特表 2024-543465 二次電池の製造装置および製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-11-21

(54)【発明の名称】二次電池の製造装置および製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20241114BHJP

   H01M 50/178 20210101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 Z

H01M50/178

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024527827

(86)(22)【出願日】2022-12-02

(85)【翻訳文提出日】2024-05-13

(86)【国際出願番号】 KR2022019483

(87)【国際公開番号】W WO2023121047

(87)【国際公開日】2023-06-29

(31)【優先権主張番号】10-2021-0183211

(32)【優先日】2021-12-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】ヒョン・ジュン・ノ

(72)【発明者】

【氏名】ヒョン・テ・キム

(72)【発明者】

【氏名】ユン・スン・キム

【テーマコード（参考）】

5H011

5H028

【Ｆターム（参考）】

5H011AA09

5H011EE04

5H011FF04

5H011GG01

5H011HH02

5H011KK04

5H028AA07

5H028BB01

5H028BB05

5H028BB17

5H028CC02

5H028CC08

5H028EE01

5H028EE06

5H028HH08

(57)【要約】

本発明の二次電池の製造装置は、電極リードが引き出されたパウチのシール部の側部それぞれに配置され、前記シール部を所定のシール温度と所定の圧力とで圧着してシールする一対のシールブロックと、前記パウチのシール部と一対のシールブロックを予熱温度に至るまで予熱する予熱部材とを含み、前記予熱部材は、一対の前記シールブロックが位置したシール部の表面を予熱温度に至るまで予熱する第１加熱体と、前記シール部に向かう一対のシールブロックの表面を予熱温度に至るまで予熱する第２加熱体とを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電極リードが引き出されたパウチのシール部の側部それぞれに配置され、前記シール部を所定のシール温度と所定の圧力とで圧着してシールする一対のシールブロックと、
前記パウチのシール部と一対のシールブロックを予熱温度に至るまで予熱する予熱部材とを含む、二次電池の製造装置であって、
前記予熱部材は、
一対の前記シールブロックが位置したシール部の表面を予熱温度に至るまで予熱する第１加熱体と、
前記シール部に向かう一対のシールブロックの表面を予熱温度に至るまで予熱する第２加熱体とを含む、二次電池の製造装置。

【請求項2】

前記第１加熱体によって予熱されたシール部の予熱温度と、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度は、同じ温度であるかまたは互いに異なる温度である、請求項１に記載の二次電池の製造装置。

【請求項3】

前記第１加熱体によって予熱されたシール部の予熱温度と、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度とが互いに異なる温度である場合に、前記第１加熱体によって予熱されたシール部の予熱温度は、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度より低い温度である、請求項２に記載の二次電池の製造装置。

【請求項4】

前記予熱温度は、１００℃～２３０℃として設定される、請求項１に記載の二次電池の製造装置。

【請求項5】

前記第１加熱体および前記第２加熱体は、加熱灯として設けられる、請求項１に記載の二次電池の製造装置。

【請求項6】

前記予熱部材は、前記パウチのシール部それぞれと一対のシールブロックとの温度を感知する温度感知センサと、前記温度感知センサによって感知された温度が予熱温度に至るまで上昇した場合に、第１加熱体および前記第２加熱体の作動を停止することによって、前記パウチのシール部と一対のシールブロックとの予熱を中止する制御部とをさらに含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の二次電池の製造装置。

【請求項7】

前記予熱部材は、前記第１加熱体を前記シール部に向かって前進させるかまたは最初の位置に戻す第１移動体と、前記第２加熱体を一対のシールブロックそれぞれに向かって移動させるかまたは最初の位置に戻す第２移動体とをさらに含む、請求項１に記載の二次電池の製造装置。

