KR101373723B1 - 리튬일차전지의 양극 제조방법 - Google Patents

리튬일차전지의 양극 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양극 시트와 집전체 사이에 접착제를 사용하지 않고 양극 시트(sheet), 집전체 및 양극 시트가 순차적으로 적층된 형태를 갖는 압연된 시트 타입의 형태로 이루어진 리튬일차전지의 양극 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 양극에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 양극활물질, 분산용매 및 바인더를 첨가하고, 양극활물질이 균일하게 분산되게 습식 혼합하는 단계, 습식 혼합되어 형성된 전극용 조성물을 압연하여 소정 두께를 갖는 시트 타입의 형태로 제1 양극 시트 및 제2 양극 시트 중 적어도 어느 하나를 성형하는 단계, 그물망 구조로 이루어진 집전체의 상부면에 상기 제1 양극 시트를 가압하는 단계, 상기 가압하는 단계에서 밀려나온 제1 양극 시트를 압연하여 제2 양극 시트를 완성하는 단계 및 상기 제1 양극 시트, 집전체 및 제2 양극 시트가 순차적으로 적층된 적층체를 건조하는 단계를 포함하는 리튬일차전지의 양극 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 양극을 제공할 수 있다.

Description

리튬일차전지의 양극 제조방법{Manufacturing method of cathode of lithium primary battery}
본 발명은 리튬일차전지의 양극 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 양극에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양극 시트와 집전체 사이에 접착제를 사용하지 않고 양극 시트(sheet), 집전체 및 양극 시트가 순차적으로 적층된 형태를 갖는 압연된 시트 타입의 형태로 이루어진 리튬일차전지의 양극 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 양극에 관한 것이다.
리튬일차전지는 방전시 고출력 특성을 가지고 있으며, 가혹한 환경(온도, 습도 등)에서의 보관과 사용이 가능하여 전지의 환경 특성이 뛰어나므로 고출력 장치 산업의 대체 전원 분야에 사용된다.
리튬일차전지는 전반적으로 전해액과 양극에 용량을 의존하는 것으로 파악되며, 이러한 특성을 개선하기 위하여 최적화된 양극의 개발이 필요하다.
양극의 여러 형태 중 시트 타입의 양극(1)은 양극 활물질인 카본시트와 집전체로 구성되며, 카본시트를 집전체에 부착하기 위하여 일반적으로 카본 접착제를 사용한다.
카본 시트는 카본 혼합물(카본랙, 바인더, 용매 등)을 혼합, 압연 및 건조하여 제작한다.
혼합기 혹은 반죽기(kneader)에 소정의 원료(카본류, 용매, 바인더 등)를 투입한 후 교반하여 혼합한다. 바인더로는 PTFE계 수지를 사용하고, 용매(solvent)로는 카본계 용매인 IPA, PG, PEG 등과 순수(H2O)를 혼합하여 사용한다.
압연은 PTFE계 수지의 섬유화를 증진시키기 위하여 실시하며, 소정의 온도(50~90℃) 에서 수회 반복한다. 압연롤의 온도에 의해 압연 중 시트전극의 일부는 건조된다.
압연 후 건조는 용매의 제거 및 바인더의 섬유화를 위해 소정의 온도(200~300℃)에서 실시한다.
종래에는, 양극(1)을 형성하기 위하여 내부에 그물망 구조(10a)를 갖는 집전체(10)와 시트 전극(30a, 30b)이 부착되도록 일반적으로 카본 접착제(20a, 20b)를 사용하였다. 스프레이(spray) 법, 침지(dipping)법 등의 방법에 의해 집전체(10)의 상부면 및 하부면 상에 카본 접착제(20a, 20b)를 도포한 후, 시트 전극(30a, 30b)을 집전체(10)의 상부면 및 하부면에 부착한다.
이후, 카본 접착제(20a, 20b)를 제거하기 위하여 80~200℃에서 약 2~6 시간 동안의 열처리가 필요했다.
상기와 같이 열처리하여 카본 접착제(20a, 20b)를 제거한 이후에도 미처 제거되지 않은 카본 접착제(20a, 20b)의 잔유물과 전해액 간의 부반응이 발생할 수 있다.
