▶ エルジー エナジー ソリューション リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-06
(45)【発行日】2023-11-14
(54)【発明の名称】電池モジュールおよび電池セルアセンブリー製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 50/291 20210101AFI20231107BHJP
H01M 50/289 20210101ALI20231107BHJP
H01M 50/293 20210101ALI20231107BHJP
H01M 50/269 20210101ALI20231107BHJP
H01M 50/211 20210101ALI20231107BHJP
【ＦＩ】
H01M50/291
H01M50/289 101
H01M50/293
H01M50/269
H01M50/211
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2022512836
(86)(22)【出願日】2020-12-31
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-07
(86)【国際出願番号】 KR2020019286
(87)【国際公開番号】W WO2021137576
(87)【国際公開日】2021-07-08
【審査請求日】2022-02-24
(31)【優先権主張番号】10-2020-0001004
(32)【優先日】2020-01-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2020-0188256
(32)【優先日】2020-12-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】521065355
【氏名又は名称】エルジー エナジー ソリューション リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(72)【発明者】
【氏名】ヨンホ・イ
(72)【発明者】
【氏名】ジュンヨブ・ソン
(72)【発明者】
【氏名】フン・ビョン・パク
(72)【発明者】
【氏名】ジュンキュ・パク
(72)【発明者】
【氏名】シウォン・ジョン
【審査官】川口 陽己
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１７６９２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－００２２６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０８１８８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２２６５６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－００９０５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－１９０１６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６６３６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５１１１５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２０８１６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／００１６０６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国特許出願公開第１０９４１１６６７（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８
Ｈ０１Ｍ １０／０５－１０／０５８７
Ｃ０９Ｊ １／００－５／１０；９／００－２０１／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
一方向に積層されている複数の電池セルを含む電池セル積層体、
前記電池セル積層体を収納するモジュールフレーム、
前記モジュールフレームと前記電池セル積層体の間に位置する圧縮パッド、および
前記圧縮パッドと前記電池セル積層体の間に位置する第２接着部材を含み、
前記複数の電池セルのうちの互いに隣接する電池セルはスプレー型粘着剤が硬化された第１接着部材で結合され、
前記第１接着部材は、前記複数の電池セルが積層される一方向と異なる一方向に沿って伸びている少なくとも一つの所定のパターンを有し、
前記第２接着部材は、前記複数の電池セルが積層される一方向と異なる一方向に沿って伸びている少なくとも一つの所定のパターンを有し、
