KR101686292B1 - Rolling Apparatus For Secondary Battery Wear Measuring Method And Rolling Apparatus For Secondary Battery Exchange Time Detacting Method - Google Patents
Rolling Apparatus For Secondary Battery Wear Measuring Method And Rolling Apparatus For Secondary Battery Exchange Time Detacting Method Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법 및 이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법에 관한 것으로서, 전극 활물질층이 길이방향으로 연속하여 도포된 전극시트를 압연하는 이차전지용 압연롤(20)의 마모 측정 방법에 있어서, 전극 활물질층이 슬러리 형태로 도포된 측정 전극시트(10)를 상기 압연롤(20)로 이송하는 측정 전극시트 이송 단계(S1); 상기 압연롤(20)을 통과한 상기 측정 전극시트(10)에 상기 압연롤(20)의 마모부(22)에 의해 형성되는 단차(11) 높이를 측정하는 단차 확인 단계(S2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 압연롤의 마모를 측정하고, 측정을 바탕으로 마모된 압연롤을 교체하여 전극 불량을 방지할 수 있다. The present invention relates to a method of measuring abrasion of a rolling roll for a secondary battery and a method of judging a replacement period of a rolling roll for a secondary battery, A measuring method comprising: a measuring electrode sheet feeding step (S1) for feeding a measuring electrode sheet (10) coated with an electrode active material layer in a slurry form to the rolling roll (20); (S2) for measuring a height of a step (11) formed by the wear portion (22) of the rolling roll (20) on the measuring electrode sheet (10) passed through the rolling roll .
According to the present invention, the abrasion of the rolled roll can be measured, and the abraded rolled roll can be replaced based on the measurement to prevent electrode failure.
Description
본 발명은 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법 및 이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압연롤의 마모를 측정하고, 측정을 바탕으로 마모된 압연롤을 교체하여 전극 불량을 방지할 수 있는 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법 및 이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a method of measuring abrasion of a rolling roll for a secondary battery and a method of determining the replacement time of the rolling roll for a secondary battery, And a method for determining a replacement timing of a rolling roll for a secondary battery.
일반적으로, 비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 무선 기기제품과 전기 자전거, 전기자동차, 전동공구 등의 경량화 및 고기능화가 진행됨에 따라, 그 구동용 전원으로서 사용되는 전지에 대해서 중요성이 증가되고 있고, 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히, 충방전이 가능한 이차전지는 기존의 납 축전지, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소전지, 니켈-아연전지 등과 비교하여 단위 중량당 에너지 밀도가 3배 정도 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 이차전지는 전해질 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 금속전지와 리튬 이온 전지, 그리고 고분자 고체 전해질을 사용하는 폴리머 전지로 구분할 수 있다.2. Description of the Related Art In general, portable wireless device products such as a video camera, a portable telephone, and a portable PC, and electric bikes, electric vehicles, electric tools, and the like are becoming lighter and more sophisticated, There are many studies. In particular, the rechargeable secondary battery has three times higher energy density per unit weight than a conventional lead-acid battery, a nickel-cadmium battery, a nickel-hydrogen battery and a nickel-zinc battery, It is actively proceeding. Such a secondary battery can be classified into a lithium metal battery using a liquid electrolyte, a lithium ion battery, and a polymer battery using a polymer solid electrolyte depending on the type of electrolyte.
