KR101804001B1 - 권심 - Google Patents

Abstract

본 발명은 권심에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전극 조립체를 권취한 후 전극 조립체를 권심으로부터 분리할 시 용이하게 분리하기 위한 권심에 관한 것이다.
본 발명에 따른 권심은 전극 조립체의 제조를 위해 전극과 분리막이 적층된 적층체를 권취하는 권심에 관한 것으로서, 적층체가 권취되는 외부면(110) 상에 기체 분사를 위한 분사홀(115)을 구비하는 권심바(100), 및 권심바(100)의 내부로 공급되어 분사홀(115)에서 분사되는 기체가 투입되는 투입홀(131)을 가지는 에어투입부(130)를 포함한다.

Description

권심{MANDREL}

본 발명은 권심에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전극 조립체를 권취한 후 전극 조립체를 권심으로부터 분리할 시 용이하게 분리하기 위한 권심에 관한 것이다.

이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.

이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.

전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리-롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다. 이중 젤리-롤형 전극 조립체는 제조가 용이하면서도 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있어 널리 사용되고 있다.

도 1은 종래 전극과 분리막의 적층체를 권심을 이용하여 권취하는 모습을 도시하는 사시도이다. 도 2는 종래 전극 조립체를 권심으로부터 분리해내는 모습을 도시하는 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래에는 분리막과 전극을 시트형으로 적층한 적층체(10)를 권심(20) 주위로 권취하여 젤리-롤형 전극 조립체(30)를 제조하였다. 이후 권취 공정이 완료되면, 전극 조립체(30)를 권심(20)으로부터 분리하여 빼내었다.

그런데 전극 조립체를 권심으로부터 분리하여 빼낼 때, 전극 조립체의 내부 분리막 중 권심과 맞닿아 있는 부분이 마찰 때문에 외부로 빠지는 현상이 발생하였다(일명 꽁지 빠짐 현상). 이는 불량 전극 조립체가 만들어지는 것을 의미하므로 문제 되었다.

따라서 본 발명은 위와 같은 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 전극 조립체를 권심으로부터 분리하여 빼낼 때, 전극 조립체의 내부 분리막 중 권심과 맞닿아 있는 부분이 외부로 빠지는 현상이 방지되는 권심을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 기체 분사를 통해 전극 조립체를 권심으로부터 빼낼 때 전극 조립체가 균형잡히고 안정적인 자세로 권심으로부터 분리될 수 있는 권심을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 마찰력의 영향을 더욱 줄일 수 있는 권심을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 마찰력의 영향을 더 효과적으로 줄일 수 있는 권심을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는 전극 조립체를 권심으로부터 분리 시, 전극 조립체에 스크래치가 발생하는 것이 방지될 수 있는 권심을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 권심은 전극 조립체의 제조를 위해 전극과 분리막이 적층된 적층체를 권취하는 권심에 관한 것으로서, 적층체가 권취되는 외부면(110) 상에 기체 분사를 위한 분사홀(115)을 구비하는 권심바(100), 및 권심바(100)의 내부로 공급되어 분사홀(115)에서 분사되는 기체가 투입되는 투입홀(131)을 가지는 에어투입부(130)를 포함한다.

권심바(100)는 분사홀(115)을 복수개 구비하며, 분사홀(115)은 모두 동일성 있는 크기를 가지고 일정 간격으로 배치될 수 있다.

외부면(110)은 돌출한 부분인 돌출부(111) 및 만입한 부분인 만입부(113)를 구비할 수 있다.

분사홀(115)은 돌출부(111)에 형성될 수 있다.

돌출부(111)의 표면은 곡면으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 권심은, 적층체가 권취되는 외부면(110) 상에 기체 분사를 위한 분사홀(115)을 구비하는 권심바(100), 및 권심바(100)의 내부로 공급되어 분사홀(115)에서 분사되는 기체가 투입되는 투입홀(131)을 가지는 에어투입부(130)를 포함함으로써, 전극 조립체를 권심으로부터 분리하여 빼낼 때, 전극 조립체의 내부 분리막 중 권심과 맞닿아 있는 부분이 외부로 빠지는 현상이 방지될 수 있다.