한편, 카본 접착제(20a, 20b)를 집전체(10)의 상부면 및 하부면 상에 도포하여 시트 전극(30a, 30b)과 집전체(10)를 접착하더라도, 건조된 이후의 시트 전극(30a, 30b)은 바인더인 PTFE계 수지가 섬유화되어 있는 표면이 비교적 단단하게 경화된 상태이므로 집전체(10)의 내부 그물망 구조(10a)는 빈 공간으로 잔류하게 된다. 이에 따라서, 리튬일차전지는 전기전도도가 저하될 수 있고 동일 부피 대비 전극활물질의 감소가 우려되는 실정이다.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 특허공개공보 제10- 2010-0094907호(2010.08.27. 공개)에 개시된 연료전지용 분리판 및 그 제조 방법이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 양극 시트와 집전체 사이에 접착제를 사용하지 않고 양극 시트(sheet), 집전체 및 양극 시트가 순차적으로 적층된 형태를 갖는 압연된 시트 타입의 양극을 제조함으로써, 접착제 잔유물과 전해액간 부반응을 미연에 방지할 수 있는 리튬일차전지의 양극 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 양극을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 리튬일차전지의 양극 제조방법은, 양극활물질, 분산용매 및 바인더를 첨가하고, 양극활물질이 균일하게 분산되게 습식 혼합하는 단계; 습식 혼합되어 형성된 전극용 조성물을 압연하여 소정 두께를 갖는 시트 타입의 형태로 제1 양극 시트 및 제2 양극 시트 중 적어도 어느 하나를 성형하는 단계; 그물망 구조로 이루어진 집전체의 상부면에 상기 제1 양극 시트를 가압하는 단계; 상기 가압하는 단계에서 밀려나온 제1 양극 시트를 압연하여 제2 양극 시트를 완성하는 단계; 및 상기 제1 양극 시트, 집전체 및 제2 양극 시트가 순차적으로 적층된 적층체를 건조하는 단계;를 포함한다.
상기 제1 양극 시트를 가압하는 단계에서는, 상기 집전체의 상부면에 상기 제1 양극 시트를 가압하여 상기 집전체의 상기 그물망 구조 내부에 상기 전극용 조성물이 충진되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 제1 양극 시트를 가압하는 단계는, 습식 상태에서 진행되는 것이 바람직하다.
상기 제2 양극 시트를 완성하는 단계는, 상기 가압하는 단계에서 상기 집전체 하부면을 소정의 두께로 코팅하도록 밀려나온 제1 양극시트를 압연하는 것이 바람직하다.
상기 제2 양극 시트를 완성하는 단계는, 상기 가압하는 단계에서 상기 집전체 하부면을 소정의 두께로 코팅하도록 밀려나온 제1 양극 시트의 하부면 방향으로 상기 제2 양극 시트를 투입한 후, 상기 제2 양극 시트를 상기 제1 양극 시트에 압착하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제2 양극 시트를 형성하는 단계에서는, 상기 가압하는 단계에서 밀려나온 제1 양극시트를 상기 집전체의 하부면 방향으로 가압하여 압연할 수 있고, 상기 가압하는 단계에서 밀려나온 제1 양극시트를 상기 집전체의 상부면 및 하부면 방향으로 가압하여 압연할 수도 있다.
상기 적층체를 건조하는 단계에서, 상기 제1 및 제2 양극 시트는 200℃ 내지 300℃에서 건조되는 것이 바람직하다.
상기 적층체를 건조하는 단계 이후에, 상기 적층체의 상부면 및 하부면 중 적어도 어느 한 면을 롤을 이용하여 가압하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 적층체를 건조하는 단계 이후에, 상기 적층체를 슬리터(slitter)를 이용하여 소정의 폭으로 절단하여 권취롤에 소정 중량 또는 소정 길이로 권취하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 양극 시트를 성형하는 단계는, 습식 혼합되어 형성된 상기 전극용 조성물을 워밍롤에 구비된 상단 롤과 하단의 롤 사이를 통과시켜 압연하고, 상단의 롤과 하단의 롤 사이를 통과한 제1 및 제2 양극 시트를 반으로 접고 다시 상단의 롤과 하단의 롤 사이를 통과시키는 과정을 복수 회 반복하여 1차 성형하는 단계; 및 1차 성형된 상기 전극용 조성물을 롤프레스 성형기를 이용하여 적어도 1회 압착하여 시트 타입의 상기 제1 및 제2 양극 시트로 2차 성형하는 단계;를 포함한다.
