弯曲的二次电池的制造方法与流程

1.与相关申请的交叉引用
2.本技术主张2021年11月23日向韩国专利局递交的韩国专利申请第10-2021-0162144号的权益，该申请的全部内容通过援引并入到本技术中。
3.本公开内容涉及一种弯曲的二次电池的制造方法。


背景技术：

4.随着对于移动设备的技术开发和需求增长，对于作为能源的二次电池的需求快速增长。这些二次电池中，展示高的能量密度和工作电压、长的循环寿命和低的自放电率的锂二次电池现已商品化并得到了广泛使用。
5.作为代表，基于电池形状的特色，对于厚度薄并可以在诸如便携式电话等的产品中适用的棱柱状二次电池和袋状二次电池的需求高。此外，基于材料的特色，对于具有高的能量密度、放电电压和输出稳定性的诸如锂离子电池和锂离子聚合物电池等的锂二次电池的需求高。
6.根据消费者的品味，电子设备中的这类二次电池倾向于逐步小型化和薄型化。进而，为了将不必要的空间浪费最小化，电池的形状同样需要小型化和薄型化。因此，需要二次电池具有与设备的形状相适应的多种形状，同时需要有效地利用设备的内部空间。
7.具体而言，近年来设备的设计本身在消费者的产品选择中发挥了极为重要的作用。为此，提供了多种形式的设计来替代考虑到生产力等的平面形设计。例如，出于人体工学设计的目的，可以将诸如移动电话、便携计算机等的设备设计成具有指定的曲面形状。
8.该情形下，外表面呈曲面的多种设计得到了发展和实际应用。相应于此，目前也在积极地开发具有曲面的弯曲的二次电池。
9.目前，为了在二次电池形成曲面，采用了在电极组件与电解质一同收容在电池壳体中的二次电池设置在热压夹具等中的状态下，利用外力使二次电池的形状变形的技术。
10.这类工艺的流程图示出在图1中。
11.参照图1，首先，针对电极组件与电解质一同收容在电池壳体中的二次电池执行第一活化(s11)，然后执行脱气步骤以去除第一活化步骤中生成的气体(s12)。
12.然后，为了制造弯曲的二次电池，执行热压步骤以具有目标曲率半径(s13)。
13.在那之后，执行第二活化来进行二次电池的容量检查和运送充电(s14)，执行质量检测(s15)、然后执行运送(s16)。
14.然而，存在因在热压之后立即出现的回弹现象而在第二活化步骤期间目标曲率半径改变的问题，并且在诸如为运送而确认容量、活化运送充电、和类似者之类的活化之后在最终产品中实现目标曲率半径存在困难。
15.因此，亟需发展可以解决这些问题的用于弯曲的二次电池的制造方法的技术。


技术实现要素：

16.发明要解决的问题
17.本公开内容的目的在于提供一种弯曲的二次电池的制造方法，其即使在用于运送的容量确认和诸如运送充电之类的活化之后也能保持几乎与目标曲率半径类似的曲率半径。
18.解决问题的方法
19.根据本公开内容的一个实施方式，提供一种制造具有目标曲率半径的弯曲的二次电池(curved battery)的方法，所述方法包括以下步骤：
20.(a)将包含阴极、阳极、和插置在所述阴极和所述阳极之间的隔板的电极组件与电解质一同收容到电池壳体中以制造二次电池，
21.(b)将所述二次电池进行第一活化并使之脱气，
22.(c)将经脱气的所述二次电池进行第一热压以便具有第一曲率半径，
23.(d)将经过所述第一热压步骤的所述二次电池进行第二活化，和
24.(e)将经过所述第二活化的所述二次电池进行第二热压以便具有第二曲率半径。
25.在一个具体的实施方式中，步骤(b)的所述第一活化可包含充电和放电过程，且具体而言，所述充电和所述放电可分别执行两次或更多次。
26.在一个具体的实施方式中，可执行步骤(c)中的所述第一热压从而所述第一曲率半径等同于所述目标曲率半径，步骤(c)中的所述第一热压可在70℃至90℃下执行，并且步骤(c)中的所述第一热压可通过使用热压夹具将压力施加至所述二次电池1秒至10秒来执行。
27.在一个具体的实施方式中，步骤(d)的所述第二活化可包括第一充电、第一放电、和第二充电过程。