이러한 이차전지의 전극은 베이스가 되는 시트 상에 전극 활물질층을 슬러리 형태로 도포한 후, 이를 압연하는 공정을 통하여 제조된다. 도 1은 이러한 압연 공정을 위한 압연 장치의 모습을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 활물질층이 도포된 전극시트(30)가 압연을 위하여 상하로 구비되어 회전하는 두 개의 압연롤(20) 사이를 통과함으로써 압연된다. 전극 활물질층은 베이스가 되는 시트 상에 전극 활물질층이 도포된 코팅부(31)와, 전극 탭 형성을 위하여 전극 활물질 층이 도포되지 않는 무지부(33)가 교대로 배치되도록 도포된다. 이와 같은 전극시트를 스트라이프 전극시트(30)라 한다. 이러한 압연 공정을 통하여 전극 활물질층의 밀도 상승을 통한 전지 용량을 최대화 시킬 수 있다. The electrode of such a secondary battery is manufactured by applying an electrode active material layer on a sheet as a base in the form of a slurry and then rolling it. 1 is a view showing a state of a rolling apparatus for such a rolling process. As shown in Fig. 1, the
그러나 전극 생산량이 증가함에 따라 압연롤(20)에는 코팅부(31)와 무지부(33)에 의한 표면에 마모가 발생한다. 즉, 스트라이프 전극시트(30)에는 코팅부(31)와 무지부(32)의 전극 활물질층에 의한 두께차가 발생하는데, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 압연롤(30)이 코팅부(31)를 반복적으로 압연하고, 무지부(32)는 접촉하지 않음에 따라, 압연롤(20)의 외표면에는 코팅부(31)를 압연하는 부분만 마모가 발생하는 마모부(22)가 형성된다. 이러한 마모부(22)의 마모는 그 정도가 심할 경우 스트라이프 전극시트(10) 상의 전극 활물질층을 충분히 압연하지 못하고, 그에 따라 전극 불량을 야기시킨다. 종래에는 이러한 압연롤(20)이 스트라이프 전극시트(30)를 200m 압연하였을 때 마모되었다고 판단하여 교체하거나, 2달 주기로 교체하였다. 그러나, 이는 정확한 마모 정도에 따른 교체가 아니므로, 마모가 진행되었음에도 교체되지 않은 압연롤(20)로 압연하는 스트라이프 전극시트(30)는 충분히 압연되지 못함에 따라 전극 불량이 발생하는 문제점이 있었다. However, as the electrode production amount increases, abrasion occurs on the surface of the rolling
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압연롤의 마모를 측정하고, 측정을 바탕으로 마모된 압연롤을 교체하여 전극 불량을 방지할 수 있는 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법 및 이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for measuring abrasion of a rolling roll for a secondary battery and a method for measuring a wear of a secondary battery, And to provide a method for determining the replacement timing of the roll.
본 발명에 따른 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법은, 전극 활물질층이 길이방향으로 연속하여 도포된 전극시트를 압연하는 이차전지용 압연롤(20)의 마모 측정 방법에 있어서, 전극 활물질층이 슬러리 형태로 도포된 측정 전극시트(10)를 상기 압연롤(20)로 이송하는 측정 전극시트 이송 단계(S1); 상기 압연롤(20)을 통과한 상기 측정 전극시트(10)에 상기 압연롤(20)의 마모부(22)에 의해 형성되는 단차(11) 높이를 측정하는 단차 확인 단계(S2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method for measuring abrasion of a rolling roll for a secondary battery according to the present invention is a method for measuring abrasion of a rolling roll (20) for a secondary battery in which an electrode sheet on which an electrode active material layer is continuously applied in a longitudinal direction is rolled, A measuring electrode sheet feeding step (S1) for feeding the measuring electrode sheet (10) coated with the measuring electrode sheet (10) to the rolling roll (20); (S2) for measuring a height of a step (11) formed by the wear portion (22) of the rolling roll (20) on the measuring electrode sheet (10) passed through the rolling roll .
본 발명에서, 상기 측정 전극시트(10)는 금속 호일 전체면에 균일하게 전극 활물질층이 도포된 시트인 것이 바람직하다. In the present invention, the
본 발명에서, 상기 압연롤(20)은 전극 활물질층이 도포된 코팅부(31)와 전극 활물질층이 도포되지 않은 무지부(33)가 교대로 배치되어 있는 스트라이프 전극시트(30)를 압연하기 위한 압연롤(20)인 것이 바람직하다.In the present invention, the
본 발명에서, 상기 단차 확인 단계(S2)는 높이 측정 센서를 이용하여 상기 압연롤(20)을 통과한 상기 측정 전극시트(10)의 단차(11) 높이를 측정하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the step difference checking step S2 measures the height of the
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법 및 이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법에 따르면, 압연롤의 마모를 측정하고, 측정을 바탕으로 마모된 압연롤을 교체하여 전극 불량을 방지할 수 있다. As described above, according to the method of measuring the wear of the rolling roll for a secondary battery and the method of determining the replacement time of the rolling roll for a secondary battery according to the present invention, the wear of the rolling roll is measured, Defects can be prevented.
