JP7801034B2 - 電極組立体、電極組立体の製造装置、および電極組立体の製造方法 - Google Patents

Description

本出願は、２０２２年３月１５日付にて韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０－２０２２－００３２１１２号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に含まれる。

本発明は、電極組立体、電極組立体の製造装置、および電極組立体の製造方法に関する。

二次電池は、一次電池とは異なり、再充電が可能であり、また小型および大容量化の可能性のため、近年盛んに研究開発されている。モバイル機器に対する技術開発と需要が増加するにつれて、エネルギー源としての二次電池の需要が急激に増加している。

二次電池は、電池ケースの形状に応じて、コイン型電池、円筒型電池、角型電池、パウチ型電池に分類される。二次電池において電池ケースの内部に取り付けられる電極組立体は、電極および分離膜の積層構造からなる充放電が可能な発電素子である。

電極組立体は、活物質が塗布されたシート型の正極と負極との間に分離膜を介在して巻き取ったゼリーロール（Ｊｅｌｌｙ－ｒｏｌｌ）型、多数の正極と負極を分離膜が介在された状態で順次積層したスタック型、およびスタック型の単位セルを長い長さの分離フィルムで巻き取ったスタックアンドフォールディング型に大体分類することができる。

ここで、スタックアンドフォールディング型の電極組立体において、分離膜はジグザグにフォールディングされて電極がその間に位置された形態であり、多数の電極を用いて、電極組立体が製造される。

この過程において、前記電極と分離膜との接着力を確保するために、熱と圧力を加える。但し、多数の電極を用いるため、電極と分離膜との接着力を確保するための熱と圧力を加える際に、長い時間が必要となり、電極の間の温度の不均一性によって電極組立体の性能の不均一性が発生するという問題が発生した。

このような問題を解決するために、熱源（または発熱体）が電極に物理的に直接接触して加熱する接触式ヒータによって個別的に電極を加熱して積層する方法が導入されて適用されている。しかしながら、接触式ヒータを用いる場合、電極組立体内のすべての電極を同じ温度で加熱しなければならない。すなわち、接触式ヒータによって個別的に電極を加熱して供給しながら、電極および分離膜を積層しても、相変らず積層した後に前記電極および分離膜を含む積層物を移送する過程などで発生する熱損失（冷却）および前記積層物を最終的な電極組立体に完成するために追加的に加熱する過程で、外部加熱による電極の間の温度の均一性を確保しにくく、電極組立体の性能の不均一性が発生するという問題がある。すなわち、電極の間の加温偏差が発生して、電極および分離膜の接着力および通気度などの電極組立体の性能が不均一になるという問題がある。

したがって、所定の温度範囲を保持することができるように、必要な場合のみ、電極を個別的に加熱する方法が必要な状況である。

韓国公開特許 第１０－２０１３－０１３２２３０号

本発明は、電極組立体、電極組立体の製造装置、および電極組立体の製造方法を提供するためのものである。

本発明の一実施態様は、第１電極、分離膜、および第２電極を含む電極組立体を製造する装置であって、前記第１電極、分離膜、および第２電極が積層されて、前記第１電極、分離膜、および第２電極を含む積層物が載置されるスタックテーブル；前記分離膜を前記スタックテーブルに供給する分離膜供給部；前記第１電極を前記スタックテーブルに供給するための第１電極供給部；前記第２電極を前記スタックテーブルに供給するための第２電極供給部；前記第１電極供給部から供給された前記第１電極を前記スタックテーブルに積層させる第１電極スタック部；および前記第２電極供給部から供給された前記第２電極を前記スタックテーブルに積層させる第２電極スタック部を含み、前記第１電極供給部、前記第２電極供給部、前記第１電極スタック部、および前記第２電極スタック部の少なくとも一つは、加熱対象と物理的に直接接触せず、前記加熱対象を加熱する非接触式ヒータ（Ｈｅａｔｅｒ）を含み、前記非接触式ヒータによって前記第１電極および前記第２電極をそれぞれ加熱する、電極組立体の製造装置を提供する。

また、本発明の一実施態様は、第１電極、分離膜、および第２電極を含む電極組立体の製造方法であって、前記分離膜を加熱しながらスタックテーブルに供給して積層する段階；前記第１電極を、加熱対象と物理的に直接接触せずに前記加熱対象を加熱する非接触式ヒータで加熱し、前記スタックテーブルに供給して積層する段階；および前記第２電極を、加熱対象と物理的に直接接触せずに前記加熱対象を加熱する非接触式ヒータで加熱し、前記スタックテーブルに供給して積層する段階を含み、前記スタックテーブルは、前記第１電極、前記分離膜、および前記第２電極を含む積層物が載置されるものである、電極組立体の製造方法を提供する。

最後に、本発明の一実施態様は、第１電極、分離膜、および第２電極を含む電極組立体であって、前記第１電極、前記分離膜、および前記第２電極は、積層軸に沿って積層されており、前記電極組立体の中間に積層された分離膜の厚さは、前記電極組立体の最外郭に積層された分離膜の厚さの１倍～１．０９倍である、電極組立体を提供する。

本出願の実施態様による電極組立体の製造装置および電極組立体の製造方法は、それぞれの電極に対して選別的に必要な場合のみに加熱することができるため、電極組立体を製造する時間を短縮することができる。

本出願の実施態様による電極組立体の製造装置および電極組立体の製造方法は、選別的に必要な場合のみに電極の温度を特定温度範囲に調節することができるので、電極の間の温度偏差を低減させることができ、性能が均一な電極組立体を提供することができる。

本出願の実施態様による電極組立体の製造装置および電極組立体の製造方法は、それぞれの電極に対して温度をそれぞれ異なるように加熱することができるので、電極組立体の製造過程において電極を含む積層物を移送する過程で発生する冷却、および完成された電極組立体を製造するために、電極および分離膜を含む積層物を加圧および加熱するための外部加熱などを用いることによる電極の間の温度の不均一性（加温偏差）を低減させることができるため、性能が均一な電極組立体を提供することができる。

本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置を例示的に示した正面図である。 本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の概念を示した平面図である。 本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置によって製造される電極組立体を例示的に示した断面図である。 本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置のプレス部を示した斜視図である。 本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置のプレス部が積層物を加圧する状態を例示的に示した斜視図である。 本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置のスタックテーブルを示した斜視図である。 本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の分離膜供給部を示した斜視図である。 本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の第１電極安着テーブルを示した斜視図である。 本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の第２電極安着テーブルを示した斜視図である。 本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の第１サクションヘッドを示した斜視図、底面図及び断面図である。 本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の第１サクションヘッドを示した底面図である。 本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置のホールディング機構およびスタックテーブルを示した平面図である。 本発明の他の実施態様による電極組立体の製造装置の概念を示した正面図である。 図１４の（ａ）は、本発明の一実施態様による第１プレス部５０を示した斜視図であり、図１４の（ｂ）は、本発明の一実施態様による第２プレス部６０を示した斜視図である。 図１５の（ａ）は、比較例１の電極組立体を示す撮影イメージであり、図１５の（ｂ）は、実施例１の電極組立体を示す撮影イメージである。

１０ ・・・電極組立体
１１ ・・・第１電極
１１ａ ・・・第１電極タブ
１２ ・・・第２電極
１２ａ ・・・第２電極タブ
１４ ・・・分離膜
５１ ・・・グリッパー
５１ａ ・・・本体
５１ｂ ・・・固定部
１００、２００ ・・・電極組立体の製造装置
１１０ ・・・スタックテーブル
１１１ ・・・テーブル本体
１１２ ・・・スタックテーブルヒータ
１２０ ・・・分離膜供給部
１２１ ・・・分離膜ヒーティング部
１２１ａ ・・・本体
１２１ｂ ・・・分離膜ヒータ
１２２ ・・・分離膜ロール
１３０ ・・・第１電極供給部
１３１ ・・・第１電極安着テーブル
１３２ ・・・第１電極ヒータ
１３３ ・・・第１電極ロール
１３４ ・・・第１カッター
１３５ ・・・第１コンベヤーベルト
１３６ ・・・第１電極供給ヘッド
１４０ ・・・第２電極供給部
１４１ ・・・第２電極安着テーブル
１４２ ・・・第２電極ヒータ
１４３ ・・・第２電極ロール
１４４ ・・・第２カッター
１４５ ・・・第２コンベヤーベルト
１４６ ・・・第２電極供給ヘッド
１５０ ・・・第１電極スタック部
１５１ ・・・第１サクションヘッド
１５１ａ ・・・真空吸入口
１５１ｂ ・・・底面
１５２ ・・・第１電極非接触式ヒータ
１５３ ・・・第１移動部
１６０ ・・・第２電極スタック部
１６１ ・・・第２サクションヘッド
１６２ ・・・第２電極非接触式ヒータ
１６３ ・・・第２移動部
１７０ ・・・ホールディング機構
１７１ ・・・第１ホールディング機構
１７２ ・・・第２ホールディング機構
１８０ ・・・プレス部
１８１ ・・・第１加圧ブロック
１８２ ・・・第２加圧ブロック
１８３、１８４ ・・・プレスヒータ
２９０ ・・・ビジョン装置
２９１ ・・・第１カメラ
２９２ ・・・第２カメラ
Ｒ ・・・回転部
Ｓ ・・・積層物

以下、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、本発明について詳しく説明する。しかしながら、本発明は、様々な異なる形態で具現可能であり、ここで説明する構成のみに限定されるものではない。

本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」という場合、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。

本明細書において、「ｐ～ｑ」は「ｐ以上、ｑ以下」を意味する。

本明細書において、「ホールディング機構」は、前記スタックテーブル上でフォールディングされる前記分離膜の間に前記第１電極および前記第２電極が交互に配置される形態で、前記第１電極、分離膜、および第２電極が積層された積層物を製造する過程において、第１電極または第２電極を積層するために、前記スタックテーブルに積層された積層物を把持する機能を果たすもので、前記積層物を加熱および加圧する過程において前記積層物を把持するグリッパーとはその機能が異なる。ホールディング機構の具体的な作動過程は、後述する電極組立体の製造方法に関する説明を参考することができる。

本明細書において、フォールディングされる前記分離膜の間に前記第１電極および前記第２電極が交互に配置される形態で積層されることをジグザグスタッキング（Ｚｉｇ Ｚａｇ ｓｔａｃｋｉｎｇ）という。

前記フォールディングされる分離膜は、分離膜がジグザグ状に重なって積層される形態の分離膜を意味し得る。より具体的には、前記分離膜は、積層軸を基準として前記積層軸の左側と前記積層軸の右側を交互に往復する形態でフォールディングされながら、ジグザグ状に積層される。そして、前記積層された分離膜の間に第１電極および第２電極が交互に配置される形態で積層されることを意味する。ここで、前記積層軸は、第１電極、分離膜、および第２電極が積層される方向と平行し、前記電極および分離膜が積層された積層物の中心を通過する仮想の軸を意味する。

本明細書において、「ヒーティング（ｈｅａｔｉｎｇ）」は、加熱と同じ意味で用いられる。

本明細書において、前記「積層物」は、未完成電極組立体に対応し得る。また、本明細書において、前記積層物を加熱および加圧する段階が完了した場合に対応する場合、これを完成された電極組立体と表現することができ、特に言及がない限り、本明細書で電極組立体は完成された電極組立体を意味する。

また、本明細書において、前記電極組立体の最上端および最下端は、それぞれ前記積層物の上面および下面に対応する位置、または未完成電極組立体の底面と上面にも対応する位置であってもよい。

