KR100867804B1 - 2차전지 제조방법 및 2차전지 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 2차전지장치는, 양극전극 시트 모양물, 음극전극 시트 모양물의 송출기구와, 전해물질 함유용액을 양극전극 시트 모양물과 음극전극 시트 모양물과의 양면에 각각 도포하는 제1도장기구, 제2도장기구와, 양극전극 시트 모양물, 음극전극 시트 모양물에 도포된 전해물질을 고착시키는 제1가열기구, 제2가열기구와, 전해물질이 고착된 양극전극 시트 모양물과 음극전극 시트 모양물을 적층 한 상태에서 소정의 형상으로 권회하는 권회(卷回)기구를 구비한 구성으로 되어 있다.
Figure R1020037017237
2차전지, 집전체(集電體), 양극 활물질(活物質), 음극 활물질, 권회기구

Description

2차전지 제조방법 및 2차전지 제조장치{MANUFACTURING METHOD FOR SECONDARY BATTERY, AND MANUFACTURING APPARATUS FOR SECONDARY BATTERY}
본 발명은, 2차전지 및 그 전지를 제조하는 2차전지 제조방법 및 2차전지 제조장치에 관한 것이다.
최근, 휴대형 전화, 텔레비전 카메라, 노트북 컴퓨터 등의 전원은 소형경량화, 대용량, 대전압이 요구되고 있고, 예컨대, 리튬이온 폴리머전지, 리튬전지등의 2차전지가 사용되고 있다.
상기 2차전지중 리튬이온 폴리머전지의 전극은 「일본국 특개평11-339785호공보」에 기재되어 있는 바와 같은 공정에 의해 우선 폴리머전지용의 양극전극과 음극전극을 제작하고, 이어서, 상기 양극전극과 음극전극을 복수매 적층 한 상태에서 집전체(集電體)에 용액모양의 전해 물질을 주입한 후, 건조로에 의해 가열처리하여 전해물질을 경화시키는 것에 따라 제조되고 있다.
상술한 전극은 캐리어재에 양극재, 음극재 및 세퍼레이터(Separator)를 각각 도장하여 두루마리 롤 모양의 양극재 필름, 음극재 필름 및 세퍼레이터 필름을 개별로 형성하는 제막(製膜)공정과, 양극재 필름, 음극재 필름 및 세퍼레이터 필름을 각각 소정의 폭으로 절단하여 롤 모양의 양극재 필름, 음극재 필름 및 세퍼레이터 필름을 개별로 형성하는 공정과 집전체를 끼워서 소정의 폭으로 절단하여 롤 모양의 양극재 필름, 음극재 필름을 집전체 각각의 양면에 접착시켜 라미네이트 하여 양극재 필름 및 음극재 필름을 개별로 형성하는 양극 및 음극의 집전체 라미네이션(Lamination)공정과, 라미네이트된 음극전극 필름의 양면에 세퍼레이터 필름을 접착시키는 세퍼레이터 구비 음극전극 필름 형성공정과, 양극전극 필름 및 세퍼레이터 구비 음극전극 필름 각각의 양측 테두리 주변의 집전(集電)부분을 금형으로 소정의 형상으로 뚫는 천공공정과, 캐리어재 위의 양극전극필름만을 금형에서 하프커트하는 양극전극 필름 하프커트 공정과, 세퍼레이터 구비 음극필름의 양면에 하프커트된 양극전극 필름을 소정의 위치에 일정간격으로 전사(轉寫)하는 전사공정과, 전사된 양극전극 필름과 세퍼레이터 구비 음극전극 필름을 라미네이트하는 라미네이션 공정과, 전사된 양극전극 필름과 세퍼레이터 구비 음극전극 필름을 라미네이트한 조립체를 금형에서 개개의 전극으로 천공하는 공정에 의해 제작되어 있다.
상술한 바와 같은 전극 제조방법에서는 9공정에 의해 전극이 제작되고, 이어서, 상기 전극을 복수매 적층한 상태에서 집전체에 용액모양의 전해물질을 주입한 후, 건조로에 의해 가열처리하여 전해물질을 경화시키는 것에 따라 소정의 리튬이온 폴리머전지를 제조하도록 되어 있기 때문에, 제조공정이 많으며, 더욱이 각 공정에 대응하는 장치를 설치하지 않으면 안되고, 제조장치 전체가 크고, 또한 각장치제어가 복잡함과 동시에 공정이 많고 생산효율이 나쁘다고 하는 문제가 있다.
또한, 용액모양의 전해물질을 적층된 집전체내에 균일하게 주입하는 것은 대단히 곤란하며, 전해물질의 주입 얼룩을 발생함과 동시에 상기 전해물질을 경화시킬 때에 발생하는 가스가 잔류해서 기포가 생겨 불량품이 된다고 하는 문제가 있다.
더욱이, 절연용 세퍼레이터 필름을 사용하기 때문에 절연용 세퍼레이터 필름공급기구가 필요함과 동시에 구동 제어장치가 복잡하게 되고, 또한 비용적으로도 고가가 되며, 2차전지 자체의 용적도 커진다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 불량품의 발생방지, 생산효율의 향상, 제조비용 및 장치비용과 2차전지 용적의 감소가 가능한 2차전지 및 2차전지 제조방법과 2차전지 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 2차전지는, 전해, 절연물질함유용액을 양극전극 시트 모양물 및 음극전극 시트 모양물의 각 양면에 각각 연속적으로 도포하고, 양극전극 시트 모양물 및 음극전극 시트 모양물에 도포된 전해, 절연물질함유용액을 가열하여 전해, 절연물질을 각각 고착시킨 후, 상기 전해, 절연물질이 고착된 양극전극 시트 모양물과 전해, 절연물질이 고착된 음극전극 시트 모양물을 적층하여 소정의 형상으로 권회(卷回)하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 2차전지에 의하면, 전해, 절연물질함유용액을 양극전극 시트 모양물 및 음극전극 시트 모양물의 각 양면에 각각 연속적으로 도포하고, 양극전극 시트 모양물 및 음극전극 시트 모양물에 도포된 전해, 절연물질함유용액을 가열하여 전해, 절연물질을 각각 고착시킨 후, 상기 전해, 절연물질이 고착된 양극전극 시트 모양물과 전해, 절연물질이 고착된 음극전극 시트 모양물을 적층하여 소정의 형상으로 권회하여 형성되어 있으므로, 효율이 좋고, 더욱이 전해물질의 주입 얼룩, 기포등이 거의 발생하지 않는 제품을 제공 할 수 있음과 동시에 세퍼레이터를 개재시켜 있지 않으므로, 권밀도(卷密度)를 높일 수 있음과 동시에 2차전지 자체를 콤펙트하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 2차전지에 있어서, 양극전극 시트 모양물 및 음극전극 시트 모양물의 소정위치에 각각 집전용 탭이 장착되어 있는 것이 바람직하다. 집전용 탭이 장착되어 있음으로써 효율 좋게 집전용 탭이 파손하지 않고 더욱이 전해물질의 주입 얼룩, 기포등이 거의 발생하지 않는 제품을 제공 할 수 있다.
