KR100354113B1 - 2차 전지의 집전체 제조 방법 및, 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 패턴 롤러의 외주면에 형성된 돌기를 집전체 소재의 가장자리에 형성된 통공에 삽입시키면서 제 1 면에 레지스트 잉크를 소정 패턴으로 도포하는 단계; 상기 제 1 면의 레지스트 잉크를 건조시키는 단계; 패턴 롤러의 외주면에 형성된 돌기를 소재의 가장자리에 형성된 통공에 삽입시키면서, 상기 제 1 면의 도포된 레지스트 잉크와 일치하도록 제 2 면에 레지스트 잉크를 소정 패턴으로 도포하는 단계; 상기 제 2 면의 레지스트 잉크를 건조시키는 단계; 상기 소재의 양면을 동시에 에칭하는 단계; 및, 상기 소재의 양면에 도포된 레지스트 잉크를 용해시키는 단계;를 구비하는 2차 전지의 집전체 제조 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 2차 전지의 집전제 제조 방법 및, 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 집전체의 양측 표면을 동시에 에칭시킬 수 있는 2차 전지의 집전체 제조 방법 및, 장치에 관한 것이다.
통상적으로 2차 전지는 재충전이 가능한 전지로서, 양극판 및, 음극판과, 상기 극판들을 전기적으로 절연시키는 세퍼레이터들이 적층됨으로써 극판 조립체를 형성한다. 상기 극판 조립체는 고체 또는 액체 상태의 전해질과 함께 케이스내에 내장되며, 각 극판들에 연결된 탭을 통해서 외부 회로와 연결될 수 있다.
양극판과 음극판들은 집전체와 활물질로 이루어진다. 집전체는 박판 형상의 금속 재료가 사용되며, 상기 금속 재료상에 음극 활물질 또는 양극 활물질이 도포된 것이다. 극판용 집전체로 사용되는 금속의 예를 들면 알루미늄, 구리, 스테인레스 스틸, 니켈등이며, 이들은 얇은 호일(foil)의 상태로 극판 조립체를 형성한다. 집전체는 활물질을 그 표면에 가능한한 많이 유지하기 위해서 펀칭 또는 에칭에 의해 다수의 구멍을 형성하게 된다.
도 1에는 집전체 소재의 에칭을 위한 레지스트 잉크의 도포 단계가 개략적으로 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 소재(11)는 스풀(미도시)에 감겨진 상태로 제공되어 인-라인(in-line)방식으로 풀려나가면서 표면에 레지스트 잉크가 도포된다. 소재(11)의표면에 레지스트 잉크를 도포하기 위해서, 일 표면에 패턴 롤러(12)가 접촉하고, 다른 표면에는 전면 인쇄 롤러(13)가 접촉하고 있다. 패턴 롤러(12)는 예를 들면 음각 또는 양각된 패턴이 표면에 형성된 것으로서, 제 1 레지스트 잉크 탱크(15)에 충전된 레지스크 잉크를 소재(11)의 표면에 소정 패턴으로 도포하는 기능을 가진다. 즉, 패턴 롤러(12)의 표면에 형성된 음각 또는 양각의 패턴이 레지스트 잉크를 탱크(15)로부터 전사 받아서 소재(11)의 표면에 도포하게 되는 것이다. 한편, 소재(11)의 다른 면에는 전면 인쇄 롤러(13)가 접촉하여, 매개 롤러(14)를 통해 공급되는 제 2 레지스트 잉크 탱크(16)의 레지스크 잉크를 소재(11)의 전면에 걸쳐 도포하게 된다.
도 2에 도시된 것은 소재를 에칭하는 단계를 개략적으로 도시한 설명도이다.