28.在一个具体的实施方式中，可执行步骤(e)中的所述第二热压从而所述第二曲率半径比所述目标曲率半径小2％至8％，步骤(e)中的所述第二热压可在70℃至90℃下执行，步骤(e)中的所述第二热压可通过使用热压夹具将压力施加至所述二次电池1秒至10秒来执行。
29.此外，所述制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法可进一步包括(f)冷却经过所述第二热压步骤的所述二次电池。
30.此时，在所述冷却步骤中，所述二次电池的曲面可部分地恢复成具有目标曲率半径。
附图说明
31.图1为根据现有技术的制造弯曲的二次电池的方法的流程图。
32.图2为根据本公开内容实施方式的制造具有弯曲形状的二次电池的方法的流程图。
33.图3为基于本公开内容的实验例1示出根据实施例1的在第一热压之后的曲率半径的曲线图。
34.图4为在本公开内容的实验例1中示出根据实施例1的最终二次电池的曲率半径的曲线图。
35.图5为在本公开内容的实验例1中示出根据比较例1的在第一热压之后的曲率半径的曲线图。
36.图6为在本公开内容的实验例1中示出根据比较例1的最终二次电池的曲率半径的曲线图。
具体实施方式
37.在本说明书和权利要求书中使用的术语及词汇不应被解读为局限于通用的含义或字典的含义，而是应当解读为本发明人为了以最佳的方式说明本发明，基于可以恰当地定义术语概念的原则且符合本发明的技术构思的含义和概念。鉴于此，本说明书中记载的实施方式及附图示出的构成仅为本发明的最优选实施方式，并不代表本发明的全部技术构思。并且，本领域技术人员知晓，本技术提交时亦可能存在可以替代上述实施方式和上述构成的多种形式的等价替换及变形，且本发明不局限于以下说明的实施方式。
38.以下，参照附图来详细说明本发明。在本说明书和权利要求书中使用的术语及词汇不应被解读为局限于通用的含义或字典的含义，而是应当解读为本发明人为了以最佳的方式说明本发明，基于可以恰当地定义术语概念的原则且符合本发明的技术构思的含义和概念。
39.进而，本说明书中记载的实施方式及附图示出的构成仅为本发明的最优选实施方式，并不代表本发明的全部技术构思。并且，本领域技术人员知晓，本技术提交时亦可能存在可以替代上述实施方式和上述构成的多种形式的等价替换及变形。
40.根据本公开内容的一个实施方式，提供一种制造具有目标曲率半径的弯曲的二次电池(curved battery)的方法，所述方法包括以下步骤：
41.(a)将包含阴极、阳极、和插置在所述阴极和所述阳极之间的隔板的电极组件与电解质一同收容到电池壳体中以制造二次电池，
42.(b)将所述二次电池进行第一活化并使之脱气，
43.(c)将经脱气的所述二次电池进行第一热压以便具有第一曲率半径，
44.(d)将经过所述第一热压步骤的所述二次电池进行第二活化，和
45.(e)将经过所述第二活化的所述二次电池进行第二热压以便具有第二曲率半径。
46.在步骤(a)中，电极组件通过堆叠阴极、阳极、和隔板来制造。
47.这里，阴极通过在阴极集电器上施加含有阴极活性材料、导电材料和粘合剂的阴极浆料、随后进行干燥和轧制来制造。
48.阴极集电器没有特殊的限定，只要其具有高的导电性且不对相应的电池造成化学变化即可。例如，可以使用不锈钢、铝、镍、钛、烧制碳、和铝或不锈钢的表面用碳、镍、钛、银等进行表面处理而形成的材料。此外，阴极集电器的厚度通常为3μm至500μm，并可以具有在其表面上形成的精细无规体来提高与阴极活性材料的结合强度。例如，其可以诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体、和无纺布结构之类的各种形式使用。
49.阴极活性材料可以包括诸如锂钴氧化物(licoo2)或锂镍氧化物(linio2)之类的层状化合物或用一种或多这种过渡金属取代的化合物；诸如化学式li
1+x
mn
2-x
o4(其中，x为0至0.33)、limno3、limn2o3、limno2之类的锂锰氧化物；锂铜氧化物(li2cuo2)；诸如liv3o8、life3o4、v2o5、和cu
