KR101713102B1 - Electrode Sheet Rolling Device for Secondary Battery Comprising Cleaning Roller - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세정 롤러를 포함하는 이차전지용 전극시트 압연장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 집전체의 일면 또는 양면에 전극 합제가 도포되어 있는 전극시트를 압연하는 이차전지용 전극시트 압연장치로서, 전극시트가 통과하면서 압연될 수 있도록 전극시트의 두께보다 좁은 폭으로 상호 이격된 위치에서 회전하는 한 쌍 이상의 압연 롤러들, 및 상기 압연 롤러들과 인접하게 위치하고 방청유를 담지하고 있는 세정 부재를 포함하는 세정 롤러를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극시트 압연장치를 제공한다.The present invention relates to an electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery including a cleaning roller, and more particularly, to an electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery that rolls an electrode sheet coated with an electrode compound on one surface or both surfaces of a current collector, A pair of rolling rollers rotating at a position spaced apart from each other by a width narrower than the thickness of the electrode sheet so that the sheet can be rolled while passing therethrough, and a cleaning member disposed adjacent to the rolling rollers and carrying a rust- The electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery is characterized by comprising a roller.
Description
본 발명은 세정 롤러를 포함하는 이차전지용 전극시트 압연장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 집전체의 일면 또는 양면에 전극 합제가 도포되어 있는 전극시트를 압연하는 이차전지용 전극시트 압연장치로서, 전극시트가 통과하면서 압연될 수 있도록 전극시트의 두께보다 좁은 폭으로 상호 이격된 위치에서 회전하는 한 쌍 이상의 압연 롤러들 및 상기 압연 롤러들과 인접하게 위치하고 방청유를 담지하고 있는 세정 부재를 포함하는 세정 롤러를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극시트 압연장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery including a cleaning roller, and more particularly, to an electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery that rolls an electrode sheet coated with an electrode compound on one surface or both surfaces of a current collector, A pair of rolling rollers rotating at a position spaced apart from each other by a width narrower than the thickness of the electrode sheet so that the sheet can be rolled while passing therethrough, and a cleaning member disposed adjacent to the rolling rollers and carrying a rust- And an electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery.
리튬 이차전지는 모바일 기기의 에너지원뿐만 아니라, 최근에는 전기자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV)의 동력원으로서의 사용이 실현화되고 있으며, 그리드(Grid)화를 통한 전력 보조전원 등의 용도로도 사용 영역이 확대되고 있다.Lithium secondary batteries have been used not only as energy sources for mobile devices but also as power sources for electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs) in recent years. In addition, they are also used as power assist power sources through grid- The use area is expanding.
이러한 리튬 이차전지의 제조 공정은 크게 전극 공정, 조립 공정, 화성 공정의 3단계로 구분된다. 상기 전극 공정은 다시 활물질 혼합 공정, 전극코팅 공정, 압연 공정, 슬리팅 공정, 권취 공정 등으로 구분된다.The manufacturing process of such a lithium secondary battery is roughly classified into an electrode process, a granulation process, and a chemical process. The electrode process may be divided into an active material mixing process, an electrode coating process, a rolling process, a slitting process, and a winding process.
이러한 공정 중, 압연 공정은 코팅 공정이 끝난 전극의 두께를 축소시켜 용량 밀도를 높이고, 전극 집전체와 전극 활물질 간의 접착성을 증가시키기 위해, 고온 가열된 2개의 압연롤 사이로 전극을 통과시켜 원하는 두께로 압축하는 공정이다.Among these processes, the rolling process involves passing the electrode through two rolling rolls heated at high temperature to increase the capacity density by reducing the thickness of the coated electrode and increasing the adhesion between the electrode current collector and the electrode active material, .
