制造二次电池的方法和制造电极组件的方法与流程

本申请要求于2016年5月2日提交的韩国专利申请第10-2016-0054118号的优先权益，通过引用将上述专利申请作为整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种制造二次电池的方法，且更具体地说，涉及一种制造二次电池的方法，所述方法改善待注入到电极与隔板之间的界面中的电解质的浸渍性以移除充电和放电时的未反应区。

背景技术：

一般而言，不同于不可充电的原电池，二次电池(secondary battery)是指可充电和可放电的电池。这种二次电池正广泛地应用于诸如手机、笔记本电脑和摄像机之类的高科技电子领域中。

技术实现要素：

技术问题

二次电池包括电极组件、电解质、以及其中容纳有所述电极组件和所述电解质的壳体。电极组件通过交替地堆叠多个电极和多个隔板来制备。

包括上述组分的二次电池可经由以下工序制成：将电极组件插入到壳体中，将电解质注入到容纳有电极组件的壳体中，并将壳体的开口进行密封。

在此，注入到壳体中的电解质可浸渍到电极组件中以改善电极组件的性能。

然而，在二次电池中，由于电极与隔板之间的界面处的粘结力导致的阻力使得电解质未被吸收直到电极组件内部，从而限制了电极组件的性能改善。

已做出本发明以解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种制造二次电池的方法，所述方法包括以下工序：在电极与隔板之间的界面中形成非粘合部分，以改善电解质的浸渍性，并由此改善电极组件的性能。

本发明的另一个目的是提供一种制造二次电池的方法，所述方法进一步包括以下工序：将在电极与隔板之间的界面上形成的非粘合部分进行粘合以移除充电和放电时的未反应区，由此改善电极组件的性能。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明实施方式的一种制造二次电池的方法包括：第一工序(S10)，制造其中多个电极和多个隔板交替地堆叠的不完整的电极组件；第二工序(S20)，制备其上形成有图案化的按压突出部的图案构件；第三工序(S30)，将所述图案构件堆叠在所述不完整的电极组件的外表面上，使得所述按压突出部面向所述不完整的电极组件；第四工序(S40)，经由其上形成有图案化的按压突出部的图案构件局部地按压所述不完整的电极组件以将电极与隔板之间的界面进行图案化粘合，并由此以制造在电极与隔板之间的界面上同时存在粘合部分和非粘合部分的完整的电极组件；第五工序(S50)，将所述完整的电极组件容纳到壳体中；第六工序(S60)，经由壳体的开口注入电解质以将所述电解质浸渍到电极组件中，其中所述电解质渗入到电极与隔板之间的界面的非粘合部分中并浸渍到电极组件的内部；第七工序(S70)，将其中形成壳体的开口的未密封表面进行密封以制造二次电池；和第八工序(S80)，对二次电池的整个表面进行加热和加压以将电极与隔板之间的界面的非粘合部分进行粘合。

所述多个电极可设置有第一电极和第二电极，所述多个隔板可设置有第一隔板和第二隔板。

所述不完整的电极组件可包括其中第一电极、第一隔板、第二电极和第二隔板顺序地堆叠的基本单元，或者具有其中堆叠有至少两个以上的基本单元的结构。

所述不完整的电极组件可设置有第一基本单元和第二基本单元，所述第一基本单元和所述第二基本单元与它们之间的隔板片垂直地堆叠，所述第一基本单元可具有其中第一电极、第一隔板、第二电极、第二隔板和第一电极顺序地堆叠的结构，所述第二基本单元可具有其中第二电极、第二隔板、第一电极、第一隔板和第二电极顺序地堆叠的结构。

