KR101162740B1 - Cathode for litium primary battery, mathod of manufacturing the cathode and apparatus for manufacturing the cathode - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A positive electrode for lithium primary battery is provided to prevent the expansion with a lithium negative electrode by natural expansion even in case thickness is reduced by depleting the lithium negative electrode. CONSTITUTION: A positive electrode for lithium primary battery comprises a pillar shape having a upper side, a lower side, and a side, and is contracted toward the center of longitudinal direction. A manufacturing method of the positive electrode comprises: a step of filling granules(430) in which binder and powder supposed to be a positive electrode material into mold(400); and a step of manufacturing a pillar shaped positive electrode(440) having upper side, lower side, and a side by pressing the filled granule. When manufacturing the positive electrode, pressing the granule in order to make the state of the positive electrode contract toward central axis of longitudinal direction of the pillar.

Description

방전시 양극과 리튬 음극 간의 이격 증가를 방지할 수 있는 리튬일차전지용 양극, 그 제조 방법 및 제조 장치 {CATHODE FOR LITIUM PRIMARY BATTERY, MATHOD OF MANUFACTURING THE CATHODE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING THE CATHODE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive electrode for a lithium primary battery capable of preventing an increase in spacing between a positive electrode and a lithium negative electrode during discharging, a method for manufacturing the same,

본 발명은 리튬일차전지 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 리튬일차전지 방전 말기에도 양극과 리튬 음극 간의 이격이 커지는 것을 방지할 수 있는 리튬일차전지용 양극, 그 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium primary battery manufacturing technique, and more particularly, to a positive electrode for a lithium primary battery which can prevent a gap between an anode and a lithium negative electrode from increasing even at the end of a lithium primary battery discharge, .

리튬일차전지는 금속 리튬 혹은 리튬 합금과 같이 리튬 성분을 음극 물질로 사용하는 전지를 의미한다. The lithium primary battery means a battery using a lithium component as a negative electrode material such as metal lithium or a lithium alloy.

이러한 리튬일차전지는 기존의 망간계 전지에 비하여 고출력과 고용량을 발휘하는 특성이 있으며, 이에 따라 리튬일차전지는 각종 전자제품의 구동용 전원으로 많이 활용되고 있다.
Such a lithium primary battery has characteristics such as high output and high capacity as compared with a conventional manganese battery, and thus the lithium primary battery is widely used as a driving power source for various electronic products.

도 1은 일반적인 리튬일차전지의 사용 상태에 따른 양극과 음극 리튬 간에 이격이 커지는 것을 개략적으로 나타낸 것이다. FIG. 1 schematically shows that the distance between the positive electrode and the negative electrode lithium increases according to the usage state of a general lithium primary battery.

도 1을 참조하면, 우선, 리튬일차전지는 케이스(101), 리튬 음극(110) 및 양극(120)을 포함한다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 리튬 음극(110)과 양극(120)을 전기적으로 분리하기 위하여, 리튬 음극(110) 표면에는 격리막(separator)이 형성된다. Referring to FIG. 1, a lithium primary battery includes a case 101, a lithium negative electrode 110, and a positive electrode 120. Although not shown in the figure, a separator is formed on the surface of the lithium negative electrode 110 in order to electrically separate the lithium negative electrode 110 and the positive electrode 120 from each other.

도 1에 도시된 바와 같이, 리튬일차전지의 방전 초기에는 리튬 음극(110)과 양극(120)간의 이격이 최소화되어 있다. 그러나, 리튬일차전지의 방전 말기에는 리튬이 고갈되면서 리튬 음극(110)이 원래의 두께보다 얇아진다. 따라서, 리튬 음극의 두께가 감소한 부분(110a)만큼 양극(120)과의 이격이 커지게 된다. As shown in FIG. 1, at the initial stage of the discharge of the lithium primary battery, the separation between the lithium negative electrode 110 and the positive electrode 120 is minimized. However, at the end of the discharge of the lithium primary battery, lithium is depleted and the lithium negative electrode 110 becomes thinner than the original thickness. Therefore, the distance from the anode 120 is increased by the portion 110a where the thickness of the lithium anode decreases.

이와 같이, 리튬 음극(110)과 양극(120)의 이격이 커지게 되면 내부 저항편차를 유발하여, 전지 성능을 저해한다.
If the distance between the lithium negative electrode 110 and the positive electrode 120 is increased as described above, an internal resistance variation is caused, thereby deteriorating battery performance.

