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 제2가압 분위기(440)로 가압한다.
상기 제2가압 분위기(440)는 상기 제1가압 분위기(430)보다는 높은 압력을 유지한다. 예컨대, 상기 제2가압 분위기(440)는 2 내지 6bar의 압력으로 가압할 수 있다.
상기 제2가압 분위기(440)는 300초 내지 500초 동안을 유지한다.
이때, 도 5e에 도시된 진공가압 챔버(300)는 상기 진공가압 챔버(300)의 내부를 상기 제2가압 분위기(440)를 유지하는 동안 또는 유지한 후의 상태를 도시한 것으로, 상기 전해액(500)이 상기 이차전지(140) 내부로 함침된 것을 보여주고 있다. 따라서, 상기 제2가압 분위기(440)는 상기 도 5d에 도시된 바와 같이 상기 버 퍼 호퍼(130)의 하부 주입구(134b)까지 채워진 전해액(500)을 거의 완전히 상기 이차전지(140) 내부로 함침되도록 하는 역할을 한다.
이어서, 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 상기 제2가압 분위기(400)에서 대기압으로 벤트한다.
이어서, 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 제3진공 분위기(450)로 배기하였다가 다시 대기압으로 벤트하여 전해액 주입을 완료한다.
이때, 상기 제3진공 분위기(450)은 상기 제2가압 분위기(400) 이후, 상기 이차전지(140) 내부에 함침된 전해액(500) 속 또는 상기 이차전지(140) 내부에 존재할지도 모르는 기포를 제거하기 위해서 진행한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상기 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용하여 이차전지에 전해액을 주입할 때의 진공주입 챔버와 진공가압 챔버 내부의 압력 변화 그래프이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상기 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용하여 이차전지에 전해액을 주입하는 방법을 도시한 도들이다.
도 4, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상기 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용하여 이차전지에 전해액을 주입하는 방법은 우선 도 1a 및 도 1b에서 도시된 캐리어(100)를 준비한다.
이이서, 도 6a에 도시된 바와 같이 상기 1차 호퍼(160)를 이용하여 상기 버퍼 호퍼(130)에 전해액(500)을 저장한다.
이때, 상기 버퍼 호퍼(130)에 전해액(500)을 저장하는 방법은 상기 도 5a를 참조하여 설명한 상기 캐리어(100)를 상기 진공주입 챔버(200)에 장입하여 저장하는 방법을 이용할 수 있다. 이때는 상기 진공주입 챔버(200)의 내부를 상기 제1진공분위기(410)로 배기할 필요는 없다. 즉, 대기압 상태에서 상기 전해액(500)을 주입하여도 무방하다.
또한 상기 버퍼 호퍼(130)에 전해액(500)을 저장하는 방법은 상기 도 5a를 참조하여 설명한 진공주입 챔버(200)를 반드시 이용할 필요는 없다. 즉, 상기 1차 호퍼(160)를 구비한 별도의 다른 장치로 주입할 수 있다. 상기 별도의 다른 장치는 적어도 상기에서 상술한 1차 호퍼(160)들을 구비하기만 하면 된다.
이어서, 상기 버퍼 호퍼(130)에 전해액(500)이 저장된 상기 캐리어(100)를 상기 진공가압 챔버(300) 내부에 장입한다. 이때, 상기 캐리어(100)를 상기 진공가압 챔버(300) 내부로 장입하는 방법은 상기에서 상술하였음으로 생략한다.
이어서, 상기 진공가압 챔버(300)의 진공 펌프(340)를 이용하여 상기에서 상술한 제1진공 분위기(410)로 배기하고 대기압으로 벤트하는 공정을 진행한다.
이때, 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 제1진공 분위기(410)로 배기하는 것은 상기 버퍼 호퍼(130)에 저장된 전해액(500)을 이차전지(140) 내부로 유입되도록 하기 위해서이다. 이때 상기 제1진공 분위기(410)는 상기 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 설명한 전해액 주입 방법과 동일한 원리로 주입되며, 공정 조건 또한 동일하다. 다만 본 실시 예와 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 설명한 실시 예에서의 차이점은 상기 진공주입 챔버(200) 대신 진공가압 챔버(300) 내부에서 이루어진다는 점에서 차이가 있다.