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본 발명에 따르면, 양극 시트와 집전체 사이에 접착제를 사용하지 않고 양극 시트(sheet), 집전체 및 양극 시트가 순차적으로 적층된 형태를 갖는 압연된 시트 타입의 리튬일차전지의 양극 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 양극을 제공할 수 있다.
이에 따라, 종래 리튬일차전지의 양극 내에서 발생할 수 있는 접착제 잔유물과 전해액간 부반응을 미연에 방지할 수 있으며, 접착제 미사용에 따른 비용을 절감할 수 있다.
한편, 집전체의 내부 그물망 구조에 양극 시트를 구성하는 전극용 조성물을 충진하여, 리튬일차전지의 전기전도도를 향상시킬 수 있고, 동일 부피 대비 전극활물질의 양을 증가시켜 리튬일차전지의 방전 용량을 증가시킬 수 있다.
도 1은 종래 시트 타입 리튬일차전지의 양극의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시트 타입 리튬일차전지의 양극의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 도 3의 양극 시트를 가압하는 공정을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명에 따른 시트 타입 리튬일차전지의 양극의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 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.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 리튬일차전지의 양극 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 양극에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 시트 타입 리튬일차전지의 양극 제조 공정을 나타내는 흐름도이고, 도 3은 도 2의 양극 시트를 가압하는 공정을 설명하기 위한 모식도이며, 도 4는 본 발명에 따른 시트 타입 리튬일차전지의 양극의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시트 타입 리튬일차전지의 양극 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 리튬일차전지의 양극 제조방법은 양극활물질, 분산용매 및 바인더를 첨가하고, 양극활물질이 균일하게 분산되게 습식 혼합하는 단계(S210), 습식 혼합되어 형성된 전극용 조성물을 압연하여 시트 타입의 형태로 제1 양극 시트를 성형하는 단계(S220), 그물망 구조로 이루어진 집전체의 상부면에 제1 양극 시트를 가압하는 단계(S230), 가압하는 단계에서 밀려나온 제1 양극시트를 압연하여 제2 양극 시트를 형성하는 단계(S240) 및 제1 양극 시트, 집전체 및 제2 양극 시트가 순차적으로 적층된 적층체를 건조하는 단계(S250)를 포함한다.
적층체를 건조하는 단계 이후에, 적층체의 상부면 및 하부면 중 적어도 어느 한 면을 롤을 이용하여 가압하는 단계(S260)를 더 포함할 수 있다. 또한, 적층체를 슬리터(slitter)를 이용하여 소정의 폭으로 절단하여 권취롤에 소정 중량 또는 소정 길이로 권취하는 단계(S270)를 더 포함할 수 있다.
먼저, 습식 혼합하는 단계(S210)에서는, 혼합기 혹은 반죽기(kneader)에 양극활물질, 분산용매 및 바인더 등을 투입한 후 교반하여 혼합한다.
이때, 분산 안정제로 전극의 유연성 및 높은 기계적 강도 특성을 위해 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone; PVP)을 첨가할 수 있다. 분산이 안정화되기 위해서는 입자끼리의 충돌에 의한 응집을 방지해 주어야 한다. 이러한 응집을 방지하기 위해 폴리비닐피롤리돈(PVP)이 사용되며, 폴리비닐피롤리돈(PVP)은 입자 표면에 흡착하여 입자에 전하를 주며, 또한 입체적인 보호막 구실을 하여 입자의 응집을 막아준다.
양극활물질은 화학 변화를 야기하지 않는 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 블랙(carbon black), 아세틸렌 블랙(acetylene black), 케첸 블랙(ketjen black), 슈퍼-피(Super-P) 블랙, 탄소섬유, 구리, 니켈, 알루미늄, 은 등의 금속 분말 또는 금속 섬유 등과 같이 전자 전도성 재료이면 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 아세틸렌 블랙(acetylene black)을 단독으로 사용하거나 아세틸렌 블랙(acetylene black)과 케첸 블랙(ketjen black)이 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
분산용매는 프로필렌글리콜(propylene glycol; PG)을 사용하는 것이 바람직하다. 프로필렌 글리콜(PG)은 비중이 1.036~1.040 이하이며, 끓는점은 185~189℃ 정도이다. 프로필렌 글리콜(PG)은 흡습성이 있으나 휘발성은 없으며, 열에 안정적이나 가연성(인화점 104℃ 정도)이 있다. 이러한 프로필렌 글리콜(PG)은 친수성을 띠고 있으며, 분산용매로 사용 시 바인더가 잘 용해되며, 입자 사이의 틈 속으로 들어가 공기를 배제시켜 혼합 중에 쉽게 침투하여 개개의 입자들을 적시기 때문에 바인더의 분산을 돕는다.