본 발명에 관련된 배경 기술로는 대한민국 특허공개공보 제10-2005-0116763 호(2005.12.13. 공개)에 개시된 리튬전지의 탄소 전극 및 이를 제조하기 위한 방법이 있다.
Background art related to the present invention is a carbon electrode of a lithium battery disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0116763 (published on December 13, 2005) and a method for producing the same.

본 발명의 하나의 목적은 리튬일차전지 방전 말기에도 양극과 리튬 음극 간의 이격이 커지는 것을 방지할 수 있는 리튬일차전지용 양극을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a positive electrode for a lithium primary battery capable of preventing a gap between a positive electrode and a lithium negative electrode from increasing even at the end of a lithium primary battery discharge.

본 발명의 다른 목적은 상기의 리튬일차전지용 양극을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing the positive electrode for a lithium primary battery.

본 발명의 또 다른 목적은 상기의 리튬일차전지용 양극을 제조하는 장치를 제공하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide an apparatus for producing the positive electrode for a lithium primary battery.

상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 리튬일차전지용 양극은 상면, 하면 및 측면을 갖는 기둥 형상을 가지며, 기둥의 길이방향 중심축 쪽으로 수축되어 있는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an anode for a lithium primary battery, which has a columnar shape having an upper surface, a lower surface, and a side surface, and is contracted toward a longitudinal center axis of the column.

이때, 상기 양극은 탄소계 양극일 수 있다. At this time, the anode may be a carbon-based anode.

또한, 상기 양극은 원기둥 형상 또는 각기둥 형상일 수 있다. Further, the anode may have a cylindrical shape or a prismatic shape.

또한, 상기 양극에는 상면이 양극 상부 방향으로 노출되거나 또는 상부가 양극 상면으로부터 돌출되어 있는 집전체가 결합되어 있을 수 있다.
The anode may have an upper surface exposed to the upper direction of the anode or a collector having the upper surface protruded from the upper surface of the anode.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 리튬일차전지용 양극 제조 방법은 몰드 내에 양극 소재가 되는 분말과 바인더가 혼합된 그래뉼(granule)을 충진한 후 가압하여, 상면, 하면 및 측면을 갖는 기둥 형상의 양극을 제조하되, 기둥의 길이방향 중심 방향으로 상기 충진된 그래뉼을 가압하여, 제조되는 양극이 기둥의 길이방향 중심축 쪽으로 수축된 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery, comprising: filling a granule mixed with a powder and a binder in a mold into a mold, And the filled granule is pressed in the direction of the center of the column in the longitudinal direction so that the produced anode is contracted toward the longitudinal central axis of the column.

이때, 상기 가압은 엔드부 형상이 기둥의 일부에 각각 대응하는 복수의 가압체를 이용하여 수행할 수 있다. At this time, the pressing can be performed by using a plurality of pressing bodies whose end shapes correspond to a part of the column.

또한, 상기 몰드 내에 집전체를 미리 배치한 상태에서 상기 가압을 수행하여, 집전체가 결합된 양극을 제조할 수 있다. 이때, 상기 그래뉼의 충진 전에, 상기 집전체를 배치하는 것이 보다 바람직하다.
Further, the positive electrode may be manufactured by performing the pressing in a state where the current collector is arranged in advance in the mold. At this time, it is more preferable to arrange the current collector before filling the granules.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 리튬일차전지용 양극 제조 장치는 상면, 하면 및 측면을 갖는 기둥에 대응하는 형상을 갖는 성형부와, 각각 상기 성형부의 측면으로부터 연장되는 복수의 가압체 이동부를 포함하는 몰드; 및 엔드부의 형상이 성형부 측면의 일부에 각각 대응하며, 가압시 상기 성형부의 측면까지 상기 가압체 이동부를 따라서 구동하는 복수의 가압체;를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery, comprising: a forming unit having a shape corresponding to a column having an upper surface, a lower surface and a side surface; A mold including a body moving part; And a plurality of pressing bodies which respectively correspond to a part of the side surface of the molding part and which are driven along the pressing body moving part to the side surface of the molding part when pressed.

