KR101625717B1 - 이차전지용 단위체 적층장치 및 적층방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 크기를 가지는 한 개 이상의 제1 기본 단위체와 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기를 가지는 한 개 이상의 제2 기본 단위체를 적층하는 이차전지용 단위체 적층장치로서, 상기 제1 크기에 대응되는 크기의 제1 내부 공간과, 상기 제1 내부 공간의 상측에서 상기 제1 내부 공간과 통하고 상기 제2 크기에 대응되는 크기의 제2 내부 공간을 구비하는 스택 지그를 포함하며, 상기 제1 기본 단위체는 상기 제2 내부 공간을 통해 상기 제1 내부 공간에 적층되고, 이어서 상기 제2 기본 단위체는 상기 제2 내부 공간에 적층된다.

Description

이차전지용 단위체 적층장치 및 적층방법{UNIT STACKING DEVICE AND STACKING METHOD FOR SECONDARY BATTERY}
본 발명은 이차전지용 단위체 적층장치 및 적층방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 크기가 다른 다수의 기본 단위체를 스택 지그를 이용하여 간편하게 적층할 수 있는 이차전지용 단위체 적층장치 및 적층방법에 관한 것이다.
이차전지는 전극조립체의 구조에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 일례로 이차전지는 스택형 구조, 권취형(젤리롤형) 구조 또는 스택/폴딩형 구조로 분류될 수 있다. 스택형 구조의 경우 양극, 분리막, 음극을 소정 크기로 절단한 다음에 이들을 차례로 적층하여 전극조립체를 형성한다. 이때 분리막은 양극과 음극의 사이마다 배치된다. 권취형 구조의 경우 양극, 분리막, 음극, 분리막을 시트 형상으로 형성한 다음에 이들을 차례로 적층하고 권취하여 전극조립체를 형성한다. 스택/폴딩형 구조의 경우 우선 풀셀 또는 바이셀을 형성한 다음에 이들을 분리막 시트를 통해 권취하여 전극조립체를 형성한다. 양극, 분리막, 음극을 소정 크기로 절단한 다음에 이들을 차례로 적층하면, 풀셀 또는 바이셀을 형성할 수 있다(풀셀 또는 바이셀은 각각 1개 이상의 양극, 분리막, 음극을 포함한다.).
한편, 스택형 구조를 가지는 전극조립체에 대한 자세한 내용은 본 출원인의 한국 특허등록번호 제10-1163053호에 개시되어 있다.
그리고, 최근에는 소형화되는 제품에 내장할 수 있도록 다단(Stepped)으로 적층되는 전극조립체가 제작되고 있다.
즉, 종래기술에 따른 다단으로 적층된 스택형 전극조립체(20)는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 크기를 가지는 한 개 이상의 제1 기본 단위체(21)와, 제1 크기보다 큰 제2 크기를 가지고 제1 기본 단위체(21)가 적층되는 한 개 이상의 제2 기본 단위체(22)와, 제2 크기 보다 큰 제3 크기를 가지고 제2 기본 단위체(22)가 적층되는 한 개 이상의 제3 기본 단위체(23)를 포함한다.
그러나 종래기술에 따른 다단으로 적층된 스택형 전극조립체(20)는 제1, 제2 및 제3 기본 단위체(21)(22)(23)의 적층시 기본 단위체들의 적층 위치를 정밀하게 위치시키기 어려운 문제가 있으며, 더욱이 제1 및 제2 기본 단위체(21)(22)의 유동현상으로 인해 불량이 발생하는 문제가 있었다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 별도의 공정을 통해 제1, 제2 및 제3 기본 단위체(21)(22)(23)의 적층 위치를 조절하고 있는 실정이다.
한국 특허등록번호 제10-1163053호
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 크기가 다른 다수의 단위체를 스택 지그를 이용하여 적층함으로써 작업 효율성과 생산성을 증대키는 이차전지용 단위체 적층장치 및 적층방법을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명은 제1 크기를 가지는 한 개 이상의 제1 기본 단위체와 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기를 가지는 한 개 이상의 제2 기본 단위체를 적층하는 이차전지용 단위체 적층장치로서, 상기 제1 크기에 대응되는 크기의 제1 내부 공간과, 상기 제1 내부 공간의 상측에서 상기 제1 내부 공간과 통하고 상기 제2 크기에 대응되는 크기의 제2 내부 공간을 구비하는 스택 지그를 포함하며, 상기 제1 기본 단위체는 상기 제2 내부 공간을 통해 상기 제1 내부 공간에 적층되고, 이어서 상기 제2 기본 단위체는 상기 제2 내부 공간에 적층되는 것을 특징으로 한다.
상기 기본 단위체를 같은 크기의 기본 단위체별로 적층한 다음 정렬시키는 기본 단위체 정렬부를 더 포함할 수 있다.
상기 기본 단위체 정렬부는 상기 기본 단위체의 한 개의 측면 또는 상기 기본 단위체의 서로 인접한 두 개의 측면을 지지하는 고정체, 및 상기 고정체에 의해 지지되지 않는 상기 기본 단위체의 측면들을 가압하는 가압체를 포함할 수 있다.
상기 기본 단위체 정렬부에 의해 정렬된 같은 크기의 기본 단위체들을 상기 스택 지그로 이송하는 기본 단위체 이송부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 내부 공간의 일측 내면은 상기 제2 내부 공간의 일측 내면으로부터 연장되되, 상기 제2 내부공간의 바닥면과 수직하게 연장될 수 있다.
상기 스택 지그의 측면에는 상기 스택 지그의 높이 방향을 따라 상기 스택 지그의 상면으로부터 하면까지 절개되어 상기 제1 및 제2 내부 공간과 통하는 절개홀이 형성될 수 있다.
상기 기본 단위체는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 순차적으로 적층되어 4층 구조를 형성할 수 있다.
상기 기본 단위체는 상기 전극과 상기 분리막이 서로 접착되어 형성될 수 있다.
상기 전극과 상기 분리막의 접착은, 상기 전극과 상기 분리막에 압력을 가하는 것에 의한 접착, 또는 상기 전극과 상기 분리막에 압력과 열을 가하는 것에 의한 접착할 수 있다.
상기 분리막은 접착력을 가지는 코팅 물질이 표면에 코팅될 수 있다.
상기 코팅 물질은 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물일 수 있다.