【請求項8】

前記予熱温度は、前記シール温度より低い温度である、請求項１に記載の二次電池の製造装置。

【請求項9】

二次電池を移送する移送ステップであって、且つ前記二次電池は、電極組立体と、電極組立体を収容するパウチとを含む前記移送ステップと、
前記二次電池のパウチに形成されたシール部の両側に一対のシールブロックを配置する配置ステップと、
予熱部材を用いて、相互対応するパウチのシール部と一対の前記シールブロックとの表面を予熱温度に至るまで予熱する予熱ステップと、
予熱温度に予熱されたシールブロックをシール温度に至るまで加熱した後に、予熱温度に至るまで予熱されたパウチのシール部を圧着してシールするシールステップとを含み、
前記予熱ステップは、一対の前記シールブロックが位置したシール部の表面を予熱部材の第１加熱体で予熱温度に至るまで予熱する工程と、前記シール部に向かう一対のシールブロックの表面を予熱部材の第２加熱体で予熱温度に至るまで予熱する工程とを含む、二次電池の製造方法。

【請求項10】

前記予熱ステップにおいて、前記第１加熱体によって予熱されたシール部の予熱温度と、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度とは、同じ温度であるかまたは互いに異なる温度である、請求項９に記載の二次電池の製造方法。

【請求項11】

前記予熱ステップにおいて、前記第１加熱体によって予熱されたシール部の予熱温度と、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度が互いに異なる温度である場合に、前記第１加熱体によって予熱されたシール部の予熱温度は、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度より低い温度である、請求項１０に記載の二次電池の製造方法。

【請求項12】

前記予熱温度は、１００℃～２３０℃として設定される、請求項９に記載の二次電池の製造方法。

【請求項13】

前記第１加熱体および前記第２加熱体は、加熱灯（Ｈｅａｔｉｎｇ ｌａｍｐ）を使用する、請求項９に記載の二次電池の製造方法。

【請求項14】

前記予熱ステップは、温度感知センサを介して前記パウチのシール部と一対のシールブロックの温度を感知する工程と、前記温度感知センサによって感知された温度が予熱温度に至るまで上昇した場合に、制御部を介して、第１加熱体と前記第２加熱体の作動を停止することによって、前記パウチのシール部と一対のシールブロックの予熱を中止する工程とをさらに含む、請求項９～１３のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法。

【請求項15】

前記移送ステップは、移送中の前記二次電池のパウチに形成されたシール部を加熱して予熱する臨時予熱工程をさらに含む、請求項９に記載の二次電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２１年１２月２０日付けの韓国特許出願第１０－２０２１－０１８３２１１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ている全ての内容は、本明細書の一部として組み込まれる。

【0002】

本発明は、電極リードが引き出されたパウチのシール部に対するシール力を改善することができる二次電池の製造装置および製造方法に関する。

【背景技術】

【0003】

一般的に、二次電池は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充放電が可能な電池を意味し、携帯電話、ノート型パソコン、カムコーダなどの電子機器または電気自動車などにおいて広く使用されている。

【0004】

このような二次電池は、電極タブを備えた電極組立体と、前記電極タブに結合する電極リードと、前記電極リードの先端が外部に引き出された状態で前記電極組立体を収容するパウチと、前記パウチのシール部に位置した前記電極リードに備えられるリードフィルムとを含む。また、前記パウチは、電極組立体を収容する収容部と、前記収容部の縁面に沿って形成されて前記収容部を密封するシール部とを含む。

【0005】

一方、二次電池の製造方法は、パウチの収容部に電極組立体を収容する収容工程と、一対のシールブロックを用いてパウチのシール部をシールするシール工程とを含み、シール工程は、一対のシールブロックの温度を上げてシール部に熱を加えることで、パウチのシール部をシールすることができる。

【0006】

ここで、電極リードが引き出されたパウチのシール部は、リードフィルムとシール部が熱融着されながらシールされるが、この際、金属素材である電極リードを介する熱損失によってシール力が低下する問題があった。

【0007】

このような問題を解決するために、電極リードに熱源を供給するリードヒータシステムを導入しており、これにより、電極リードを介する熱損失を最小化することができ、結果、シール部のシール力を高めることができる。