도 1은 이차전지 압연 공정을 위한 압연 장치를 도시한 도면.
도 2는 압연 장치의 압연롤이 스트라이프 전극시트를 압연하는 단면을 도시한 도면.
도 3은 압연 장치의 압연롤에 마모가 발생한 모습을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법의 순서를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 이차전지용 압연롤로 측정 전극시트가 통과하는 모습을 도시한 도면.
도 6은 압연 장치의 압연롤이 측정 전극시트를 압연하는 단면을 도시한 도면.
도 7은 마모가 발생한 압연롤이 측정 전극시트를 압연하는 단면을 도시한 도면.
도 8은 마모가 발생한 압연롤에 의하여 측정 전극시트에 단차가 생성된 모습을 도시한 도면. 1 is a view showing a rolling apparatus for a secondary battery rolling process.
2 is a cross-sectional view showing a rolling roll of a rolling apparatus rolling a striped electrode sheet;
3 is a view showing a state where abrasion occurs in a rolling roll of a rolling apparatus.
4 is a view showing a procedure of a method for measuring wear of a rolling roll for a secondary battery according to the present invention.
5 is a view showing a state where a measuring electrode sheet passes through a rolling roll for a secondary battery according to the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a rolling roll of a rolling apparatus rolling a measuring electrode sheet;
7 is a cross-sectional view of a rolling roll on which a wear is caused to roll the measuring electrode sheet.
8 is a view showing a state in which a step is formed on the measuring electrode sheet by a rolling roll where abrasion has occurred.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법 및 이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법에 관한 것이다. 압연롤(20)은 전극 활물질층이 도포된 코팅부(31)와, 이차전지 전극 탭을 형성하기 위하여 전극활물질층이 도포되지 않은 무지부(32)가 교대로 배치되어 있는 스트라이프 전극시트(30)를 압연하기 위한 압연롤(20)이다. 스트라이프 전극시트(30)에는 코팅부(31)와 무지부(32)의 전극 활물질층에 의한 두께차가 발생한다. 이에, 압연롤(30)의 외표면에는 스트라이프 전극시트(30)의 코팅부(31)를 반복적으로 압연하고, 무지부(32)는 접촉하지 않음에 따라, 코팅부(31)를 압연하는 부분에만 마모된 마모부(22)가 형성된다. 또한, 압연롤(30)의 외표면에는 스트라이프 전극시트(30)의 무지부(32)에 해당하며 마모가 발생되지 않는 부분인 미마모부(21)가 형성된다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention relates to a method for measuring abrasion of a rolling roll for a secondary battery and a method for judging a replacement time of a rolling roll for a secondary battery. The rolled
본 발명은 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법을 통하여 마모부(22)의 마모된 정도를 측정한 후, 이를 바탕으로 이차전지용 압연롤(20)의 교체 시기를 판단하므로, 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법을 설명한 후, 이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법을 설명한다.
In the present invention, the degree of wear of the wear part (22) is measured through the wear measurement method of the secondary battery rolling roll, and then the replacement time of the secondary battery rolling roll (20) After the measurement method is described, a method for determining the replacement timing of the secondary battery rolling roll will be described.
<이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법>≪ Method of Measuring Wear of Rolling Roll for Secondary Battery &
도 4에 도시된 바와 같이, 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법은, 측정 전극시트 이송 단계(S1)와, 단차 확인 단계(S2)를 포함한다. As shown in Fig. 4, the method for measuring wear of a rolling roll for a secondary battery includes a measuring electrode sheet feeding step S1 and a step difference checking step S2.