이러한 압연 롤러는 일정 시간 동안 압연 공정을 실시하게 되면, 전극 시트와 압연 롤러의 마모로 인해, 전극 시트의 활물질이 도포되지 않은 가장자리 또는 무지부 경계와 맞닿은 압연 롤러의 표면에서 두께 단차가 발생되게 된다. 또한, 생산되는 전지의 종류를 변경할 경우, 각 종류별(예를 들어, 원통형 전지, 각형 전지, 폴리머 전지 등)로 전극시트의 압연되는 폭은 모두 상이하므로, 이전에 마모된 압연 롤러의 표면 단차로 인해 제조되는 전극시트들의 두께 편차가 심해지는 문제가 있었다.When such a rolling roller is subjected to a rolling process for a predetermined period of time, a thickness step is generated on the surface of the rolling roller which is in contact with the edge of the electrode sheet on which the active material is not applied or the non-coated portion due to wear of the electrode sheet and the rolling roller . In addition, when changing the type of the battery to be produced, the width of the electrode sheet to be rolled by each kind (for example, cylindrical battery, prismatic battery, polymer battery, etc.) There is a problem in that the thickness variation of the electrode sheets produced due to the increase in thickness is increased.
즉, 이러한 마모된 압연 롤러를 이용하여 전극시트를 제조할 경우, 연속적으로 발생되는 전극시트의 두께 편차로 인해 전지셀의 전기화학적 성능 및 안전성이 저하된다.That is, when the electrode sheet is manufactured using such a worn rolling roller, the electrochemical performance and safety of the battery cell is deteriorated due to the thickness variation of the electrode sheet continuously generated.
따라서, 압연 롤러의 마모를 방지하기 위해, 압연 롤러의 표면을 코팅처리를 통해 경도를 높일 수 있는 기술이 적용되어 왔고, 특히, 경질 크롬 도금(Hard Cr Plating)은 비용이 저렴하고, 도금 기술이 널리 상용화되어 있어 쉽게 서비스를 제공받을 수 있는 장점이 있어 많이 이용되고 있다.Therefore, in order to prevent abrasion of the rolling roller, a technique of increasing the hardness of the surface of the rolling roller through a coating process has been applied. Particularly, hard chrome plating is inexpensive, It is widely used and has been widely used because it has the advantage of being easily provided with services.
그러나, 경질 크롬 도금된 압연 롤러는 표면 경도가 비교적 낮으므로, 압연 롤러의 짧은 교체 주기에 따른 생산성 저하 및 제조 비용을 상승시킨다는 문제점이 있었다.However, since the hard chrome-plated rolling roller has a relatively low surface hardness, there has been a problem that the productivity is lowered and the manufacturing cost is increased according to the short replacement period of the rolling roller.
뿐만 아니라, 압연 공정시 전극 활물질에 의해 압연 롤러의 표면에 심각한 오염이 발생하게 되어 작업자가 수작업으로 압연 롤러 세정하기 위하여 작업을 정지하거나 새로운 압연 롤러를 교체하는 등에 생산성 저하 및 제조 비용을 상승시키는 문제가 있었다.In addition, in the rolling process, serious contamination occurs on the surface of the rolling roller due to the electrode active material, so that the worker may stop the operation for cleaning the rolling roller by hand, or the new rolling roller may be replaced, .
따라서, 상기와 같은 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.Therefore, there is a great need for a technique that can fundamentally solve the above problems.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
본 발명의 목적은, 방청유를 담지하고 있는 세정부재를 포함하는 세정 롤러를 추가로 포함함으로써, 전극시트의 압연공정 시 발생하는 압연 롤러 표면의 오염을 방지할 수 있고, 압연 롤러의 세정을 위해 작업을 중지할 필요 없이, 공정을 진행하면서 동시에 압연 롤러를 세정할 수 있으므로, 전지의 전반적인 제조시간을 단축하고, 제조공정이 용이한 이차전지용 전극시트 압연장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a cleaning roller which is capable of preventing contamination of the surface of a rolling roller that occurs during a rolling process of an electrode sheet by further including a cleaning roller including a cleaning member carrying rust- The present invention provides an electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery which can shorten the overall manufacturing time of the battery and is easy to manufacture because the rolling roller can be cleaned while the process is being carried out.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이차전지용 전극시트 압연장치는, 집전체의 일면 또는 양면에 전극 합제가 도포되어 있는 전극시트를 압연하는 이차전지용 전극시트 압연장치로서,In order to achieve the above object, an electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery according to the present invention is an electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery for rolling an electrode sheet coated with an electrode mixture on one surface or both surfaces of a current collector,
전극시트가 통과하면서 압연될 수 있도록 전극시트의 두께보다 좁은 폭으로 상호 이격된 위치에서 회전하는 한 쌍 이상의 압연 롤러들; 및At least one pair of rolling rollers rotating at a position spaced apart from each other by a width narrower than the thickness of the electrode sheet so that the electrode sheet can be rolled while passing therethrough; And
상기 압연 롤러들과 인접하게 위치하고 방청유를 담지하고 있는 세정 부재를 포함하는 세정 롤러;A cleaning roller disposed adjacent to the rolling rollers and including a cleaning member carrying anti-rust oil;
를 포함하고 있는 구조로 이루어져 있다.As shown in FIG.