【0008】

しかし、リードヒータシステムが導入されたシール工程は、電極リードを直接加熱することから電極リードを介する熱損失を最小化することができるが、電極リードが引き出されたパウチ全体の温度偏差が発生する問題があり、このような問題によって電極リードが引き出されたパウチのシール部全体のシール力の偏差が発生するしかない問題があった。特に、短時間で電極リードまたはシールブロックに十分な熱量を供給するのに限界があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記のような問題を解決するための本発明は、予熱部材を含むことで、パウチのシール部をシールする前に、パウチのシール部とシールブロックをシール温度より低い予熱温度で加熱することができ、これにより、パウチのシール部とともに電極リードも予熱温度に至るまで加熱されることから電極リードを介する熱損失を最小化することができ、結果、電極リードが引き出されたパウチのシール部に対するシール力を高めることができる。特に、電極リードが引き出されたパウチのシール部を均一に加熱することができ、連続生産時にシールブロックの温度が低くなることを抑制することができる。すなわち、シールブロックを介して二次電池を連続してシールすると、熱源が次第に低くなり、そのため、シール工程の初期に生産した二次電池とシール工程の中期および後期に生産した二次電池のシール強度に差が発生し得る。これを防止するために、本発明は、シールブロックを予熱することで、シールブロックの熱源が低くなることを防止することができ、結果、シール工程の全体におけるシール強度を均一化することができる二次電池の製造装置および製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記のような目的を達成するための本発明の二次電池の製造装置は、電極リードが引き出されたパウチのシール部の側部それぞれに配置され、前記シール部を所定のシール温度と所定の圧力とで圧着してシールする一対のシールブロックと、前記パウチのシール部と一対のシールブロックを予熱温度に至るまで予熱する予熱部材とを含み、前記予熱部材は、前記一対のシールブロックが位置したシール部の表面を予熱温度に至るまで予熱する第１加熱体と、前記シール部に向かう一対のシールブロックの表面を予熱温度に至るまで予熱する第２加熱体とを含むことができる。

【0011】

前記第１加熱体によって予熱されたシール部の予熱温度と、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度は、同じ温度であるかまたは互いに異なる温度であることができる。

【0012】

前記第１加熱体によって予熱されたシール部の予熱温度と、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度が互いに異なる温度である場合に、前記第１加熱体によって予熱されたシール部の予熱温度は、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度より低い温度であることができる。

【0013】

前記予熱温度は、１００℃～２３０℃として設定されることができる。

【0014】

前記第１加熱体および前記第２加熱体は、加熱灯（Ｈｅａｔｉｎｇ ｌａｍｐ）として設けられることができる。

【0015】

前記予熱部材は、前記パウチのシール部と一対のシールブロックの温度を感知する温度感知センサと、前記温度感知センサによって感知された温度が予熱温度に至るまで上昇した場合に、第１加熱体と前記第２加熱体の作動を停止することによって、前記パウチのシール部と一対のシールブロックの予熱を中止する制御部とをさらに含むことができる。

【0016】

前記予熱部材は、前記第１加熱体を前記シール部に向かって前進させるかまたは最初の位置に戻す第１移動体と、前記第２加熱体を一対のシールブロックそれぞれに向かって移動させるかまたは最初の位置に戻す第２移動体とをさらに含むことができる。

【0017】

前記予熱温度は、前記シール温度より低い温度であることができる。

【0018】

一方、本発明の二次電池の製造方法は、二次電池を移送し、且つ前記二次電池は、電極組立体と、電極組立体を収容するパウチとを含む移送ステップと、前記二次電池のパウチに形成されたシール部の両側に一対のシールブロックを配置する配置ステップと、予熱部材を用いて、相互対応するパウチのシール部と前記一対のシールブロックの表面を予熱温度に至るまで予熱する予熱ステップと、予熱温度に予熱されたシールブロックをシール温度に至るまで加熱した後に、予熱温度に至るまで予熱されたパウチのシール部を圧着してシールするシールステップとを含み、前記予熱ステップは、前記一対のシールブロックが位置したシール部の表面を予熱部材の第１加熱体で予熱温度に至るまで予熱する工程と、前記シール部に向かう一対のシールブロックの表面を予熱部材の第２加熱体で予熱温度に至るまで予熱する工程とを含むことができる。

【0019】

前記予熱ステップにおいて、前記第１加熱体によって予熱されたシール部の予熱温度と、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度は、同じ温度であるかまたは互いに異なる温度であることができる。