상기 바인더는 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE), 폴리비닐리덴플로라이드(polyvinylidenefloride; PVdF), 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethylcellulose; CMC), 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol; PVA), 폴리비닐부티랄(poly vinyl butyral; PVB), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone; PVP), 스티렌부타디엔고무(styrene butadiene rubber; SBR), 폴리아마이드-이미드(Polyamide-imide) 또는 폴리이미드(polyimide) 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 분산용매인 프로필렌글리콜(PG)에 잘 용해되고 분산이 잘 되는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 사용하는 것이 바람직하다.
습식 혼합은 무중력 교반기, 3차원 교반기, 바람직하게는 니더(Kneader) 이용하는 것이 바람직하며, 예를 들어 니더(Kneader)를 이용하여 약 1분~30분 동안 약 10~50rpm의 속도로 교반하여 습식 혼합할 수 있다. 혹은 1종류 이상의 교반기를 사용할 수 있다.
다음, 제1 양극 시트를 성형하는 단계(S220)에서는, 습식 혼합되어 형성된 전극용 조성물을 압연하여 시트 타입의 형태로 성형한다.
이때, 제1 양극 시트의 두께는 제2 양극 시트의 두께보다 100% ~ 200%정도 두껍게 제작하는 것이 바람직하다.
습식 혼합되어 형성된 전극용 조성물을 워밍롤(warming roll)에서 표면이 매끈해질 때까지 1차 성형한다. 상기 워밍롤은 상단 롤과 하단 롤을 포함하여 구비된 것으로, 상단의 롤과 하단의 롤 사이로 전극용 조성물을 통과시켜 1차 성형한다. 상단 롤과 하단 롤 사이를 통과한 결과물을 반으로 접고 다시 상단의 롤과 하단의 롤 사이를 통과시키는 과정을 복수 회 반복하여 1차 성형하며, 워밍롤을 이용한 1차 성형에 의해 매끈한 표면을 갖는 전극용 조성물을 얻을 수 있다.
워밍롤을 이용한 1차 성형 후의 전극용 조성물을 롤프레스(roll press) 성형기를 이용하여 압착하여 시트 타입의 전극용 조성물로 성형한다. 상기 롤프레스 성형기의 압연을 통하여 전극 밀도를 향상시킬 수 있고 전극의 두께도 제어할 수 있다. 상기 롤 프레스 성형기는 상단의 롤과 하단의 롤, 상단의 롤과 하단의 롤 사이의 거리 및 가열 온도를 제어할 수 있는 컨트롤러, 전극을 풀어주고 감아줄 수 있는 와인딩부를 포함하여 구성되는 장치일 수 있다. 1차 성형된 전극용 조성물이 상단의 롤과 하단의 롤 사이를 지나면서 압연공정이 진행되어 압연된 시트 타입의 전극용 조성물이 형성된다.
다음, 그물망 구조로 이루어진 집전체의 상부면에 제1 양극 시트를 가압한다(S230).
도 3을 참조하면, 그물망 구조(100a)로 이루어진 집전체(100)의 상부면에 제1 양극 시트(300a)를 적층한 후, 제1 양극 시트(300a)의 상부면을 워밍롤에 구비된 상단 롤(400a, 400b)에 적어도 1회 통과시켜 집전체(100)의 그물망 구조(100a) 내부에 전극용 조성물이 충진되도록 한다. 제1 양극 시트(300a)를 가압하는 단계는 습식 상태에서 진행되므로, 집전체(100)의 상부면에서 제1 양극 시트(300a)를 가압하게 되면, 집전체(100)의 그물망 구조(100a) 내부에 전극용 조성물이 충진된다. 여기서, 그물망 구조(100a)는 메쉬 타입, 허니콤 타입 및 직조타입 중 석택되는 적어도 어느 하나일 수 있다.