本発明を説明する際に、本発明の要旨を不明瞭にする虞がある公知技術に対する詳細な説明は省略する。

本発明の一実施態様は、第１電極、分離膜、および第２電極を含む電極組立体を製造する装置であって、前記第１電極、分離膜、および第２電極が積層されて、前記第１電極、分離膜、および第２電極を含む積層物が載置されるスタックテーブル；前記分離膜をスタックテーブルに供給する分離膜供給部；前記第１電極をスタックテーブルに供給するための第１電極供給部；前記第２電極をスタックテーブルに供給するための第２電極供給部；前記第１電極供給部から供給された前記第１電極を前記スタックテーブルに積層させる第１電極スタック部；および前記第２電極供給部から供給された前記第２電極を前記スタックテーブルに積層させる第２電極スタック部を含み、前記第１電極供給部、前記第２電極供給部、前記第１電極スタック部、および前記第２電極スタック部の少なくとも一つは、加熱対象と物理的に直接接触せず、前記加熱対象を加熱する非接触式ヒータ（Ｈｅａｔｅｒ）を含み、前記ヒータによって前記第１電極および前記第２電極をそれぞれ加熱する電極組立体の製造装置を提供する。

本発明の一実施態様において、前記第１電極供給部および前記第２電極供給部の少なくとも一つは、前記非接触式ヒータを含んでもよい。

本発明の一実施態様において、前記第１電極供給部および前記第２電極供給部は、それぞれ前記非接触式ヒータを含んでもよい。

本発明の一実施態様において、前記第１電極スタック部および前記第２電極スタック部の少なくとも一つは、前記非接触式ヒータを含んでもよい。

本発明の一実施態様において、前記第１電極スタック部および前記第２電極スタック部は、それぞれ前記非接触式ヒータを含んでもよい。

本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置から製造される前記電極組立体は、ジグザグ（Ｚｉｇ Ｚａｇ）状にフォールディングされながら積層される前記分離膜；および積層された前記分離膜と分離膜との間に前記第１電極および前記第２電極が交互にそれぞれ積層された形態であってもよい。

本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置から製造される前記電極組立体は、ジグザグ（Ｚｉｇ Ｚａｇ）状にフォールディングされる分離膜；および前記フォールディングされる分離膜の間に前記第１電極および前記第２電極が交互に配置される形態であってもよい。

本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の前記第１電極供給部は、前記第１電極が前記第１電極スタック部によって前記スタックテーブルに積層される前に安着される第１電極安着テーブルをさらに含み、前記第２電極供給部は、前記第２電極が前記第２電極スタック部によって前記スタックテーブルに積層される前に安着される第２電極安着テーブルをさらに含み、前記第１電極安着テーブルおよび前記第２電極安着テーブルの少なくとも一つは、前記非接触式ヒータ（Ｈｅａｔｅｒ）を含んでもよい。

本発明の一実施態様において、前記第１電極安着テーブルおよび前記第２電極安着テーブルの少なくとも一つは、前記非接触式ヒータを含んでもよい。

本発明の一実施態様において、前記第１電極安着テーブルおよび前記第２電極安着テーブルは、それぞれ前記非接触式ヒータを含んでもよい。

本発明の一実施態様において、前記第１電極スタック部は、前記第１電極安着テーブルに安着された前記第１電極を真空吸引する第１サクションヘッドをさらに含み、前記第２電極スタック部は、前記第２電極安着テーブルに安着された前記第２電極を真空吸引する第２サクションヘッドをさらに含み、前記第１サクションヘッドおよび前記第２サクションヘッドの少なくとも一つは、前記非接触式ヒータ（Ｈｅａｔｅｒ）を含んでもい。

本発明の一実施態様において、前記第１サクションヘッドおよび前記第２サクションヘッドの少なくとも一つは、前記非接触式ヒータを含んでもよい。

本発明の一実施態様において、前記第１サクションヘッドおよび前記第２サクションヘッドは、それぞれ前記非接触式ヒータを含んでもよい。

すなわち、電極を供給する構成に関する構成は、それぞれ前記非接触式ヒータを含んでもよい。

本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置は、前記積層物を加熱および加圧するプレス部をさらに含んでもよい。

本発明の一実施態様による前記プレス部は、前記スタックテーブルに積層された前記積層物を加熱および加圧するものであってもよい。

本発明の一実施態様による前記プレス部は、前記スタックテーブルに積層された前記積層物を前記プレス部に移動させた後、前記プレス部で加熱および加圧するものであってもよい。

すなわち、本発明の一実施形態は、第１電極、分離膜、および第２電極を含む電極組立体を製造する装置であって、前記分離膜をスタックテーブルに供給する分離膜供給部；前記第１電極をスタックテーブルに供給するための第１電極供給部；前記第２電極をスタックテーブルに供給するための第２電極供給部；前記スタックテーブルに供給された前記第１電極、分離膜、および第２電極が積層されて、前記第１電極、分離膜、および第２電極を含む積層物が製造されるスタックテーブル；前記第１電極供給部から供給された前記第１電極を前記スタックテーブルに積層させる第１電極スタック部；前記第２電極供給部から供給された前記第２電極を前記スタックテーブルに積層させる第２電極スタック部；および前記スタックテーブルに積層された前記積層物を加熱および加圧するプレス部を含み、前記第１電極供給部、前記第２電極供給部、前記第１電極スタック部、および前記第２電極スタック部の少なくとも一つは、加熱対象と物理的に直接接触せず、前記加熱対象を加熱する非接触式ヒータ（Ｈｅａｔｅｒ）を含み、前記ヒータによって前記第１電極および前記第２電極をそれぞれ加熱する電極組立体の製造装置を提供する。

本発明の一実施態様において、前記第１電極スタック部は、前記第１電極供給部から供給された前記第１電極を前記スタックテーブルに積層させ、加圧して前記第１電極と前記分離膜との間を接着させるもので、前記第２電極スタック部は、前記第２電極供給部から供給された前記第２電極を前記スタックテーブルに積層させ、加圧して前記第２電極と前記分離膜との間を接着させるものであってもよい。前記加圧する過程において、加熱も同時に行われてもよい。

前記第１電極スタック部および第２電極スタック部が、前記第１電極および第２電極を前記スタックテーブルに積層させて加圧して、電極と分離膜との間を接着させる場合と、前記第１サクションヘッドおよび前記第２サクションヘッドがそれぞれ非接触式ヒータを含む場合における本発明の一実施態様は、第１電極、分離膜、第２電極を積層させて電極組立体を製造する装置であって、フォールディングされる前記分離膜の間に前記第１電極および前記第２電極が交互に配置される形態で、前記第１電極、分離膜、第２電極が積層されるスタックテーブル；前記分離膜をヒーティング（ｈｅａｔｉｎｇ）させ、前記スタックテーブル側に前記分離膜を供給する分離膜供給部；前記第１電極をヒーティングして供給する第１電極供給部；前記第２電極をヒーティングして供給する第２電極供給部；前記第１電極供給部から供給された前記第１電極を前記スタックテーブルに積層させ、加圧して前記第１電極と前記分離膜との間を接着させる第１電極スタック部；および前記第２電極供給部から供給された前記第２電極を前記スタックテーブルに積層させ、加圧して前記第２電極と前記分離膜との間を接着させる第２電極スタック部を含み、前記第１電極供給部は、前記第１電極が前記第１電極スタック部によって前記スタックテーブルに積層される前に安着される第１電極安着テーブルを含み、前記第２電極供給部は、前記第２電極が前記第２電極スタック部によって前記スタックテーブルに積層される前に安着される第２電極安着テーブルを含み、前記第１電極スタック部は、前記第１電極安着テーブルに安着された前記第１電極を真空吸引する第１サクションヘッドを含み、前記第２電極スタック部は、前記第２電極安着テーブルに安着された前記第２電極を真空吸引する第２サクションヘッドを含み、前記第１サクションヘッドおよび前記第２サクションヘッドは、それぞれ非接触式ヒータ（Ｈｅａｔｅｒ）を含み、前記ヒータによって前記第１電極および前記第２電極をそれぞれヒーティングする電極組立体の製造装置を提供する。この場合にも、前記加圧する過程で加熱も同時に行われてもよい。すなわち、前記第１電極供給部から供給された前記第１電極を前記スタックテーブルに積層させ、加熱および加圧して前記第１電極と前記分離膜との間を接着させる第１電極スタック部；および前記第２電極供給部から供給された前記第２電極を前記スタックテーブルに積層させ、加熱および加圧して前記第２電極と前記分離膜との間を接着させる第２電極スタック部を含んでもよい。前記加熱は、上述した非接触式ヒータで行われてもよい。

本出願の一実施態様において、前記非接触式ヒータは、放射方式または誘導加熱方式で熱を伝達して、前記第１電極および前記第２電極をそれぞれ加熱してもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記非接触式ヒータは、前記加熱対象に熱を提供する発熱体、および前記発熱体が前記加熱対象と物理的に接触しないように配置する陰刻のハウジングを含んでもよい。

本出願の一実施態様において、前記非接触式ヒータは、放射方式で熱を伝達するものであってもよい。具体的には、前記非接触式ヒータは、非接触式赤外線ヒータ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｈｅａｔｅｒ、ＩＲ ｈｅａｔｅｒ）であってもよい。

すなわち、本出願による電極組立体の製造装置は、非接触式ヒータを用いることにより、必要な場合のみに、電極を選別的に加熱することができ、所望の温度で迅速に加熱することができるという長所がある。したがって、個別の電極のそれぞれに対して温度をそれぞれ異なるようにして加熱してもよい。これによって、電極組立体を製造する際に電極を含む積層物を移送させる過程で発生する冷却および完成された電極組立体を製造するために、電極および分離膜を含む積層物を加圧および加熱するための外部加熱などを用いることによる電極の間の温度の不均一性を低減させることができるので、性能が均一な電極組立体を提供することができる。この時、上述のように、前記非接触式ヒータは、放射方式で熱を伝達する方式であることが好ましく、その具体的な例としは、非接触式赤外線ヒータ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｈｅａｔｅｒ、ＩＲ ｈｅａｔｅｒ）を挙げることができるが、これに限定されるものではない。

また、第１電極供給部、第２電極供給部、第１電極スタック部および第２電極スタック部の構成に含まれる前記第１電極安着テーブル、前記第２電極安着テーブル、前記第１サクションヘッドおよび前記第２サクションヘッドなどがそれぞれ非接触式ヒータを含むので、構造物の変形を最小化しながら特定温度（以下、管理温度）範囲を満たすようにすることができるため、必要な場合に選別的に個別電極に対して加熱してもよい。例えば、非接触式ヒータを用いる場合、前記電極組立体を構成する電極のうち、外郭の電極は低い温度で加熱し、中央部の電極は高い温度で加熱して、個別的に電極の温度を管理温度を満す範囲となるようにしながら積層してもよい。これによって、構造物（未完成電極組立体）の構造的変形なしに電極の間の温度偏差（加温偏差）を低減させることができるため、性能が均一な電極組立体を提供することができる。

本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置は、前記第１電極および前記第２電極の表面温度を測定する温度センサをさらに含み、前記温度センサによって測定された温度に基づいて、前記非接触式ヒータの加熱温度を調節して前記第１電極および前記第２電極の表面温度を管理温度範囲に調節する制御部をさらに含むものであってもよい。