이때, 상기 복수의 가압체가 상기 성형부 측면으로부터 후퇴한 상태에서, 양극 소재가 되는 분말과 바인더가 혼합된 그래뉼이 상기 성형부와 복수의 가압체 이동부에 충진될 수 있다. At this time, in a state where the plurality of pressure bodies are retracted from the side surface of the molding part, a granule in which a powder as a cathode material and a binder are mixed can be filled in the molding part and the plurality of pressure body moving parts.

또한, 상기 몰드에서, 상기 복수의 가압체 이동부는 상기 성형부의 길이방향 중심축을 기준으로 방사상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. In the above mold, it is preferable that the plurality of presser moving parts are formed radially with respect to the longitudinal center axis of the molding part.

또한, 상기 몰드는 상기 성형부 상면에 대응하는 부분에 형성되며, 집전체가 고정되도록 하는 집전체 고정부를 더 포함할 수 있다.
The mold may further include a current collector fixing portion formed at a portion corresponding to the upper surface of the molding portion and fixing the current collector.

본 발명에 따른 리튬일차전지용 양극은 측압성형 방식으로 제조되어 기둥의 측면에서 중심 쪽으로 수축되어 있다. 따라서, 기둥 형상의 양극 측면에 장애가 되는 요소가 제거되면 기둥의 중심에서 측면 쪽으로 팽창이 가능하다. The positive electrode for a lithium primary battery according to the present invention is manufactured by the side pressure forming method and is contracted toward the center from the side of the column. Therefore, when the obstacle to the columnar anode side is removed, it is possible to expand from the center to the side of the column.

따라서, 본 발명에 따른 리튬일차전지용 양극은 리튬일차전지 내에서 리튬 음극과 최대한 근접되어 있는 상태로 있으며, 또한, 방전말기에 리튬 음극이 고갈되어 두께가 감소하더라도 자연스러운 팽창에 의하여 리튬 음극과의 이격이 커지는 것을 방지할 수 있다. Therefore, the positive electrode for a lithium primary battery according to the present invention is in a state of being as close as possible to a lithium negative electrode in a lithium primary battery, and even if the thickness is decreased due to depletion of a lithium negative electrode at the end of discharge, Can be prevented from becoming large.

이에 따라 전지 내부의 저항편차를 개선할 수 있어, 전지 성능 향상에 기여할 수 있다.
As a result, the resistance variation inside the battery can be improved, contributing to improvement in battery performance.

도 1은 일반적인 리튬일차전지의 사용 상태에 따른 양극과 음극 리튬 간에 이격이 커지는 것을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 일반적인 리튬일차전지용 양극 제조시 적용되는 가압 방향을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 리튬일차전지용 양극 제조시 적용되는 가압 방향을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리튬일차전지용 양극 제조 장치 및 방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 4개의 가압체를 이용한 예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 리튬일차전지용 양극 제조 장치 및 방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 2개의 가압체를 이용한 예를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 리튬일차전지용 양극 제조 장치 및 방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 3개의 가압체를 이용한 예를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬일차전지용 양극 제조 장치 및 방법을 개략적으로 나타낸 것으로, 양극 제조시 집전체가 함께 결합되는 예를 나타낸 것이다.
FIG. 1 schematically shows that the distance between the positive electrode and the negative electrode lithium increases according to the usage state of a general lithium primary battery.
FIG. 2 shows a pressing direction applied when a cathode for a lithium primary battery is manufactured.
FIG. 3 illustrates a pressing direction applied in the production of a positive electrode for a lithium primary battery according to the present invention.
FIG. 4 schematically shows an apparatus and a method for manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery according to an embodiment of the present invention, and shows an example using four pressing bodies.
FIG. 5 schematically shows an apparatus and a method for manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery according to an embodiment of the present invention, and shows an example using two pressers.
FIG. 6 schematically shows an apparatus and a method for manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery according to an embodiment of the present invention, and shows an example using three pressing bodies.
7 schematically shows an apparatus and a method for manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 방전시 양극과 리튬 음극 간의 이격 증가를 방지할 수 있는 리튬일차전지용 양극, 그 제조 방법 및 제조 장치에 대하여 설명하기로 한다.
Hereinafter, a positive electrode for a lithium primary battery capable of preventing a gap between a positive electrode and a lithium negative electrode during discharging according to the present invention, a method of manufacturing the same, and an apparatus for manufacturing the same will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 일반적인 리튬일차전지용 양극 제조시 적용되는 가압 방향을 나타낸 것이다.FIG. 2 shows a pressing direction applied when a cathode for a lithium primary battery is manufactured.

