[发明专利]使用间隙控制夹具将电解质注入袋型二次电池的方法

说明书

本公开内容涉及一种将电解质注入袋型二次电池的方法，包括以下步骤：将电极组件插置在形成袋壳体的第一金属层压膜与第二金属层压膜之间，并且在其中留下电解质入口的情况下密封每个膜的边缘，从而提供袋型二次电池；将袋型二次电池在电解质入口面对上方的情况下安装在第一夹具与第二夹具之间，第一夹具和第二夹具安装在夹具架中以具有可控间隔并形成间隙空间，并且通过电解质入口注入电解质；将夹具架装载到真空腔室中；通过移动第一夹具和第二夹具来增加间隙空间的宽度，使得电解质占据的区域被限制在袋壳体的下部，然后形成真空环境；和在保持真空环境的同时移动第一夹具和第二夹具，使得间隙空间的宽度逐渐减小，并且电解质的液面逐渐升高到高于电极组件的顶部的位置。

技术领域

本公开内容涉及一种将电解质注入袋型二次电池的方法。更具体地说，本公开内容涉及一种在将电解质注入袋型二次电池时控制液面的高度来减少液体注入步骤的节拍时间(Tack Time)并提高生产率的注入电解质的方法。

本申请要求于2016年12月15日在韩国提交的韩国专利申请第10-2016-0171928号和于2017年12月8日在韩国提交的韩国专利申请第10-2017-0168534号的优先权，通过引用将上述专利申请的公开内容并入本文。

背景技术

随着技术发展和对移动设备的需求增加，对作为这种移动设备的能源的电池的需求日益增加。因此，对于能够满足各种需求的电池已经进行了许多研究。

就电池的形状而言，对具有较小厚度并且可应用于诸如移动电话之类的产品的棱柱形二次电池和袋型二次电池具有较高需求。

就材料而言，对具有高的能量密度、放电电压和输出稳定性的锂二次电池，诸如锂离子电池和锂离子聚合物电池具有较高需求。

近来，因为制造成本低、重量轻且易于变形，具有堆叠型或堆叠/折叠电极组件被容纳在包括金属(Al)层压膜的袋壳体中的结构的袋型二次电池作为锂二次电池已经受到很多关注并且其应用已逐渐增多。

如本领域众所周知的，袋型二次电池是通过以下工序制造的。首先，将电极板和多孔绝缘隔膜堆叠以形成电极组件。隔膜插置在正极板与负极板之间。

正极板和负极板中的每一个涂覆有活性材料。正极活性材料和负极活性材料的典型示例分别包括锂金属氧化物和石墨(graphite)。

每个电极板具有突出且延伸的电极接片，电极接片连接至电极引线。电极引线连接的电极组件放置在两片金属层压膜之间。在此，这样的两片金属层压膜形成袋壳体。在其中留下电解质入口的情况下将金属层压膜的边缘密封。然后，经由电解质入口注入电解质，并密封电解质入口，使得电极组件可被密封在袋壳体中。

注入电解质的常规工序包括：将电解质注入袋壳体的预处理，和将已被注入了电解质的袋壳体装载到真空腔室并去除电极组件中存在的气体的后处理。

在此，当将电解质注入袋壳体时，气体源自残留在袋壳体的内部空间和存在于电极组件中的微小间隙中的空气。

在后处理中，需要高真空度来有效地去除气体。然而，当从初始阶段设置高真空度时，在气体被快速排出的同时，电解质可能会经由电解质入口喷出到外部。

这种电解质的喷出污染了袋壳体的表面。因此，当进行后处理时，真空腔室的真空度通过多个阶段增加。由此，处理的节拍时间(TACK TIME)增加。

另外，当单独使用后处理时，在快速去除袋壳体中的气体方面存在限制。因此，在注入电解质之前，使用包括在真空环境下初步去除袋壳体中的气体的预真空后注入工序。

然而，预真空后注入工序需要在注入电解质之前形成真空环境的时间，因此仍然导致工序的节拍时间(TACK TIME)增加。此外，当在真空环境下将电解质注入袋壳体时，还存在电解质蒸发的问题。另外，由于真空腔室和减压装置被进一步添加到用于注入电解质的系统中，因此不可避免地要显著改变液体注入系统。