다음, 도 2 및 도 3을 참조하면, 이전 단계에서 1차 충진된 전극용 조성물 중 집전체(100)의 집전체 하부면에 소정의 두께로 코팅되도록 밀려나온 제1 양극시트(300a)를 하단 롤(400c)로 압연한다(S240).
이때, 필요 시 집전체(100)의 하부면에 제2 양극 시트(300b)를 투입한 후, 제2 양극 시트를 상기 제1 양극 시트에 압착한다.
이때, 투입되는 제2 양극 시트(300b)는 집전체(100)의 하부면에 소정의 두께로 코팅된 제1 양극 시트(300a) 하부면에 적층한 후, 집전체(100)의 상부면 또는 하부면을 워밍롤에 구비된 상단 롤(400a, 400b)과 하단 롤(400d) 사이를 통과시켜, 제1 양극시트(300a)와 제2 양극 시트(300b)를 압착하여 상호 부착되도록 한다.
이와 같이, 집전체(100)의 내부 그물망 구조(100a)에 제1 및 제2 양극 시트(300a, 300b)를 구성하는 전극용 조성물을 충진하여, 리튬일차전지의 전기전도도를 향상시킬 수 있고, 동일 부피 대비 전극활물질의 양을 증가시켜 리튬일차전지의 방전 용량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
다음, 제1 양극 시트, 집전체 및 제2 양극 시트가 순차적으로 적층된 적층체를 건조한다(S250).
전극용 조성물 시트 타입의 적층체를 권취롤에 감아 전기로와 같은 퍼니스(furnace)에 장입하고, 200~300℃의 건조 열처리 온도로 상승시킨다. 이때 퍼니스의 승온 속도는 예를 들어 1~50℃/min 정도인 것이 바람직한데, 퍼니스의 승온 속도가 너무 느린 경우에는 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지고 퍼니스의 승온 속도가 너무 빠른 경우에는 급격한 온도 상승에 의해 열적 스트레스(thermal stress)가 가해질 수 있으므로 상기 범위의 승온 속도로 퍼니스의 온도를 올리는 것이 바람직하다. 이때 퍼니스 내의 압력은 상압을 유지하는 것이 바람직하다.
퍼니스의 온도가 목표하는 열처리 온도로 상승하면, 일정 시간(예컨대, 대략 1~48시간)을 유지한다. 상기 열처리는 공기(air) 또는 산소(O2)와 같은 산화 분위기에서 수행하는 것이 바람직하다. 열처리 온도에서 일정 시간을 유지시키게 되면 분산용매 및 바인더 성분은 제거되고 양극활물질 입자를 결속시켜 전극의 결착력이 향상될 수 있다.
적층체의 건조는 단계는 상기와 같이 권취롤 형태에서 건조될 수도 있고, 연속 건조 공정에서 건조될 수도 있다.
건조 공정을 수행한 후, 상기 퍼니스 온도를 하강시켜 전극용 조성물 시트를 언로딩한다. 상기 퍼니스 냉각은 퍼니스 전원을 차단하여 자연적인 상태로 냉각되게 하거나, 임의적으로 온도 하강률(예컨대, 10℃/min)을 설정하여 냉각되게 할 수도 있다. 퍼니스 온도를 하강시키는 동안에도 퍼니스 내부의 압력은 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
다음, 상기 적층체를 건조하는 단계 이후에, 적층체의 상부면 및 하부면 중 적어도 어느 한 면을 롤을 이용하여 가압할 수 있다(S260).
퍼니스에서 건조된 적층체의 표면에는 건조 중 발생하는 미세균열 및 두께 편차가 발생할 수 있다. 이를 제거하기 위하여 압연롤을 통과하여 가압한다.
다음, 상기 적층체를 건조하는 단계 이후에, 상기 적층체를 슬리터(slitter)를 이용하여 소정의 폭으로 절단하여 권취롤에 소정 중량 또는 소정 길이로 권취할 수 있다(S270).
도 4를 참조하면, 이렇게 제조된 양극은 제1 양극 시트(300a), 집전체(100) 및 제2 양극 시트(300b)가 순차적으로 적층된 형태를 갖는다.
이렇게 제조된 양극은 리튬일차전지의 양극(2)으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 양극 시트와 집전체 사이에 접착제를 사용하지 않고 양극 시트(sheet), 집전체 및 양극 시트가 순차적으로 적층된 형태를 갖는 압연된 시트 타입의 리튬일차전지의 양극 제조방법 및 이를 이용하여 제조한 양극을 제공할 수 있다.
