KR101056378B1 - Seal type battery manufacturing method and seal type battery manufacturing apparatus used therefor - Google Patents
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Abstract
실 형태의 전지 제조방법 및 실 형태의 전지 제조장치가 제공된다. 본 실 형태의 전지 제조방법은, 피복부의 내부 면에 제1 집전체 물질, 제1 전극 물질 및 전해질을 순차적으로 바르고, 제2 전극층이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체를 전해질층의 내부 공간에 삽입함으로써 실 형태의 전지를 제조한다. 이에 따라, 실 형태의 전지를 상온에서 더욱 쉽고 안전하게 제조할 수 있게 된다. A thread-shaped battery manufacturing method and a thread-shaped battery manufacturing apparatus are provided. The battery manufacturing method of the present yarn form comprises applying a first current collector material, a first electrode material, and an electrolyte to the inner surface of the coating part sequentially, and forming a second current collector in a yarn shape such that the second electrode layer surrounds the outer surface. The battery in the form of a seal is produced by inserting it into the inner space of the electrolyte layer. Accordingly, the battery in the form of a thread can be more easily and safely manufactured at room temperature.
실, 전지, 제조 Thread, battery, manufacturing
Description
본 발명은 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실 형태의 전지의 내부 물질 층을 용이하게 형성시키기 위한 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지 제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method of manufacturing a battery in the form of a thread and an apparatus for manufacturing a battery in the form of a thread, and more particularly, to a method of manufacturing a battery in a thread form for easily forming an internal material layer of a battery in a thread form. The present invention relates to a battery manufacturing apparatus in a thread form.
전자 기술의 발달에 힘입어, 다양한 형태의 전자기기가 개발되어 보급되고 있다. 전자기기는 필수적으로 전기 에너지를 사용한다. 이에 따라, 전자기기의 사이즈 및 형태에 적합한 다양한 형태의 배터리에 대한 필요성이 증대되고 있다.With the development of electronic technology, various types of electronic devices have been developed and spread. Electronic devices essentially use electrical energy. Accordingly, there is an increasing need for various types of batteries suitable for the size and shape of electronic devices.
이러한 필요성에 따라, 플렉서블한 특성을 가지는 전지에 대한 개발 노력이 이루어지고 있다. 즉, 기존의 원통형 전지, 각형 전지, 동전형 전지 등과 같이 특정 형태를 유지하는 전지가 아니라, 임의로 휘게 하거나, 구부릴 수 있는 가변적인 형태의 전지에 대한 개발 노력이 이루어지고 있다.According to such a necessity, efforts have been made to develop a battery having flexible characteristics. In other words, efforts have been made to develop a battery of a variable type that can be bent or bent, rather than a battery that maintains a specific shape, such as a conventional cylindrical battery, a square battery, a coin battery, and the like.
이러한 노력의 일환으로, 실 형태의 전지가 개발되었다. 하지만, 이러한 실 형태의 전지는 그 크기가 매우 가늘고, 길기 때문에, 실 형태의 전지를 제조하는데 어려움이 있다. 따라서, 실 형태의 전지를 쉽게 제조하기 위한 방안의 모색이 요청된다. .As part of this effort, real cells have been developed. However, since such a thread-shaped battery is very thin and long in size, it is difficult to manufacture a thread-shaped battery. Accordingly, there is a need for a search for a method for easily manufacturing a yarn type battery. .