또한, 본 발명의 2차전지에 있어서, 양극 또는 음극전극 시트 모양물은,
양극전극 시트 모양물의 경우에는 양극 활물질(活物質), 도전재(導電材), 및 결착재(結着材)로부터 형성되며, 음극전극 시트 모양물의 경우에는 음극 활물질, 도전재(導電材)로 형성되어 있다. 양극 활물질은 리튬산화물, 음극 활물질은 탄소재료, 도전재는 천연흑연 또는 카본블랙 또는 아세틸렌블랙 결착재(結着材)는 폴리테트라 플로로에틸렌(PTFE) 또는 폴리불화비니리덴(PVDF) 또는 헥사플로로프로피렌(HEP)의 용액 혹은 이들의 공중합체(共重合體) 용액인 것이 바람직하다. 특히, 음극 활물질을 형성하고 있는 탄소재료는 코크스계 탄소 또는 흑연계 탄소인 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 2차전지에 있어서, 양극 또는 음극전극 시트 모양물을
형성하는 집전재는, 스테인레스 강, 니켈, 동(銅)등의 박(箔) 또는 펀치드메탈, 익스팬드메탈인 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 2차전지 제조방법은, 양극전극 시트 모양물을 송출하는
공정과, 전해, 절연물질함유용액을 양극전극 시트 모양물의 양면에 연속적으로
도포하는 제1도장공정과, 양극전극 시트 모양물의 양면에 도포된 전해, 절연물질함유용액을 가열하여 전해, 절연물질을 고착시키는 제1가열공정과, 음극전극 시트 모양물을 송출하는 공정과, 전해, 절연물질함유용액을 음극전극 시트 모양물의 양면에 연속적으로 도포하는 제2도장공정과, 음극전극 시트 모양물의 양면에 도포된 전해, 절연물질함유용액을 가열하여 전해, 절연물질을 고착시키는 제2가열공정과, 전해, 절연물질이 고착된 양극전극 시트 모양물과 전해, 절연물질이 고착된 음극전극 시트 모양물을 적층하여 소정 형상으로 권회하는 권회공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 2차전지 제조방법에 의하면, 상기 공정에 의하여 2차전지를 제조 하고 있으므로, 전해물질의 주입얼룩, 기포등을 발생시키지 않고 불량품의 발생을 방지 할 수 있다. 또한, 가공공정을 대폭적으로 감소시킬 수 있어 생산효율을 대폭 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 2차전지 제조방법에 있어서, 양극전극 시트 모양물을 송출하는 공정과, 제1도장공정의 사이에 집전용(集電用) 탭을 양극전극 시트 모양물에 장착하는 공정과, 음극전극 시트 모양물을 송출하는 공정과, 제2도장공정의 사이에 집전용 탭을 음극전극 시트 모양물에 장착하는 공정을 각각 설치하는 것이 바람직 하다. 이와 같이 집전용 탭을 양극전극 시트 모양물에 장착하는 공정 및 집전용 탭을 음극전극 시트 모양물에 장착하는 공정을 각각 상술한 공정의 사이에 설치함으로써, 양극전극 시트 모양물 및 음극전극 시트 모양물의 취급시에 각 탭이 파손하는 것을 방지 할 수 있다. 또한, 전해물질의 주입 얼룩, 기포등을 발생시키지 않고 불량품의 발생을 방지 할 수가 있음과 동시에, 가공공정을 대폭적으로 감소시킬 수 있어 생산효율을 대폭 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 2차전지 제조방법에 있어서, 2차전지의 형성 조작시에 필요로 하는 양의 양극전극 시트 모양물 또는 음극전극 시트 모양물을 저류(貯留)하는 것이 바람직하다. 예컨대, 양극전극 시트 모양물을 송출하는 공정에 있어서, 양극전극 시트 모양물의 송출이 정지했을 때에, 집전용 탭을 양극전극 시트 모양물에 장착하는 공정보다도 하류측에 있는 공정에 있어서 양극전극 시트 모양물을 저류시킴으로써, 하류측에 있는 공정에 있어서 양극전극 시트 모양물을 연속하여 반송할 수가 있고, 예컨대, 권회공정에 있어서 권회하고 있는 사이에 양극 또는 음극전극 시트 모양물을 반송한 분만큼, 권회공정보다도 상류측에 있는 공정에 있어서 양극 또는 음극전극 시트 모양물을 저류시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 2차전지 제조방법에 있어서, 권회공정은, 장치 베이스대에 회전이 자유롭게 지지되어 회전운동되는 터릿부재에 대하여, 각각 회전이 자유롭게 설치된 2개의 권심축(卷心軸) 중, 한 쪽이 권회위치에, 다른 쪽이 취출하는 위치에 각각 위치하고, 그 상태에서 권회위치에 위치하는 권심축이, 양극전극 시트 모양물과 음극전극 시트 모양물의 적층물을 차례로 소정의 형상으로 권회하여 적층물이 소정의 형상이 되면, 터릿부재가 회전운동 하는 것으로 권회위치에 위치하는 권심축이 취출하는 위치로 이동하는 동시에, 취출하는 위치로 위치하는 권심축이 권회위치에 이동하고, 권회위치로부터 취출하는 위치로 이동한 권심축으로부터 권회된 적층물을 취출하고, 취출하는 위치로부터 권회위치에 이동한 권심축으로부터 적층물을 다시 권회 하는 것이 바람직하다. 이렇게 권회공정을 행함으로써 권회 ·취출의 전환조작 및 권회조작을 연속으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 2차전지 제조장치는, 양극전극 시트 모양물 송출기구와
, 전해, 절연물질함유용액을 양극전극 시트 모양물의 양면에 연속적으로 도포
하는 제1도장기구와, 양극전극 시트 모양물의 양면에 도포된 전해, 절연물질
함유용액을 가열하여 전해, 절연물질을 고착시키는 제1가열기구와, 음극전극 시트 모양물 송출기구와, 전해, 절연물질, 함유용액을 음극전극 시트 모양물의 양면에 연속적으로 도포하는 제2도장기구와, 음극전극 시트 모양물의 양면에 도포된 전해, 절연물질함유용액을 가열하여 전해, 절연물질을 고착시키는 제2가열기구와, 전해, 절연물질이 고착된 양극전극 시트 모양물과 전해, 절연물질이 고착된 음극전극 시트 모양물을 적층하여 소정의 형상으로 권회하는 권회기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 2차전지 제조장치에 의하면, 상기 기구를 구비한 구성으로 되어
있으므로, 전해물질의 주입 얼룩, 경화시의 기포의 발생이 없는 제품을 효율좋게 확실하게 제조 할 수 있고, 더욱이, 가공공정의 감소에 의해 제조장치 전체를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 2차전지장치에 있어서, 양극전극 시트 모양물 송출기구와
제1도장기구의 사이, 및 음극전극 시트 모양물 송출기구와 제2도장기구와의 사이에 집전용 탭 장착기구가 각각 설치되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 탭 장착 기구가 설치된 구성으로 하면, 양극전극 시트 모양물 및 음극전극 시트 모양물의 소정위치에 탭을 형성할 수가 있다. 또한, 전해물질의 주입 얼룩, 경화시의 기포의 발생이 없는 제품을 효율좋고 확실하게 제조 할 수 있음과 동시에, 가공공정의 감소에 의해 제조장치 전체를 컴팩트하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 2차전지제조 장치에 있어서, 양극 또는 음극전극 시트 모양물을 소정량 저류하는 어큠롤러를 구비하고, 어큠롤러를 장치 베이스대에 대하여 이동가능하게 구성하는 것이 바람직하다. 어큠롤러를 장치 베이스대에 대하여 이동가능하게 구성함으로써, 양극 또는 음극전극 시트 모양물을 소정량 저류 할 수 있다.
