JP2024515079A - 電極アセンブリ、その製造装置、およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置は、複数の第１電極が形成される第１電極シートが提供される第１電極供給ユニット；複数の第２電極が形成される第２電極シートが提供される第２電極供給ユニット；前記第１電極または前記第２電極が安着すると折り畳まれて、前記電極をカバーして前記電極と積層される分離膜シートが提供される分離膜供給ユニット；前記電極アセンブリを形成するために、前記第１電極と前記第２電極との間に折り畳まれる前記分離膜シートを有するように前記第１電極および前記第２電極を上面に安着するテーブル；前記分離膜シートの折り畳み方向をガイドする分離膜ガイド；および前記テーブルと前記分離膜ガイドとの間に位置する前記分離膜シートの少なくとも一部に接着剤を塗布する一対の上部塗布機を含み、前記テーブルは、前記第１電極供給ユニットと前記第２電極供給ユニットとの間で回転往復運動し、前記分離膜ガイドおよび前記一対の上部塗布機は、前記テーブルを基準に左右に直線往復運動する。

Description

［関連出願との相互参照］
本出願は、２０２１年０９月１６日付の韓国特許出願第１０－２０２１－０１２４０５０号および２０２２年０９月０８日付の韓国特許出願第１０－２０２２－０１１４３２４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たすべての内容は本明細書の一部として含まれる。

本発明は、電極アセンブリ、その製造装置、およびその製造方法に関し、より詳細にはＺ－折り畳み型で電極と分離膜シートを積層した電池セルであって、電極が定位置から離脱することが防止できる電極アセンブリ、その製造装置、およびその製造方法に関する。

一般に、二次電池の種類としては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、およびリチウムイオンポリマー電池などがある。このような二次電池は、デジタルカメラ、Ｐ－ＤＶＤ、ＭＰ３Ｐ、携帯電話、ＰＤＡ、Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｇａｍｅ Ｄｅｖｉｃｅ、Ｐｏｗｅｒ Ｔｏｏｌ、およびＥ－ｂｉｋｅなどの小型製品だけでなく、電気自動車やハイブリッド自動車のような高出力が要求される大型製品と余剰発電電力や再生可能エネルギーを格納する電力格納装置とバックアップ用電力格納装置にも適用されて使用されている。

このような二次電池を製造するために、まず電極活物質スラリーを正極集電体および負極集電体に塗布して正極と負極を製造して、これを分離膜（Ｓｅｐａｒａｔｏｒ）の両側に積層することによつて所定形状の電極アセンブリを形成する。そして、電池ケースに電極アセンブリを収納して電解液注入後シーリングする。

電極アセンブリは、様々な種類に分類される。例えば、単位セルを製造せずに単に正極、分離膜、負極を交差して積層し続ける単純スタック型（Ｓｉｍｐｌｅ Ｓｔａｃｋ Ｔｙｐｅ）、正極、分離膜、負極を利用して単位セルを先に製造した後、このような単位セルを積層するラミネーションアンドスタック型（Ｌ＆Ｓ，Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ ＆ Ｓｔａｃｋ Ｔｙｐｅ）、長さが一側に長い分離膜シートの一面に複数の単位セルを離隔して付着して分離膜シートを一端から同じ方向に繰り返し折り畳んでいくスタックアンド折り畳み型（Ｓ＆Ｆ，Ｓｔａｃｋ ＆ Ｆｏｌｄｉｎｇ Ｔｙｐｅ）、長さが一側に長い分離膜シートの一面と他面に複数の電極または単位セルを交互に付着して分離膜シートを一端から特定方向に折り畳んだ後、反対方向に折り畳む方式を交互に繰り返すＺ－折り畳み型（Ｚ－Ｆｏｌｄｉｎｇ Ｔｙｐｅ）等がある。これらのうち、Ｚ－折り畳み型は、整列度および電解液の含浸度が高く近年多く使用されている。

ところで、従来このようなＺ－折り畳み型で電極と分離膜シートを積層した後、別途のラミネーティング工程を行わないため、電極と分離膜シートが互いに接着されないため、電極が定位置から離脱する問題があった。これを解決するために、電極と分離膜シートを積層した後、別途のラミネーティング工程を行ったが、電極と分離膜シートが積層された積層体の全体厚さが厚くなった状態であるため、熱が積層体の内部にまで伝達されず接着力が低下する問題があった。また、このような別途のラミネーティング工程を行うために、積層体を移送する過程で電極が定位置から離脱する問題もあった。このような問題は、分離膜シートの素材により、分離膜シート自体の接着力が低い場合にはより深刻化された。

これにより、電極が定位置から離脱するのを防止しながらも電池セルの性能が向上したＺ－折り畳み型電極アセンブリを含む電池セル、その製造装置、およびその製造方法を開発する必要がある。

本発明の解決しようとする課題は、Ｚ－折り畳み型で電極と分離膜シートを積層された電極アセンブリであって、電極が定位置から離脱することが防止できる電極アセンブリ、その製造装置、およびその製造方法を提供することである。

本発明が解決しようとする課題が上述の課題に制限されるものではなく、言及されない課題は、本明細書および添付の図面から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に明確に理解されるであろう。

本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置は、複数の第１電極が形成される第１電極シートが提供される第１電極供給ユニット；複数の第２電極が形成される第２電極シートが提供される第２電極供給ユニット；前記第１電極または前記第２電極が安着すると折り畳まれて、前記電極をカバーして前記電極と積層される分離膜シートが提供される分離膜供給ユニット；前記電極アセンブリを形成するために、前記第１電極と前記第２電極との間に折り畳まれる前記分離膜シートを有するように前記第１電極および前記第２電極を上面に安着するテーブル；前記分離膜シートの折り畳み方向をガイドする分離膜ガイド；および前記テーブルと前記分離膜ガイドとの間に位置する前記分離膜シートの少なくとも一部に接着剤を塗布する一対の上部塗布機を含み、前記テーブルは、前記第１電極供給ユニットと前記第２電極供給ユニットとの間で回転往復運動し、前記分離膜ガイドおよび前記一対の上部ノズルは、前記テーブルを基準に左右に直線往復運動する。

前記第１電極は、前記分離膜シートの第１領域上に安着し、前記第２電極は、前記分離膜シートの第２領域上に安着することができる。

前記一対の上部塗布機は、第１上部ノズルおよび第２上部ノズルを含み、前記第１上部ノズルは、前記分離膜シートの前記第２領域の少なくとも一部に前記接着剤を塗布し、前記第２上部ノズルは、前記分離膜シートの前記第１領域の少なくとも一部に前記接着剤を塗布することができる。

前記一対の上部塗布機がそれぞれ前記分離膜シート上に前記接着剤を塗布する際に、前記第１上部ノズルの端部または前記第２上部ノズルの端部は、前記分離膜シートと隣接する方向に回転運動することができる。

前記第１上部ノズルおよび前記第２上部ノズルは、前記分離膜ガイドを挟んで両側に配置されてもよい。

前記第１電極が前記分離膜シートの第１領域上に安着すると同時に、前記第１上部ノズルは、前記分離膜シートの第２領域上で直線移動し、前記第２電極が前記分離膜シートの第２領域上に安着すると同時に、前記第２上部ノズルは、前記分離膜シートの第１領域上で直線移動することができる。

前記分離膜シートの前記第２領域のうち少なくとも一部に前記第１上部ノズルが前記接着剤を塗布すると同時に、前記分離膜ガイドは、前記第２電極リールに向かう方向に直線移動し、前記分離膜シートの前記第１領域のうち少なくとも一部に前記第２上部ノズルが前記接着剤を塗布すると同時に、前記分離膜ガイドは、前記第１電極リールに向かう方向に直線移動することができる。