따라서, 본 발명에 따른 이차전지용 전극시트 압연장치는, 방청유를 담지하고 있는 세정부재를 포함하는 세정 롤러를 추가로 포함함으로써, 전극시트의 압연공정 시 발생하는 압연 롤러 표면의 오염을 방지할 수 있고, 압연 롤러의 세정을 위해 작업을 중지할 필요 없이 공정을 진행하면서 동시에 압연롤러를 세정할 수 있으므로, 전지의 전반적인 제조시간을 단축시킬 수 있고 제조공정이 용이해지는 장점이 있다.Therefore, the electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery according to the present invention can further prevent contamination of the surface of the rolling roller, which occurs in the rolling process of the electrode sheet, by including the cleaning roller including the cleaning member bearing the anti- , The rolling roller can be cleaned simultaneously with the progress of the process without having to stop the operation for cleaning the rolling roller, thereby shortening the overall manufacturing time of the battery and facilitating the manufacturing process.
하나의 구체적인 예에서, 상기 압연 롤러들 및 세정 롤러는 금속 소재의 이루진 구조 일 수 있으며, 세정 롤러의 주변에는 세정 부재에 방청유를 분사하는 분사부를 더 포함하는 구조일 수 있고, 이러한 분사부는 세정 롤러의 세정 부재와 압연 롤러 사이에 지속적으로 방청유를 분사하는 구조일 수 있다.In one specific example, the rolling rollers and the cleaning roller may be of a structure made of a metal material, and the periphery of the cleaning roller may further include a jetting portion for jetting rust-preventive oil onto the cleaning member, It may be a structure for continuously spraying rust preventive oil between the rinsing member of the roller and the rolling roller.
또한, 상기 압연롤러의 표면의 마모를 방지하기 위해, 표면에 크롬(Cr)이 코팅된 구조일 수 있으며, 본 발명에 따른 이차전지용 전극시트 압연장치는 상기 압연 롤러들을 회전시키는 동력부를 더 포함하는 구조일 수 있다.Further, in order to prevent the surface of the rolling roller from being worn, chromium (Cr) may be coated on the surface thereof, and the electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery according to the present invention further includes a power unit for rotating the rolling rollers Structure.
한편, 상기 세정 부재는 압연 롤러의 외면과 직접 맞닿는 형상으로 이루어져 있으며, 구체적으로 세정 롤러의 외면을 둘러싸고 있는 원통 형상인 것이 바람직하다.Meanwhile, the cleaning member has a shape that directly contacts the outer surface of the rolling roller, and more specifically, a cylindrical shape surrounding the outer surface of the cleaning roller.
상기 세정 부재는 방청유를 담지할 수 있는 소재라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 부직포 소재로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 부직포 소재는 폴리에스테르 수지, 나일론 수지, 폴리설폰 수지, 폴리젖산, 키토산, 콜라겐, 셀룰로오스, 피브리노겐, 및 이들의 둘 이상의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 소재로 구성되는 것이 가능 하지만, 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.The cleaning member is not particularly limited as long as it is a material capable of supporting rust preventive oil, and may be preferably made of a nonwoven fabric material. Specifically, the nonwoven fabric material may be composed of one or more materials selected from the group consisting of polyester resins, nylon resins, polysulfone resins, polylactic acid, chitosan, collagen, cellulose, fibrinogen, and copolymers of two or more thereof , But are not limited thereto.
