JP7714837B2 - 二次電池用ガス除去設備 - Google Patents

Description

本出願は、２０２１年１１月１２日付の韓国特許出願第１０－２０２１－０１５５７０２号に基づく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組み込まれる。

本発明は、二次電池の内部で発生したガスを外部に排出させて除去する二次電池用ガス除去設備に関する。

一般に、二次電池（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ）は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電および放電が可能な電池を意味する。かかる二次電池は、フォン、ノート型パソコン、およびカムコーダなどの先端電子機器分野において広く用いられている。

そして、前記二次電池は、電極組立体の構造によって多様に分類され得る。一例として、二次電池は、スタック型構造、巻き取り型（ゼリーロール型）構造、スタック／フォールディング型構造に分類され得る。

一方、二次電池は、電極組立体と、電極組立体を収容するケースと、を含み、前記電極組立体は電極とセパレータが交互に積層される構造を有する。

上記のような構造を有する二次電池の製造方法は、電極組立体を電解液とともにパウチに収納する工程と、パウチをシールして二次電池を製造する工程と、二次電池を充放電して活性化させる工程と、を含む。

しかしながら、前記二次電池は、充放電工程時に二次電池の内部で大量のガスが発生し、二次電池が膨潤するという問題があり、特に、二次電池は膨潤により充放電効率性が著しく低下するという問題があった。

上記のような問題を解決するための本発明の二次電池用ガス除去設備は、二次電池の内部で発生するガスを効果的に排出させることを課題とする。

上記のような目的を達成するための本発明の二次電池用ガス除去設備は、パウチの内部で発生したガスを排出させるガス除去装置を含み、前記ガス除去装置は、前記パウチの一面部と他面部にそれぞれ対応するように配置されて前記一面部と他面部を加圧し、前記一面部と前記他面部を介して前記パウチの内部で発生したガスを排出させる第１および第２ガス排出部材と、前記第１および第２ガス排出部材を前記一面部と他面部にそれぞれ対応するように配置し、前記第１および第２ガス排出部材が前記一面部と前記他面部を加圧するように、前記第１ガス排出部材に向かって前記第２ガス排出部材を直線に移動させる移動部材と、を含み、前記移動部材は、前記一面部に向かう面に前記第１ガス排出部材が結合される結合片と、前記他面部に向かう面に前記第２ガス排出部材が結合され、前記結合片に連結され、且つ前記結合片に向かって直線に移動可能に連結され、前記第２ガス排出部材を前記第１ガス排出部材に向かって直線に移動させることにより、前記第１および第２ガス排出部材により前記パウチの一面部と他面部を加圧させる移動片と、を含むことができる。

前記結合片には、前記移動片の方向に形成されたガイドレールが設けられ、前記移動片には、前記ガイドレールに連結され、前記ガイドレールに沿って前記結合片に向かって直線に移動するガイド部が設けられることができる。

前記第１ガス排出部材は、前記結合片に結合され、前記パウチの一面部に配置される第１ボディと、前記パウチの一面部に加圧されながら密閉空間を形成する第１メイン密着パッドと、前記第１メイン密着パッドにより形成された密閉空間に位置した前記パウチを穿孔させる第１穿孔片と、前記パウチの穿孔部位および前記第１メイン密着パッドを介して前記パウチの内部のガスを排出させる第１ガス排出部と、を含み、前記第２ガス排出部材は、前記移動片に結合され、前記パウチの他面部に配置される第２ボディと、前記パウチの他面部に加圧されながら密閉空間を形成する第２メイン密着パッドと、前記第２メイン密着パッドにより形成された密閉空間に位置した前記パウチを穿孔させる第２穿孔片と、前記パウチの穿孔部位および前記第２メイン密着パッドを介して前記パウチの内部のガスを排出させる第２ガス排出部と、を含むことができる。

前記第１メイン密着パッドと前記第２メイン密着パッドは、前記一面部と他面部に互いに対応するように加圧され、前記第１穿孔片と前記第２穿孔片は、前記第１メイン密着パッドと前記第２メイン密着パッドとの間に形成される密閉空間に位置した前記パウチの一側と他側をそれぞれ穿孔するように設けられることができる。

前記第１ガス排出部材は、前記第１ボディに備えられ、前記パウチの一面部に吸着される一つ以上の第１吸着片をさらに含み、前記第２ガス排出部材は、前記第２ボディに備えられ、前記パウチの他面部に吸着される一つ以上の第２吸着片をさらに含むことができる。

前記第１吸着片と前記第２吸着片は、前記移動片により前記第１および第２ガス排出部材が原位置に復帰すると、前記パウチの一面部と他面部が広がるように離隔させることができる。

前記第１吸着片は、前記パウチの一面部に吸着される第１吸着パッドと、前記第１吸着パッドが前記パウチの一面部に吸着されるように吸入力を提供する第１吸入体と、を含み、前記第２吸着片は、前記パウチの他面部に吸着される第２吸着パッドと、前記第２吸着パッドが前記パウチの他面部に吸着されるように吸入力を提供する第２吸入体と、を含むことができる。

前記ガス除去装置は、穿孔部位が含まれた前記パウチの両側表面を加圧すると同時に熱を加えて前記穿孔部位をシールする第１シール片および第２シール片から構成されたシール部材をさらに含むことができる。

前記第１シール片は、前記第１ボディに備えられており、前記第１メイン密着パッドの外周面に沿って連結された閉曲線状を有し、穿孔部位が含まれた一面部を加圧すると同時に熱を加えるように設けられ、前記第２シール片は、前記第２ボディに備えられており、前記第２メイン密着パッドの外周面に沿って連結された閉曲線状を有し、穿孔部位が含まれた他面部を加圧すると同時に熱を加えるように設けられることができる。

前記一面部を加圧する前記第１シール片の加圧面には、閉曲線状のシール溝が形成され、前記他面部を加圧する前記第２シール片の加圧面には、前記シール溝に挿入される閉曲線状のシール突起が形成されることができる。