前記第１上部ノズルの接着剤塗布が完了すると、前記分離膜ガイドは、前記接着剤が塗布された前記分離膜シートの前記第２領域が前記第１電極をカバーする方向に直線移動し、前記第２上部ノズルの接着剤塗布が完了すると、前記分離膜ガイドは、前記接着剤が塗布された前記分離膜シートの前記第１領域が前記第２電極をカバーする方向に直線移動する。

前記第１電極の下部および前記第２電極の下部にそれぞれ前記接着剤を塗布する下部塗布機を含む。

前記第１電極を吸着して前記分離膜シートの第１領域に安着させる第１ヘッダー；および前記第２電極を吸着して前記分離膜シートの第２領域に安着させる第２ヘッダーをさらに含み、前記第１ヘッダーおよび前記第２ヘッダーは、前記テーブル上に位置する方向に回転往復運動する。

前記第１ヘッダーに前記第１電極が吸着されると、前記下部塗布機は、前記第１電極の下部に前記接着剤を塗布し、前記第２ヘッダーに前記第２電極が吸着されると、前記下部塗布機は、前記第２電極の下部に前記接着剤を塗布する。

前記第１電極を前記テーブルに向けて移送する第１移送装置；および前記第２電極を前記テーブルに向けて移送する第２移送装置をさらに含む。

前記第１移送装置は、前記第１電極に向けて開放されている第１溝を含み、前記下部ノズルが前記第１溝を介して前記第１電極の下部に前記接着剤を塗布し、前記第２移送装置は、前記第２電極に向けて開放されている第２溝を含み、前記下部塗布機が前記第２溝を介して前記第２電極の下部に前記接着剤を塗布する。

本発明の他の一実施例に係る電極アセンブリ製造方法は、第１電極供給ユニットから提供された第１電極シートを切断して複数の第１電極を形成する段階；分離膜供給ユニットから提供された分離膜シートが分離膜ガイドに沿ってテーブルに安着する段階；前記第１電極の下部に下部塗布機が接着剤を塗布する段階；前記第１電極を前記分離膜シートの第１領域に安着する段階；前記分離膜シートの第２領域のうち少なくとも一部に第１上部ノズルが前記接着剤を塗布する段階；および前記分離膜ガイドによってガイドされる折り畳み方向に前記分離膜シートが折り畳まれて、前記接着剤が塗布された前記分離膜シートの前記第２領域が前記第１電極をカバーする段階を含む。

前記第１電極の上部をカバーする段階後に、第２電極供給ユニットから提供された第２電極シートを切断して複数の第２電極を形成する段階；前記第２電極の下部に下部塗布機が接着剤を塗布する段階；前記第２電極を前記分離膜シートの前記第２領域に安着する段階；前記分離膜シートの前記第１領域のうち少なくとも一部に第２上部ノズルが前記接着剤を塗布する段階；および前記分離膜ガイドによってガイドされる折り畳み方向に前記分離膜シートが折り畳まれて、前記接着剤が塗布された前記分離膜シートの前記第１領域が前記第２電極をカバーする段階をさらに含む。

前記テーブルは、前記第１電極供給ユニットと前記第２電極供給ユニットとの間で回転往復運動し、前記分離膜ガイド、前記第１上部ノズル及び前記第２上部ノズルは、前記テーブルを基準に左右に直線往復運動する。

前記第１上部ノズルが前記接着剤を塗布する段階および前記第２上部ノズルが前記接着剤を塗布する段階において、前記第１上部ノズルの端部または前記第２上部ノズルの端部は、前記分離膜シートと隣接する方向に回転運動する。

本発明の他の一実施例に係る電極および分離膜シートが交互に積層されている電極アセンブリであって、前記電極は、第１電極および第２電極を含み、前記分離膜シートは、少なくとも２回折り畳まれることで形成されたジグザグ形態を有し、前記分離膜シートは、前記分離膜シートの第１領域上に前記第１電極が安着した状態で折り畳まれて前記分離膜シートの第２領域が前記第１電極をカバーしており、前記第２領域上に前記第２電極が安着した状態で折り畳まれて前記分離膜シートの前記第１領域が前記第２電極をカバーしており、前記電極と前記分離膜シートとの間に接着層が形成されている。

前記接着層は、第１接着層および第２接着層を含み、前記第１接着層は、前記電極の下部と前記分離膜シートとの間に位置し、前記第２接着層は、前記電極の上部と前記分離膜シートとの間に位置することができる。

本発明の他の一実施例に係る電池セルは、前記で説明した電極アセンブリを含む電池セルとして、電解液と共に前記電極アセンブリを収容する電池ケースを含み、前記接着層は、前記電解液に溶解する。

実施例によると、本発明はＺ－折り畳み型で電極と分離膜シートが積層されており、電極の上部および下部に接着剤が予め塗布されている電極アセンブリ、その製造装置およびその製造方法であって、電極が定位置から離脱することを防止することができる。

本発明の効果が上述した効果に制限されるものではなく、言及されない効果は、本明細書および添付図面から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に明確に理解されるであろう。

本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造方法のフローチャートである。 本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置で分離膜シートの第１領域に第１電極が安着する様子を示した概略図である。 本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置において、第１電極下部に接着剤を塗布する様子を示した概略図である。 本発明の他の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置において、第１電極下部に接着剤を塗布する様子を示した概略図である。 本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置でテーブルが回転移動すると同時に、分離膜ガイドおよび第１上部ノズルが直線移動し、第１上部ノズルが回転しながら第２領域に接着剤を塗布する様子を示した概略図である。 本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置でテーブルが回転移動すると同時に、分離膜ガイドおよび第１上部ノズルが直線移動し、第１上部ノズルが回転しながら第２領域に接着剤を塗布する様子を示した概略図である。 本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置において、分離膜ガイドが反対方向に直線移動しながら、接着剤が塗布された第２領域が第１電極をカバーする様子を示した概略図である。 本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置において、分離膜シートの第２領域に第２電極が安着する様子を示した概略図である。 本発明の一実施例に係る電極アセンブリの断面図である。 本発明の一実施例に係る電池セルの分解斜視図である。

以下、添付の図面を参考して、本発明の様々な実施例について、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ことができるように詳細に説明する。本発明は様々な異なる形態で実施することができ、ここで説明する実施例に限定されない。

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、明細書全体を通じて同一または類似の構成要素については同じ参照符号を付ける。

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したので、本発明が必ずしも図示されたものに限定されない。図面において、複数の層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、一部の層および領域の厚さを誇張して示した。

また、明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とは、これは特に反対になる記載がない限り他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

また、明細書全体において、「平面上」とは、これは対象の部分を上から見た時のことを意味し、「断面上」とは、これは対象の部分を垂直で切った断面を横から見た時のことを意味する。

以下、本発明の実施例に係る電池セル製造方法ついて説明する。

図１は、本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造方法のフローチャートである。図２は、本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置で分離膜シートの第１領域に第１電極が安着する様子を示した概略図である。

本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置は、複数の第１電極が形成される第１電極シートが提供される第１電極供給ユニット、複数の第２電極が形成される第２電極シートが提供される第２電極供給ユニット、前記第１電極または前記第２電極が安着すると折り畳まれて、前記第１電極または前記第２電極をカバーして前記第１電極または前記第２電極と積層される分離膜シートが提供される分離膜供給ユニット、前記第１電極、前記第２電極、および前記分離膜シートが上面に安着するテーブル、前記分離膜シートの折り畳み方向をガイドする分離膜ガイド、および前記テーブルと前記分離膜ガイドとの間に位置する前記分離膜シートの少なくとも一部に接着剤を塗布する一対の上部塗布機を含み、前記テーブルは、前記第１電極供給ユニットと前記第２電極供給ユニットとの間で往復運動し、前記分離膜ガイドおよび前記一対の上部塗布機は、前記テーブルを基準に左右に直線往復運動する。