【0020】

前記予熱ステップにおいて、前記第１加熱体によって予熱されたシール部の予熱温度と、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度が互いに異なる温度である場合に、前記第１加熱体によって予熱されたシール部の予熱温度は、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度より低い温度であることができる。

【0021】

前記予熱温度は、１００℃～２３０℃として設定されることができる。

【0022】

前記第１加熱体および前記第２加熱体は、加熱灯（Ｈｅａｔｉｎｇ ｌａｍｐ）を使用することができる。

【0023】

前記予熱ステップは、温度感知センサを介して前記パウチのシール部と一対のシールブロックの温度を感知する工程と、前記温度感知センサによって感知された温度が予熱温度に至るまで上昇した場合に、制御部を介して、第１加熱体と前記第２加熱体の作動を停止することによって、前記パウチのシール部と一対のシールブロックの予熱を中止する工程とをさらに含むことができる。

【0024】

前記移送ステップは、移送中の前記二次電池のパウチに形成されたシール部を加熱して予熱する臨時予熱工程をさらに含むことができる。

【発明の効果】

【0025】

本発明の二次電池の製造装置および製造方法は、予熱部材を含むことで、パウチのシール部をシールする前に、パウチのシール部とシールブロックを予熱温度に至るまで加熱することができ、これにより、電極リードを介する熱損失を最小化して、電極リードが引き出されたパウチのシール部に対するシール力を高めることができる。特に、電極リードが引き出されたパウチのシール部の全体を均一に加熱することができ、連続生産時に損失して弱くなるシールブロックの温度を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第１実施形態による二次電池を図示した斜視図である。

【図2】本発明の第１実施形態による二次電池の製造装置を図示した正面図である。

【図3】本発明の第１実施形態による二次電池の製造装置のシールブロックでパウチのシール部を圧着した状態を図示した正面図である。

【図4】本発明の第１実施形態による二次電池の製造方法を示したフローチャートである。

【図5】本発明の第１実施形態による二次電池の製造方法の移送ステップを図示した側面図である。

【図6】本発明の第１実施形態による二次電池の製造方法の配置ステップおよび予熱ステップを図示した側面図である。

【図7】本発明の第１実施形態による二次電池の製造方法のシールステップを図示した側面図である。

【図8】本発明の第２実施形態による二次電池の製造装置を図示した正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、添付の図面を参照して、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細に説明する。しかし、本発明は、様々な相違する形態に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。また、図面において本発明を明確に説明するために説明と関係のない部分は省略し、明細書の全体にわたり類似の部分に対しては類似の図面符号を付けた。

【0028】

［本発明の第１実施形態による二次電池］
本発明の第１実施形態による二次電池１０は、図１を参照すると、電極組立体１１と、電極組立体１１の電極タブに結合する電極リード１３と、前記電極リード１３の先端が外部に引き出された状態で前記電極組立体１１を収容するパウチ１２と、前記パウチのシール部に位置した電極リード１３に備えられるリードフィルム１４とを含む。

【0029】

電極組立体１１は、複数のセパレータと複数の電極が交互に配置される構造を有する。前記複数の電極は、正極と負極であることができる。また、複数の電極には電極タブが備えられ、前記電極タブには前記電極リード１３が結合する。

【0030】

一方、電極タブは、正極に備えられる正極タブと、負極に備えられる負極タブとを含み、電極リードは、正極タブに結合する正極リードと、負極タブに結合する負極リードとを含む。

【0031】

前記パウチ１２は電極組立体１１を収容する収容部１２ａと、前記収容部１２ａの縁面に沿って形成され、収容部１２ａを密封するシール部１２ｂとを含む。

【0032】

また、リードフィルム１４は、電極リード１３とパウチ１２のシール部１２ｂとの密封力を高めるためのものである。すなわち、リードフィルム１４は、前記シール部１２ｂに位置した電極リード１３の周面を包む形態で設けられる。