전극시트 이송 단계(S1)는 전극 활물질층이 슬러리 형태로 도포된 측정 전극시트(10)를 압연롤(20)로 이송하는 단계이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 측정 전극시트(10)는 스트라이프 전극시트(30)와는 다르게, 베이스가 되는 금속 호일 전체면에 균일하게 전극 활물질층이 슬러리 형태로 도포된 시트이다. 이러한 측정 전극시트(10)는 롤러를 통하여 측정 전극시트(10)의 이송방향과 연직하게 상하로 구비되는 압연롤(20) 사이를 통과한다. The electrode sheet feeding step S1 is a step of feeding the
단차 확인 단계(S2)는 압연롤(20)을 통과한 측정 전극시트(10)에 압연롤(20)의 미마모부(21)에 의해 형성되는 단차(11) 높이를 측정하는 단계이다. 측정 전극시트(10)는 금속 호일 전체면에 균일하게 전극 활물질층이 도포된 시트이므로, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 압연롤(20)의 마모에 따른 단차(11)가 발생된다. 즉, 압연롤(20)의 외표면에 마모부(22)가 형성된 경우, 측정 전극시트(10)와 마모가 형성되지 않은 미마모부(21)와 접촉하는 부분은 마모부(22)와 접촉하는 부분 보다 더 눌리게 되므로, 더 깊은 자국, 단차(11)를 형성한다. 이에, 측정 전극시트(10) 상의 미마모부(21)와 접촉하는 부분에 형성되는 단차(11)의 높이는 압연롤(20)의 마모부(22)가 마모된 정도로 추정할 수 있다. 이러한 측정 전극시트(10) 상의 단차(11) 높이를 높이 측정 센서를 이용하여 측정하여 마모를 측정할 수 있다.
The step difference checking step S2 is a step of measuring the height of the
<이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법>≪ Determination of replacement timing of rolling roll for secondary battery >
이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법은, 앞서 설명한 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법을 통하여 측정된 단차 높이에 따라 압연롤을 교체하는 것을 특징으로 한다. 즉, 측정 전극시트 이송 단계(S1)와, 측정 전극시트(10) 상에 압연롤(20)의 미마모부(21)에 의해 형성되는 단차(11)의 높이를 측정하는 단차 확인 단계(S2)를 포함하고, 단차 확인 단계(S2)를 통하여 측정된 단차(11) 높이가 기준 이상일 때 압연롤을 교체한다. The method for determining the replacement time of the secondary battery rolling roll is characterized in that the rolling roll is replaced according to the height of the stepped height measured through the above-described method for measuring the wear of the secondary battery rolling roll. That is, the step of measuring the thickness of the
단차(11)의 높이는 2mm 이상일 때 교체하는 것이 바람직하다. 즉, 단차 확인 단계(S2)에서 높이 측정 센서를 이용하여 측정한 단차(11)의 높이가 2mm 이상일 경우, 압연롤(20)의 마모에 따른 전극 불량이 발생할 수 있으므로 압연롤(20)을 교체한다.The height of the
한편, 이러한 압연롤(20)의 마모를 측정하기 위하여 측정 전극시트(10)를 압연롤(20)로 이송하는 측정 전극시트 이송 단계(S1)는, 압연롤(20)이 스트라이프 전극시트(30)를 150 ~ 200m 압연한 후 실시하는 것이 바람직하다. 이는 종래 일반적으로 200m의 스트라이프 전극시트(30)를 압연한 후 압연롤(20)을 교체함에 따른 것으로, 150m의 스트라이프 전극시트(30)를 압연한 후부터는 전극 불량을 일으킬 수 있는 마모가 진행되었을 가능성이 높은 것으로 볼 수 있기 때문이다.
On the other hand, the measuring electrode sheet feeding step S1 for feeding the
전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than by the foregoing detailed description. It is intended that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims, as well as all equivalents thereof, be within the scope of the present invention.
10: 측정 전극시트
11: 단차
20: 압연롤10: Measuring electrode sheet
11: Step
20: Rolling roll
Claims (9)
전극 활물질층이 슬러리 형태로 도포된 측정 전극시트(10)를 상기 압연롤(20)로 이송하는 측정 전극시트 이송 단계(S1);
상기 압연롤(20)을 통과한 상기 측정 전극시트(10)에 상기 압연롤(20)의 마모부(22)에 의해 형성되는 단차(11) 높이를 측정하는 단차 확인 단계(S2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법.A method for measuring abrasion of a rolling roll (20) for a secondary battery, comprising rolling an electrode sheet coated with an electrode active material layer continuously in a longitudinal direction,
A measuring electrode sheet transfer step (S1) for transferring the measuring electrode sheet (10) coated with the electrode active material layer in a slurry form to the rolling roll (20);
(S2) for measuring a height of a step (11) formed by the wear portion (22) of the rolling roll (20) on the measuring electrode sheet (10) passed through the rolling roll Wherein said method comprises the steps of:
상기 측정 전극시트(10)는 금속 호일 전체면에 균일하게 전극 활물질층이 도포된 시트인 것을 특징으로 하는 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법. The method according to claim 1,
Wherein the measuring electrode sheet (10) is a sheet coated with an electrode active material layer uniformly on the entire surface of the metal foil.