前記第１接着部材および前記第２接着部材の前記所定のパターンは、前記電池セルの一面に１個の渦巻パターンまたは２個以上の互いに平行な渦巻パターン（Ｓｗｉｒｌ ｐａｔｔｅｒｎ）を有する、電池モジュール。
【請求項2】
前記第１接着部材は、前記所定のパターンが伸びる方向に沿って配列される複数のドットパターンを含む、請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項3】
前記電池セルのスウェリング発生時、前記第１接着部材の厚さが減少する、請求項１または２に記載の電池モジュール。
【請求項4】
複数の電池セルが積層されている電池セルアセンブリーの製造方法において、粘着剤タンクに入っているセル粘着剤をスプレーガン（ｓｐｒａｙ ｇｕｎ）まで移動する段階、
前記スプレーガンのノズルを通じて前記電池セルの一面に前記セル粘着剤を噴射する段階、
前記複数の電池セルが積層されるようにする段階、および
前記複数の電池セルが積層されるようにする段階以後に、電池セルまたは不良に積層された電池セルを脱着する段階を含み、
前記ノズルを通じて出る前記セル粘着剤は、所定のパターンを形成しながら前記電池セルの一面に噴射される、電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項5】
前記所定のパターンは、渦巻パターン（Ｓｗｉｒｌ ｐａｔｔｅｒｎ）を含む、請求項４に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項6】
前記スプレーガンが前記電池セルの積層方向に垂直な一方向に沿って移動しながら前記セル粘着剤が噴射されるか、前記スプレーガンは固定された状態で前記電池セルが移動しながら前記セル粘着剤が前記電池セルの一面に噴射される、請求項５に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項7】
前記セル粘着剤が噴射される前記電池セルの一面は、前記電池セルの積層方向に垂直な前記電池セルの面に対応する、請求項６に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項8】
前記スプレーガンは前記ノズル周辺に位置するエアホールを含み、前記エアホールから出る風によって前記ノズルを通じて出る前記セル粘着剤が渦巻く、請求項５～７のいずれか一項に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項9】
前記スプレーガンのノズルを通じて前記電池セルの一面に前記セル粘着剤を噴射する段階は、前記セル粘着剤が前記ノズルから前記電池セルの一面に到達するまで空気中で自然冷却される段階を含む、請求項８に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項10】
前記セル粘着剤はホットメルト粘着剤を含み、前記粘着剤タンクに入っている前記ホットメルト粘着剤を溶かす段階をさらに含む、請求項４に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項11】
前記セル粘着剤はＵＶ粘着剤を含み、前記電池セルの一面に前記ＵＶ粘着剤を噴射する段階以後に前記ＵＶ粘着剤を硬化する段階をさらに含む、請求項４に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項12】
前記複数の電池セルが積層されるようにする段階は、前記電池セルの他の一面をピックアップして移動する段階を含む、請求項４に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項13】
前記脱着された電池セルの一面を除去剤を使用して前記セル粘着剤を除去する段階をさらに含む、請求項４に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項14】
前記除去剤は、イソパラフィンＬ（Ｉｓｏｐａｒａｆｆｉｎｅ Ｌ）、ヒドロ処理された軽蒸留液（Ｈｙｄｒｏｔｒｅａｔｅｄ ｌｉｇｈｔ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ）、およびミネラルスピリット（Ｍｉｎｅｒａｌ Ｓｐｉｒｉｔｓ）の混合物を含む、請求項１３に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項15】
前記セル粘着剤を除去する段階は、前記除去剤を第１無塵布（ｌｉｎｔ ｆｒｅｅ ｗｉｐｅｒ）に付け、前記第１無塵布で前記脱着された電池セルの一面に付着された前記セル粘着剤を除去する段階を含む、請求項１３に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項16】