図１および図２を参照すると、本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造方法は、電極シート１１１１、１１２１を切断して電極１１を形成する段階（Ｓ１０１）；分離膜シート１２２がテーブル１６に安着する段階（Ｓ１０２）；電極１１１２、１１２２の下部に接着剤が塗布される段階（Ｓ１０３）；電極１１１２、１１２２を分離膜シート１２２に安着する段階（Ｓ１０４）；分離膜シート１２２に接着剤が塗布される段階（Ｓ１０５）；および接着剤が塗布された分離膜シート１２２を折り畳んで電極１１１２、１１２２をカバーする段階（Ｓ１０６）を含む。

これにより、本実施例に係る電極アセンブリ製造方法は、Ｚ－折り畳み型で電極１１と分離膜シート１２２を積層する際に、分離膜シート１２２と接する電極１１の上部および下部に接着剤がそれぞれ塗布されており、電極１１が定位置から離脱するのを防止することができる。

以下、図１のフローチャートに図示された各段階を図２～図７を参考にして具体的に説明する。

本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置１は、複数の電極１１が形成される電極シートが巻き出される電極リール１１１、１１２；電極１１が安着すると折り畳まれて、電極１１をカバーして電極１１と積層される分離膜シート１２２が巻き出される分離膜リール１２１；電極１１および分離膜シート１２２が上面に安着するテーブル１６；および分離膜シート１２２の折り畳み方向をガイドする分離膜ガイド１２５；テーブル１６と分離膜ガイド１２５との間に位置する接着剤を塗布する一対の上部ノズル１７を含む。電極リール１１１、１１２は、先に説明した電極供給ユニットの一例において、分離膜リール１２１は、先に説明した分離膜供給ユニットの一例である。また、一対の上部ノズル１７は先に説明した上部塗布機の一例である。

電極リール１１１、１１２は、複数の第１電極１１１２が形成される第１電極シート１１１１が巻き出される、第１電極リール１１１；および複数の第２電極１１２２が形成される第２電極シート１１２１が巻き出される第２電極リール１１２を含むことができる。

電極リール１１１、１１２は、電極シート１１１１、１１２１が巻き取られているリールであり、電極シート１１１１、１１２１が電極リール１１１、１１２から巻き出される。すると、このような電極シート１１１１、１１２１を切断して電極１１を形成する。より具体的に、本実施例によると、第１電極リール１１１は、第１電極シート１１１１が巻き取られたリールであり、第１電極シート１１１１が第２電極リール１１２から巻き出される。また、第２電極リール１１２は、第２電極シート１１２１が巻き取られたリールであり、第２電極シート１１２１が第２電極リール１１２から巻き出される。

ここで、電極シート１１１１、１１２１は、電極集電体上に電極活物質、導電材、およびバインダーのスラリーを塗布した後これを乾燥してプレスして製造することができる。但し、電極シート１１１１、１１２１の製造方法はこれに限定されるものではなく、該当技術分野において一般的に電極シート１１１１、１１２１を製造する方法であれば本実施例に含まれる。

より具体的に、第１電極シート１１１１および第２電極シート１１２１は互いに異なる極性を有する電極活物質を含むことができる。即ち、第１電極１１１２と第２電極１１２２は互いに異なる極性を有する電極１１である。一例として、第１電極１１１２が正極であれば、第２電極１１２２は負極である。他の一例として、第１電極１１１２が負極であれば第２電極１１２２は正極である。

分離膜リール１２１は、分離膜シート１２２が巻き取られたリールであり、分離膜シート１２２が分離膜リール１２１から巻き出される。その後、分離膜シート１２２は、電極シート１１１１、１１２１が切断されて形成された電極１１と積層される。ここで、電極１１と分離膜シート１２２はＺ－折り畳み型で積層される。より具体的に、本実施例は、分離膜シート１２２上に第１電極１１１２が安着すると、一側が折り畳まれて第１電極１１１２をカバーし、第２電極１１２２が安着すると他方が折り畳まれて第２電極１１２２をカバーする。分離膜シート１２２は、ジグザグ形状であってもよい。

テーブル１６は、電極１１および分離膜シート１２２が上面に安着して積層することができる。より好ましくは、テーブル１６の上面は略平坦に形成されており、電極１１および分離膜シート１２２が安定的に積層することができる。

テーブル１６は、第１電極リール１１１と第２電極リール１１２との間に配置することができる。より具体的に、テーブル１６は、第１電極リール１１１と第２電極リール１１２との間で回転往復運動をすることができる。例えば、テーブル１６は、第１電極リール１１１と第２電極リール１１２との間で、底面を基準に０度～１８０度の角度範囲で回転往復運動することができる。但し、テーブル１６の回転角度はこれに限定されるものではなく、様々な角度で回転することができる。

これにより、テーブル１６は、第１電極リール１１１と第２電極リール１１２との間で回転往復運動して、テーブル１６上に電極１１がより迅速に積層することができると共に、分離膜ガイド１２５の分離膜シート１２２の折り畳みを補助できる点で、工程の速度および効率性がより向上することができる。

本実施例に係る電極アセンブリ製造装置１は、第１電極１１１２をテーブル１６に向けて移送する第１移送装置１４１；および第２電極１１２２をテーブル１６に向けて移送する第２移送装置１４２をさらに含むことができる。ここで、第１移送装置１４１は、第１電極リール１１１から巻き出された第１電極シート１１１１が切断されて形成された第１電極１１１２をテーブル１６に向けて移送することができる。また、第２移送装置１４２は、第２電極リール１１２から巻き出された第２電極シート１１２１が切断されて形成された第２電極１１２２をテーブル１６に向けて移送することができる。

これにより、本実施例は、テーブル１６両側で第１電極１１１２および第２電極１１２２が第１移送装置１４１および第２移送装置１４２を介してそれぞれ移送することができて、分離膜シート１２２に第１電極１１１２および第２電極１１２２を交互に積層することが容易になる。

特に、本実施例において、テーブル１６は、第１電極リール１１１と第２電極リール１１２との間で回転往復運動することにより、テーブル１６は、第１移送装置１４１および第２移送装置１４２にそれぞれ隣接するように回転されていることができる。これにより、本実施例は、第１移送装置１４１および第２移送装置１４２から移送される電極１１をテーブル１６上に迅速に積層させることができる。

本実施例に係る電極アセンブリ製造装置１は、電極１１を吸着して分離膜シート１２２に安着させるヘッダー１５１ａ、１５２ａを含むことができる。より具体的に、ヘッダー１５１ａ、１５２ａは、第１電極１１１２を吸着して分離膜シート１２２に安着させる第１ヘッダー１５１ａ、および第２電極１１２２を吸着して分離膜シート１２２に安着させる第２ヘッダー１５２ａをさらに含むことができる。

ここで、第１ヘッダー１５１ａおよび第２ヘッダー１５２ａは、それぞれテーブル１６上に位置する方向に回転往復運動することができる。より具体的に、第１ヘッダー１５１ａおよび第２ヘッダー１５２ａは、テーブル１６の上面と対面する方向に回転往復することができる。

さらに具体的に、第１ヘッダー１５１ａは、第１移送装置１４１でテーブル１６に向けて移送された第１電極１１１２を吸着でき、第２ヘッダー１５２ａは、第２移送装置１４２でテーブル１６に向けて移送された第２電極１１２２を吸着することができる。

特に、本実施例において、テーブル１６は、第１移送装置１４１および第２移送装置１４２にそれぞれ隣接するように回転されており、第１ヘッダー１５１ａおよび第２ヘッダー１５２ａは、テーブル１６に向けて回転往復運動することができる。