상기 압연롤(20)은 전극 활물질층이 도포된 코팅부(31)와 전극 활물질층이 도포되지 않은 무지부(33)가 교대로 배치되어 있는 스트라이프 전극시트(30)를 압연하기 위한 압연롤(20)인 것을 특징으로 하는 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법.The method according to claim 1,
The rolling roll 20 includes a roll 31 for rolling the stripe electrode sheet 30 in which the coating portion 31 coated with the electrode active material layer and the non-coated portion 33 not coated with the electrode active material layer are alternately arranged 20). ≪ / RTI >
상기 단차 확인 단계(S2)는 높이 측정 센서를 이용하여 상기 압연롤(20)을 통과한 상기 측정 전극시트(10)의 단차(11) 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 압연롤의 마모 측정 방법. The method according to claim 1,
Wherein the level difference checking step (S2) measures the height of the step (11) of the measuring electrode sheet (10) passing through the rolling roll (20) using a height measuring sensor Way.
전극 활물질층이 슬러리 형태로 도포된 측정 전극시트(10)를 상기 압연롤(20)로 이송하는 측정 전극시트 이송 단계(S1);
상기 압연롤(20)을 통과한 상기 측정 전극시트(10)에 상기 압연롤(20)의 마모부(22)에 의해 형성되는 단차(11) 높이를 측정하는 단차 확인 단계(S2)를 포함하고,
상기 단차 확인 단계(S2)를 통하여 측정된 단차(11) 높이가 2mm 이상일 때 상기 압연롤(20)을 교체하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법. A method of judging a replacement timing of a rolling roll (20) for a secondary battery, wherein an electrode sheet on which an electrode active material layer is continuously applied in a longitudinal direction is rolled,
A measuring electrode sheet transfer step (S1) for transferring the measuring electrode sheet (10) coated with the electrode active material layer in a slurry form to the rolling roll (20);
And a step of confirming a step (S2) of measuring the height of a step 11 formed by the wear portion 22 of the rolling roll 20 on the measuring electrode sheet 10 having passed the rolling roll 20 ,
Wherein the rolling roll (20) is replaced when the step height (11) measured through the step difference checking step (S2) is 2 mm or more.
상기 측정 전극시트(10)는 금속 호일 전체면에 균일하게 전극 활물질층이 도포된 시트인 것을 특징으로 하는 이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법. The method of claim 5,
Wherein the measuring electrode sheet (10) is a sheet coated with an electrode active material layer uniformly on the entire surface of the metal foil.
상기 압연롤(20)은 전극 활물질층이 도포된 코팅부(31)와 전극 활물질층이 도포되지 않은 무지부(33)가 교대로 배치되어 있는 스트라이프 전극시트(30)를 압연하기 위한 압연롤(20)인 것을 특징으로 하는 이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법.The method of claim 5,
The rolling roll 20 includes a roll 31 for rolling the stripe electrode sheet 30 in which the coating portion 31 coated with the electrode active material layer and the non-coated portion 33 not coated with the electrode active material layer are alternately arranged 20). ≪ / RTI >
상기 단차 확인 단계(S2)는 높이 측정 센서를 이용하여 상기 압연롤(20)을 통과한 상기 측정 전극시트(10)의 단차(11) 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법. The method of claim 5,
Wherein the step difference checking step S2 measures the height of the step 11 of the measuring electrode sheet 10 that has passed through the rolling roll 20 using a height measuring sensor. How to judge.
상기 압연롤(20)이 상기 스트라이프 전극시트(30)를 150 ~ 200m 압연한 후 상기 측정 전극시트(10)를 상기 압연롤(20)로 이송하는 측정 전극시트 이송 단계(S1)를 수행하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 압연롤의 교체 시기 판단 방법. The method of claim 7,
The measuring electrode sheet 10 is rolled to the rolling roll 20 after the rolling roll 20 has rolled the striped electrode sheet 30 for 150 to 200 m, Wherein the method comprises the steps of:
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