KR102028611B1

KR102028611B1 - 이차전지 제조용 라미네이션 장치

Info

Publication number: KR102028611B1
Application number: KR1020180088066A
Authority: KR
Inventors: 장명희
Original assignee: 장명희
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2019-10-04

Abstract

본 발명은 이차전지 제조용 라미네이션 장치에 관한 것으로, 분리막을 사이에 두고 양전극과 음전극이 대응 접합되는 웹 구조의 전극조립체가 유입되는 유입부와; 상기 전극조립체를 가열하여 양전극/분리막/음전극 상호간의 열 접합을 유도하는 제1가열부와; 상기 열 접합된 전극조립체가 배출되는 배출부와; 상기 제1가열부와 배출부의 사이에는 상기 전극조립체를 상/하 가압으로 접합하는 프레스롤을 갖는 가압부를 포함하여 상기 유입부, 제1가열부, 가압부, 배출부를 순차적으로 경유하여 전극조립체를 성형할 수 있도록 구성되며, 상기 제1가열부와 가압부의 사이에 구비되어 상기 제1가열부를 통해 1차 가열된 전극조립체를 2차 가열 및 롤링 가압하는 제2가열부를 포함하여 구성되며, 상기 제2가열부는 히팅부가 내장된 내통체와, 상기 히팅부에 전원 공급을 위해 케이블이 축설된 고정축을 갖는 가열축부와; 상기 내통체의 동심원으로 상기 전극조립체에 직접 롤링 가압하는 외통체와, 상기 외통체의 일단부에 구비된 회전축을 갖는 롤가압부와; 상기 고정축의 어느 한 부분과 상기 외통체의 타단부에 연결된 고정축베어링과, 상기 고정축의 일단부와 상기 외통체의 트러스트 연결된 회전축베어링을 통해 상기 롤가압부가 상기 가열축부를 중심으로 자유 회전 가능하게 구성되되, 상기 전극조립체를 롤링 가압으로 통과시킬 수 있도록 상하 한 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 하여 양전극과 음전극의 사이에 분리막을 편차 없이 균일하게 분포시켜 두 극이 접촉되는 불량을 최소화하고, 1차 가열된 전극조립체를 2차 가열과 롤링압착을 동시에 수행할 수 있어 직접가열을 통해 가열효과의 극대화와 성형 불량을 최소화할 수 있는 이차전지 제조용 라미네이션 장치에 관한 것이다.

Description

이차전지 제조용 라미네이션 장치{Device for Laminating Electrode Assembly Used in Manufacturing Secondary Battery}

본 발명은 이차전지 제조용 라미네이션 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 구체적으로는 양전극과 음전극의 사이에 분리막을 편차 없이 균일하게 분포시켜 두 극이 접촉되는 불량을 최소화하고, 1차 가열된 전극조립체를 2차 가열과 롤링압착을 동시에 수행할 수 있어 직접가열을 통해 가열효과의 극대화와 성형 불량을 최소화할 수 있는 이차전지 제조용 라미네이션 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 이차전지(二次電池; secondary cell battery, rechargeable battery)는 외부 전원으로 공급받은 전류가 양전극과 음전극 사이에서 물질의 산화ㆍ환원 반응을 일으키는 과정에서 생성된 전기를 충전하는 방식으로 반영구적 사용이 가능한 전지를 말하는 것으로 현대 들어서 친환경부품으로 주목 받고 있다.

이러한, 이차전지는 분리막, 양전극, 음전극, 전해질 등의 4대 핵심소재로 구성된 것으로 한 번 쓰고 버리는 일차전지(primary battery, 일반 건전지)가 재사용이 불가능하고 전지의 수거나 재활용 등에 드는 비용이 많다는 단점이 있는 반면, 이차전지는 여러 번 충전을 할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

또한, 이차전지는 노트북, 스마트폰 등 휴대단말기뿐만 아니라 전기자동차의 핵심소재이며, 부가가치가 높아 반도체 및 디스플레이와 함께 21세기 '3대 전자부품'으로 꼽힌다.