これにより、本実施例において、第１ヘッダー１５１ａおよび第２ヘッダー１５２ａは、電極１１を回転往復運動するテーブル１６の上方に移動させることができ、分離膜シート１２２に電極１１を安定的に安着させることができる。

また、ヘッダー１５１ａ、１５２ａは、第１電極１１１２または第２電極１１２２ごとに第１電極１１１２または第２電極１１２２のずれの有無を測定した後、必要に応じて位置を補正して、テーブル１６上に位置した分離膜シート１２２上で所望の位置に正確に安着させることができる。これにより、本実施例において、テーブル１６上に積層整列された電極１１と分離膜シート１２２との間の整列度がより向上することができる。

図２を参照すると、本実施例に係る電極アセンブリ製造装置１において、電極１１は、電極１１の下部の少なくとも一部に接着剤が塗布されている状態で分離膜シート１２２に安着することができる。より具体的に、本実施例は、移送装置１４１、１４２上に位置する際に、電極１１の下部の少なくとも一部に接着剤が塗布されるか、ヘッダー１５１ａ、１５２ａに吸着している際に、電極１１の下部の少なくとも一部に接着剤が塗布されてもよい。

図３は、本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置において、第１電極下部に接着剤を塗布する様子を示した概略図である。図４は、本発明の他の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置において、第１電極下部に接着剤を塗布する様子を示した概略図である。

図３および図４を参照すると、本実施例に係る電極アセンブリ製造装置１は、第１電極１１１２の下部の少なくとも一部に接着剤を塗布する下部ノズル１７３を含むことができる。より具体的に、下部ノズル１７３は、第１電極１１１２の下面の少なくとも一部に接着剤を塗布することができる。これにより、第１電極１１１２の下面に第１接着層１７１０が形成され得る。ここで、下部ノズル１７３は、下部塗布機の一つの例である。

一例として、図３を参照すると、第１ヘッダー１５１ａに第１電極１１１２が吸着されると、下部ノズル１７３は、第１電極の下部の少なくとも一部に接着剤を塗布することができる。

他の一例として、第１移送装置１４１ａは、第１電極１１１２に向けて開放されている第１溝１４１ａ'を含み、下部ノズル１７３が、第１溝１４１ａ'を介して第１電極１１１２の下部の少なくとも一部に接着剤を塗布することができる。ここで、第１移送装置１４１ａは、第１溝１４１ａ'は少なくとも一つ以上形成されていてもよく、複数個の第１溝１４１ａ'は互いに離隔して配置されてもよい。また、図４のように、第１溝１４１ａ'は、第１電極１１１２の幅方向に沿って延びていてもよいが、これに限定されるものではなく様々な方向に延びていてもよい。

但し、これは説明の便宜上第１電極１１１２を例に挙げて説明したものであり、第２電極１１２２の場合も第２ヘッダー１５２ａあるいは第２移送装置１４２で同様に説明することができる。

これにより、本実施例に係る電極アセンブリ製造装置１は、電極１１の移送過程で電極１１の下部の少なくとも一部に接着剤を塗布することができて、工程の便宜性および工程速度を向上させることができるという利点がある。

ここで、前記接着剤は、電極１１の下部に均一に塗布されることが好ましい。ところで、電極１１の下部の全面に接着剤が塗布されると、接着剤の塗布量が過度に多くなり得る。このような場合、接着剤が分離膜シート１２２の外側に流動して他の部分を汚染させることがあり、二次電池が製造された際に電力を生産する機能が円滑でないことがある。

従って、本実施例において、接着剤は、電極１１の下部に点状に塗布するスポット塗布方式または線状に塗布するライン塗布方式で塗布されることが好ましい。即ち、第１接着層１７１０は、スポットパターンまたはラインパターンで形成されることが好ましい。

これとは異なり、接着剤の塗布量が過度に少ないと、セルが移動しながら依然として電極１１が分離膜シート１２２に固定されず、定位置から離脱することがある。従って、接着剤が塗布される領域の間隔が過度に広くないことが好ましい。

また、前記接着剤は、電極１１の表面に塗布され、電極１１と分離膜シート１２２との間の接着力を確保できる最小限の量で塗布することができる。これとは異なり、前記接着剤が分離膜シート１２２上に直接塗布される場合、分離膜シート１２２が前記接着剤のうち一部を吸収して、電極１１と分離膜シート１２２との間の接着力を確保するためにはより多くの量の接着剤を塗布しなければならない問題がある。

一方、前記接着剤は電解液に溶解することができる。より具体的に、電極１１の下部に形成された第１接着層１７１０は電解液に含浸される場合、第１接着層１７１０に含まれた接着剤が電解液に溶解することができる。ここで、接着剤が溶解するとは、電解液内に接着剤が溶け込むことを意味することができる。即ち、電極１１の下部に形成された第１接着層１７１０の領域が減少したり、あるいは第１接着層１７１０が全てなくなり、電極１１の下部に第１接着層１７１０が残らなくなることを意味することになる。

例えば、前記接着剤は、アクリレート系接着剤であってもよい。これにより、本実施例は、前記接着剤としてアクリレート系接着剤を電極１１の下部に塗布することにより、最終電池セルに含まれた電解液内に前記接着剤が溶解して入ることができる。

これにより、本実施例において、第１接着層１７１０は、製造工程上で電極１１を分離膜シート１２２に固定させて定位置からの離脱を防止することができる。これと共に、第１接着層１７１０は、最終電池セルに含まれた電解液に溶解して、電極と分離膜との間のリチウムイオンの移動を妨げることなく、電池セルの性能もより向上することができる。

図５および図６は、本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置でテーブルが回転移動すると同時に、分離膜ガイドおよび第１上部ノズルが直線移動し、第１上部ノズルが回転しながら第２領域に接着剤を塗布する様子を示した概略図である。

図２、図５、および図６を参照すると、一対の上部ノズル１７は、テーブル１６と分離膜ガイド１２５との間に位置する分離膜シート１２２の少なくとも一部に接着剤を塗布する。より具体的に、一対の上部ノズル１７は、分離膜シート１２２の第２領域１２２２の少なくとも一部に接着剤を塗布する第１上部ノズル１７１と、分離膜シート１２２の第１領域１２２１の少なくとも一部に接着剤を塗布する第２上部ノズル１７２を含む。

ここで、分離膜シート１２２の第１領域１２２１とは、前記分離膜シート１２２で第１電極１１１２が付着する領域を指す。場合により、第１領域１２２１は、分離膜シート１２２において、第２電極１１２２をカバーしながら、第１電極１１１２が付着する領域を指す。なお、第２領域１２２２とは、分離膜シート１２２において、第１電極１１１２をカバーしながら、第２電極１１２２が付着する領域を指す。言い換えれば、第１電極１１１２は、分離膜シート１２２の第１領域１２２１上に安着し、第２電極１１２２は、分離膜シート１２２の第２領域１２２２上に安着することができる。

この時、第１上部ノズル１７１は、分離膜シート１２２の第２領域１２２２において、第１電極１１１２をカバーする面に前記接着剤を塗布することができる。即ち、第１上部ノズル１７１は、分離膜シート１２２の第２領域１２２２において、第２電極１１２２が付着する面の反対面に前記接着剤を塗布することができる。

また、第２上部ノズル１７２は、分離膜シート１２２の第１領域１２２１において、第２電極１１２２をカバーする面に前記接着剤を塗布することができる。即ち、第２上部ノズル１７２は、分離膜シート１２２の第１領域１２２１において、第１電極１１１２が付着する面の反対面に前記接着剤を塗布することができる。