【0033】

前記のような構造を有する二次電池は、本発明の第１実施形態による二次電池の製造装置により製造されることができる。

【0034】

すなわち、前記本発明の第１実施形態による二次電池の製造装置１００は、パウチ１２の収容部１２ａに電極組立体１１を収容した後に、一対のシールブロック１１０を用いてパウチ１２のシール部１２ｂをシールして二次電池を製造する。

【0035】

特に、前記本発明の第１実施形態による二次電池の製造装置１００は、パウチ１２のシール部１２ｂをシールする前にパウチ１２のシール部１２ｂとシールブロック１１０を予熱することで、電極リード１３が引き出されたパウチ１２のシール部１２ｂのシール力を高めることができ、電極リードから漏れる熱の損失を解消または最小化して、シール力を高めることができる。

【0036】

一方、本発明の第１実施形態による二次電池の製造装置１００は、電極リード１３がないパウチ１２のシール部１２ｂもシールすることができるが、本発明では、電極リード１３が引き出されたパウチのシール部を一つの実施形態として説明する。

【0037】

［本発明の第１実施形態による二次電池の製造装置］
本発明の第１実施形態による二次電池の製造装置１００は、図１に図示されているように、一対のシールブロック１１０および予熱部材１２０を含む。

【0038】

［一対のシールブロック］
一対のシールブロック１１０は、電極組立体１１が収容されたパウチのシール部をシールするためのものである。特に、一対のシールブロック１１０は、電極リード１３が引き出されたパウチのシール部を熱と圧力で圧着してシールするためのものである。

【0039】

すなわち、一対のシールブロック１１０は、電極リード１３が引き出されたパウチ１２のシール部１２ｂの両側に対応するように配置され、前記シール部１２ｂを所定のシール温度と所定の圧力とで圧着してシールする。

【0040】

ここで、シール温度は、前記シール部１２ｂを熱融着するためのシールブロックの加熱された温度を意味する。一例として、シール温度は、１９０℃～２３０℃であることができる。

【0041】

［予熱部材］
予熱部材１２０は、図２および図３に図示されているように、パウチ１２のシール部をシールする前に、パウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロック１１０を予熱温度に至るまで予熱するためのものである。すなわち、予熱部材１２０は、パウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロック１１０を予熱温度に至るまで予熱すると、連続生産時に損失して弱くなるシールブロックの温度を抑制することができる。すなわち、シールブロックを介して二次電池を連続してシールすると熱源が弱くなり、そのため、シール工程の初期に生産した二次電池とシール工程の中期および後期に生産した二次電池のシール強度に差が発生し得る。これを防止するために、本発明は、シールブロックを予熱することで、シールブロックの熱源が弱くなることを防止することができ、結果、シール工程の全体に対するシール強度を均一化することができる。また、パウチ１２のシール部１２ｂとともに電極リード１３も予熱されることから、電極リード１３から漏れる熱の損失を解消または最小化することができる。

【0042】

一例として、予熱部材１２０は、前記一対のシールブロック１１０が位置したシール部１２ｂの表面を予熱温度に至るまで予熱する第１加熱体１２１と、前記シール部１２ｂに向かう一対のシールブロック１１０の表面を予熱温度に至るまで予熱する第２加熱体１２２とを含む。

【0043】

これにより、予熱部材１２０は、前記パウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロック１１０を予熱温度に至るまで上昇させることで、高いシール強度を有するための熱エネルギーをパウチに供給する時間を短縮し、生産性を高めることができる。さらに、連続生産時にシールブロックの温度が低くなることを抑制することで、均一なシール品質を有する二次電池を生産することができる。換言すると、強いシールのためには、熱源であるシールブロックがパウチを長時間押圧する必要があるが（例えば、５秒）、予備加熱を追加する場合、パウチのシール部から漏れる熱の損失を最小化することができ、これにより、シールブロックがパウチを押圧する時間も大幅に短縮（例えば、２秒）することができる。結果、シール時間の短縮とシール強度の確保により生産性を高めることができる。一方、例えば、シール時間が５秒である場合、１時間当り７２０個（３６００Ｓ／５Ｓ＝７２０）の二次電池を生産することができ、シール時間が２秒である場合、１時間当り１８００個（３６００／２Ｓ＝１８００）の二次電池を生産することができる。すなわち、略２倍の生産性を高めることができる）。