상기 기본 단위체는 상기 4층 구조가 반복적으로 적층되어 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 이차전지용 단위체 적층장치를 이용한 적층 방법은 제1 크기를 가지는 한 개 이상의 제1 기본 단위체와 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기를 가지는 한 개 이상의 제2 기본 단위체를 각각 제조하는 제조 단계; 및 상기 제1 기본 단위체와 상기 제2 기본 단위체를 스택 지그에 삽입하여 적층하는 적층 단계를 포함하며, 상기 스택 지그는 상기 제1 크기에 대응되는 크기의 제1 내부 공간과, 상기 제1 내부 공간의 상측에서 상기 제1 내부 공간과 통하고 상기 제2 크기에 대응되는 크기의 제2 내부 공간을 구비하고, 상기 적층 단계는 상기 제1 기본 단위체를 상기 제2 내부 공간을 통해 상기 제1 내부 공간에 적층하고, 이어서 상기 제2 기본 단위체를 상기 제2 내부 공간에 적층하는 것을 특징으로 한다.
상기 기본 단위체를 같은 크기의 기본 단위체별로 적층한 다음 정렬시키는 정렬 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 정렬 단계는, 상기 기본 단위체의 한 개의 측면 또는 상기 기본 단위체의 서로 인접한 두 개의 측면을 고정체에 지지시킨 다음, 상기 고정체에 의해 지지되지 않는 상기 기본 단위체의 측면들을 가압체를 통해 가압하여 상기 기본 단위체를 정렬시킬 수 있다.
상기 정렬 단계에 의해 정렬된 같은 크기의 기본 단위체들을 상기 스택 지그로 이송하는 이송 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 내부 공간의 일측 내면은 상기 제2 내부 공간의 일측 내면으로부터 연장되되, 상기 제2 내부공간의 바닥면과 수직하게 연장될 수 있다.
상기 스택 지그의 측면에서 상기 스택 지그의 높이 방향을 따라 상기 스택 지그의 상면으로부터 하면까지 절개되어 형성되는 절개홀을 통해 상기 스택 지그에 적층된 기본 단위체들에 고정 테이프를 부착하는 부착 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제조 단계는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 순차적으로 적층되는 4층 구조로 상기 기본 단위체를 제조할 수 있다.
상기 제조 단계는 상기 전극과 상기 분리막을 서로 접착시켜 상기 기본 단위체를 제조할 수 있다.
상기 제조 단계는 라미네이팅에 의해 상기 전극과 상기 분리막을 서로 접착시켜 상기 기본 단위체를 제조할 수 있다.
상기 분리막은 접착력을 가지는 코팅 물질이 표면에 코팅될 수 있으며, 상기 코팅 물질은 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물일 수 있다.
상기 제조 단계는 상기 4층 구조를 반복적으로 적층하여 상기 기본 단위체를 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면, 크기가 다른 다수의 기본 단위체를 스택 지그에 삽입하여 적층시킴으로써 작업의 효율성과 생산성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 다단으로 적층된 스택형 전극조립체를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 전극조립체의 제1 구조를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 전극조립체의 제2 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 전극조립체의 제조공정을 도시한 공정도.
도 5는 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층장치를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층장치의 기본 단위체 정렬부를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층장치의 기본 단위체 정렬부의 사용상태를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층장치의 스택 지그를 도시한 평면도.
도 9는 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층장치의 스택 지그를 도시한 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층방법을 도시한 순서도.
도 11은 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층방법의 기본 단위체 적층단계를 도시한 도면.
도 12는 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층방법의 기본 단위체 부착단계를 도시한 도면.
도 13은 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층방법에 의해 적층된 전극조립체를 도시한 도면.
도 14는 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층장치의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층장치는 서로 다른 크기를 가지는 다수의 기본 단위체들을 스택 지그에 삽입하여 간편하게 다단으로 적층시킬 수 있으며, 이에 작업의 효율성과 생산성을 증대시키는 구성이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
여기서, 본 발명에서는 제1 크기를 가지는 한 개 이상의 제1 기본 단위체와, 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기를 가지는 한 개 이상의 제2 기본 단위체를 적층하는 구성을 하나의 실시예로 설명하는 한편, 서로 다른 크기를 가지는 여러 개의 기본 단위체들을 스택 지그를 이용하여 적층할 수도 있다.
[본 발명에 따른 전극조립체]
한편, 본 발명의 전극조립체(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 크기를 가지는 한 개 이상의 제1 기본 단위체(110)와, 제1 크기보다 큰 제2 크기를 가지는 제2 기본 단위체(120)를 포함하며, 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)는 이차전지용 단위체 적층장치(200)를 통해 다단으로 적층된다.
여기서 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 순차적으로 적층되어 형성되며, 이와 같이 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)는 기본적으로 4층 구조를 가진다.
보다 구체적으로 제1 기본 단위체(110)는 도 2를 참조하면, 제1 크기를 가지는 것으로, 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113) 및 제2 분리막(114)이 상측에서 하측으로 순차적으로 적층되어 형성되거나, 또는 도 3을 참조하면 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113) 및 제2 분리막(114)이 하측에서 상측으로 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 제1 전극(111)과 제2 전극(113)은 서로 반대되는 전극이다. 예를 들어, 제1 전극(111)이 양극이면 제2 전극(113)은 음극이다. 물론 이의 반대일 수도 있다.
또한, 제2 기본 단위체(120)는 도 2를 참조하면, 제1 기본 단위체(110)의 제1 크기보다 큰 제2 크기를 가지는 것으로, 제1 전극(121), 제1 분리막(122), 제2 전극(123) 및 제2 분리막(124)이 상측에서 하측으로 순차적으로 적층되어 형성되거나, 또는 도 3을 참조하면 제1 전극(121), 제1 분리막(122), 제2 전극(123) 및 제2 분리막(124)이 하측에서 상측으로 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 제1 전극(121)과 제2 전극(123)은 서로 반대되는 전극이다. 예를 들어, 제1 전극(121)이 양극이면 제2 전극(123)은 음극이다. 물론 이의 반대일 수도 있다.
여기서 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)의 적층 시 분리막을 사이에 두고 서로 반대되는 전극이 배치된다. 예를 들면, 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)는 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113), 제2 분리막(114), 제1 전극(121), 제1 분리막(122), 제2 전극(123) 및 제2 분리막(124)이 순차적으로 위치하게 적층된다.
