KR101800481B1 - Method and apparatus of manufacturing electrode assembly - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분리막에 전해액이 고르게 흡수되어 있는 전극조립체를 제조하는 방법 및 이러한 전극조립체를 제조하는 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극조립체의 제조방법은: 롤 형태로 권취되어 있는 전극 재료와 롤 형태로 권취되어 있는 분리막 재료를 언롤(unroll)하였을 때, 상기 전극 재료와 상기 분리막 재료가 교대로 위치할 수 있도록 상기 전극 재료와 상기 분리막 재료를 배치하는 단계(S10); 상기 분리막 재료의 적어도 일 표면에 전해액을 분사하여 상기 분리막 재료에 전해액을 흡수시키는 단계(S20); 및 전해액이 흡수되어 있는 상기 분리막 재료와 상기 전극 재료를 라미네이팅 하는 단계(S30);를 포함할 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing an electrode assembly in which an electrolyte is uniformly absorbed in a separation membrane and an apparatus for manufacturing such an electrode assembly. The method for manufacturing an electrode assembly according to a preferred embodiment of the present invention comprises: (S10) arranging the electrode material and the separator material so that the electrode material and the separator material are alternately positioned when the separator material wound in the form of a roll is unrolled; (S20) of injecting an electrolyte solution onto at least one surface of the separation membrane material to absorb the electrolyte solution into the separation membrane material; And laminating the separator material and the electrode material in which the electrolyte is absorbed (S30).

Description

전극조립체의 제조방법 및 제조장치{Method and apparatus of manufacturing electrode assembly}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of manufacturing an electrode assembly,

본 발명은 분리막에 전해액이 고르게 흡수되어 있는 전극조립체를 제조하는 방법 및 이러한 전극조립체를 제조하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an electrode assembly in which an electrolyte is uniformly absorbed in a separation membrane, and an apparatus for manufacturing such an electrode assembly.

이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HV, Hybrid Vehicle) 등에 널리 적용되고 있으며, 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.The secondary battery has been widely applied not only to a portable device but also to an electric vehicle (EV) or a hybrid vehicle (HV) driven by an electric driving source and has a primary advantage of drastically reducing the use of fossil fuel In addition, since no by-products are generated by the use of energy, it is attracting attention as a new energy source for enhancing environmental friendliness and energy efficiency.

이러한 이차전지는 케이스 외장재의 내부에 수납되는 전극조립체의 종류에 따라, 긴 시트 형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조로 이루어진 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 그리고, 스택/폴딩형 전극조립체로 구분할 수 있다. 또한, 케이스 외장재의 종류에 따라 적용 형태에 따라 파우치형, 캔형 등으로 구분될 수 있다.Such a secondary battery includes a jelly-roll (wound-type) electrode assembly having a structure in which a long sheet-like anode and a cathode are wound with a separator interposed therebetween in accordance with the type of the electrode assembly housed inside the casing, (Stacked type) electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and negative electrodes cut in a unit of a stacked structure are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, and a stack / folding type electrode assembly. In addition, depending on the type of the case exterior material, it can be classified into a pouch type, a can type, and the like depending on the application type.

이와 같이, 전극조립체와 케이스 외장재의 종류에 따라 구체적인 구현형태는 달라질 수 있으나, 이러한 종래기술에 따른 이차전지는 공통적으로 다음과 같은 과정을 통하게 제조된다. 먼저 전극조립체를 제조하고, 제조된 전극조립체를 외장재 케이스에 수납한 후, 외장재 케이스의 일부분을 밀봉하지 않은 상태에서 전해액을 외장재 케이스의 내부에 주입하여 전극조립체에 구비된 분리막에 전해액이 흡수되게 하는 전해액 주입 공정을 수행하고, 외장재 케이스를 밀봉한다.As described above, the specific embodiments may vary depending on the types of the electrode assembly and the case exterior member. However, the secondary batteries according to the related art are commonly manufactured through the following process. First, an electrode assembly is manufactured, and the manufactured electrode assembly is housed in a case member. Then, a part of the case member is not sealed, and the electrolyte solution is injected into the case member to allow the electrolyte solution to be absorbed into the separator. The electrolyte injection process is performed, and the casing is sealed.

다음으로, 전해액이 분리막에 흡수될 수 있도록 일정한 온도 또는 습도로 유지되는 환경에 이차전지를 노출시키는 에이징(aging) 공정을 진행한 후에, 이차전지에 대한 충방전을 수행하는 화성(formation)공정을 진행하게 되는데, 이 화성공정은 전지 구조를 안정화시키고, 실제 사용 가능한 상태가 되도록 하며, 에이징 공정 등에서 발생되는 불량요소 등의 제거 등을 위하여 수행되는 공정이다.Next, an aging process is performed to expose the secondary battery to an environment in which the electrolyte is maintained at a constant temperature or humidity so that the secondary battery can be absorbed by the separation membrane, and then a formation process for performing charging and discharging of the secondary battery is performed This conversion process is a process performed to stabilize the cell structure, to make the cell structure usable, to remove defective elements generated in the aging process, and the like.