도면을 참조하면, 소재(11)의 일 표면에는 소정 패턴의 레지스트(21)가 도포되어 건조 상태로 존재하는 반면에, 소재(11)의 다른 표면에는 전면에 걸쳐서 레지스트(22)가 도포되어 건조 상태로 존재하는 것을 알 수 있다. 에칭액(24)은 에칭 노즐(23)에 의해서 도포되며, 이때 소정 패턴의 레지스트(21)에 의해 보호되지 아니하는 소재(11)의 표면은 에칭에 의해 부식된다. 에칭액은 소재(11)의 전체 두께를 식각시킴으로써 소정 패턴의 통공이 형성된 집전체를 제조할 수 있게 된다.
위에 설명된 바와 같이, 집전체 소재(11)의 일표면에 소정 패턴의 레지스트를 도포하고, 다른 표면에는 전면에 걸쳐서 레지스트를 도포하는 이유는 양측 표면에 대하여 상호 일치하는 패턴을 형성할 수 없기 때문이다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 에칭액(24)은 소재의 두께를 관통시킬때까지 소재의 일면에 대해서만 도포되며, 이때 소재의 다른 면에서 부식 작용이 발생하는 것을 방지하기 위해서 전면 인쇄 롤러(13)에 의한 레지스트 잉크의 전면 도포가 필요한 것이다. 그러나, 상기와 같은 소재의 일면 에칭 방식은 에칭한 면이 종종 불량하게 되고, 에칭 시간도 오래 걸린다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 2차 전지의 집전체 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 2차 전지의 집전체 제조 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 집전체 소재에 대한 통상적인 레지스트 잉크 도포 방식을 나타내는 설명도.
도 2는 집전체 소재에 대한 통상적인 단면 에칭 방식을 나타내는 설명도.
도 3은 본 발명에 따른 집전체와 패턴 롤러에 대한 개략적인 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 집전체의 레지스트 잉크 도포 방식을 나타내는 설명도.
도 5는 본 발명에 따른 집전체의 양면 에칭 방식을 나타내는 설명도.
도 6은 본 발명에 따른 집전체의 제조 방법을 나타내는 순서도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 집전체의 레지스트 잉크 도포 방식을 나타내는 설명도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11. 소재 12. 패턴 롤러
13. 전면 인쇄 롤러 14. 매개 롤러
15. 레지스트 잉크 탱크 31. 패턴 롤러
32. 돌기 35. 통공
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 패턴 롤러의 외주면에 형성된 돌기를 집전체 소재의 가장자리에 형성된 통공에 삽입시키면서 제 1 면에 레지스트 잉크를 소정 패턴으로 도포하는 단계; 상기 제 1 면의 레지스트 잉크를 건조시키는 단계; 패턴 롤러의 외주면에 형성된 돌기를 소재의 가장자리에 형성된 통공에 삽입시키면서, 상기 제 1 면의 도포된 레지스트 잉크와 일치하도록 제 2 면에 레지스트 잉크를 소정 패턴으로 도포하는 단계; 상기 제 2 면의 레지스트 잉크를 건조시키는 단계; 상기 소재의 양면을 동시에 에칭하는 단계; 및, 상기 소재의 양면에 도포된 레지스트 잉크를 용해시키는 단계;를 구비하는 2차 전지의 집전체 제조 방법이 제공된다.
또한 본 발명에 따르면, 상호 대응되도록 설치된 제 1 및, 제 2 패턴 롤러의 외주면에 형성된 돌기를 집전체 소재의 가장자리에 형성된 통공에 삽입시키면서 소재의 제 1 면 및, 제 2 면에 레지스트 잉크를 상호 일치하는 소정 패턴으로 도포하는 단계; 상기 제 1 면 및, 제 2 면의 레지스트 잉크를 건조시키는 단계; 상기 소재의 양면을 동시에 에칭하는 단계; 및, 상기 소재의 양면에 도포된 레지스트 잉크를 용해시키는 단계;를 구비하는 2차 전지의 집전체 제조 방법이 제공된다.