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 피복부의 내부 면에 제1 집전체 물질, 제1 전극 물질 및 전해질을 순차적으로 바르고, 제2 전극층이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체를 전해질층의 내부 공간에 삽입함으로써 실 형태의 전지를 제조하는, 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지 제조장치를 제공함에 있다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention, the first current collector material, the first electrode material and the electrolyte is sequentially applied to the inner surface of the coating portion, the second electrode layer is disposed so as to surround the outer surface The present invention provides a yarn-shaped battery manufacturing method and a yarn-shaped battery manufacturing apparatus used for manufacturing a yarn-shaped battery by inserting a second yarn-shaped current collector in the inner space of the electrolyte layer.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지 제조방법은, 튜브 형태의 피복부를 마련하는 단계; 상기 피복부의 내부 표면에 슬러리(slurry) 형태의 제1 집전체 물질을 바름으로써 제1 집전체층을 형성시키는 제1 집전체층 형성단계; 상기 제1 집전체층의 내부 표면에 슬러리 형태의 제1 전극 물질을 바름으로써 제1 전극층을 형성시키는 제1 전극층 형성단계; 상기 제1 전극층의 내부 표면에 슬러리 형태의 전해질을 바름으로써 전해질 층을 형성시키는 전해질층 형성단계; 및 제2 전극층이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체를 상기 전해질층의 내부 공간에 삽입하는 단계;를 포함한다. According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a method of manufacturing a battery in the form of a yarn, comprising: providing a coating in the form of a tube; A first current collector layer forming step of forming a first current collector layer by applying a first current collector material in a slurry form to an inner surface of the coating part; A first electrode layer forming step of forming a first electrode layer by applying a slurry-type first electrode material to an inner surface of the first current collector layer; An electrolyte layer forming step of forming an electrolyte layer by applying an electrolyte in a slurry form to the inner surface of the first electrode layer; And inserting a second current collector in a thread form in which a second electrode layer surrounds an outer surface, into an inner space of the electrolyte layer.
그리고, 상기 제1 집전체층 형성단계는, 상기 피복부의 내부 공간에 상기 제 1 집전체 물질을 통과시킴으로써, 상기 제1 집전체 물질이 상기 피복부의 내부 표면에 발라지게 하고, 상기 제1 전극층 형성단계는, 상기 제1 집전체층의 내부 공간에 상기 제1 전극 물질을 통과시킴으로써, 상기 제1 전극 물질이 상기 제1 집전체층의 내부 표면에 발라지게 하며, 상기 전해질층 형성단계는, 상기 제1 전극층의 내부 공간에 상기 슬러리 형태의 전해질을 통과시킴으로써, 상기 슬러리 형태의 전해질이 상기 제1 전극층의 내부 표면에 발라지게 할 수도 있다. In the forming of the first current collector layer, the first current collector material is applied to the inner surface of the coating part by passing the first current collector material through an inner space of the coating part, thereby forming the first electrode layer. In the step of passing the first electrode material through the internal space of the first current collector layer, the first electrode material is applied to the inner surface of the first current collector layer, the electrolyte layer forming step, the By passing the slurry-type electrolyte through the inner space of the first electrode layer, the slurry-type electrolyte may be applied to the inner surface of the first electrode layer.
또한, 상기 제1 집전체층 형성단계는, 상기 피복부의 한쪽 끝에 상기 제1 집전체 물질을 투입시키고 다른쪽 끝에서 상기 제1 집전체 물질을 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 상기 피복부의 내부 공간에 상기 제1 집전체 물질을 통과시키고, 상기 제1 전극층 형성단계는, 상기 제1 집전체층의 한쪽 끝에 상기 제1 전극 물질을 투입시키고 다른쪽 끝에서 상기 제1 전극 물질을 상기 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 상기 제1 집전체층의 내부 공간에 상기 제1 전극 물질을 통과시키며, 상기 전해질층 형성단계는, 상기 제1 전극층의 한쪽 끝에 슬러리 형태의 전해질을 투입시키고 다른쪽 끝에서 상기 슬러리 형태의 전해질을 상기 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 상기 제1 전극층의 내부 공간에 상기 슬러리 형태의 전해질을 통과시킬 수도 있다. In the forming of the first current collector layer, the first current collector material is introduced into one end of the coating part, and the first current collector material is sucked into the inner space of the coating part by suctioning the first current collector material using a vacuum pump at the other end. Passing through the first current collector material and forming the first electrode layer, the first electrode material is introduced into one end of the first current collector layer and the first electrode material is transferred to the other end using the vacuum pump. By suction, the first electrode material is passed through the inner space of the first current collector layer, the electrolyte layer forming step, the electrolyte in the form of a slurry in one end of the first electrode layer and the slurry in the other end By sucking the electrolyte of the vacuum pump using the vacuum pump, the electrolyte in the form of the slurry may be passed through the internal space of the first electrode layer.