本発明の一実施態様において、前記管理温度範囲は、５０℃～１４０℃、好ましくは、６０℃～１２０℃であってもよい。前記温度範囲を保持する場合、後で前記電極を分離膜と接着させるために加圧する過程で、構造物の変形なしに接着しやすいという長所がある。また、前記温度よりも低い場合は、電極および分離膜の接着が弱いため電極組立体が分離し、生産性が低下するという問題があり、前記温度よりも高い場合は、分離膜の通気度が過度に大きくなって、製品の性能低下をもたらすことがある。

本発明の一実施態様において、前記第１電極と前記分離膜との間を接着させる過程、および前記第２電極と前記分離膜との間を接着させる過程で加熱してもよい。

すなわち、前記第１電極と前記分離膜との間を接着させる過程、および前記第２電極と前記分離膜との間を接着させる過程は、加熱および加圧をする過程であってもよい。

本発明の一実施態様において、前記制御部は、前記第１電極および前記第２電極の表面温度が管理温度範囲に調節された場合、非接触式ヒータの作動を止める機能を実行することができる。すなわち、本発明の電極組立体の製造装置は、必要な場合のみに非接触式ヒータを作動して電極に熱を加えるものであってもよい。すなわち、前記制御部は、前記非接触式ヒータの作動有無を調節することができる。

本発明の一実施態様によれば、前記スタックテーブルは、前記第１電極、前記分離膜、および前記第２電極が積層されるテーブル本体；および前記テーブル本体を加熱して、積層される積層物をヒーティングするスタックテーブルヒータを含んでもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記スタックテーブルヒータは、加熱対象と物理的に直接接触せず、前記加熱対象を加熱する非接触式ヒータであっても。

本発明の一実施態様によれば、前記第１電極スタック部は、前記第１電極供給部から供給された前記第１電極を前記スタックテーブルに積層させ、加熱および加圧して前記第１電極と前記分離膜との間を接着させるものであってもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記第２電極スタック部は、前記第２電極供給部から供給された前記第２電極を前記スタックテーブルに積層させ、加熱および加圧して前記第２電極と前記分離膜との間を接着させるものであってもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記第１電極スタック部が第１電極を前記スタックテーブルに積層させ、加熱および加圧して前記第１電極と前記分離膜との間を接着させること、および前記第２電極スタック部が第２電極を前記スタックテーブルに積層させ、加熱および加圧して前記第２電極と前記分離膜との間を接着させることは、それぞれ独立的に４０℃以上、１１０℃以下、好ましくは、５０℃以上、１００℃以下の温度条件、および０．３Ｍｐａ以上、５Ｍｐａ以下、好ましくは、１．５Ｍｐａ以上、５Ｍｐａ以下の圧力条件で行われてもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記加熱および加圧は、５秒以上、６０秒以下、好ましくは、５秒以上、３０秒以下で行われてもよい。

前記条件は、後述する前記第１電極を前記スタックテーブルに積層させ、加熱および加圧して前記第１電極と分離膜との間を接着させる段階；および前記第２電極を前記スタックテーブルに積層させ、加熱および加圧して前記第２電極と分離膜との間を接着させる段階に対応さすることができる。

前記温度、圧力および時間条件を満す場合、電極組立体を構成する単位電極の損傷を最小化しながらも、電極組立体を構成する電極と分離膜の適切な水準の接着力と通気度を同時に確保することができる。

本発明の一実施態様によれば、前記積層物を加圧するプレス部をさらに含んでもよい。前記プレス部によって前記積層物を加熱および加圧することをヒートプレス段階と呼ぶ。本発明の一実施態様によれば、前記ヒートプレス段階は、前記積層物をグリッパーで把持し、積層物を加熱および加圧する第１次ヒートプレス段階；および前記第１次ヒートプレス段階の以後に、前記グリッパーの把持を中止して、前記積層物を加熱および加圧する第２次ヒートプレス段階を含んでもよい。

本発明の一実施態様による前記プレス部は、前記スタックテーブルに積層された前記積層物を加熱および加圧するものであってもよい。

本発明の一実施態様による前記プレス部は、前記スタックテーブルに積層された前記積層物を前記プレス部に移動させた後、前記プレス部で加熱および加圧するものであってもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記第１次ヒートプレス段階は、前記積層物をグリッパーを利用して前記積層物の上面を加圧して固定させる段階；前記グリッパーで固定された積層物を、プレスヒータを含む一対の加圧ブロックの間に移動させる段階；前記一対の加圧ブロックが前記積層物の積層軸に沿って互いに対向する方向に移動されて、固定された前記積層物を面加圧する段階；および前記プレスヒータによって固定された前記積層物を加熱する段階を含んでもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記第２次ヒートプレス段階は、前記第１次ヒートプレス段階の以後に前記積層物の加熱および加圧を中止する段階；前記グリッパーを前記積層物から離隔させる段階；前記グリッパーが離隔された積層物を、プレスヒータを含む一対の加圧ブロックの間に移動させる段階；前記一対の加圧ブロックが前記グリッパーが離隔された積層物の積層軸に沿って互いに対向する方向に移動されて前記積層物を加圧する段階；および前記プレスヒータによって前記積層物を加熱する段階を含んでもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記第１次ヒートプレス段階で用いられる加圧ブロックにおいて、グリッパーに対応する溝を有してもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記グリッパーを前記積層物から離隔させる段階は、前記グリッパーを利用して前記積層物の上面を加圧することを中止する段階；および前記グリッパーを前記積層物から離隔させる段階を含んでもよい。

また、前記ヒートプレス段階（第１次および第２次ヒートプレス段階を含む。）において、前記積層物をプレスヒータを含む一対の加圧ブロックの間に移動させる段階は、前記積層物自体のみ移動する場合だけでなく、前記積層物がスタックテーブルに載置された状態で一緒に移動する場合も含んでもよい。この場合、前記一対の加圧ブロックおよび前記プレスヒータに加熱および加圧される対象は、積層物およびスタックテーブルを意味してもよい。

本出願の一実施態様において、前記第１次ヒートプレス段階は、５０℃～９０℃の温度条件、および０．３Ｍｐａ～３Ｍｐａの圧力条件で、１０秒～３０秒間の時間条件で前記積層物を加熱および加圧してもよい。より好ましくは、６５℃～７５℃の温度条件、および１．５Ｍｐａ～２Ｍｐａの圧力条件で、１０秒～２０秒間の時間条件で積層物を加熱および加圧してもよい。

本出願の一実施態様において、前記２次ヒートプレス段階は、５０℃～９０℃の温度条件、０．３Ｍｐａ～６Ｍｐａの圧力条件、および５秒～６０秒の時間条件、好ましくは、６５℃以上、９０℃以下の温度条件、１．５Ｍｐａ～６Ｍｐａの圧力条件、および５秒～３０秒間の時間条件で積層物を加熱および加圧してもよい。より好ましくは、６５℃～８５℃の温度条件、３Ｍｐａ～５．５Ｍｐａの圧力条件、および７秒～２５秒間の時間条件で積層物を加熱および加圧してもよい。

前記条件を満たしながら加熱および加圧する場合、前記第１電極、分離膜、および第２電極が損傷されることなく、前記第１電極、分離膜、および第２電極の積層物の電極および分離膜の接着が容易になり、製造された電極組立体の性能が優れる。

また、本出願の一実施態様において、前記ヒートプレス段階の温度条件、圧力条件、および時間条件は、上述の第２次ヒートプレスの条件が適用されてもよい。すなわち、前記ヒートプレス段階は、５０℃～９０℃の温度条件、０．３Ｍｐａ～６Ｍｐａの圧力条件、および５秒～６０秒の時間条件、好ましくは、６５℃以上、９０℃以下の温度条件、１．５Ｍｐａ～６Ｍｐａの圧力条件、および５秒～３０秒間の時間条件で積層物を加熱および加圧してもい。より好ましくは、６５℃～８５℃の温度条件、３Ｍｐａ～５．５Ｍｐａの圧力条件、および７秒～２５秒間の時間条件で積層物を加熱および加圧してもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記プレス部は、一対の加圧ブロックで構成され、前記一対の加圧ブロックが互いに対向する方向に移動されて、前記テーブルに積層された前記積層物を面加圧するものであってもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記分離膜供給部は、前記分離膜が通過される通路が形成され、通過される分離膜をヒーティングする分離膜ヒーティング部をさらに含んでもよい。

本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置は、前記第１電極スタック部は、前記第１サクションヘッドを前記スタックテーブルに移動させ、前記第１サクションヘッドが前記スタックテーブルに前記第１電極を積層させて加圧するように加圧力を提供する第１移動部をさらに含み、前記第２電極スタック部は、前記第２サクションヘッドを前記スタックテーブルに移動させ、前記第２サクションヘッドが前記スタックテーブルに前記第２電極を積層させて加圧するように加圧力を提供する第２移動部をさらに含んでもよい。この時、積層させるという表現をローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）と表現してもよい。

すなわち、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の前記第１電極スタック部は、前記第１電極を真空吸引してホールディングする第１サクションヘッドを含み、前記第１サクションヘッドが前記スタックテーブルに近付きながら、前記第１電極を前記スタックテーブルにローディングして加圧する第１移動部をさらに含み、前記第２電極スタック部は、前記第２電極を真空吸引してホールディングする第２サクションヘッドを含み、前記第２サクションヘッドが前記スタックテーブルに近付きながら前記第２電極を前記スタックテーブルにローディングして加圧する第２移動部をさらに含んでもよい。

また、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置は、前記スタックテーブルを回転させる回転部をさらに含み、前記回転部の一側に第１電極スタック部が備えられ、前記回転部の他側に第２電極スタック部が備えられ、前記回転部は、前記第１電極を積層する時に、前記スタックテーブルを前記第１サクションヘッドと対向するように一側へ回転させ、前記第２電極を積層する時に、前記スタックテーブルを前記第２サクションヘッドと対向するように他側へ回転させるものであってもよい。前記回転部によって前記サクションヘッドと前記スタックテーブルが対向するように位置が調節され、前記スタックテーブルに前記電極を積層させてもよい。

また、本発明の一実施態様によれば、前記スタックテーブルに前記第１電極または前記第２電極が積層される時に、前記第１電極または前記第２電極を把持して、前記スタックテーブルに固定するホールディング機構を含んでもよい。前記ホールディング機構によって電極組立体が捻れる現象を防止することができる。

本発明の一実施態様によれば、前記ホールディング機構は、前記スタックテーブルに前記第１電極を積層する時に、前記スタックテーブルの最上側に積層された前記第２電極の上面を把持して固定し、前記スタックテーブルに前記第２電極を積層する時に、前記スタックテーブルの最上側に積層された前記第１電極の上面を把持して固定することができる。

より具体的には、本発明の一実施態様による前記ホールディング機構は、前記スタックテーブルに前記第１電極を積層する時に、前記スタックテーブルの最上側に積層された前記第２電極の上面を加圧して固定し、前記スタックテーブルに前記第２電極を積層する時に、前記スタックテーブルの最上側に積層された前記第１電極の上面を加圧して固定するものであってもよい。すなわち、前記第１電極および第２電極の把持は、前記第１電極および第２電極の上面を加圧する方式で行われてもよい。