또한 본 발명에 따르면, 2차 전지의 집전체 소재의 가장자리에 형성된 통공에 대응하는 다수개의 돌기가 외주면에 형성되어 있으며, 상기 집전체 소재의 어느 한 표면에 레지스트 잉크를 소정 패턴으로 도포할 수 있도록 음각 또는 양각이 형성된 패턴 롤러; 및, 상기 패턴 롤러에 대응하여 그 사이에 상기 집전체 소재를 가압하여 통과시킬 수 있는 가압 롤러;를 구비하는 2차 전지의 집전체 제조 장치가 제공된다.
또한 본 발명에 따르면, 2차 전지 집전체 소재의 가장자리에 형성된 통공에 대응하는 다수개의 돌기가 외주면에 형성되어 있으며, 상기 집전체 소재의 제 1 면에 레지스트 잉크를 소정 패턴으로 도포할 수 있도록 음각 또는 양각이 형성된 제 1 패턴 롤러; 및, 상기 제 1 패턴 롤러에 대응하여 설치됨으로써 상기 집전체 소재의 제 2 면에 상기 제 1 면의 레지스트 잉크 패턴과 상호 일치하는 레지스트 잉크 패턴을 도포할 수 있도록 음각 또는 양각이 형성된 제 2 패턴 롤러;를 구비하는 2차 전지의 집전체 제조 장치가 제공된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 제 1 패턴 롤러의 돌기와 제 2 패턴 롤러의 돌기는 상기 소재에 형성된 통공에 교대로 삽입될 수 있도록 소정의 간격을 가지고 형성된다.
이하 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 것은 본 발명에 따른 2차 전지의 집전체 제조 방법에 사용되는 패턴 롤러 및, 소재를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 소재(34)의 표면에 소정 패턴의 레지스트 잉크를 도포하기 위한 패턴 롤러(21)의 원주부에는 돌기(32)가 형성되어 있다. 이러한 돌기(32)들은 도면에서 보는 바와 같이, 패턴 롤러(21)의 패턴 형성부(33)의 양측을 따라서 전개된다. 패턴 형성부(33)는 예를 들면 음각 또는 양각의 패턴이 형성된 것으로서, 레지스트 잉크를 소재의 표면에 소정 패턴으로 전사시킬 수 있는 것이다.
소재(34)의 가장자리에는 상기 패턴 롤러(21)의 돌기(32)에 대응하여, 상기 돌기(32)가 그 안에 삽입될 수 있는 통공(35)이 형성되어 있다. 소재(34)는 도시되지 아니한 스풀에 감긴 상태로 제공되어 풀려나가게 되며, 상기 돌기(32)와 통공(35)의 상호 대응에 의해 소재(34)의 표면에서 패턴이 형성되는 위치를 제어할 수 있게 된다.
도 4에 도시된 것은 본 발명에 따라서 집전체를 제조하는 방법을 개략적으로 도시한 설명도이다.
도면을 참조하면, 소재(34)는 스풀(미도시)로부터 풀려나서 다른 비어 있는 스풀(미도시)에 감기게 되며, 소재(34)가 풀려 있는 동안에 그 표면에 레지스트 잉크의 도포가 이루어진다. 소재(34)에 형성된 통공(35)의 안으로 돌기(32)가 삽입됨으로써 소재(34)의 이송시에 패턴 롤러(12)상의 패턴과 소재(11)의 상대적인 위치제어가 가능하다. 가압 롤러(36)는 단지 소재(34)를 패턴 롤러(31)의 표면에 가압하여 지지하는 역할만을 한다. 패턴 롤러(12)는 레지스트 잉크 탱크(37)로부터 레지스트 잉크를 공급받아서 소재(34)의 일면에 소정 패턴의 레지스트 잉크를 도포하고, 이후에 소재(34)의 다른 면에 대하여서도 동일한 패턴의 레지스트 잉크를 도포하게 된다. 소재의 양면에 상호 일치하는 동일한 패턴을 도포하기 위해서 소재(34)는 다른 면에 대한 레지스트 잉크 도포시에 뒤집혀진 상태로 공급되거나, 또는 패턴 롤러(12)의 위치를 변경시킨다. 이와 같이 소재(34)를 뒤집은 상태로 공급하거나 또는 패턴 롤러(12)의 위치를 바꾼다 할지라도, 돌기(32)와 통공(35)을 대응시킴으로써 소재의 양 표면에 형성되는 레지스트 잉크 도포의 패턴을 상호 일치시킬 수 있다.