所述第一电极可以是负极，所述第二电极可以是正极。

第二工序(S20)可包括以下工序：制备膜构件以在所制备的膜构件的一个表面上形成图案化的按压突出部，并由此制造图案构件。

第二工序(S20)可包括以下工序：经由激光装置局部地切割所述膜构件的一个表面以形成所述图案化的按压突出部。

第二工序(S20)可包括以下工序：将涂覆溶液经由涂覆装置局部地施加至所述膜构件的一个表面以形成所述图案化的按压突出部。

所述按压突出部可沿所述图案构件的纵向形成以在电极与隔板之间的界面上形成被图案化为线性形状的粘合部分。

在第四工序(S40)中，所述图案构件可经由压辊进行加热和加压。

第八工序(S80)可藉由同时对二次电池的两个表面进行加热和加压的加热加压装置来执行。

所述加热加压装置可包括加压主体和加压部，二次电池安装在所述加压主体上，所述加压部包括对安装在所述加压主体上的二次电池进行加热和加压的发热板。

所述发热板可设置为包括内置加热丝的金属板。

在第七工序(S70)中，可对其中形成壳体的开口的未密封表面进行压入配合，同时，可向未密封表面施加热量以将整个密封表面进行密封。

在第八工序(S80)之后，所述方法可进一步包括第九工序(S90)，对所述二次电池进行充电和放电以制造完整的二次电池。

也就是说，根据本发明实施方式的一种制造电极组件的方法包括：第一工序(S10)，制造其中多个电极和多个隔板交替地堆叠的不完整的电极组件；第二工序(S20)，制备其上形成有图案化的按压突出部的图案构件；第三工序(S30)，将所述图案构件堆叠在所述不完整的电极组件的外表面上，使得所述按压突出部面向所述不完整的电极组件；和第四工序(S40)，经由其上形成有图案化的按压突出部的图案构件局部地按压所述不完整的电极组件以将电极与隔板之间的界面进行图案化粘合，并由此制造其中在电极与隔板之间的界面上同时存在粘合部分和非粘合部分的完整的电极组件。

第二工序(S20)可包括以下工序：制备膜构件以在所制备的膜构件的一个表面上形成图案化的按压突出部，并由此制造图案构件。

第二工序(S20)可包括以下工序：经由激光装置局部地切割所述膜构件的一个表面以形成所述图案化的按压突出部。

第二工序(S20)可包括以下工序：将涂覆溶液经由涂覆装置局部地施加至所述膜构件的一个表面以形成所述图案化的按压突出部。

第四工序(S40)可利用压辊对所述图案构件进行加热和加压。

有益效果

本发明具有以下效果。

首先：在本发明中，可对设置有多个电极和多个隔板的电极组件进行局部地加热和加压以将电极与隔板之间的界面进行图案化粘合，由于当电解质浸渍到电极组件中时，电解质渗入到电极与隔板之间的界面的非粘合空间中，从而改善了电解质的浸渍性。

其次：在本发明中，可通过利用其上形成有图案化的按压突出部的图案构件对电极组件进行局部地加热和加压，从而容易地将电极与隔板之间的界面进行图案化粘合。

第三：在本发明中，电极与隔板之间的界面可被图案化以沿电极组件的纵向进行粘合，并由此改善了图案操作的效率，尤其增加了电解质的渗透，从而改善了电解质的浸渍性。

第四：在本发明中，可对包括图案化粘合的电极组件在内的二次电池进行加热和加压以将设置在电极组件中的电极与隔板之间的界面的非粘合部分进行粘合，以在二次电池充电和放电时无未反应区而提高充电和放电效率。