本発明の一実施態様によれば、前記第１電極スタック部は、前記スタックテーブルの一側に配置され、前記第２電極スタック部は、前記スタックテーブルの他側に配置され、前記スタックテーブルの表面が前記第１電極スタック部または前記第２電極スタック部と対向するように、前記スタックテーブルを駆動させる駆動部をさらに含み、前記駆動部は、前記第１電極が前記スタックテーブルにローディングされる時に、前記スタックテーブルの表面が前記第１サクションヘッドと対向するように移動させ、前記第２電極が前記スタックテーブルにローディングされる時に、前記スタックテーブルを前記第２サクションヘッドと対向するように移動させることができる。この時、前記駆動部は、前記スタックテーブルをシーソー運動させる回転部であってもよい。

すなわち、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置は、前記分離膜が前記第１電極と前記第２電極との間に位置される方式でジグザグフォールディングが可能に、前記回転部は前記スタックテーブルを前記第１電極スタック部方向および前記第２電極スタック部方向に交互に交替で回転するものであってもよい。

参考として、前記フォールディングされる前記分離膜の間に前記第１電極および前記第２電極が交互に配置される形態で前記第１電極、分離膜、および第２電極を積層するために、前記スタックテーブルが左右に移動する方式、分離膜が左右に移動する方式、または前記スタックテーブルが回転する方式が用いられることができ、これに対しては、当該分野における通常の技術が適用されてもよい。但し、本明細書には回転部を有する方式を図面に例示して示した。

本発明の一実施態様は、第１電極、分離膜、および第２電極を含む電極組立体の製造方法であって、前記分離膜を加熱しながらスタックテーブルに供給して積層する段階；前記第１電極を加熱対象と物理的に直接接触せず、前記加熱対象を加熱する非接触式ヒータで加熱し、前記スタックテーブルに供給して積層する段階；および前記第２電極を加熱対象と物理的に直接接触せず、前記加熱対象を加熱する非接触式ヒータで加熱し、前記スタックテーブルに供給して積層する段階を含み、前記スタックテーブルは、前記第１電極、前記分離膜、および前記第２電極を含む積層物が載置されるものである電極組立体の製造方法を提供する。前記電極組立体の製造方法においても、前記電極組立体は、ジグザグ（Ｚｉｇ Ｚａｇ）状にフォールディングされる分離膜；および前記フォールディングされる分離膜の間に前記第１電極および前記第２電極が交互に配置される形態であってもよい。

すなわち、本発明の一実施態様による電極組立体の製造方法の前記電極組立体は、ジグザグ（Ｚｉｇ Ｚａｇ）状にフォールディングされながら積層される前記分離膜；および前記積層された分離膜と分離膜との間に前記第１電極および前記第２電極が交互にそれぞれ積層された形態であってもよい。

また、前記非接触式ヒータに対する説明は、電極組立体の製造装置で説明した内容が適用されてもよい。

上述のように、前記第１サクションヘッドおよび前記第２サクションヘッドがそれぞれ非接触式ヒータを含む場合において、本発明の一実施態様は、第１電極をヒーティングしてスタックテーブルに供給する段階；第２電極をヒーティングしてスタックテーブルに供給する段階；分離膜をヒーティングしてスタックテーブルに供給する段階；およびフォールディングされる前記分離膜の間に前記第１電極および前記第２電極が交互に配置される形態で前記第１電極、分離膜、および第２電極をスタックテーブルの上に積層して積層物を製造する段階を含む電極組立体の製造方法であって、前記第１電極をヒーティングしてスタックテーブルに供給する段階；および前記第２電極をヒーティングしてスタックテーブルに供給する段階は、それぞれ前記第１電極を真空吸引する第１サクションヘッド、および前記第２電極を真空吸引する第２サクションヘッドによって供給され、前記第１電極および第２電極をヒーティングさせることは、それぞれ第１サクションヘッドおよび第２サクションヘッドに含まれた非接触式ヒータによってヒーティングされることである、電極組立体の製造方法を提供する。

すなわち、本発明の電極組立体の製造方法の場合において、前記非接触式ヒータは放射方式で熱を伝達するものであってもよく、具体的な例示としては、製造装置で、上述のように、前記非接触式ヒータは非接触式赤外線ヒータ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｈｅａｔｅｒ、ＩＲ ｈｅａｔｅｒ）であってもよい。

本発明の電極組立体の製造方法は、上述の本発明の電極組立体の製造装置に関する説明が適用されてもよい。

本発明の電極組立体の製造方法における前記第１電極を加熱対象と物理的に直接接触せず、前記加熱対象を加熱する非接触式ヒータで加熱して、前記スタックテーブルに供給する段階は、前記第１電極の表面温度を測定する段階；および前記測定された温度に基づいて、前記非接触式ヒータの加熱温度を調節して前記第１電極の表面温度を管理温度範囲に調節する段階を含み、前記第２電極を加熱対象と物理的に直接接触せず、前記加熱対象を加熱する非接触式ヒータで加熱して、前記スタックテーブルに供給する段階は、前記第２電極の表面温度を測定する段階；および前記測定された温度に基づいて、前記非接触式ヒータの加熱温度を調節して、前記第２電極の表面温度を管理温度範囲に調節する段階を含んでもよい。

すなわち、本発明の電極組立体の製造方法における前記第１電極をヒーティングしてスタックテーブルに供給する段階；および第２電極をヒーティングしてスタックテーブルに供給する段階は、前記第１電極および前記第２電極の表面温度を測定する段階；および前記測定された温度に基づいて、前記非接触式ヒータの加熱温度を調節して、前記第１電極および前記第２電極の表面温度を管理温度範囲に調節する段階を含んでもよい。また、前記管理温度範囲は、５０℃～１４０℃、好ましくは、６０℃～１２０℃であってもよい。上述のように、前記温度範囲を保持する場合、後の前記電極を分離膜と接着させるための加圧する過程で、構造物の変形なしに接着しやすいという長所がある。また、前記温度よりも低い場合は、電極および分離膜の接着が弱いため、セル組立体が分離して生産性が低下するという問題があり、温度が高い場合は、分離膜の通気度が過度に大きくなって、製品の性能の低下をもたらすことがある。

本発明の電極組立体の製造方法は、前記第１電極および前記第２電極の表面温度が管理温度範囲に調節される場合、前記非接触式ヒータの作動を止める段階をさらに含んでもよい。すなわち、必要な場合のみ電極を加熱することで電極組立体構造物の変形や電極の損傷が生じることを防止することができる。このようなことは、迅速に加熱することができ、所望の時期に作動を止めやすい非接触式ヒータを用いるから可能である。

本発明の電極組立体の製造方法は、前記積層物を加熱および加圧するヒートプレス段階をさらに含んでもよい。前記ヒートプレス段階に対する説明は、上述した内容が適用されてもよい。

本発明の電極組立体の製造方法は、前記第１電極を前記スタックテーブルに積層させ、加熱および加圧して前記第１電極と分離膜との間を接着させる段階；および前記第２電極を前記スタックテーブルに積層させ、加熱および加圧して前記第２電極と分離膜との間を接着させる段階をさらに含んでもよい。前記電極をスタックテーブルに積層させて加熱および加圧する段階の条件は、上述した内容が適用されてもよい。

以下では、図１～図１５を参照して、本発明の一実施態様である電極組立体の製造装置および電極組立体の製造方法についてより詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置を例示的に示した正面図であり、図２は、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の概念を示した平面図である。ここで、便宜上、図１では、図２に示されたホールディング機構１７０を省略して図示した。また、図１では、プレス部１８０の記載を省略し、第１電極スタック部１５０および第２電極スタック部１６０がそれぞれ第１電極１１および第２電極１２をスタックテーブル１１０に積層させて加熱および加圧する構成で表現した。上述のように、プレス部１８０を追加的に含むか、第１電極スタック部１５０および第２電極スタック部１６０がそれぞれ第１電極１１および第２電極１２をスタックテーブル１１０に積層させて加熱および加圧する構成を省略し、前記プレス部１８０によって加熱および加圧される構成であってもよい。図２では、図１に示された分離膜供給部１２０を省略し、プレス部１８０を表示して図示した。

図１および図２を参照すると、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置１００は、スタックテーブル１１０と、分離膜１４をヒーティングして供給する分離膜供給部１２０と、第１電極１１をヒーティングして供給する第１電極供給部１３０と、第２電極１２をヒーティングして供給する第２電極供給部１４０と、第１電極１１をスタックテーブル１１０に積層させる第１電極スタック部１５０と、第２電極１２をスタックテーブル１１０に積層させる第２電極スタック部１６０と、第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２の間を接着させるプレス部１８０とを含む。また、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置１００は、第１電極１１および第２電極１２がスタックテーブル１１０に積層される時に固定するホールディング機構１７０をさらに含んでもよい。また、第１電極スタック部１５０および第２電極スタック部１６０がそれぞれ第１電極１１および第２電極１２をスタックテーブル１１０に積層させて加熱および加圧する構成であってもよい。

図３は、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置または電極組立体の製造方法によって製造される電極組立体を例示的に示した断面図である。

図１～図３を参照すると、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置１００は、第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２を積層させて電極組立体１０を製造する装置である。

電極組立体１０は、充放電可能な発電素子として、第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２が交互に積層されて結集された形態で形成されてもよい。ここで、電極組立体１０は、例えば、分離膜１４がジグザグ状にフォールディングされ、フォールディングされる分離膜１４の間に第１電極１１および第２電極１２が交互に配置される形態であってもよい。この時、電極組立体１０は、最外郭を分離膜１４が包み込んだ形態で備えられてもよい。

図７は、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の分離膜供給部を示した斜視図である。

図１および図７を参照すると、分離膜供給部１２０は、分離膜１４をヒーティングしてスタックテーブル１１０側に分離膜１４を供給することができる。また、分離膜供給部１２０は、分離膜１４が通過される通路が形成され、通過される分離膜１４をヒーティングする分離膜ヒーティング部１２１を含んでもよい。

分離膜ヒーティング部１２１は、一対の本体１２１ａと、本体１２１ａを加熱する分離膜ヒータ１２１ｂとを含んでもよい。一対の本体１２１ａは、分離膜１４が通過できるように、所定距離相互離隔されて位置されてもよい。ここで、分離膜１４は、例えば、分離膜ヒーティング部１２１を非接触で通過して、分離膜１４が非接触方式でヒーティングされることができる。一方、本体１２１ａは、例えば、四角形のブロック（ｂｌｏｃｋ）形態で形成されてもよい。

一方、分離膜供給部１２０は、分離膜１４が巻き取られる分離膜ロール１２２をさらに含んでもよい。ここで、分離膜ロール１２２に巻かれた分離膜１４は、徐々に巻き出されて、分離膜ヒーティング部１２１を通過してスタックテーブル１１０に供給されることができる。

図４は、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置のプレス部を示した斜視図であり、図５は、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置のプレス部が積層物を加圧する状態を例示的に示した斜視図である。

図３～図５を参照すると、プレス部１８０は加熱されて積層された第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２を加圧して、第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２の間を接着させることができる。

また、プレス部１８０は、一対の加圧ブロック１８１、１８２を含み、一対の加圧ブロック１８１、１８２が互いに対向する方向に移動されて、積層された第１電極１１、分離膜１４および第２電極１２の積層物Ｓを面加圧することができる。

この時、積層物Ｓの外面を分離膜１４が取り囲むように構成される場合、積層物Ｓの最外郭に位置される分離膜１４の外側部分と、これに対面する第１電極１１および第２電極１２、および分離膜１４の内側部分との間も接着されることができる。これによって、第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２を積層して電極組立体１０を形成する時に、第１電極１１および第２電極１２、および分離膜１４の位置が離脱することにより積層形態が解除されることをより効果的に防止することができる。