또한, 본 발명의 2차전지 제조장치에 있어서, 제1가열기구 또는 제2가열기구의 적어도 어느쪽인가는, 양극 또는 음극전극 시트 모양물에 도포된 전해, 절연물질함유용액을 가열된 기체로부터 이루어지는 열풍에 의해 가열하는 가열실, 및 각 경계판에 의해 가열실에 대하여 각각 분리된 2개의 씰링실로 이루어지는 가열상자본체와, 열풍을 상기 가열실내에 공급하는 열풍공급수단과, 각각의 씰링실로부터, 열풍을 각각 배기시키는 2개의 배기수단을 구비하고, 시트 모양물의 출입구방향에 대하여 가열상자본체에 입구 및 출구를 설치하고, 같은 방향에 대하여 각각의 경계판에 개구를 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 제1가열기구 또는 제2가열기구 를 구성함으로써, 2개의 배기수단이 각각 작동하면 가열상자 본체의 출입구로부터 외기가 각각 빨려 들어가는 동시에, 경계판의 개구로부터 가열실내의 열풍이 빨아 들여져서 배출된다. 따라서, 가열실내의 열풍이 가열상자체의 출입구로부터 각각 유출하는 것을 방지 할 수 있다.
또한, 본 발명의 2차전지 제조장치에 있어서, 권회기구는, 장치 베이스대에 회전이 자유롭게 지지되어 회전운동되는 터릿부재와, 그 터릿부재에 회전이 자유롭게 설치된 권심축을 구비하고, 권심축을, 양극전극 시트 모양물과 음극전극 시트 모양물과의 적층물을 차례로 소정형상으로 권회하는 위치, 및 권회된 적층물인 2차전지를 취출하는 위치의 적어도 2개소에 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 권회기구를 권심축 및 터릿부재에서 구성하는 것에 의해서, 권회 ·꺼집어냄의 전환시에 있어서 터릿부재를 회전운동 시킴으로써 권회위치에 위치하는 권심축이 꺼집어내는 위치에, 취출하는 위치에 위치하는 권심축이 권회위치에 각각 이동하고, 권회, 취출의 전환조작 및 권회조작을 연속하여 행할 수 있다. 생산량이 적은 경우는, 본 발명의 2차전지 제조장치에 있어서 권심축을 1개소에 설치 할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 2차전지장치의 하나인 리튬이온 폴리머전지 제조장치 구성의 일 실시형태를 도시하는 개략도이고,
도 2는, 본 발명의 리튬이온 폴리머전지의 구성을 도시하는 개략 정면도이며,
도 3은, 도 2의 개략 측면도이다.
[발명을 실시하기 위한 최적의 형태]
종래의 문제점을 해결하기 위한 형태로서, 이하의 것이 있다.
본 발명의 일 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 2차전지 제조장치의 하나인 리튬이온 폴리머전지 제조장치의 구성의 일 실시형태를 도시하는 개략도이며, 리튬이온 폴리머전지 제조장치는 양극전극 시트 모양물 송출기구(1)와 전해, 절연물질함유용액 150을 양극전극 시트 모양물(101)의 양면에 연속적으로 도포하는 제1도장기구(2)와, 도포된 전해, 절연물질함유용액 150을 열풍에 의해 가열하여 용매를 증발시켜서 전해, 절연물질을 양극전극 시트 모양물(101)에 고착시키는 제1가열기구(3)와, 음극전극 시트 모양물 송출기구(4)와, 전해, 절연물질함유용액 150과 동일성분의 전해, 절연물질함유용액 160을 음극전극 시트모양물(111)의 양면에 연속적으로 도포하는 제2도장기구(5)와, 제1가열기구(3)와 같이 도포된 전해, 절연물질함유용액 160을 열풍에 의해 가열하여 용매를 증발시켜서 전해, 절연물질을 음극전극 시트 모양물(111)에 고착시키는 제2가열기구(6)과, 전해, 절연물질(151)이 고착된 양극전극 시트 모양물(102)과 전해, 절연물질(161)이 고착된 음극전극 시트 모양물(112)을 적층한 상태에서 소정의 형상(단면형상이 직사각형모양, 원형모양등)에 권회하는 권회기구(9)를 구비한 구성으로 되어 있다. 상술한 전해, 절연물질함유용액 150, 160은 전해물질과 절연물질이 용매등에 함유된 용액이며, 전해, 절연물질 151, 161은 전해물질과 절연물질이다.
상술의 양극전극 시트 모양물 송출기구(1)에는 제1탭장착기구(10)가 설치 되고, 음극전극 시트 모양물 송출기구(4)에는 제2탭장착기구(11)가 설치되어 있다.
상술한 양극전극 시트 모양물 송출기구(1)는, 양극전극이 양면의 동일위치 또는 소정길이 오프셋된 위치관계에 소정의 간격을 가지고 간헐적으로 형성되어 있는 시트 모양물인 양극전극 시트 모양물의 공급수단(15)과, 원반롤(100)로부터 인출된 양극전극 시트 모양물(101)을 안내하는 제1가이드 롤러(Guide Roller, 16) , 제2가이드롤러(17)와, 상기 양극전극 시트 모양물(101)을 소정량 저류하는 제1어큠롤러(18)과, 구동용 롤러(20)과 니프롤러(21)를 구비하고, 양극전극 시트 모양물(101)을 소정의 속도로 제1도장기구(2)를 향하여 보내는 제1이송수단(19)과, 양극전극 시트 모양물(101)을 제1도장기구(2)에 있어서의 도장위치를 주행시키는 위치결정용롤러(22)에 의해 구성되어 있다.
양극전극 시트 모양물(101)의 공급수단(15)은 1 개의 척(Chuck) 축(23) (예컨대, 압축공기의 공급에 의해 코어의 내주면에 돌기 등의 가동부재를 눌러 상기 코어를 지지하는 에어 척 기구)이 베어링에 의해 기구 틀(12)에 설치되어 있는 프레임에 회전이 자유롭게 설치되어 있고, 양극전극 시트 모양물(101)의 원반(原反) 롤(100)을 상기 척 축(23)이 관통한 상태에서 수평으로 지지하게 되어 있다. 상기 척 축(23)은 모터에 의해 회전되며 소정의 속도에서 양극전극 시트 모양물(101)이 보내지게 되어 있다.
상기 공급수단(15)은, 코어 척의 적어도 한 쪽의 코어 척이 축심 길이방향으로 이동함과 동시에, 상기 코어 척이 프레임에 회전이 자유롭게 설치되어, 양극전극 시트 모양물의 원반 롤(100)을 상기 코어 척에 의하여 양측으로부터 수평한 상태에서 지지하도록 되어 있는 것을 사용 할 수 있다.