不良セルに該当する前記電池セルまたは不良に積層された前記電池セルを脱着する段階は、互いに隣接する電池セルの間に前記除去剤を投入して物理的な力で前記電池セルを脱着する、請求項１５に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【請求項17】
前記第１無塵布で前記セル粘着剤を除去する段階以後に、エチルアセテートを付けた第２無塵布で前記脱着された電池セルの一面に残っている前記除去剤を除去する、請求項１５に記載の電池セルアセンブリーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［関連出願との相互引用］
本出願は２０２０年１月３日付韓国特許出願第１０－２０２０－０００１００４号および２０２０年１２月３０日付韓国特許出願第１０－２０２０－０１８８２５６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すべての内容は本明細書の一部として含まれる。
本出願は２０２０年１月３日付韓国特許出願第１０－２０２０－０００１００４号および２０２０年１２月３０日付韓国特許出願第１０－２０２０－０１８８２５６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すべての内容は本明細書の一部として含まれる。
【0002】
本発明は電池モジュールおよび電池セルアセンブリー製造方法に関するものであって、より具体的に、スプレー型粘着剤を使用して形成された電池モジュールおよび電池セルアセンブリー製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0003】
製品群による適用容易性が高く、高いエネルギー密度などの電気的特性を有する二次電池は携帯用機器だけでなく電気的駆動源によって駆動する電気自動車またはハイブリッド自動車、電力貯蔵装置などに普遍的に応用されている。このような二次電池は化石燃料の使用を画期的に減少させることができるという一次的な長所だけでなくエネルギーの使用による副産物が全く発生しないという点から環境に優しいおよびエネルギー効率性向上のための新たなエネルギー源として注目されている。
【0004】
小型モバイル機器にはデバイス１台当り一つまたは二、三、四個の電池セルが使用されるのに反し、自動車などのように中大型デバイスには高出力大容量が必要である。したがって、複数の電池セルを電気的に連結した中大型電池モジュールが使用される。
【0005】
中大型電池モジュールはできれば小さな大きさと重量で製造されるのが好ましいので、高い集積度で積層でき容量に比べて重量の小さい角型電池、パウチ型電池などが中大型電池モジュールの電池セルとして主に使用されている。特に、アルミニウムラミネートシートを電池ケースとして使用するパウチ型電池が最近多くの関心を集めている。
【0006】
【0007】
図１を参照すれば、二次電池１０は二つの電極リード１１、１２が互いに対向して電池本体１３の一端部１４ａと他の一端部１４ｂからそれぞれ突出している構造であって、電池ケース１４に電極組立体（図示せず）を収納した状態でケース１４の両端部１４ａ、１４ｂ）とこれらを連結する両側面１４ｃを接着することによって製造される。
【0008】
電池ケースは一般に樹脂層／金属薄膜層／樹脂層のラミネート構造からなっており、例えば、電池ケース表面がＯ（ｏｒｉｅｎｔｅｄ）－ナイロン層からなっている場合には、中大型電池モジュールを形成するために複数の電池セルを積層する時、外部衝撃によってよく滑る傾向がある。したがって、図２を参照すれば、これを防止し電池セルの安定した積層構造を維持するために、電池ケースの表面にロール型両面テープ２０などの接着剤を付着し電池セルを積層して中大型電池モジュールを形成する。
【0009】
しかし、このような類型の接着剤は適用できる最小幅が定められている場合があり、所望の部位に接着剤を付着するためのカスタマイジング（Ｃｕｓｔｏｍｉｚｉｎｇ）に制限がある。だけでなく、両面テープは長期間使用時、接着成分が劣化して接着力が大きく低下することがある。また、両面テープは転写されないか延びる問題など不良が発生して工程中に持続的な管理が必要であり、単価が高くて収益性が低下している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明が解決しようとする課題は、両面テープを代替することができるスプレー型粘着剤を使用して形成された電池モジュールおよび電池セルアセンブリー製造方法を提供するためのことである。
【0011】