이와 같은 종래기술에 따른 이차전지 제조방법에 의하면, 전해액 주입 공정을 반드시 거쳐야 하고, 에이징 공정에서는 이미 완성된 전극조립체에 구비된 분리막의 가장자리로부터 천천히 전해액이 스며들기 때문에 에이징 공정의 시간이 많이 소요되는 문제가 있다. According to such a conventional method for manufacturing a secondary battery, the electrolyte injection process must be performed. In the aging process, the electrolyte solution slowly permeates from the edge of the separation membrane provided in the completed electrode assembly, there is a problem.

이러한 문제 때문에, 종래기술에 따르는 경우, 이차전지의 시간당 수율이 떨어지며, 제조원가를 특정 정도 이하로 낮출 수는 없다는 문제가 있다.Due to such a problem, according to the prior art, there is a problem that the yield per hour of the secondary battery is low and the manufacturing cost can not be lowered to a certain degree or less.

또한, 에이징 공정을 수행하더라도 분리막의 중심부분까지 고르게 전해액이 흡수되기 어렵다는 한계가 있으며, 이는 곧 이차전지의 성능하락으로 직결된다는 문제가 발생하게 된다.In addition, even when the aging process is performed, there is a limit in that the electrolyte can not be uniformly absorbed even to the center portion of the separation membrane, which causes a problem that the performance of the secondary battery is directly deteriorated.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 착상된 것으로서, 분리막의 가장자리부터 중심부분까지 전영역에 걸쳐서 전해액이 고르게 흡수되어 높은 성능을 낼 수 있는 전극조립체를 제조하는 방법 및 이러한 전극조립체를 제조하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been conceived in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an electrode assembly capable of achieving high performance by uniformly absorbing an electrolyte solution from the edge to the center of the separation membrane, And to provide the above-mentioned objects.

본 발명의 다른 목적은 이차전지의 생산 수율의 높일 수 있고, 제조원가를 절감할 수 있도록 하는 전극조립체를 제조하는 방법 및 이러한 전극조립체를 제조하는 장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electrode assembly that can increase the production yield of the secondary battery and reduce the manufacturing cost, and an apparatus for manufacturing such an electrode assembly.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극조립체의 제조방법은 전극 및 분리막을 포함하는 전극조립체의 제조방법으로서, 롤 형태로 권취되어 있는 전극 재료와 롤 형태로 권취되어 있는 분리막 재료를 언롤(unroll)하였을 때, 상기 전극 재료와 상기 분리막 재료가 교대로 위치할 수 있도록 상기 전극 재료와 상기 분리막 재료를 배치하는 단계(S10); 상기 분리막 재료의 적어도 일 표면에 전해액을 분사하여 상기 분리막 재료에 전해액을 흡수시키는 단계(S20); 및 전해액이 흡수되어 있는 상기 분리막 재료와 상기 전극 재료를 라미네이팅 하는 단계(S30);를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electrode assembly including an electrode and a separator, the method comprising the steps of: Disposing the electrode material and the separator material so that the electrode material and the separator material are alternately disposed when the separator material is unrolled; (S20) of injecting an electrolyte solution onto at least one surface of the separation membrane material to absorb the electrolyte solution into the separation membrane material; And laminating the separator material and the electrode material in which the electrolyte is absorbed (S30).

또한, 상기 전극조립체의 제조방법은, 상기 S20단계에서 상기 분리막 재료에 흡수되지 못한 여분의 전해액을 흡입하여 제거하는 단계(S21)를 더 포함할 수 있다.In addition, the method of manufacturing the electrode assembly may further include a step (S21) of sucking and removing an excess electrolyte which is not absorbed by the separation membrane material in step S20.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극조립체의 제조장치는, 롤 형태로 권취되어 있는 전극 재료와 롤 형태로 권취되어 있는 분리막 재료를 언롤(unroll)하고 언롤된 전극 재료와 언롤된 분리막 재료가 교대로 위치한 상태에서 라미네이팅 하는 것에 의하여 전극조립체를 제조하는 전극조립체의 제조장치로서, 언롤된 상기 분리막 재료의 적어도 일 표면에 전해액을 분사하기 위하여 상기 분리막 재료의 표면으로부터 미리 정해진 간격만큼 이격되어 배치되는 전해액 분사기; 및 상기 분리막 재료에 흡수되지 못한 여분의 전해액을 흡입하기 위하여 상기 분리막 재료의 표면으로부터 미리 정해진 간격만큼 이격되어 배치되는 전해액 흡입기;를 구비할 수 있다.In order to accomplish the above object, an apparatus for manufacturing an electrode assembly according to a preferred embodiment of the present invention includes an electrode material wound in a roll form and a separator material wound in a roll form, And an unloaded separation membrane material are alternately disposed on the surface of the separator material in order to form an electrode assembly, the method comprising the steps of: An electrolytic solution injector arranged to be spaced apart by an interval; And an electrolyte inhaler disposed at a predetermined distance from the surface of the separation membrane material to inhale excess electrolyte that has not been absorbed by the separation membrane material.