특히, 이차전지는 2011년 기준 세계시장 규모가 200억 달러를 돌파하였으며 전기자동차 시장의 성장과 더불어 중대형 에너지 저장용 이차전지 시장의 성장으로 향후 그 규모가 더 확대될 것으로 전망된다.

상기한, 이차전지의 종류는 충전물질로 무엇을 쓰느냐에 따라 니켈전지, 이온전지, 리튬이온전지, 폴리머전지, 리튬폴리머전지, 리튬설파전지 등으로 나누어지며, 1980년대 니켈카드뮴전지와 니켈수소전지의 등장에 이어 90년대 리튬계 이차전지가 등장하였고, 2000년대 이후 리튬폴리머전지가 도입되면서 이차전지의 새로운 시대를 맞고 있다.

현재 리튬이온전지는 이차전지 시장의 대부분을 차지하고 있는 것으로, 양전극과 음전극 사이에 유기전해질을 넣어 충전과 방전을 반복하게 하며, 무게가 가벼운 데다 고용량의 전지를 만드는데 유리해 스마트폰 전기자동차 등에 많이 사용되고 있다.

따라서, 이차전지는 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 포함되는 형태로 제조된다. 상기 전극조립체는 제조 방법에 따라 스택형, 폴딩형 및 스택-폴딩형 등으로 구분된다. 스택형 또는 스택-폴딩형 전극조립체의 경우, 단위 조립체가 양전극과 음전극이 분리막을 사이에 두고 순차적으로 적층되는 구조로 이루어져 있다. 이러한 단위 조립체를 만들기 위해서는 전극과 분리막 사이를 접합시키는 라미네이션가공법이 필요하다.

여기서, 라미네이션가공법(lamination treatment)으로는 같은 종류 또는 다른 종류의 필름 및 알루미늄박, 종이 등 두 개 이상을 겹쳐 붙이는 가공법. 겹칠 때에는 각 재료의 장점을 이용하면 가장 적합한 재질의 것을 얻을 수 있다.

상기한, 라미네이션가공법은 단위 조립체를 가열하여 전극과 분리막이 접착시키는 과정을 거친다. 이를 위한 가열 방법으로는 주로 복사 및 대류에 의한 간접 가열 방식을 사용하고 있다. 이러한 방식은, 대량 생산을 위하여 이차전지의 각 제조 공정이 유기적으로 연결되어 있으므로, 상기 단위 조립체를 이송 중에 라미네이션 하기 위함이다.

그러나, 상기 복사 및 대류에 의한 간접 가열 방식은 직접 접촉하여 전도하는 직접 가열 방식에 비하여 단위 조립체를 목표 온도까지 승온시키는데 더 많은 시간이 소요된다.

일반적으로 공정 속도를 높이기 위해서는 동일 시간동안 상기 단위 조립체가 더 긴 거리를 이동하게 되므로, 상기와 같은 이유로 인해, 가열 장치의 규모가 커져야 하는 문제가 발생하게 되고, 이는 생산 비용의 증가로 이어지게 된다.

상기한 문제를 해결하는 특허문헌 1은 분리막을 사이에 두고 양전극과 음전극이 순차적으로 적층되는 구조의 전극조립체를 열 접합에 의해 라미네이션 하는 장치로서, 상기 양전극/분리막/음전극이 적층되어 있는 구조의 웹이 유입되는 유입부; 상기 웹을 가열하여 양전극/분리막/음전극 상호간의 열 접합을 유도하는 제1가열부; 상기 열 접합된 웹이 배출되는 배출부; 및 상기 유입부, 제1가열부 및 배출부를 경유하여 웹을 이송하는 이송부;를 포함하고 있으며, 상기 이송부는 웹의 상면과 하면 중 적어도 일면에 접촉한 상태로 웹에 이송 구동력을 제공하며, 상기 제1가열부는 이송부가 웹에 접촉해 있는 부위를 직접 가열하여 열 접합을 위한 에너지를 웹에 전달하는 라미네이션 장치를 제공를 제공하여 웹에 직접 접촉하여 가열과 이송을 동시에 행함으로써 짧은 시간에 라미네이션을 진행시켜 공정 효율성의 향상을 기대하였다.