また、第１上部ノズル１７１および第２上部ノズル１７２は、分離膜シート１２２を挟んで両側に配置することができる。即ち、第１上部ノズル１７１は、第１電極１１１２の上部を分離膜シート１２２の第２領域１２２２がカバーする前に、第２領域１２２２の少なくとも一部に接着剤を塗布して第２接着層１７５０を形成させることができる。また、第２上部ノズル１７２は、図８で後述されるように、第２電極１１２２の上部を分離膜シート１２２の第１領域１２２１がカバーする前に、第１領域１２２１の少なくとも一部に接着剤を塗布して第２接着層１７５０を形成させることができる。

また、一対の上部ノズル１７は、テーブル１６を基準に左右に直線往復運動することができる。即ち、一対の上部ノズル１７は、テーブル１６の一側から他側に向かう方向またはこれの反対方向に直線運動しながら、分離膜シート１２２の第１領域１２２１または第２領域１２２２の少なくとも一部に接着剤を塗布することができる。

例えば、図２、図５、および図６を参照すると、第１電極１１１２が、分離膜シート１２２の第１領域１２２１上に安着すると同時に、第１上部ノズル１７１は、分離膜シート１２２の第２領域１２２２上で直線移動することができる。ここで、第１上部ノズル１７１は、テーブル１６から離れる方向に直線移動しながら、前記接着剤を第２領域１２２２の少なくとも一部に塗布することができる。また、図８で後述されるように、第２電極１１２２が、分離膜シート１２２の第２領域１２２２上に安着すると同時に、第２上部ノズル１７２は、分離膜シート１２２の第１領域１２２１上で直線移動することができる。ここで、第２上部ノズル１７２は、テーブル１６から離れる方向に直線移動しながら、前記接着剤を第１領域１２２１の少なくとも一部に塗布することができる。

また、一対の上部ノズル１７で塗布される接着剤に関する説明は、先に上述した下部ノズル１７３で塗布される接着剤と同様に説明することができる。

また、一対の上部ノズル１７は、テーブル１６を基準に同時にあるいはそれぞれ左右に往復運動することができる。より好ましくは、一対の上部ノズル１７が、テーブル１６を基準に同時に左右に往復運動することができる。例えば、図５および図６のように第１上部ノズル１７１が、テーブル１６の右側に位置する第１領域１２２１の一側から他側に向けて接着剤を塗布する場合、図８で後述されるように、第２上部ノズル１７２は、テーブル１６の左側に位置する第２領域１２２２の一側から他側に向けて接着剤を塗布することができる。

これにより、本実施例において、一対の上部ノズル１７の接着剤塗布工程の工程時間が減少することができる。また、一対の上部ノズル１７の接着剤塗布工程は、電極１１が分離膜シート１２２に安着する工程と同時に行うことができ、工程効率性がより向上することができる。

また、本実施例において、テーブル１６が、第１電極リール１１１と第２電極リール１１２との間を回転往復運動することにより、一対の上部ノズル１７と分離膜シート１２２との間の位置および／または角度が変更され得る。これにより、一対の上部ノズル１７から分離膜シート１２２に塗布される前記接着剤の塗布間隔および／または塗布量が均一になり得る。

本発明の他の一実施例によると、図５および図６のように、一対の上部ノズル１７が、それぞれ分離膜シート１２２上に接着剤を塗布する際に、第１上部ノズル１７１の端部または第２上部ノズル１７２の端部は、分離膜シート１２２と隣接する方向に回転運動することができる。一対の上部ノズル１７は、第１上部ノズル１７１の端部または第２上部ノズル１７２の端部が分離膜シート１２２の上面と対面する方向に回転運動することができる。言い換えれば、一対の上部ノズル１７は、第１上部ノズル１７１の端部または第２上部ノズル１７２の端部と分離膜シート１２２の上面との間の角度がそれぞれ調節され得る。

例えば、一対の上部ノズル１７は回転して、第１上部ノズル１７１の端部または第２上部ノズル１７２の端部と分離膜シート１２２の上面との間の角度が一定になるように調節することができる。但し、一対の上部ノズル１７の回転角度がこれに限定されるものではなく、前記接着剤の塗布間隔が均一になる角度であれば本実施例に含まれる。

また、図２、図５および図６では図示されていないが、一対の上部ノズル１７は、第１上部ノズル１７１の端部または第２上部ノズル１７２の端部が、分離膜シート１２２と隣接する方向に位置が移動することができる。

例えば、一対の上部ノズル１７は、位置が移動して、第１上部ノズル１７１の端部または第２上部ノズル１７２の端部と分離膜シート１２２の上面との間の高さの差が一定になるように調節することができる。但し、一対の上部ノズル１７の位置がこれに限定されるものではなく、前記接着剤の塗布間隔が均一になる位置であれば本実施例に含まれる。

これにより、本実施例は、一対の上部ノズル１７の角度あるいは位置を調節して、一対の上部ノズル１７から塗布される前記接着剤の塗布間隔および／または塗布量をより均一にすることができ、品質もより向上させることができる。

図７は、本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置において、分離膜ガイドが反対方向に直線移動しながら、接着剤が塗布された第２領域が第１電極をカバーする様子を示した概略図である。

図５～図７を参照すると、本実施例において、分離膜シート１２２は、分離膜ガイド１２５により折り畳み方向がガイドされる。より具体的に、分離膜ガイド１２５は、テーブル１６を基準に左右に直線往復運動することができる。

例えば、分離膜ガイド１２５は、一対のロールが水平に配列されている形態を有することができ、前記一対のロールの間に分離膜シート１２２が挿入されていてもよい。但し、分離膜ガイド１２５の形態はこれに限定されたものでなく、分離膜シート１２２の折り畳み方向を制御できる形態であれば本実施例に含まれる。

また、分離膜ガイド１２５は、一対の上部ノズル１７を基準に上部および下部にそれぞれ位置することができる。但し、分離膜ガイド１２５の位置および個数はこれに限定されたものでなく、分離膜シート１２２の折り畳み方向を制御できる位置および個数であれば本実施例に含まれる。

ここで、分離膜ガイド１２５は、一対の上部ノズル１７と共にテーブル１６を基準に同時に左右に往復運動するか、分離膜ガイド１２５と一対の上部ノズル１７がそれぞれ左右で往復運動することができる。

より好ましくは、分離膜シート１２２の第２領域１２２２の少なくとも一部に第１上部ノズル１７１が前記接着剤を塗布すると同時に、分離膜ガイド１２５は、第２電極リール１１２あるいは第２移送装置１４２に向ける方向に直線移動する。また、図８で後述されるように、分離膜シート１２２の第１領域１２２１の少なくとも一部に、第２上部ノズル１７２が前記接着剤を塗布すると同時に、分離膜ガイド１２５は、第１電極リール１１１あるいは第１移送装置１４１に向ける方向に直線移動することができる。

これにより、分離膜ガイド１２５は、分離膜シート１２２で第１上部ノズル１７１または第２上部ノズル１７２から接着剤が塗布される領域を形成し、分離膜ガイド１２５は、一対の上部ノズル１７の接着剤塗布工程を補助することができる。

また、分離膜ガイド１２５はテーブル１６を基準に第１移送装置１４１および第２移送装置１４２に向けて直線往復運動をする際に、分離膜シート１２２が分離膜ガイド１２５の移動方向に沿って折り畳まれて、分離膜シート１２２が電極１１をカバーすることができる。

例えば、図７を参照すると、第１電極１１１２が、分離膜シート１２２の第１領域１２２１上に安着した状態で、分離膜ガイド１２５は、第１移送装置１４１に向けて直線運動して、分離膜シート１２２の第２領域１２２２が第１電極１１１２の上部をカバーすることができる。

