KR102016509B1 - Method For Manufacturing Secondary Battery Electrode - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지 전극 제조방법에 관한 것으로서, 전극 활물질을 믹싱하여 슬러리를 제조하는 슬러리 믹싱 단계; 상기 슬러리를 호일 상에 도포하는 슬러리 도포 단계; 상기 슬러리가 도포된 호일을 슬리팅하는 슬리팅 단계; 슬리팅된 호일을 압연하는 압연 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전극 압연 공정 시 연신율 편차에 따라 발생하는 전극의 접힘 및 단선을 방지할 수 있다.The present invention relates to a secondary battery electrode manufacturing method, a slurry mixing step of preparing a slurry by mixing an electrode active material; A slurry application step of applying the slurry onto a foil; A slitting step of slitting the slurry to which the slurry is applied; It characterized in that it comprises a rolling step of rolling the slitting foil.
According to the present invention, it is possible to prevent the folding and disconnection of the electrode caused by the elongation deviation during the electrode rolling process.

Description

이차전지 전극 제조 방법{Method For Manufacturing Secondary Battery Electrode}Secondary battery electrode manufacturing method {Method For Manufacturing Secondary Battery Electrode}

본 발명은 이차전지 전극 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전극 압연 공정 시 연신율 편차에 따라 발생하는 전극의 접힘 및 단선을 방지할 수 있는 이차전지 전극 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery electrode manufacturing method, and more particularly, to a secondary battery electrode manufacturing method that can prevent the folding and disconnection of the electrode caused by the elongation deviation during the electrode rolling process.

일반적으로, 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능하다는 이점으로 인하여 최근 그 개발 및 사용이 증가하고 있다. 이차전지는 양극, 음극 및 분리막으로 이루어지는 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다. 이차전지는 구조적 특징에 따라 원통형 이차전지, 각형 이차전지, 파우치형 이차전지 등으로 분류할 수 있다. In general, secondary batteries are recently developed and used due to the advantages of being rechargeable and capable of miniaturization and large capacity. The secondary battery includes an electrode assembly composed of a positive electrode, a negative electrode, and a separator, and a packaging material for sealingly accommodating the electrode assembly with an electrolyte solution. Secondary batteries may be classified into cylindrical secondary batteries, rectangular secondary batteries, pouch type secondary batteries, and the like according to structural features.

이와 같은 이차전지의 전극은 전극 활물질이 믹싱된 슬러리를 호일 상에 도포하여 이루어진다. 즉, 양극 활물질을 호일 상에 도포함으로써 양극이 이루어지고, 음극 활물질을 호일 상에 도포함으로써 음극이 이루어진다. The electrode of such a secondary battery is formed by applying a slurry mixed with an electrode active material on a foil. That is, a positive electrode is made by apply | coating a positive electrode active material on a foil, and a negative electrode is formed by apply | coating a negative electrode active material on a foil.

도 1은 종래 이차전지 전극 제조방법에 따른 순서를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 이차전지 전극은 슬러리 믹싱 단계(S11), 슬러리 도포 단계(S12), 압연 단계(S13), 슬리팅 단계(S14)를 통하여 이루어진다. 슬러리 믹싱 단계(S11)에서는 전극 활물질을 믹싱하여 슬러리를 제조한다. 이 후, 슬러리 도포 단계(S12)를 수행하여, 믹싱된 슬러리를 코터를 이용하여 호일 상에 도포한다. 이 때, 슬러리는 호일 상에 코팅부와 미코팅부가 교대로 형성되도록 도포한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 호일의 양측 가장자리에는 슬러리가 도포되지 않는 미코팅부(3)가 형성되고, 슬러리가 도포되는 코팅부(1)와 미코팅부(3)가 교대로 형성되도록 슬러리가 도포된다. 1 is a view showing a procedure according to a conventional secondary battery electrode manufacturing method. As shown in Figure 1, the conventional secondary battery electrode is made through a slurry mixing step (S11), slurry coating step (S12), rolling step (S13), slitting step (S14). In the slurry mixing step (S11), a slurry is prepared by mixing the electrode active material. Thereafter, the slurry application step S12 is performed to apply the mixed slurry onto the foil using a coater. At this time, the slurry is applied so that the coating portion and the uncoated portion are alternately formed on the foil. That is, as shown in Figure 2, the uncoated portion 3 is not applied to the slurry is formed on both edges of the foil, the coating portion 1 and the uncoated portion 3 is applied to the slurry is formed alternately The slurry is applied as much as possible.