참고로, 도 2 및 도 3에는 각각 한 개의 제1 기본 단위체와 제2 기본 단위체가 예시되고 있으나, 여러 개의 제1 기본 단위체와 여러 개의 제2 기본 단위체가 적층될 수도 있다. 그리고 양극, 음극, 분리막은 통상 서로 다른 크기를 가지나 절연을 위해 분리막이 가장 큰 크기를 가진다. 이에 따라 본 명세서에서 설명하고 있는 기본 단위체의 크기는 분리막의 크기를 기준으로 한다. (다른 요소를 더 크게 만든다면 그 요소를 기준으로 설명될 수 있을 것이다.)
이와 같은 적층 구조를 가지는 기본 단위체는 다음과 같은 공정으로 형성될 수 있다(도 4 참조).
먼저, 제1 기본 단위체(110)는 제1 전극 재료(131), 제1 분리막 재료(132), 제2 전극 재료(133) 및 제2 분리막 재료(134)를 준비한다. 여기서 전극 재료(131, 133)는 이하에서 살펴볼 바와 같이 소정 크기로 절단되어 전극(111, 113)을 형성한다. 이는 분리막 재료(132, 134)도 동일하다. 공정의 자동화를 위해 전극 재료와 분리막 재료는 롤에 권취되어 있는 형태를 가지는 것이 바람직하다. 이와 같이 재료들을 준비한 다음에 제1 전극 재료(131)를 커터(C1)를 통해 소정 크기로 절단한다. 그리고 제2 전극 재료(133)도 커터(C2)를 통해 소정 크기로 절단한다. 그런 다음 소정 크기의 제1 전극 재료(131)를 제1 분리막 재료(132) 위로 공급한다. 그리고 소정 크기의 제2 전극 재료(133)도 제2 분리막 재료(134) 위로 공급한다. 그런 다음 재료들을 모두 함께 라미네이터(L1, L2)로 공급한다.
그러면, 제1 기본 단위체(110)가 형성된다. 이와 같은 제1 기본 단위체는 여러 개가 적층될 수도 있다. 그런데 제1 기본 단위체(110)를 구성하는 전극과 분리막이 서로 분리된다면, 제1 기본 단위체(110)를 반복적으로 적층하는 것이 매우 어려워질 것이다. 따라서 제1 기본 단위체(110)를 형성할 때, 전극과 분리막을 서로 접착하는 것이 바람직하다. 라미네이터(L1, L2)는 도 4를 참조하면, 이와 같이 전극과 분리막을 서로 접착하기 위해 사용된다. 즉, 라미네이터(L1, L2)는 재료들에 압력을 가하거나, 또는 열과 압력을 가하여 전극 재료와 분리막 재료를 서로 접착한다. 이와 같이 전극 재료와 분리막 재료는 라미네이터(L1, L2)에서 서로 접착된다. 이와 같은 접착으로 제1 기본 단위체(110)는 보다 안정적으로 자신의 형상을 유지할 수 있다.
마지막으로 제1 분리막 재료(132)와 제2 분리막 재료(134)를 함께 커터(C3)를 통해 제1 크기로 절단한다. 이와 같은 절단으로 제1 기본 단위체(110)가 형성될 수 있다. 추가적으로 필요에 따라 제1 기본 단위체(110)에 대한 각종 검사를 수행할 수도 있다. 예를 들어, 두께 검사, 비전 검사, 쇼트 검사와 같은 검사를 추가적으로 수행할 수도 있다.
한편, 분리막(분리막 재료)은 접착력을 가지는 코팅 물질로 표면이 코팅될 수 있다. 이때 코팅 물질은 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물일 수 있다. 여기서 무기물 입자는 분리막의 열적 안정성을 향상시킬 수 있다. 즉, 무기물 입자는 고온에서 분리막이 수축하는 것을 방지할 수 있다. 그리고 바인더 고분자는 무기물 입자를 고정시킬 수 있다. 이와 같은 무기물 입자들로 인해 분리막 표면에 형성되는 코팅층에는 소정의 기공 구조가 형성될 수 있다. 이와 같은 기공 구조로 인해 무기물 입자가 분리막에 코팅되어 있더라도 양극으로부터 음극으로 이온이 원활하게 이동할 수 있다. 또한 바인더 고분자는 무기물 입자를 분리막에 안정적으로 유지시켜 분리막의 기계적 안정성도 향상시킬 수 있다. 더욱이 바인더 고분자는 분리막을 전극에 보다 안정적으로 접착시킬 수 있다. (이와 같은 코팅을 SRS 코팅이라 한다.) 참고로, 분리막은 폴리올레핀 계열의 분리막 기재로 형성될 수 있다.
그런데 도 2 및 도 3에서 도시된 바와 같이, 제1 분리막(112)은 양면에 전극(111, 113)이 위치하는데 반해, 제2 분리막(114)은 일면에만 전극(113)이 위치한다. 따라서 제1 분리막(112)은 양면에 코팅 물질이 코팅될 수 있고, 제2 분리막(114)은 일면에만 코팅 물질이 코팅될 수 있다. 즉, 제1 분리막(112)은 제1 전극(111)과 제2 전극(113)을 바라보는 양면에 코팅 물질이 코팅될 수 있고, 제2 분리막(114)은 제2 전극(113)을 바라보는 일면에만 코팅 물질이 코팅될 수 있다.
이와 같이 코팅 물질에 의한 접착은 기본 단위체 내에서 이루어지는 것으로 충분하다. 따라서 앞서 살펴본 바와 같이 제2 분리막(114)은 일면에만 코팅이 이루어져도 무방하다. 다만, 여러 개의 제1 기본 단위체(110)가 heat press 등의 방법으로 서로 접착되거나, 또는 제1 기본 단위체(110)와 제2 기본 기본체(120)가 heat press 등의 방법으로 서로 접착될 수 있으므로, 필요에 따라 제2 분리막(114)도 양면에 코팅이 이루어질 수 있다. 즉, 제2 분리막(114)도 제2 전극(113)을 바라보는 일면과 그 반대면에 코팅 물질이 코팅될 수 있다. 이와 같은 경우 상측에 위치하는 제1 기본 단위체(110)와 이의 바로 아래에 위치하는 제2 기본 단위체(120)는 제2 분리막(114) 외면의 코팅 물질을 통해 서로 접착될 수 있다.