그리고, 상기 피복부, 제1 집전체층, 제1 전극층, 전해질층, 제2 전극층, 및 제2 집전체를 포함하는 실 형태의 전지를 수축시키는 수축 단계;를 더 포함할 수도 있다. The method may further include a shrinking step of shrinking a battery in a thread form including the coating part, the first current collector layer, the first electrode layer, the electrolyte layer, the second electrode layer, and the second current collector.
또한, 상기 수축단계는, 상기 피복부, 제1 집전체층, 제1 전극층, 전해질층, 제2 전극층, 및 제2 집전체를 포함하는 실 형태의 전지를 열처리를 통해 수축시키거나, 또는 외부에서 압력을 가하여 수축시키거나, 또는 진공장치를 이용하여 상기 실형태의 전지를 흡입함으로써 수축시킬 수도 있다. In addition, the shrinking step may shrink a battery in a yarn form including the coating part, the first current collector layer, the first electrode layer, the electrolyte layer, the second electrode layer, and the second current collector through heat treatment, or externally. It may be shrunk by applying pressure at or by suctioning the chamber-shaped battery using a vacuum apparatus.
그리고, 상기 전해질 물질은, 슬러리 형태의 고분자 전해질 또는 고체 전해질일 수도 있다. In addition, the electrolyte material may be a polymer electrolyte or a solid electrolyte in the form of a slurry.
또한, 상기 실 형태의 전지는, 2차 전지일 수도 있다. In addition, the battery of the said yarn form may be a secondary battery.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지 제조방법은, 튜브 형태의 피복부를 마련하는 단계; 상기 피복부의 내부 표면에 슬러리(slurry) 형태의 제1 집전체 물질을 바름으로써 제1 집전체층을 형성시키는 제1 집전체층 형성단계; 상기 제1 집전체층의 내부 표면에 슬러리 형태의 제1 전극 물질을 바름으로써 제1 전극층을 형성시키는 제1 전극층 형성단계; 제2 전극층이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체를 상기 제1 전극층의 내부 공간에 삽입하는 단계; 및 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층 사이의 공간에 전해질을 주입하는 단계;를 포함한다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a battery in the form of a yarn, comprising the steps of providing a coating in the form of a tube; A first current collector layer forming step of forming a first current collector layer by applying a first current collector material in a slurry form to an inner surface of the coating part; A first electrode layer forming step of forming a first electrode layer by applying a slurry-type first electrode material to an inner surface of the first current collector layer; Inserting a second current collector in a thread shape in which a second electrode layer surrounds an outer surface of the first electrode layer in an inner space of the first electrode layer; And injecting an electrolyte into a space between the first electrode layer and the second electrode layer.