2v2
o7之类的钒氧化物；化学式lini
1-xmx
o2(其中，m＝co、mn、al、cu、fe、mg、
b或ga，x＝0.01至0.3)表示的ni位点型锂镍氧化物；化学式limn
2-xmx
o2(其中，m＝co、ni，fe、cr、zn或ta，x＝0.01至0.1)或li2mn3mo8(其中，m＝fe、co、ni、cu或zn)表示的锂锰复合氧化物；化学式的li部分被碱土金属离子取代的limn2o4；二硫化合物；和fe2(moo4)3；和类似者，但不限于此。
50.导电材料用于将导电性赋予电极，并且可没有特别限制地使用导电材料，只要具有电子导电性且不在所构成的电池中造成化学变化即可。其具体示例包括诸如碳黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑、热炭黑、和碳纤维之类的碳基材料；诸如天然石墨和人造石墨之类的石墨；诸如铜、镍、铝和银之类的金属粉末或金属纤维；诸如氧化锌和钛酸钾之类的的导电晶须；诸如钛氧化物之类的导电性金属氧化物；或诸如聚苯撑衍生物之类的导电性聚合物，并可以使用它们中的任意单独一种或两种以上的混合物。基于正极材料的总重量，导电材料可以1重量％至30重量％、具体而言1重量％至10重量％、且更具体而言1重量％至5重量％的量来包括。
51.粘合剂具有改善阴极活性材料颗粒之间的粘附和阴极活性材料与集电器之间的粘合力的作用。其具体示例包括聚偏二氟乙烯(pvdf)、偏二氟乙烯-共-六氟丙烯共聚物(pvdf-co-hfp)、聚乙烯醇、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、羧甲基纤维素(cmc)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯单体(epdm)、磺化epdm、丁苯橡胶(sbr)、氟橡胶、或它们的各种共聚物，并可以使用它们中的任意单独一种或两种以上的混合物。基于阴极材料的总重量，粘合剂可以1重量％至30重量％、具体而言1重量％至10重量％、且更具体而言1重量％至5重量％的量来包括。
52.阳极通过在阳极集电器上施加含有阳极活性材料、导电材料和粘合剂的阳极浆料、随后进行干燥和轧制来制造。
53.阳极集电器没有特殊的限定，只要其具有高的导电性且不对相应的电池造成化学变化即可。例如，可以使用铜、不锈钢、铝、镍、钛、烧制碳、铜或不锈钢的表面用碳、镍、钛、银等进行表面处理而形成的材料、铝镉合金、和类似者。此外，阳极集电器的厚度通常为3μm至500μm，并类似于阴极集电器，阳极集电器可以具有在其表面上形成的精细无规体来提高与阳极活性材料的结合强度。例如，其可以诸如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体、和无纺布结构之类的各种形式使用。
54.作为阳极活性材料，可以使用能够可逆嵌入和脱嵌的化合物。阳极活性材料的具体示例可包括诸如人造石墨、天然石墨、石墨化碳纤维或无定形碳之类的碳质材料；诸如si、al、sn、pb、zn、bi、in、mg、ga、cd、si合金、sn合金、或al合金之类的能够与锂合金化的金属化合物；诸如sio
x
(0《x《2)、sno2、钒氧化物、和锂钒氧化物之类的能够掺杂和除掺杂锂的金属氧化物；诸如si-c复合物或sn-c复合物之类的含有金属化合物和碳质材料的复合物，可以使用它们中的任意单独一种或两种以上的混合物。此外，作为阳极活性材料，可以使用金属锂薄膜。进一步地，碳质材料可以是低结晶碳和高结晶碳两者。软碳和硬碳为典型的低结晶碳。高结晶碳的典型示例包括无定型、板状、薄片状、球状、或纤维状天然石墨或人造石墨、kish石墨(kish graphite)、热解碳(pyrolytic carbon)、中间相沥青基碳纤维(mesophase pitch based carbon fiber)、中间相碳微球(meso-carbon microbeads)、诸如中间相沥青(mesophase pitches)和石油或煤焦油沥青衍生的焦炭(petroleum or coal tar pitch derived cokes)之类的高温烧结碳。