前記ガス除去装置は、前記第１ガス排出部材と前記第２ガス排出部材との間に位置した前記パウチを密閉するサブ密着部材をさらに含み、前記サブ密着部材は、前記第１ボディの縁に沿って形成されており、両端が連結された閉曲線状を有し、前記第１メイン密着パッドにより密着された密閉空間を含む前記パウチの一面部に密着される第１サブ密着パッドと、前記第２ボディの縁に沿って形成されており、両端が連結された閉曲線状を有し、前記第２メイン密着パッドにより密着された密閉空間を含む前記パウチの他面部に密着される第２サブ密着パッドと、を含むことができる。

前記サブ密着部材は、前記第１および第２サブ密着パッドが前記パウチの一面部と他面部に吸着されるように吸入力を発生させる第３吸入体をさらに含むことができる。

前記ガス除去装置は、前記結合片に向かって前記移動片を移動させる移動装置をさらに含み、前記移動装置は、前記結合片が固定されるフレームと、前記フレームに備えられており、前記移動片が結合され、前進時に前記移動片を前記結合片の方向に移動させる移動棒と、前記移動棒を前進させる駆動片と、を含むことができる。

前記ガス除去装置は、前記第１および第２ガス排出部材の間に挿入される前記パウチが前記第１および第２ガス排出部材と接触しないようにガイドするガイド部材をさらに含み、前記ガイド部材は、前記第１ガス排出部材に固定され、前記パウチの一面部を支持して前記パウチの一面部が前記第１ガス排出部材と接触しないようにガイドする第１ガイドピンと、前記第２ガス排出部材に固定され、前記パウチの他面部を支持して前記パウチの他面部が前記第２ガス排出部材と接触しないようにガイドする第２ガイドピンと、を含むことができる。

前記第１ガイドピンと前記第２ガイドピンは、向かい合う方向またはその反対方向に曲がるように弾性復元力を有することができる。

本発明の二次電池用ガス除去設備は、第１および第２ガス排出部材、並びに移動部材を含むことで、パウチの一面部と他面部を介して同時にガスを排出することができ、結果として、ガス排出力を高めることができる。

本発明の二次電池用ガス除去設備を示した斜視図である。 図１の側面図である。 図１の平面図である。 本発明の二次電池用ガス除去設備に含まれたガス除去装置を示した斜視図である。 図４の正面図である。 図４に示されたガス除去装置の第１ガス排出部材を示した分離斜視図である。 図６の正面図である。 図４に示されたガス除去装置の第２ガス排出部材を示した分離斜視図である。 図８の正面図である。 図４の断面図である。 図４に示されたガス除去装置のガスおよび空気吸入構造を示した正面図である。 ガス除去装置の作動状態を示した図であって、ガス除去装置の待機状態を示した図である。 ガス除去装置の作動状態を示した図であって、ガス除去装置の加圧状態を示した図である。 ガス除去装置の作動状態を示した図であって、ガス除去装置によりパウチの一面部と他面部が広がって離隔した状態を示した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施するように、本発明の実施形態について詳しく説明する。但し、本発明は種々の異なる形態で実現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、図面において、本発明を明確に説明するために、説明と関系のない部分は省略し、明細書の全体にわたって類似の部分には類似の図面符号を付す。

［二次電池］
二次電池１０は、図１２から図１４を参照すると、電極組立体と、前記電極組立体を収容するパウチ１１と、を含む。そして、パウチ１１は、電極組立体を収容する収容部と、収容部で発生したガスを捕集するガス捕集部と、前記収容部と前記ガス捕集部をシールするシール部と、を含む。

かかる構造を有するパウチ１１は、一対のパウチフィルムを用いて製造される。すなわち、一対のパウチフィルムの一側には電極組立体を収容する収容部が成形され、一対のパウチフィルムの他側にはガスポケット部が形成されており、一対のパウチフィルムの縁には収容部およびガスポケット部を密封するシール部が形成される。

以下、パウチの一側に位置したパウチフィルムを一面部１１ａとし、他側に位置したパウチフィルムを他面部１１ｂとする。

一方、二次電池は充放電により電池性能を向上させることができるが、この際、前記パウチの内部で多量のガスが発生するという問題があった。上記のような問題を解決するために、前記パウチの内部のガスを排出するが、この時に、本発明の二次電池用ガス除去設備を用いる。

［本発明の二次電池用ガス除去設備］
本発明の二次電池用ガス除去設備は、図１から図３に示されているように、パウチ１１のガスポケット部（以下、パウチという）を介してパウチの内部で発生したガスを排出させるためのものである。特に、本発明の二次電池用ガス除去設備は、パウチ１１の一面部１１ａと他面部１１ｂを介して同時にパウチの内部のガスを排出させることができ、結果として、ガス排出の効率性と迅速性を高めることができる。

一例として、本発明の二次電池用ガス除去設備は、パウチの内部で発生したガスを排出させるガス除去装置１００を含むことができる。

ガス除去装置
前記ガス除去装置１００は、パウチの一面部と他面部を介してパウチの内部のガスを同時に排出するための構造を有する。

すなわち、前記ガス除去装置１００は、図４および図５に示されているように、前記パウチの一面部と他面部にそれぞれ対応するように配置されて前記パウチの一面部と他面部を加圧し、前記一面部と他面部を介してパウチの内部で発生したガスを排出させる第１および第２ガス排出部材１１０、１２０と、前記第１および第２ガス排出部材が前記一面部と前記他面部を加圧するように前記第１ガス排出部材１１０に向かって前記第２ガス排出部材１２０を直線に移動させる移動部材１３０と、を含む。

前記第１ガス排出部材１１０は、図６および図７に示されているように、パウチ１１の一面部１１ａを介してパウチ１１の内部のガスを排出させるためのものである。すなわち、前記第１ガス排出部材１１０は、結合片１３１に結合され、前記パウチ１１の一面部１１ａに配置される第１ボディ１１１と、前記パウチ１１の一面部１１ａに加圧されながら密閉空間を形成する第１メイン密着パッド１１２と、前記第１メイン密着パッド１１２により形成された密閉空間に位置した前記パウチ１１を穿孔させる第１穿孔片１１３と、前記パウチ１１の穿孔部位および前記第１メイン密着パッド１１２を介してパウチ１１の内部のガスを排出させる第１ガス排出部１１４と、を含む。