제1어큠롤러(18)는, 롤러가 베어링에 의하여 기구 틀(12)에 회전운동이 자유롭게 설치된 회전운동 암 또는 기구 틀(12)에 설치된 가이드에 따라 대략 수직방향으로 이동가능한 슬라이더에 설치되고, 제1탭장착기구(10)가 작동할 때, 공급수단(15)으로부터의 양극전극 시트 모양물(101)의 송출이 정지되었을 때에, 상기 제1탭장착기구(10)보다 하류측에 위치하는 양극전극 시트 모양물(101)이 연속하여 반송할 수 있게 하기 위하여, 충분한 량의 양극전극 시트 모양물(101)을 저류하도록 되어 있다. 제1이송수단(19)은 구동수단인 모터에 의해 회전되고, 베어링에 의해 공통의 기구 틀(12) 또는 단독의 프레임에 형성된 가이드에 따라 이동하는 것 같이 설치된 지지체(미도시)와, 지지체에 회전이 자유롭게 설치되며, 실린더, 스프링, 나사축등의 가압수단에 의해 구동용 롤러(20)에 대하여 소정의 힘으로 가압되는 니프 롤러(21)로부터 구성되어 있다.
제1도장기구(2)는, 수직방향으로 반송되는 양극전극 시트 모양물(101)을 끼워서 토출구 24a, 25a가 대향하도록 슬리트 다이코터 24, 25가 설치되고, 각각 전해, 절연물질함유용액(150)을 저류하는 탱크, 송액용의 펌프, 불순물을 제거하는 필터, 관로를 바꾸기 위한 전자밸브, 순환용의 관, 송액용의 관등을 구비한 도장액공급수단 26, 27이 연결되어 있다.
제1가열기구(3)는 양극전극 시트 모양물(101)이 수직방향에 아래 쪽으로부터 윗쪽을 향해서 주행하는 사이에 도포된 전해, 절연물질함유용액(150)을 열풍에 의해 가열하고 양극전극 시트 모양물(101)의 양면에 고착시키는 가열실(31)과, 경계판 29, 30에 의해 상기 가열실(31)과 분리되어서 열풍이 양극전극 시트 모양물(101)의 입구(28a) 및 출구(28b)로부터 유출하는 것을 방지하는 씰(Seal) 실 32, 33이 형성된 가열상자본체(28)과, 송풍용의 팬 및 가열용 공기, 가스 등의 기체를 소정의 온도로 하는 가열기 및 가열된 기체를 가열실(31)내에 공급하는 덕트 로 이루어지는 열풍공급수단(34)과, 배기용 팬(미 도시) 및 씰 실 32, 33을 연결하는 덕트로 이루어지는 배기수단 35, 36을 구비한 구성으로 되어 있다.
상기 가열실(31)에는 열풍을 양극전극 시트 모양물(101)의 양면을 향해서 내뿜기 위한 노즐을 적당히 설치 할 수 있다.
상술한 배기수단(35)이 작동하면, 입구(28a)로부터 외기가 동시에 경계판 29의 개구부(29a)로부터 가열실(31)내의 열풍이 빨려 들어가 배출되고, 배기수단(36)이 작동하면 출구(28b)로부터 외기가 빨아 들여진다. 동시에, 경계판 30의 개구부(30a)로부터 가열실(31)내의 열풍이 빨아 들여져서 배출된다. 그 때문에, 가열 실(31)내의 열풍이 가열상자체(28)의 입구(28a) 및 출구(28b)부터 유출하는 것을 방지 할 수 있다.
음극 전극시트 모양물 송출기구(4)는, 상술한 양극전극 시트 모양물 송출기구(1)와 같이 음극전극이 양면의 동일위치에 소정의 간격을 가지고 간헐적으로 형성되어 있는 음극전극 시트 모양물(111)의 공급수단(37)과, 원반(原反) 롤(110)로부터 인출된 음극전극 시트 모양물(111)을 안내하는 제8 가이드(Guide)롤러(38), 제9 가이드롤러(39)와, 상기 음극전극 시트 모양물(111)을 소정량 저류하는 제3 어큠롤러(40)와, 음극전극 시트 모양물(111)을 소정 속도에서 제2도장기구(5)를 향해서 보내는 제2이송수단(41)과, 음극전극 시트 모양물(111)을 제2도장기구(5)에 있 어서 도장위치를 주행시키는 위치 결정용 롤러(42)에 의하여 구성되어 있다.
음극전극 시트 모양물(111)의 공급수단 37은, 공급수단 15와 같이, 척 축(43)이 베어링에 의해 프레임에 회전이 자유롭게 설치되어, 수평한 상태로 지지된 롤(110)을 회전시켜서 음극전극 시트 모양물(111)을 소정속도에서 보내도록 되어 있다.
상술한 양극전극 시트 모양물 송출기구(1)의 공급수단(15)과 음극전극 시트 모양물 송출기구(4)의 공급수단 37을 다축 전환형으로 함과 동시, 자동 스프라이스 기구를 설치하여 양극전극 시트 모양물(101)과 음극전극 시트 모양물(111)을 각각 차례로 접속하여 송출하는 구성으로 할 수 있다.
상술한 제1 가이드롤러(16), 제2 가이드롤러(17), 위치결정용롤러(22)는 베어링(미도시)에 의해서 공통의 기구 틀(12) 또는 단독 프레임에 회전이 자유롭게 설치되어져 있다.
제3어큠롤러(40)는 제1어큠롤러(18)와 마찬가지로 제2탭 장착기구(11)가 작동할 때, 공급수단 37로부터의 음극전극 시트 모양물(111)의 송출이 정지되었을 때에, 상기 제2탭장착기구(11)로부터 하류측에 위치하는 음극전극 시트 모양물(ll1)이 연속해서 반송할 수 있도록 하기 위해서 충분한 량의 음극전극 시트 모양물(111)을 저류하도록 되어 있다.
제2송출수단(41)은 제1이송수단(19)과 마찬가지 구성이 되고 있고, 제2도장기구(5)를 향해서 음극전극 시트 모양물(111)을 송출하도록 되어 있다.
제2도장기구(5)는 제1도장기구(2)와 마찬가지로, 한 쌍의 슬리트 다이코터 44, 45와, 각 슬리트 다이코터 44, 45에 연결되고, 전해,절연물질함유용액(160)을 상기 각 슬리트 다이코터 44, 45에 간헐적으로 공급하는 도장액 공급수단 46, 47에 의해 구성되어 있다.
제2가열기구(6)는, 제1가열기구(3)와 같이 음극전극 시트 모양물(111)이 수직방향에 아래쪽으로부터 윗쪽을 향해서 주행하는 사이에 도포된 전해, 절연물질함유용액(160)을 열풍에 의해 가열하여 용매를 증발시켜서 전해, 절연물질(161)을 음극전극 시트 모양물(111)의 양면에 고착시키는 가열실(51)과, 경계판 49, 50에 의해 상기 가열실(51)로 분리되어, 열풍이 입구(48a), 출구(48b)로부터 유출하는 것을 방지하는 씰링실 52, 53이 형성된 가열상자본체(48)과, 송풍용의 팬과 가열용 공기, 가스 등의 기체를 소정의 온도로 하는 가열기와, 가열된 기체를 가열실내에 공급하는 덕트로 이루어지는 열풍공급수단(54)과, 배기용 팬(미도시)과 씰링실 52, 53을 연결하는 덕트로 부터 이루어지는 배기수단 55, 56을 구비한 구성으로 되어있다.
상술한 제1가열기구(3)와 제2가열기구(6)의 가열실 31, 51내에 원적외선 히터를 설치하면, 도포된 전해, 절연물질함유용액 150, 160을 단시간에 동시에 균일하게 가열 할 수 있다.