또한, 상기 전해액 분사기는, 상기 분리막 재료의 폭 방향을 따라 배치되며 상기 전해액을 분사하는 복수 개의 분사 노즐을 가질 수 있다.The electrolyte sprayer may have a plurality of spray nozzles disposed along the width direction of the separation membrane material and spraying the electrolyte solution.

또한, 상기 전해액 흡입기는, 상기 분리막 재료의 폭 방향을 따라 형성된 가늘고 긴 형상(elongated)의 흡입 노즐을 가질 수 있다.In addition, the electrolyte inhaler may have elongated suction nozzles formed along the width direction of the separation membrane material.

또한, 상기 전극조립체의 제조장치는, 상기 전해액 분사기와 상기 전해액 흡입기를 내부에 수용하며 상기 분리막 재료를 내부로 받아들이는 입구부와 상기 분리막 재료를 외부로 내보내는 출구부를 구비하는 차폐 케이스를 더 구비할 수 있다.The apparatus for manufacturing an electrode assembly may further include a shield case having an inlet for receiving the electrolyte spray and the electrolyte sucker therein and for receiving the separation material therein and an outlet for discharging the separation material to the outside .

또한, 상기 차폐 케이스의 적어도 일부는 투명한 재질로 형성될 수 있다.Also, at least a part of the shield case may be formed of a transparent material.

또한, 상기 분리막 재료는 하류 측이 상류 측보다 더 낮은 곳에 위치하고, 상기 전해액 흡입기는 상기 전해액 분사기보다 하류 측에 배치될 수 있다.Further, the downstream side of the separation membrane material may be located lower than the upstream side, and the electrolyte inhaler may be disposed downstream of the electrolyte injector.

또한, 상기 분리막 재료는 하류 측이 상류 측보다 더 높은 곳에 위치하고, 상기 전해액 흡입기는 상기 전해액 분사기보다 상류 측에 배치될 수 있다.In addition, the separator material may be located on a downstream side higher than the upstream side, and the electrolyte inhaler may be disposed on an upstream side of the electrolyte injector.

본 발명에 따르면, 분리막의 가장자리부터 중심부분까지 전영역에 걸쳐서 전해액이 고르게 흡수되어 높은 성능을 낼 수 있는 전극조립체를 제조하는 방법 및 이러한 전극조립체를 제조하는 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing an electrode assembly capable of achieving high performance by uniformly absorbing the electrolyte solution from the edge to the center of the separation membrane, and an apparatus for manufacturing such an electrode assembly.

또한, 이차전지의 생산 수율의 높일 수 있고, 제조원가를 절감할 수 있도록 하는 전극조립체를 제조하는 방법 및 이러한 전극조립체를 제조하는 장치를 제공할 수 있다.It is also possible to provide a method of manufacturing an electrode assembly that can increase the production yield of the secondary battery and reduce the manufacturing cost, and an apparatus for manufacturing such an electrode assembly.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술된 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전극조립체의 제조장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전극조립체의 제조장치의 일부구간을 나타낸 정면도이다.
도 3은 차폐 케이스의 사시도이다.
도 4는 전해액 분사기의 사시도이다.
도 5는 전해액 흡입기의 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given above, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as interpretation.
1 is a perspective view schematically showing an apparatus for manufacturing an electrode assembly according to the present invention.
2 is a front view showing a part of an apparatus for manufacturing an electrode assembly shown in FIG.
3 is a perspective view of the shielding case.
4 is a perspective view of an electrolytic solution injector.
5 is a perspective view of the electrolyte inhaler.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited or limited by the following examples.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
In the drawings, the size of each element or a specific part constituting the element is exaggerated, omitted or schematically shown for convenience and clarity of description. Therefore, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the following description, it is to be understood that the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명에 따른 전극조립체의 제조장치를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전극조립체의 제조장치의 일부구간을 나타낸 정면도이다. 도 2에서는 차폐 케이스만 단면으로 도시되어 있다.FIG. 1 is a perspective view schematically showing an apparatus for manufacturing an electrode assembly according to the present invention, and FIG. 2 is a front view showing a part of an apparatus for manufacturing an electrode assembly shown in FIG. In Fig. 2, only the shield case is shown in cross section.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전극조립체의 제조장치(이하, '제조장치'라 한다)는 롤 형태로 권취되어 있는 전극 재료(3, 4, 5)와 분리막 재료(1, 2)를 언롤(unroll)하고, 상층 전극 재료(4), 제1 분리막 재료(1), 중간층 전극 재료(3), 제2 분리막 재료(2), 하층 전극 재료(5)의 순서로 언롤된 전극 재료(3, 4, 5)와 분리막 재료(1, 2)를 교대로 위치시킨 상태에서 라미네이터(L1, L2)로 공급하여 라미네이팅하고, 라미네이터(L1, L2)의 출력단부에 위치한 커터(C4)로 라미네이팅된 전극 재료(3, 4, 5)와 분리막 재료(1, 2)의 적층체를 커팅하여 전극조립체(6)를 제조한다.1 and 2, an apparatus for manufacturing an electrode assembly (hereinafter referred to as a " apparatus ") according to the present invention includes electrode materials 3, 4, 2 unrolled in the order of the upper electrode material 4, the first separation membrane material 1, the intermediate layer electrode material 3, the second separation membrane material 2 and the lower electrode material 5 The electrode materials 3, 4 and 5 and the separation membrane materials 1 and 2 are fed to the laminators L1 and L2 while being alternately positioned and laminated to form cutters C4 and C4 positioned at output ends of the laminators L1 and L2 The electrode assembly 6 is manufactured by cutting the laminated body of the electrode materials 3, 4 and 5 laminated with the separator materials 1 and 2 and the separator materials 1 and 2.