그러나, 라미네이션 과정에서 접합되는 양전극과 음전극 사이에 구비되는 분리막이 한쪽으로 쏠려 두 극의 숏트 발생으로 과열되어 베터리 화재사고 등이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 전극조립체의 접합을 위한 가열 외에 불필요한 가열 면적을 가지고 있어 필요 이상의 전력이 소모되는 문제점이 있다.

KR 10-2012-0060700 A

상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 이차전지를 가압으로 접합하는 가압롤의 양단에 가압력을 자동 또는 선택적으로 차등으로 제공하여 양전극과 음전극의 사이에 분리막을 편차 없이 균일하게 분포시켜 두 극이 접촉되는 불량을 최소화하고, 1차 접합가열 후 2차 롤링가열을 통해 직접가열을 통한 가열효과의 극대화, 성형 불량 감소 및 가열을 위한 소비전력 절감할 수 있는 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 분리막을 사이에 두고 양전극과 음전극이 대응 접합되는 웹 구조의 전극조립체가 유입되는 유입부와; 상기 전극조립체를 가열하여 양전극/분리막/음전극 상호간의 열 접합을 유도하는 제1가열부와; 상기 열 접합된 전극조립체가 배출되는 배출부와; 상기 제1가열부와 배출부의 사이에는 상기 전극조립체를 상/하 가압으로 접합하는 프레스롤을 갖는 가압부를 포함하여 상기 유입부, 제1가열부, 가압부, 배출부를 순차적으로 경유하여 전극조립체를 성형할 수 있도록 구성되며, 상기 제1가열부와 가압부의 사이에 구비되어 상기 제1가열부를 통해 1차 가열된 전극조립체를 2차 가열 및 롤링 가압하는 제2가열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 제공한다.

여기서, 상기 제2가열부는 히팅부가 내장된 내통체와, 상기 히팅부에 전원 공급을 위해 케이블이 축설된 고정축을 갖는 가열축부와; 상기 내통체의 동심원으로 상기 전극조립체에 직접 롤링 가압하는 외통체와, 상기 외통체의 일단부에 구비된 회전축을 갖는 롤가압부와; 상기 고정축의 어느 한 부분과 상기 외통체의 타단부에 연결된 고정축베어링과, 상기 고정축의 일단부와 상기 외통체의 트러스트 연결된 회전축베어링을 통해 상기 롤가압부가 상기 가열축부를 중심으로 자유 회전 가능하게 구성되되, 상기 전극조립체를 롤링 가압으로 통과시킬 수 있도록 상하 한 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 히팅부는 상기 내통체에 내장과 동시에 상기 고정축에 길이 방향을 따라 권선 구비되며, 상기 전극조립체의 폭과 대응되는 길이만큼 고열구간을 갖고 권선된 메인히터와; 상기 메인히터의 양측에는 소정길이로 상기 메인히터에 비해 상대적으로 저열구간을 갖는 권선된 사이드히터로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 제공함으로써, 양전극과 음전극의 사이에 분리막을 편차 없이 균일하게 분포시켜 두 극이 접촉되는 불량을 최소화하고, 1차 가열된 전극조립체를 2차 가열과 롤링압착을 동시에 수행할 수 있어 직접가열을 통해 가열효과의 극대화와 성형 불량을 최소화 및 가열을 위한 소비전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에서 제1가열부의 작동상태를 나타내는 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에서 가압부를 나타내는 측단면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에서 가압부의 작동상태를 나타내는 정면에 일부구성도.
도 5는 도 4의 가압부를 통해 전극조립체를 제조하는 과정을 나타내는 순서도.
도 6은 본 발명에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에서 제2가열부를 나타내는 구성도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에서 제2가열부를 나타내는 내부구성도.