이어서, 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 제2진공 분위기(420)로 배기하고 대기압으로 벤트하는 공정을 진행한다. 이때, 상기 제2진공 분위기(420)는 상기 버퍼 호퍼(130)에 잔류하는 전해액(500)을 이차전지(140)로 주입하기 위해서이다. 이때, 상기 제2진공 분위기(420) 역시 상기 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 설명한 전해액 주입 방법과 동일한 원리로 주입되며, 공정 조건 또한 동일하다. 다만 본 실시 예와 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 설명한 실시 예에서의 차이점은 상기 진공주입 챔버(200) 대신 진공가압 챔버(300) 내부에서 이루어진다는 점에서 차이가 있다.
이후 설명하는 공정은 상기 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 설명한 실시 예와 동일한 방법을 이용함으로 자세한 설명은 생략한다. 즉, 상기 진공가압 챔버(300) 내부를 상기 가압 펌프(350)를 이용하여 상기 제1가압 분위기(430)로 가압하고 대기압으로 벤트하는 공정, 일정 시간동안 대기압으로 유지하는 공정, 상기 제2가압 분위기(440)로 가압하고 대기압으로 벤트하는 공정 및 제3진공 분위기로 배기하고 벤트하는 공정은 상기 도 5a 내지 도 5e를 참조하여 설명한 실시 예와 동일한 방법으로 실시한다.
상기와 같은 순서로 상기 이차전지(140)에 전해액을 주입하게 되면, 상기 도 6b에 도시된 바와 같이 상기 이차전지(140) 내부에 전해액이 거의 완전히 함침되어 전해액 주입이 완료된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 전해액을 주입하는 방법과 종래 방법에 의해 이차전지에 전해액을 주입할 경우의 미함침 영역을 도시한 그래프이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전해액을 주입하는 방법과 종래 방법에 의해 이차전지에 전해액을 주입할 경우의 미함침 영역을 도시한 그래프인 도 7를 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 전해액을 주입하는 방법(도 7에서는 본 발명이라고 표시된 막대)으로 이차전지에 전해액을 주입하는 경우에는 비교 예 1 및 2에서 표시된 바와 같이 각각 평균 17.7㎟의 미함침 영역이 발생하는 반면, 종래 방법으로 전해액을 주입하는 경우에는 각각 평균 29㎟와 27.5㎟의 미함침 영역이 발생하는 것으로 계산되었다.
이때, 종래 방법이란 이차전지에 전해액을 주입할 때 상기 도 4에 도시된 바와 같이 진공 분위기 및 가압 분위기로 전해액을 주입하는 것이 아니라 상기 제1가압 분위기(430)를 하지 않거나, 상기 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 진공가압 장치를 이용하지 않고 전해액을 주입할 때를 의미한다.
한편, 상기 비교 예 1 및 비교 예 2는 각각 일정 기간 동안 종래 방법 또는 본 발명에서 상술항 방법으로 전해액을 주입한 이차전지들의 미함침 영역들을 계산하고 이를 평균한 값으로 표시한 것을 의미한다.
따라서 본 발명의 실시 예에서 설명한 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 및 이를 이용하여 이차전지에 전해액을 주입하게 되면, 수 십 내지 수 백개의 이차전지에 전해액을 동시에 주입하여 이차전지의 단위 시간 당 생산량을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라 이차전지들의 미함침 영역을 최소화할 수 있고, 또한 균일하게 함침된 이차전지들을 획득할 수 있다.
이상 본 발명을 상기 실시예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되 는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 중 상기 이치전지 전해액 주입용 진공가압 장치에 장입되는 캐리어를 도시한 사시도 및 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 중 진공주입 챔버를 도시한 도들이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 중 진공가압 챔버를 도시하고 있는 도들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용하여 이차전지에 전해액을 주입할 때의 진공주입 챔버와 진공가압 챔버 내부의 압력 변화 그래프이다.
도 5a내지 도 5e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용하여 이차전지에 전해액을 주입하는 방법을 도시한 도들이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 상기 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용하여 이차전지에 전해액을 주입하는 방법을 도시한 도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 캐리어 130 : 버퍼 호퍼
140 : 이차전지 200 : 진공주입 챔버
300 : 진공가압 챔버 500 : 전해액