참고로, 접착력을 가지는 코팅 물질을 분리막에 도포한 경우, 소정의 물체로 분리막에 직접 압력을 가하는 것은 바람직하지 않다. 분리막은 통상적으로 전극보다 외측으로 길게 연장된다. 따라서 제1 분리막(112)의 말단과 제2 분리막(114)의 말단을 서로 결합시키려는 시도가 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 분리막(112)의 말단과 제2 분리막(114)의 말단을 초음파 융착으로 서로 융착시키려는 시도가 있을 수 있다. 그런데 이와 같은 초음파 융착은 혼(horn)으로 대상을 직접 가압할 필요가 있다. 그러나 이와 같이 혼으로 분리막의 말단을 직접 가압하면, 접착력을 가지는 코팅 물질로 인해 분리막에 혼이 들러붙을 수 있다. 이로 인해 장치의 고장이 초래될 수 있다. 따라서 접착력을 가지는 코팅 물질을 분리막에 도포한 경우, 소정의 물체로 분리막에 직접 압력을 가하는 공정을 적용하는 것은 바람직하지 않다.
추가적으로, 제1 기본 단위체(110)가 반드시 4층 구조를 가져야만 하는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 기본 단위체(110)는 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113), 제2 분리막(114), 제1 전극(111), 제1 분리막(112), 제2 전극(113) 및 제2 분리막(114)이 순차적으로 적층되어 형성되는 8층 구조를 가질 수도 있다. 즉, 제1 기본 단위체(110)는 4층 구조가 반복적으로 적층되어 형성되는 구조를 가질 수도 있다.
제2 기본 단위체(120)는 전술한 제1 기본 단위체(110)의 제조 공정과 동일하게 형성하되, 제1 기본 단위체(110)의 제1 크기보다 큰 제2 크기로 형성한다.
한편, 제2 기본 단위체(120)는 제1 기본 단위체(110)의 제1 크기보다 큰 제2 크기로 형성하는 것에서 차이가 있을 뿐, 제1 기본 단위체(110)의 제조 공정과 동일하기에 중복되는 설명은 생략한다.
[본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층방법]
이와 같은 방법으로 제조된 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)은 도 5에 도시된 바와 같이, 진공 컨베이어(30)를 통해 본 발명의 이차전지용 단위체 적층장치(200)로 이송된다.
본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층장치(200)는 크기가 서로 다른 다수의 기본 단위체들을 작은 크기에서 큰 크기 순서로 삽입하여 다단으로 적층하며, 이에 별도의 위지 조절 없이도 기본 단위체들을 다단으로 적층할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층장치(200)는 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)를 같은 크기의 기본 단위체별로 적층한 다음 정렬시키는 기본 단위체 정렬부(210)와, 정렬된 제1 및 제2 단위체(110)(120)를 작은 크기에서 큰 크기 순서로 삽입하여 적층하는 스택 지그(220)를 포함한다.
기본 단위체 정렬부(210)는 도 6 및 도 7을 참조하면, 기본 단위체(110)(120)의 한 개의 측면 또는 기본 단위체(110)(120)의 서로 인접한 두 개의 측면을 지지하는 고정체(211), 및 고정체(211)에 의해 지지되지 않는 기본 단위체(110)(120)의 측면들을 가압하는 가압체(212)를 포함한다.
고정체(211)는 기본 단위체(110)(120)가 배치되는 본체(211a)와, 본체(211a)에 배치된 기본 단위체(110)(120)의 한 개의 측면 또는 서로 인접한 두 개의 측면을 지지하는 지지부재(211b)를 포함한다.
가압체(212)는 지지편(211b)이 없는 본체(211a)의 측부에 구비되고 고정체(211)에 의해 지지되지 않는 기본 단위체(110)(120)의 측면을 가압하는 가압부재(212a)와, 상기 가압부재(212a)를 기본 단위체(110)(120)의 측면을 가압하도록 전진시키는 전진장치(212b)를 포함한다.
이와 같은 기본 단위체 정렬부(210)는 고정체(211)의 본체(211a)에 기본 단위체(110)(120)를 배치한 다음, 지지부재(211b)에 기본 단위체(110)(120)를 지지시킨다(도 6 참조). 그런 다음, 가압체(212)의 전진장치(212b)를 작동시켜서 가압부재(212a)를 전진시키며, 이에 가압부재(212a)가 고정체(211)에 의해 지지되지 않는 기본 단위체(110)(120)의 측면을 가압하여 기본 단위체(110)(120)를 정렬시킨다(도 7 참조).
따라서 기본 단위체 정렬부(210)는 기본 단위체(110)(120)를 동일한 각도와 위치로 정렬시킴으로써 기본 단위체(110)(120)를 스택 지그(230)에 삽입할 시 정확한 위치에 삽입할 수 있다.
한편, 가압체(212)는 고정체(211)에 2개 이상이 형성될 경우 동시에 작동하도록 설정되며, 이에 기본 단위체(110)(120)를 보다 신속하고 정확하게 정렬시킬 수 있다.
또한 가압체(212)는 가압부재(212b)와 전진장치(212b) 사이에 스프링을 더 포함할 수 있으며, 스프링을 통해 전진장치(212b)에 의해 전진하는 가압부재(212b)가 기본 단위체(110)(120)를 가압할 시 탄력적으로 가압함으로써 기본 단위체(110)(120)의 훼손 및 접힘 등의 불량 발생을 방지한다.
이와 같은 기본 단위체 정렬부(210)를 통해, 예를 들어 여러 개의 제1 기본 단위체를 정렬시킨 다음, 이들을 후술할 스택 지그(230)로 이송하고, 그 다음으로 여러 개의 제2 기본 단위체를 정렬시킨 다음, 이들을 스택 지그로 이송할 수 있다.
한편, 기본 단위체 정렬부(210)에 의해 정렬된 같은 크기의 기본 단위체(110)(120)들을 스택 지그(230)로 이송하는 기본 단위체 이송부(220)를 더 포함할 수 있다.
기본 단위체 이송부(220)는 도 5를 참조하면, 진공 흡입력을 이용하여 정렬된 기본 단위체(110)(120)를 흡착한 후, 스택 지그(230)로 이송한다. 그리고 흡착력을 제거하면 기본 단위체(110)(120)가 수직으로 낙하하면서 스택 지그(230)에 삽입된다.
예를 들면, 기본 단위체 이송부(220)는 진공 흡착력을 가지는 로봇팔을 사용할 수 있으며, 이 로봇팔을 이용하여 기본 단위체 정렬부(210)에 의해 정렬된 기본 단위체(110)(120)를 스택 지그(230)로 안정적으로 이송할 수 있다.
한편, 진공 흡착력을 가지는 로봇 장치는 산업현장에서 널리 사용하는 것으로, 이에 구체적인 설명은 생략한다.