도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 리튬일차전지용 양극(200)의 경우, 이른바 Z-축 성형 방식이라고도 지칭되는 종방향으로 가압 성형되어 제조된다. As shown in Fig. 2, in the case of a general anode for a lithium primary battery 200, it is manufactured by press molding in the longitudinal direction, which is also called a Z-axis forming method.

그러나, 이러한 형태의 양극(200)은 전술한 바와 같이, 리튬일차전지 방전시 리튬 음극 고갈에 따라서, 리튬 음극과의 이격이 증가하게 되어 전지 내부 저항편차가 유발된다.However, as described above, the anode 200 of this type increases in spacing from the lithium negative electrode due to depletion of the lithium negative electrode during discharging of the lithium primary battery, thereby causing a variation in the internal resistance of the battery.

본 발명의 발명자들은 리튬 음극 고갈에 따라서, 리튬 음극과의 이격이 증가하는 것을 방지하기 위한 많은 연구를 수행한 결과, 측압성형된 양극의 경우, 리튬 음극 고갈시 팽창에 의하여 리튬 음극과의 이격 증가가 방지되는 것을 알아내었다.
The inventors of the present invention have conducted extensive research to prevent an increase in separation from the lithium negative electrode in accordance with the depletion of the lithium negative electrode. As a result, in the case of the positive-electrode subjected to the side-pressure forming, .

도 3은 본 발명에 따른 리튬일차전지용 양극 제조시 적용되는 가압 방향의 예을 나타낸 것이다.FIG. 3 shows an example of a pressing direction applied in manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 리튬일차전지용 양극(300)의 경우, 상면, 하면 및 측면을 갖는 기둥 형상을 갖는다. Referring to FIG. 3, the anode 300 for a lithium primary battery according to the present invention has a columnar shape having an upper surface, a lower surface, and a side surface.

상기 양극(300)은 활성탄 등과 같은 탄소계 물질로 이루어진 양극이 될 수 있다. 또한, 상기 양극(300)은 전지 형상에 따라 원기둥 형상 또는 각기둥 형상이 될 수 있다. The anode 300 may be a cathode made of a carbon-based material such as activated carbon. In addition, the anode 300 may have a cylindrical shape or a prismatic shape depending on the shape of the battery.

통상, 양극은 양극 소재가 되는 분말과 바인더가 혼합된 그래뉼(granule)을 가압 성형하여 제조한다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 리튬일차전지용 양극(300)의 경우, 기둥 길이방향 중심축(301) 쪽으로 가압되어 형성된다. 가압은 도 3에 도시된 예와 같이 2개 방향에서도 가능하고, 그 이상의 방향에서도 가능하다. Normally, the positive electrode is manufactured by press molding a granule mixed with a binder and a powder to be a cathode material. 3, the positive electrode 300 for a lithium primary battery according to the present invention is formed by being pressed toward the central axis 301 in the column longitudinal direction. The pressurization can be performed in two directions as in the example shown in Fig.

이에 따라, 본 발명에 따른 리튬일차전지(300)의 경우, 기둥의 길이방향 중심축 쪽으로 수축되어 있는 상태가 되며, 기둥 측면에 리튬 음극과 같은 장애 요소가 제거되면 기둥의 측면 방향으로 팽창을 하게 된다. As a result, in the case of the lithium primary battery 300 according to the present invention, the lithium ion secondary battery 300 is contracted toward the central axis in the longitudinal direction of the column, and when the obstacle such as the lithium anode is removed on the side of the column, do.

그 결과, 리튬일차전지의 방전시 리튬이 고갈되더라도 양극이 측면 방향으로 팽창을 하게 되어 양극과 리튬 음극과의 이격 증가를 억제할 수 있다. 따라서, 전지 내부저항편차가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 방전 말기에도 전지 성능이 유지될 수 있다.
As a result, even if the lithium is depleted at the time of discharging the lithium primary battery, the anode expands in the lateral direction, and the increase in the separation between the anode and the lithium negative electrode can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the internal resistance variation of the battery from occurring, and as a result, battery performance can be maintained even at the end of the discharge.