권회(卷回)기구(9)는, 전해, 절연물질(151)이 고착된 양극전극 시트 모양물(102)과 전해, 절연물질(161)이 고착된 음극전극 시트 모양물(112)을 양극전극부와 음극전극부의 위치가 일치한 일체물 모양으로 적층하기 위한 니프수단(63)과, 적층된 양극전극 시트 모양물(102) 및 음극전극 시트 모양물(112)을 소정의 형 상으로 권회하기 위한 권회수단(64)에 의해 구성되어 있다.
상기 니프수단(63)은, 베어링(미도시)에 의해서 기구 틀(12)에 회전이 자유롭게 지지되어 구동수단인 모터(미도시)에 의해서 소정의 속도로 회전되는구동용 롤러(65)와, 기구 틀(12)에 형성된 가이드 또는 기구 틀(12)에 장착된 브래킷에 형성된 가이드를 따라 이동하는 가동부재에 회전이 자유롭게 설치된 니프용 롤러(66)과, 니프용 롤러(66)를 구동용롤러(65)에 소정의 힘으로 가압되도록 상기 가동부재를 이동시키는 유체실린더, 스프링, 나사 축등의 가압수단(미도시)에 의해서 구성되어 있다.
권회수단(64)은, 기구 틀에 회전이 자유롭게 지지되고, 모터에 의해 회전운동 되는 터릿부재(67)와, 상기 터릿부재(67)에 회전이 자유롭게 설치된 권심축(卷心軸, 68(68-1, 68-2)과, 상기 권심축(68)을 소정속도로 소정 회수 1회전 시키는 모터(미도시)이라고 를 구비한 구성으로 되어 있다.
상기 권심축 68(68-1, 68-2)은, 연속적으로 반송되는 양극전극 시트 모양물(102)과 음극전극 시트 모양물(112)의 적층물을 차례로 소정의 형상(단면형상이 직사각형, 정사각형, 원형등)에 권회하는 위치와, 권회된 제품(전지)을 집어내는 위치의 적어도 2 군데에 설치하는 것이 바람직하지만, 생산량이 적을 경우는 권심축(68)을 1개소에 할 수 있다.
또한, 권회수단(64)에 있어서의 권회위치 부근에는, 양극전극 시트 모양물(1
02)과 음극전극 시트 모양물(112)을 권회에 필요로 하는 소정의 길이로 각각 절단하는 절단수단(미도시)이 설치되어 있음과 동시에, 제품의 취출위치 부근에는 권회 된 적층물의 단부를 권회물의 외주면에 고정하기 위한 고정용 점착테이프(190)를 접착하기 위한 고정용 점착테이프 접착수단(미도시)이 설치되어 있다.
상술한 제1가열기구(3)와 권회기구(9)와의 사이에는, 제1가열기구(3)로부터 송출된 양극전극 시트 모양물(102)을 수평방향으로 주행시키기 위한 제3 가이드롤러(69)와, 상기 양극전극 시트 모양물(102)을 수직방향의 아래쪽으로 향하여 주행시키기 위한 제4 가이드롤러(70)와, 수직방향의 윗쪽을 향하여 주행해온 양극전극 시트 모양물(102)을 수평방향으로 주행시키기 위한 제5 가이드롤러(71)와, 상기 양극전극 시트 모양물(102)을 수직방향의 아래쪽을 향해서 주행시키기 위한 제6 가이드롤러(72)와, 양극전극 시트 모양물(102)을 권회기구(9)의 니프수단(63)을 향해서 주행시키기 위한 제7 가이드롤러(73)가 설치되어 있음과 동시에, 제4 가이드롤러(70)과 제5 가이드롤러(71)의 사이에는 제2어큠롤러(74)가 설치되어 있다.
상기 제2 어큠롤러(74)는 제1어큠롤러(18)와 마찬가지의 구성이며, 롤러가 거의 수직방향으로 이동해서 권회기구(9)에 있어서 권회수단(64)의 터릿부재(67)가 회전운동하여 권심축 68-1이 권회위치로부터 취출위치로, 권심축 68-2가 취출위치로부터 권회위치로 이동되어서, 상기 권심축 68-2에 의한 권회가 시작될 때까지의 사이, 제1가열기구(3)로부터 송출되어 오는 양극전극 시트 모양물(102)을 저류하도록 되어 있다.
상술한 제2가열기구(6)와 권회기구(9)와의 사이에는, 제2가열기구(6)로부터 송출된 음극전극 시트 모양물(112)을 수평방향으로 주행시키기 위한 제lO 가이드롤 러(75)와 상기 음극전극 시트 모양물(112)을 수직방향의 아래쪽으로 향하여 주행시키기 위한 제ll 가이드롤러(76)와, 수직방향의 윗쪽을 향해서 주행해 온 음극전극 시트 모양물(112)을 수평방향으로 주행시키기 위한 제12 가이드롤러(77)와, 상기 음극전극 시트 모양물(112)을 수직방향의 아래쪽을 향해서 주행시키기 위한 제13 가이드 롤러(78)와, 음극전극 시트 모양물(112)을 권회기구(9)의 니프수단(63)을 향해서 주행시키기 위한 제14 가이드롤러(79)가 설치되어 있음과 동시에 제11 가이드롤러(76)와 제12 가이드롤러(77)의 사이에는 제4어큠롤러(80)가 설치되어 있다.
상기 제4어큠롤러(80)는 제2어큠롤러(74)와 마찬가지 구성이며, 롤러가 거의 수직방향으로 이동하여 권회기구(9)에 있어서의 권회수단(64)의 터릿부재(67)가 회전운동하여 권심축(68)이 권회위치로부터 취출하는 위치에, 권심축(68)이 취출위치로부터 권회위치에 이동되어서 상기 권심축에 의한 권회가 시작될 때 까지의 사이, 제2가열기구(6)로부터 송출되어 오는 음극전극 시트 모양물(112)을 저류하도록 되어 있다.
상술한 제1어큠롤러(18), 제2어큠롤러(74), 제3어큠롤러(40), 제4어큠롤러(80)는 롤러가 수평방향으로 이동하는 구성으로 할 수 있다.
상술한 제1탭 장착기구(10)는 집전용의 양극 탭(170)의 시트 모양물이 권취된 릴을 회전이 자유롭게 지지되는 탭공급용 릴지지수단과, 양극 탭(170)에 보호 점착테이프를 접착 또는 감아 붙이는 수단과, 양극 탭(170)을 소정길이로 절단하는 수단과, 양극 탭(170)을 양극전극 시트(101)의 양극전극이 형성되지 않고 있는 소정위치에 융착시키는 초음파 융착수단에 의해 구성되고 있고, 제1 가이드롤러(16) 과 제2 가이드롤러(17)의 사이에 설치되어 있다.
제2탭 장착기구(11)은 제1탭 장착기구(10)와 마찬가지 구성이며, 집전용의 음극 탭(180)의 시트 모양물이 권취된 릴을 회전이 자유롭게 지지되는 탭공급용 릴지지수단과, 음극 탭(180)에 보호 점착테이프를 접착 또는 감아 붙이는 수단과, 음극 탭(180)을 소정길이로 절단하는 수단과, 음극 탭(180)을 음극전극 시트 모양물(111)의 음극전극이 형성되지 않고 있는 소정위치에 융착시키는 초음파 융착 수단에 의해 구성되고 있고, 제8가이드 롤러(38)와 제9 가이드롤러(39)의 사이에 설치되어 있다.