여기서 전극조립체(6)라는 것은 이차전지의 외장재 케이스에 최종적으로 수납되는 전극조립체를 지칭하는 것은 물론이고, 이외에도 전극조립체를 제조하기 위한 단위구조체들(예컨대, 바이셀 또는 모노셀) 등을 포함하는 의미로 사용된 것임을 밝혀둔다. 또한, 도 1에서는 총 5층 구조로 이루어지는 전극조립체를 예로 들어서 설명하였으나, 본 발명에 따른 제조장치는 5층보다 적거나 많은 층으로 이루어진 전극조립체를 제조하는 구조로 이루어질 수 있음은 물론이다.Here, the electrode assembly 6 refers not only to an electrode assembly ultimately housed in a casing of a secondary battery, but also to unit structures (for example, a bi-cell or a mono cell) for manufacturing an electrode assembly It is used as a meaning. In addition, although FIG. 1 illustrates an electrode assembly having a total five-layer structure, it is needless to say that the manufacturing apparatus according to the present invention may have a structure for manufacturing an electrode assembly having fewer than five layers.

언롤된 상층 전극 재료(4)는 커터(C1)에 의하여 절단되고, 언롤된 중간층 전극 재료(3)는 커터(C2)에 의하여 절단되고, 언롤된 하층 전극 재료(5)는 커터(C3)에 의하여 절단되어 라미네이터(L1, L2)에 공급될 수 있다.The unrolled upper electrode material 4 is cut by the cutter C1 and the unrolled interlayer electrode material 3 is cut by the cutter C2 and the unloaded lower electrode material 5 is cut into the cutter C3 And can be supplied to the laminators L1 and L2.

분리막 재료(1, 2)의 양면 중 적어도 일 표면에 전해액을 분사하기 위한 전해액 분사기(20)는 분리막 재료(1, 2)의 표면으로부터 미리 정해진 간격만큼 이격되어 배치되며, 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 분리막 재료(1, 2)의 양면 모두에 배치되는 것이 바람직하다.An electrolyte injector 20 for injecting an electrolyte onto at least one surface of the two surfaces of the membrane materials 1 and 2 is disposed at a predetermined distance from the surface of the membrane materials 1 and 2, It is preferable to be disposed on both sides of the membrane material 1, 2 as shown in Fig.

또한, 전해액 분사기(20)에 의하여 분리막 재료(1, 2)에 분사되었으나 미처 흡수되지 못한 여분의 전해액을 흡입하기 위한 전해액 흡입기(30)는 분리막 재료(1, 2)의 표면으로부터 미리 정해진 간격만큼 이격되어 배치될 수 있고, 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 분리막 재료(1, 2)의 양면에 모두에 배치되는 것이 바람직하다.The electrolyte inhaler 30 for sucking the extra electrolyte that has been sprayed on the separation membrane materials 1 and 2 by the electrolyte injector 20 but is not absorbed is separated from the surface of the separation membrane materials 1 and 2 by a predetermined distance And it is preferable that they are disposed on both sides of the separation membrane materials 1 and 2 as shown in Fig.