한편, 양극 내부에는 집전체가 결합될 수 있다. 집전체는 상면이 양극 상부 방향으로 노출되거나 또는 상부가 양극 상면으로부터 돌출되어 있는 형태가 될 수 있다. On the other hand, the current collector may be coupled to the inside of the anode. The current collector may have a shape in which the upper surface is exposed in the upper direction of the anode or the upper side is protruded from the upper surface of the anode.

통상, 집전체는 전지 내부에 양극을 삽입한 상태에서 양극에 결합한다. 이 경우, 가압 성형에 의한 양극 제조 과정과, 전지 내 양극 삽입 상태에서의 집전체 결합 과정이 별도로 요구된다. 따라서, 전지 제조 과정이 복잡해지고, 또한 전지 생산성 향상에 장애 요소로 작용한다. Normally, the current collector is bonded to the positive electrode with the positive electrode inserted in the cell. In this case, a positive electrode manufacturing process by press molding and a current collecting process in an anode-inserted state in the battery are separately required. Therefore, the battery manufacturing process is complicated, and it is an obstacle to the improvement of battery productivity.

그러나, 본 발명에 따른 리튬전지용 양극의 경우, 양극과 집전체가 한번의 공정으로 제조될 수 있는데, 이에 관하여는 도 7에서 후술하기로 한다.
However, in the case of the positive electrode for a lithium battery according to the present invention, the positive electrode and the current collector can be manufactured by a single process, which will be described later with reference to FIG.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리튬일차전지용 양극 제조 장치 및 제조 과정을 개략적으로 나타낸 것이다. 이때, 도 4에서는 장치의 횡단면을 기준으로 리튬일차전지용 양극의 제조 과정의 예를 나타내었다. 4 schematically shows an apparatus for manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery and a manufacturing process thereof according to an embodiment of the present invention. 4 shows an example of a process for manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery based on a cross-sectional view of the device.

도 4를 참조하면, 도시된 리튬일차전지용 양극 제조 장치는 몰드(400) 및 복수의 가압체(410)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the illustrated apparatus for producing a positive electrode for a lithium primary battery includes a mold 400 and a plurality of pressure members 410.

몰드(400)는 성형부(401)와 복수의 가압체 이동부를 포함한다. The mold 400 includes a molding part 401 and a plurality of pressing body moving parts.

이때, 성형부(401)는 상면, 하면 및 측면을 갖는 기둥에 대응하는 형상을 갖는다. At this time, the forming portion 401 has a shape corresponding to a column having an upper surface, a lower surface, and a side surface.

복수의 가압체 이동부는 복수의 가압체(410)가 구동하도록 하는 공간으로, 각각 성형부(401)의 측면으로부터 연장 형성된다. 도 4에서는 4개의 가압체 이동부가 형성되어 있다. The plurality of pressing body moving parts are formed as a space for driving the plurality of pressing bodies 410 and extend from the side surface of the forming part 401, respectively. In Fig. 4, four pressing body moving portions are formed.

이때, 복수의 가압체 이동부는 도 4에 도시된 예와 같이, 성형부(410)의 길이방향 중심축을 기준으로 방사상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이는 제조되는 리튬일차전지용 양극이 모든 방향으로 고르게 팽창하는 것을 유도하기 위함이다.
At this time, it is preferable that the plurality of presser moving parts are formed radially with respect to the longitudinal center axis of the forming part 410, as shown in Fig. This is to induce the positive electrode for the lithium primary battery to be produced to uniformly expand in all directions.

복수의 가압체(410)는 양극 소재가 되는 분말과 바인더가 혼합된 그래뉼을 가압하여 양극의 형상으로 제조하기 위한 것으로, 이를 위하여 엔드부(415)의 형상이 성형부(401) 측면의 일부에 각각 대응하도록 오목한 형상을 갖는다. 이때, 엔드부(410)는 가압시에 성형부(401)의 측면까지 가압체 이동부를 따라서 구동한다. For this purpose, the shape of the end portion 415 is formed in a part of the side surface of the forming portion 401, and the shape of the end portion 415 is formed in a part of the side surface of the forming portion 401 And has a concave shape corresponding to each of them. At this time, the end portion 410 is driven along the pressing body moving portion to the side surface of the forming portion 401 at the time of pressing.