그리고, 상기 전해질은, 액체 전해질일 수도 있다. The electrolyte may be a liquid electrolyte.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지 제조방법은, 튜브 형태의 피복부를 마련하는 단계; 및 적어도 하나의 슬러리(slurry) 형태의 물질을 통과시킴으로써 상기 피복부의 내부 표면에 상기 적어도 하나의 물질의 층을 형성시키는 단계;를 포함할 수도 있다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, a method of manufacturing a battery in the form of a yarn, comprising the steps of providing a coating in the form of a tube; And forming a layer of the at least one material on the inner surface of the coating by passing the material in the form of at least one slurry.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지는, 상술한 제조방법에 의해 제조된다. On the other hand, the battery in the form of a thread according to an embodiment of the present invention is manufactured by the above-described manufacturing method.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지 제조장치는, 튜브 형태의 피복을 고정시키는 고정부; 상기 피복의 한쪽 끝에서 슬러리(slurry) 형태의 물질이 투입되면, 상기 물질이 상기 피복의 내부를 통과하도록 상기 피복의 다른 쪽 끝에서 상기 물질을 흡입하는 흡입부; 상기 흡입부의 흡입 강도를 조절하는 제어부; 상기 피복을 통과한 상기 물질의 잔여분을 담는 용기;를 포함한다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the battery manufacturing apparatus of the thread form, the fixing part for fixing the tube-shaped coating; A suction part which sucks the material at the other end of the coating so that when the material in the form of slurry is introduced at one end of the coating, the material passes through the inside of the coating; A control unit for adjusting the suction strength of the suction unit; And a container containing the remainder of the material that has passed through the coating.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지는 상술한 제조장치를 이용하여 제조된다. On the other hand, according to an embodiment of the present invention, a battery in the form of a thread is manufactured using the manufacturing apparatus described above.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 피복부의 내부 면에 제1 집전체 물질, 제1 전극 물질 및 전해질을 순차적으로 바르고, 제2 전극층이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체를 전해질층의 내부 공간에 삽입함으로써 실 형태의 전지를 제조하는, 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지 제조장치를 제공할 수 있게 되어, 실 형태의 전지를 상온에서 더욱 쉽고 안전하게 제조할 수 있게 된다. According to various embodiments of the present disclosure, the first current collector material, the first electrode material, and the electrolyte may be sequentially applied to the inner surface of the coating part, and the second current collector in the form of a thread may be disposed to surround the outer surface. By inserting into the inner space of the electrolyte layer, it is possible to provide a chamber-shaped battery manufacturing method and a chamber-type battery manufacturing apparatus used therein, which manufactures a chamber-shaped battery, thereby making the chamber-type battery easier and safer at room temperature. You can do it.