또한, 상기 방청유는 압연 롤러의 표면의 오염을 방지 및 세정할 수 있는 성분을 함유하고 있는 용액이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 구체적으로 아세톤 및 나프타의 혼합 용액인 것이 바람직하다.The rust preventive oil is not particularly limited as long as it is a solution containing a component capable of preventing and cleaning the surface of the rolling roller, and specifically, it is preferably a mixed solution of acetone and naphtha.
본 발명은 또한, 상기의 압연장치를 사용하여 제조된 전극시트로서, 상기 전극시트는 집전체의 일면 또는 양면 상에 전극 활물질, 바인더, 도전재, 및 충진제를 포함하는 전극 합제 코팅층이 형성되어 있는 이차전지용 전극시트를 제공한다.The present invention also provides an electrode sheet produced by using the above rolling apparatus, wherein the electrode sheet has an electrode mixture coating layer including an electrode active material, a binder, a conductive material, and a filler on one surface or both surfaces of the current collector An electrode sheet for a secondary battery is provided.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극시트는 음극 시트이고, 음극 활물질로서 리튬 티타늄 산화물을 포함할 수 있다.In one specific example, the electrode sheet is a negative electrode sheet and may include lithium titanium oxide as a negative electrode active material.
상기 리튬 티타늄 산화물은 바람직하게는 하기 조성식(1)로 표현되는 화합물로서, 예를 들어, Li0.8Ti2.2O4, Li2.67Ti1.33O4, LiTi2O4, Li1.33Ti1.67O4, Li1.14Ti1.71O4 등을 들 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 더욱 바람직하게는, 충방전시 결정 구조의 변화가 적고 가역성이 우수한 스피넬 구조를 갖는 것으로서, Li1.33Ti1.67O4일 수 있고, 1차 입자가 응집된 2차 입자일 수 있으며, 상기 2 차 입자의 입경은 200 nm 내지 30 ㎛일 수 있다. The lithium titanium oxide is preferably a compound expressed by the following composition formula (1), for example, Li 0.8 Ti 2.2 O 4 , Li 2.67 Ti 1.33 O 4 , LiTi 2 O 4 , Li 1.33 Ti 1.67 O 4 , Li 1.14 Ti 1.71 O 4 , but are not limited to these. More preferably, it may be Li 1.33 Ti 1.67 O 4 having a spinel structure with a small change in crystal structure during charge and discharge and having excellent reversibility, and may be a secondary particle in which primary particles are aggregated, May be 200 nm to 30 탆.
LixTiyO4 (0.5≤x≤3; 1≤y≤2.5) (1)Li x Ti y O 4 (0.5? X? 3; 1? Y? 2.5) (1)
상기 리튬 티타늄 산화물을 제조하는 방법은 당업계에 공지되어 있는 바, 예를 들어, 리튬 소스로서 수산화 리튬, 산화 리튬, 탄산 리튬 등의 리튬염을 물에 용해시킨 용액에 리튬과 티탄의 원자비에 따라 티탄 소스로서 산화 티탄 등을 투입한 다음, 교반 및 건조시켜 전구체를 제조한 후 이를 소성하여 제조할 수 있다.The method for producing the lithium titanium oxide is well known in the art. For example, a lithium salt such as lithium hydroxide, lithium oxide, or lithium carbonate is dissolved in water as a lithium source, And then titanium oxide or the like is added as a titanium source, followed by stirring and drying to prepare a precursor and then calcining the precursor.
본 발명은 상기 전극시트를 포함하고 있는 이차전지를 제공하고, 상기 이차전지는, 전지셀의 종류 및 외형에 관계없이 다양하게 적용가능하며, 바람직하게는 리튬 이차전지일 수 있다.The present invention provides a secondary battery including the electrode sheet, and the secondary battery can be variously applied regardless of the type and external shape of the battery cell, and can be preferably a lithium secondary battery.
참고로, 일반적인 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다.For reference, a typical lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 슬러리 형태로 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode is prepared, for example, by applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector in the form of a slurry and then drying the mixture. Optionally, a filler may be further added to the mixture.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 -x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; A Ni-site type lithium nickel oxide expressed by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component which assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.