도 5에 도시된 것은 본 발명에 따라서 소재의 양면을 에칭하는 것을 나타낸 설명도이다.
도면을 참조하면, 소재(34)의 양 표면에는 레지스트 잉크 도포부(51)가 형성되어 있다. 상기 레지스트 잉크 도포부(51)는 양면에서 상호 일치한다. 에칭 노즐(52)로 에칭액(55)을 도포할때는 소재(34)의 양 표면에서 함께 도포하게 된다. 레지스트 잉크 도포부(51)에 의해서 소재의 표면이 보호되는 부분에서는 부식이 발생하지 않으며, 레지스트 잉크 도포부(51)가 형성되지 않은 부분에서는 양면에서 동시에 부식이 발생하게 된다. 따라서 에칭 시간이 거의 절반으로 단축되며, 에칭된 단면도 양호한 품질을 나타내게 된다.
도 6에는 본 발명에 따라서 양면 에칭을 수행하는 방법이 개략적인 순서도로서 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 우선 소재는 스풀로부터 풀려나서 그 표면을 세정하게 되며 (단계 61), 세정이 종료된 후에는 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 면에 레지스트 잉크를 소정의 패턴으로 도포하게 되고(단계 62), 다음에 도포된 레지스트 잉크를 건조시키게 된다(단계 63). 다음에 다시 소재의 제 2 면에 레지스트 잉크를 제 1 면의 패턴과 일치하도록 도포하게 되는데(단계 64), 이때 물론 제 1 면과 제 2 면에 상호 일치하는 레지스트 잉크의 패턴이 도포되는 것은 도 3 및, 도 4를 통해서 설명된 패턴 롤러(31)의 돌기 및, 소재(34)의 통공(35) 때문이다. 제 2 면에 대한 건조가 종료되면 (단계 65), 도 5에 도시된 바와 같이 양면을 동시에 에칭한다 (단계 66). 다음에 레지스트 잉크를 용해시킴으로써 소재의 표면으로부터 제거하고(단계 67), 후처리를 수행한다(단계 68). 후처리는 예를 들면 소재가 구리일 경우에 산화 방지 처리를 하는 것이며, 이후에 집전체 제조 과정이 종료된다(단계 69).
도 7에 도시된 것은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 개략적인 설명도이다.
도면을 참조하면, 소재(79)는 제 1 및, 제 2 패턴 롤러(71,72) 사이를 통과하게 되며, 상기 제 1 및, 제 2 패턴 롤러(71,72)에는 소재(79)에 형성된 통공(미도시)에 삽입될 수 있는 돌기(73,74)들이 각각 형성되어 있다. 상기 제 1 및, 제 2 패턴 롤러(71,72)는 각각의 매개 롤러(75,76)들을 통해서 레지스트 잉크 탱크(77,78)로부터 레지스트 잉크를 전사 받아서 상기 소재(79)의 양 표면에 상호 일치하는 소정의 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 패턴 롤러(71,72)를 소재(79)의 양표면에 가압하면서, 돌기(73,74)가 소재(79)의 가장자리에 형성된 통공내에 삽입될 수 있도록 하여 패턴의 인쇄를 제어하는 것이다. 이때 하나의 통공에는 두개의 돌기가 동시에 들어갈 수 없으므로, 통공과 돌기의 형성 간격을 조절하여, 각 돌기가 교대로 소재의 통공내에 삽입될 수 있도록 한다. 도 7에 도시된 장치로 양면에 상호 일치하는 소정 패턴이 형성된 이후에는 도 5에 도시된 바와 같이 소재를 양면 에칭함으로써 집전체가 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 2차 전지의 집전체 제조 방법 및, 장치는 소재의 양 표면에 상호 일치하는 소정 패턴의 레지스트 잉크를 인쇄함으로써 양면 에칭이 가능하게 할 수 있으며, 그에 따라서 에칭이 우수한 품질로 이루어질 수 있고, 에칭 시간이 대폭 단축될 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
Claims (5)
- 패턴 롤러의 외주면에 형성된 돌기를 집전체 소재의 가장자리에 형성된 통공에 삽입시키면서 제 1 면에 레지스트 잉크를 소정 패턴으로 도포하는 단계;상기 제 1 면의 레지스트 잉크를 건조시키는 단계;패턴 롤러의 외주면에 형성된 돌기를 소재의 가장자리에 형성된 통공에 삽입시키면서, 상기 제 1 면의 도포된 레지스트 잉크와 일치하도록 제 2 면에 레지스트 잉크를 소정 패턴으로 도포하는 단계;상기 제 2 면의 레지스트 잉크를 건조시키는 단계;상기 소재의 양면을 동시에 에칭하는 단계; 및,상기 소재의 양면에 도포된 레지스트 잉크를 용해시키는 단계;를 구비하는 2차 전지의 집전체 제조 방법.