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 2차전지의 내부 단면의 구조를 도시한 도면이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 실 형태의 2차전지는 외측에서부터 피복부(10), 제1 집전체층(20), 제1 전극층(30), 전해질층(40), 제2 전극 층(50), 제2 집전체층(60)이 차례로 배치된 형상으로 구현된다. 1A is a diagram illustrating a structure of an internal cross section of a rechargeable secondary battery according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1A, the seal-type secondary battery has a
실 형태의 최외측에는 피복부(10)가 형성된다. 피복부(10)는 통상의 고분자 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, PVC, HDPE나 에폭시 수지 등이 사용될 수 있다. 그 밖에, 실 형태 2차전지의 파손을 방지하면서, 자유롭게 휘거나 구부러질 수 있는 재질이라면 어느 것이라도, 피복부(10)로 사용될 수 있다.The
제1 집전체층(20)은 피복부(10)의 내부면에 형성된다. 제1 집전체층(20)은 탄성 특성이 좋은 TiNi계와 같은 합금류, 구리 알루미늄 등과 같은 순금속류, 탄소가 코팅된 순금속, 탄소, 탄소 섬유 등과 같은 도전성 물질, 폴리피롤과 같은 전도성 고분자 등으로 구현될 수 있다. The first
제1 전극층(30)은 제1 집전체층(20)의 내부면에 형성된다. 제1 전극층(30)은 전극 특성에 따라 다양한 재질의 물질로 구현될 수 있다. 제1 전극층(30)은 제2 전극층(50)과 반대 극성을 가진다. 이에 따라, 제1 전극층(30)이 음 전극인 경우, 제2 전극(50)층은 양 전극이 되고, 반대로 제1 전극층(30)이 양 전극인 경우, 제2 전극층(50)은 음 전극이 된다.The
제1 전극층(30)이 음 전극으로 이용되는 경우라면, 리튬, 나트륨, 아연, 마그네슘, 카드늄, 수소저장합금, 납 등의 금속류와 탄소 등의 비금속류 그리고 유기황과 같은 고분자 전극 물질과 같은 음 전극 물질로 제작될 수 있다. 이 때, 제2 전극층(50)은 양 전극으로 이용되므로, 황 및 금속 황화물, LiCoO2 등 리튬천이금속산화물, SOCl2, MnO2, Ag2O, Cl2, NiCl2, NiOOH, 고분자 전극 등의 양 전극 물질로 제작될 수 있다. 제1 전극층(30)이 양 전극으로 이용되고, 제2 전극층(50)이 음 전극으로 이용되는 경우라면, 반대로 구현될 수 있다.When the
전해질층(40)은 제1 전극층(30)과 제2 전극층(50) 사이를 물리적으로 격리시키면서, 두 전극 간의 이온 교환이 이루어질 수 있도록 한다. 전해질층(40)은 EC, PC, TG 등 유기용매 또는 전극물질에 맞는 KOH, NaOH 등의 수용성 전해질을 포함하는 액체 전해질이 될 수 있다. 또한, PEO, PVdF, PMMA, PVAC 등을 이용한 겔(gel) 형, 고상형과 다공성형 고분자 전해질, 황화물계, LiPON, 산화물계의 고체 전해질 등으로 제작될 수 있다.The
제2 전극층(50)은 전해질층(40)의 내부면 및 제2 집전체(60)의 외부면에 형성된다. 제2 전극층(50)은 상술한 제1 전극층(30)과 반대 극성을 가진다. The
제2 집전체(60)는 실 형태를 가지며, 실 형태의 2차 전지의 중심영역에 배치된다. 제2 집전체(60)는 상술한 제1 집전체층(20)과 같이 다양한 재질로 제작될 수 있다. The second
이하에서는, 상술한 바와 같은 실 형태의 2차 전지의 제조방법에 대해, 도 1b, 도 2 및 도 3을 참고하여 상세히 설명한다. 도 1b은 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 2차전지 제조방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 고체 전해질을 사용한 경우 실 형태의 전지 제조방법을 그림으로 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 액체 전해질을 사용한 경우 실 형태의 전지 제조방법을 그림으로 도시한 도면이다. Hereinafter, a method of manufacturing a rechargeable secondary battery as described above will be described in detail with reference to FIGS. 1B, 2, and 3. 1B is a flowchart provided to explain a method of manufacturing a rechargeable secondary battery according to an embodiment of the present invention. 2 is a diagram illustrating a method of manufacturing a battery in a yarn form when using a solid electrolyte according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram illustrating a method of manufacturing a battery in a yarn form when using a liquid electrolyte according to an embodiment of the present invention.