스택 지그(230)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 크기를 가지는 한 개 이상의 제1 기본 단위체(110)와 제1 크기보다 큰 제2 크기를 가지는 한 개 이상의 제2 기본 단위체(120)를 다단으로 적층하기 위한 것으로, 제1 크기에 대응되는 크기의 제1 내부 공간(231)과, 제1 내부 공간(231)의 상측에서 제1 내부 공간(231)과 통하고 제2 크기에 대응되는 크기의 제2 내부 공간(232)을 구비한다.
즉, 스택 지그(230)는 제1 내부 공간(231)과 제2 내부 공간(232)을 통해 제1 및 제2 단위체(110)(120)를 간편하게 다단으로 적층할 수 있다.
여기서 제1 내부 공간(231)의 일측 내면은 제2 내부 공간(232)의 일측 내면으로부터 연장하되, 제2 내부 공간(232)의 바닥면과 수직하게 연장될 수 있다. 즉, 상호 대응하는 제1 내부 공간(231)과 제2 내부 공간(232)의 일측 내면은 도 9에 도시된 바와 같이, 상하로 수직한 1자 형태로 연장하며, 이에 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)의 일면을 동일 선상에 맞출 수 있다.
한편, 스택 지그(230)의 측면에는 스택 지그(230)의 높이 방향을 따라 스택 지그(230)의 상면으로부터 하면까지 절개되어 제1 및 제2 내부 공간(231)(232)과 통하는 절개홀(233)이 형성될 수 있으며, 절개홀(233)은 스택 지그(230)의 측면에 다수개가 형성될 수 있다.
즉, 절개홀(233)을 통해 제1 및 제2 내부 공간(231)(232)에 적층된 제1 및 제2 단위체(110)(120)에 고정 테이프(240)를 부착하여 제1 및 제2 단위체(110)(120)를 적층된 상태로 움직이지 않게 고정할 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층장치(200)는 제1 크기를 가지는 제1 기본 단위체(110)와 제1 크기 보다 큰 제2 크기를 가지는 제2 기본 단위체(120)를 기본 단위체 정렬부(210), 기본 단위체 이송부(220) 및 스택 지그(230)를 이용하여 간편하게 적층시킬 수 있으며, 이에 작업의 효율성과 생산성을 증대시킬 수 있다.
[본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층방법]
한편, 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층장치(200)를 이용한 적층방법을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층방법은 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 크기를 가지는 한 개 이상의 제1 기본 단위체(110)와 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기를 가지는 한 개 이상의 제2 기본 단위체(120)를 각각 제조하는 제조 단계(S10), 및 제1 기본 단위체(110)와 제2 기본 단위체(120)를 스택 지그에 적층하는 적층 단계(S40)를 포함한다.
여기서 제조 단계(S10)와 적층 단계(S40) 사이에는 기본 단위체(110)(120)를 같은 크기의 기본 단위체별로 적층한 다음 정렬시키는 정렬 단계(S20)와, 정렬 단계(S20)에 의해 정렬된 같은 크기의 기본 단위체(110)(120)들을 적층 단계(S40)의 스택 지그로 이송하는 이송 단계(S30)를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층방법을 하나의 실시예로 보다 상세히 설명한다.
제조 단계(S10)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 순차적으로 적층되는 4층 구조로 기본 단위체(110)(120)를 제조한다.
여기서, 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120) 제조 단계는 전술한 이차전지용 단위체 적층장치에서 자세히 설명하였기에 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
한편, 제조 단계(S10)에서 전극과 분리막을 서로 접착시켜 기본 단위체(110)(120)를 제조할 수 있으며, 이에 기본 단위체(110)(120)를 보다 안정적으로 자신의 형상을 유지시킬 수 있다.
예를 들면, 제조 단계(S10)는 도 4를 참조하면, 라미네이팅(L1, L2)에 의해 전극과 분리막을 서로 접착시켜 제1 또는 제2 기본 단위체(110)(120)를 제조할 수 있다.
한편, 기본 단위체(110)(120)에서 분리막인 제1 및 제2 분리막은 접착력을 가지는 코팅 물질이 표면에 코팅되며, 이에 별도의 접착물질 없이도 분리막끼리 접착시킬 수 있다.
일례로, 분리막인 제1 및 제2 분리막에 코팅된 코팅 물질은 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물이며, 이에 제1 및 제2 분리막을 밀착시킨 상태로 열을 가하면, 바인더가 용융되면서 제1 및 제2 분리막을 접착시킬 수 있다.
이와 같은 제조 단계(S10)는 4층 구조를 반복적으로 적층하여 기본 단위체인 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)를 제조하며, 제조된 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)는 기본 단위체 정렬부(210)를 이용하여 정렬시키는 정렬 단계(S20)를 수행한다.
여기서 기본 단위체 정렬부(210)는 전술한 이차전지용 단위체 적층장치에서 자세히 설명하였기에 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
정렬 단계(S20)는 도 6에 도시된 바와 같이, 기본 단위체(110)(120) 한 개의 측면 또는 기본 단위체(110)(120)의 서로 인접한 두 개의 측면을 고정체(211)에 지지시킨 다음, 도 8에 도시된 바와 같이 고정체(210)에 의해 지지되지 않는 기본 단위체(110)(120)의 측면들을 가압체(221)를 통해 가압하여 기본 단위체(110)(120)를 정렬시킨다.
여기서 기본 단위체(110)(120)들을 정렬시키지 않은 상태로 스택 지그(230)에 삽입할 경우 기본 단위체(110)(120)가 스택 지그(230)의 정확한 삽입 공간에 삽입되지 못하고 다른 공간에 걸림되면서 적층 불량이 발생하며, 이에 작업자가 수시로 확인하여 수정해야 하는 공정이 추가될 수 있다.
이에 적층 단계(S40) 전에 기본 단위체(110)(120)들을 일정한 각도를 가지도록 정렬 단계(S20)를 수행함으로써 기본 단위체(110)(120)를 스택 지그(230)의 정확한 위치에 삽입하여 적층시킬 수 있다.
이와 같이 정렬 단계(S20)가 완료되면, 정렬된 같은 크기의 기본 단위체들을 기본 단위체 이송부(220)를 이용하여 스택 지그(230)로 이송하는 이송 단계(S30)를 수행한다.
한편, 기본 단위체 이송부(220)는 전술한 이차전지용 단위체 적층장치에서 자세히 설명하였기에 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
이송 단계(S30)는 도 5를 참조하면, 기본 단위체 이송부(220)를 통해 정렬된 제1 기본 단위체(110)를 진공 흡착한 후, 스택 지그(230)로 이송한 상태로 흡착력을 제거하여 제1 기본 단위체(110)를 스택 지그(230)의 상면을 향해 낙하시킨다.