한편, 그래뉼(430)은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 복수의 가압체(410)가 성형부(401) 측면으로부터 후퇴한 상태에서 몰드 내에 충진된다. 보다 구체적으로는 그래뉼은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 성형부(401)와, 그리고 복수의 가압체(410) 후퇴에 의해 공간으로 되는 복수의 가압체 이동부에 충진된다.4 (a), the granules 430 are filled in the mold in a state in which the plurality of pressure members 410 are retracted from the side surface of the molding portion 401. More specifically, as shown in Fig. 4 (b), the granules are filled in the molding part 401 and a plurality of pressing body moving parts which become spaces by the retraction of the plurality of pressing bodies 410.

이후, 복수의 가압체(410)가 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 성형부 쪽으로 전진하며, 전지시 종료 지점은 성형부의 측면과 일치하는 지점이 된다. Thereafter, the plurality of pressure members 410 advance to the molding portion as shown in Fig. 4 (c), and the end point of the battery corresponds to the side of the molding portion.

가압 성형이 완료되어 기둥 형상으로 성형된 양극(440)이 제조된 후에는 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 복수의 가압체(410)가 다시 후퇴를 하여 도 4의 (a)에 도시된 상태가 되어 다음 양극의 제조를 가능하게 한다.
4 (d), the plurality of pressure members 410 are retracted again so that the pressure of the positive electrode 440 is reduced as shown in Fig. 4 (a) To the state shown to enable the manufacture of the next anode.

도 4에 도시된 예와 같이, 본 발명에 따른 리튬일차전지용 양극 제조 방법은 몰드 내에 양극 소재가 되는 분말과 바인더가 혼합된 그래뉼을 충진한 후 가압하여, 상면, 하면 및 측면을 갖는 기둥 형상의 양극을 제조하되, 측압성형 방식, 즉 기둥의 길이방향 중심 방향으로 상기 충진된 그래뉼을 가압함으로써, 제조되는 양극이 기둥의 길이방향 중심축 쪽으로 수축된 상태가 되도록 한다. 4, a method for manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery according to the present invention is a method for manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery according to the present invention, in which a granule in which a powder as a cathode material and a binder are mixed is filled in a mold and then pressurized to form a columnar The positive electrode is produced by pressing the filled granule in the side pressure forming manner, that is, toward the center in the longitudinal direction of the column, so that the produced anode is contracted toward the longitudinal central axis of the column.

이러한 리튬전지의 수축 상태는 엔드부 형상이 기둥의 일부(예를 들어, 도 4의 경우 원기둥의 1/4)에 각각 대응하는 복수의 가압체를 이용하여 가압함으로써 달성할 수 있다.
The shrinking state of the lithium battery can be achieved by pressing the end portion shape using a plurality of pressure members respectively corresponding to a part of the column (for example, 1/4 of the column in the case of Fig. 4).

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬일차전지용 양극 제조 장치 및 방법을 나타낸 것으로, 도 5는 2개의 가압체를 이용한 예를 나타낸 것이고, 도 6은 3개의 가압체를 이용한 예를 나타낸 것이다.FIGS. 5 and 6 show an apparatus and a method for manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 shows an example using two pressing bodies, FIG. 6 shows an example using three pressing bodies .

도 4에서는 4개의 가압체(410)를 이용한 예를 도시하였다. 그러나, 본 발명에 따른 리튬일차전지용 양극 제조 장치 및 방법은 이러한 4개의 가압체에 한정되지 않으며, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 2개의 가압체, 3개의 가압체와 같이 4개 미만의 가압체를 이용할 수 있으며, 나아가 5개의 가압체, 6개의 가압체 등 4개보다 많은 가압체를 이용할 수 있다. In FIG. 4, four pressure members 410 are used. However, the apparatus and method for manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery according to the present invention are not limited to such four pressure members, and as shown in FIGS. 5 and 6, It is possible to use a pressing body, and furthermore, more than four pressing bodies such as five pressing bodies and six pressing bodies can be used.