일단, 튜브 형태의 피복부(10)를 마련한다(S110). 그리고, 도 2의 도면부호 210 및 도 3의 도면부호 310의 그림과 같이, 피복부(10)의 내부 표면에 슬러리(slurry) 형태의 제1 집전체 물질(25)을 바름으로써 제1 집전체층(20)을 형성시킨다(S120). 여기에서, 슬러리는 고체와 액체의 혼합물 또는 미세한 고체입자가 물 속에 현탁(懸濁)된 현탁액을 의미한다. 즉, 슬러리 형태의 제1 집전체 물질(25)은 점성이 있는 액체에 제1 집전체 물질의 분말이 혼합된 물질을 의미한다. First, the
구체적으로, 피복부(10)의 내부 공간에 제1 집전체 물질(25)을 통과시킴으로써, 제1 집전체 물질(25)이 피복부(10)의 내부 표면에 발라지게 한다. 예를 들어, 피복부(10)의 한쪽 끝에 제1 집전체 물질(25)을 투입시키고, 다른쪽 끝에서 제1 집전체 물질(25)을 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 피복부(10)의 내부 공간에 제1 집전체 물질(25)을 통과시킬 수 있다. 이와 같이, 피복부(10)의 내부 공간에 제1 집전체 물질(25)을 통과시키면, 제1 집전체 물질(25)의 점성에 의해 피복부(10)의 내부면에 일정한 두께의 제1 집전체층(20)이 형성된다. Specifically, by passing the first
그 후에, 도 2의 도면부호 220 및 도 3의 도면부호 320의 그림과 같이, 제1 집전체층(20)의 내부 표면에 슬러리 형태의 제1 전극 물질(35)을 바름으로써 제1 전극층(30)을 형성시킨다(S130). 구체적으로, 제1 집전체층(20)의 내부 공간에 제1 전극 물질(35)을 통과시킴으로써, 제1 전극 물질(35)이 제1 집전체층(20)의 내부 표면에 발라지게 한다. 예를 들어, 제1 집전체층(20)의 한쪽 끝에 제1 전극 물질(35)을 투입시키고 다른쪽 끝에서 제1 전극 물질(35)을 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 제1 집전체층(20)의 내부 공간에 제1 전극 물질(35)을 통과시킨다. 이와 같이, 제1 집전체층(20)의 내부 공간에 제1 전극 물질(35)을 통과시키면, 제1 전극 물질(35)의 점성에 의해 제1 집전체층(20)의 내부면에 일정한 두께의 제1 전극층(30)이 형성된다. Thereafter, as shown in the
고체 전해질 또는 고분자 전해질이 사용될 경우(S140-Y), 도 2의 도면부호 230의 그림과 같이, 제1 전극층(30)의 내부 표면에 슬러리 형태의 고체 전해질(45)을 바름으로써 전해질층(40)을 형성시킨다(S150). 구체적으로, 제1 전극층(30)의 내부 공간에 슬러리 형태의 고체 전해질(45)을 통과시킴으로써, 슬러리 형태의 고체 전해질(45)이 제1 전극층(30)의 내부 표면에 발라지게 한다. 예를 들어, 제1 전극층(30)의 한쪽 끝에 슬러리 형태의 고체 전해질(50)을 투입시키고 다른쪽 끝에서 슬러리 형태의 고체 전해질(45)을 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 제1 전극층(30)의 내부 공간에 슬러리 형태의 고체 전해질(45)을 통과시킬 수도 있다. 이와 같이, 제1 전극층(30)의 내부 공간에 슬러리 형태의 고체 전해질(45)을 통과시키면, 슬러리 형태의 고체 전해질(45)의 점성에 의해 제1 전극층(30)의 내부면에 일정한 두께의 전해질층(40)이 형성된다. When a solid electrolyte or a polymer electrolyte is used (S140-Y), the
그 후에, 도 2의 도면부호 240의 그림과 같이, 제2 전극층(50)이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체(60)를 전해질층(40)의 내부 공간에 삽입한다(S160). 제2 집전체(60)의 외부 면을 제2 전극층(50)으로 도포하는 방법은 분말활물질을 이용한 슬러리의 도포 및 용사, 용융도금, 진공증착법, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 분자선 에피텍시, 열 광, 및 플라즈마를 이용하는 화학적 기상 증착법, 클래드 등을 이용하는 건식법, 전기 화학반응을 이용하는 습식법, 그 밖에, 페이스팅법 등의 방식 등이 이용될 수 있다. 즉, 제2 전극층(50)이 외부면을 감싸도록 배 치된 실 형태의 제2 집전체(60)는 별도의 과정을 통해 제작된 상태로 삽입된다. Thereafter, as shown in the
반면, 액체 전해질(47)이 사용되는 경우(S140-N), 도 3의 도면부호 330 및 340의 그림과 같이, 제2 전극층(50)이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체(60)를 제1 전극층(30)의 내부 공간에 삽입한다(S170). 그리고, 도 3의 도면부호 350의 그림과 같이, 제1 전극층(30)과 제2 전극층(40) 사이의 공간에 액체 전해질(47)을 주입한다(S180). On the other hand, when the liquid electrolyte 47 is used (S140-N), as shown in the
S160 단계 또는 S180 단계가 완료되면, 피복부(10), 제1 집전체층(20), 제1 전극층(30), 전해질층(40), 제2 전극층(50), 및 제2 집전체(60)를 포함하는 실 형태의 2차 전지를 열처리를 통해 수축시키거나 또는 외부에서 압력을 가하여 수축시킨다(S190). 예를 들어, 도 2의 도면부호 250 및 도 3의 도면부호 360과 같이, 실 형태의 2차 전지의 외부에서 물리적 압력을 가하여, 실 형태의 2차 전지를 수축시킬 수도 있다. When the step S160 or step S180 is completed, the