ここで、第１メイン密着パッド１１２は蛇腹管の形態を有し、復元力を有する素材からなっており、一面部１１ａに向かう第１ボディ１１１の表面中央に備えられ、パウチ１１の一面部１１ａに加圧されながら密閉空間を形成する。

前記第１穿孔片１１３は、前記第１メイン密着パッド１１２の内側に備えられ、刃が一面部１１ａに向いた状態で第１ボディ１１１に固定される。ここで、前記第１穿孔片１１３の刃は前記第１メイン密着パッド１１２の外に突出しないように位置する。これは、前記第１メイン密着パッド１１２が一面部１１ａに加圧される前に、第１穿孔片１１３が一面部１１ａを穿孔することを防止するためのことである。特に、前記第１穿孔片１１３は一対で設けられ、これにより、一面部１１ａに２個の穿孔部位を形成することができ、その結果、穿孔不良を防止し、ガス排出力を高めることができる。一方、第１穿孔片１１３は第１ボディ１１１に着脱可能に結合されることができ、これにより、使用の効率性を高めることができる。また、第１穿孔片１１３はカッター刃の形態で設けられることができ、これにより、一面部１１ａに一文字状の穿孔部位を形成することができる。

第１ガス排出部１１４は、図１１を参照すると、ガスを吸入する装置であり、第１ボディ１１１に形成された排出ラインを介して前記第１メイン密着パッド１１２の内部と連結される。これにより、第１ガス排出部１１４は、吸入力を用いて、前記パウチ１１の穿孔部位および前記第１メイン密着パッド１１２を介してパウチ１１の内部のガスを外部に排出させることができる。

かかる構成を有する第１ガス排出部材１１０の作動状態を説明すると、第１ボディ１１１がパウチ１１の一面部１１ａに配置されると、前記第１メイン密着パッド１１２が一面部１１ａに加圧されながら密閉空間を形成し、第１穿孔片１１３が密閉空間に位置した一面部１１ａを穿孔する。次に、第１ガス排出部１１４が、前記パウチ１１の穿孔部位および前記第１メイン密着パッド１１２を介してパウチ１１の内部で発生したガスを外部に排出させる。

前記第２ガス排出部材１２０は、図８および図９に示されているように、パウチ１１の他面部１１ｂを介してパウチ１１の内部のガスを排出させるためのものである。すなわち、前記第２ガス排出部材１２０は、前記パウチ１１の他面部１１ｂに配置される第２ボディ１２１と、前記パウチ１１の他面部１１ｂに加圧されながら密閉空間を形成する第２メイン密着パッド１２２と、前記第２メイン密着パッド１２２により形成された密閉空間に位置した前記パウチ１１を穿孔させる第２穿孔片１２３と、前記パウチ１１の穿孔部位および前記第２メイン密着パッド１２２を介してパウチ１１の内部のガスを排出させる第２ガス排出部１２４と、を含む。

ここで、第２メイン密着パッド１２２は、第１メイン密着パッド１１２と同一の形態と素材で設けられることができる。そして、第２メイン密着パッド１２２は、他面部１１ｂに向かう第２ボディ１２１の表面中央に備えられ、パウチ１１の他面部１１ｂに密着されながら密閉空間を形成する。

前記第２穿孔片１２３は、第１穿孔片１１３と同一の形態と素材で設けられることができる。すなわち、第２穿孔片１２３は、前記第２メイン密着パッド１２２の内側に備えられ、刃が他面部１１ｂに向いた状態で第２ボディ１２１に固定される。ここで、前記第２穿孔片１２３の刃は、前記第２メイン密着パッド１２２の外に突出しないように位置する。これは、前記第２メイン密着パッド１２２が他面部１１ｂに加圧される前に、第２穿孔片１２３が他面部１１ｂを穿孔することを防止するためである。特に、前記第２穿孔片１２３は一対で設けられ、これにより、他面部１１ｂに２個の穿孔部位を形成することができ、その結果、穿孔不良を防止し、ガス排出力を高めることができる。一方、第２穿孔片１２３は、第２ボディ１２１に着脱可能に結合されることができ、これにより、使用の効率性を高めることができる。また、第２穿孔片１２３はカッター刃の形態で設けられることができ、これにより、他面部１１ｂに一文字状の穿孔部位を形成することができる。

第２ガス排出部１２４は第１ガス排出部１１４と同一の装置から構成されることができる。すなわち、第２ガス排出部１２４は、ガスを吸入する装置であり、第２ボディ１２１に形成された排出ラインを介して前記第２メイン密着パッド１２２の内部と連結される。これにより、第２ガス排出部１２４は、吸入力を用いて、前記パウチ１１の穿孔部位および前記第２メイン密着パッド１２２を介してパウチ１１の内部のガスを外部に排出させる。

かかる構成を有する第２ガス排出部材の作動状態を説明すると、第２ボディ１２１がパウチ１１の他面部１１ｂに配置されると、前記第２メイン密着パッド１２２が他面部１１ｂに加圧されながら密閉空間を形成し、第２穿孔片１２３が密閉空間に位置した他面部１１ｂを穿孔する。次に、第２ガス排出部１２４が、吸入力を用いて、前記パウチ１１の穿孔部位および前記第２メイン密着パッド１２２を介してパウチ１１の内部のガスを外部に排出させる。

前記移動部材１３０は、前記第１および第２ガス排出部材を前記一面部１１ａと他面部１１ｂにそれぞれ対応するように配置し、前記第１および第２ガス排出部材１１０、１２０が前記一面部１１ａと前記他面部１１ｂを加圧するように、前記第１ガス排出部材１１０に向かって前記第２ガス排出部材１２０を直線に移動させるためのものである。

すなわち、移動部材１３０は、図４および図５に示されているように、前記一面部１１ａに向かう面に前記第１ガス排出部材１１０が結合される結合片１３１と、前記他面部１１ｂに向かう面に前記第２ガス排出部材が結合され、前記結合片１３１に連結され、且つ前記結合片１３１に向かって直線に移動可能に連結される移動片１３２と、を含む。