Claims (31)

  1. 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 위치하며, 상기 이차전지들 각각에 연결된 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 그 내부에 장입하는 진공가압 챔버;
    상기 진공가압 챔버에 연결되며, 상기 진공가압 챔버 내부를 진공 분위기로 배기하는 진공 펌프; 및
    상기 진공가압 챔버에 연결되며, 상기 진공가압 챔버 내부를 가압하는 가압 펌프;를 포함하며,
    상기 진공가압 챔버:는
    원통형의 몸통부, 상기 몸통부의 상부 측으로 연장된 반구형의 반구부 및 상기 몸통부의 하부 측으로 연장된 실링부를 포함하는 상부 챔버; 및
    상기 상부 챔버와 대응하는 원판형의 하부 챔버;를 포함하며,
    상기 실링부는 상기 하부 챔버의 표면과 접촉하는 제1실링면을 구비하며, 상기 제1실링면에는 에어오링을 구비하고 있으며,
    상기 이차전지들은 상기 진공가압 챔버 내부에서 가압 및 진공 분위기에 의해 전해액이 함침되는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어오링은 상기 제1실링면을 따라 구비된 오링홈에 장착되어 있되, 그 수직 단면이 일측면에 요부를 구비한 사각형으로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상부 챔버는 상기 에어오링의 요부가 오링홈의 상부면에 대향하도록 구비됨으로써 상기 에어오링과 오링홈의 상부면 사이에 빈 공간인 에어 스페이스가 형성되어 있고, 상기 에어 스페이스로 에어를 공급하는 에어 공급로를 구비하고 있으며,
    상기 진공가압 챔버는 상기 에어 스페이스에 에어를 공급하여 상기 에어오링이 가압됨으로써 상기 상부 챔버와 하부 챔버가 밀폐되는 것을을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공가압 챔버는 상기 상부 챔버를 승하강시키는 승하강 부재를 구비하여 상기 상부 챔버를 상승시켜 상기 캐리어를 상기 챔버 내부로 장입하고, 상기 상부 챔버를 하강시켜 상기 진공가압 챔버를 밀폐하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공가압 챔버는 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 구속하는 클램프를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상부 챔버는 상기 실링부에 상기 제1실링면과 수직한 제2실링면을 구비하며, 상기 제2실링면을 따라 일정 간격으로 배치된 복수개의 제1돌출부를 구비하고 있으며,
    상기 하부 챔버는 그 측면을 따라 돌출된 제2돌출부를 구비하고 있으며,
    상기 클램프의 내측 표면을 따라 구비되며, 상기 제1돌출부와 제2돌출부를 동시에 수용하는 수용 홈 및 상기 상부 챔버가 하부 챔버로 하강할 때 상기 제1돌출부들이 상기 수용 홈으로 삽입되도록 상기 제1돌출부들과 대응되는 복수 개의 삽입 홈을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 진공가압 챔버는 상기 클램프를 회전시켜 상기 상부 챔버와 하부 챔버가 고정되도록 하는 클램프 회전 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리어에 장착된 이차전지들은 복 수 개의 1차 호퍼에 의해 전해액이 주입되며,
    상기 1차 호퍼들 각각은
    하부 끝단에는 상기 캐리어에 장착된 이차전지의 전해액 주입구와 체결되는 1차 호퍼 주입구를 구비한 전해액 저장부; 및
    상기 전해액 저장부 내부에 구비되며, 상기 1차 호퍼 주입구를 열고 닫는 주액 니들를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 1차 호퍼들은 진공주입 챔버에 장착되어 있으며,
    상기 진공주입 챔버:는
    상기 1차 호퍼들가 관통되어 구비된 상부 덮개;
    상기 상부 덮개의 일정 영역에서 연장되어 구비된 측벽; 및
    상기 상부 덮개에서 연장된 측벽과 접촉하여 내부를 밀폐하며, 상기 캐리어가 안착되는 하부 베이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 주액 니들은 그 내부에 외부로부터 전해액을 유입하는 전해액 유입 통로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 1차 호퍼들 각각에 구비된 주액 니들들은 1차 호퍼 로드에 체결되며, 상기 1차 호퍼 로드는 상기 주액 니들들을 상부 방향 또는 하부 방향으로 이동시켜, 상기 주액 저장부를 열거나 닫는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 이차전지들이 장착된 하부 캐리어 및 상기 이차전지들 각각과 대응되며 상기 이차전지들 각각 전해액을 주입하는 버퍼 호퍼들이 장착된 상부 캐리어를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 하부 캐리어에 구비며, 끝단에 걸림부를 구비한 체결 부재 및 상기 상부 캐리어에 구비된 걸림턱의 체결에 의해 체결되는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 캐리어는 상기 하부 캐리어에 구비되며, 상기 상부 캐리어에 구비된 정렬 홀에 삽입되어 걸리는 선단부 및 상기 선단부를 지지하는 탄성 부재를 포함하는 정렬 부재에 의해 상기 상부 캐리어와 하부 캐리어가 정렬되는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 하부 캐리어는 상기 이차전지들이 각각 장착되는 이차전지 장착홈들을 구비하며, 상기 이차전지 장착홈들의 내부에는 상기 이차전지이 상기 버퍼 호퍼와 체결될 때, 상기 이차전지를 일정 힘으로 상부로 밀어주는 이차전지 백업 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 이차전지들은 각형 이차전지들 또는 원통형 베에셀들이며,