슬러리 도포 단계(S12) 후, 압연 단계(S13)를 수행한다. 압연 단계(S13)에서는 슬러리가 도포된 호일을 롤(100)과 롤(100) 사이로 통과시켜 호일 상에 도포된 슬러리에 열과 압력을 가한다. 이후 슬리팅 단계(S14)를 통하여 호일을 원하는 형상으로 슬리팅한다. After the slurry application step (S12), a rolling step (S13) is performed. In the rolling step S13, the foil coated with the slurry is passed between the roll 100 and the roll 100 to apply heat and pressure to the slurry coated on the foil. After the slitting step (S14) to slit the foil to the desired shape.

한편, 최근 이차전지는 셀의 에너지 밀도를 높이고 내부 공간 활용을 증가시키기 위하여 전극을 이루는 호일의 두께가 더욱 얇아지고 잇는 추세이다. 호일 두께가 얇아짐에 따라 코팅부(1)와 미코팅부(3)의 슬러리 도포에 의한 두께차에 따른 연신율 편차의 영향을 크게 받는다. 이에, 전극 압연 단계(S13)에서 롤(100)과 롤(100) 사이로 호일이 통과할 때, 이러한 호일 상의 두께차에 따른 연신율 편차에 의해 호일의 미코팅부(3) 상에 주름 형태의 변형을 일으켜 롤(100)과 롤(100) 통과 시 호일의 접힘 및 단선이 발생하기 쉬운 문제점이 있었다.Meanwhile, in order to increase energy density of a cell and increase utilization of internal space, a secondary battery has recently become thinner in thickness. As the foil thickness becomes thinner, the elongation variation due to the thickness difference due to the slurry application of the coating part 1 and the uncoated part 3 is greatly affected. Thus, when the foil passes between the roll 100 and the roll 100 in the electrode rolling step (S13), the deformation of the wrinkles on the uncoated portion 3 of the foil due to the elongation deviation according to the thickness difference on the foil. Due to the roll 100 and the roll 100 there was a problem that the folds and disconnection of the foil is likely to occur.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극 압연 공정 시 연신율 편차에 따라 발생하는 전극의 접힘 및 단선을 방지할 수 있는 이차전지 전극 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, to provide a secondary battery electrode manufacturing method that can prevent the folding and disconnection of the electrode caused by the elongation deviation during the electrode rolling process.

본 발명에 따른 이차전지 전극 제조 방법은, 전극 활물질을 믹싱하여 슬러리를 제조하는 슬러리 믹싱 단계; 상기 슬러리를 호일 상에 도포하는 슬러리 도포 단계; 상기 슬러리가 도포된 호일을 슬리팅하는 슬리팅 단계; 슬리팅된 호일을 압연하는 압연 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. A secondary battery electrode manufacturing method according to the present invention, the slurry mixing step of preparing a slurry by mixing the electrode active material; A slurry application step of applying the slurry onto a foil; A slitting step of slitting the slurry to which the slurry is applied; It characterized in that it comprises a rolling step of rolling the slitting foil.

본 발명에서, 상기 슬러리 도포 단계에서는 상기 호일 상에 상기 슬러리가 도포되는 코팅부와 상기 슬러리가 도포되지 않는 미코팅부가 교대로 형성되도록 상기 슬러리를 도포하는 것이 바람직하다.In the present invention, in the slurry applying step, it is preferable to apply the slurry so that the coating portion to which the slurry is applied and the uncoated portion to which the slurry is not applied are alternately formed on the foil.

본 발명에서, 상기 호일은 박막 호일인 것이 바람직하다. In the present invention, the foil is preferably a thin film foil.

본 발명에 따른 이차전지 전극 제조 방법에 따르면, 전극 압연 공정 시 연신율 편차에 따라 발생하는 전극의 접힘 및 단선을 방지할 수 있다. According to the secondary battery electrode manufacturing method according to the present invention, it is possible to prevent the folding and disconnection of the electrode caused by the elongation deviation during the electrode rolling process.