かかる構成を有する移動部材１３０は、移動片１３２が前記結合片１３１に向かって直線に移動すると、前記第２ガス排出部材が前記第１ガス排出部材１１０に向かって直線に移動することになり、これにより、前記第１および第２ガス排出部材を前記パウチ１１の一面部１１ａと他面部１１ｂにそれぞれ対応するように配置させることができる。

ここで、前記結合片１３１には、前記移動片１３２の方向に形成されたガイドレール１３１ａが設けられており、前記移動片１３２には、前記ガイドレール１３１ａに連結され、前記ガイドレール１３１ａに沿って前記結合片１３１に向かって直線に移動するガイド部１３２ａが設けられることができる。これにより、移動片１３２は、前記ガイドレール１３１ａに沿って前記結合片１３１に向かって直線に移動することができる。

したがって、前記ガス除去装置１００は、パウチ１１の一面部１１ａと他面部１１ｂを介して、パウチ１１の内部で発生したガスを同時に排出させることができる。

一方、前記ガス除去装置１００において、第１メイン密着パッド１１２と第２メイン密着パッド１２２は、前記一面部１１ａと他面部１１ｂに互いに対応するように加圧されることができる。これにより、前記第１メイン密着パッド１１２と前記第２メイン密着パッド１２２との間に位置したパウチ１１に密閉空間を形成することができ、その結果、密閉空間に位置したパウチ１１が穿孔されても、前記第１メイン密着パッド１１２とパウチ１１、前記第２メイン密着パッド１２２とパウチ１１との間にガスが引き出されることを防止することができる。

一方、前記ガス除去装置１００において、第１穿孔片１１３と第２穿孔片１２３は、前記第１メイン密着パッド１１２と前記第２メイン密着パッド１２２との間の密閉空間に位置したパウチ１１の一側と他側をそれぞれ穿孔するように設けられることができる。すなわち、図１０を参照すると、第１穿孔片１１３はパウチ１１の上側を穿孔し、第２穿孔片１２３はパウチ１１の下側を穿孔するように設けられることができる。これにより、前記第１穿孔片１１３と第２穿孔片１２３の干渉が発生することを防止することができる。

一方、前記第１ガス排出部材１１０は、前記第１ボディ１１１に備えられ、前記パウチ１１の一面に吸着される一つ以上の第１吸着片１１５をさらに含み、前記第２ガス排出部材は、前記第２ボディ１２１に備えられ、前記パウチ１１の他面に吸着される一つ以上の第２吸着片１２５をさらに含むことができる。

すなわち、パウチ１１の一面部１１ａと他面部１１ｂが密着されていると、パウチ１１の内部のガスを円滑に排出できない可能性がある。そのため、第１吸着片１１５と第２吸着片１２５は一面部１１ａと他面部１１ｂをそれぞれ吸着し、第１および第２ガス排出部材が広がる方向に直線移動すると、パウチ１１の一面部１１ａと他面部１１ｂをそれぞれ引っぱることになり、その結果、一面部１１ａと他面部１１ｂが広がるように離隔させることができるため、ガスを円滑に排出させることができる。

一方、第１吸着片１１５は、第１メイン密着パッドの外側に位置した第１ボディ１１１に、少なくとも１個以上、好ましくは４個が備えられることができる。第２吸着版は、第２メイン密着パッドの外側に位置した第２ボディ１２１に、少なくとも１個以上、好ましくは４個が備えられることができる。

一例として、前記第１吸着片１１５は、図７を参照すると、前記パウチ１１の一面部１１ａに吸着される第１吸着パッド１１５ａと、前記第１吸着パッド１１５ａが前記パウチ１１の一面部１１ａに吸着されるように吸入力を提供する第１吸入体１１５ｂと、を含む。前記第２吸着片１２５は、前記パウチ１１の他面部１１ｂに吸着される第２吸着パッド１２５ａと、前記第２吸着パッド１２５ａが前記パウチ１１の他面部１１ｂに吸着されるように吸入力を提供する第２吸入体１２５ｂと、を含む。すなわち、第１吸着片１１５は、第１吸入体１１５ｂにより吸入力が提供されると、第１吸着パッド１１５ａが一面部１１ａに吸着され、第１吸入体１１５ｂにより吸入力が除去されると、第１吸着パッド１１５ａが一面部１１ａから離れることになる。第２吸着片１２５は、第２吸入体１２５ｂにより吸入力が提供されると、第２吸着パッド１２５ａが他面部１１ｂに吸着され、第２吸入体１２５ｂにより吸入力が除去されると、第２吸着パッド１２５ａが他面部１１ｂから離れることになる。

一方、前記ガス除去装置１００は、図１０を参照すると、穿孔部位が含まれたパウチ１１の両側表面を加圧すると同時に熱を加え、パウチ１１に形成された穿孔部位をシールするシール部材１４０をさらに含み、前記シール部材１４０は、第１シール片１１６と第２シール片１２６から構成される。

すなわち、第１シール片１１６は、第１メイン密着パッド１１２と第１吸着片１１５との間の第１ボディ１１１に備えられており、前記第１メイン密着パッド１１２の外周面に沿って形成される閉曲線状を有し、穿孔部位が含まれた一面部１１ａを加圧すると同時に熱を加えるように設けられる。

前記第２シール片１２６は、第２メイン密着パッド１２２と第２吸着片との間の前記第２ボディ１２１に備えられており、前記第２メイン密着パッド１２２の外周面に沿って形成される閉曲線状を有し、穿孔部位が含まれた他面部１１ｂを加圧すると同時に熱を加えるように設けられる。

かかる構成を有する第１シール片１１６と第２シール片１２６は、パウチ１１の一面部１１ａと他面部１１ｂに対応するように配置された状態で加圧すると同時に熱を加えることで、穿孔部位が含まれたパウチ１１の表面をシールする。パウチ１１の内部のガスおよび電解液が穿孔部位を介してそれ以上排出されることを防止することができる。

一方、前記一面部１１ａを加圧する前記第１シール片１１６の加圧面には閉曲線状のシール突起が形成され、前記他面部１１ｂを加圧する前記第２シール片１２６の加圧面には、前記シール突起が挿入される閉曲線状のシール溝が形成されることができる。これにより、パウチ１１の表面に第１シール片１１６と第２シール片１２６が対応して加圧されると、第１シール片１１６のシール突起が前記第２シール片１２６のシール溝に挿入され、その間に位置するパウチ１１を効果的に加圧すると同時に熱を加えてシールすることができる。