さらに、プレス部１８０は、一対の加圧ブロック１８１、１８２を加熱するプレスヒータ１８３、１８４をさらに含み、一対の加圧ブロック１８１、１８２が第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２の積層物Ｓをヒーティングして加圧することができる。これによって、積層物Ｓをプレス部１８０で加圧する時に、第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２の間の熱融着がよりよく行われて、より堅固な接着が可能になる。

一対の加圧ブロック１８１、１８２は、加圧面が平面に形成され、加圧面の横および縦の長さは、第１電極１１、分離膜１４および第２電極１２が積層された積層物Ｓの横および縦の長さよりも長く形成されてもよい。

そして、一対の加圧ブロック１８１、１８２は、第１加圧ブロック１８１および第２加圧ブロック１８２を含み、第１加圧ブロック１８１および第２加圧ブロック１８２は、直六面体状の四角形ブロックに備えられてもよい。

図６は、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置のスタックテーブルを示した斜視図である。

図２および図６を参照すると、スタックテーブル（Ｓｔａｃｋ ｔａｂｌｅ）１１０は、フォールディングされる分離膜１４の間に第１電極１１および第２電極１２が交互に配置される形態で第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２が積層されてもよい。

また、スタックテーブル１１０は、第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２が積層されるテーブル本体１１１およびテーブル本体１１１を加熱して、積層される積層物Ｓをヒーティング（Ｈｅａｔｉｎｇ）するスタックテーブルヒータ１１２を含んでもよい。

第１電極１１は正極で構成され、第２電極１２は負極で構成されてもよいが、本発明がこれに必ず限定されるものではなく、例えば、第１電極１１が負極で構成され、第２電極１２が正極で構成されてもよい。

図８は、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の第１電極安着テーブルを示した斜視図である。

図２および図８を参照すると、第１電極供給部１３０は、第１電極１１をヒーティング（Ｈｅａｔｉｎｇ）して第１電極スタック部１５０に供給することができる。

また、第１電極供給部１３０は、第１電極１１が第１電極スタック部１５０によってスタックテーブル１１０に積層される前に安着される第１電極安着テーブル１３１、および第１電極安着テーブル１３１を加熱して第１電極１１をヒーティングさせる第１電極ヒータ１３２を含んでもよい。

一方、第１電極供給部１３０は、第１電極１１がシート（Ｓｈｅｅｔ）状に巻き取られている第１電極ロール１３３と、第１電極ロール１３３に巻かれたシート状の第１電極１１が巻き出されて供給される時、所定の間隔で切断して所定の大きさの第１電極１１を形成させる第１カッター（ｃｕｔｔｅｒ）１３４と、第１カッター１３４により切断された第１電極１１を移動させる第１コンベヤーベルト（ｃｏｎｖｅｙｅｒ ｂｅｌｔ）１３５と、第１コンベヤーベルト１３５によって移送される第１電極１１を真空吸引して、第１電極安着テーブル１３１に安着させる第１電極供給ヘッド１３６をさらに含んでもよい。ここで、第１カッター１３４は、シート状の第１電極１１を切断する時に端部に第１電極タブ１１ａが突出して形成されるように切断することができる。

図９は、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の第２電極安着テーブルを示した斜視図である。

図２および図９を参照すると、第２電極供給部１４０は、第２電極１２をヒーティングして第２電極スタック部１６０に供給することができる。

また、第２電極供給部１４０は、第２電極１２が第２電極スタック部１６０によってスタックテーブル１１０に積層される前に安着される第２電極安着テーブル１４１、および第２電極安着テーブル１４１を加熱して第２電極１２をヒーティングさせる第２電極ヒータ１４２を含んでもよい。

一方、第２電極供給部１４０は、第２電極１２がシート（Ｓｈｅｅｔ）状に巻き取られている第２電極ロール１４３と、第２電極ロール１４３に巻かれたシート状の第２電極１２が巻き出されて供給される時に、所定の間隔で切断して所定の大きさの第２電極１２を形成させる第２カッター１４４と、第２カッター１４４により切断された第２電極１２を移動させる第２コンベヤーベルト１４５と、第２コンベヤーベルト１４５によって移送される第２電極１２を真空吸着して第２電極安着テーブル１４１に安着させる第２電極供給ヘッド１４６をさらに含んでもよい。ここで、第２カッター１４４は、シート状の第２電極１２を切断する時に、端部に第２電極タブ１２ａが突出して形成されるように切断することができる。

図１０は、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の第１サクションヘッドを示した斜視図、底面図及び断面図であり、図１１は、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置の第１サクションヘッドを示した底面図である。

図１、図１０、および図１１を参照すると、第１電極スタック部１５０は、第１電極１１をスタックテーブル１１０に積層させることができる。

また、第１電極スタック部１５０は、第１サクションヘッド１５１、第１電極非接触式ヒータ１５２、および第１移動部１５３を含んでもよい。

第１サクションヘッド１５１は、第１電極安着テーブル１３１に安着された第１電極１１を真空吸引することができる。この時、第１サクションヘッド１５１は、底面１５１ｂに真空吸入口１５１ａが形成されて、真空吸入口１５１ａを介して第１電極１１を吸引して第１電極１１を第１サクションヘッド１５１の底面１５１ｂに固定させることができる。ここで、第１サクションヘッド１５１は、真空吸入口１５１ａと真空吸入装置（図示せず）とを連結する通路が内部に形成されてもよい。

具体的には、図１０の（ａ）のように、第１電極非接触式ヒータ１５２は、第１サクションヘッド１５１に吸い込まれる第１電極１１と物理的な接触なしに第１電極１１を個別的にヒーティングすることができる。すなわち、ヒータで安着テーブルなどを加熱して間接的に電極を加熱するのではない個別に電極に対してそれぞれ加熱することができる。図１０の（ａ）には、第１電極非接触式ヒータ１５２の位置が大略的に表示されており、具体的には、第１電極非接触式ヒータ１５２は、図１０の（ｂ）および図１０の（ｃ）に示されたように、ランプ１５２ａおよびリフレクタ１５２ｂ（ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）で構成されており、第１サクションヘッド１５１の底面１５１ｂに位置されるように設置される。前記底面１５１ｂは、前記第１サクションヘッド１５１が電極と接触する面を見る時、真空吸入口１５１ａが形成されていない領域を意味する。すなわち、第１電極非接触式ヒータ１５２が第１サクションヘッド１５１の底面１５１ｂに位置されるように設置されるということは、第１サクションヘッド１５１の真空吸入口１５１ａと位置が重複される領域がないように、第１電極非接触式ヒータ１５２が配置される形態で設置されるということを意味する。

図１０のような形態の非接触式ヒータの配列は、前記非接触式ヒータで電極を均一に加熱するための最適な配置の一つで、前記配列に限定されるものではなく、電極の大きさなどを考慮して、装置の電極を均一に加熱するための最適な配置になるように非接触式ヒータの配列の形態が一部変更されてもよい。

図１０の（ｂ）は、第１サクションヘッド１５１の底面１５１ｂの平面図を示し、上述のように、本出願による電極組立体の製造装置の場合、図１０の（ｂ）に示されたように、第１電極非接触式ヒータ１５２は、真空吸入口１５１ａと重複されない位置に設置される。第１サクションヘッド１５１の底面１５１ｂを図１０の（ｂ）を基準としてＡ－Ａ’方向に見た断面図は、図１０の（ｃ）のとおりである。すなわち、図１０の（ｃ）に示されたように、第１電極非接触式ヒータ１５２は、ランプ１５２ａおよびリフレクタ１５２ｂで構成されており、真空吸入口１５１ａと重複しない位置に設置される。このような第１電極非接触式ヒータ１５２は、温度センサ（図示せず）によって測定された第１電極の温度によってヒータの作動有無、およびヒータの加熱温度が調節されることができる。

より具体的には、図１０の（ｂ）示されたように、前記真空吸入口１５１ａの間に凹んだ形態の溝が形成されてもよく、その溝に、前記第１電極非接触式ヒータ１５２のランプ１５２ａが配置されてもよい。また、前記ランプ１５２ａを保護するための陰刻のハウジングも形成（図示せず）されている。この時、図１０の（ｂ）には示されなかったが、前記ランプ１５２ａを前記溝に固定するための据置台が形成されてもよく、前記溝は、前記ランプ１５２ａの大きさを考慮して、前記ランプ１５２ａが前記溝に固定されても第１電極に直接触れないほどの深さに形成されている。前記ランプ１５２ａで発生した熱は、前記リフレクタ１５２ｂを利用して最大限に損失なしに第１電極を加熱することができる。また、第２電極を加熱する第２電極非接触式ヒータにも同じ説明が適用されてもよい。

また、図１０は、第１電極スタック部１５０に第１電極非接触式ヒータ１５２が含まれる場合、より具体的には、第１サクションヘッド１５１の位置に前記第１電極非接触式ヒータ１５２を含む場合を示しているが、これは一例示に対応するもので、上述のように、第１電極安着テーブル１３１に図１０のような形態で非接触式ヒータが配置されてもよい。

この場合にも、前記第１電極安着テーブルにも凹んだ形態の溝が形成され、非接触式ヒータのランプを前記溝に固定するための据置台が形成されてもよく、前記溝は、前記ランプの大きさを考慮して、前記ランプが前記溝に固定されても第１電極に直接触れないほどの深さに形成されている。前記第１電極安着テーブルに対する説明は、第２電極安着テーブルに適用されてもよい。

第１移動部１５３は、第１サクションヘッド１５１が第１電極安着テーブル１３１に安着された第１電極１１をスタックテーブル１１０に積層させることができるように、第１サクションヘッド１５１をスタックテーブル１１０に移動させることができる。

一方、図２を参照すると、第２電極スタック部１６０は、第２電極１２をスタックテーブル１１０に積層させることができる。ここで、第２電極スタック部１６０は、上述の第１電極スタック部１５０と同じ構造で構成されてもよい。この時、第２電極スタック部１６０は、第２サクションヘッド１６１と、第２電極非接触式ヒータ（図示せず）および第２移動部１６３を含んでもよい。

この時、より具体的な例示として、前記非接触式ヒータが非接触式赤外線ヒータである場合、赤外線ランプおよびリフレクタで構成されてもよい。また、溝が形成されて前記溝の中に赤外線ランプが配置される形態であってもよい。

本発明の一実施態様によれば、第２サクションヘッド１６１は、第２電極安着テーブル１４１に安着された第２電極１２を真空吸引することができる。

本発明の一実施態様によれば、第２電極非接触式ヒータは、第２サクションヘッド１６１に吸い込まれる第２電極１２と物理的な接触なしに第２電極１２を個別的にヒーティングすることができる。前記第２電極非接触式ヒータの種類、配置および構造は、上述の第１電極非接触式ヒータの内容が適用されてもよい。

第２移動部１６３は、第２サクションヘッド１６１が第２電極安着テーブル１４１に安着された第２電極１２をスタックテーブル１１０に積層させることができるように、第２サクションヘッド１６１をスタックテーブル１１０に移動させることができる。

図１２は、本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置のホールディング機構およびスタックテーブルを示した平面図である。

図１および図１２を参照すると、ホールディング機構１７０は、スタックテーブル１１０に第１電極１１または第２電極１２が積層される時、第１電極１１または第２電極１２を把持して、スタックテーブル１１０に固定することができる。