또한, 진공장치를 이용하여 실형태의 2차 전지를 흡입함으로써 실형태의 2차 전지의 내부를 수축시킬 수도 있다. 구체적으로, 실형태의 2차 전지를 압축용 용기에 담은 후, 압축용 용기를 진공장치와 연결하여 흡입하면, 압축용 용기가 수축되면서 실 형태의 2차 전지가 함께 수축되게 된다. 따라서, 이와 같은 방법을 이용하여 실형태의 2차 전지를 수축시킬 수도 있음은 물론이다. In addition, the inside of the chamber-shaped secondary battery can be shrunk by suctioning the chamber-shaped secondary battery using a vacuum device. Specifically, when the secondary battery in the form of a yarn is put in a compression container, and the suction container is connected to the vacuum apparatus and sucked, the compression container is contracted so that the secondary battery in the form of a seal is contracted together. Therefore, it is a matter of course that the secondary battery in the form of a seal can be shrunk using such a method.
이와 같이 수축 과정을 거치면, 실 형태의 2차 전지는 내부 구성물질들이 견고하게 뭉쳐지게 되어, 안정된 상태가 된다. As a result of the shrinkage process, the secondary battery in the form of a thread solidly aggregates internal components, thereby becoming a stable state.
이와 같은 제조방법을 이용하면, 상온에서 실 형태의 2차 전지의 내부 면을 내부구성물질들로 도포할 수 있게 된다. 따라서, 실 형태의 2차 전지 제조과정에 열처리 등이 불필요하여 상온에서 제작 가능하므로, 안전하고 쉽게 실 형태의 2차 전지를 제조할 수 있게 된다. Using this manufacturing method, the inner surface of the secondary battery in the form of a seal at room temperature can be applied as internal components. Therefore, since heat treatment is not necessary in the process of manufacturing a rechargeable secondary battery, it can be manufactured at room temperature, and thus, a rechargeable secondary battery can be manufactured safely and easily.
이하에서는, 상술한 실 형태의 2차전지의 제조방법을 수행하기 위해 사용되는 실 형태의 2차 전지의 제조장치에 대해 도 4를 참고하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 2차 전지 제조장치를 도시한 도면이다. Hereinafter, an apparatus for manufacturing a yarn-shaped secondary battery used to perform the above-described method for manufacturing a yarn-shaped secondary battery will be described with reference to FIG. 4. 4 is a view illustrating a rechargeable secondary battery manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 실 형태의 2차 전지 제조장치는 고정부(410), 용기(420), 제어부(430) 및 흡입부(440)를 포함한다. As shown in FIG. 4, the seal-type secondary battery manufacturing apparatus includes a fixing
고정부(410)는 튜브 형태의 피복부(10)를 고정시킨다. 예를 들어, 피복부(10)의 한쪽 끝 부분이 고정부(410)에 삽입됨으로써, 고정부(410)가 피복부(10)를 고정시키도록 구현될 수도 있다. 하지만, 고정부(410)는 피복부(10)를 고정시키는 형태라면 어느 형태라도 포함된다. The fixing
용기(420)는 피복부(10)와 연결되고, 피복부(10)를 통과한 물질의 잔여분이 담겨진다. 피복부(10)를 통과하고 남은 물질이 용기(420)에 담겨짐으로써, 사용하고 남은 물질을 다시 이용할 수 있게 된다. The
제어부(430)는 흡입부의 흡입 강도를 조절한다. 예를 들어, 제어부(430)는 밸브 형태이고, 밸브가 열린 정도에 따라 흡입 강도가 조절되도록 구현될 수도 있다. 하지만, 제어부(430)는 흡입부의 흡입 강도를 조절하는 것이라면 어떤 형태라도 포함한다. The
흡입부(440)는 피복부(10)의 일단에 연결된다. 그리고, 흡입부(440)는 피복 의 한쪽 끝에서 슬러리(slurry) 형태의 물질이 투입되면, 투입된 물질이 피복부(10)의 내부를 통과하도록 피복부(10)의 다른 쪽 끝에서 투입된 물질을 흡입한다. 예를 들어, 흡입부(440)는 진공펌프를 이용하여 구현될 수 있다. The