一方、前記ガス除去装置１００は、第１および第２メイン密着パッドとパウチ１１との間にガスが排出されることを防止するためのサブ密着部材１５０をさらに含むことができる。すなわち、サブ密着部材１５０は、前記第１ガス排出部材１１０と前記第２ガス排出部材１２０との間に位置したパウチ１１を２次密閉する構造を有する。

すなわち、サブ密着部材１５０は、第１サブ密着パッド１１７と第２サブ密着パッド１２７を含むことができる。

前記第１サブ密着パッド１１７は、前記第１ボディ１１１の縁に沿って形成されており、両端が連結された閉曲線状を有し、前記第１メイン密着パッド１１２により密着された密閉空間を含むパウチ１１の一面部１１ａに密着されるように設けられる。

前記第２サブ密着パッド１２７は、前記第２ボディ１２１の縁に沿って形成されており、両端が連結された閉曲線状を有し、前記第２メイン密着パッド１２２により密着された密閉空間を含むパウチ１１の他面部１１ｂに密着されるように設けられる。

ここで、第１サブ密着パッド１１７と第２サブ密着パッド１２７は、伸縮性を有する合成樹脂からなることができる。

特に、サブ密着部材１５０は、空気吸入力を有する第３吸入体１５１をさらに含むことができる。前記第３吸入体１５１は、第１サブ密着パッド１１７と第２サブ密着パッド１２７の内部の空気を吸入し、第１サブ密着パッド１１７と第３サブ密着パッドを一面部１１ａと他面部１１ｂにそれぞれ吸着させることができる。特に、第１および第２サブ密着パッドの内部に引き出されたガスを外部に排出させることができる。

一方、本発明の二次電池用ガス除去設備は、前記結合片１３１に向かって前記移動片１３２を移動させる移動装置２００をさらに含むことができ、移動装置２００により、前記第１ガス排出部材１１０に向かって前記第２ガス排出部材１２０が移動する。

前記移動装置２００は、前記結合片１３１が固定されるフレーム２１０と、前記フレーム２１０に備えられており、前記移動片１３２が結合され、前進時に前記移動片１３２を前記結合片１３１の方向に移動させる移動棒２２０と、前記移動棒２２０を前進させる駆動片２３０と、を含む。

上記のような構成を有する前記移動装置２００は、駆動片２３０が作動すると、移動棒２２０が図３において結合片１３１の方向に移動することになり、移動棒２２０と連動して、移動片１３２が結合片１３１の方向に直線に移動する。これにより、移動片１３２に結合された第２ガス排出部材が第１ガス排出部材１１０に向かって直線に移動しながら、第１および第２ガス排出部材をパウチ１１の両側表面に加圧されるように配置させることができる。その後、駆動片２３０により、移動棒２２０が図３において移動片１３２の方向に移動すると、移動棒２２０と連動して、移動片１３２が原位置に復帰する。これにより、移動片１３２に結合された第２ガス排出部材が原位置に復帰しながら、第１および第２ガス排出部材をパウチ１１の両側表面から設定の距離だけ離隔させることができる。

一方、駆動片は、油圧または空圧シリンダから構成されることができる。

ここで、前記移動装置２００は、図１に示されているように、複数個のガス除去装置１００を一度に作動させることができる。すなわち、複数個のガス除去装置１００を移動棒２２０の長さ方向に配列した後、複数個のガス除去装置１００に設けられた結合片１３１をフレーム２１０に固定し、複数個のガス除去装置１００に設けられた移動片１３２を移動棒２２０に結合する。

このように結合すると、移動棒２２０の移動により、複数個のガス除去装置１００に設けられた移動片１３２を同時に直線に移動させることができ、その結果、複数個のガス除去装置１００を一度に作動させることができるため、複数個のパウチ１１を一度にガス除去することができる。

一方、前記ガス除去装置１００は、前記第１および第２ガス排出部材１１０、１２０の間に挿入されるパウチ１１が前記第１および第２ガス排出部材１１０、１２０と接触しないようにガイドするガイド部材１６０をさらに含むことができる。すなわち、前記第１および第２ガス排出部材１１０、１２０の間に挿入されるパウチ１１がサブ密着パッド、吸着片、およびメイン密着パッドなどにかかって変形が発生することを防止することができる。

例えば、前記ガイド部材１６０は、第１ガス排出部材１１０に固定され、パウチ１１の一面部１１ａをガイドしてパウチ１１の一面部１１ａが第１ガス排出部材１１０と接触することを防止する第１ガイドピン１１８と、第２ガス排出部材に固定され、パウチ１１の他面部１１ｂをガイドしてパウチ１１の他面部１１ｂが第２ガス排出部材１２０と接触することを防止する第２ガイドピン１２８と、を含む。

前記第１ガイドピン１１８は、図５を参照すると、第１ガス排出部材１１０の下部に固定される固定部、図３において第１ガス排出部材１１０の下部左側面に延びる延長部、前記延長部の先端から一面部１１ａの方向に向かって曲線状に延び、パウチ１１の一面部１１ａをガイドするガイド部１３２ａを含む。

前記第２ガイドピン１２８は、図５を参照すると、第２ガス排出部材の下部に固定される固定部、図３において第２ガス排出部材１２０の下部右側面に延びる延長部、前記延長部の先端から他面部１１ｂの方向に向かって曲線状に延び、パウチ１１の他面部１１ｂをガイドするガイド部１３２ａを含む。

一方、前記第１ガイドピン１１８と前記第２ガイドピン１２８は、向かい合う方向またはその反対方向に曲がるように弾性復元力を有し、これにより、パウチ１１を安定にガイドすることができ、パウチ１１の損傷を防止することができる。