また、ホールディング機構１７０は、スタックテーブル１１０に第１電極１１を積層（Ｓｔａｃｋ）する時に、スタックテーブル１１０の最上側に積層された第１電極１１の上面を加圧して固定し、スタックテーブル１１０に第２電極１２を積層する時に、スタックテーブル１１０の最上側に積層された第２電極１２の上面を加圧して固定することができる。

すなわち、分離膜１４の間に第１電極１１および第２電極１２が位置され、積層されて積層物を形成する時、ホールディング機構１７０は、積層物で最上位に位置される面をスタックテーブル１１０の方向に加圧する方式で把持して、積層物がスタックテーブル１１０から離脱されることを防止することができる。

一方、ホールディング機構１７０は、例えば、第１ホールディング機構１７１および第２ホールディング機構１７２を含んで、第１電極１１または第２電極１２の両側を固定することができる。

そして、例えば、ホールディング機構１７０が第１電極１１または第２電極１２を把持した後、スタックテーブル１１０が回転されると、分離膜１４がスタックテーブル１１０の回転量に比例して分離膜ロール１２２から巻き出されてスタックテーブル１１０側に供給されることができる。

一方、例えば、ホールディング機構１７０およびスタックテーブル１１０は、回転装置（図示せず）と連結または結合されてもよい。この時、回転装置は、例えば、マンドレル（ｍａｎｄｒｅｌ）で構成されてもよい。ここで、ホールディング機構１７０が第１電極１１をまたは第２電極１２を把持すると、回転装置がホールディング機構１７０とスタックテーブル１１０を回転させることができる。

本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置１００の作動について、図１～図３を参照すると、分離膜ロール１２２に巻かれた分離膜１４が分離膜ヒーティング部１２１を通過して供給される。すなわち、前記分離膜ヒーティング部１２１を通過する過程で前記分離膜１４がヒーティングされ、前記ヒーティングされた分離膜１４がスタックテーブル１１０に供給される。このように供給された前記分離膜１４がスタックテーブル１１０に積層され、加熱されたスタックテーブル１１０によって分離膜１４がヒーティングされる。

そして、第１電極供給部１３０から第１電極１１がヒーティングされて第１電極スタック部１５０に供給されると、第１電極スタック部１５０で第１電極１１をスタックテーブル１１０に積層された分離膜１４の上面に加熱して積層させる。

この時、第１電極１１の上面をホールディング機構１７０が加圧してスタックテーブル１１０で第１電極１１が離脱されないように固定する。

その後、スタックテーブル１１０が第２電極スタック部１６０の方向に回転されると、分離膜１４が継続的に供給されて、第１電極１１の上面を覆うようになる。

また、第２電極供給部１４０からヒーティングされて供給される第２電極１２を第２電極スタック部１６０が第１電極１１の上面を覆っている分離膜１４の部分に積層させる。ここで、第２電極スタック部１６０で第２サクションヘッド１６１が第２電極１２を加圧しながら加熱して、第２電極１２を継続的に加熱させる。

この時、第１電極１１の上面を加圧しているホールディング機構１７０が加圧部位で離脱された後、第２電極１２の上面を加圧して、第２電極１２を含む積層物がスタックテーブル１１０から離脱されないようにする。

その後、第１電極１１および第２電極１２を積層する過程を繰り返して分離膜１４がジグザグ（Ｚｉｇ Ｚａｇ）フォールディングされ、第１電極１１と第２電極１２との間に分離膜１４が位置される積層物を形成することができる。

そして、積層物をプレス部１８０に移動させ、プレス部１８０で積層物を熱を加えながら加圧して、加熱された第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２の間を接着させて、電極組立体１０を製造することができる。この時、加熱された第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２の間がプレス部１８０を介して熱が加えられながら加圧されて、熱融着されることができる。

上記のように構成された本発明の一実施態様による電極組立体の製造装置１００は、第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２を加熱して積層させ、プレス部１８０に熱を加えて加圧して第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２の間を接着させることにより、電極組立体１０のフォールディングが解けることを防止し、第１電極１１および第２電極１２が電極組立体１０で積層位置がずれることを防止することができる。

一つの本発明の他の実施態様による電極組立体の製造装置は、第１電極または第２電極を検査するビジョン装置をさらに含んでもよい。図１３は、前記ビジョン装置をさらに含む電極組立体の製造装置の概念を示した正面図である。

図１３では、便宜上、ホールディング機構を省略し、平面図で後方側に位置されたプレス部１８０を点線で示した。また、図１３で、便宜上、第１電極非接触式ヒータ１５２および第２電極非接触式ヒータ１６２は省略した。

図１３を参照すると、電極組立体の製造装置２００は、スタックテーブル１１０と、分離膜１４を供給する分離膜供給部１２０と、第１電極１１を供給する第１電極供給部１３０と、第２電極１２を供給する第２電極供給部１４０と、第１電極１１をスタックテーブル１１０に積層させる第１電極スタック部１５０と、第２電極１２をスタックテーブル１１０に積層させる第２電極スタック部１６０と、第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２の間を接着させるプレス部１８０と、第１電極１１および第２電極１２がスタックテーブル１１０に積層される時に固定するホールディング機構１７０とを含み（図１２参照）、スタックテーブル１１０を回転させる回転部Ｒ、および第１電極１１および第２電極１２をビジョン（Ｖｉｓｉｏｎ）検査するビジョン装置２９０をさらに含んでもよい。

すなわち、図１３の電極組立体の製造装置２００は、上述の一実施態様による電極組立体の製造装置１００と比べると、回転部Ｒ、およびビジョン装置２９０をさらに含む点で異なる。

より詳しくは、本発明の他の実施態様による電極組立体の製造装置２００において、ビジョン装置２９０は、第１カメラ２９１、および第２カメラ２９２を含んでもよい。

第１カメラ２９１は、第１電極供給部１３０で第１電極安着テーブル１３１に安着された第１電極１１を撮影することができ、第２カメラ２９２は、第２電極供給部１４０で第２電極安着テーブル１４１に安着された第２電極１２を撮影することができる。

第１カメラ２９１および第２カメラ２９２の撮影によって獲得された影像情報によって、第１電極１１および第２電極１２の積層品質を検査することができる。この時、第１電極１１および第２電極１２の安着位置、大きさ、積層状態などを検査することができる。

回転部Ｒは、スタックテーブル１１０を一方向ｒ１および他方向ｒ２へ回転させることができる。ここで、回転部Ｒの一側に第１電極スタック部１５０が備えられ、回転部Ｒの他側に第２電極スタック部１６０が備えられてもよい。

また、回転部Ｒは、第１電極１１を積層する時にスタックテーブル１１０を第１サクションヘッド１５１と対向するように一側に回転させて、第２電極１２を積層する時に、スタックテーブル１１０を第２サクションヘッド１６１と対向するように他側へ回転させてもよい。

さらに、回転部Ｒは、スタックテーブル１１０を第１電極スタック部１５０の方向および第２電極スタック部１６０の方向に交互に回転させて、分離膜１４が第１電極１１および第２電極１２の間に位置される方式で、ジグザグフォールディング（Ｚｉｇ Ｚａｇ Ｆｏｌｄｉｎｇ）が可能になる。

以下では、本発明の他の実施態様による電極組立体の製造装置２００の作動を説明する。

図１および図１３を参照すると、分離膜ロール１２２に巻かれた分離膜１４が分離膜ヒーティング部１２１を通過して供給される。すなわち、前記分離膜ヒーティング部１２１を通過する過程において、前記分離膜１４がヒーティングされ、前記ヒーティングされた分離膜１４がスタックテーブル１１０に供給される。このように供給された前記分離膜１４がスタックテーブル１１０に積層され、加熱されたスタックテーブル１１０によって分離膜１４がヒーティングされる。

また、第１電極供給部１３０の第１電極安着テーブル１３１に第１電極１１が供給されて安着されると、ビジョン装置２９０によって第１電極１１の積層品質を検査する。この時、第１電極１１は、第１電極ヒータ１３２によって加熱された第１電極安着テーブル１３１によってヒーティングされる。

そして、ヒーティングされた第１電極１１が第１電極スタック部１５０に供給されると、第１電極スタック部１５０で第１電極１１をスタックテーブル１１０に積層された分離膜１４の上面に積層させる。

この時、第１電極１１の上面をホールディング機構１７０が加圧して、スタックテーブル１１０で第１電極１１が離脱されないように固定する。その後、回転部Ｒがスタックテーブル１１０を第２電極スタック部１６０の方向へ回転させると、分離膜１４が継続的に供給されて、第１電極１１の上面を覆うようになる。

一方、第２電極供給部１４０の第２電極安着テーブル１４１に第２電極１２が供給されて安着されると、ビジョン装置２９０によって第２電極１２の積層品質を検査する。この時、第２電極１２は、第２電極ヒータによって加熱された第２電極安着テーブル１４１によってヒーティングされる。

そして、ヒーティングされた第２電極１２が第２電極スタック部１６０に供給されると、第２電極スタック部１６０で第２電極１２をスタックテーブル１１０に積層された分離膜１４の上面に積層させる。

この時、第１電極１１の上面を加圧しているホールディング機構１７０が加圧部位で離脱された後、第２電極１２の上面を加圧して第２電極１２を含む積層物がスタックテーブル１１０から離脱されないようにする。

その後、スタックテーブル１１０を回転させて、第１電極１１および第２電極１２を積層する過程を繰り返すことにより、分離膜１４がジグザグフォールディングされて、第１電極１１と第２電極１２との間に分離膜１４が位置される積層物を形成することができる。

そして、積層物をプレス部１８０に移動させ、プレス部１８０で積層物に熱を加えて加圧しながら加熱された第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２の間を接着させて電極組立体１０を製造することができる。この時、加熱された第１電極１１、分離膜１４、および第２電極１２の間がプレス部１８０によって熱が加えられて加圧されながら熱融着されることができる（図３参照）。

また、図１３の場合にも、上述のように、前記第１電極スタック部１５０は、第１サクションヘッド１５１、第１電極非接触式ヒータ１５２、および第１移動部１５３を含んでもよく、前記第２電極スタック部１６０は、第２サクションヘッド１６１、第２電極非接触式ヒータ、および第２移動部１６３を含んでもよく（図示せず）、第１サクションヘッド１５１、第１電極非接触式ヒータ１５２、第１移動部１５３、第２サクションヘッド１６１、第２電極非接触式ヒータおよび第２移動部１６３に対する説明は、上述したとおりである。

言い換えれば、図１３の電極組立体の製造装置２００は、上述の一実施態様による電極組立体の製造装置１００と比べると、回転部Ｒおよびビジョン装置２９０をさらに含むことを除いては、同一構成であると言える。

追加的に、本発明のプレス部に対して、図１４を利用して具体的に説明する。具体的には、図１４の（ａ）は、本発明の一実施態様による第１プレス部５０を示した斜視図であり、図１４の（ｂ）は、本発明の一実施態様による第２プレス部６０を示した斜視図である。

図１４の（ａ）を参照すると、第１プレス部５０は、グリッパー５１で積層物Ｓを固定した状態で加熱および加圧することができる。前記第１プレス部５０は、一対の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂで構成されており、前記一対の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂは、前記グリッパー５１の固定部５１ｂと対応する形態の溝を除いて、加圧する加圧面が全部平面として備えられいる。