양극전극이 연속하여 형성되어 있는 양극전극 시트 모양물(101)을 사용할 경우는, 양극 탭(170)을 장착하는 개소의 양극전극을 박리한 후에, 상기 양극 탭(170)을 시트 모양물에 융착하고, 음극전극이 연속하여 형성되어 있는 음극전극 시트 모양물(111)을 사용할 경우는, 음극 탭(180)을 장착하는 개소의 음극전극을 박리한 후에 상기 음극 탭(180)을 시트 모양물에 융착한다.
상술한 각 가이드 롤러 및 어큠롤러 등의 롤러류는, 롤러가 베어링에 의해 한쪽 지지의 상태에서 기구 틀(12)에 회전이 자유롭게 설치되고, 각 시트 모양물의 이동에 의해 회전되는 구성으로 되어 있다.
또한, 제1 가이드롤러(16), 제8 가이드롤러(38), 제6 가이드롤러(72), 제13 가이드롤러(78)부에는 장력 검출수단, 사행량(蛇行量) 검출수단, 전해, 절연물질의 도포위치 검출수단 내(內)의 적어도 하나의 수단이 설치되어 있다. 상기 제6 가이드롤러(72), 제13 가이드롤러(78)에 설치된 장력 검출수단, 사행량 검출수단, 전 해, 절연물질 도포위치 검출수단에 의해 양극전극 시트 모양물(102)에 있어서의 전해, 절연물질(151)과 음극전극 시트 모양물(112)에 있어서의 전해, 절연물질(161)과의 위치가 일치하도록, 제1이송수단(19)에 의한 양극전극 시트 모양물(101)의 반송속도, 제1도장기구 2에 의한 도포간격 및 제2이송수단(41)에 의한 음극전극 시트 모양물(111)의 반송속도, 제2도장기구(5)에 의한 도포간격 및 사행 수정 등의 제어가 행하여 지도록 되어 있다.
상술한 전극 시트 모양물 송출기구(1)와 음극전극 시트 모양물 송출기구( 4)와의 송출속도제어, 송출과 정지의 전환 타이밍 제어, 권회기구(9)에 있어서의 니프수단(63)과 권회수단(64)의 회전속도 제어 및 권회수단(64)의 전환 타이밍 제어, 제1도장기구(2), 제2도장기구(5)의 도포량 제어 등은 설정값 입력기능, 기억기능, 비교연산기능, 동작지령 출력기능 등을 구비한 제어장치(미도시)에 의해서 행하도록 되어 있다.
상술한 전지 제조장치는 권회기구(9)를 끼워서 한 방향에 양극전극 시트 모양물 송출기구(1)와 제1도장기구(2)와 제1가열기구(3)와 제1탭 장착기구(10)가 설치되고, 다른 방면에 음극전극 시트 모양물 송출기구(4)와 제2도장기구(5)와 제2가열기구(6)과 제2탭 장착기구(11)가 설치되어 있지만 각 기구의 설치위치가 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.
상술한 리튬이온 폴리머전지 제조장치에 의해 리튬이온 폴리머전지를 제조할 경우는, 미리 양극전극 시트 모양물(101)이 권취된 원반(原反) 롤(100) 및 음극전극 시트 모양물(111)이 권취된 원반 롤(110)을 준비한다. 또한, 제1도장기구(2)의 도포액 공급수단 26, 27에 전해, 절연물질함유용액((150)을 저류함과 동시에 제2도장기구(5)의 도포액 공급수단 46, 47에 전해, 절연물질함유용액(160)을 저류한다.
상기 전해, 절연물질함유용액 150, 160은 전해물질과 절연물질이 용매 등에 함유되어 있으면 좋고, 전해물질 및 절연물질의 종류, 함유량, 용액의 종류등에 대해서 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.
또한, 상기 전해, 절연물질함유용액 150, 160에 대신하여 전해물질과 절연물질과의 겔 모양 물질을 사용 할 수 있고, 가열에 의해 액체모양으로 하여 도포해도 좋다.
상기 원반 롤 100 및 원반 롤 110은, 집전재의 양면 동일위치 또는 소정길이 오프셋된 위치 관계에 양극 및 음극의 활물질, 도전재, 결착재(結着材), 분산재 등의 슬러리(Slurry)를 슬리트 다이코터에 의해 간헐적으로 도포하고, 계속하여, 가열기구내를 통과시키는 것에 따라 상기 슬러리를 건조시켜서 집전재에 고착시켜서 양극전극 시트 모양물(101) 및 음극전극 시트 모양물(111)을 형성하고, 슬리터에 의해 소정의 폭으로 절단해서 롤 모양으로 권취하는 것에 따라 얻을 수 있다.
상술한 양극전극 시트 모양물을 형성하는 집전재는 스테인레스 강, 니켈, 동등의 박(箔) 또는 펀치드 메탈, 익스팬드 메탈이 바람직하고, 표면처리를 실시한 재료를 사용 할 수 있다.
양극 활물질로서는 천이(遷移) 금속의 리튬 산화물인 망간산리튬(LiMn204), 코발트산리튬(LiCoO2), 니켈산리튬(LiNiO2)등이 바람직하다. 또한, 음극전극 시트 모양물을 형성하는 음극 활물질로서는 리튬이온 흡장능(吸藏能)을 도시하는 탄소재료가 바람직하고, 코오크스계 탄소, 흑연계 탄소가 보다 바람직하다.
도전재(導電材)로서는 전자 전도성의 공지(公知)의 물질이며, 천연흑연, 카본블랙, 아세틸렌블랙 등이 바람직하다. 결착재로서는 폴리 데트라플로로에틸렌(PTFE),폴리불화비니리덴(PVDF), 헥사플로로프로피렌(HFP)등의 용액 또는 이것들의 공중합체(共重合體) 용액이 바람직하다.
분산재로서는 결착재가 용해가능한 유기용매가 적절하며, 아세톤, 메틸에틸케톤(MEK), 테트라히드로푸란(THF), 디메틸포름아미드, 디메틸아세타아미드, 테트라메틸요소, 인산트리메틸, N - 메틸피로리돈(NMP)등이 바람직하다.
전해, 절연물질함유용액 150, 160을 형성하는 전해물질은 과염소산리튬(LiClO3), 6 불화인산리튬(LiPF6), 붕소4불화리튬(LiBF4), 6불화비소리튬(LiAsF6), 트리플루오로 메탄설폰산리튬(LiCF3SO3)등을 사용하고, 용매(유기용매)에 용해시킨다.
용매로서는 폴리에틸렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, 디메틸슬혹시드, 부칠크라톤, 설폰 1, 2 시메톡에탄, 테트로히도로프란, 디에틸카보네이트, 메틸카보네이트, 디메틸카보네이트 등이 바람직하고, 이것 들의 1종 또는 2종이상을 혼합하여 사용한다.
상술한 결착재의 폴리불화비니리덴(PVDF)은 절연 특성을 가지고 있기 때문에, 절연물질로서 사용하고, 이 경우, 분산재로서 N - 메틸피로리돈을 사용한다.
상기 절연물질, 분산재를 상술의 전해물질과 함께 용매에 용해시킨다.