したがって、二次電池用ガス除去設備を用いて、二次電池の充放電時に二次電池の内部で発生するガスを効果的に排出させることができる。

以下、本発明の二次電池用ガス除去設備を用いたガス除去方法を説明する。

［本発明の二次電池用ガス除去方法］
先ず、図１２を参照すると、ガス除去装置１００の第１および第２ガス排出部材１１０、１２０の間にパウチ１１を挿入する。この際、パウチ１１は、第１ガス排出部材１１０の第１ガイドピン１１８と第２ガス排出部材１２０の第２ガイドピン１２８によりガイドされて第１および第２ガス排出部材１１０、１２０の間に挿入され、これにより、パウチ１１が第１および第２ガス排出部材と接触することを防止することができる。

次に、図１３を参照すると、移動装置２００により、第１および第２ガス排出部材をパウチ１１の両側表面に加圧させる。すなわち、移動装置２００の駆動片２３０を駆動させて移動棒２２０を移動させる。そうすると、移動棒２２０に結合された第２ガス排出部材１２０が第１ガス排出部材１１０の方向に直線移動しながら、第１および第２ガス排出部材１１０、１２０の間に挿入されたパウチ１１を加圧することができる。

この際、第１ガス排出部材１１０の第１メイン密着パッド１１２と第２ガス排出部材１２０の第２メイン密着パッド１２２が、パウチ１１の一面部１１ａと他面部１１ｂに対応するように加圧されながら密閉空間を形成し、第１および第２メイン密着パッドがパウチ１１の表面に加圧される過程で、第１および第２穿孔片１２３が密閉空間に位置したパウチ１１の一面部１１ａと他面部１１ｂをそれぞれ穿孔する。そして、第１吸着片１１５と第２吸着片がパウチ１１の一面部１１ａと他面部１１ｂにそれぞれ吸着され、第１および第２サブ密着パッド１１７、１２７がパウチ１１の一面部１１ａと他面部１１ｂにそれぞれ密着される。

この状態で、第１および第２ガス排出部を用いて、前記パウチ１１の穿孔部位および前記第１および第２メイン密着パッドを介してパウチ１１の内部のガスを排出させる。

一方、図１４を参照すると、ガス排出力を高めるために、駆動片２３０により移動棒２２０を原位置させると、第２ガス排出部材が原位置に復帰しながら第１および第２ガス排出部材がパウチ１１から互いに離れることになり、この際、パウチ１１の一面部１１ａと他面部１１ｂが第１吸着片１１５および第２吸着片により広がるようになることで、一面部１１ａと他面部１１ｂとの間の空間によってパウチ１１の内部のガスをより迅速に排出させることができる。

その後、ガスの排出が完了すると、シール部材１４０を用いて、穿孔部位があるパウチ１１の表面をシールする。

すなわち、これとともに、駆動片２３０により移動棒２２０をさらに移動させ、第１および第２ガス排出部材１２０をパウチ１１の両側面を加圧させる。この際、第１ガス排出部材１１０の第１シール片１１６と第２ガス排出部材１２０の第２シール片１２６もパウチ１１の表面を加圧する。この状態で、第１および第２シール片１１６、１２６を加熱させ、第１および第２シール片の間に加圧された穿孔部位があるパウチの表面をシールする。

このような過程が完了すると、ガス排出過程が完了する。

本発明の範囲は、上記の詳細な説明よりは、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および範囲、そしてその均等な概念から導出される種々の実施形態が可能である。

１００ ガス除去装置
１１０ 第１ガス排出部材
１１１ 第１ボディ
１１２ 第１メイン密着パッド
１１３ 第１穿孔片
１１４ 第１ガス排出部
１１５ 第１吸着片
１１５ａ 第１吸着パッド
１１５ｂ 第１吸入体
１１６ 第１シール片
１１７ 第１サブ密着パッド
１１８ 第１ガイドピン
１２０ 第２ガス排出部材
１２１ 第２ボディ
１２２ 第２メイン密着パッド
１２３ 第２穿孔片
１２４ 第２ガス排出部
１２５ 第２吸着片
１２５ａ 第２吸着パッド
１２５ｂ 第２吸入体
１２６ 第２シール片
１２７ 第２サブ密着パッド
１２８ 第２ガイドピン
１３０ 移動部材
１３１ 結合片
１３１ａ ガイドレール
１３２ 移動片
１３２ａ ガイド部
１４０ シール部材
１５０ サブ密着部材
１５１ 第３吸入体
１６０ ガイド部材
２００ 移動装置
２１０ フレーム
２２０ 移動棒
２３０ 駆動片

Claims (21)