前記グリッパー５１は、前記積層物Ｓの長さｘおよび高さｙと対応するか、積層物Ｓの長さｘおよび高さｙよりも広く備えられた本体５１ａと、本体５１ａの一面に複数が備えられ、積層物Ｓの幅ｚ方向に沿って、柱または板状に備えられる固定部５１ｂを含んでもよい。ここで、積層物Ｓの長さｘは、積層物Ｓの一端から他端まで距離が最も長い部分を意味し、高さｙは、積層物Ｓの積層方向の距離を意味し、幅ｚは、積層物Ｓの上面を横に渡る距離を意味し得る。

前記固定部５１ｂは、前記本体５１ａの高さ方向に沿って位置調節が可能で、前記固定部５１ｂは積層物Ｓの上面および下面と接触して、積層物Ｓを固定することができる。その後、前記第１プレス部５０に含まれた一対の第１加圧ブロック５０ａ、５０ｂは、互いに対向する方向に移動されて、積層物Ｓおよびグリッパー５１の少なくとも一つを面加圧して、前記積層物Ｓに含まれた電極および分離膜の間を接着させることができる。

図１４の（ｂ）を参照すると、第２プレス部６０は、前記第１プレス部５０によって１次的に加熱および加圧された積層物Ｓを最終的に加熱および加圧することができる。前記第２プレス部６０は、一対の第２加圧ブロック６０ａ、６０ｂを含み、一対の加圧ブロック６０ａ、６０ｂは、互いに対向する方向に移動されて、積層物Ｓを面加圧することができる。また、前記第２プレス部６０に含まれた一対の第２加圧ブロック６０ａ、６０ｂは、積層物Ｓと接触して加圧する加圧面が全部平面として備えられてもよい。

本発明の一実施態様は、第１電極、分離膜、および第２電極を含む電極組立体であって、前記第１電極、前記分離膜、および前記第２電極は、積層軸に沿って積層され、前記電極組立体の中間に積層された分離膜の厚さは、前記電極組立体の最外郭に積層された分離膜の厚さの１倍～１．０９倍である、電極組立体を提供する。

本発明の一実施態様は、本発明に係る電極組立体の製造装置、または本発明に係る電極組立体の製造方法によって製造された電極組立体を提供する。本発明に係る電極組立体の製造装置または本発明に係る電極組立体の製造方法によって製造された電極組立体は、前記第１電極、前記分離膜、および前記第２電極は、積層軸に沿って積層され、前記電極組立体の中間に積層された分離膜の厚さは、前記電極組立体の最外郭に積層された分離膜の厚さの１倍～１．０９倍であってもよい。

また、本明細書において、前記「電極組立体の最外郭」は、前記積層軸を基準として積層される積層物の積層方向における最上端位置または最下端位置を意味する。

また、本明細書において、前記「電極組立体の中間」は、前記積層軸を基準として積層される積層物の積層方向における最上端位置および最下端位置の間で、中間に対応する位置を意味する。前記積層軸は、上述したとおりである。すなわち、前記積層物（未完成電極組立体）および電極組立体の積層軸は一致する。

本発明の一実施態様において、前記電極組立体の中間に位置する分離膜の厚さは、前記電極組立体の最外郭に位置する分離膜の厚さの１倍以上かつ１．０９倍以下、好ましくは、１倍超過かつ１．０９倍以下、より好ましくは、１倍超過かつ１．０５倍以下、さらに好ましくは、１倍超過かつ１．０３倍以下であってもよい。

すなわち、本発明の一実施態様において、前記電極組立体は、前記電極組立体の最外郭に位置する分離膜の厚さが前記電極組立体の中間に位置する分離膜の厚さより薄く、前記電極組立体の中間に位置する分離膜の厚さは、前記電極組立体の最外郭に位置する分離膜の厚さの１．０９倍以下であってもよい。

本発明の一実施態様は、本発明に係る電極組立体の製造装置、または本発明に係る電極組立体の製造方法によって製造された電極組立体を提供する。本発明に係る電極組立体の製造装置、または本発明に係る電極組立体の製造方法によって製造された前記電極組立体は、前記電極組立体の最外郭に位置する分離膜の厚さが前記電極組立体の中間に位置する分離膜の厚さよりも薄く、前記電極組立体の中間に位置する分離膜の厚さは、前記電極組立体の最外郭に位置する分離膜の厚さの１．０９倍以下であってもよい。

本発明の一実施態様において、前記電極組立体の分離膜の厚さの偏差は、９％以下、好ましくは、５％以下、より好ましくは、３％以下であってもよい。本発明に係る電極組立体は、電極および分離膜が積層された積層物（未完成電極組立体）を加熱および加圧して製造するもので、前記電極組立体の最外郭分離膜と前記電極組立体の中間分離膜の厚さ偏差が最も大きいので、前記電極組立体の最外郭分離膜と前記電極組立体の中間分離膜の厚さを比較して、前記電極組立体の分離膜厚さの偏差が前記数値範囲に含まれるか否かを確認することができる。

このように、本出願の実施態様による電極組立体は、分離膜の厚さが均一であるため、性能が均一であり、耐電圧もより優れるという効果を奏する。

本発明の一実施態様において、前記電極組立体の分離膜は、前記電極組立体を製造するために供給される分離膜よりも圧縮されることがある。すなわち、前記組立体を製造するために供給される分離膜は、前記電極組立体を製造するために、電極および分離膜が積層される過程、および前記電極および分離膜の積層物を加熱および加圧する過程で圧縮されることがある。

本発明の一実施態様において、前記電極組立体の分離膜は、前記電極組立体を製造するために供給される分離膜よりも圧縮され、前記電極組立体の最外郭に位置する分離膜の圧縮率は、３％～８％、好ましくは、４％～８％であってもよい。

本発明の一実施態様において、前記電極組立体の分離膜は、前記電極組立体を製造するために供給される分離膜よりも圧縮され、前記電極組立体の中間に位置する分離膜の圧縮率は、３％～８％、好ましくは、４％～８％であってもよい。

本発明の一実施態様において、前記電極組立体の分離膜は、前記電極組立体を製造するために供給される分離膜よりも圧縮され、前記電極組立体の最外郭に位置する分離膜の圧縮率は、３％～８％、好ましくは、４％～８％であり、前記電極組立体の中間に位置する分離膜の圧縮率は、３％～８％、好ましくは、４％～８％であってもよい。

前記分離膜の圧縮率は、供給される分離膜の厚さ（原反厚さ、工程前）と電極組立体の完成後（工程後）の分離膜の厚さの差によって計算することができる。

本発明の一実施態様において、前記電極組立体の分離膜は、前記電極組立体を製造するために供給される分離膜よりも圧縮されることがあり、前記電極組立体の最外郭に位置する分離膜の圧縮率は、前記電極組立体の中間に位置する分離膜の圧縮率よりも大きくてもよい。

本発明の一実施態様において、前記電極組立体の分離膜は、前記電極組立体を製造するために供給される分離膜よりも圧縮されることがあり、前記電極組立体の最外郭に位置する分離膜の圧縮率は、前記電極組立体の中間に位置する分離膜の圧縮率よりも大きく、前記圧縮率の差は３％ｐ（Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ Ｐｏｉｎｔ）、好ましくは、２％ｐ、より好ましくは、１．５％ｐであってもよい。

このように、本発明の実施態様による電極組立体は、未完成電極組立体を加熱および加圧して、電極および分離膜の接着性を増加させる過程で前記分離膜が圧縮されることを特徴とする。また、前記加熱および加圧による分離膜の圧縮率が電極組立体内の分離膜の積層位置によって差が少ないことをもう一つの特徴とする。すなわち、本発明に係る電極組立体は、分離膜の厚さが均一であるため、性能が均一であり、耐電圧もより優れるという効果を奏する。

本発明の一実施態様において、前記電極組立体の耐電圧は、１．５ｋｖ以上であってもよい。

また、本発明に係る電極組立体の製造装置および前記製造装置の構成に関する説明は、本発明に係る製造方法および本発明に係る製造方法によって製造された電極組立体に適用してもよい。

すなわち、上述の電極組立体は、ジグザグ（Ｚｉｇ Ｚａｇ）状にフォールディングされながら積層される前記分離膜；および前記積層された分離膜と分離膜との間に前記第１電極および前記第２電極が交互にそれぞれ積層された形態であってもよい。

以上で、本発明の実施態様について詳しく説明したが、本発明の権利範囲がこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な修正および変形が可能であることは当該技術分野において通常の知識を有する者にとって自明である。

＜電極組立体の製造＞
１）実施例１
正極供給部、負極供給部および分離膜供給部からそれぞれ１９枚の正極、２０枚の負極および分離膜をスタックテーブルに供給した。

より具体的には、正極および負極は、それぞれ正極シートおよび負極シートで切断された（ｃｕｔｔｉｎｇ）形態で供給され、分離膜は分離膜シートの形態で供給された。その後、前記スタックテーブルを回転させながら供給される分離膜をフォールディングさせ、前記正極、負極および分離膜を積層した。

この時、正極および負極は、それぞれサクションヘッド、電極非接触式ヒータおよび移動部を含む電極スタック部を利用して供給し、この時、前記電極非接触式ヒータは、下記表１の管理温度（実施例１の場合、６０℃）を満たすように電極を加熱しながら供給した。すなわち、前記正極および負極の表面が６０℃を満たすように電極を加熱しながら供給した。

また、前記電極非接触式ヒータで電極を加熱しながら供給した場合は、下記表１において、予め加熱適用の項目に「Ｏ」と記載した。

同時に、ホールディング機構を用いてスタックテーブルの最上側に積層された正極または負極の積層を行い、結果的に、フォールディングされる前記分離膜の間に前記正極および負極が交互に配置された形態でスタックテーブルの上に積層して、電極３９枚を用いた積層物を製造した。

前記積層物を製造した後、前記積層物をグリッパーで把持し、７０℃の温度条件、および１．９１ＭＰａの圧力条件で、前記積層物をヒーティングしながら１５秒間加圧した（第１次ヒートプレス段階の進行）。

前記第１次ヒートプレス段階の以後に、スタックテーブルの温度が７０℃（温度条件）になるように加熱し、プレス部の加圧ブロックで前記積層物に２．７１Ｍｐａの圧力（圧力条件）を１０秒（プレス時間）間加える第２次ヒートプレス段階を実施して、実施例１の電極組立体を製造した。

電極組立体を製造する過程で、本発明に関する上述の内容が適用されてもよい。

２）実施例２～４、比較例１および２
管理温度を下記表１の管理温度を満たすように電極を加熱しながら供給したことを除いては、実施例１と同一の方法で実施例２～４、比較例１および２の電極組立体を製造した。
３）比較例３

電極非接触式ヒータで電極を加熱しながら供給する過程を省略し、電極と分離膜との接着安定性を確保するために、実施例１での第１次ヒートプレス段階を３０秒、第２次ヒートプレス段階を３０秒に増加して実行して、比較例３の電極組立体を製造した。

＜実験例１－分離膜の接着安定性評価＞
実施例１～４および比較例１～３の電極組立体の側面部分を肉眼で観察して、分離膜の接着安定性を評価した。

図１５の（ａ）は、比較例１の電極組立体を示す撮影イメージであり、図１５の（ｂ）は、実施例１の電極組立体を示す撮影イメージである。

図１５の（ａ）のように、電極と分離膜の接着性が良くなくて、電極と分離膜が分離される現象が観察（点線円で表示された位置）される場合、これを分離膜の接着安定性が「Ｘ」であるとし、表１に示した。逆に、図１５の（ｂ）のように、電極と分離膜が分離される現象が観察されない場合（点線円で表示された位置）は、分離膜の接着安定性が「Ｏ」であると示した。