    상기 이차전지들은 그 내부에 양극, 음극 및 상기 양극과 음극 사이를 절연시키는 세퍼레이터를 포함하는 전극조립체를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치.
  17. 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 구비되며, 상기 이차전지들 각각과 연결되며 상기 이차전지들에게 전해액을 주입하는 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 적어도 하나 준비하는 단계;
    상기 캐리어를 진공가압 챔버 내부로 장입하는 단계;
    상기 진공가압 챔버를 밀폐시키는 단계;
    상기 진공가압 챔버 내부를 가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 가압 벤트 공정을 복수회 진행하는 단계; 및
    상기 진공가압 챔버 내부를 제3진공 분위기로 배기하였다가 대기압으로 벤트하는 단계;를 포함하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주 입 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 구비되며, 상기 이차전지들 각각과 연결되며 상기 이차전지들에게 전해액을 주입하는 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 적어도 하나 준비하는 단계:는
    복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 구비되며, 상기 이차전지들 각각에 전해액을 주입하기 위한 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 적어도 하나 준비하는 단계;
    상기 캐리어를 진공주입 챔버에 장입하는 단계;
    상기 버퍼 호퍼들에 전해액을 주입하는 단계;
    상기 진공주입 챔버 내부를 제1진공 분위기로 배기하여 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 단계; 및
    상기 진공주입 챔버 내부를 제2진공 분위기로 배기하여 일정 시간 유지한 후 대기압으로 벤트하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 진공주입 챔버 내부를 제1진공 분위기로 배기하여 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 단계는 1차 호퍼에서 상기 버퍼 호퍼들로 주입된 전해액이 상기 이차전지들 내부로 주입되는 단계인 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 진공주입 챔버 내부를 제2진공 분위기로 배기하여 일정 시간 유지한 후 대기압으로 벤트하는 단계는 상기 버퍼 호퍼에 잔류하는 전해액을 상기 이차전지들 내부로 주입하는 단계인 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 전해액이 주입된 이차전지들이 정착된 캐리어를 진공가압 챔버 내부로 장입하는 단계는
    상기 전해액이 주입된 이차전지들이 장착된 캐리어가 한 층 또는 적어도 두층으로 적층되도록 상기 캐리어를 상기 챔버 내부로 장입하는 단계인 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 진공가압 챔버를 밀폐시키는 단계:는
    상기 진공가압 챔버의 상부 챔버를 하강시켜, 상기 상부 챔버의 제1실링면이 하부 챔버의 표면과 접촉하도록 하는 단계;
    상기 진공가압 챔버의 클램프를 회전시켜 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 고정시키는 단계; 및
    상기 하부 챔버의 제1실링면에 구비된 에어 오링을 가압하여 상기 상부 챔퍼와 하부 챔버를 밀폐시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 가압 벤트 공정은 상기 버퍼 호퍼에 잔류하는 전해액을 상기 이차전지 내부로 함침되도록 하는 공정인 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 진공가압 챔버 내부를 가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 가압 벤트 공정을 복수회 진행하는 단계:는
    상기 진공가압 챔버 내부를 대기압 보다 높은 압력인 제1가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 제1가압 공정을 진행하는 단계; 및