1. パウチの内部で発生したガスを排出させるガス除去装置を含み、
   前記ガス除去装置は、
   前記パウチの一面部と他面部にそれぞれ対応するように配置されて前記一面部と他面部を加圧し、前記一面部と前記他面部を介して前記パウチの内部で発生したガスを排出させる第１および第２ガス排出部材と、
   前記第１および第２ガス排出部材を前記一面部と他面部にそれぞれ対応するように配置し、前記第１および第２ガス排出部材が前記一面部と前記他面部を加圧するように、前記第１ガス排出部材に向かって前記第２ガス排出部材を直線に移動させる移動部材と、を含み、
   前記移動部材は、
   前記一面部に向かう面に前記第１ガス排出部材が結合される結合片と、
   前記他面部に向かう面に前記第２ガス排出部材が結合され、前記結合片に連結され、且つ前記結合片に向かって直線に移動可能に連結され、前記第２ガス排出部材を前記第１ガス排出部材に向かって直線に移動させることにより、前記第１および第２ガス排出部材により前記パウチの一面部と他面部を加圧させる移動片と、を含み、
   前記第１ガス排出部材は、前記結合片に結合され、前記パウチの一面部に配置される第１ボディと、前記パウチの一面部に加圧されながら密閉空間を形成する第１メイン密着パッドと、前記第１メイン密着パッドにより形成された密閉空間に位置した前記パウチを穿孔させる第１穿孔片と、前記パウチの穿孔部位および前記第１メイン密着パッドを介して前記パウチの内部のガスを排出させる第１ガス排出部と、を含み、
   前記第２ガス排出部材は、前記移動片に結合され、前記パウチの他面部に配置される第２ボディと、前記パウチの他面部に加圧されながら密閉空間を形成する第２メイン密着パッドと、前記第２メイン密着パッドにより形成された密閉空間に位置した前記パウチを穿孔させる第２穿孔片と、前記パウチの穿孔部位および前記第２メイン密着パッドを介して前記パウチの内部のガスを排出させる第２ガス排出部と、を含み、
   前記ガス除去装置は、穿孔部位が含まれた前記パウチの両側表面を加圧すると同時に熱を加えて前記穿孔部位をシールする第１シール片および第２シール片から構成されたシール部材をさらに含む、二次電池用ガス除去設備。
2. 前記第１シール片は、前記第１ボディに備えられており、前記第１メイン密着パッドの外周面に沿って連結された閉曲線状を有し、穿孔部位が含まれた一面部を加圧すると同時に熱を加えるように設けられ、
   前記第２シール片は、前記第２ボディに備えられており、前記第２メイン密着パッドの外周面に沿って連結された閉曲線状を有し、穿孔部位が含まれた他面部を加圧すると同時に熱を加えるように設けられる、請求項１に記載の二次電池用ガス除去設備。
3. 前記一面部を加圧する前記第１シール片の加圧面には、閉曲線状のシール溝が形成され、
   前記他面部を加圧する前記第２シール片の加圧面には、前記シール溝に挿入される閉曲線状のシール突起が形成される、請求項２に記載の二次電池用ガス除去設備。
4. パウチの内部で発生したガスを排出させるガス除去装置を含み、
   前記ガス除去装置は、
   前記パウチの一面部と他面部にそれぞれ対応するように配置されて前記一面部と他面部を加圧し、前記一面部と前記他面部を介して前記パウチの内部で発生したガスを排出させる第１および第２ガス排出部材と、
   前記第１および第２ガス排出部材を前記一面部と他面部にそれぞれ対応するように配置し、前記第１および第２ガス排出部材が前記一面部と前記他面部を加圧するように、前記第１ガス排出部材に向かって前記第２ガス排出部材を直線に移動させる移動部材と、を含み、
   前記移動部材は、
   前記一面部に向かう面に前記第１ガス排出部材が結合される結合片と、
   前記他面部に向かう面に前記第２ガス排出部材が結合され、前記結合片に連結され、且つ前記結合片に向かって直線に移動可能に連結され、前記第２ガス排出部材を前記第１ガス排出部材に向かって直線に移動させることにより、前記第１および第２ガス排出部材により前記パウチの一面部と他面部を加圧させる移動片と、を含み、
   前記第１ガス排出部材は、前記結合片に結合され、前記パウチの一面部に配置される第１ボディと、前記パウチの一面部に加圧されながら密閉空間を形成する第１メイン密着パッドと、前記第１メイン密着パッドにより形成された密閉空間に位置した前記パウチを穿孔させる第１穿孔片と、前記パウチの穿孔部位および前記第１メイン密着パッドを介して前記パウチの内部のガスを排出させる第１ガス排出部と、を含み、
   前記第２ガス排出部材は、前記移動片に結合され、前記パウチの他面部に配置される第２ボディと、前記パウチの他面部に加圧されながら密閉空間を形成する第２メイン密着パッドと、前記第２メイン密着パッドにより形成された密閉空間に位置した前記パウチを穿孔させる第２穿孔片と、前記パウチの穿孔部位および前記第２メイン密着パッドを介して前記パウチの内部のガスを排出させる第２ガス排出部と、を含み、
   前記ガス除去装置は、前記第１ガス排出部材と前記第２ガス排出部材との間に位置した前記パウチを密閉するサブ密着部材をさらに含み、
   前記サブ密着部材は、
   前記第１ボディの縁に沿って形成されており、両端が連結された閉曲線状を有し、前記第１メイン密着パッドにより密着された密閉空間を含む前記パウチの一面部に密着される第１サブ密着パッドと、
   前記第２ボディの縁に沿って形成されており、両端が連結された閉曲線状を有し、前記第２メイン密着パッドにより密着された密閉空間を含む前記パウチの他面部に密着される第２サブ密着パッドと、を含む、二次電池用ガス除去設備。
5. 前記サブ密着部材は、前記第１および第２サブ密着パッドが前記パウチの一面部と他面部に吸着されるように吸入力を発生させる第３吸入体をさらに含む、請求項４に記載の二次電池用ガス除去設備。
6. パウチの内部で発生したガスを排出させるガス除去装置を含み、
   前記ガス除去装置は、
   前記パウチの一面部と他面部にそれぞれ対応するように配置されて前記一面部と他面部を加圧し、前記一面部と前記他面部を介して前記パウチの内部で発生したガスを排出させる第１および第２ガス排出部材と、
   前記第１および第２ガス排出部材を前記一面部と他面部にそれぞれ対応するように配置し、前記第１および第２ガス排出部材が前記一面部と前記他面部を加圧するように、前記第１ガス排出部材に向かって前記第２ガス排出部材を直線に移動させる移動部材と、を含み、
   前記移動部材は、
   前記一面部に向かう面に前記第１ガス排出部材が結合される結合片と、
   前記他面部に向かう面に前記第２ガス排出部材が結合され、前記結合片に連結され、且つ前記結合片に向かって直線に移動可能に連結され、前記第２ガス排出部材を前記第１ガス排出部材に向かって直線に移動させることにより、前記第１および第２ガス排出部材により前記パウチの一面部と他面部を加圧させる移動片と、を含み、