【0044】

特に、前記パウチ１２のシール部１２ｂとともに電極リード１３がともに予熱されることから、前記パウチ１２のシール部１２ｂのシール時に、電極リード１３から漏れる熱の損失を防止または最小化することができ、結果、前記パウチ１２のシール部１２ｂを高めることができる。さらに、予熱部材１２０は、前記パウチ１２のシール部１２ｂの全体の温度偏差を最小化することができ、結果、前記パウチ１２のシール部１２ｂの全体を均一にシールして、シール不良を防止することができる。

【0045】

一方、前記第１加熱体１２１によって予熱されたシール部１２ｂの予熱温度と、前記第２加熱体１２２によって予熱された一対のシールブロック１１０の予熱温度は、同じ温度であるかまたは互いに異なる温度であることができる。

【0046】

ここで、前記第１加熱体１２１によって予熱されたシール部１２ｂの予熱温度と、前記第２加熱体１２２によって予熱された一対のシールブロック１１０の予熱温度が同じ温度である場合に、第１加熱体１２１と第２加熱体１２２は、同じ温度で前記パウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロック１１０を同時に加熱することができる。また、第１加熱体１２１と第２加熱体１２２は、同じ加熱体を使用することができる。

【0047】

一方、前記第１加熱体１２１によって予熱されたシール部１２ｂの予熱温度と前記第２加熱体１２２によって予熱された一対のシールブロック１１０の予熱温度が異なる温度である場合に、前記第１加熱体１２１によって予熱されたシール部１２ｂの予熱温度は、前記第２加熱体によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度より低い温度であることができる。すなわち、熱によって変形の可能性が高いシール部１２ｂの加熱温度を低く設定し、パウチ１２をシールするためのシールブロック１１０の加熱温度を高く設定する。

【0048】

一方、前記シール部およびシールブロックの予熱温度は、１００℃～２３０℃として設定され、好ましくは１５０℃～２００℃として設定されることができる。ここで、シールブロックの予熱温度が１００℃以下であると、シールブロックを予熱温度からシール温度に至るまで上昇させるのに多くの時間がかかり、シールブロックの予熱温度が２３０℃以上であると、シールブロックを予熱温度からシール温度に至るまで上昇させるのに少ない時間がかかるが、シールブロックを予熱温度に至るまで上昇させるのに多くの時間がかかるため、作業性の低下する問題がある。

【0049】

一方、前記第１加熱体１２１および前記第２加熱体１２２は、加熱灯（Ｈｅａｔｉｎｇ ｌａｍｐ）を使用することができ、これにより、前記パウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロック１１０の全体を安定的に加熱することができる。

【0050】

一方、図３を参照すると、前記予熱部材１２０は、前記パウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロック１１０の温度を感知する温度感知センサ１２３と、前記温度感知センサ１２３によって感知された温度が予熱温度に至るまで上昇した場合に、第１加熱体１２１と前記第２加熱体１２２の作動を停止することによって、前記パウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロック１１０の予熱を中止する制御部１２４とをさらに含むことができる。これにより、前記予熱部材１２０は、温度感知センサ１２３と制御部１２４を含むことで、前記パウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロック１１０を予熱温度に至るまで安定的に予熱することができる。

【0051】

したがって、本発明の第１実施形態による二次電池の製造装置１００は、予熱部材１２０を含むことで、電極リード１３が引き出された前記パウチ１２のシール部１２ｂのシール力を高めることができ、シール不良を防止することができる。

【0052】

以下、本発明の第１実施形態による二次電池の製造装置を用いた製造方法について説明する。

【0053】

［本発明の第１実施形態による二次電池の製造方法］
本発明の第１実施形態による二次電池の製造方法は、図４に図示されているように、移送ステップと、配置ステップと、予熱ステップと、シールステップとを含む。

