电池单元的按压夹具和使用该按压夹具的气体去除方法与流程

本申请要求基于2021年11月4日提交的韩国专利申请第10-2021-0150241号的优先权的权益。本发明涉及一种电池单元的按压夹具和使用该按压夹具去除电池单元内部的残留气体的方法。

背景技术：

1、通常，二次电池可根据其形状分为圆柱形、棱柱形、袋型等。其中，袋型二次电池因其外壳由金属层(箔)和涂覆在金属层的下表面和上表面上的合成树脂多层构成的外壳材料制成，因此与使用金属罐的圆柱形或棱柱形电池相比，袋型二次电池通过显著减小电池的重量而允许电池的轻量化。袋型电池由于具有能够变为各种形式的优点而引起了许多关注。

2、这种袋型二次电池以层状形式容纳有电极组件。电极组件与电极接片和电极引线连接，并且电极引线从袋外壳材料突出。这种电极引线通过接触电连接到外部装置而被从外部装置供应电力。

3、通过组装电池并激活电池的工序来制造袋型二次电池，在电池激活工序中，将二次电池单元装载到用于充电和放电的设备，然后在电池激活所需的条件下进行充电-放电。这样，为了电池激活而使用用于充电和放电的设备进行充电-放电的工序被称为化成(formation)工序。

4、此外，在化成工序期间，可在激活充电过程中使用诸如包括平板型按压板的夹具(zig)之类的加压装置来按压电池单元的两侧，这也被称为夹具化成。这种夹具化成防止负极在激活工序中膨胀，通过促进电池的化学反应来引起气体产生，并且将内部气体移动到气袋部。

5、图1示出了用于在化成工序期间对电池加压的常规按压夹具。图2示出了当使用常规按压夹具执行化成工序时可能出现的问题。参照图1，常规按压夹具10可包括多个按压板，并且配置为在电池单元b夹持在按压板11与另一个按压板12之间的状态下按压电池单元的两个表面。按压夹具的加压可以重复2至3次，在化成工序期间产生的气体通过夹具加压而移动到电池单元的上部的气袋部p。然后，如图2所示，执行脱气(degassing)工序，在脱气工序中，在气袋部中钻出孔并施加真空，以将收集在气袋部中的内部气体排出到袋的外部。

6、然而，即使在利用按压夹具经过按压和脱气工序之后，一些气体仍可能残留在负极中、负极与隔膜之间、正极与隔膜之间以及正极中。这是因为，按压电池单元的按压板具有平板的形状并且同时按压电池单元的整个表面，使得气体难以移动。因此，需要开发用于减少残留在电池单元内部的气体量的新的按压装置和气体排出方法的技术。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明是为了解决上述问题而做出的，并且旨在提供一种当对电池单元加压时内部的气体容易移动到气袋部的具有新颖结构的按压装置和气体去除方法。

3、技术方案

4、一种电池单元按压夹具，包括：在之间夹持电池单元的情况下按压所述电池单元的两侧的第一按压块和第二按压块，并且所述第一按压块和所述第二按压块的每一个包括：面对并按压所述电池单元的平板型按压板；在所述按压板按压所述电池单元时支撑所述按压板的支撑板；铰链构件，所述铰链构件设置在所述按压板和所述支撑板的上边缘部分处，使得所述按压板和所述支撑板能够相互折叠；以及弹性构件，所述弹性构件结合到所述按压板的下部或者结合到所述支撑板的下部并且当按压所述电池单元时被压缩。

5、根据本发明一个示例性实施方式的按压夹具配置为在所述按压板和所述支撑板相互折叠的状态下按压所述电池单元。

6、在本发明的一个示例性实施方式中，所述弹性构件结合到所述支撑板的下边缘部分的上表面。

7、在本发明的一个示例性实施方式中，所述弹性构件结合到所述按压板的下边缘部分的下表面。

8、在本发明的一个示例性实施方式中，所述弹性构件可以是弹性弹簧或记忆泡沫，优选是记忆泡沫。

9、在本发明的一个示例性实施方式中，所述弹性构件通过粘合材料或双面胶带附接到所述按压板或所述支撑板。

10、在本发明的一个示例性实施方式中，所述按压板和所述支撑板的每一个的全宽大于所述电池单元的全宽。

11、在本发明的一个示例性实施方式中，所述按压板和所述支撑板的每一个的全宽是所述电池单元的全宽的110％至200％。

12、根据本发明一个示例性实施方式的按压夹具进一步包括引导所述电池单元对齐的引导构件，所述引导构件插置在所述按压板的下边缘部分与所述电池单元的下部之间。

13、在本发明的一个示例性实施方式中，所述引导构件是弹性弹簧或记忆泡沫。

14、在本发明的一个示例性实施方式中，所述按压板具有内置的加热线圈。

15、根据本发明的电池单元脱气方法包括：使用根据权利要求1所述的电池单元按压夹具按压所述电池单元的加压工序；和将所述电池单元内部的气体排出到外部的气体排出工序。

16、有益效果

17、本发明的电池单元按压夹具具有设置在用于支撑按压板的支撑板的下边缘部分处的弹性构件，并且由于从电池单元的下部到电池单元的上部顺序地对电池单元施加压力，因此气体容易定向地移动到上部的气袋部中，从而具有抑制其中气体被困在电极组件内部的气阱(trap)现象的效果。

18、由于本发明的脱气方法在使用所述按压夹具将内部气体移动到气袋部之后对气体进行脱气，因此可使残留在电池单元内部的气体最小化。

技术特征：

1.一种电池单元按压夹具，包括：

2.根据权利要求1所述的电池单元按压夹具，其中所述电池单元按压夹具配置为在所述按压板和所述支撑板相互折叠的状态下按压所述电池单元。

3.根据权利要求1所述的电池单元按压夹具，其中所述弹性构件结合到所述支撑板的下边缘部分的上表面。

4.根据权利要求1所述的电池单元按压夹具，其中所述弹性构件结合到所述按压板的下边缘部分的下表面。

5.根据权利要求1所述的电池单元按压夹具，其中所述弹性构件是弹性弹簧或记忆泡沫。

6.根据权利要求1所述的电池单元按压夹具，其中所述弹性构件是记忆泡沫。

7.根据权利要求1所述的电池单元按压夹具，其中所述弹性构件通过粘合材料或双面胶带附接到所述按压板或所述支撑板。

8.根据权利要求1所述的电池单元按压夹具，其中所述按压板和所述支撑板的每一个的全宽大于所述电池单元的全宽。

9.根据权利要求1所述的电池单元按压夹具，其中所述按压板和所述支撑板的每一个的全宽是所述电池单元的全宽的110％至200％。

10.根据权利要求1所述的电池单元按压夹具，进一步包括引导所述电池单元对齐的引导构件，所述引导构件插置在所述按压板的下边缘部分与所述电池单元的下部之间。

11.根据权利要求10所述的电池单元按压夹具，其中所述引导构件是弹性弹簧或记忆泡沫。

12.根据权利要求1所述的电池单元按压夹具，其中所述按压板具有内置的加热线圈。

13.一种电池单元脱气方法，包括：

技术总结
本发明的电池单元按压夹具包括在之间夹持电池单元的情况下按压电池单元的两侧的第一按压块和第二按压块，并且第一按压块和第二按压块的每一个包括：按压电池单元的平板型按压板；支撑按压板的支撑板；铰链构件，其设置在按压板和支撑板的上边缘部分处，使得按压板和支撑板能够相互折叠；以及弹性构件，其结合到按压板的下部或者结合到支撑板的下部，并且可从下部朝向上部顺序地按压电池单元。

技术研发人员：姜秉权
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14