복수의 가압체가 기둥의 길이방향 중심축을 기준으로 방사상 위치에서 가압이 진행될 경우, 도 4에 도시된 예에서는 4개의 가압체가 이용되므로 각 가압체의 엔드부는 형성하고자 하는 기둥 형상의 1/4에 대응하는 횡단면을 가질 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 예에서는 2개의 가압체가 이용되므로 각 가압체의 엔드부는 형성하고자 하는 기둥 형상의 1/2에 대응하는 횡단면을 가질 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 예에서는 3개의 가압체가 이용되므로 각 가압체의 엔드부는 형성하고자 하는 기둥 형상의 1/3에 대응하는 횡단면을 가질 수 있다.
In the example shown in Fig. 4, four pressing bodies are used when the plurality of pressing bodies push the radial position with respect to the longitudinal central axis of the column, so that the end portions of the pressing bodies correspond to 1/4 of the columnar shape to be formed Lt; / RTI > In the example shown in Fig. 5, since two pressing bodies are used, the end portions of the respective pressing bodies can have a cross section corresponding to 1/2 of the columnar shape to be formed. In addition, in the example shown in Fig. 6, since three pressing bodies are used, the end portions of the respective pressing bodies can have a cross section corresponding to 1/3 of the columnar shape to be formed.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 리튬일차전지용 양극 제조 장치 및 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.7 schematically shows an apparatus and a method for manufacturing a positive electrode for a lithium primary battery according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 도시된 예의 경우, 다른 요소들은 도 4에 도시된 바와 동일하나, 상기 성형부(401) 내, 보다 구체적으로는 성형부 상면에 대응하는 부분에 집전체 고정부가 더 형성되어 있다. 7, in the illustrated example, the other elements are the same as those shown in FIG. 4, but a collector fixing portion is further formed in the forming portion 401, more specifically, at a portion corresponding to the upper surface of the forming portion have.

이러한 집전체 고정부는 집전체(710)가 고정되도록 하는 역할을 한다. 본 발명의 경우, 양극의 팽창 방향이 기둥 길이방향 중심축을 기준으로 바깥쪽으로 향하는 방향이므로 집전체(710)를 미리 고정한 상태에서도 양극의 가압 성형이 가능하다. The collector fixing part serves to fix the current collector 710. In the case of the present invention, since the direction of expansion of the anode is directed outward with respect to the center axis in the column longitudinal direction, the anode can be pressure-molded even if the current collector 710 is fixed in advance.

그 결과, 양극 성형 과정에서 집전체 결합이 동시에 이루어질 수 이어, 집전체가 결합된 양극을 제조할 수 있다. 따라서, 리튬일차전지의 생산성 향상에 기여할 수 있다. As a result, the current collecting can be simultaneously performed in the anodic forming process, and the positive electrode to which the current collector is bonded can be produced. Therefore, the productivity of the lithium primary battery can be improved.

이때, 집전체는 도 7의 (c)에 해당하는 가압 전에 실시될 수 있으며, 도 7의 (a) 단계와 같이 그래뉼이 몰드 내에 충진되기 전에 집전체가 고정되는 것이 보다 바람직하다.
At this time, the current collector may be applied before pressing corresponding to (c) in FIG. 7, and it is more preferable that the current collector is fixed before the granules are filled in the mold as in the step (a) of FIG.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 리튬일차전지용 양극은 측압성형 방식으로 제조되어 기둥의 측면에서 중심 쪽으로 수축되어 있다. 따라서, 리튬일차전지 사용시 리튬 음극이 고갈에 의하여 두께가 감소하더라도 리튬 음극과의 이격 증가를 억제할 수 있으며, 그 결과 리튬일차전지의 방전 말기에도 전지 성능 유지가 가능하다.
As described above, the positive electrode for a lithium primary battery according to the present invention is manufactured by the side pressure forming method and is shrunk toward the center from the side of the column. Accordingly, even when the thickness of the lithium negative electrode is reduced due to depletion of the lithium negative electrode, it is possible to suppress the increase in the distance from the lithium negative electrode. As a result, battery performance can be maintained even at the end of discharging of the lithium primary cell.

이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
While the invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.

101 : 케이스 110 : 리튬 음극
120, 200, 300 : 양극 400 : 몰드
401 : 성형부 410 : 가압체
415 : 가압체의 엔드부 430 : 그래뉼
440 : 성형된 양극 710 : 집전체101: Case 110: Lithium cathode
120, 200, 300: positive electrode 400: mold
401: forming part 410: pressing body
415: end portion of the pressing body 430:
440: Molded anode 710: Current collector

Claims (12)