しかし、本発明の実施形態が解決しようとする課題は上述の課題に限定されず、本発明に含まれている技術的思想の範囲で多様に拡張できる。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の一実施形態による電池モジュールは一方向に積層されている複数の電池セルを含む電池セル積層体、および前記電池セル積層体を収納するモジュールフレームを含み、前記複数の電池セルのうちの互いに隣接する電池セルはスプレー型粘着剤が硬化された第１接着部材で結合され、前記第１接着部材は前記複数の電池セルが積層される一方向と異なる一方向に沿って伸びている少なくとも一つのウォブルパターン（Ｗｏｂｂｌｅ ｐａｔｔｅｒｎ）を有する。
【0013】
前記第１接着部材のウォブルパターンは、前記電池セルの一面に少なくとも２個の互いに平行な渦巻パターン（Ｓｗｉｒｌ ｐａｔｔｅｒｎ）を有することができる。
【0014】
前記第１接着部材は、前記ウォブルパターンが伸びる方向に沿って配列される複数のドットパターンを含むことができる。
【0015】
前記電池モジュールは、前記モジュールフレームと前記電池セルアセンブリーの間に位置する圧縮パッドをさらに含むことができる。
【0016】
前記電池モジュールは前記圧縮パッドと前記電池セルアセンブリーの間に位置する第２接着部材をさらに含み、前記第２接着部材は前記複数の電池セルが積層される一方向と異なる一方向に沿って伸びている少なくとも一つのウォブルパターンまたは両面テープを含むことができる。
【0017】
前記電池セルのスウェリング発生時、前記第１接着部材の厚さが減少し得る。
【0018】
本発明の他の一実施形態による電池セルアセンブリー製造方法は複数の電池セルが積層されている電池セルアセンブリーの製造方法において、粘着剤タンクに入っているセル粘着剤をスプレーガン（ｓｐｒａｙ ｇｕｎ）まで移動する段階、前記スプレーガンのノズルを通じて前記電池セルの一面に前記セル粘着剤を噴射する段階、および前記複数の電池セルが積層されるようにする段階を含み、前記ノズルを通じて出る前記セル粘着剤はウォブルパターンを形成しながら前記電池セルの一面に噴射される。
【0019】
前記ウォブルパターンは、渦巻パターン（Ｓｗｉｒｌ ｐａｔｔｅｒｎ）を含むことができる。
【0020】
前記スプレーガンが前記電池セルの積層方向に垂直な一方向に沿って移動しながら前記セル粘着剤が噴射されるか、前記スプレーガンは固定された状態で前記電池セルが移動しながら前記セル粘着剤が前記電池セルの一面に噴射されてもよい。
【0021】
前記セル粘着剤が噴射される前記電池セルの一面は、前記電池セルの積層方向に垂直な前記電池セルの面に対応し得る。
【0022】
前記スプレーガンは前記ノズル周辺に位置するエアホールを含み、前記エアホールから出る風によって前記ノズルを通じて出る前記セル粘着剤が渦巻き得る。
【0023】
前記スプレーガンのノズルを通じて前記電池セルの一面に前記セル粘着剤を噴射する段階は、前記セル粘着剤が前記ノズルから前記電池セルの一面に到達するまで空気中で自然冷却される段階を含むことができる。
【0024】
前記セル粘着剤はホットメルト粘着剤を含み、前記電池セルアセンブリー製造方法は前記粘着剤タンクに入っている前記ホットメルト粘着剤を溶かす段階をさらに含むことができる。
【0025】
前記セル粘着剤はＵＶ粘着剤を含み、前記電池セルアセンブリー製造方法は前記電池セルの一面に前記ＵＶ粘着剤を噴射する段階以後に前記ＵＶ粘着剤を硬化する段階をさらに含むことができる。
【0026】
前記複数の電池セルが積層されるようにする段階は、前記電池セルの他の一面をピックアップして移動する段階を含むことができる。
【0027】
前記電池セルアセンブリー製造方法は、前記複数の電池セルが積層されるようにする段階以後に、不良セルに該当する電池セルまたは不良に積層された電池セルを脱着する段階、および前記脱着された電池セルの一面を除去剤を使用して前記セル粘着剤を除去する段階をさらに含むことができる。
【0028】
前記除去剤は、イソパラフィンＬ（Ｉｓｏｐａｒａｆｆｉｎｅ Ｌ）、ヒドロ処理された軽蒸留水（Ｈｙｄｒｏｔｒｅａｔｅｄ ｌｉｇｈｔ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ ｗａｔｅｒ）、およびミネラルスピリット（Ｍｉｎｅｒａｌ Ｓｐｉｒｉｔｓ）の混合物を含むことができる。
【0029】
前記セル粘着剤を除去する段階は、前記除去剤を第１無塵布（ｌｉｎｔ ｆｒｅｅ ｗｉｐｅｒ）に付け、前記第１無塵布で前記脱着された電池セルの一面に付着された前記セル粘着剤を除去することができる。
【0030】
不良セルに該当する前記電池セルまたは不良に積層された前記電池セルを脱着する段階は、互いに隣接する電池セルの間に前記除去剤を投入して物理的な力で前記電池セルを脱着することができる。
【0031】
前記第１無塵布で前記セル粘着剤を除去する段階以後に、エチルアセテートを付けた第２無塵布で前記脱着された電池セルの一面に残っている前記除去剤を除去することができる。
【発明の効果】
【0032】