그런 다음, 정렬된 제2 기본 단위체(110)를 진공 흡착한 후 스택 지그(230)로 이송한 상태로 흡착력을 제거하여 제2 기본 단위체(110)를 스택 지그(230)의 상면을 향해 낙하시킨다.
이와 같이 이송 단계(S30)에 의해 순차적으로 이송된 제1 기본 단위체(110)와 제2 기본 단위체(120)는 스택 지그(230)에 삽입되면서 적층 단계(S40)를 수행한다.
여기서 상기 스택 지그(230)는 제1 기본 단위체(110)의 제1 크기에 대응되는 크기의 제1 내부 공간(231)과, 제1 내부 공간(231)의 상측에서 제1 내부 공간(231)과 통하고 제2 기본 단위체(120)의 제2 크기에 대응되는 크기의 제2 내부 공간(232)을 구비한다.
한편, 스택 지그(230)는 전술한 이차전지용 단위체 적층장치에서 자세히 설명하였기에 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
즉, 적층 단계(S40)는 도 11에 도시된 바와 같이, 기본 단위체 이송부(220)에 의해 이송된 제1 기본 단위체(110)를 제2 내부 공간(232)을 통해 제1 내부 공간(231)에 적층하고, 이어서 기본 단위체 이송부(220)에 의해 이송된 제2 기본 단위체(120)를 제2 내부 공간(232)에 적층한다.
이와 같이 적층 단계(S40)가 완료되면, 스택 지그(230)에 적층된 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)를 고정하는 부착 단계(S50)를 더 포함할 수 있다.
부착 단계(S50)는 도 12에 도시된 바와 같이, 스택 지그(230)의 절개홀(233)을 통해 스택 지그(230)에 적층된 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)의 상면에서 하면까지 연결되게 고정 테이프(240)를 부착하며, 고정 테이프(240)에 의해 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)를 분리되지 않게 고정한다.
이와 같이 부착 단계(S50)가 완료되면 도 13에 도시된 바와 같은 제1 및 제2 기본 단위체(110)(120)가 다단으로 적층된 전극조립체(100)를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성과 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
도 14는 본 발명에 따른 이차전지용 단위체 적층장치의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 이차전지용 단위체 적층장치는 서로 크기가 다른 n개 이상의 기본 단위체를 n개의 내부 공간을 가지는 스택 지그를 이용하여 적층하고, 이에 n단 이상의 구조를 가지는 전극조립체를 제조할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 이차전지용 단위체 적층장치는 전술한 실시예의 스택 지그의 제2 내부 공간의 상측으로 점차 크기가 증가하면서 서로 통하는 n개의 내부 공간을 더 구비하며, 상기 n개의 내부 공간에 대응하는 크기를 가지는 n개의 기본 단위체는 작은 기본 단위체로부터 큰 기본 단위체의 순서로 전술한 실시예의 제1 및 제2 기본 단위체에 이어서 상기 n개의 내부 공간에 차례로 적층된다.
일례로, 본 실시예에 따른 이차전지용 단위체 적층장치는 도 14에 도시된 바와 같이, 스택 지그(230')는 제2 내부 공간(232)의 상측으로 크기가 증가하는 제3 내부 공간(234)을 더 구비하고, 제3 내부 공간(234)에 대응하는 크기를 가지는 제3 단위체(130)를 더 제조한다.
이와 같이 제조된 제3 단위체(130)는 제1 및 제2 기본 단위체(110')(120')에 이어서 제3 내부 공간(234)에 적층하며, 이에 스택 지그(230') 내에서 제1, 제2 및 제3 기본 단위체(110')(120')(130)를 3단으로 적층시킬 수 있고, 고정 테이프(240')를 부착하면 3단으로 적층된 전극조립체를 제조할 수 있다.
한편, 이와 같은 구성을 가지는 본 실시예에 따른 이차전지용 단위체 적층장치를 이용한 적층방법은 전술한 실시예의 적층방법과 동일하며, 다만 제조 단계에서 스택 지그(230')의 추가된 n개의 내부 공간에 대응하는 크기를 가지는 n개의 기본 단위체를 더 제조하고, 적층 단계에서 상기 n개의 기본 단위체를 작은 기본 단위체로부터 큰 기본 단위체의 순서로 상기 제1 및 제2 기본 단위체에 이어서 상기 n개의 내부 공간에 차례로 적층한다.
일례로, 본 실시예에 따른 이차전지용 단위체 적층장치는 도 14를 참조하면, 스택 지그(230')의 제1, 제2 및 제3 내부 공간(231)(232)(234)에 대응하는 크기를 가지는 제1, 제2 및 제3 단위체(110')(120')(130)를 각각 제조한다.
그리고 제조한 제1, 제2 및 제3 단위체(110')(120')(130)를 스택 지그(230')의 제1, 제2 및 제3 내부 공간(231)(232)(234)에 차례로 적층한다.
그런 다음, 제1, 제2 및 제3 단위체(110')(120')(130)의 상면에서 하면까지 연결되게 고정 테이프(240')를 부착하며, 이에 3단으로 적층된 전극조립체를 제조한다.