55.隔板隔离阳极和阴极彼此，并提供锂离子移动的通路。可没有特别限制地使用隔板，只要其被用作典型锂二次电池中的隔板即可。特别是，优选隔板对于电解质的离子迁移具有低阻力并具有优异的浸渍电解质的能力。具体而言，隔板可以为多孔聚合物膜，例如，由诸如乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物、和乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物之类的聚烯烃基聚合物制成的多孔聚合物膜，或它们的两层或更多层的层压结构。进一步地，可使用典型的多孔无纺织物，例如，由具有高熔点的玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、或类似者制成的无纺织物。此外，为了确保耐热性或机械强度，可以使用含有陶瓷成分或聚合物材料的经涂布的隔板，并可以选择性地作为单层或多层结构使用。
56.将按照上述方式制造的电极组件与电解质一同收容在电池壳体中后进行密封，由此在没有经过成形工序的情况下制造处于平坦状态的弯曲的二次电池。
57.本公开内容中使用的电解质的示例可包括，但不限于，生产锂二次电池时可以使用的有机液态电解质、无机液态电解质、固态聚合物电解质、凝胶型聚合物电解质、固态无机电解质、熔融型无机电解质、或类似者。
58.具体而言，电解质可以包含有机溶剂和锂盐。
59.可没有任何特别限制地使用有机溶剂，只要其充当电池的电化学反应中涉和的离子可凭借其迁移的介质即可。有机溶剂的具体示例可包括诸如乙酸甲酯(methyl acetate)、乙酸乙酯(ethyl acetate)、γ-丁内酯(γ-butyrolactone)或ε-己内酯(ε-caprolactone)之类的酯基溶剂；诸如二丁醚(dibutyl ether)或四氢呋喃(tetrahydrofuran)之类的醚基溶剂；诸如环己酮(cyclohexanone)之类的酮基溶剂；诸如苯(benzene)或氟苯(fluorobenzene)之类的芳香烃基溶剂；诸如碳酸二甲酯(dimethylcarbonate,dmc)、碳酸二乙酯(diethylcarbonate,dec)、碳酸甲乙酯(methylethylcarbonate,mec)、碳酸乙甲酯(ethylmethylcarbonate,emc)、碳酸乙烯酯(ethylene carbonate,ec)、或碳酸丙烯酯(propylene carbonate,pc)之类的碳酸酯基溶剂；诸如乙醇或异丙醇之类的醇基溶剂；诸如r-cn(其中，r为碳原子数2至20的直链、支链、或环状烃基，并可以含有双键芳香环或醚键)的腈；诸如二甲基甲酰胺之类的酰胺；诸如1,3-二氧戊环之类的二氧戊烷；环丁砜(sulfolane)；或类似者。在它们之中，优选碳酸酯基溶剂，更优选能够提高电池的充/放电性能的具有高离子导电性和高介电常数的环状碳酸酯(例如，碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等)和具有低粘度的直链碳酸酯基化合物(例如，碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、或类似者)的混合物。该情形下，当环状碳酸酯和链状碳酸酯以约1：1至约1：9的体积比混合时，可以表现出优异的电解质性能。
60.可没有任何特别限制地使用锂盐，只要其是能够提供锂二次电池中使用的锂离子的化合物即可。锂盐的具体示例可包括lipf6、liclo4、liasf6、libf4、lisbf6、lial04、lialcl4、licf3so3、lic4f9so3、lin(c2f5so3)2、lin(c2f5so2)2、lin(cf3so2)2、licl、lii、或lib(c2o4)2。锂盐的浓度可以在0.1m～2.0m的范围内使用。当锂盐的浓度包括在以上范围内时，电解质具有适宜的导电性和粘度，从而可以表现出优异的电解质性能并且锂离子可有效地迁移。