実施形態によれば、両面テープを代替することができるスプレー型粘着剤を使用して電池セル間付着のための粘着剤塗布設備を電池セルアセンブリーの製造工程ラインに直接適用することができる。
【0033】
電池セルの一面にスプレーガンのノズルを通じて電池セルの一面にスプレー型粘着剤を噴射することによって、渦巻パターンを有する接着部材を形成することができる。
ウォブルパターンを有する接着部材を形成することによって、不良が発生した電池セルを脱着する時、再作業が可能なように塗布量制御が可能である。
再作業時、除去剤でスプレー型粘着剤を除去することによって電池セル表面の物理的スクラッチおよび化学的残留物を最少化することができる。
ウォブルパターンを有する接着部材を形成することによって、不良が発生した電池セルを脱着する時、再作業が可能なように塗布量制御が可能である。
再作業時、除去剤でスプレー型粘着剤を除去することによって電池セル表面の物理的スクラッチおよび化学的残留物を最少化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】従来のパウチ型電池を示す斜視図である。
【図3】本発明の一実施形態による電池セルアセンブリー製造方法を示す図である。
【図4】本発明の一実施形態による電池セルアセンブリー製造方法を示す図である。
【図5】本発明の一実施形態による電池セルアセンブリー製造方法を示す図である。
【図6】本発明の一実施形態による電池セルアセンブリー製造方法を示す図である。
【図7】本発明の一実施形態による電池セルアセンブリー製造方法を示す図である。
【図8】本発明の一実施形態による電池セルアセンブリー製造方法を示す図である。
【図9】本発明の一実施形態による電池セルアセンブリー製造方法を示す図である。
【図10】本発明の他の一実施形態による電池セルアセンブリーを示す斜視図である。
【図11】本発明の他の一実施形態による電池セルアセンブリーを示す斜視図である。
【図12】本発明の他の一実施形態による電池モジュールを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0035】
以下、添付した図面を参照して本発明の様々な実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は様々な異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
【0036】
本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一な参照符号を付けるようにする。
【0037】
また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したので、本発明が必ずしも図示されたところに限定されるのではない。図面において様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、一部層および領域の厚さを誇張されるように示した。
【0038】
また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分“の上に”または“上に”あるという時、これは他の部分“の直上に”ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分“の直上に”あるという時には中間に他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分“の上に”または“上に”あるというのは基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力反対方向に向かって“の上に”または“上に”位置することを意味するのではない。
【0039】
また、明細書全体で、ある部分がある構成要素を“含む”という時、これは特に反対になる記載がない限り他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含むことができるのを意味する。
【0040】
また、明細書全体で、“平面上”という時、これは対象部分を上から見た時を意味し、“断面上”という時、これは対象部分を垂直に切断した断面を横から見た時を意味する。
【0041】
【0042】
図３を参照すれば、本実施形態による電池セル１００は互いに異なる極性を有する二つの電極リード１１０、１２０が互いに対向して電池本体の一端部と他の一端部からそれぞれ突出している構造であって、電池ケースに電極組立体を収納した状態で電池ケースの両端部とこれらを連結する両側面を接着することによって製造できる。電池ケースは一般に樹脂層／金属薄膜層／樹脂層のラミネート構造からなっている。
【0043】
本実施形態による電池セルアセンブリー製造方法は、電池セル１００がコンベヤによってスプレーステーション５００に自動移送される段階を含むことができる。ここで、コンベヤは一定の距離の間を自動的に連続運搬する機械装置であり、例示としてベルトコンベヤまたはローラコンベヤが使用できる。コンベヤは一般によく知られた機械装置であるので図示を省略する。