한편, 본 일례는 3단으로 적층되는 전극조립체를 제조하는 이차전지용 단위체 적층장치 및 적층방법을 설명하였으나, 이와 같은 방법으로 3단 이상으로 적층되는 전극 조립체를 제조하는 이차전지용 단위체 적층장치 및 적층방법도 가능하며, 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 전극조립체 110: 제1 기본 단위체
120: 제2 기본 단위체
200: 단위체 적층장치 210: 기본 단위체 정렬부
220: 기본 단위체 이송부 230: 스택 지그

Claims (26)

  1. 제1 크기를 가지는 한 개 이상의 제1 기본 단위체와 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기를 가지는 한 개 이상의 제2 기본 단위체를 적층하는 이차전지용 단위체 적층장치로서,
    상기 제1 크기에 대응되는 크기의 제1 내부 공간과, 상기 제1 내부 공간의 상측에서 상기 제1 내부 공간과 통하고 상기 제2 크기에 대응되는 크기의 제2 내부 공간을 구비하는 스택 지그를 포함하며,
    상기 제1 기본 단위체는 상기 제2 내부 공간을 통해 상기 제1 내부 공간에 적층되고, 이어서 상기 제2 기본 단위체는 상기 제2 내부 공간에 적층되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기본 단위체를 같은 크기의 기본 단위체별로 적층한 다음 정렬시키는 기본 단위체 정렬부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기본 단위체 정렬부는 상기 기본 단위체의 한 개의 측면 또는 상기 기본 단위체의 서로 인접한 두 개의 측면을 지지하는 고정체, 및 상기 고정체에 의해 지지되지 않는 상기 기본 단위체의 측면들을 가압하는 가압체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 기본 단위체 정렬부에 의해 정렬된 같은 크기의 기본 단위체들을 상기 스택 지그로 이송하는 기본 단위체 이송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 내부 공간의 일측 내면은 상기 제2 내부 공간의 일측 내면으로부터 연장되되, 상기 제2 내부 공간의 바닥면과 수직하게 연장되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스택 지그의 측면에는 상기 스택 지그의 높이 방향을 따라 상기 스택 지그의 상면으로부터 하면까지 절개되어 상기 제1 및 제2 내부 공간과 통하는 절개홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 기본 단위체는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 순차적으로 적층되어 4층 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 기본 단위체는 상기 전극과 상기 분리막이 서로 접착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 전극과 상기 분리막의 접착은, 상기 전극과 상기 분리막에 압력을 가하는 것에 의한 접착, 또는 상기 전극과 상기 분리막에 압력과 열을 가하는 것에 의한 접착인 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 분리막은 접착력을 가지는 코팅 물질이 표면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 코팅 물질은 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 기본 단위체는 상기 4층 구조가 반복적으로 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 스택 지그는 상기 제2 내부 공간의 상측으로 점차 크기가 증가하면서 서로 통하는 n개의 내부 공간을 더 구비하며,
    상기 n개의 내부 공간에 대응하는 크기를 가지는 n개의 기본 단위체는 작은 기본 단위체로부터 큰 기본 단위체의 순서로 상기 제1 및 제2 기본 단위체에 이어서 상기 n개의 내부 공간에 차례로 적층되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층장치.
  14. 제1 크기를 가지는 한 개 이상의 제1 기본 단위체와 상기 제1 크기보다 큰 제2 크기를 가지는 한 개 이상의 제2 기본 단위체를 각각 제조하는 제조 단계; 및
    상기 제1 기본 단위체와 상기 제2 기본 단위체를 스택 지그에 삽입하여 적층하는 적층 단계를 포함하며,
    상기 스택 지그는 상기 제1 크기에 대응되는 크기의 제1 내부 공간과, 상기 제1 내부 공간의 상측에서 상기 제1 내부 공간과 통하고 상기 제2 크기에 대응되는 크기의 제2 내부 공간을 구비하고,
    상기 적층 단계는 상기 제1 기본 단위체를 상기 제2 내부 공간을 통해 상기 제1 내부 공간에 적층하고, 이어서 상기 제2 기본 단위체를 상기 제2 내부 공간에 적층하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 기본 단위체를 같은 크기의 기본 단위체별로 적층한 다음 정렬시키는 정렬 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 정렬 단계는, 상기 기본 단위체의 한 개의 측면 또는 상기 기본 단위체의 서로 인접한 두 개의 측면을 고정체에 지지시킨 다음, 상기 고정체에 의해 지지되지 않는 상기 기본 단위체의 측면들을 가압체를 통해 가압하여 상기 기본 단위체를 정렬시키는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 정렬 단계에 의해 정렬된 같은 크기의 기본 단위체들을 상기 스택 지그로 이송하는 이송 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 내부 공간의 일측 내면은 상기 제2 내부 공간의 일측 내면으로부터 연장되되, 상기 제2 내부공간의 바닥면과 수직하게 연장되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 스택 지그의 측면에서 상기 스택 지그의 높이 방향을 따라 상기 스택 지그의 상면으로부터 하면까지 절개되어 형성되는 절개홀을 통해 상기 스택 지그에 적층된 기본 단위체들에 고정 테이프를 부착하는 부착 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
  20. 청구항 14에 있어서,
    상기 제조 단계는 제1 전극, 제1 분리막, 제2 전극 및 제2 분리막이 순차적으로 적층되는 4층 구조로 상기 기본 단위체를 제조하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 제조 단계는 상기 전극과 상기 분리막을 서로 접착시켜 상기 기본 단위체를 제조하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제조 단계는 라미네이팅에 의해 상기 전극과 상기 분리막을 서로 접착시켜 상기 기본 단위체를 제조하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 분리막은 접착력을 가지는 코팅 물질이 표면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 코팅 물질은 무기물 입자와 바인더 고분자의 혼합물인 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
  25. 청구항 20에 있어서,
    상기 제조 단계는 상기 4층 구조를 반복적으로 적층하여 상기 기본 단위체를 제조하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
  26. 청구항 14에 있어서,
    상기 스택 지그는 상기 제2 내부 공간의 상측으로 점차 크기가 증가하면서 서로 통하는 n개의 내부 공간을 더 구비하며,
    상기 제조 단계는 상기 n개의 내부 공간에 대응하는 크기를 가지는 n개의 기본 단위체를 더 제조하고,
    상기 적층 단계는, 상기 n개의 기본 단위체를 작은 기본 단위체로부터 큰 기본 단위체의 순서로 상기 제1 및 제2 기본 단위체에 이어서 상기 n개의 내부 공간에 차례로 적층하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 단위체 적층방법.