권심바(100)는 분사홀(115)을 복수개 구비하며, 분사홀(115)은 모두 동일성 있는 크기를 가지고 일정 간격으로 배치 됨으로써, 기체 분사를 통해 전극 조립체를 권심으로부터 빼낼 때 전극 조립체가 균형잡히고 안정적인 자세로 권심으로부터 분리될 수 있다.

외부면(110)은 돌출한 부분인 돌출부(111) 및 만입한 부분인 만입부(113)를 구비함으로써, 마찰력의 영향을 더욱 줄일 수 있다.

분사홀(115)은 돌출부(111)에 형성됨으로써, 마찰력의 영향을 더 효과적으로 줄일 수 있다.

돌출부(111)의 표면은 곡면으로 이루어짐으로써, 전극 조립체를 권심으로부터 분리 시, 전극 조립체에 스크래치가 발생하는 것이 방지될 수 있다.

도 1은 종래 전극과 분리막의 적층체를 권심을 이용하여 권취하는 모습을 도시하는 사시도
도 2는 종래 전극 조립체를 권심으로부터 분리해내는 모습을 도시하는 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 권심을 도시하는 사시도

이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 권심을 도시하는 사시도이다. 이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 권심에 대해 상술한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 권심은 전극 조립체의 제조를 위해 전극과 분리막이 적층된 적층체를 권취하는 권심으로서 권심바(100) 및 에어투입부(130)를 포함한다.

권심바(100)는 전극과 분리막의 적층체를 직접 권취하는 구성 부분이다. 권심바(100)의 면 중에서 적층체를 향하며 적층체가 권취되는 면이 외부면(110)이다. 외부면(110)에는 기체 분사를 위한 구멍인 분사홀(115)이 형성되어 있다.

에어투입부(130)는 권심바(100)에 기체를 공급하는 부분으로 권심바(100)와 상호 연결되어 있다. 에어투입부(130)는 투입홀(131)을 가진다. 투입홀(131)은 기체가 통과할 수 있는 통로의 형상을 가진다. 에어투입부(130)로부터 권심바(100)로 공급되는 기체가 투입되는 곳이 투입홀(131)이다.

투입홀(131)을 거쳐서 에어투입부(130)로 들어온 기체는 에어투입부(130)에 연결된 권심바(100)의 내부로 들어간다. 권심바(100)의 내부로 들어간 기체는 분사홀(115)을 통과하여 분사된다. 도 3의 A화살표는 이러한 기체의 흐름으로 도시하고 있다. 분사홀(115)을 통과하여 분사되는 기체는 권심바(100)에 권취되어 있는 전극 조립체의 안쪽 면을 향하여 분사된다.

기체가 분사되면 전극 조립체가 기체 압력에 의하여 외부면(110)으로부터 들뜨게 된다. 이렇게 되면, 전극 조립체의 안쪽 면과 외부면(110) 사이의 접촉으로 인한 마찰력이 감소된다. 마찰력이 감소되면 전극 조립체가 권심바(100)로부터 쉽게 분리되어 나올 수 있다. 이로써, 전극 조립체를 권심으로부터 분리하여 빼낼 때, 전극 조립체의 내부 분리막 중 권심과 맞닿아 있는 부분이 외부로 빠지는 현상이 방지될 수 있다.

권심바(100)는 분사홀(115)을 복수개 구비하며, 분사홀(115)은 모두 동일성 있는 크기를 가지고 일정 간격으로 배치될 수 있다.

분사홀(115)이 일정하지 않은 간격으로 배치되거나 분사홀(115)의 크기의 차이가 심하면, 전극 조립체에 분사되는 기체의 압력이 전극 조립체의 부위별로 달라질 수 있다.

분사홀(115)을 모두 동일성 있는 크기를 가지고 일정 간격으로 배치하는 것은 전극 조립체의 부위별로 분사되는 기체의 압력이 달라지는 것을 방지하고, 전극 조립체의 부위별로 기체의 압력이 균일하도록 하기 위함이다.