【0044】
本実施形態によれば、電池セル１００間付着のためのセル粘着剤３００の塗布設備が電池セルアセンブリー製造方法のための工程ラインに直接適用できる。このために、スプレーガン３１０から噴射されるセル粘着剤３００は先ず粘着剤タンクに入って高温で溶ける過程を経たホットメルト粘着剤であり得る。粘着剤タンクに入っているセル粘着剤３００はホースなどに乗ってスプレーガン３１０まで移動できる。変形実施形態として、セル粘着剤３００はＵＶ粘着剤であってもよく、ＵＶ粘着剤は常温で溶けた状態で粘着剤タンクに入っており、ホースなどに乗ってスプレーガン３１０まで移動できる。
【0045】
スプレーステーション５００に移送されてきた電池セル１００は、その位置が固定された状態でスプレーガン３１０が既設定の入力座標値によって動き得る。この時、スプレーガン３１０は電池セル１００の一面１００Ｌに向かってセル粘着剤３００を噴射し、電池セルの一面１００Ｌに噴射されたセル粘着剤３００は接着部材を形成することができる。このように、本実施形態によれば、工程ラインでセル粘着剤３００を直接塗布するためセル粘着剤３００を塗布する部位をカスタマイジング（Ｃｕｓｔｏｍｉｚｉｎｇ）しやすい。
【0046】
一例として、図３および図４に示されているように、正極リード１２０に隣接した電池セルの一面１００Ｌから負極リード１１０の電池セルの一面１００Ｌに向かってスプレーガン３１０が移動しながらセル粘着剤３００を噴射することができる。スプレーガン３１０は電池セル１００の積層方向に垂直な一方向に沿って移動しながらセル粘着剤３００を噴射することができる。この時、本実施形態によれば、セル粘着剤３００はウォブルパターン（Ｗｏｂｂｌｅ ｐａｔｔｅｒｎ）を形成しながら電池セル１００の一面１００Ｌに噴射できる。ウォブルパターンは、セル粘着剤３００が噴射される経路が揺れることを意味し得る。これについては、図５～図７を参照して詳しく説明することにする。
【0047】
図５は、本発明の一実施形態による電池セルアセンブリー製造方法において粘着剤塗布方式を示す斜視図である。図６は、図５の実施形態によるスプレーガンに含まれているノズルを示す斜視図である。図７は、図６のスプレーガンに含まれているノズルから噴射されるセル粘着剤パターンを示す斜視図である。
【0048】
図５および図６を参照すれば、本実施形態によるスプレーガン３１０はその端部にノズル３２０を含んでいる。ノズル３２０は総４個の噴出口３３０を有することができ、ノズル３２０の噴出口３３０個数はこれに制限されず、電池セル１００の幅によって変形可能である。スプレーガン３１０内部の圧力ポンプによってノズル３２０を通じてセル粘着剤３００が噴射されてノズル３２０が向かう電池セル１００の一面１００Ｌに到達し得る。セル粘着剤３００が噴射される電池セル１００の一面１００Ｌは、電池セル１００の積層方向に垂直な電池セル１００の面に対応する。
【0049】
図６および図７を参照すれば、本実施形態によるスプレーガン３１０はノズル３２０周辺に位置するエアホール３４０を含む。より具体的に、ノズル３２０の噴出口３３０周辺にエアホール３４０が複数個形成でき、エアホール３４０から出る風によってノズル３２０を通じて出るセル粘着剤３００が渦巻き得る。本実施形態によるウォブルパターンは、このようにエアホール３４０から出る風によって渦巻パターンを有するセル粘着剤３００噴射構造を含むことができる。セル粘着剤３００がホットメルト粘着剤である場合、スプレーガン３１０のノズル３２０を通じて電池セル１００の一面にセル粘着剤３００を噴射する時、セル粘着剤３００がノズル３２０から電池セル１００の一面１００Ｌに到達するまで空気中で自然冷却できる。電池セル１００の温度が大略摂氏６０度以上になれば電池セル１００の寿命に問題を起こすことがあり、本実施形態によれば別途の冷却過程なくノズル３２０を通じてセル粘着剤３００が噴射されながら自動冷却されて電池セル１００の温度が高まるのを防止することができる。変形実施形態として、セル粘着剤３００がＵＶ粘着剤である場合、電池セル１００の一面にセル粘着剤３００を噴射する段階以後にＵＶ装備を通じて前記ＵＶ粘着剤を硬化することができる。この時、ＵＶ粘着剤が酸素と接触して接着力が弱まることを防止するために窒素パージ工程が追加できる。
【0050】
以上ではスプレーガン３１０が電池セル１００上で移動しながらセル粘着剤３００を噴射すると説明したが、必ずしもこれに限定されるのではなく、スプレーガン３１０は固定された状態で電池セル１００が移動しながらセル粘着剤３００が電池セル１００の一面１００Ｌに噴射されてもよい。
【0051】