より具体的に、図６のように第１上部ノズル１７１の接着剤塗布が完了すると、図７のように分離膜ガイド１２５は、前記接着剤が塗布された分離膜シート１２２の第２領域１２２２が第１電極１１１２をカバーする方向に直線移動する。これと同様に、第２上部ノズル１７２の接着剤塗布が完了すると、分離膜ガイド１２２は、前記接着剤が塗布された分離膜シート１２２の第１領域１２２１が第２電極１１２２をカバーする方向に直線移動する。

これにより、本実施例において、分離膜ガイド１２５は、一対の上部ノズル１７の接着剤塗布工程を補助しながらも、分離膜シート１２２の折り畳み工程を行うことができ、工程時間が減少して、工程効率性がより向上することができる。

図８は、本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造装置において、分離膜シートの第２領域に第２電極が安着する様子を示した概略図である。

図２および図８を参照すると、本実施例に係る電極アセンブリ製造装置１において、第１電極１１１２と類似するように、テーブル１６は、第２電極リール１１２または第２移送装置１４２に向けて回転往復運動をすることができる。この時、第２電極１１２２は、第２ヘッダー１５２ａに吸着して回転往復運動をすることができる。例えば、図８のように、第２ヘッダー１５２ａに第２電極１１２２が吸着した状態で、第２ヘッダー１５２ａがテーブル１６上部に位置するように回転運動することができる。この時、第２電極１１２２は、分離膜シート１２２の第２領域１２２２上に安着することができる。それ以外に、第２電極１１２２および第２ヘッダー１５２ａに関する説明は先に説明した第１上部ノズル１７１と同様に説明することができる。

また、第１上部ノズル１７１と類似するように、第２上部ノズル１７２は、テーブル１６を基準に直線往復運動をすることができる。例えば、第２上部ノズル１７２は、テーブル１６の右側に位置する第１領域１２２１の一側から他側に向かって移動するにつれ、第１領域１２２１の少なくとも一部に接着剤を塗布することができる。それ以外に、第２上部ノズル１７２に関する説明は先に説明した第１上部ノズル１７１と同様に説明することができる。

このような電極アセンブリ製造装置１を使用して、本発明の一実施例に係る単位セル製造方法を次のように行うことができる。

まず、図１および図２を参照すると、第１電極シート１１１１が、第１電極リール１１１から巻き出されると、第１カッ夕１３１が第１電極シート１１１１を切断して、複数の第１電極１１１２が形成される（Ｓ１０１）。

一方、分離膜リール１２１から分離膜シート１２２が巻き出されると、テーブル１６の上面に安着する（Ｓ１０２）。この時、テーブル１６は、分離膜シート１２２が安着した状態で第１電極リール１１１または第１移送装置１４１に向けて回転運動をすることができる。

また、第１電極１１１２の下部に、下部ノズル１７３が接着剤を塗布する（Ｓ１０３）。一例として、図３のように、第１ヘッダー１５１ａが第１電極１１１２を吸着した状態で、第１電極１１１２の下部に下部ノズルが接着剤を塗布する。他の一例として、図４のように、第１移送装置１４１が第１電極１１１２を移送させながら、第１電極１１１２の下部に下部ノズル１７３が接着剤を塗布する。

また、図１および図２を参照すると、第１ヘッダー１５１ａは、第１電極１１１２を吸着した状態で、テーブル１６上に回転移動することができる。なお、テーブル１６の上方に第１ヘッダー１５１ａが位置すると、図２に図示したように、第１ヘッダー１５１ａは、分離膜シート１２２の第１領域１２２１に第１接着層１７１０が形成されている第１電極１１１２を安着させる（Ｓ１０４）。

また、図１、図５、および図６を参照すると、分離膜シート１２２の第１領域１２２１に第１電極１１１２が安着すると、第１上部ノズル１７１が、分離膜シート１２２の第２領域１２２２に接着剤を塗布することができる（Ｓ１０５）。ここで、第１上部ノズル１７１は、第２移送装置１４２に向かって移動するにつれ、分離膜シート１２２の第２領域１２２２に第２接着層１７５０を形成することができる。この時、分離膜ガイド１２５と第１上部ノズル１７１は共に直線移動することができる。

また、図１および図７を参照すると、分離膜シート１２２の第２領域１２２２に第２接着層１７５０の少なくとも一部が形成された状態で、分離膜ガイド１２５は、第１移送装置１４１に向かう方向に移動して、分離膜シート１２２の一側が折り畳まれて、分離膜シート１２２の第２領域１２２２が第１電極１１１２をカバーする（Ｓ１０６）。

一方、図２のように、第２電極シート１１２１が第２電極リール１１２から巻き出されると、第２カッ夕１３２が第２電極シート１１２１を切断する。すると、複数の第２電極１１２２が形成される。第２移送装置１４２が第２電極１１２２を移送させると、第２ヘッダー１５２ａが第２電極１１２２を吸着する。ここで、第１電極１１１２のように、第２電極１１２２の下部は、下部ノズル１７３から接着剤が塗布されて形成された第１接着層１７１０が位置することができる。

尚、図８のように、テーブル１６は、分離膜シート１２２の第２領域１２２２が安着した状態で、第２電極リール１１２または第２移送装置１４２に向けて回転運動をすることができる。この時、分離膜シート１２２の第２領域１２２２が第１電極１１１２をカバーしていると、第２電極１１２２を吸着している第２ヘッダー１５２ａは、第２領域１２２２の上部に向かって移動して、第２領域１２２２の上部に第２電極１１２２を安着させる。

尚、図８のように、分離膜シート１２２の第１領域１２２１に第２上部ノズル１７２が接着剤を塗布する。ここで、第２上部ノズル１７２は、第１移送装置１４１に向かって移動するにつれ、分離膜シート１２２の第１領域１２２１に第２接着層１７５０を形成することができる。この時、分離膜ガイド１２５と第２上部ノズル１７２は共に直線移動することができる。

その後、分離膜シート１２２の第１領域１２２１に第２接着層１７５０の少なくとも一部が形成された状態で、分離膜ガイド１２５が、第２移送装置１４２に向かう方向に移動して、分離膜シート１２２の他方が折り畳まれて、分離膜シート１２２の第１領域１２２１が第２電極１１２２をカバーする。

即ち、前記の過程を繰り返すことで、本発明の一実施例に係る電極アセンブリ製造方法を行うことができる。

このような本発明の実施例に係る電極アセンブリの製造方法を行うと、Ｚ－折り畳み型で電極１１と分離膜シート１２２を積層する際に、電極１１の上部および下部にそれぞれ接着剤が塗布されて、電極１１が定位置から離脱するのを防止することができる。

図９は、本発明の一実施例に係る電池セルの分解斜視図である。

図８および図９を参照すると、本発明の他の一実施例に係る電極および分離膜シートが交互に積層されている電極アセンブリ１０において、電極１１は、第１電極１１１２および第２電極１１２２を含み、分離膜シート１２２は、少なくとも２回折り畳まれることで形成されたジグザグ形態を有する。

ここで、分離膜シート１２２は、分離膜シート１２２の第１領域１２２１上に第１電極１１１２が安着した状態で折り畳まれて、分離膜シート１２２の第２領域１２２２が第１電極１１をカバーしている。また、分離膜シート１２２の第２領域１２２２上に第２電極１１２２が安着した状態で折り畳まれて、分離膜シート１２２の第１領域１２２１が第２電極１１２２をカバーしている。

特に、本実施例に係る電極アセンブリ１０は、分離膜シート１２２の第１領域１２２１または第２領域１２２２上に電極１１が一つずつ積層されてもよい。この時、電極１１は、ずれの有無を測定した後、必要に応じて位置が補正された状態で分離膜シート１２２上の正確な位置に積層されてもよい。これにより、本実施例に係る電極アセンブリ１０は、電極１１と分離膜シート１２２との間の整列度がより向上することができる。