【0054】

図５は、本発明の第１実施形態による二次電池の製造方法の移送ステップを図示した側面図である。

【0055】

［移送ステップ］
移送ステップは、コンベアベルト（図示せず）などを用いた移送装置２０で二次電池１０を配置ステップまで移送する。一方、二次電池１０は、図１を参照すると、電極組立体１１と、電極組立体１１に結合する電極リード１３と、前記電極リード１３の先端が外部に引き出された状態で前記電極組立体１１を収容するパウチ１２と、前記パウチ１２に位置した電極リード１３に備えられるリードフィルム１４とを含む。

【0056】

一方、二次電池１０は、上記で詳細に説明したため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0057】

図６は、本発明の第１実施形態による二次電池の製造方法の配置ステップおよび予熱ステップを図示した側面図である。

【0058】

［配置ステップ］
配置ステップは、前記二次電池のパウチ１２に形成されたシール部１２ｂの両側、好ましくは、電極リード１３が引き出されたパウチ１２のシール部１２ｂの両側に一対のシールブロック１１０を対応するように配置する。この際、一対のシールブロック１１０は、パウチ１２のシール部１２ｂから所定の距離離隔して配置される。

【0059】

［予熱ステップ］
予熱ステップは、予熱部材１２０を用いて、相互対応するパウチ１２のシール部１２ｂと前記一対のシールブロック１１０の表面を予熱温度に至るまで予熱する。すなわち、予熱ステップは、前記一対のシールブロック１１０が位置したシール部１２ｂの表面を予熱部材１２０の第１加熱体１２１を用いて予熱温度に至るまで予熱する工程と、前記シール部１２ｂに向かう一対のシールブロック１１０の表面を予熱部材１２０の第２加熱体１２２を用いて予熱温度に至るまで予熱する工程とを含む。

【0060】

一方、前記予熱ステップにおいて、前記第１加熱体１２１によって予熱されたシール部１２ｂの予熱温度と前記第２加熱体１２２によって予熱された一対のシールブロックの予熱温度は、同じ温度であるかまたは互いに異なる温度であることができる。

【0061】

例えば、前記第１加熱体１２１によって予熱されたシール部１２ｂの予熱温度と前記第２加熱体１２２によって予熱された一対のシールブロック１１０の予熱温度が互いに異なる温度である場合に、前記第１加熱体１２１によって予熱されたシール部１２ｂの予熱温度は、前記第２加熱体１２２によって予熱された一対のシールブロック１１０の予熱温度より低い温度であることができる。これは、シール部１２ｂは、シールブロック１１０より低い予熱温度に設定して、シール部１２ｂの変形を防止し、シールブロック１１０は、シール部１２ｂより高い予熱温度に設定して、シール温度に至るまで上昇させるのにかかる時間を短縮する。

【0062】

前記シール部およびシールブロックの予熱温度は、１００℃～２３０℃として設定され、好ましくは１５０℃～２００℃として設定されることができる。

【0063】

前記第１加熱体１２１および前記第２加熱体１２２は、高温の光を照射する加熱灯（Ｈｅａｔｉｎｇ ｌａｍｐ）を使用することができる。これにより、シール部１２ｂとシールブロック１１０の全体を安定的且つ均一に予熱温度に至るまで加熱することができる。

【0064】

一方、予熱ステップは、温度感知センサ１２３を介して前記パウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロック１１０の温度を感知する工程と、前記温度感知センサ１２３によって感知された温度が予熱温度に至るまで上昇した場合に、制御部１２４を介して第１加熱体１２１と前記第２加熱体１２２の作動を停止することによって、前記パウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロック１１０の予熱を中止する工程とをさらに含むことができる。これにより、予熱ステップは、パウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロック１１０を予熱温度に至るまで安定的に予熱することができる。