図８および図９を参照すれば、本実施形態による電池セルアセンブリー製造方法は、電池セル１００の他の一面をピックアップして複数の電池セル１００が積層されるようにする段階をさらに含むことができる。電池セル１００の他の一面はセル粘着剤３００が塗布された電池セル１００の一面１００Ｌと対応する面であり、セル粘着剤３００が塗布されない面であり得る。本実施形態による電池セルアセンブリーは、第１電池セル１００ａ、第１電池セル１００ａの上にセル粘着剤３００によって接着されている第２電池セル１００ｂ、および第２電池セル１００ｂの上に積層される第３電池セル１００ｃを含むことができる。このように複数の電池セルが積層されて電池セルアセンブリーを形成し、複数の電池セルの電極リードが電気的に連結できる。セル粘着剤３００は電池モジュールで接着部材になり得る。
【0052】
電池セル１００の他の一面をピックアップするためにピックアップロボット４００を使用することができる。ピックアップロボット４００には既設定の座標値が入力されて電池セル１００の他の一面を安定的にピックアップして隣接の電池セルに接着することができるように積層工程を行うことができる。このような積層方法は一例であり、他の方式に変形可能である。
【0053】
本発明の一実施形態による電池セルアセンブリー製造方法は、複数の電池セルが積層されるようにする段階以後に、不良セルに該当する電池セルを脱着する段階、および前記脱着された電池セルの一面を除去剤を使用して前記セル粘着剤を除去する段階をさらに含むことができる。前記脱着の必要な電池セルは、電池セル自体に不良が発生した場合だけでなく、複数の電池セル積層時に積層が誤って行われた電池セルをさらに含むことができる。以後説明する再作業は不良積層された電池セルが対象であり、不良が発生した電池セルは廃棄されることがある。
【0054】
従来の両面テープの場合、接着力が強くて実質的に前記のような再作業が不可能であった。しかし、本実施形態によれば、ホットメルト粘着剤を使用して脱着後、再付着する再作業が可能なように電池セル１００に塗布されるセル粘着剤３００の塗布量を最少化または最適化することができる。また、原材料を電池セル１００に直接塗布するため両面テープを製品化して入手することに比べて費用を大きく節減することができる。また、本実施形態による電池セルアセンブリー製造方法によれば、既存の両面テープの未転写またはテープの弛みで発生される固形分塊りを防止することができる。
【0055】
前記除去剤は、イソパラフィンＬ（Ｉｓｏｐａｒａｆｆｉｎｅ Ｌ）、ヒドロ処理された軽蒸留液（Ｈｙｄｒｏｔｒｅａｔｅｄ ｌｉｇｈｔ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ）、およびミネラルスピリット（Ｍｉｎｅｒａｌ Ｓｐｉｒｉｔｓ）の混合物を含むことができる。セル粘着剤３００を除去する段階は、前記除去剤を第１無塵布（ｌｉｎｔ ｆｒｅｅ ｗｉｐｅｒ）に付けて、前記第１無塵布で前記脱着された電池セル１００の一面に付着されたセル粘着剤を除去する段階を含むことができる。不良セルに該当する電池セルまたは不良に積層された電池セルを脱着する段階は、互いに隣接する電池セルの間に前記除去剤を投入して物理的な力で電池セルを脱着することもできる。前記第１無塵布で前記セル粘着剤を除去する段階以後に、エチルアセテートを付けた第２無塵布で前記脱着された電池セルの一面に残っている前記除去剤を除去することができる。
【0056】
以上で説明した無塵布を用いた除去方法は電池セル１００のパウチＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）面を損傷させないための一例に該当し、電池セル１００のパウチを損傷させなければ多様な方法を使用してセル粘着剤を除去することができる。
【0057】
図１０は、本発明の他の一実施形態による電池セルアセンブリーを示す斜視図である。
【0058】
図１０を参照すれば、本実施形態による電池セル１００は二つの電極リード１１０、１２０が互いに対向して電池本体１３０の一端部１４０ａと他の一端部１４０ｂからそれぞれ突出している構造であって、電池ケース１４０に電極組立体（図示せず）を収納した状態で電池ケース１４０の両端部１４０ａ、１４０ｂとこれらを連結する両側面１４０ｃを接着することによって製造できる。その後、図３～図７で説明した方法によって電池セル１００の一面１００Ｌにセル粘着剤３００が塗布されるようにすることができる。
【0059】
前述の実施形態による製造方法によれば電池セル１００の一方向に長く伸びた一つのセル粘着剤３００パターンを形成することもできるが、変形実施形態として以下で説明の通り多様なパターンを有するセル粘着剤３００形状を実現することもできる。
【0060】