또한, 호일의 두께가 얇아도 공정 진행 시 주름에 의한 접힘 및 전극 단선이 발생하지 않는다. 이에, 호일은 얇은 박막 형태의 호일로 마련되는 것이 가능하다. 호일이 얇은 박막 형태로 마련됨에 따라 종래 대비 셀의 에너지 밀도를 높이고, 셀 내부 공간 활용율을 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, even when the thickness of the foil is thin, wrinkles and electrode disconnection due to wrinkles do not occur during the process. Thus, the foil may be provided in a foil of a thin film form. As the foil is provided in a thin film form, it is possible to increase the energy density of the cell and increase the space utilization rate inside the cell as compared with the conventional art.

도 1은 종래 이차전지 전극 제조 방법에 따른 순서를 도시한 도면.
도 2는 종래 이차전지 전극 제조 방법 중 압연 단계의 모습을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 이차전지 전극 제조 방법에 따른 순서를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 슬러리 도포 단계의 모습을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 슬리팅 단계의 모습을 도시한 도면.
도 6은 압연 단계의 모습을 도시한 도면.1 is a view showing a procedure according to a conventional secondary battery electrode manufacturing method.
2 is a view showing a state of a rolling step of a conventional secondary battery electrode manufacturing method.
3 is a view showing a sequence according to the secondary battery electrode manufacturing method according to the present invention.
4 is a view showing a state of applying a slurry according to the present invention.
5 is a view showing a state of the slitting step according to the present invention.
6 is a view showing a state of a rolling step.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 이차전지 전극 제조 방법의 순서를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 전극 제조 방법은, 전극 활물질을 믹싱하여 슬러리를 제조하는 슬러리 믹싱 단계(S1); 상기 슬러리를 호일 상에 도포하는 슬러리 도포 단계(S2); 상기 슬러리가 도포된 호일을 슬리팅하는 슬리팅 단계(S3); 슬리팅된 호일을 압연하는 압연 단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention. 3 is a view showing a procedure of a secondary battery electrode manufacturing method according to the present invention. As shown in Figure 3, the secondary battery electrode manufacturing method according to the present invention, a slurry mixing step (S1) for preparing a slurry by mixing the electrode active material; Slurry application step (S2) of applying the slurry on the foil; A slitting step of slitting the slurry to which the slurry is applied (S3); It characterized in that it comprises a rolling step (S4) for rolling the slitting foil.

슬러리 믹싱 단계(S1)에서는 전극 활물질을 슬러리와 믹싱한다. 전극 활물질은 양극을 형성하기 위한 양극 활물질이거나, 음극을 형성하기 위한 음극 활물질을 포함한다. 이러한 양극 활물질 또는 음극 활물질을 형성하고자 하는 전극에 따라 선택적으로 슬러리와 믹싱하여, 호일 상에 도포하기 용이한 상태로 제조한다. In the slurry mixing step (S1), the electrode active material is mixed with the slurry. The electrode active material is a positive electrode active material for forming a positive electrode, or includes a negative electrode active material for forming a negative electrode. The positive electrode active material or the negative electrode active material is selectively mixed with the slurry according to the electrode to be formed, and is prepared in a state that is easy to apply on the foil.