전극 조립체의 부위별로 분사되는 기체의 압력이 균일하면, 기체 분사를 이용하여 전극 조립체를 권심으로부터 빼낼 때, 전극 조립체가 균형잡히고 안정적인 자세로 권심으로부터 분리될 수 있다.

여기서 동일성이 있는 크기라는 것은 완전히 동일한 크기를 의미하는 것은 아니다. 기체의 압력 분포가 균일하도록 하는 정도를 의미하므로 복수개의 분사홀(115)이 물리적으로 동일한 모양과 크기를 가질 필요는 없다.

외부면(110)은 돌출한 부분인 돌출부(111) 및 만입한 부분인 만입부(113)를 구비할 수 있다. 이 경우 전극 조립체는 돌출한 부분인 돌출부(111)에서만 권심바(100)와 접촉을 하고, 만입한 부분인 만입부(113)에서는 권심바(100)와 접촉을 하지 않게 된다.

전극 조립체와 권심바(100)와의 마찰은 전극 조립체와 외부면(110)의 접촉에 의하여 발생하는 것이므로, 전극 조립체와 외부면(110) 사이의 접촉 면적을 줄이면 전극 조립체와 권심바(100) 사이의 마찰력을 줄일 수 있다. 따라서 외부면(110)을 돌출부(111) 및 만입부(113)를 구비하도록 형성하면, 전극 조립체를 권심으로부터 분리 시 마찰력의 영향을 더욱 줄일 수 있다.

분사홀(115)은 돌출부(111) 상에 형성될 수 있다. 분사홀(115)은 기체를 분사하여 외부면(110)으로부터 전극 조립체를 들뜨게 하여 전극 조립체와 권심바(100) 사이에 마찰이 줄어들도록 한다. 그런데, 외부면(110)이 돌출부(111)와 만입부(113)를 구비하도록 형성되면 전극 조립체는 돌출부(111)에서만 권심바(100)와 접촉하게 되고 그 접촉 면에서만 마찰이 발생할 것이다. 그러므로, 분사홀(115)을 돌출부(111) 상에 형성시킨다면 그 접촉에 직접적으로 기체가 분사되는 것이므로 마찰력의 영향을 더욱 효과적으로 줄일 수 있게 되고, 그에 따라 전극 조립체를 권심으로부터 변형 없이 더 쉽게 분리할 수 있게 된다.

돌출부(111)의 표면은 곡면으로 이루어질 수 있다. 특히 돌출부(111) 전체적으로 모서리가 없도록 형성된 곡면이라면 더 바람직할 것이다. 돌출부(111)는 전극 조립체와 직접 맞닿는 부분이므로 이와 같이 돌출부(111)의 표면을 곡면으로 형성하면 전극 조립체에 스크래치가 발생하는 것이 방지될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나 본 발명은 이상에서 설명한 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범위에 의하여 정하여질 수 있다.

10: 적층체
20: 권심
30: 전극 조립체
100: 권심바
110: 외부면
111: 돌출부
113: 만입부
115: 분사홀
130: 에어투입부
131: 투입홀

Claims (5)

1. 전극 조립체의 제조를 위해 전극과 분리막이 적층된 적층체를 권취하는 권심 있어서,
   상기 적층체가 권취되는 외부면(110) 상에 기체 분사를 위한 분사홀(115)을 구비하는 권심바(100); 및
   상기 권심바(100)의 내부로 공급되어 상기 분사홀(115)에서 분사되는 상기 기체가 투입되는 투입홀(131)을 가지는 에어투입부(130)를 포함하고,
   상기 외부면(110)은 돌출한 부분인 돌출부(111) 및 만입한 부분인 만입부(113)를 구비하며,
   상기 분사홀(115)은 상기 돌출부(111) 상에 형성되고,
   상기 전극 조립체는 상기 돌출부(111)에서만 상기 권심바(100)와 접촉하게 되며,
   상기 분사홀에서 분사되는 기체는 상기 접촉에 직접적으로 분사되는 권심.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 권심바(100)는 상기 분사홀(115)을 복수개 구비하며,
   상기 분사홀(115)은 모두 동일성 있는 크기를 가지고 일정 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 권심.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 돌출부(111)의 표면은 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 권심.
   

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