상면, 하면 및 측면을 갖는 기둥 형상을 가지며,
기둥의 길이방향 중심축 쪽으로 수축되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지용 양극.
A columnar shape having an upper surface, a lower surface, and a side surface,
Wherein the pores are contracted toward the longitudinal center axis of the column.
제1항에 있어서,
상기 양극은
탄소계 양극인 것을 특징으로 하는 리튬일차전지용 양극.
The method according to claim 1,
The anode
Wherein the positive electrode is a carbon-based positive electrode.
제1항에 있어서,
상기 양극은
원기둥 형상 또는 각기둥 형상인 것을 특징으로 하는 리튬일차전지용 양극.
The method according to claim 1,
The anode
Wherein the positive electrode has a cylindrical shape or a prismatic shape.
제1항에 있어서,
상기 양극에는
상면이 양극 상부 방향으로 노출되거나 또는 상부가 양극 상면으로부터 돌출되어 있는 집전체가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지용 양극.
The method according to claim 1,
The positive electrode
Wherein an upper surface of the positive electrode is exposed in an upper direction of the positive electrode or a current collector whose upper side is protruded from the upper surface of the positive electrode is bonded.
몰드 내에 양극 소재가 되는 분말과 바인더가 혼합된 그래뉼을 충진한 후 가압하여, 상면, 하면 및 측면을 갖는 기둥 형상의 양극을 제조하되,
기둥의 길이방향 중심 방향으로 상기 충진된 그래뉼을 가압하여, 제조되는 양극이 기둥의 길이방향 중심축 쪽으로 수축된 상태가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지용 양극 제조 방법.
A granule in which a powder as a cathode material and a binder are mixed is filled in a mold, and then the mixture is pressurized to produce a columnar anode having an upper surface, a lower surface and a side surface,
Wherein the filled granules are pressed in the longitudinal center direction of the column so that the produced anode is contracted toward the longitudinal central axis of the column.
제5항에 있어서,
상기 가압은
엔드부 형상이 기둥의 일부에 각각 대응하는 복수의 가압체를 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지용 양극 제조 방법.
6. The method of claim 5,
The pressing
Wherein the end portion shape is performed using a plurality of pressure members respectively corresponding to a part of the column.
제5항에 있어서,
상기 몰드 내에 집전체를 미리 배치한 상태에서 상기 가압을 수행하여, 집전체가 결합된 양극을 제조하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지용 양극 제조 방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the positive electrode is manufactured by performing the pressing in a state in which the current collector is disposed in advance in the mold.
제7항에 있어서,
상기 그래뉼의 충진 전에, 상기 집전체를 배치하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지용 양극 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the current collector is disposed before filling the granules.
상면, 하면 및 측면을 갖는 기둥에 대응하는 형상을 갖는 성형부와, 각각 상기 성형부의 측면으로부터 연장되는 복수의 가압체 이동부를 포함하는 몰드; 및
엔드부의 형상이 성형부 측면의 일부에 각각 대응하며, 가압시 상기 성형부의 측면까지 상기 가압체 이동부를 따라서 구동하는 복수의 가압체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지용 양극 제조 장치.
A mold having a shape corresponding to a column having an upper surface, a lower surface and a side surface, and a plurality of pressure body moving portions each extending from a side surface of the molding portion; And
And a plurality of pressing members which respectively correspond to a part of the side surface of the molding part and which are driven along the pressing member moving part to a side surface of the molding part when pressed.
제9항에 있어서,
상기 복수의 가압체가 상기 성형부 측면으로부터 후퇴한 상태에서, 양극 소재가 되는 분말과 바인더가 혼합된 그래뉼이 상기 성형부와 복수의 가압체 이동부에 충진되는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지용 양극 제조 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein a granule in which a powder as a positive electrode material and a binder are mixed is filled in the molding portion and the plurality of pressure body moving portions in a state in which the plurality of pressure bodies are retracted from the side surface of the molding portion .
제9항에 있어서,
상기 몰드에서,
상기 복수의 가압체 이동부가 상기 성형부의 길이방향 중심축을 기준으로 방사상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지용 양극 제조 장치.
10. The method of claim 9,
In the mold,
Wherein the plurality of pressing body moving parts are formed radially with respect to a longitudinal central axis of the molding part.
제9항에 있어서,
상기 몰드는
상기 성형부 상면에 대응하는 부분에 형성되며, 집전체가 고정되도록 하는 집전체 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지용 양극 제조 장치. 10. The method of claim 9,
The mold
Further comprising a current collector fixing portion formed at a portion corresponding to the upper surface of the molding portion and fixing the current collector.
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