   前記ガス除去装置は、前記第１および第２ガス排出部材の間に挿入される前記パウチが前記第１および第２ガス排出部材と接触しないようにガイドするガイド部材をさらに含み、
   前記ガイド部材は、
   前記第１ガス排出部材に固定され、前記パウチの一面部を支持して前記パウチの一面部が前記第１ガス排出部材と接触しないようにガイドする第１ガイドピンと、
   前記第２ガス排出部材に固定され、前記パウチの他面部を支持して前記パウチの他面部が前記第２ガス排出部材と接触しないようにガイドする第２ガイドピンと、を含む、二次電池用ガス除去設備。
7. 前記第１ガイドピンと前記第２ガイドピンは、向かい合う方向またはその反対方向に曲がるように弾性復元力を有する、請求項６に記載の二次電池用ガス除去設備。
8. 前記結合片には、前記移動片の方向に形成されたガイドレールが設けられ、
   前記移動片には、前記ガイドレールに連結され、前記ガイドレールに沿って前記結合片に向かって直線に移動するガイド部が設けられる、請求項１、４、６のいずれか一項に記載の二次電池用ガス除去設備。
9. 前記第１ガス排出部材は、前記結合片に結合され、前記パウチの一面部に配置される第１ボディと、前記パウチの一面部に加圧されながら密閉空間を形成する第１メイン密着パッドと、前記第１メイン密着パッドにより形成された密閉空間に位置した前記パウチを穿孔させる第１穿孔片と、前記パウチの穿孔部位および前記第１メイン密着パッドを介して前記パウチの内部のガスを排出させる第１ガス排出部と、を含み、
   前記第２ガス排出部材は、前記移動片に結合され、前記パウチの他面部に配置される第２ボディと、前記パウチの他面部に加圧されながら密閉空間を形成する第２メイン密着パッドと、前記第２メイン密着パッドにより形成された密閉空間に位置した前記パウチを穿孔させる第２穿孔片と、前記パウチの穿孔部位および前記第２メイン密着パッドを介して前記パウチの内部のガスを排出させる第２ガス排出部と、を含む、請求項６に記載の二次電池用ガス除去設備。
10. 前記第１メイン密着パッドと前記第２メイン密着パッドは、前記一面部と他面部に互いに対応するように加圧され、
    前記第１穿孔片と前記第２穿孔片は、前記第１メイン密着パッドと前記第２メイン密着パッドとの間に形成される密閉空間に位置した前記パウチの一側と他側をそれぞれ穿孔するように設けられる、請求項１、４、９のいずれか一項に記載の二次電池用ガス除去設備。
11. 前記第１ガス排出部材は、前記第１ボディに備えられ、前記パウチの一面部に吸着される一つ以上の第１吸着片をさらに含み、
    前記第２ガス排出部材は、前記第２ボディに備えられ、前記パウチの他面部に吸着される一つ以上の第２吸着片をさらに含む、請求項１、４、９のいずれか一項に記載の二次電池用ガス除去設備。
12. 前記第１吸着片と前記第２吸着片は、前記移動片により前記第１および第２ガス排出部材が原位置に復帰すると、前記パウチの一面部と他面部が広がるように離隔させる、請求項１１に記載の二次電池用ガス除去設備。
13. 前記第１吸着片は、前記パウチの一面部に吸着される第１吸着パッドと、前記第１吸着パッドが前記パウチの一面部に吸着されるように吸入力を提供する第１吸入体と、を含み、
    前記第２吸着片は、前記パウチの他面部に吸着される第２吸着パッドと、前記第２吸着パッドが前記パウチの他面部に吸着されるように吸入力を提供する第２吸入体と、を含む、請求項１１に記載の二次電池用ガス除去設備。
14. 前記ガス除去装置は、穿孔部位が含まれた前記パウチの両側表面を加圧すると同時に熱を加えて前記穿孔部位をシールする第１シール片および第２シール片から構成されたシール部材をさらに含む、請求項４または９に記載の二次電池用ガス除去設備。
15. 前記第１シール片は、前記第１ボディに備えられており、前記第１メイン密着パッドの外周面に沿って連結された閉曲線状を有し、穿孔部位が含まれた一面部を加圧すると同時に熱を加えるように設けられ、
    前記第２シール片は、前記第２ボディに備えられており、前記第２メイン密着パッドの外周面に沿って連結された閉曲線状を有し、穿孔部位が含まれた他面部を加圧すると同時に熱を加えるように設けられる、請求項１４に記載の二次電池用ガス除去設備。
16. 前記一面部を加圧する前記第１シール片の加圧面には、閉曲線状のシール溝が形成され、
    前記他面部を加圧する前記第２シール片の加圧面には、前記シール溝に挿入される閉曲線状のシール突起が形成される、請求項１５に記載の二次電池用ガス除去設備。
17. 前記ガス除去装置は、前記第１ガス排出部材と前記第２ガス排出部材との間に位置した前記パウチを密閉するサブ密着部材をさらに含み、
    前記サブ密着部材は、
    前記第１ボディの縁に沿って形成されており、両端が連結された閉曲線状を有し、前記第１メイン密着パッドにより密着された密閉空間を含む前記パウチの一面部に密着される第１サブ密着パッドと、
    前記第２ボディの縁に沿って形成されており、両端が連結された閉曲線状を有し、前記第２メイン密着パッドにより密着された密閉空間を含む前記パウチの他面部に密着される第２サブ密着パッドと、を含む、請求項１または９に記載の二次電池用ガス除去設備。
18. 前記サブ密着部材は、前記第１および第２サブ密着パッドが前記パウチの一面部と他面部に吸着されるように吸入力を発生させる第３吸入体をさらに含む、請求項１７に記載の二次電池用ガス除去設備。
19. 前記結合片に向かって前記移動片を移動させる移動装置をさらに含み、
    前記移動装置は、
    前記結合片が固定されるフレームと、
    前記フレームに備えられており、前記移動片が結合され、前進時に前記移動片を前記結合片の方向に移動させる移動棒と、
    前記移動棒を前進させる駆動片と、を含む、請求項１、４、６のいずれか一項に記載の二次電池用ガス除去設備。
20. 前記ガス除去装置は、前記第１および第２ガス排出部材の間に挿入される前記パウチが前記第１および第２ガス排出部材と接触しないようにガイドするガイド部材をさらに含み、
    前記ガイド部材は、
    前記第１ガス排出部材に固定され、前記パウチの一面部を支持して前記パウチの一面部が前記第１ガス排出部材と接触しないようにガイドする第１ガイドピンと、
    前記第２ガス排出部材に固定され、前記パウチの他面部を支持して前記パウチの他面部が前記第２ガス排出部材と接触しないようにガイドする第２ガイドピンと、を含む、請求項１または４に記載の二次電池用ガス除去設備。
21. 前記第１ガイドピンと前記第２ガイドピンは、向かい合う方向またはその反対方向に曲がるように弾性復元力を有する、請求項２０に記載の二次電池用ガス除去設備。