ここで、電極１１と分離膜シート１２２との間に接着層１７００が形成されている。より具体的に、接着層１７００は、第１接着層１７１０および第２接着層１７５０を含む。第１接着層１７１０は、電極１１の下部と分離膜シート１２２との間に位置し、第２接着層１７５０は、電極１１の上部と分離膜シート１２２との間に位置することができる。

例えば、第１接着層１７１０および第２接着層１７５０は、それぞれ複数のドット形態で接着剤が塗布されて形成されてもよい。但し、先に電池セル製造装置１で説明した通り、第１接着層１７１０および第２接着層１７５０の形態はこれに限定されるものではなく、様々な形態で形成することができる。

これにより、本実施例に係る電極アセンブリ１０は、電極１１と分離膜シート１２２との間に接着層１７００が形成されて、接着力が過度に低い低価の分離膜の場合でも電極１１と分離膜が互いに安定的に固定することができて、電極１１が定位置から離脱するのを防止することができる。これと共に、本実施例の電極アセンブリ１０は、一つの分離膜シート１２２が折り畳まれる形態で電極１１の上部および下部をカバーして、電極１１の整列度および工程の効率性がより向上することができる。

また、従来のようにラミネーティング工程を行う必要がなく、高い熱と圧力によって発生する工程上の不良率を抑えることができる。尚、ラミネータを除去することができるので、製造装置の体積が減少して製造工程が簡素化される。

本明細書において説明する実施例に係る分離膜は、ＣＣＳ（Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃｏａｔｅｄ Ｓｅｐａｒａｔｏｒ）であってもよい。一般に分離膜は、反物フィルムと前記反物フィルムの少なくとも一面にコーティング層が形成されているが、前記コーティング層は、アルミナ粉とこれらをかたまりにするバインダーを含むことができる。ＳＲＳ（Ｓａｆｅｔｙ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｓｅｐａｒａｔｏｒ）は、前記コーティング層の表面にバインダーが多量コーティングされているが、ＣＣＳは、前記コーティング層の表面にバインダーがコーティングされていないか、ＳＲＳに比べて表面に分布するバインダーの含有量がずっと低いことがある。例えば、本実施例に係るＣＣＳ分離膜の場合、分離膜のコーティング層の表面にコーティングされたバインダーの含有量が略３ｗｔ％以下であってもよい。例えば、分離膜のコーティング層の表面にコーティングされたバインダーの含有量が、略２ｗｔ％以下または略１ｗｔ％以下であってもよい。

分離膜がＣＣＳである場合には、電極アセンブリに含まれた内部電極が固定されなかった状態で移送するので、移送中に整列が乱れる可能性がある。もちろん、分離膜がＣＣＳである場合、熱と圧力で固定させることもできるが、電極と分離膜の積層体を形成した後、熱と圧力の固定装置で移送する過程においても内部電極の整列が乱れることがある。また、熱と圧力で電極と分離膜を付けるためには、バインダーの含有量が高い高価な分離膜を使用しなければならない短所もある。これに対して、本実施例によれば、移送中に内部電極の整列が乱れるのを防止しながら、固定力を高めることができる。

図１０は、本発明の一実施例に係る電池セルの分解斜視図である。

図２、図９および図１０を参照すると、本発明の他の一実施例に係る電池セルは、前記で説明した電極アセンブリ１０を含む電池セルであって、電解液と共に電極アセンブリ１０を収容する電池ケース５０を含み、接着層１７００は、前記電解液に溶解する。

ここで、電極アセンブリ１０の外側には、固定テープ３０などの固定部材が付着していてもよい。これにより、電極１１と分離膜シート１２２の積層整列状態が維持される。このような、固定テープ３０が付着している電極アセンブリ１０を最終電極アセンブリ２０と命名することができる。

電池ケース５０は、電極アセンブリ１０あるいは最終電極アセンブリ２０が装着される収納部６０、および収納部６０の外周辺を密封させるシーリング部７０を含む。例えば、電池ケース５０は、樹脂層と金属層を含むラミネートシートであってもよい。より具体的に、電池ケース５０は、ラミネートシートからなっており、最外郭をなす外側樹脂層、物質の貫通を防止する遮断性金属層、および密封のための内側樹脂層で構成されてもよい。

また、電池ケース５０の収納部６０は、電極アセンブリ１０と共に電解液を受容することができる。ここで、電極アセンブリ１０に含まれた接着層１７００が電解液内に溶解することができる。特に、本実施例に係る電池セルは、フォーメーション工程のような活性化工程において、高温および／または加圧条件で電極アセンブリ１０に含まれた接着層１７００が電解液内に溶解することができる。

より具体的に、本実施例に係る電池セルにおいて、電極アセンブリ１０の電極１１と分離膜シート１２２との間に形成された接着層１７００は、電解液内に溶解する場合、電極１１の表面には、接着剤１４が殆ど残っていないか、または全てなくなっていることがあうる。

これとは異なり、分離膜シート１２２は、一般に多孔質シートである点で、接着剤１４の一部が分離膜シート１２２に浸透していることがある。しかし、分離膜シート１２２に浸透した接着層１７００の場合にも、電解液内に大部分溶解したり、全て溶解していることがあり、この過程で分離膜シート１２２に接着層１７００の塗布跡が残っていることがある。

ここで、接着層１７００の塗布跡とは、接着層１７００に含まれた接着剤成分が残っていないが、分離膜シート１２２の外面のうち一部が接着層１７００によって変形したものを意味することになる。但し、これに限定されるものではなく、接着層１７００の塗布跡は、肉眼で接着剤の塗布の有無を確認できる跡のように、様々な方式で接着剤の塗布の有無を確認できる跡を意味することができる。これにより、分離膜シート１２２に形成された接着層１７００の塗布跡は、接着剤が塗布されている位置と同じ位置に形成することができる。

これにより、本実施例に係る電池セルは、接着層１７００が電極１１または分離膜シート１２２の表面において全て溶解して、接着層１７００による未反応領域が消えて性能低下が防止され、優れた電池性能を実現することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。

１：セル製造装置
１１：電極
１６：テーブル
１７：ノズル
１１１：第１電極リール
１１２：第２電極リール
１２１：分離膜リール
１２２：分離膜シート
１２５：分離膜ガイド
１３１：第１カッ夕
１３２：第２カッ夕
１４１：第１移送装置
１４２：第２移送装置
１５１ａ：第１ヘッダー
１５２ａ：第２ヘッダー
１７１：第１上部ノズル
１７２：第２上部ノズル
１１１１：第１電極シート
１１１２：第１電極
１１２１：第２電極シート
１１２２：第２電極
１２２１：第１領域
１２２２：第２領域
１７１０：第１接着層
１７５０：第２接着層

Claims (20)