이하, 본 발명에 대하여 동일한 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 첨부도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 이차전지 제조용 라미네이션 장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 분리막(11)을 사이에 두고 양전극(13)과 음전극(15)이 대응 접합되는 웹 구조의 전극조립체(10)가 유입되는 유입부(100)를 갖는 것이 일반적이다.

여기서, 상기 유입부(100)의 다음 공정에는 상기 전극조립체(10)를 가열하여 양전극(13)/분리막(11)/음전극(15) 상호간의 열 접합을 유도하는 제1가열부(200)가 구비된다.

이는 롤 방식으로 감긴 양전극(13)/분리막(11)/음전극(15)를 풀어 겹치게 하여 웹 형상의 전극조립체(10)로 상기 제1가열부(200)로 투입 시킨다.

그리고, 상기 제1가열부(200)의 다음 공정에는 상기 제1가열부(200)를 통해 열 접합된 전극조립체(10)가 배출시키는 배출부(300)가 구비된다.

상기 유입부(100), 제1가열부(200) 및 배출부(300)를 경유하여 전극조립체(10)가 이송되는 구조로 이루어진다.

이때, 상기 전극조립체(10)가 유입부(100), 제1가열부(200), 배출부(300)를 따라 순차적으로 이송되는 방법을 유입부(100)에서 롤 형태의 각 재료를 풀어 웹 형태로 제1가열부(200)를 통과 시킨 후 배출부(300)를 통해 웹 형태의 전극조립체(10)를 롤 방식으로 감아 회수하므로 별도의 이동수단이 구비되지 않는다.

그리고, 도 1 내지 도 2에 의하면, 상기 제1가열부(200)와 배출부(300)의 사이에는 상기 전극조립체(10)를 상/하 가압으로 접합하는 프레스롤(410)을 갖는 가압부(400)를 통해 추가적인 공정이 포함된다.

여기서, 상기 가압부(400)는 각각 모터(411)에 의해 대응 회전되도록 상/하로 구비된 가압롤(413) 및 고정롤(415)을 갖는 프레스롤(410)과; 상기 가압롤(413)의 상부에 구비되어 상기 가압롤(413)을 고정롤(415) 측으로 밀착 가압하는 가압실린더(420)와; 상기 프레스롤(410)의 고정롤(415)를 회전 가능하게 고정 설치하며, 상기 가압실린더(420)를 상기 가압롤(413)의 상부에 위치 고정시키는 베이스(430)로 구성된다.

이때, 상기 프레스롤(410)은 고정롤(415)과 가압롤(413)로 구성되는데, 상기 고정롤(415)에 경우 상기 전극조립체(10)가 통과할 때 하면을 받쳐주는 정도로 상게 베이스(430)의 일 부분에 자유회전 가능하게 고정 설치된다.

그리고, 상기 가압롤(413)에 경우 상기 고정롤(415)에 대응하여 상부에 위치되며, 상기 전극조립체(10)의 상면을 가압하도록 동일 수직선에 중심축이 위치되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 가압롤(413)은 상기 베이스(430)의 상측 일 부분에 수직으로 설치된 가이드포스트(431)를 따라 수직으로 승강되는 로드몸체(440)에 힌지 결합되어 상기 고정롤(415)에 대응 구비되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 베이스(430)의 상측 일 부분에 고정 설치된 가압실린더(420)는 수직 하 방향으로 실린더로드가 출몰되도록 구비되고, 상기 로드몸체(440)에 연결되어 상기 가압롤(413)을 승강시킨다.

한편, 도 3 내지 도 4에 의하면, 상기 가압실린더(420)의 선단에는 상기 베이스(430)에 양쪽에 수직으로 설치된 가이드포스트(431)를 따라 상기 가압실린더(420)에 의해 상기 가압롤(413)을 승강 작동시키는 로드몸체(440)가 형성되고, 상기 로드몸체(440)에 연결되는 힌지링크(450)에 의해 상기 가압롤(413)의 양단이 상/하 방향으로 틸팅 가능하게 설치된다.