이와 같은, 실 형태의 제조장치를 이용하면, 피복부(10)의 내부 공간에 슬러리 형태의 물질을 통과시킬 수 있게 되므로, 피복부(10)의 내부면에 실 형태의 2차 전지의 내부 구성물질의 층들을 형성시킬 수 있게 된다. When the yarn-shaped manufacturing apparatus is used, the slurry-like material can be passed through the inner space of the
본 실시예에서는 실 형태의 전지가 2차 전지인 것으로 설명하였으나, 실 형태의 다른 전지에 대해 적용될 수도 있음은 물론이다. 전지의 종류가 달라지면, 내부 구성물질은 달라진다. 하지만, 실 형태의 전지 제조방법이 튜브 형태의 피복부를 마련하는 단계, 및 적어도 하나의 슬러리(slurry) 형태의 물질을 통과시킴으로써 피복부의 내부 표면에 적어도 하나의 구성 물질의 층을 형성시키는 단계를 포함한다는 점은 동일하게 적용된다. 예를 들어, 본 실시예의 제조방법은 실 형태의 태양전지에도 적용될 수 있음은 물론이다. In this embodiment, the actual battery is described as being a secondary battery, but it can be applied to other batteries of the actual shape. Different types of cells have different internal constituents. However, a cell-shaped method of manufacturing a cell includes providing a coating in the form of a tube, and forming a layer of at least one component material on the inner surface of the coating by passing the material in the form of at least one slurry. The same applies. For example, the manufacturing method of the present embodiment can be applied to the solar cell in the form of course.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 2차 전지의 내부 단면의 구조를 도시한 도면,1A is a view illustrating a structure of an internal cross section of a rechargeable secondary battery according to an embodiment of the present invention;
도 1b은 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 2차 전지 제조방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,1B is a flowchart provided to explain a method of manufacturing a rechargeable secondary battery according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 고체 전해질을 사용한 경우 실 형태의 전지 제조방법을 그림으로 도시한 도면,FIG. 2 is a diagram illustrating a method of manufacturing a battery in a yarn form when using a solid electrolyte according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 액체 전해질을 사용한 경우 실 형태의 전지 제조방법을 그림으로 도시한 도면,FIG. 3 is a diagram illustrating a method of manufacturing a battery in a yarn form when using a liquid electrolyte according to an embodiment of the present invention; FIG.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지 제조장치를 도시한 도면이다. 4 is a view illustrating an apparatus for manufacturing a battery in a thread form according to an exemplary embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 피복부 20 : 제1 집전체층10: covering part 20: first current collector layer
25 : 제1 집전체 물질 30 : 제1 전극층25: first current collector material 30: first electrode layer
35 : 제1 전극 물질 40 : 전해질층35: first electrode material 40: electrolyte layer
45 : 고체 전해질 물질 47 : 액체 전해질45 solid electrolyte material 47 liquid electrolyte
50 : 제2 전극층 60 : 제2 집전체50: second electrode layer 60: second current collector
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