제1 분리막 재료(1)는 도 2를 기준으로 우하향하면서 언롤되며, 제1 분리막 재료(1)에서 좌상측은 상류에 해당하고, 우하측은 하류에 해당한다. 이와 같이 하류 측이 상류 측보다 더 낮은 곳에 위치하고 있기 때문에, 전해액 분사기(20)로부터 제1 분리막 재료(1)에 분사된 전해액은 제1 분리막 재료(1)의 하류 측을 향하여 흐르게 된다. 따라서, 전해액 흡입기(30)를 전해액 분사기(20)보다 하류 측에 배치하면 제1 분리막 재료(1)에 미처 흡수되지 못한 여분의 전해액을 효율적으로 흡입할 수 있는 장점이 있다.The first separator material 1 is unrolled downward with reference to Fig. 2, the upper left side of the first separation membrane material 1 corresponds to the upstream side, and the lower right side corresponds to the downstream side. Since the downstream side is located lower than the upstream side, the electrolyte solution injected from the electrolyte injector 20 onto the first separation membrane material 1 flows toward the downstream side of the first separation membrane material 1. Therefore, if the electrolyte suction device 30 is disposed on the downstream side of the electrolytic solution injector 20, there is an advantage that an excess electrolytic solution which is not absorbed by the first separation membrane material 1 can be efficiently sucked.

제2 분리막 재료(2)는 도 2를 기준으로 우상향하면서 언롤되며, 제2 분리막 재료(2)에서 좌하측은 상류에 해당하고, 우상측은 하류에 해당한다. 이와 같이 하류 측이 상류 측보다 더 높은 곳에 위치하고 있기 때문에, 전해액 분사기(20)로부터 제2 분리막 재료(2)에 분사된 전해액은 제2 분리막 재료(2)의 상류 측을 향하여 흐르게 된다. 따라서, 전해액 흡입기(30)를 전해액 분사기(20)보다 상류 측에 배치하면 제2 분리막 재료(2)에 미처 흡수되지 못한 여분의 전해액을 효율적으로 흡입할 수 있는 장점이 있다.The second separation membrane material 2 is unloaded while upwardly upward with reference to FIG. 2, and the lower left side corresponds to the upstream in the second separation membrane material 2, and the upper right side corresponds to the downstream. Since the downstream side is located higher than the upstream side, the electrolyte solution injected from the electrolyte injector 20 onto the second separation membrane material 2 flows toward the upstream side of the second separation membrane material 2. Therefore, if the electrolyte inhaler 30 is disposed on the upstream side of the electrolyte injector 20, there is an advantage that an excess electrolytic solution which is not absorbed by the second separation membrane material 2 can be efficiently sucked.

도 1 및 도 2를 참조하면, 분리막 재료(1, 2)를 내부로 받아들이는 분리막 입구(11)와 분리막 재료(1, 2)를 외부로 내보내는 분리막 출구(12)를 구비하는 차폐 케이스(10)가 언롤된 분리막 재료(1, 2)의 중간 영역에 배치되어 있으며, 이 차폐 케이스(10)의 내부에는 전해액 분사기(20)와 전해액 흡입기(30)가 수용되어 있다.1 and 2, there is shown a shielding case 10 (see FIG. 1) having an isolation membrane inlet 11 for receiving the separation membrane materials 1 and 2 and a separation membrane outlet 12 for discharging the separation membrane materials 1 and 2 to the outside. The electrolytic solution injector 20 and the electrolytic solution inhaler 30 are accommodated in the shielding case 10. The electrolytic solution injector 20 is provided with an electrolytic solution injector 30,

차폐 케이스(10)는, 전해액 분사기(20)에 의하여 분리막 재료(1, 2)에 분사되는 전해액이 분리막 재료(1, 2)에만 흡수되고 제조장치의 다른 구성들 및 제조장치가 설치된 공간에 튀는 것을 방지하기 위한 구성이며, 이를 위해 분리막 입구(11)와 분리막 출구(12)는 분리막 재료(1, 2)가 통과할 수 있는 사이즈를 갖도록 가늘고 긴 슬릿 형태로 형성되는 것이 바람직하다(도 3 참조).The shielding case 10 is formed in such a manner that the electrolyte injected into the separation membrane materials 1 and 2 by the electrolyte injector 20 is absorbed only into the separation membrane materials 1 and 2, It is preferable that the separation membrane inlet 11 and the separation membrane exit 12 are formed in the shape of slender slits so as to have a size allowing the separation membrane materials 1 and 2 to pass therethrough ).

또한, 전해액의 분사와 흡입이 제대로 일어나고 있는지, 혹은 분리막 재료(1, 2)의 재밍(jamming)이 발생하지는 않는지 확인할 수 있도록 차폐 케이스(10)는 적어도 일부가 투명한 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 차폐 케이스(10)는 전해액에 지속적으로 노출되는 구성이기 때문에, 내식성 및 내산화성이 우수한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.It is preferable that at least a part of the shielding case 10 is made of a transparent material so as to confirm whether the injection and suction of the electrolyte solution is properly performed or whether jamming of the separation membrane materials 1 and 2 occurs. Further, since the shielding case 10 is configured to be continuously exposed to the electrolytic solution, it is preferable that the shielding case 10 is formed of a material excellent in corrosion resistance and oxidation resistance.

도 4는 전해액 분사기의 사시도이다.4 is a perspective view of an electrolytic solution injector.