61.除了以上电解质成分，为了改善电池的寿命特性、抑制电池容量的下降、改善电池的放电容量等，电解质还可以进一步包含，例如，至少一种添加剂，如诸如二氟代碳酸乙烯酯之类的卤代碳酸亚烷基酯之类的化合物；吡啶；亚磷酸三乙酯；三乙醇胺；环醚；乙二胺；
n-乙二醇二甲醚(glyme)；六磷酰三酰胺；硝基苯衍生物；硫；醌亚胺染料；n-取代的恶唑烷酮；n,n-取代的咪唑烷；乙二醇二烷基醚；铵盐；吡咯；2-甲氧基乙醇；和三氯化铝。该情形下，基于电解质的总重量，添加剂可以0.1重量％至5重量％的量来包括。
62.然后，为了制造弯曲的二次电池，电池壳体可以是袋型电池壳体。
63.作为示例，袋可以由绝缘层、金属层、和绝缘层的三层结构构成。例如，金属层可以由铝、钢、不锈钢、和类似者形成，绝缘层可以由改性聚丙烯(cpp)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、尼龙、和类似者形成，但不限于此。
64.按照这种方式制造的二次电池随后进行用于运送的工序，并且执行热压步骤以便在二次电池的中部具有弯曲形状。
65.这种工序的流程图示出在下图2中。
66.接下来，将参照图2详细描述根据本公开内容的制造弯曲的二次电池的方法。
67.首先，将制造的二次电池进行第一活化(s110)。
68.第一活化步骤是执行充电和放电过程来活化二次电池的内部组分的步骤。
69.在活化步骤中，充电和放电可以分别执行一次或多次，具体地可以执行两次或更多次。
70.更具体而言，将制造的二次电池在室温下老化2天至5天，以全容量的soc 40％至soc 65％充电，在室温中再次老化2天至5天，以soc 100％满充电，然后放电至soc 40％至soc 65％。
71.然后，执行将通过活化步骤生成的气体排出到二次电池的外部的脱气步骤(s120)。
72.脱气步骤可以通过将密封的二次电池的一部分解封来执行。在那之后，可以再次进行密封以防止电解质泄露。
73.在那之后，以与现有技术中相同的方式执行第一热压(s130)。
74.第一热压是将压力施加至平坦型二次电池从而平坦型二次电池具有第一曲率半径、由此具有弯曲形状的步骤。
75.这里，曲率半径表示为当二次电池的弯曲形状占据圆周的一部分时具有该圆周的圆的半径。
76.该情形下，第一曲率半径可以等于目标曲率半径。
77.目标曲率半径可以按照这种二次电池要求的装置进行适当地选择，但不限于此。然而，如果目标曲率半径过小，则其可导致二次电池的安全性方面的问题，因而其可在不导致这类问题的范围内进行选择。
78.因此，第一曲率半径也可等于目标曲率半径。
79.这种第一热压可以通过将平坦型二次电池安装在热压夹具中以便具有第一曲率半径然后将其加压来形成。
80.此时，其可以通过使用热压夹具将压力施加至二次电池1秒至10秒来执行。
81.如果二次电池在以上范围外加压太短时间，则其难以充分地进行弯曲以便具有第一曲率半径，而如果二次电池加压太长时间，则施加至二次电池的应力变大，这对于组件或类似者产生不利影响，这并非优选。
82.压力也可以在对二次电池部件的影响最小化的同时考虑所施加的应力、皱褶的发
生、或类似者进行适当选择。具体而言，可以施加16kgf/cm2至28kgf/cm2、更具体而言18kgf/cm2至24kgf/cm2的压力。
83.此外，第一热压可以在加压的同时施加热量以促进形状变形。具体而言，其可以在70℃至90℃、具体而言75℃至85℃下执行。
84.如果在超出以上范围过高的温度下施加热量，则部件可能变形，这并非优选。如果在较低的温度下施加热量，则可能无法获得足够的因施加热量导致的效果，这并非优选。
85.这里，温度意味着用于执行热压的热压夹具的温度。