그리고, 상기 가압롤(413)의 양단 위치에 해당되는 상기 로드몸체(440)의 하단에는 상기 가압롤(413)이 고정롤(415) 측으로 가압되는 압력을 측정하는 압력센서(460) 및 이 압력센서(460)의 측정 압력을 반영하여 상기 힌지링크(450)를 중심으로 상기 가압롤(413)의 수평을 항상 유지할 수 있게 틸트 조작하는 균형실린더(470)가 각각 더 구비된다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1가열부(200)를 통과한 전극조립체(10)가 상기 프레스롤(410)을 통과할 때 상기 제1가열부(200)에 의해 상기 전극조립체(10)의 분리막(11)의 유동성에 매우 활발하여 미세한 기울어짐에도 분리막(11)이 어느 한 쪽에 집중되어 상대적으로 빈 곳에 양전극(13)과 음전극(15)의 접촉이 발생할 수 있다.

이 부분을 상기 가압롤(413)과 고정롤(415)의 롤 가압 가공을 통해 압착하는 동안 상기 압력센서(460)의 측정을 통해 상기 가압롤(413)이 상기 힌지링크(450)를 중심으로 틸트 되도록 균형실린더(470)가 가압롤(413)의 양쪽의 높낮이를 조절한다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가압롤(413)은 내부에 수용공간(414)이 형성되고, 이 수용공간(414)에는 상기 가열된 전극조립체(10)를 열교환으로 냉각하는 냉각매체(480)가 수용된 것이 바람직하다.

즉, 상기 가압롤(413)의 내부에 냉각매체(480)를 구비함으로써, 상기 제1가열부(200) 및 보조제1가열부(200)에 의해 가열된 전극조립체(10)를 상기 프레스롤(410)의 압착을 통해 양전극(13)/분리막(11)/음전극(15)이 서로 긴밀하게 접합할 때, 상기 분리막(11)이 누출되지 않도록 신속하게 냉각할 수 있다.

이때, 상기 냉각매체(480)는 제품의 부식 방지를 위해 윤활유, 냉각오일 등 오일(Oil)류를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 도 3에 의하면, 상기 전극조립체(10)가 가압부(400)의 상기 프레스롤(410)에 진입하는 입구에는 이송 중 외기에 노출로 방열된 전극조립체(10)를 재가열 하는 보조제1가열부(490)가 더 구비된다.

여기서, 상기 보조제1가열부(200)는 상기 제1가열부(200)를 통과한 전극조립체(10)가 프레스롤(410)를 진입하기 전 외기에 노출되면 압착 전에 일부 열 손실이 발생하여 압착 가공에 효과를 저하 시킬 수 있으므로 상기 프레스롤(410)의 가압롤(413) 및 고정롤(415) 사이 입구 쪽에 상/하 동일한 넓이로 대응하여 상호 밀착되도록 두 개의 패널로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 도 1 내지 도 2에 도시된 바, 상기 제1가열부(200)는 상기 전극조립체(10)가 안착되며, 이 전극조립체(10)의 저면 부분을 가열하는 가열테이블(210)과; 상기 가열테이블(210)의 상부에 구비되어 상기 전극조립체(10)의 상면 부분을 가열하는 가열리드(220)와; 상기 가열리드(220)의 일 부분에 링크 연결되어 상기 가열리드(220)를 회동 작동시켜 가열테이블(210)의 상면을 개폐하는 회동수단(230)으로 구성된다.

여기서, 상기 가열리드(220)는 상기 가열테이블(210)과 동일 면적을 갖는 프레임으로 내부에 구비된 열선 또는 스팀파이프를 통해 열이 발생되는 구조로 이루어져 있으며, 상기 가열리드(220)에 경우 상기 전극조립체(10)를 사이에 두고 상기 가열테이블(210)의 상부를 덮을 수 있게 회동 방식으로 개폐 가능하게 유압실린더 방식으로 상기 가열리드(220)의 상부에 링크 연결된 회동수단(230)에 의해 신축 작동으로 가열테이블(210)을 덮어 전극조립체(10)를 가열하도록 구성되어 있다.