도 2 및 도 4를 참조하면, 전해액 분사기(20)는, 전해액을 분사하는 복수 개의 분사 노즐(21)을 가지며, 이 분사 노즐(21)은 분리막 재료(1, 2)의 폭 방향을 따라 배치된다. 전해액을 분리막 재료(1, 2)에 스며들 수 있는 충분한 압력으로 분사하기 위해서는 분사 노즐(21)의 구경을 줄여야 하는데, 이 경우 전해액이 분사되는 면적은 줄어들기 때문에 분리막 재료(1, 2) 표면의 전영역에 골고루 전해액을 분사하기 어렵게 된다. 반대로, 분사 노즐(21)의 구경을 늘리면 전해액이 분사되는 면적은 늘어나지만 전해액의 분사압력이 낮아지므로 전해액의 분리막 재료(1, 2)에 대한 침투성은 떨어지게 된다.2 and 4, the electrolyte injector 20 has a plurality of injection nozzles 21 for injecting an electrolyte, and the injection nozzles 21 are arranged along the width direction of the separation membrane materials 1, 2 do. The diameter of the injection nozzle 21 must be reduced in order to inject the electrolyte with sufficient pressure to permeate the separation membrane materials 1 and 2. In this case, since the sprayed area of the electrolyte is reduced, It is difficult to uniformly spray the electrolytic solution over the entire area. On the contrary, if the diameter of the injection nozzle 21 is increased, the spraying area of the electrolyte is increased but the spraying pressure of the electrolyte is lowered, so that the permeability of the electrolyte to the separation membrane materials 1 and 2 is lowered.

이에, 도 4에 도시된 것과 같이 구경이 작은 분사 노즐(21)을 복수 개 마련하고 이 복수 개의 분사 노즐(21)을 분리막 재료(1, 2)의 폭 방향을 따라 배치하는 것에 의하여, 전해액이 분사되는 면적도 충분히 확보할 수 있고, 전해액의 분리막 재료(1, 2)에 대한 침투성도 높일 수 있는 효과가 있다.By arranging a plurality of injection nozzles 21 having small diameters as shown in Fig. 4 and arranging the plurality of injection nozzles 21 along the width direction of the separation membrane materials 1 and 2, It is possible to sufficiently secure the area to be sprayed and also to enhance the permeability of the electrolyte solution to the separation membrane materials 1, 2.

도 5는 전해액 흡입기의 사시도이다.5 is a perspective view of the electrolyte inhaler.

도 2 및 도 5를 참조하면, 전해액 흡입기(30)는 분리막 재료(1, 2)의 폭 방향을 따라 형성된 가늘고 긴 형상(elongated)의 흡입 노즐(31)을 갖는다. 만약 흡입 노즐(31)이 중간중간에 끊겨 있는 형상을 갖고 있다면 분리막 재료(1, 2) 표면의 일부 영역을 흐르고 있는 여분의 전해액을 흡입하는 데에는 불리할 수 있다. 따라서, 흡입 노즐(31)은 분리막 재료(1, 2)의 폭방향을 전부 커버할 수 있도록 길게 형성되는 것이 바람직하다.2 and 5, the electrolyte inhaler 30 has elongated suction nozzles 31 formed along the width direction of the separation membrane materials 1, 2. If the suction nozzle 31 has a shape that is interrupted in the middle, it may be disadvantageous to suck up extra electrolyte flowing in a part of the surface of the separator material 1, 2. Therefore, it is preferable that the suction nozzle 31 is formed long so as to cover the entire width direction of the separation membrane materials 1, 2.

도 2에는 전해액 분사기(20)와 전해액 흡입기(30)가 각 분리막 재료(1, 2)의 일면당 한 개씩 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이보다 많은 개수만큼 중복하여 배치될 수도 있다.
In FIG. 2, the electrolyte injector 20 and the electrolyte inhaler 30 are shown as being arranged one by one on each side of the separator materials 1 and 2, but they may be arranged in a larger number than the number.

이하에서는, 상술한 제조장치를 이용하여 전극조립체를 제조하는 방법에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a method of manufacturing an electrode assembly using the above-described manufacturing apparatus will be described.

먼저, 롤 형태로 권취되어 있는 전극 재료(3, 4, 5)와 롤 형태로 권취되어 있는 분리막 재료(1, 2)를 언롤하였을 때, 전극 재료(3, 4, 5)와 분리막 재료(1, 2)가 교대로 위치할 수 있도록 전극 재료(3, 4, 5)와 상기 분리막 재료(1, 2)를 배치하는 단계(S10)를 수행한다. 본 단계(S10)를 본 발명에 따른 제조장치에 실제로 적용한다면, 제조장치에 분리막 재료(1, 2) 및 전극 재료(3, 4, 5)를 정위치에 설치하는 단계에 해당한다.First, when the electrode materials 3, 4, 5 wound in a roll form and the separation membrane materials 1, 2 wound in a roll form are unrolled, the electrode materials 3, 4, 5 and the separation membrane material 1 (1), (2) and (3), and (4) and (2) are arranged alternately. If this step S10 is practically applied to the manufacturing apparatus according to the present invention, it corresponds to the step of installing the separation membrane materials 1 and 2 and the electrode materials 3, 4 and 5 in the manufacturing apparatus.