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JP2015539525A JP6091634B2 (ja) 2013-09-27 2014-06-05 二次電池用単位体積層装置及び積層方法
TW103127462A TWI501442B (zh) 2013-09-27 2014-08-11 堆疊二次電池之單元的裝置及方法
US14/499,908 US9160028B2 (en) 2013-09-27 2014-09-29 Device and method for stacking units for secondary battery

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180049512A (ko) * 2016-11-03 2018-05-11 주식회사 엘지화학 전지셀 제조시스템
KR101932444B1 (ko) 2018-01-08 2018-12-26 세종기술 주식회사 폴리머 셀의 투입 및 배출 자동화 장치
KR20210125135A (ko) * 2020-04-07 2021-10-18 (주)펨트론 다열 리드탭 검사 및 적재 시스템
KR20210125136A (ko) * 2020-04-07 2021-10-18 (주)펨트론 다열 리드탭 검사시스템
KR20220025502A (ko) * 2020-08-24 2022-03-03 엘지전자 주식회사 이차전지 제조 장치

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101734271B1 (ko) * 2015-06-09 2017-05-11 현대자동차 주식회사 연료전지 스택 자동 적층 장치
KR101734269B1 (ko) 2015-06-09 2017-05-11 현대자동차 주식회사 연료전지 스택 고속 적층 장치
KR102087751B1 (ko) * 2016-03-25 2020-03-12 주식회사 엘지화학 전극 조립체 제작 시스템
CN105703016B (zh) * 2016-04-14 2018-07-17 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种用于电池极片与隔膜粘结的热复合设备
KR102089537B1 (ko) * 2016-04-15 2020-03-16 주식회사 엘지화학 이차전지용 적층시스템
KR102117662B1 (ko) * 2016-05-24 2020-06-01 주식회사 엘지화학 스택 제조용 정렬지그
WO2018021590A1 (ko) * 2016-07-26 2018-02-01 엘지전자 주식회사 셀적층 및 열압착 장치, 및 셀적층 및 열압착 방법
KR102565054B1 (ko) 2019-01-02 2023-08-09 주식회사 엘지에너지솔루션 단위 셀 제조 장치 및 방법
KR102043113B1 (ko) * 2019-04-25 2019-12-02 백영진 2차전지셀 정렬지그 및 이를 포함하는 2차전지셀 적층 시스템
DE102020124039A1 (de) * 2020-09-15 2022-03-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Zellstapels für Batteriezellen
DE102020124040A1 (de) * 2020-09-15 2022-03-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Zellstapels für Batteriezellen
CN112563583B (zh) * 2020-12-10 2022-04-29 珠海冠宇电池股份有限公司 锂电池
US20230207858A1 (en) * 2021-01-11 2023-06-29 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode Connecting Device, Electrode Connecting Method, and Notching Machine Comprising Same
IT202100009626A1 (it) 2021-04-16 2022-10-16 Manz Italy Srl Unita' impilatrice e metodo di impilamento per formare una pila di celle elettrochimiche di una batteria elettrica

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005050583A (ja) 2003-07-30 2005-02-24 Shibaura Mechatronics Corp 電極積層装置及びゲージング装置
JP2008204706A (ja) 2007-02-19 2008-09-04 Sony Corp 積層型非水電解質電池およびその作製方法ならびに積層装置
JP2012227129A (ja) 2011-04-07 2012-11-15 Nissan Motor Co Ltd 電極積層装置および電極積層方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4993895A (en) * 1990-01-08 1991-02-19 Edward Nordstrom Apparatus for retaining a tile in a secure position to prevent rotation while an opening is drilled through the tile
US6213376B1 (en) * 1998-06-17 2001-04-10 International Business Machines Corp. Stacked chip process carrier
JP3611765B2 (ja) * 1999-12-09 2005-01-19 シャープ株式会社 二次電池及びそれを用いた電子機器
JP4644899B2 (ja) * 2000-02-23 2011-03-09 ソニー株式会社 電極及び電池、並びにそれらの製造方法
KR100440934B1 (ko) * 2002-02-06 2004-07-21 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
WO2004097971A1 (en) * 2003-04-25 2004-11-11 Enerland Co. Ltd. Stacked lithium secondary battery and its fabrication
TW200743245A (en) * 2006-05-01 2007-11-16 Antig Tech Co Ltd Assembly method used in the assembly of flat-plate type membrane electrode assembled layer and its structure
KR20080010005A (ko) * 2006-07-25 2008-01-30 엘지전자 주식회사 전지의 단위셀 정렬장치
TW200812138A (en) * 2006-08-18 2008-03-01 Antig Technology Corp Flat type membrane electrode layer structure
US8298722B2 (en) * 2009-01-07 2012-10-30 National Taiwan University Of Science And Technology Fuel cell and fabricating method thereof
EP2557626B1 (en) 2010-04-06 2015-02-25 LG Chem, Ltd. Stack-type cell, enhanced bi-cell, electrode assembly for secondary battery using same, and manufacturing method therefor
KR101108839B1 (ko) * 2010-04-27 2012-02-09 삼성전기주식회사 에너지 저장장치 제조용 지그
JP5714295B2 (ja) * 2010-10-26 2015-05-07 Ａｍａｚ技術コンサルティング合同会社 積層体の作製装置および作製方法
KR101269943B1 (ko) * 2010-12-02 2013-05-31 주식회사 엘지화학 전지셀 제조 장치
JP5997877B2 (ja) * 2011-04-07 2016-09-28 株式会社京都製作所 積層装置および積層方法
JP2012227029A (ja) * 2011-04-20 2012-11-15 Sharp Corp 照明装置および液晶表示装置
CN202196835U (zh) * 2011-09-22 2012-04-18 浙江振龙电源股份有限公司 电芯组叠加固定装置
US9595721B2 (en) * 2012-02-20 2017-03-14 Nagano Automation Co., Ltd. Stacking system
KR101192619B1 (ko) * 2012-03-23 2012-10-18 주식회사 엘지화학 전지케이스

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005050583A (ja) 2003-07-30 2005-02-24 Shibaura Mechatronics Corp 電極積層装置及びゲージング装置
JP2008204706A (ja) 2007-02-19 2008-09-04 Sony Corp 積層型非水電解質電池およびその作製方法ならびに積層装置
JP2012227129A (ja) 2011-04-07 2012-11-15 Nissan Motor Co Ltd 電極積層装置および電極積層方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180049512A (ko) * 2016-11-03 2018-05-11 주식회사 엘지화학 전지셀 제조시스템
KR102287763B1 (ko) * 2016-11-03 2021-08-10 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀 제조시스템
KR101932444B1 (ko) 2018-01-08 2018-12-26 세종기술 주식회사 폴리머 셀의 투입 및 배출 자동화 장치
KR20210125135A (ko) * 2020-04-07 2021-10-18 (주)펨트론 다열 리드탭 검사 및 적재 시스템
KR20210125136A (ko) * 2020-04-07 2021-10-18 (주)펨트론 다열 리드탭 검사시스템
KR102403207B1 (ko) * 2020-04-07 2022-05-30 (주)펨트론 다열 리드탭 검사 및 적재 시스템
KR102409650B1 (ko) * 2020-04-07 2022-06-17 (주)펨트론 다열 리드탭 검사시스템
KR20220025502A (ko) * 2020-08-24 2022-03-03 엘지전자 주식회사 이차전지 제조 장치
KR102598671B1 (ko) 2020-08-24 2023-11-07 엘지전자 주식회사 이차전지 제조 장치

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