第五：在本发明中，可通过利用加热加压装置对包括图案化粘合的电极组件在内的二次电池进行加热和加压，从而容易地将电极与隔板之间的界面的非粘合部分进行粘合。

附图说明

图1是图解根据本发明实施方式的制造二次电池的方法的流程图。

图2是图解在根据本发明实施方式的制造二次电池的方法中不完整的电极组件的第一实例的视图。

图3是图解在根据本发明实施方式的制造二次电池的方法中不完整的电极组件的第二实例的视图。

图4是图解在根据本发明实施方式的制造二次电池的方法中图案构件的透视图。

图5是其上堆叠有图4的图案构件的电极组件的截面图。

图6是图解在根据本发明实施方式的制造二次电池的方法中制造完整的电极组件的第四工序的视图。

图7是图6中所示的部分“A”的放大图。

图8是图解在根据本发明实施方式的制造二次电池的方法中将完整的电极组件容纳到壳体中的第五工序的视图。

图9是图解在根据本发明实施方式的制造二次电池的方法中将电解质注入到壳体中的第六工序的视图。

图10是图9中所示的部分“B”的放大图。

图11是图解在根据本发明实施方式的制造二次电池的方法中将壳体的开口进行密封以制造二次电池的第七工序的视图。

图12是图解在根据本发明实施方式的制造二次电池的方法中对二次电池进行加热和加压的第八工序的视图。

图13是图12中所示的部分“C”的放大图。

图14是图解在根据本发明实施方式的制造二次电池的方法中对二次电池进行充电和放电的第九工序的视图。

具体实施方式

下文中，将以本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实施本发明的技术构思的方式参照附图详细地描述本发明的各实施方式。然而，本发明可以不同的形式实施，而不应被解释为限于在此阐述的实施方式。在附图中，为了清楚起见，将省略任何对描述本发明不必要的内容，此外，附图中相同的参考标记表示相同的元件。

[制造二次电池的方法]

如图1至图14中所示，根据本发明的制造二次电池的方法包括：第一工序(S10)，制造其中多个电极和多个隔板交替地堆叠的不完整的电极组件10’；第二工序(S20)，制备图案构件100；第三工序(S30)，将图案构件100堆叠在不完整的电极组件10’上；第四工序(S40)，经由图案构件100局部地加热和加压不完整的电极组件10’以制造其中电极与隔板之间的界面被图案化粘合的完整的电极组件10；第五工序(S50)，将完整的电极组件10容纳到壳体20中；第六工序(S60)，经由壳体20的开口21注入电解质30以将电解质30浸渍到电极组件10中，其中电解质30渗入到电极与隔板之间的界面的非粘合部分10b中并浸渍直到电极组件10的内部；第七工序(S70)，将形成壳体20的开口21的未密封表面进行密封以制造二次电池1；第八工序(S80)，加热和加压二次电池1的整个表面以将电极与隔板之间的界面的非粘合部分10b进行粘合；和第九工序(S90)，对二次电池1进行充电和放电以激活二次电池1。

第一工序(S10)

如图2和图3中所示，第一工序(S10)是制造不完整的电极组件10’的工序。也就是说，在第一工序(S10)中，多个电极和多个隔板交替地堆叠以制造不完整的电极组件10’。

在此，在不完整的电极组件10’中，多个电极设置有第一电极11和第二电极13，多个隔板设置有第一隔板12和第二隔板14。

根据第一实施方式，如图2中所示，不完整的电极组件10’包括其中第一电极11、第一隔板12、第二电极13和第二隔板14顺序地堆叠的基本单元10A，或者具有堆叠有至少两个或更多个的基本单元10A的结构。

根据第二实施方式，如图3中所示，不完整的电极组件10’设置有第一基本单元10B和第二基本单元10C，第一基本单元10B和第二基本单元10C与它们之间的隔板片15垂直地堆叠。第一基本单元10B具有其中第一电极11、第一隔板12、第二电极13、第二隔板14和第一电极11顺序地堆叠的结构，第二基本单元10C具有其中第二电极13、第二隔板14、第一电极11、第一隔板12和第二电极13顺序地堆叠的结构。

在此，第一电极可以是负极，第二电极可以是正极。从而，可制造其中正极和负极与它们之间的隔板一起堆叠的不完整的电极组件10’。

将参照根据第一实施方式制造的不完整的电极组件10’描述本发明。

第二工序(S20)

如图4中所示，在第二工序(S20)中，制备其中一个表面上形成有图案化的按压突出部120的图案构件100。在此，参照图4，图案构件100设置有膜构件110和形成在膜构件110的一个表面上的图案化的按压突出部120。