상술의 양극전극 시트 모양물(lO1)이 권취된 원반 롤 100 및 음극전극 시트 모양물(111)이 권취된 원반 롤 110을 준비할 수 있으면, 원반 롤 100을 양극전극 시트 모양물 송출기구(1)의 공급수단(15)의 척 축(23)에 지지시킴과 동시에 원반 롤 110을 음극전극 시트 모양물 송출기구(4)의 공급수단 37의 척 축(43)에 지지시킨다.
또한, 제1탭 장착기구(10)에 양극 탭(170)의 릴을 지지시킴과 동시에 제2탭장착기구(11)에 음극 탭(180)의 릴을 지지시켜, 양극 탭(170)과 음극 탭(180)을 양극전극 시트 모양물(101), 음극전극 시트 모양물(111)에 융착할 수 있는 상태로 한다.
원반 롤 100에 있어서의 양극전극 시트 모양물(101)의 선단부(인출측) 및 원반 롤 110에 있어서의 음극전극 시트 모양물(111)의 선단부(인출측)에 통과시키는 작업용의 미처리 시트부가 각각 설치되어져 있을 경우는, 상기 원반 롤 100으로부터 미처리 시트부를 인출하고, 미처리 시트부가 형성되지 않고 있을 경우는, 각 시트 모양물의 선단부에 리드 필름을 붙여서 제1 가이드롤러(16), 제2 가이드롤러(7), 제1어큠롤러(18), 제1이송수단(19), 위치결정용 롤러(22)에 건너지르고, 이어서, 제1도장기구(2)의 슬리트 다이코터 24, 25 사이 및 제1가열기구(3)의 가열상자본체(28) 내를 통과시켜서 제3 가이드롤러(69), 제4 가이드롤러(70), 제2어큠롤러(74), 제5 가이드롤러(71), 제6 가이드롤러(72), 제7 가이드롤러(73)에 건너질러서 권회기구(9)의 니프수단(63)에 끼운다.
상기 조작이 끝나면, 원반 롤 110으로부터 미처리 시트부를 인출하여 제8 가 이드롤러(38), 제9 가이드롤러(39), 제3어큠롤러(40), 제2이송수단(41), 위치결정용 롤러(42)에 건너 지르고, 다음에, 제2도장기구(5)의 슬리트다이 44,45 사이 및 제2가열기구(6)의 가열상자본체(48)내를 통과시켜서 제10 가이드롤러(75), 제11 가이드롤러(76), 제4어큠롤러(80), 제12 가이드롤러(77), 제13 가이드롤러(78), 제14 가이드롤러(79)에 건너질러서 권회기구(9)의 니프수단(63)에 끼운다.
상술한 조작에 있어서 제1어큠롤러(18), 제2어큠롤러(74), 제3 어큠롤러(40), 제4어큠롤러(80)에는 각각 리튬이온 폴리머전지의 형성 조작시에 필요로 하는 량의 시트 모양물을 저류시킨다.
상술한 조작에 의해, 양극전극 시트 모양물(101)의 미처리 시트부와 음극전극 시트 모양물(111)의 미처리 시트부와의 건너지르기가 끝나면, 권회기구(59)에 있어서의 권회수단(64)의 권취위치에 있는 권심축(68)에 둘러 감고, 양극전극 시트 모양물 송출기구(1)의 공급수단(15), 음극전극 시트 모양물 송출기구(4)의 공급 수단(37) 및 권회기구(9)의 니프수단(63)과 권회수단(64)을 작동시켜서 권취한다.
그리고, 양극전극 시트 모양물(101)이 제1탭 장착기구(10)에 반송되어 미리 설정된 양극 탭 설치 위치에 오면 공급수단(15)이 작동하고, 양극전극 시트 모양물(101)의 송출이 정지하면 거의 동시에 제1탭 장착기구(10)가 작동해서 양극 탭(170)이 양극전극 시트 모양물(lO1)의 소정위치에 융착된다.
상기 조작과 동시에 음극전극 시트 모양물(111)이 제2탭 장착기구(11)에 반송되어 미리 설정된 음극 탭설치 위치에 오면 공급수단(37)이 작동하여 음극전극 시트 모양물(lll)의 송출이 정지함과 거의 동시에, 제2탭 장착기구(11)가 작동하여 음극 탭(180)이 음극전극 시트 모양물(111)의 소정위치에 융착된다.
이어서, 양극전극 시트 모양물(101)이 제1도장기구(2)의 도장위치에, 음극전극 시트 모양물(111)이 제2도장기구(5)의 도장위치에 오면, 상기 제1도장기구(2)의 도장액 공급수단 26, 27이 작동하여 관로가 전환되어서 슬리트 다이 24, 25로부터 전해, 절연물질함유용액 150이 토출되어서 양극전극 시트 모양물(101)의 양면에 형성되어 있는 양극전극부와 양극전극이 형성되지 않고 있는 집전재부에 연속적으로 도포됨과 동시에 제2도장기구(5)의 도포액 공급수단 46, 47이 작동하여 관로가 전환되어 슬리트 다이 44, 45로부터 전해, 절연물질함유용액 160이 토출되어서 음극전극 시트 모양물(111)의 양면에 형성되어 있는 음극전극부와 음극전극이 형성되어 있지 않는 집전재부에 연속적으로 도포된다.
상술한 전해, 절연물질함유용액 150이 도포된 양극전극 시트 모양물(101)이 제1가열기구(3)에 반송되면, 전해, 절연물질함유용액 150이 소정의 온도로 승온 된 열풍에 의해 가열되고, 용매가 증발하여 전해, 절연물질 151이 양극전극 시트 모양물(101)의 양면에 고착된다.
상기 조작과 동시에 전해, 절연물질함유용액 160이 도포된 음극전극 시트 모양물(111)이 제2가열기구(6)에 반송되면, 전해, 절연물질함유용액(160)이 소정의 온도로 승온된 열풍에 의해 가열되고, 용매가 증발하여 전해, 절연물질 161이 음극전극 시트 모양물(111)의 양면에 고착된다.
그리고, 전해, 절연물질 151, 161의 고착조작이 끝난 양극전극 시트 모양물(102)과 음극전극 시트 모양물(112)이 권회에 필요한 길이가 되도록 절단수 단(미도시)에 의해서 각각 절단된 상태로 권회기구(9)에 있어서의 니프수단(63)부에 반송된다.
그러면, 양극전극 시트 모양물(lO2)과 음극전극 시트 모양물(112)이 니프수단(63)에 있어서 양극전극부와 음극전극부가 일치되도록 적층하여 끼워진 상태에서 권회수단(64)의 권심축 68-1에 보내져서 상기 권심축 68-1에 권회(파지)된다.
그리고 권심축 68-1이 미리 설정된 횟수로 회전되어서 소정의 형상(단면이 직사각형등)이 되면, 터릿부재(67)가 회전운동하여 권심축 68-1이 취출되는 위치로 이동함과 동시에 권심축 68-2이 권회위치에 이동하고, 권심축 68-2에 양극전극 시트 모양물(102), 음극전극 시트 모양물(112)의 적층물이 권회(卷回)된다.
상술한 전환조작에 의해 권심축 68-1이 취출위치로 이동하면, 절단수단(미 도시)이 작동해서 양극 시트 모양물(lO2), 음극 시트(112)를 절단함과 동시에 고정용 점착테이프 접착수단(미도시)이 작동해서 권심축 68-1에 권회된 적층물의 외주면과 절단단부(300a)와에 고정용 점착테이프(190)가 접착되면, 권심축 68-1로부터 제 2도, 제 3도에 도시되는 것 같은 형상의 리튬이온 폴리머전지(300)를 작업자 또는 도퍼기구 등에 의해 취출한다.