이에 따라, 종래 리튬일차전지의 양극 내에서 발생할 수 있는 접착제 잔유물과 전해액간 부반응을 미연에 방지할 수 있으며, 접착제 미사용에 따른 비용을 절감할 수 있다.
한편, 집전체의 내부 그물망 구조에 양극 시트를 구성하는 전극용 조성물을 충진하여, 리튬일차전지의 전기전도도를 향상시킬 수 있고, 동일 부피 대비 전극활물질의 양을 증가시켜 리튬일차전지의 방전 용량을 증가시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
2: 양극 100 : 집전체
100a : 그물망 구조 300a : 제1 양극 시트
300b : 제2 양극 시트 400a, 400b : 상단 롤
400c,400d : 하단 롤

Claims (13)

  1. 양극활물질, 분산용매 및 바인더를 첨가하고, 양극활물질이 균일하게 분산되게 습식 혼합하는 단계;
    습식 혼합되어 형성된 전극용 조성물을 압연하여 소정 두께를 갖는 시트 타입의 형태로 제1 양극 시트를 성형하는 단계;
    그물망 구조로 이루어진 집전체의 상부면에 상기 제1 양극 시트를 가압하는 단계;
    상기 가압하는 단계에서 밀려나온 제1 양극 시트를 압연하여 제2 양극 시트를 완성하는 단계; 및
    상기 제1 양극 시트, 상기 집전체 및 상기 제2 양극 시트가 순차적으로 적층된 적층체를 건조하는 단계;를 포함하는 리튬일차전지의 양극 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 양극 시트를 가압하는 단계에서는,
    상기 집전체의 상부면에 상기 제1 양극 시트를 가압하여 상기 집전체의 상기 그물망 구조 내부에 상기 전극용 조성물이 충진되도록 하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지의 양극 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 양극 시트를 가압하는 단계는,
    습식 상태에서 진행되는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지의 양극 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 양극 시트를 완성하는 단계는,
    상기 가압하는 단계에서 상기 집전체 하부면을 소정의 두께로 코팅하도록 밀려나온 제1 양극시트를 압연하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지의 양극 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 양극 시트를 완성하는 단계는,
    상기 가압하는 단계에서 상기 집전체 하부면을 소정의 두께로 코팅하도록 밀려나온 제1 양극 시트의 하부면 방향으로 상기 제2 양극 시트를 투입한 후, 상기 제2 양극 시트를 상기 제1 양극 시트에 압착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지의 양극 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 양극 시트를 완성하는 단계에서는,
    상기 가압하는 단계에서 밀려나온 제1 양극시트를 상기 집전체의 하부면 방향으로 가압하여 압연하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지의 양극 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 양극 시트를 완성하는 단계에서는,
    상기 가압하는 단계에서 밀려나온 제1 양극시트를 상기 집전체의 상부면 및 하부면 방향으로 가압하여 압연하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지의 양극 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적층체를 건조하는 단계에서,
    상기 제1 및 제2 양극 시트는 200℃ 내지 300℃에서 건조되는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지의 양극 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적층체를 건조하는 단계 이후에,
    상기 적층체의 상부면 및 하부면 중 적어도 어느 한 면을 롤을 이용하여 가압하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지의 양극 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적층체를 건조하는 단계 이후에,
    상기 적층체를 슬리터(slitter)를 이용하여 소정의 폭으로 절단하여 권취롤에 소정 중량 또는 소정 길이로 권취하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지의 양극 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 양극 시트를 성형하는 단계는,
    습식 혼합되어 형성된 상기 전극용 조성물을 워밍롤에 구비된 상단 롤과 하단의 롤 사이를 통과시켜 압연하고, 상단의 롤과 하단의 롤 사이를 통과한 제1 및 제2 양극 시트를 반으로 접고 다시 상단의 롤과 하단의 롤 사이를 통과시키는 과정을 복수 회 반복하여 1차 성형하는 단계; 및
    1차 성형된 상기 전극용 조성물을 롤프레스 성형기를 이용하여 적어도 1회 압착하여 시트 타입의 상기 제1 및 제2 양극 시트로 2차 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬일차전지의 양극 제조방법.
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