在第二工序(S20)中，可制备具有预定长度的膜构件110，然后，可在膜构件110的一个表面上形成沿纵向图案化的按压突出部120，从而制造图案构件100。

在此，图案化的按压突出部120可经由激光装置(未示出)或涂覆装置(未示出)形成。

根据第一实施方式，在第二工序(S20)中，可经由激光装置对膜构件110的一个表面进行局部地切割以形成图案化的按压突出部120，从而制造其中膜构件110和按压突出部120相互整合的图案构件100。如上所述制造的图案构件100制造成本较低并且可增加膜构件110与按压突出部120之间的粘合强度。

根据第二实施方式，在第二工序(S20)中，可将涂覆溶液经由涂覆装置局部地施加至膜构件110的一个表面以形成图案化的按压突出部120，从而制造其中按压突出部120涂覆至膜构件110的图案构件100。如上所述制造的图案构件100可易于制造。

图案化的按压突出部120可沿膜构件110的纵向纵长地形成以在电极与隔板之间的界面上形成被图案化为线性形状的粘合部分。

第三工序(S30)

如图5中所示，在第三工序(S30)中，将图案构件100堆叠在电极10上。也就是说，图案构件100设置在不完整的电极组件10’的外表面(即，从图5中观察时为顶表面)上，使得按压突出部120面向不完整的电极组件10’。

第四工序(S40)

如图6中所示，第四工序(S40)是制造出其中同时存在粘合部分和非粘合部分的完整的电极组件。经由其上形成有图案化的按压突出部120的图案构件100局部地按压不完整的电极组件10’，以将电极与隔板之间的界面进行图案化粘合，由此制造其中同时存在粘合部分10a和非粘合部分10b的完整的电极组件10。

在此，可经由压辊200对其上堆叠有图案构件100的不完整的电极组件10’进行按压。

举例而言，如图6中所示，在第四工序(S40)中，压辊200下降以按压堆叠在不完整的电极组件10’的顶表面上的图案构件100的一端。在这种情况下，当压辊200在旋转的同时移向图案构件100的外端时，图案构件100被压辊200按压，此外，电极组件10的顶表面被经图案构件100图案化的按压突出部120局部地按压，从而制造出其中电极与隔板之间的界面被局部地粘合的完整的电极组件10。

也就是说，如图7中所示，被按压突出部120按压的电极与隔板之间的界面经粘合而形成粘合部分10a，未被按压突出部120按压的电极与隔板之间的界面形成非粘合部分10b。

在此，压辊200可对图案构件100进行加热和加压以改善电极与隔板之间的界面的粘结力。

按压突出部120可沿纵向形成在图案构件100上，以形成沿纵向在电极与隔板之间的界面上被线性地图案化的粘合部分10a。此外，具有线性形状的非粘合部分10b沿纵向形成在电极与隔板之间的界面上，其未被按压突出部120按压。

尽管在本发明的实施方式中以具有预定尺寸的电极组件作为一个实施方式进行了描述，但其上堆叠有电极片和隔板片的电极组件亦可经由图案构件100被图案化粘合。

第五工序(S50)

如图8中所示，在第五工序(S50)中，将电极组件10容纳到壳体20中。在此，将堆叠在完整的电极组件10上的图案构件100移除，然后，将完整的电极组件10(下文中，称为电极组件10)容纳到壳体20中。也就是说，在设置在电极组件10中的电极接片被引到电极组件10外侧的状态下，将电极组件10经由壳体20的开口21插入。

第六工序(S60)

如图9中所示，第六工序(S60)是将电解质30注入到壳体20中。也就是说，将电解质30注入其中容纳有电极组件10的壳体20中，以将电解质30浸渍到电极组件10中。

举例而言，如图9中所示，在第六工序(S60)中，将壳体20固定以使开口21面向上侧，电解质注入装置300设置在壳体20的开口21中，通过利用电解质注入装置300将电解质30经由壳体20的开口21注入。因此，注入到壳体20中的电解质30被吸收并浸渍到电极组件10中。具体地说，如图10中所示，电解质30渗入到电极与隔板之间的界面的非粘合部分10b中并随后浸渍直到电极组件10的内部。

此外，非粘合部分10b可形成为线性形状以改善电解质30的渗透。

也就是说，根据本发明的制造二次电池的方法可具有以下技术特征：形成有非粘合部分10b，以使得电解质30渗入到电极与隔板之间的界面中。因此，可藉由非粘合部分10b显著地改善电解质30向电极组件10的浸渍。