다음으로, 분리막 재료(1, 2)의 적어도 일 표면에 전해액을 분사하여 분리막 재료(1, 2)에 전해액을 흡수시키는 단계(S20)를 수행하는데, 본 단계(S20)는 전해액 분사기(20)에 의하여 수행된다.Next, step S20 is performed in which the electrolyte solution is absorbed into the separation membrane materials 1 and 2 by spraying an electrolyte on at least one surface of the separation membrane materials 1 and 2. In this step S20, Lt; / RTI >

이어서, 위 S20단계에서 분리막 재료(1, 2)에 미처 흡수되지 못한 여분의 전해액을 흡입하여 제거하는 단계(S21)를 수행하며, 이 단계는 선택적으로 수행된다.Subsequently, in step S20, a step S21 of sucking and removing an excess electrolyte that is not absorbed by the separation membrane materials 1 and 2 is performed, and this step is selectively performed.

다음으로, 전해액이 흡수되어 있는 분리막 재료(1, 2)와 전극 재료(3, 4, 5)를 라미네이팅하는 단계(S30)가 수행되며, 본 발명에 따른 제조장치에서는 본 단계(S30)가 라미네이터(L1, L2)에 의하여 수행된다. Next, a step (S30) of laminating the separation membrane materials 1, 2 in which the electrolyte is absorbed and the electrode materials 3, 4, 5 is performed. In the manufacturing apparatus according to the present invention, (L1, L2).

S30단계를 완료한 후에 커터(C4)가 라미네이팅된 전극 재료(3, 4, 5)와 분리막 재료(1, 2)의 적층체를 커팅하는 것에 의하여 제조된 전극조립체(6)는 실제로는 예컨대 C타입 바이셀이나, A타입 바이셀에 해당되며, 바이셀들을 종류별로 교대로 적층하는 공정을 통하여 최종적으로 외장재 케이스에 수납되는 전극조립체를 제조하는 것이 가능하다. The electrode assembly 6 produced by cutting the laminate of the electrode materials 3, 4, 5 laminated with the cutter C4 and the separator materials 1, 2 after the completion of the step S30 is actually made of C It is possible to manufacture an electrode assembly which is finally housed in the case member through a process of alternately stacking the bi-cells by type.

물론, 분리막 재료의 개수와 전극 재료의 개수를 다르게 하여 도 1에 도시된 전극조립체(6)와는 다른 종류의 전극조립체를 제조하는 것도 가능하다. 만약, 제조장치가 양극, 분리막, 음극, 분리막의 순서로 적층된 4층 구조 또는 그 배수인 구조(8층 구조, 12층 구조 등)로 이루어진 단위구조체를 제조한다면, 이 단위구조체를 복수 회 반복하여 적층하는 것에 의하여 전극조립체를 제조하는 것도 가능하다.
Of course, it is also possible to manufacture a different kind of electrode assembly from the electrode assembly 6 shown in Fig. 1 by different numbers of membrane materials and electrode materials. If the manufacturing apparatus is made of a four-layer structure in which an anode, a separator, a cathode, and a separator are stacked in this order, or a unit structure composed of a multi-layer structure (8-layer structure, 12-layer structure, etc.) It is possible to manufacture an electrode assembly by laminating it.

상술한 본 발명에 따른 제조장치 및 제조방법에 따르는 경우, 분리막에 전해액이 직접 분사되어 스며들기 때문에 외장재 케이스에 별도로 전해액을 주입하는 공정이 필요 없게 되며, 분리막의 가장자리뿐만 아니라 중심부분까지 전해액이 고르게 흡수될 수 있는 장점이 있다. 따라서, 이차전지의 시간당 생산 수율을 높일 수 있고, 높은 성능을 낼 수 있는 이차전지를 제조하는 것이 가능하다. According to the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the present invention, since the electrolytic solution is sprayed directly into the separator, it is not necessary to separately inject the electrolytic solution into the casing, and the electrolytic solution can be uniformly distributed There is an advantage that it can be absorbed. Therefore, it is possible to increase the production yield per hour of the secondary battery and to manufacture a secondary battery capable of achieving high performance.