    상기 진공가압 챔버 내부를 상기 제1가압 분위기 보다 높은 압력인 제2가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 제2가압 공정을 진행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  25. 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 구비되며, 상기 이차전지들 각각과 연결되며, 전해액이 저장된 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 적어도 하나 준비하는 단계;
    상기 캐리어를 진공가압 챔버 내부로 장입하는 단계;
    상기 진공가압 챔버를 밀폐시키는 단계;
    상기 진공가압 챔버 내부를 제1진공 분위기로 배기하고 일정 시간 유지한 후 대기압으로 벤트하는 단계;
    상기 진공가압 챔버 내부를 제2진공 분위기로 배기하고 일정 시간 유지한 후 대기압으로 벤트하는 단계;
    상기 진공가압 챔버 내부를 가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 단계; 및
    상기 진공가압 챔버 내부를 제3진공 분위기로 배기하였다가 대기압으로 벤트하는 단계;를 포함하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 구비되며, 상기 이차전지들 각각과 연결되며, 전해액이 저장된 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 적어도 하나 준비하는 단계:는
    복수의 이차전지와 상기 이차전지들의 상부에 구비되며, 상기 이차전지들 각각에 전해액을 주입하기 위한 복수의 버퍼 호퍼를 장착한 캐리어를 적어도 하나 준비하는 단계; 및
    1차 호퍼들을 이용하여 상기 버퍼 호퍼들에 전해액을 주입하여 상기 버퍼 호퍼들이 상기 전해액을 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 진공가압 챔버 내부를 제1진공 분위기로 배기하고 일정 시간 유지한 후 대기압으로 벤트하는 단계는 상기 버퍼 호퍼들에 저장된 전해액이 상기 이차전지들 내부로 주입되는 단계인 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 진공가압 챔버 내부를 제2진공 분위기로 배기하여 일정 시간 유지한 후 대기압으로 벤트하는 단계는 상기 버퍼 호퍼들에 잔류하는 전해액을 상기 이차전지들 내부로 주입하는 단계인 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 캐리어를 진공가압 챔버 내부로 장입하는 단계는
    상기 캐리어를 한 층 또는 적어도 두층으로 적층되도록 상기 캐리어를 상기 진공가압 챔버 내부로 장입하는 단계인 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 진공가압 챔버를 밀폐시키는 단계:는
    상기 진공가압 챔버의 상부 챔버를 하강시켜, 상기 상부 챔버의 제1실링면이 하부 챔버의 표면과 접촉하도록 하는 단계;
    상기 진공가압 챔버의 클램프를 회전시켜 상기 상부 챔버 및 하부 챔버를 고정시키는 단계; 및
    상기 하부 챔버의 제1실링면에 구비된 에어 오링을 가압하여 상기 상부 챔퍼와 하부 챔버를 밀폐시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
  31. 제 25 항에 있어서,
    상기 진공가압 챔버 내부를 가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 가압 벤트 공정을 복수회 진행하는 단계:는
    상기 진공가압 챔버 내부를 대기압 보다는 높은 압력인 제1가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 제1가압 공정을 진행하는 단계; 및
    상기 진공가압 챔버 내부를 상기 제1가압 분위기 보다 높은 압력인 제2가압 분위기로 가압하고 일정 시간 유지한 후, 대기압으로 벤트하는 제2가압 공정을 진행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치를 이용한 전해액 주입 방법.
KR1020090090565A 2009-09-24 2009-09-24 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 및 이를 이용한 전해액 주입 방법 Active KR101084835B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090090565A KR101084835B1 (ko) 2009-09-24 2009-09-24 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 및 이를 이용한 전해액 주입 방법
CN201010112976XA CN102034956B (zh) 2009-09-24 2010-02-08 灌注电解液的真空加压装置和灌注电解液的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090090565A KR101084835B1 (ko) 2009-09-24 2009-09-24 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 및 이를 이용한 전해액 주입 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110032848A KR20110032848A (ko) 2011-03-30
KR101084835B1 true KR101084835B1 (ko) 2011-11-21