상기 리튬이온 폴리머전지(300)에 있어서의 양극 탭(170), 음극 탭(180)에 대한 보호용 점착테이프 200, 210의 접착 또는 휘감기는 제1탭장착기구(10), 제2탭 장착기구(11)의 부분에 있어서 양극 탭(170), 음극 탭(180)의 융착 전 또는 후에 한다.
상술의 조작에 의해 양극 시트 모양물(102), 음극 시트(112)가 절단되고, 선 단부가 68-2에 권회되어 권심축 68-1의 경우와 마찬가지 조작에 의해 리튬이온 폴리머전지(300)가 형성된다.
상술한 양극전극 시트 모양물(101)의 양면에 대한 전해, 절연물질함유용액 150의 연속 도포조작, 가열에 의한 전해, 절연물질 151의 고착조작 및 음극전극 시트 모양물(111)의 양면에 대한 전해, 절연물질함유용액 160의 연속 도포조작, 가열에 의한 전해, 절연물질 161의 고착조작, 양극전극 시트 모양물(102), 음극전극 시트 모양물(112)을 니프수단(63)에 있어서 적층하여 끼워진 상태에서 권회수단(64)의 권심축 68-1에 권회되어 소정의 형상으로 형성하고, 권심축 68-1, 68-2의 전환을 하는 전환조작 및 권회조작을 연속하여 하는 것에 의해, 대폭적으로 가공공정을 생략할 수 있고, 집전용 탭을 파손시키지 않고, 더욱이 전해물질의 주입얼룩, 기포등이 거의 발생하지 않는 리튬이온 폴리머전지를 효율 좋게 제조할 수 있다. 또한, 전해물질이 절연재로서의 기능을 가지므로 세퍼레이터를 생략 할 수가 있고, 저코스트, 고능률에서 제조하는 것이 가능하다.
본 발명의 2차전지의 구성, 2차전지 제조장치의 구성은 도 1 내지 도 3에 나타내는 구성 등에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.
[산업상의 이용 가능성]
이상과 같이, 본 발명에 관계하는 2차전지와 2차전지 제조방법 및 2차전지제조장치는, 휴대형 전화, 텔레비전 카메라, 노트북 컴퓨터 등의 전원은 소형경량화, 대용량, 대전압이 요구되고 있으며, 예컨대, 리튬이온 폴리머전지, 리튬 전지등의 2차전지에 적합하다.

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  14. 양극전극 시트 모양물을 송출하는 공정과, 전해, 절연물질함유용액을 양극전극 시트 모양물의 양면에 연속적으로 도포하는 제1도장공정과, 양극전극 시트 모양물의 양면에 도포된 전해, 절연물질함유용액을 가열하여 전해, 절연물질을 고착시키는 제 1가열공정과, 음극전극 시트 모양물을 송출하는 공정과, 전해, 절연물질함유용액을 음극전극 시트 모양물의 양면에 연속적으로 도포하는 제2도장공정과, 음극전극 시트 모양물의 양면에 도포된 전해, 절연물질함유용액을 가열하여 전해, 절연물질을 고착시키는 제 2가열공정과, 전해, 절연물질이 고착된 양극전극 시트 모양물과 전해, 절연물질이 고착된 음극전극 시트 모양물을 적층하여 소정의 형상으로 권회하는 권회공정을 포함하는 2차전지 제조 방법에 있어서,
    상기 권회공정은, 장치 베이스대에 회전이 자유롭게 지지되어 회전운동 되는 터릿부재에 대하여, 각각 회전이 자유롭게 설치된 2개의 권심축(卷心軸)중, 한 방향이 권회위치에, 다른 방향이 취출위치에 각각 위치하고, 그 상태에서 권회위치에 위치하는 권심축이, 상기 양극전극 시트 모양물과 음극전극 시트 모양물의 적층물을 차례로 소정형상으로 권회하고, 상기 적층물이 소정의 형상이 되면, 상기 터릿부재가 회전운동 함으로써 권회위치에 위치하는 권심축이 취출위치로 이동하는 동시에 취출위치에 위치하는 권심축이 권회위치로 이동하고, 권회위치로부터 취출위치로 이동한 권심축으로부터 권회된 적층물을 취출하고, 취출위치로부터 권회위치로 이동한 권심축으로부터 적층물을 다시 권회 하는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조방법.
  15. 양극전극 시트 모양물 송출기구와, 전해, 절연물질함유용액을 양극전극 시트 모양물의 양면에 연속적으로 도포하는 제1도장기구와, 양극전극 시트 모양물의 양면에 도포된 전해, 절연물질함유용액을 가열하여 전해, 절연물질을 고착시키는 제1가열기구와, 음극전극 시트 모양물 송출기구와, 전해, 절연물질함유용액을 음극전극 시트 모양물의 양면에 연속적으로 도포하는 제2도장기구와, 음극전극 시트 모양물의 양면에 도포된 전해, 절연물질함유용액을 가열하여 전해, 절연물질을 고착시키는 제2가열기구와, 전해, 절연물질이 고착된 양극전극 시트 모양물과 전해, 절연물질이 고착된 음극전극 시트 모양물을 적층하여 소정의 형상으로 권회 하는 권회기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    양극전극 시트 모양물 송출기구와 제1도장기구와의 사이, 및 음극전극 시트 모양물 송출기구와 제2도장기구와의 사이에 집전용 탭 장착기구가 각각 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조장치.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 양극 또는 음극전극 시트 모양물을 소정량 저류하는 어큠롤러를 구비하고, 상기 어큠롤러는 장치 베이스대에 대하여 이동가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조장치.
  18. 제 15항에 있어서,
    제1가열기구 또는 제2가열기구의 적어도 어느쪽인가는, 양극 또는 음극전극 시트 모양물에 도포된 전해, 절연물질함유용액을 가열된 기체로부터 이루어지는 열풍에 의해 가열하는 가열실, 및 각 경계판에 의해 상기 가열실에 대하여 각각 분리된 2개의 씰링 실(室)로 되는 가열상자본체와, 상기 열풍을 상기 가열실 내에 공급하는 열풍공급수단과, 상기 각각의 씰링 실로부터 열풍을 각각 배기시키는 2개의 배기수단을 구비하고, 상기 시트 모양물의 출입구방향에 대하여 상기 가열상자본체에 입구 및 출구를 설치하고, 동일한 방향에 대하여 각각의 상기 경계판에 개구를 설치하는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조장치.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 권회기구는, 장치 베이스대에 회전이 자유롭게 지지되어 회전운동 되는 터릿부재와, 그 터릿부재에 회전이 자유롭게 설치된 권심축을 구비하고, 상기 권심축을 1 개소에 설치하는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조장치.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 권회기구는, 장치 베이스대에 회전이 자유롭게 지지되어 회전운동 되는 터릿부재와 그 터릿부재에 회전이 자유롭게 설치된 권심축을 구비하고 상기 권심축을, 상기 양극전극 시트 모양물과 음극전극 시트 모양물의 적층물을 차례로 소정의 형상으로 권회하는 위치, 및 권회된 상기 적층물인 2차전지를 취출하는 위치의 적어도 2개소에 설치하는 것을 특징으로 하는 2차전지 제조장치.
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