또한, 분리막이 단시간 내에 고르게 흡수될 수 있기 때문에 종래기술보다 에이징 공정에 필요한 시간이 획기적으로 줄어드는 효과가 있으며, 이로 인해 이차전지의 제조단가를 크게 낮출 수 있게 된다.In addition, since the separation membrane can be uniformly absorbed within a short time, the time required for the aging process is remarkably reduced compared with the prior art, thereby making it possible to greatly reduce the manufacturing cost of the secondary battery.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.In the foregoing detailed description of the present invention, specific examples have been described. However, various modifications are possible within the scope of the present invention. The technical idea of the present invention should not be limited to the embodiments of the present invention but should be determined by the equivalents of the claims and the claims.

1: 분리막 재료, 제1 분리막 재료 2: 분리막 재료, 제2 분리막 재료
3: 전극 재료, 중간층 전극 재료 4: 전극재료, 상층 전극 재료
5: 전극 재료, 하층 전극 재료 6: 전극조립체
10: 차폐 케이스 11: 분리막 입구
12: 분리막 출구 20: 전해액 분사기
21: 분사 노즐 30: 전해액 흡입기
31: 흡입 노즐 C1, C2, C3, C4: 커터
L1, L2: 라미네이터1: separation membrane material, first separation membrane material 2: separation membrane material, second separation membrane material
3: electrode material, interlayer electrode material 4: electrode material, upper electrode material
5: electrode material, lower layer electrode material 6: electrode assembly
10: shield case 11: separator entrance
12: Membrane outlet 20: Electrolyte sprayer
21: injection nozzle 30: electrolyte inhaler
31: suction nozzle C1, C2, C3, C4: cutter
L1, L2: Laminator

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 롤 형태로 권취되어 있는 전극 재료와 롤 형태로 권취되어 있는 분리막 재료를 언롤(unroll)하고, 언롤된 전극 재료와 언롤된 분리막 재료가 교대로 위치한 상태에서 라미네이팅 하는 것에 의하여 전극조립체를 제조하는 전극조립체의 제조장치에 있어서,
언롤된 상기 분리막 재료의 적어도 일 표면에 전해액을 분사하기 위하여 상기 분리막 재료의 표면으로부터 미리 정해진 간격만큼 이격되어 배치되는 전해액 분사기; 및
상기 분리막 재료에 흡수되지 못한 여분의 전해액을 흡입하기 위하여 상기 분리막 재료의 표면으로부터 미리 정해진 간격만큼 이격되어 배치되는 전해액 흡입기;를 구비한 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.An electrode assembly for manufacturing an electrode assembly by unrolling an electrode material wound in a roll form and a separator material wound in a roll form and laminating the unloaded electrode material and the un- In the production apparatus of the present invention,
An electrolyte injector disposed at a predetermined distance from the surface of the separation membrane material to inject an electrolyte onto at least one surface of the unbound membrane material; And
And an electrolyte sucker disposed at a predetermined distance from the surface of the separation membrane material for sucking excess electrolyte that is not absorbed by the separation membrane material. 제3항에 있어서,
상기 전해액 분사기는,
상기 분리막 재료의 폭 방향을 따라 배치되며 상기 전해액을 분사하는 복수 개의 분사 노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.The method of claim 3,
The electrolytic solution injector includes:
And a plurality of spray nozzles disposed along the width direction of the separation membrane material for spraying the electrolyte solution. 제3항에 있어서,
상기 전해액 흡입기는,
상기 분리막 재료의 폭 방향을 따라 형성된 가늘고 긴 형상(elongated)의 흡입 노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.The method of claim 3,
Wherein the electrolyte-
And an elongated suction nozzle formed along the width direction of the separation membrane material. 제3항에 있어서,
상기 전해액 분사기와 상기 전해액 흡입기를 내부에 수용하며, 상기 분리막 재료를 내부로 받아들이는 입구부와 상기 분리막 재료를 외부로 내보내는 출구부를 구비하는 차폐 케이스를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.The method of claim 3,
Further comprising a shield case having an inlet for receiving the electrolyte solution injector and the electrolyte sucker therein and for receiving the separation membrane material therein and an outlet for discharging the separation membrane material to the outside, . 제6항에 있어서,
상기 차폐 케이스의 적어도 일부는 투명한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.The method according to claim 6,
Wherein at least a part of the shield case is made of a transparent material. 제3항에 있어서,
상기 분리막 재료는 하류 측이 상류 측보다 더 낮은 곳에 위치하고,
상기 전해액 흡입기는 상기 전해액 분사기보다 하류 측에 배치된 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.The method of claim 3,
Wherein the downstream side of the separation membrane material is located lower than the upstream side,
Wherein the electrolyte inhaler is disposed downstream of the electrolyte injector. 제3항에 있어서,
상기 분리막 재료는 하류 측이 상류 측보다 더 높은 곳에 위치하고,
상기 전해액 흡입기는 상기 전해액 분사기보다 상류 측에 배치된 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조장치.The method of claim 3,
Wherein the downstream side of the separation membrane material is located higher than the upstream side,
Wherein the electrolytic solution sucker is disposed on an upstream side of the electrolytic solution injector.
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