86.在第一热压之后，执行第二活化步骤(s140)。
87.与第一活化步骤不同，可以执行第二活化步骤以确认二次电池的实质放电容量并部分进行出于运送目的的充电。
88.因此，第二活化可以包含第一充电、第一放电、和第二充电过程。
89.具体而言，第二活化可以执行充电和放电一次或多次、或者两次或更多次，但可以执行直至二次电池进行最终充电，因为充电的次数比放电的次数多一次。
90.然而，此时，最后充电可以是满充电或部分充电的状态。具体而言，出于运送目的，最后充电可以为20％与80％之间的充电的状态、更具体而言30％与50％之间的充电的状态。
91.通常，在那之后立即进行运送，但根据本公开内容，在第二活化之后再执行一次第二热压(s150)。
92.在第二活化之后，二次电池的曲率半径变化更为显著。因此，原始的目标曲率半径未得到满足并且可大于目标曲率半径，这导致问题。然而，根据本公开内容，在第二活化之后再执行一次第二热压，由此使在进一步满足目标曲率半径的范围内的制造成为可能。
93.此时，可执行第二热压从而二次电池具有第二曲率半径，且具体而言，第二曲率半径可以比目标曲率半径小2％至8％。
94.通常，在执行热压后立刻再次出现回弹现象。因此，为了最终满足目标曲率半径，可执行第二热压以便在考虑到回弹现象而具有小于目标曲率半径的第二曲率半径。
95.此时，考虑到回弹现象发生的程度，第二曲率半径可比目标曲率半径小2％至8％，且具体而言其可小4％至6％、更具体而言小约5％。
96.如果在以上范围外第二曲率半径减小超过8％，则其可比目标曲率半径太小，而如果第二曲率半径减小小于2％，则其可大于目标曲率半径，这并非优选。因此，为了在回弹现象之后具有最接近目标曲率半径的范围，第二曲率半径可以较小以便满足以上范围。
97.与第一热压类似，第二热压也可以通过将平坦型二次电池安装在热压夹具中以便具有第二曲率半径然后将其加压来形成。
98.此时，由于第二热压也应具有比第一热压小的曲率半径，因而热压夹具的曲率可具有第二曲率。
99.具体而言，第二热压可通过使用夹具将压力施加至二次电池1秒至10秒来执行。
100.如果二次电池在以上范围外加压太短时间，则二次电池难以充分地进行弯曲以具有第二曲率半径，而如果二次电池加压太长时间，则其可对二次电池施加不利的影响，这并非优选。
101.与第一热压类似，压力也可以在对二次电池部件的影响最小化的同时考虑所施加
的应力、皱褶的发生、或类似者进行适当选择。然而，其可以在相对更高的压力下执行以满足第二曲率半径。具体而言，可以施加16kgf/cm2至28kgf/cm2、更具体而言18kgf/cm2至24kgf/cm2的压力。
102.此外，第一热压可以在加压的同时施加热量以进一步促进形状变形，且具体而言，其可以在70℃至90℃、具体而言75℃至85℃下执行。
103.如果在超出以上范围过高的温度下施加热量，则部件也可变形，这并非优选。如果在较低的温度下施加热量，则可能无法获得足够的因施加热量导致的效果，这并非优选。
104.这里，温度意味着用于执行热压的热压夹具的温度。
105.同时，本公开内容的制造弯曲的二次电池的方法包括在第二热压步骤后冷却经过所述第二热压步骤的所述二次电池的步骤(f)。
106.该冷却步骤中，二次电池的曲面可以部分恢复成具有目标曲率半径。
107.即，由于在第二热压后立刻出现回弹现象，因而这些第二热压以便就有小于目标曲率半径的二次曲率，由此能够消除这一问题。
108.因此，当以这种方式进一步执行第二热压时，根据本公开内容的二次电池可以几乎等同地实现期望的曲率半径。
109.在那之后，执行出于运送目的的二次电池的性能测试和发货，在此省略其细节。
110.以下，将参照实施例更详细地描述本公开内容。下述实施例意图为说明性的，且并非意图以任何方式限制本发明的范围。
111.《实施例1》
112.平坦型二次电池的制造