상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 슬러리 형태로 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.The negative electrode may be formed by applying a negative electrode active material on the negative electrode collector in the form of a slurry and drying the positive electrode active material. Optionally, the negative electrode may further include the components as described above.
상기 음극 활물질로는, 리튬 티타늄 산화물 외에, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수도 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Examples of the negative electrode active material include lithium titanium oxide, carbon such as non-graphitized carbon and graphite carbon; B, P, Si, Group 1 of the periodic table, LixFe2O3 (0? X? 1), LixWO2 (0? X? 1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, 2 < / RTI > group III element, halogen, 0 < x < Lithium metal; Lithium alloy; Silicon-based alloys; Tin alloy; Metal oxides such as SnO 2, SnO 2, PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO 2 , GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 and Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni-based materials and the like may be used, but the present invention is not limited thereto.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the separator is generally 0.01 to 10 mu m and the thickness is generally 5 to 300 mu m. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.
리튬염 함유 비수계 전해액은, 극성 유기 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 전해액으로는 비수계 액상 전해액, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다. The non-aqueous electrolyte solution containing a lithium salt is composed of a polar organic electrolyte and a lithium salt. As the electrolytic solution, a non-aqueous liquid electrolytic solution, an organic solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte and the like are used.
상기 비수계 액상 전해액으로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the nonaqueous liquid electrolytic solution include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, Polymers containing ionic dissociation groups, and the like can be used.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.
또한, 비수계 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있다.For the purpose of improving the charge-discharge characteristics and the flame retardancy, the non-aqueous liquid electrolyte may contain, for example, pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride and the like are added It is possible. In some cases, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability, or a carbon dioxide gas may be further added to improve high-temperature storage characteristics.
본 발명은 또한, 상기 리튬 이차전지를 전원 또는 동력원으로 사용하는 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a device using the lithium secondary battery as a power source or a power source.
상기 디바이스의 바람직한 예로는, 노트북, 휴대폰, PDP, PMP, MP3 플레이어, DSC(Digital Still Camera), DVR, 스마트 폰, GPS 시스템, 캠코더, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장 장치등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Preferred examples of the device include a notebook, a mobile phone, a PDP, a PMP, an MP3 player, a DSC (Digital Still Camera), a DVR, a smart phone, a GPS system, a camcorder, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a plug- Power storage devices, and the like, but the present invention is not limited thereto.
이들 디바이스의 구조 및 그것의 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.The structure of these devices and their fabrication methods are well known in the art, and a detailed description thereof will be omitted herein.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 전극시트 압연장치는 방청유를 담지하고 있는 세정부재가 구비된 세정 롤러를 추가로 포함함으로써, 전극시트의 압연공정 시 발생하는 압연 롤러 표면의 오염을 방지할 수 있고, 압연 롤러의 세정을 위해 작업을 중지할 필요 없이 공정을 진행하면서 동시에 압연롤러를 세정할 수 있으므로, 전지의 전반적인 제조시간을 단축시킬 수 있고, 제조공정이 용이한 효과가 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery according to the present invention further comprises a cleaning roller provided with a cleaning member carrying anti-rust oil, thereby preventing contamination of the surface of the rolling roller, Since the rolling roller can be cleaned simultaneously with the progress of the process without having to stop the operation for cleaning the rolling roller, the overall manufacturing time of the battery can be shortened and the manufacturing process can be facilitated.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극시트 압연장치의 모식도이다;
도 2는 도 1의 A 부위에 대한 측면도 이다.1 is a schematic diagram of an electrode sheet rolling apparatus according to one embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a side view of the region A in Fig. 1; Fig.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극시트 압연장치의 구조가 모식적으로 도시되어 있다.Fig. 1 schematically shows a structure of an electrode sheet rolling apparatus according to one embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전극시트 압연 장치(100)는 원통형의 상단 압연 롤러(101), 하단 압연 롤러(102), 상단 압연 롤러(101)를 고정하는 상단 하우징(111), 하단 압연 롤러(102)를 고정하는 하단 하우징(112), 상기 상단 압연 롤러(101)와 인접하게 위치하고 방청유를 담지하고 있는 세정 부재를 포함하는 상단 세정 롤러(121), 하단 압연 롤러(102)와 인접하게 위치하고 방청유를 담지하고 있는 세정 부재를 포함하는 하단 세정 롤러(122), 상단 하우징(111)에 연결되어 있는 상단 분사부(131) 및 하단 하우징(112)에 연결되어 있는 하단 분사부(132)로 이루어져있다.1, an electrode
상단 압연 롤러(101) 및 하단 압연 롤러(102)는 각각 상단 하우징(111) 및 하단 하우징(112)에 의해 고정되어 있으며, 표면에 마모를 방지하기 위하여 크롬이 코팅되어 있고, 전극시트가 통과하면서 압연될 수 있도록 전극시트의 두께보다 좁은 폭으로 상호 이격된 위치에서 회전하는 구조로 이루어져 있다.The
도 2에는 도1의 A 부위에 대한 측면도가 모식적으로 도시되어 있다.Fig. 2 schematically shows a side view of the region A in Fig.