Family

ID=43887545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090090565A Active KR101084835B1 (ko) 2009-09-24 2009-09-24 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 및 이를 이용한 전해액 주입 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101084835B1 (ko)
CN (1) CN102034956B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018182386A3 (ko) * 2017-03-31 2019-01-03 (주)이티에스 전해질 주입장치
WO2024128713A1 (ko) * 2022-12-12 2024-06-20 주식회사 엘지에너지솔루션 유량 분석에 기반한 실린더 모니터링 장치 및 그의 동작 방법

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104106156B (zh) * 2012-02-07 2016-05-25 日产自动车株式会社 薄膜封装电气设备的制造方法及制造装置
KR101491208B1 (ko) * 2012-08-23 2015-02-06 주식회사 엘지화학 가압챔버
KR101531645B1 (ko) * 2012-11-12 2015-06-25 주식회사 엘지화학 이차전지의 제조방법
DE102013001576B4 (de) * 2013-01-30 2015-07-23 CMWTEC technologie GmbH Verfahren zum Befüllen einer Zelle eines Akkumulators mit Elektrolytflüssigkeit
CN103208608B (zh) * 2013-03-26 2015-05-20 东莞市德瑞精密设备有限公司 注液机构及注液机
KR102552926B1 (ko) * 2015-10-30 2023-07-10 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 전해액 함습 촉진 장치 및 이를 이용한 전해액 함습 촉진 방법
KR102113654B1 (ko) * 2016-03-21 2020-05-21 주식회사 엘지화학 전지셀 제조방법
KR102104491B1 (ko) * 2016-03-31 2020-04-24 주식회사 엘지화학 전해액 주액 장치
CN105870397B (zh) * 2016-05-31 2018-06-01 深圳市誉辰自动化设备有限公司 加压抽真空设备
KR102019828B1 (ko) * 2018-01-26 2019-09-09 (주)엔에스 전해액 함침 방법
CN109192919B (zh) * 2018-08-30 2022-08-19 广州倬粤动力新能源有限公司 用于碳纤维蓄电池的注液方法
CN110880577B (zh) * 2018-09-05 2024-09-24 博众精工科技股份有限公司 一种熔体灌注机灌注系统
CN109065829B (zh) * 2018-09-18 2024-02-02 博众精工科技股份有限公司 熔体灌注系统
EP3861576A4 (en) * 2018-10-05 2022-10-12 Cadenza Innovation, Inc. SYSTEM AND METHOD FOR ELECTROLYTE FILLING AND ELECTRICAL CONNECTION OF LITHIUM-ION BATTERIES
KR101957503B1 (ko) * 2018-12-26 2019-03-12 주식회사 티엠프라자 진공호퍼 프리챠져
DE102019116858A1 (de) * 2019-06-24 2020-12-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Traggestell, Befüllstation, Verfahren zum Befüllen von Zellgehäusen sowie Energiespeicher
DE102020125496B3 (de) 2020-09-30 2021-07-15 VAF Gesellschaft für Verkettungsanlagen, Automationseinrichtungen und Fördertechnik mbH Befüllvorrichtung zum Befüllen einer Batterie
EP4254578A4 (en) * 2021-06-09 2024-08-14 LG Energy Solution, Ltd. BATTERY CELL FASTENING DEVICE AND ELECTROLYTIM IMPREGNATION DEVICE THEREFOR
KR20240015007A (ko) 2022-07-26 2024-02-02 주식회사 엘지에너지솔루션 승강 가능한 챔버 및 이의 운전 방법
US12338903B2 (en) 2022-07-26 2025-06-24 Lg Energy Solution, Ltd. Elevatable chamber and method of operating the same
WO2025143374A1 (ko) * 2023-12-28 2025-07-03 삼성에스디아이 주식회사 전해액 주입 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1147945C (zh) * 2002-06-03 2004-04-28 西安交通大学 蓄电池电解液快速灌装装置及其快速灌装方法
CN101345299B (zh) * 2007-10-30 2010-08-18 浙江天地之光电池制造有限公司 一种蓄电池灌液装置及其加液方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018182386A3 (ko) * 2017-03-31 2019-01-03 (주)이티에스 전해질 주입장치