第七工序(S70)

如图11中所示，在第七工序(S70)中，将壳体20进行气密密封。也就是说，在第七工序(S70)中，将其中形成有壳体20的开口21的未密封表面进行密封以制造二次电池1。

举例而言，如图11中所示，在第七工序(S70)中，通过利用热熔装置400施加热量和压力来可将其中容纳有电极组件10和电解质30的壳体20的未密封表面进行气密密封，从而制造二次电池1。

第八工序(S80)

如图12中所示，在第八工序(S80)中，将电极与隔板之间的界面的非粘合部分10b进行粘合。也就是说，对二次电池1的整个表面进行加热和加压以将电极与隔板之间的界面的非粘合部分10b进行粘合。

举例而言，如图12中所示，经由同时对二次电池1的两个表面进行加热和加压的加热加压装置500来执行第八工序(S80)。

在此，加热加压装置500包括加压主体510和加压部520，二次电池1安装在加压主体510上，加压部520包括对安装在加压主体510上的二次电池1的表面进行加热和加压的发热板521。或者，发热板521设置在加压主体510的壁与二次电池1的表面之间。

也就是说，如图13中所示，加热加压装置500经由加压部520对其上安装有加压主体510的二次电池1的整个表面进行加压，以将电极紧密地贴附至隔板，从而使电极与隔板之间的界面中不形成非粘合部分10b。在这种状态下，电极与隔板之间的界面的非粘合部分10b藉由利用发热板521中产生的高温热量而被粘合。因此，电极与隔板之间的整个界面可被粘合。

第九工序(S90)

如图14中所示，在第九工序(S90)中，二次电池1进行充电和放电，然后被激活。也就是说，向二次电池1的正极接片和负极接片提供电能以持续地进行充电和放电，从而激活二次电池1。

在此，电极与隔板之间的整个界面可被粘合，而没有形成未反应区，从而使二次电池的性能得到改善。

也就是说，在根据本发明的制造二次电池的方法中，在电极与隔板之间的界面中形成的非粘合部分可被粘合以改善电解质的浸渍性，从而移除充电和放电时的未反应区，由此改善了二次电池的性能。

包括上述构成的制造二次电池的方法可实现对电解质的浸渍性的改善和二次电池的性能的改善。

下文中，在对根据本发明另一实施方式的二次电池的描述中，已在附图中对具有相同构造和功能的构成给出相同的参考标记，因此将省略对它们的重复描述。

[制造电极组件的方法]

在本发明中，可单独仅执行用于制造电极组件的方法。

参照图1至图4，根据该实施方式的制造电极组件的方法包括：第一工序(S10)，制造其中多个电极和多个隔板交替地堆叠的不完整的电极组件10’；第二工序(S20)，制备图案构件100；第三工序(S30)，将图案构件100堆叠在不完整的电极组件10’上；和第四工序(S40)，经由图案构件100局部地加热和加压不完整的电极组件10’以制造其中电极与隔板之间的界面被图案化粘合的完整的电极组件10。

也就是说，经由在第二工序(S20)中制备的图案构件100对在第一工序(S10)中制造的不完整的电极组件10’进行局部地加热和加压，以制造其中电极与隔板之间的界面被图案化粘合的完整的电极组件10。

第一工序(S10)、第二工序(S20)、第三工序(S30)和第四工序(S40)与在上述制造二次电池的方法中所描述的第一工序(S10)、第二工序(S20)、第三工序(S30)和第四工序(S40)相同，因而，将省略对它们的详细描述。

如上所述，在根据该实施方式的制造电极组件的方法中，可制造出在电极与隔板之间的界面上具有图案化的粘合部分的电极组件10。

因此，本发明的范围由所附权利要求书限定，而不是由前面的描述和其中描述的示例性实施方式限定。在本发明的权利要求范围内和在权利要求的等同意义范围内做出的各种修改均被认为是在本发明的范围内。