＜実験例２－分離膜通気度評価＞
実施例１～４および比較例１～３の電極組立体を分解して、前記電極組立体の積層方向を基準として前記電極組立体の上端と下端の中間位置に対応する分離膜を取得した後、切断して５ｃｍ×５ｃｍ（横×縦）大きさの分離膜サンプルを用意した。その後、前記分離膜サンプルを有機溶媒で洗浄した。

次に、日本産業標準のＪＩＳガーリー（ＪＩＳ Ｇｕｒｌｅｙ）測定方法に従い、Ｔｏｙｏｓｅｉｋｉ社のＧｕｒｌｅｙ型Ｄｅｎｓｏｍｅｔｅｒ（Ｎｏ．１５８）を用いて、前記分離膜が常温および０．０５ＭＰａの圧力条件で１００ｍｌ（または１００ｃｃ）の空気が１平方インチの分離膜を通過するのにかかる時間を測定することにより、実施例１～４および比較例１～３の通気度を測定した。

その結果を下記表１に示した。

表１から確認できるように、電極を個別的に加熱する場合であっても、電極の表面温度が本発明に係る管理温度の範囲未満である場合には分離膜の接着安定性が良くないことを比較例１の結果から確認することができた。

また、電極の表面温度が本発明に係る管理温度の範囲を超過する比較例２の場合、分離膜の接着安定性に問題はないが、通気度が５９４０ｓｅｃ／１００ｍｌと過度に大きい値を有するため、電極組立体の性能を低下させるおそれがある。

比較例３は、分離膜の接着安定性および分離膜通気度の面で実施例と類似し得るが、実施例よりも長時間ヒートプレス段階を実施しなければならないことを確認することができた。電極組立体を大量生産する面で、製造時間が増えるということは、工程において効率および費用の面で比較例３が実施例１～４より劣っているということを意味する。

＜実験例３－分離膜原反の厚さ変化および分離膜圧縮率評価＞
実施例１および比較例３の電極組立体に対して分離膜原反の厚さ変化および分離膜の圧縮率を評価した。

具体的には、積層前に分離膜原反の厚さを測定した後、実施例１および比較例３の電極組立体を分解して、前記電極組立体の積層方向を基準として前記電極組立体の上端（最外郭）に位置する分離膜と前記電極組立体の上端と下端の中間位置（中央部）に対応する分離膜を取得して、工程前後の分離膜原反の厚さ変化を測定し、その結果を下記表２に示した。また、前記分離膜原反の厚さ変化値から分離膜圧縮率も計算して、下記表２に示した。

表２から確認できるように、電極を個別的に加熱しない場合、分離膜原反の厚さ変化の偏差が大きいことを確認することができ、最外郭の場合、必要以上に分離膜原反の厚さが減少し、中央部の場合、分離膜原反の厚さ変化がほとんど発生しないことを確認することができた。すなわち、比較例３の場合、分離膜の接着安定性および分離膜の通気度の面で実施例と類似し得るが、実施例よりも長時間ヒートプレス段階を行わなければならず、実施例と異なり、電極組立体の位置によって、分離膜厚さの偏差が大きく発生することを確認することができた。

これは、電極組立体が電極組立体の全ての位置で、均一な性能を有しにくいことを意味する。すなわち、本発明に係る製造装置および方法で製造された電極組立体は、均一な性能を有することを確認することができた。

＜実験例４－耐電圧評価＞
実施例１および比較例３の電極組立体に対して、耐電圧を評価した。その結果を下記表３に示した。

表３から確認できるように、電極を個別的に加熱する場合、電極を個別的に加熱しない場合よりも耐電圧が優れることを確認することができた。すなわち、比較例３の場合、分離膜の接着安定性および分離膜の通気度の面で実施例と類似し得るが、実施例より長時間ヒートプレス段階を行わなければならず、また、実施例より耐電圧性能が良くないことを確認することができた。

これらの実験例から、本発明の電極組立体の製造装置および方法で製造された電極組立体は、電極および分離膜の安定性が優れ、分離膜の変形が発生しない適切なレベルの通気度を有していることを確認することができた。

また、耐電圧に優れ、性能の均一な電極組立体を製造することができることを確認することができた。

Claims (17)

1. 複数の第１電極、分離膜、および複数の第２電極を含む電極組立体を製造する装置であって、
   前記第１電極、分離膜、および第２電極が積層されて、前記第１電極、分離膜、および第２電極を含む積層物が載置されるスタックテーブル；
   前記分離膜を前記スタックテーブルに供給する分離膜供給部；
   前記第１電極を供給する第１電極供給部；
   前記第２電極を供給する第２電極供給部；
   前記第１電極供給部から供給される前記第１電極を前記スタックテーブルに積層させる第１電極スタック部；
   前記第２電極供給部から供給される前記第２電極を前記スタックテーブルに積層させる第２電極スタック部；および
   前記積層物を加熱および加圧するプレス部
   を含み、
   前記第１電極供給部、前記第２電極供給部、前記第１電極スタック部、および前記第２電極スタック部の少なくとも一つは、非接触式ヒータを含み、前記非接触式ヒータによって前記第１電極および前記第２電極をそれぞれ加熱し、
   前記プレス部は、第１プレス部及び第２プレス部を含み、
   前記第１プレス部は、一対の第１加圧ブロックで構成され、グリッパーで前記積層物を固定した状態で加熱及び加圧し、
   前記グリッパーは、前記積層物の長さおよび高さよりも広く備えられた本体と、前記本体の一面に複数が備えられ、前記積層物の幅方向に沿って柱または板状に備えられる固定部と、を含み、前記固定部は前記積層物の上面および下面と接触し、
   前記第２プレス部は、前記第１プレス部によって加熱および加圧された前記積層物をさらに加熱および加圧する、
   電極組立体の製造装置。
2. 前記電極組立体は、ジグザグ状にフォールディングされながら積層される前記分離膜；および
   積層された前記分離膜と分離膜との間に前記第１電極および前記第２電極が交互にそれぞれ積層された形態である、請求項１に記載の電極組立体の製造装置。
3. 前記第１電極供給部は、前記第１電極が前記第１電極スタック部によって前記スタックテーブルに積層される前に安着される第１電極安着テーブルをさらに含み、
   前記第２電極供給部は、前記第２電極が前記第２電極スタック部によって前記スタックテーブルに積層される前に安着される第２電極安着テーブルをさらに含み、
   前記第１電極安着テーブルおよび前記第２電極安着テーブルの少なくとも一つは、前記非接触式ヒータを含む、請求項１に記載の電極組立体の製造装置。
4. 前記第１電極スタック部は、前記第１電極安着テーブルに安着された前記第１電極を真空吸引する第１サクションヘッドをさらに含み、
   前記第２電極スタック部は、前記第２電極安着テーブルに安着された前記第２電極を真空吸引する第２サクションヘッドをさらに含み、
   前記第１サクションヘッドおよび前記第２サクションヘッドの少なくとも一つは、前記非接触式ヒータを含む、請求項３に記載の電極組立体の製造装置。
5. 前記非接触式ヒータは、放射方式または誘導加熱方式で熱を伝達して、前記第１電極および前記第２電極をそれぞれ加熱する、請求項１に記載の電極組立体の製造装置。
6. 前記第１電極および前記第２電極の表面温度を測定する温度センサをさらに含み、
   前記温度センサによって測定された温度に基づいて、前記非接触式ヒータの加熱温度を調節して、前記第１電極および前記第２電極の表面温度を管理温度範囲に調節する制御部をさらに含む、請求項１に記載の電極組立体の製造装置。
7. 前記管理温度範囲は５０℃～１４０℃である、請求項６に記載の電極組立体の製造装置。
8. 前記スタックテーブルは、
   前記第１電極、前記分離膜、および前記第２電極が積層されるテーブル本体；および
   前記テーブル本体を加熱して前記テーブル本体に積層された積層物を加熱するスタックテーブルヒータ；
   を含む、請求項１に記載の電極組立体の製造装置。
9. 前記スタックテーブルヒータは、非接触式ヒータである、請求項８に記載の電極組立体の製造装置。
10. 前記スタックテーブルに前記第１電極または前記第２電極が積層される時に、前記第１電極または前記第２電極を把持し、前記スタックテーブルに固定するホールディング機構を含む、請求項１に記載の電極組立体の製造装置。
11. 前記ホールディング機構は、
    前記スタックテーブルに前記第１電極を積層する時に、前記スタックテーブルの最上側に積層された前記第２電極の上面を把持して固定し、
    前記スタックテーブルに前記第２電極を積層する時に、前記スタックテーブルの最上側に積層された前記第１電極の上面を把持して固定する、請求項１０に記載の電極組立体の製造装置。
12. 複数の第１電極、分離膜、および複数の第２電極を含む電極組立体の製造方法であって、
    前記分離膜を加熱しながらスタックテーブルに供給して積層する段階；
    前記第１電極を非接触式ヒータで加熱し、前記スタックテーブルに供給して積層する段階；および
    前記第２電極を非接触式ヒータで加熱し、前記スタックテーブルに供給して積層する段階
    を含み、
    前記スタックテーブルは、前記第１電極、前記分離膜、および前記第２電極を含む積層物が載置されるものであり、
    前記スタックテーブルに載置された積層物をプレス部で加熱および加圧する段階をさらに含み、
    前記プレス部は、第１プレス部及び第２プレス部を含み、
    前記第１プレス部は、一対の第１加圧ブロックで構成され、グリッパーで前記積層物を固定した状態で加熱及び加圧し、
    前記グリッパーは、前記積層物の長さおよび高さよりも広く備えられた本体と、前記本体の一面に複数が備えられ、前記積層物の幅方向に沿って柱または板状に備えられる固定部と、を含み、前記固定部は前記積層物の上面および下面と接触し、
    前記第２プレス部は、前記第１プレス部によって加熱および加圧された前記積層物をさらに加熱および加圧する、電極組立体の製造方法。
13. 前記電極組立体は、ジグザグ状にフォールディングされながら積層される前記分離膜；および
    積層された前記分離膜と分離膜との間に前記第１電極および前記第２電極が交互にそれぞれ積層された形態である、請求項１２に記載の電極組立体の製造方法。
14. 前記非接触式ヒータは、放射方式または誘導加熱方式で熱を伝達して、前記第１電極および前記第２電極を加熱する、請求項１２に記載の電極組立体の製造方法。
15. 前記第１電極を非接触式ヒータで加熱し、スタックテーブルに供給する段階は、
    前記第１電極の表面温度を測定する段階；および
    前記測定された温度に基づいて、前記非接触式ヒータの加熱温度を調節して、前記第１電極の表面温度を管理温度範囲に調節する段階
    を含み、
    前記第２電極を非接触式ヒータで加熱して、スタックテーブルに供給する段階は、
    前記第２電極の表面温度を測定する段階；および
    前記測定された温度に基づいて、前記非接触式ヒータの加熱温度を調節して、前記第２電極の表面温度を管理温度範囲に調節する段階
    を含む、請求項１２に記載の電極組立体の製造方法。
16. 前記管理温度範囲が、５０℃～１４０℃である、請求項１５に記載の電極組立体の製造方法。
17. 前記第１電極および前記第２電極の表面温度が管理温度範囲に調節されている場合、前記非接触式ヒータの作動を停止する段階をさらに含む、請求項１５に記載の電極組立体の製造方法。