113.将平均粒径为5μm的licoo2粉末(umicore公司制)、作为导电材料的碳黑、和作为粘合剂的聚偏二氟乙烯按重量比96:2:2分散在n-甲基吡咯烷酮溶剂中以制备阴极活性材料组合物浆料。用刮刀(doctor blade)(缝隙：170mm)将阴极活性材料组合物浆料施加在铝箔上至厚度为约166μm，在真空中130℃下热处理5小时，并进行干燥。然后，用辊压器轧制施加有阴极活性材料组合物浆料的铝箔以制造形成有阴极活性材料层的阴极。
114.将人造石墨、作为导电材料的碳黑、作为增稠剂的羧甲基纤维素、和作为粘合剂的丁苯橡胶按重量比94:1:2:3分散在水溶剂中，然后进行混合以制备阳极活性材料组合物浆料。用刮刀(缝隙：160mm)将阳极活性材料组合物浆料施加在铜箔上至厚度为约225μm，在真空烘箱中在130℃下热处理5小时，并进行干燥。然后，用辊压器轧制涂布有阳极活性材料组合物浆料的铜箔以制造形成有阳极活性材料层的阳极。
115.电极组件使用聚乙烯作为隔板来制备，然后通过袋进行密封，并将在ec:pc:pp重量比为3:1:6的溶剂中含有1.2m的lipf6并溶解在其中的电解质注入袋内部以制造二次电池。
116.第一热压和脱气
117.二次电池在60℃、恒定电流(cc)、和0.5kgf/cm2的条件下加压，并以0.2c充电直至soc 1％，以0.5kgf/cm2进行加压，以2.0c充电直至soc 17％，以5kgf/cm2进行加压，以2.0c充电直至soc 49％，以5kgf/cm2进行加压，以1.5c充电直至soc 65％mah，在室温下老化72小时，在室温、恒定电流/恒定电压(cc/cv)的条件下再次进行满充电(4.4v/0.7c，0.05c截止)，在恒定电流(cc)的条件满放电(0.7c，3v，截止)，然后以0.7c再次充电直至soc 66％，
通过刺破气囊来进行脱气，然后再进行密封来去除气囊。
118.第一热压
119.将经脱气的二次电池安装在电池内侧的曲率半径r95mm的热压夹具中，以22kgf/cm2的压力加压3秒，并将夹具的温度设定为80℃。
120.第二活化
121.将已完成第一热压的二次电池在25℃、恒定电流/恒定电压(cc/cv)的条件进行满充电(4.4v/0.7c，0.05c，截止)，在25℃、恒定电流(cc)的条件满放电(0.7c，截止电压3v)，随后在0.5c、soc 50％、恒定电流(cc)的条件再次充电。
122.第二热压
123.将已完成第二活化的二次电池安装在电池内侧的曲率半径r90mm的热压夹具中，以22kgf/cm2的压力加压5秒钟，并将夹具的温度设定为80℃。然后，在室温下冷却二次电池以完成二次电池的制造。
124.《比较例1》
125.除了实施例1中的第二热压步骤以外，以与实施例1中相同的方式制造二次电池。
126.《实验例1》
127.在如实施例1和比较例1中制造二次电池过程时，在第一热压步骤后测量最终制造的二次电池的弯曲度，即二次电池的曲率半径，结果示出在以下图3至图6中。
128.对于曲率半径的测量，用3d扫描仪扫描了电芯的弯曲表面，然后以3个点为基准绘制一个圆，并测量该圆的半径。
129.参照以下图3至图6，其在第一热压后具有相似的曲率半径，但在根据本公开内容的制造方法的情况下，最终制造的二次电池具有与目标曲率半径r95mm几乎相同的曲率半径，而根据比较例1的最终二次电池具有大于目标曲率半径的曲率半径。
130.尽管已出于说明的目的公开了本公开内容的示例性实施方式，但本领域技术人员将理解，在不偏离随附的权利要求书公开的本发明的范围和宗旨的情况下可以实施各种变形、附加、和替换。
131.工业实用性
132.在根据本公开内容的弯曲的二次电池的制造方法中，在第一活化步骤之后不仅执行第一热压，还出于容量确认和运送充电的目的在第二活化工序之后进一步执行第二热压，并且在第二热压期间，执行热压以具有小于目标曲率半径的曲率半径，由此补偿在第二活化步骤中发生的在其中二次电池的曲率半径改变的回弹现象。由此，可制造满足目标曲率半径的二次电池。

技术特征：