1. 複数の第１電極が形成される第１電極シートが提供される第１電極供給ユニット；
   複数の第２電極が形成される第２電極シートが提供される第２電極供給ユニット；
   前記第１電極または前記第２電極が安着すると折り畳まれて、前記第１電極または前記第２電極をカバーして、前記第１電極または前記第２電極と積層される分離膜シートが提供される分離膜供給ユニット；
   電極アセンブリを形成するために、前記第１電極と前記第２電極との間に折り畳まれる前記分離膜シートを有するように前記第１電極および前記第２電極を上面に安着するテーブル；
   前記分離膜シートの折り畳み方向をガイドする分離膜ガイド；および
   前記テーブルと前記分離膜ガイドとの間に位置する前記分離膜シートの少なくとも一部に接着剤を塗布する一対の上部塗布機を含み、
   前記テーブルは、前記第１電極供給ユニットと前記第２電極供給ユニットとの間で回転往復運動し、
   前記分離膜ガイドおよび前記一対の上部塗布機は、前記テーブルを基準に左右に直線往復運動する、電極アセンブリ製造装置。
2. 前記第１電極は、前記分離膜シートの第１領域上に安着し、
   前記第２電極は、前記分離膜シートの第２領域上に安着する、請求項１に記載の電極アセンブリ製造装置。
3. 前記一対の上部塗布機は、第１上部ノズルおよび第２上部ノズルを含み、
   前記第１上部ノズルは、前記分離膜シートの前記第２領域のうち少なくとも一部に前記接着剤を塗布し、
   前記第２上部ノズルは、前記分離膜シートの前記第１領域のうち少なくとも一部に前記接着剤を塗布する、請求項２に記載の電極アセンブリ製造装置。
4. 前記一対の上部塗布機がそれぞれ前記分離膜シート上に前記接着剤を塗布する際に、前記第１上部ノズルの端部または前記第２上部ノズルの端部は、前記分離膜シートと隣接する方向に回転運動する、請求項３に記載の電極アセンブリ製造装置。
5. 前記第１上部ノズルおよび前記第２上部ノズルは、前記分離膜ガイドを挟んで両側に配置される、請求項３に記載の電極アセンブリ製造装置。
6. 前記第１電極が前記分離膜シートの第１領域上に安着すると同時に、前記第１上部ノズルは、前記分離膜シートの第２領域上で直線移動し、
   前記第２電極が前記分離膜シートの第２領域上に安着すると同時に、前記第２上部ノズルは、前記分離膜シートの第１領域上で直線移動する、請求項３に記載の電極アセンブリ製造装置。
7. 前記分離膜シートの前記第２領域のうち少なくとも一部に前記第１上部ノズルが前記接着剤を塗布すると同時に、前記分離膜ガイドは、前記第２電極供給ユニットに向かう方向に直線移動し、
   前記分離膜シートの前記第１領域のうち少なくとも一部に前記第２上部ノズルが前記接着剤を塗布すると同時に、前記分離膜ガイドは、前記第１電極供給ユニットに向かう方向に直線移動する、請求項６に記載の電極アセンブリ製造装置。
8. 前記第１上部ノズルの接着剤塗布が完了すると、前記分離膜ガイドは、前記接着剤が塗布された前記分離膜シートの前記第２領域が前記第１電極をカバーする方向に直線移動し、
   前記第２上部ノズルの接着剤塗布が完了すると、前記分離膜ガイドは、前記接着剤が塗布された前記分離膜シートの前記第１領域が前記第２電極をカバーする方向に直線移動する、請求項７に記載の電極アセンブリ製造装置。
9. 前記第１電極の下部および前記第２電極の下部にそれぞれ前記接着剤を塗布する下部塗布機を含む、請求項１に記載の電極アセンブリ製造装置。
10. 前記第１電極を吸着して前記分離膜シートの第１領域に安着させる第１ヘッダー；および
    前記第２電極を吸着して前記分離膜シートの第２領域に安着させる第２ヘッダーをさらに含み、
    前記第１ヘッダーおよび前記第２ヘッダーは、前記テーブル上に位置する方向に回転往復運動する、請求項９に記載の電極アセンブリ製造装置。
11. 前記第１ヘッダーに前記第１電極が吸着されると、前記下部塗布機は、前記第１電極の下部に前記接着剤を塗布し、
    前記第２ヘッダーに前記第２電極が吸着されると、前記下部塗布機は、前記第２電極の下部に前記接着剤を塗布する、請求項１０に記載の電極アセンブリ製造装置。
12. 前記第１電極を前記テーブルに向けて移送する第１移送装置；および
    前記第２電極を前記テーブルに向けて移送する第２移送装置をさらに含む請求項９に記載の電極アセンブリ製造装置。
13. 前記第１移送装置は、前記第１電極に向けて開放されている第１溝を含み、前記下部塗布機が前記第１溝を介して前記第１電極の下部に前記接着剤を塗布し、
    前記第２移送装置は、前記第２電極に向けて開放されている第２溝を含み、前記下部塗布機が前記第２溝を介して前記第２電極の下部に前記接着剤を塗布する、請求項１２に記載の電極アセンブリ製造装置。
14. 第１電極供給ユニットから提供された第１電極シートを切断して複数の第１電極を形成する段階；
    分離膜供給ユニットから提供された分離膜シートが分離膜ガイドに沿ってテーブルに安着する段階；
    前記第１電極の下部に下部塗布機が接着剤を塗布する段階；
    前記第１電極を前記分離膜シートの第１領域に安着する段階；
    前記分離膜シートの第２領域のうち少なくとも一部に第１上部ノズルが前記接着剤を塗布する段階；および
    前記分離膜ガイドによってガイドされる折り畳み方向に前記分離膜シートが折り畳まれて、前記接着剤が塗布された前記分離膜シートの前記第２領域が前記第１電極をカバーする段階を含む電極アセンブリ製造方法。
15. 前記第１電極の上部をカバーする段階後に、
    第２電極供給ユニットから提供された第２電極シートを切断して複数の第２電極を形成する段階；
    前記第２電極の下部に下部塗布機が接着剤を塗布する段階；
    前記第２電極を前記分離膜シートの前記第２領域に安着する段階；
    前記分離膜シートの前記第１領域のうち少なくとも一部に第２上部ノズルが前記接着剤を塗布する段階；および
    前記分離膜ガイドによってガイドされる折り畳み方向に前記分離膜シートが折り畳まれて、前記接着剤が塗布された前記分離膜シートの前記第１領域が前記第２電極をカバーする段階をさらに含む請求項１４に記載の電極アセンブリ製造方法。
16. 前記テーブルは、前記第１電極供給ユニットと前記第２電極供給ユニットとの間で回転往復運動し、
    前記分離膜ガイド、前記第１上部ノズル及び前記第２上部ノズルは、前記テーブルを基準に左右に直線往復運動する、請求項１５に記載の電極アセンブリ製造方法。
17. 前記第１上部ノズルが前記接着剤を塗布する段階および前記第２上部ノズルが前記接着剤を塗布する段階において、
    前記第１上部ノズルの端部または前記第２上部ノズルの端部は、前記分離膜シートと隣接する方向に回転運動する、請求項１６に記載の電極アセンブリ製造方法。
18. 電極および分離膜シートが交互に積層されている電極アセンブリであって、
    前記電極は、第１電極および第２電極を含み、
    前記分離膜シートは、少なくとも２回折り畳まれることで形成されたジグザグ形態を有し、
    前記分離膜シートは、前記分離膜シートの第１領域上に前記第１電極が安着した状態で折り畳まれて、前記分離膜シートの第２領域が前記第１電極をカバーしており、前記第２領域上に前記第２電極が安着した状態で折り畳まれて、前記分離膜シートの前記第１領域が前記第２電極をカバーしており、
    前記電極と前記分離膜シートとの間に接着層が形成されており、
    前記接着層は、電池セルでの使用のために電解液に溶解する、電極アセンブリ。
19. 前記接着層は、第１接着層および第２接着層を含み、
    前記第１接着層は、前記電極の下部と前記分離膜シートとの間に位置し、
    前記第２接着層は、前記電極の上部と前記分離膜シートとの間に位置する、請求項１８に記載の電極アセンブリ。
20. 請求項１８に記載の電極アセンブリを含む電池セルであって、
    電解液と共に前記電極アセンブリを収容する電池ケースを含み、
    前記接着層は、前記電解液に溶解する、電池セル。

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