【0065】

図７は、本発明の第１実施形態による二次電池の製造方法のシールステップを図示した側面図である。

【0066】

［シールステップ］
シールステップは、一対のシールブロック１１０を予熱温度より高いシール温度に至るまで加熱した後に、一対のシールブロック１１０を用いて予熱温度に至るまで予熱されたパウチ１２のシール部１２ｂを圧着してシールする。ここで、一対のシールブロック１１０は、予熱されたパウチをシールするようにすることで、シールに必要な熱源を供給するのにかかる時間を大幅に短縮することができる。特に、一対のシールブロック１１０を介してパウチ１２のシール部１２ｂを圧着する時に、パウチ１２のシール部１２ｂから引き出された電極リード１３も予熱温度に至るまで加熱された状態であるため、熱損失を防止することができ、結果、パウチ１２のシール部１２ｂに対するシール力の弱化および不良を防止することができる。

【0067】

すなわち、電極リード１３が予熱温度に至るまで予熱されることから、電極リードと一対のシールブロック１１０によって加熱および圧着されるパウチ１２の間の温度偏差を最小化することができ、これにより、電極リードから漏れる熱の損失を解消または最小化することができる。

【0068】

このようなステップが完了すると、完成品の二次電池１０を製造することができる。

【0069】

一方、前記移送ステップは、図５を参照すると、移送中の前記二次電池１０のパウチ１２に形成されたシール部１２ｂを臨時加熱体１２０ａを用いて加熱して予熱する臨時予熱工程をさらに含むことができ、前記臨時加熱体１２０ｂは、二次電池１０の移送ラインに沿って複数個が設置されている。これにより、予熱ステップにおいて、パウチ１２のシール部１２ｂを予熱温度に至るまで上昇させるのにかかる時間を大幅に短縮することができる。ここで、臨時予熱工程は、予熱ステップにおいて、パウチ１２のシール部１２ｂを予熱する温度より低い温度でパウチ１２のシール部１２ｂを予熱することができる。

【0070】

以下、本発明の他の実施形態について説明するに際し、上述の実施形態と同じ構成に対しては同じ構成符号を使用し、重複する説明は省略する。

【0071】

［本発明の第２実施形態による二次電池の製造装置］
本発明の第２実施形態による二次電池の製造装置１００は、図８に図示されているように、電極リード１３が引き出されたパウチ１２のシール部１２ｂの両側に対応するように配置され、パウチ１２のシール部１２ｂを所定のシール温度と所定の圧力とでシールする一対のシールブロック１１０と、一対のシールブロック１１０を介してパウチ１２のシール部１２ｂをシールする前にパウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロック１１０をシール温度より低い予熱温度に至るまで予熱する予熱部材１２０とを含む。

【0072】

予熱部材１２０は、前記一対のシールブロック１１０が位置したシール部１２ｂの表面を予熱温度に至るまで予熱する第１加熱体１２１と、前記シール部１２ｂに向かう一対のシールブロック１１０の表面を予熱温度に至るまで予熱する第２加熱体１２２とを含む。

【0073】

一方、予熱部材１２０は、前記第１加熱体１２１をパウチ１２のシール部１２ｂに向かって移動させるかまたは最初の位置に移動させる第１移動体１２５と、第２加熱体１２２を一対のシールブロック１１０それぞれに向かって移動させるかまたは最初の位置に移動させる第２移動体１２６とを含む。前記第１移動体１２５または前記第２移動体１２６は、シリンダであることができる。

【0074】

したがって、本発明の第２実施形態による二次電池の製造装置１００は、第１移動体１２５と第２移動体１２６を含むことにより、パウチ１２のシール部１２ｂと第１加熱体１２１との距離、一対のシールブロック１１０と第２加熱体１２２との距離を調節することができ、これにより、パウチ１２のシール部１２ｂと一対のシールブロックをより均一且つ安定的に予熱温度に至るまで予熱することができる。

【0075】

本発明の範囲は、前記詳細な説明よりも後述する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、およびその均等概念から導き出される様々な実施形態が可能である。

【符号の説明】

【0076】

１０ 二次電池
１１ 電極組立体
１２ パウチ
１２ａ 収容部
１２ｂ シール部
１３ 電極リード
１４ リードフィルム
１００ 二次電池の製造装置
１１０ シールブロック
１２０ 予熱部材
１２１ 第１加熱体
１２２ 第２加熱体
１２３ 温度感知センサ
１２４ 制御部
１２５ 第１移動体
１２６ 第２移動体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】