WO2024128713A1 (ko) * 2022-12-12 2024-06-20 주식회사 엘지에너지솔루션 유량 분석에 기반한 실린더 모니터링 장치 및 그의 동작 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110032848A (ko) 2011-03-30
CN102034956B (zh) 2013-10-30
CN102034956A (zh) 2011-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101084835B1 (ko) 이차전지 전해액 주입용 진공가압 장치 및 이를 이용한 전해액 주입 방법
CN101682021A (zh) 用于向蓄电池组电池中填充电解液的方法和用于实施该方法的设备
JP6285464B2 (ja) 蓄電池のセルを電解液で充填するための装置および方法
KR101876834B1 (ko) 전해액 주입 장치 및 주입 방법
US4753276A (en) Method and apparatus for injecting liquid into display device cell
CN109216645B (zh) 一种锂电池等压静置的注液装置
CN108091818B (zh) 一种全自动锂电池注液机及其注液方法
KR20090036792A (ko) 전지 케이스용 지그
KR20090036793A (ko) 전해액 공급 노즐 장치
US9162401B2 (en) Devices and processes for performing degassing operations
JP4220150B2 (ja) 電池またはコンデンサーの外装缶に充填液を注液する注液装置
KR102710217B1 (ko) 이차전지용 프리차저
KR100690026B1 (ko) 전지의 프리차저 및 이를 이용한 전해액 충진 방법
KR100592231B1 (ko) 폴리머 이차전지의 전해액 함침장치 및 그 함침방법
JP2004055238A (ja) 電解液の充填方法と充填装置
KR100735657B1 (ko) 이차전지 전해액 주입장치 및 주입방법
KR101441732B1 (ko) 이차전지의 전해액 주입장치, 주입방법 및 이를 이용한 리튬 이차전지
KR101222324B1 (ko) 고속 전해액 주입 장치의 주액 헤드
KR101441978B1 (ko) 태양전지 전해액 주입 장치 및 태양전지 전해액 주입 방법
CN222483647U (zh) 一种方形电池刚性气囊装置
KR20210123574A (ko) 이차전지셀 제조장치 및 이를 이용한 이차전지셀 제조방법
JP3939820B2 (ja) 電解液の充填方法と充填装置
KR100382950B1 (ko) 전해액의충전방법과이방법에사용하는충전장치
JP2002274504A (ja) 密閉ケースに充填液を充填する充填方法と充填装置
CN106369160B (zh) 锂电池注液生产用压力容器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20090924

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20110215

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20111018

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20111111

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20111111

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141023

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20141023

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151020

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20151020

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161028

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20161028

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171019

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20171019

Start annual number: 7

End annual number: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181025

Year of fee payment: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20181025

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20201104

Start annual number: 10

End annual number: 10

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20211101

Start annual number: 11

End annual number: 11

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20221101

Start annual number: 12

End annual number: 12