도 2를 참조하면, 상단 세정 롤러(121)는 외면을 둘러싸고 있고 아세톤 및 나프타의 혼합 용액을 방청유로서 담지하고 있는 원통형의 상단 세정 부재(141)를 포함하고 있고, 하단 세정 롤러(122) 또한 외면을 둘러싸고 있고 아세톤 및 나프타의 혼합 용액을 방청유로서 담지하고 있는 원통형의 하단 세정 부재(142)를 포함하고 있다.2, the
상단 및 하단 세정 부재들(141, 142)은 각각 상단 압연 롤러(101) 및 하단 압연 롤러(102)와 대면하도록 위치하고 있으며, 전극시트가 통과하면서 압연되는 압연 공정 중에 상단 세정 부재(141) 및 하단 세정 부재(142)에 담지되어 있는 방청유를 통해 상단 압연 롤러(101) 및 하단 압연 롤러(102) 표면에 세정작업을 동시에 수행 할 수 있다.The upper and
또한, 상단 하우징(111)에 연결되어 있는 상단 분사부(131) 및 하단 하우징(112)에 연결되어 있는 하단 분사부(132)에서 각각 상단 세정 부재(141) 및 하단 세정 부재(142)에 방청유를 분사하여 수작업으로 방청유를 분사하거나, 세정 부재들(141, 142)을 교체하기 위하여 공정을 중지할 필요 없이 공정을 진행하면서 동시에 압연 롤러들(101, 102)을 세정할 수 있으므로, 전지의 전반적인 제조시간을 단축하고, 제조공정이 용이하게 이루어질 수 있다.The upper and
도 1 및 2에 도시된 본 발명에 따른 전극시트 압연 장치의 상단 및 하단의 압연 롤러들에 대응하는 길이에 각각 1개씩의 세정 롤러들이 구성되어 있는 것으로 설명되어 있지만, 세정 롤러의 크기, 형태 및 개수는 적용되는 전극시트에 따라 그 크기나 형태 및 개수가 다양하게 구성되는 것도 가능함은 물론이다.
Although it has been described that the cleaning rollers are formed at each of the lengths corresponding to the upper and lower rolling rollers of the electrode sheet rolling apparatus according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2, It is needless to say that the number, the size, the shape, and the number of the electrode sheets may be varied according to the number of the electrode sheets.
본 발명이 속한 분양에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (19)
전극시트가 통과하면서 압연될 수 있도록 전극시트의 두께보다 좁은 폭으로 상호 이격된 위치에서 회전하는 한 쌍 이상의 압연 롤러들; 및
상기 압연 롤러들과 인접하게 위치하고 방청유를 담지하고 있는 세정 부재를 포함하는 세정 롤러;
를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극시트 압연장치.An electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery for rolling an electrode sheet coated with an electrode mixture on one surface or both surfaces of a current collector,
At least one pair of rolling rollers rotating at a position spaced apart from each other by a width narrower than the thickness of the electrode sheet so that the electrode sheet can be rolled while passing therethrough; And
A cleaning roller disposed adjacent to the rolling rollers and including a cleaning member carrying anti-rust oil;
And the electrode sheet rolling apparatus for a secondary battery.
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