슬러리 도포 단계(S2)에서는 슬러리 믹싱 단계(S1)를 통하여 형성된 슬러리를 호일 상에 도포한다. 슬러리 도포 단계(S2)에서는 전극 활물질이 믹싱된 슬러리를 코터를 이용하여 호일 상에 일정한 두께로 균일하게 도포한다. 코터는 호일의 코팅 방향에 대하여 수직하게 위치한다. 슬러리 도포 단계(S2)에서는, 양극을 형성하기 위하여 양극 활물질이 섞인 슬러리를 호일에 도포하고, 음극을 형상하기 위하여 음극 활물질이 섞인 슬러리를 호일에 도포한다. 도 4는 슬러리 도포 단계(S2)를 통하여 호일 상에 슬러리가 도포된 모습을 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 슬러리 도포 단계(S2)에서는 호일 상에 슬러리가 도포되는 코팅부(1)와, 슬러리가 도포되지 않는 미코팅부(3)가 교대로 형성되도록 도포한다. 즉, 호일의 양측 가장자리에 미코팅부(3)가 형성되고, 미코팅부(3)와 코팅부(1)가 교대로 위치하도록 슬러리를 도포한다. , 코팅부(1)와 미코팅부(3)는 적용되는 이차전지가 요구하는 규격에 따라 소정 패턴을 형성하며 도포된다. In the slurry application step (S2), the slurry formed through the slurry mixing step (S1) is applied onto the foil. In the slurry application step (S2), the slurry in which the electrode active material is mixed is uniformly coated on the foil with a constant thickness by using a coater. The coater is positioned perpendicular to the coating direction of the foil. In the slurry application step (S2), a slurry in which the positive electrode active material is mixed is applied to the foil to form a positive electrode, and a slurry in which the negative electrode active material is mixed is applied to the foil to form a negative electrode. 4 is a view showing a slurry is applied on the foil through the slurry application step (S2). As shown in Figure 4, in the slurry application step (S2) is applied so that the coating portion (1) is applied to the slurry on the foil, and the uncoated portion (3) is not applied to the slurry are alternately formed. That is, the uncoated portion 3 is formed at both edges of the foil, and the slurry is applied so that the uncoated portion 3 and the coating portion 1 are alternately positioned. The coating part 1 and the uncoated part 3 are applied while forming a predetermined pattern according to the standard required by the secondary battery to be applied.

슬리팅 단계(S3)에서는 슬러리가 도포된 호일을 원하는 크기 및 형상으로 슬리팅한다. 슬리팅 단계(S3)에서는 적용되는 이차전지의 규격에 맞추어 호일을 소폭으로 절단(Slitting)한다. 도 5는 슬리팅 단계(S5)에 의하여 호일이 슬리팅된 모습을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 슬리팅 단계(S3)에서는 호일의 가장자리에 위치하는 미코팅부(3)를 슬리팅한다. 이에, 미코팅부(3)를 후술할 압연 단계(S4) 이전에 미리 슬리팅함에 따라 호일의 양측 가장자리의 미코팅부(3)는 제거되고 코팅부(1)가 위치하게 된다. 따라서, 종래 호일 양측 가장자리의 코팅부(1)와 미코팅부(3) 간의 활물질에 의한 두께 편차에 따른 연신율 차이가 없다. 따라서, 연신율 차이에 따라 종래 호일 양측 가장자리 끝단에 주름 형태로 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다. In the slitting step (S3), the slurry to which the slurry is applied is slit to a desired size and shape. In the slitting step (S3), the foil is slightly slitted according to the specifications of the secondary battery to be applied. 5 is a view illustrating a state in which the foil is slit by the slitting step (S5). As shown in FIG. 5, in the slitting step S3, the uncoated portion 3 positioned at the edge of the foil is slit. As a result, the uncoated part 3 of both edges of the foil is removed and the coating part 1 is positioned as the uncoated part 3 is slitted in advance before the rolling step S4 to be described later. Therefore, there is no difference in elongation due to thickness variation by the active material between the coating part 1 and the uncoated part 3 at both edges of the conventional foil. Therefore, according to the difference in elongation, it is possible to prevent the deformation in the form of wrinkles in the edge end of the conventional foil.