- 상호 대응되도록 설치된 제 1 및, 제 2 패턴 롤러의 외주면에 형성된 돌기를 집전체 소재의 가장자리에 형성된 통공에 삽입시키면서 소재의 제 1 면 및, 제 2 면에 레지스트 잉크를 상호 일치하는 소정 패턴으로 도포하는 단계;상기 제 1 면 및, 제 2 면의 레지스트 잉크를 건조시키는 단계;상기 소재의 양면을 동시에 에칭하는 단계; 및,상기 소재의 양면에 도포된 레지스트 잉크를 용해시키는 단계;를 구비하는 2차 전지의 집전체 제조 방법.
- 2차 전지의 집전체 소재의 가장자리에 형성된 통공에 대응하는 다수개의 돌기가 외주면에 형성되어 있으며, 상기 집전체 소재의 어느 한 표면에 레지스트 잉크를 소정 패턴으로 도포할 수 있도록 음각 또는 양각이 형성된 패턴 롤러; 및,상기 패턴 롤러에 대응하여 그 사이에 상기 집전체 소재를 가압하여 통과시킬 수 있는 가압 롤러;를 구비하는 2차 전지의 집전체 제조 장치.
- 2차 전지 집전체 소재의 가장자리에 형성된 통공에 대응하는 다수개의 돌기가 외주면에 형성되어 있으며, 상기 집전체 소재의 제 1 면에 레지스트 잉크를 소정 패턴으로 도포할 수 있도록 음각 또는 양각이 형성된 제 1 패턴 롤러; 및,상기 제 1 패턴 롤러에 대응하여 설치됨으로써 상기 집전체 소재의 제 2 면에 상기 제 1 면의 레지스트 잉크 패턴과 상호 일치하는 레지스트 잉크 패턴을 도포할 수 있도록 음각 또는 양각이 형성된 제 2 패턴 롤러;를 구비하는 2차 전지의 집전체 제조 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 제 1 패턴 롤러의 돌기와 제 2 패턴 롤러의 돌기는 상기 소재에 형성된 통공에 교대로 삽입될 수 있도록 소정의 간격을 가지고 형성된 것을 특징으로 하는 2차 전지의 집전체 제조 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000056416A KR100354113B1 (ko) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 2차 전지의 집전체 제조 방법 및, 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000056416A KR100354113B1 (ko) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 2차 전지의 집전체 제조 방법 및, 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020024652A KR20020024652A (ko) | 2002-04-01 |
| KR100354113B1 true KR100354113B1 (ko) | 2002-09-27 |
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ID=19690448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020000056416A KR100354113B1 (ko) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 2차 전지의 집전체 제조 방법 및, 장치 |
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- 2000-09-26 KR KR1020000056416A patent/KR100354113B1/ko not_active IP Right Cessation
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