1.一种制造具有目标曲率半径的弯曲的二次电池(curved battery)的方法，所述方法包括以下步骤：(a)将包含阴极、阳极、和插置在所述阴极和所述阳极之间的隔板的电极组件与电解质一同收容到电池壳体中以制造二次电池，(b)将所述二次电池进行第一活化并使之脱气，(c)将经脱气的所述二次电池进行第一热压以便具有第一曲率半径，(d)将经过所述第一热压步骤的所述二次电池进行第二活化，和(e)将经过所述第二活化的所述二次电池进行第二热压以便具有第二曲率半径。2.根据权利要求1所述的制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法，其中：步骤(b)的所述第一活化包含充电过程和放电过程。3.根据权利要求2所述的制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法，其中：所述充电和所述放电分别执行两次或更多次。4.根据权利要求1所述的制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法，其中：执行步骤(c)中的所述第一热压从而所述第一曲率半径等同于所述目标曲率半径。5.根据权利要求1所述的制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法，其中：步骤(c)中的所述第一热压在70℃至90℃下执行。6.根据权利要求1所述的制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法，其中：步骤(c)中的所述第一热压通过使用热压夹具将压力施加至所述二次电池1秒至10秒来执行。7.根据权利要求1所述的制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法，其中：步骤(d)的所述第二活化包括第一充电、第一放电、和第二充电过程。8.根据权利要求1所述的制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法，其中：执行步骤(e)中的所述第二热压从而所述第二曲率半径比所述目标曲率半径小2％至8％。9.根据权利要求1所述的制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法，其中：步骤(e)中的所述第二热压在70℃至90℃下执行。10.根据权利要求1所述的制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法，其中：步骤(e)中的所述第二热压通过使用热压夹具将压力施加至所述二次电池1秒至10秒来执行。11.根据权利要求1所述的制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法，其中：所述制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法进一步包括(f)冷却经过所述第二热压步骤的所述二次电池。12.根据权利要求11所述的制造弯曲的二次电池(curved battery)的方法，其中：在所述冷却步骤中，所述二次电池的曲面部分地恢复成具有目标曲率半径。

技术总结
本公开内容涉及一种制造具有目标曲率半径的弯曲的二次电池的方法，所述方法包括以下步骤：(a)将包含阴极、阳极、和插置在所述阴极和所述阳极之间的隔板的电极组件与电解质一同收容到电池壳体中以制造二次电池；(b)将所述二次电池进行第一活化并使之脱气；(c)将经脱气的所述二次电池进行第一热压以便具有第一曲率半径；(d)将经过所述第一热压步骤的所述二次电池进行第二活化；和(e)将经过所述第二活化的所述二次电池进行第二热压以便具有第二曲率半径。第二曲率半径。第二曲率半径。


技术研发人员：宋东勳 金珉廷 崔夏艺琳 李宇镕
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：2022.11.15
技术公布日：2023/10/7