この時、本実施形態によれば図１０に示したように、スプレー方式による塗布形状を変更して“コ”字形状のセル粘着剤３００パターンを形成することもできる。これは塗布形状の一例であり、本実施形態によるセル粘着剤３００はホットメルト粘着剤またはＵＶ粘着剤から形成することができ、セル粘着剤は電池セル１００の一面に少なくとも２個の互いに平行なパターン部を形成することができる。“コ”字形状以外にも電池セルの幅によって多様なパターンを有するセル粘着剤３００形状を実現することができる。例えば、図１０に示したところとは異なり、セル粘着剤３００が１１字形に示されてもよい。即ち、図１０に示された“コ”字形において上下部セル粘着剤３００ラインが互いに連結されずそれぞれ一字形に平行な形態の構造を形成することができる。セル粘着剤３００は自然冷却されて、隣接の電池セル１００間の接着部材となる。
【0061】
図１１は、本発明の他の一実施形態による電池セルアセンブリーを示す斜視図である。
【0062】
図１１を参照すれば、本実施形態による電池セル１０１に含まれているセル粘着剤３００はウォブルパターンが伸びる方向に沿って配列される複数のドットパターン３００ｄを含むことができる。一字形のセル粘着体３００と同一な長さで、複数のドットパターン３００ｄのように不連続的なパターンを形成するようになれば、セル粘着体３００の材料量を減らしながら同一な接着効果を得ることができる。
【0063】
以上で説明した差異点以外に図１０の実施形態で説明した内容は全て本実施形態に適用可能である。
【0064】
前述の多様な実施形態による電池セルアセンブリーは、バスバー、バスバーフレームおよびケースなどと結合して電池モジュールを形成することができる。
【0065】
【0066】
図１２を参照すれば、本実施形態による電池モジュールは、電池セルアセンブリー１２０、電池セルアセンブリー１２０が装着されたモジュールフレーム１０５、およびモジュールフレーム１０５と電池セルアセンブリー１２０の間に位置する圧縮パッド５５０を含む。本実施形態による電池セルアセンブリー１２０には隣接の電池セル１００の間に第１接着部材２５０が位置し、本実施形態による電池モジュールは圧縮パッド５５０と電池セルアセンブリー１２０の間に位置する第２接着部材２６０をさらに含むことができる。第２接着部材２６０は複数の電池セルが積層される一方向と異なる一方向に沿って伸びている少なくとも一つのウォブルパターンまたは両面テープを含むことができる。図示しなかったが、圧縮パッド５５０は互いに隣接する電池セル１００の間に形成されてもよい。互いに隣接する電池セル１００の間に形成される圧縮パッドはウォブルパターンまたは両面テープを含む接着部材によって電池セル１００と接着できる。
【0067】
第１接着部材２５０は前述のセル粘着剤３００が自然冷却されて、隣接の電池セル１００を結合して電池セルアセンブリー１２０を形成することができる。本実施形態による第１接着部材２５０は常温で柔らかい物性を有し、電池セル１００のスウェリング発生時、第１接着部材２５０は圧着される。第１接着部材２５０が電池セル１００スウェリングによって圧着されてその厚さが減少できる。このように、電池セル１００スウェリングによって第１接着部材２５０の厚さが減少するため、セルスウェリングによるモジュールフレーム１０５に加えられるストレスを減らすことができる。
【0068】
図１２および図１３を参照すれば、本実施形態による第１接着部材２５０はスプレー型粘着剤が硬化されて形成され、互いに隣接する電池セル１００を結合する。第１接着部材２５０は複数の電池セル１００が積層される一方向と異なる一方向に沿って伸びている少なくとも一つのウォブルパターン（Ｗｏｂｂｌｅ ｐａｔｔｅｒｎ）を有することができる。この時、第１接着部材２５０は電池セル１００の一面に少なくとも２個の互いに平行な渦巻パターン（Ｓｗｉｒｌ ｐａｔｔｅｒｎ）３００ＳＰを有することができる。ウォブルパターンとして多様な形態を有することができるが、本実施形態による渦巻パターンの場合、セル粘着剤塗布時に飛散（ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）が殆どなく塗布されるので塗布ラインがきれいに維持できる。なぜなら、図５～図７で説明したスプレーガン３１０のそれぞれのノズル３２０から出る粘着剤が細い紐で連結されてウォブル形式につながって塗布されるためである。
【0069】
以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属するのである。
【符号の説明】
【0070】
１００ 電池セル
１０５ モジュールフレーム
１２０ 電池セルアセンブリー
２５０ 第１接着部材
２６０ 第２接着部材
３００ セル粘着剤
３００ＳＰ 渦巻パターン
３２０ ノズル
３４０ エアホール
１０５ モジュールフレーム
１２０ 電池セルアセンブリー
２５０ 第１接着部材
２６０ 第２接着部材
３００ セル粘着剤
３００ＳＰ 渦巻パターン
３２０ ノズル
３４０ エアホール
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】