압연 단계(S4)에서는 슬리팅 단계(S3)를 통하여 슬리팅된 호일을 압연한다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 미코팅부(3)가 슬리팅된 호일을 롤(100)과 롤(100) 사이로 통과시켜 코팅부(1)에 열과 압력을 가한다. 즉, 고온의 롤(100)과 롤(100) 사이로 호일을 통과시켜 열과 압력을 가함으로써, 활물질과 호일의 접착력을 증가시킨다. 한편, 미코팅부(3)가 슬리팅 단계(S3)에서 미리 슬리팅됨에 따라 롤(100)과 롤(100) 사이를 통과하는 호일의 양측 가장자리에는 코팅부(1)가 위치한다. 이에, 롤(100) 사이를 통과하는 호일의 양측 가장자리는 도포된 활물질에 따른 두께 편차 없이 균일한 두께이다. 따라서, 미코팅부(3)에 코팅부(1)와의 두께 차이에 따른 연신율 편차에 의해 발생하던 주름 형태의 변형이 없으므로 롤(100)과 롤(100) 사이를 통과하며 호일은 손상을 받지 않게 되고, 주름 형태의 변형에 의한 접힘 및 단선이 발생하는 것을 방지할 수 있다. In the rolling step S4, the slitting foil is rolled through the slitting step S3. That is, as shown in FIG. 6, the uncoated portion 3 passes the slitting foil between the roll 100 and the roll 100 to apply heat and pressure to the coating portion 1. That is, by passing the foil between the hot roll 100 and the roll 100 to apply heat and pressure, the adhesion between the active material and the foil is increased. Meanwhile, as the uncoated portion 3 is pre-slit in the slitting step S3, the coating portion 1 is positioned at both edges of the foil passing between the roll 100 and the roll 100. Thus, both side edges of the foil passing between the rolls 100 are uniform thickness without variation in thickness depending on the applied active material. Therefore, there is no deformation of the wrinkles caused by the elongation deviation due to the difference in thickness between the coating portion 1 and the uncoated portion 3 passes between the roll 100 and the roll 100 so that the foil is not damaged. It is possible to prevent the occurrence of folding and disconnection due to the deformation of the wrinkle shape.

상기와 같은 공정으로 제조되는 전극은, 호일의 두께가 얇게 마련되어도 공정 진행 시 코팅부와 미코팅부 두께 편차에 따른 주름, 접힘 및 그에 따른 전극 단선이 발생하지 않는다. 이에, 호일은 얇은 박막 형태의 호일로 마련되는 것이 가능하다. 호일이 얇은 박막 형태로 마련됨에 따라 종래 대비 셀의 에너지 밀도를 높이고, 셀 내부의 공간 활용율을 높일 수 있는 효과가 있다.In the electrode manufactured by the above process, even if the thickness of the foil is provided, the wrinkles, the folding and the electrode disconnection according to the thickness variation of the coating part and the uncoated part do not occur during the process. Thus, the foil may be provided in a foil of a thin film form. As the foil is provided in a thin film form, it is possible to increase the energy density of the cell and increase the space utilization rate inside the cell as compared with the conventional art.

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 above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the following claims rather than the foregoing description. And it is to be understood that all changes and modifications derived from the equivalent concept as well as the meaning and scope of the claims are included in the scope of the present invention.

1: 코팅부
3: 미코팅부 1: coating
3: uncoated part

Claims (3)

전극 활물질을 믹싱하여 슬러리를 제조하는 슬러리 믹싱 단계;
상기 슬러리를 호일 상에 도포하는 슬러리 도포 단계;
상기 슬러리가 도포된 호일을 슬리팅하는 슬리팅 단계;
슬리팅된 호일을 압연하는 압연 단계를 포함하며,
상기 슬러리 도포 단계는 상기 호일 상에 상기 슬러리가 도포되는 코팅부와 상기 슬러리가 도포되지 않는 미코팅부가 교대로 형성되도록 상기 슬러리를 도포하되, 상기 호일의 양측 가장자리에 미코팅부가 형성되게 도포하고.
상기 슬리팅 단계는 상기 호일의 양측 가장자리에 위치하는 미코팅부를 슬리팅하여 상기 호일의 양측 가장자리에 미코팅부를 제거하고, 상기 호일의 양측 가장자리에 코팅부를 위치시키는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극 제조 방법.A slurry mixing step of preparing a slurry by mixing an electrode active material;
A slurry application step of applying the slurry onto a foil;
A slitting step of slitting the slurry to which the slurry is applied;
A rolling step of rolling the slitting foil,
The slurry coating step is to apply the slurry so that the coating portion to which the slurry is applied and the uncoated portion to which the slurry is not applied are alternately formed on the foil, and the uncoated portion is formed on both edges of the foil.
The slitting step may include removing uncoated portions from both edges of the foil by slitting uncoated portions positioned at both edges of the foil, and placing coating portions at both edges of the foil. . 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 호일은 박막 호일인 것을 특징으로 하는 이차전지 전극 제조 방법.The method according to claim 1,
The foil is a secondary battery electrode manufacturing method, characterized in that the thin film foil.
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