도 6 내지 도 8에 의하면, 상기 제1가열부(200)와 가압부(400)의 사이에는 상기 제1가열부(200)를 통해 1차 가열된 전극조립체(10)를 2차 가열 및 롤링 가압하는 제2가열부(500)가 더 구비된다.

즉, 상기 제2가열부(500)는 상기 제1가열부(200)를 통해 전극조립체(10)를 가열한다 하더라도 직접적으로 가압작업을 수행하지 않는 상태에서 냉각 기능을 갖는 가압부(400)에 의해 순간 냉각과 동시에 가압작업을 수행할 경우 가압성형에 불량이 발생할 수 있기 때문에, 성형불량을 최소화 할 수 있도록 가열기능과 함께 롤링가압을 통해 2차적으로 가열 및 가압하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제2가열부(500)는 히팅부(511)가 내장된 내통체(513)와, 상기 히팅부(511)에 전원 공급을 위해 케이블(515)이 축설된 고정축(517)을 갖는 가열축부(510)와; 상기 내통체(513)의 동심원으로 상기 전극조립체(10)에 직접 롤링 가압하는 외통체(523)와, 상기 외통체(523)의 일단부에 구비된 회전축(527)을 갖는 롤가압부(400)로 구성된다.

이때, 상기 고정축(517)의 어느 한 부분과 상기 외통체(523)의 타단부에 연결된 고정축베어링(519)과, 상기 고정축(517)의 일단부와 상기 외통체(523)의 트러스트 연결된 회전축베어링(529)을 통해 상기 롤가압부(400)가 상기 가열축부(510)를 중심으로 자유 회전 가능하게 구성될 수 있다.

그리고, 상기 전극조립체(10)를 롤링 가압으로 통과시킬 수 있도록 상하 한 쌍으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이때, 상기 히팅부(511)는 상기 내통체(513)에 내장과 동시에 상기 고정축(517)에 길이 방향을 따라 권선 구비되며, 상기 전극조립체(10)의 폭과 대응되는 길이만큼 고열구간을 갖고 권선된 메인히터(511a)와; 상기 메인히터(511a)의 양측에는 소정길이로 상기 메인히터(511a)에 비해 상대적으로 저열구간을 갖는 권선된 사이드히터(511b)로 구분하여 구성할 수 있다.

즉, 상기 메인히터(511a)는 상기 외통체(523)가 상기 전극조립체(10)에 대응으로 접촉되는 면적과 동일한 면적으로 외통체(523)를 가열하여 롤링가압과 함께 전극조립체(10)를 가열할 수 있다.

그리고, 상기 사이드히터(511b)에 경우 상기 전극조립체(10)가 접촉되지 않는 나머지 외통체(523)에 열을 가하되 상기 전력소모를 최소화 가기 위해 저온으로 제공하여 상기 전극조립체(10)의 양측에 열 손실에 의한 변형을 방지할 수 있다.

더불어, 상기 메인히터(511a)는 상기 사이드히터(511b)에 비해 상대적으로 고열의 열선을 가질 수 있도록 상기 사이드히터(511b)보다 권선되는 피치가 더욱 짧은 것으로 권선수를 달리하여 가열온도를 차등으로 제공할 수 있다.

이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 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.

따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10: 전극조립체
11: 분리막
13: 양전극
15: 음전극
100: 유입부
200: 제1가열부
210: 가열테이블
220: 가열리드
230: 회동수단
300: 배출부
400: 가압부
410: 프레스롤
411: 모터
413: 가압롤
414: 수용공간
415: 고정롤
420: 가압실린더
430: 베이스
431: 가이드포스트
440: 로드몸체
450: 힌지링크
460: 압력센서
470: 균형실린더
480: 냉각매체
490: 보조가열부
500: 제2가열부
510: 가열축부
511: 히팅부
511a: 메인히터
511b: 사이드히터
513: 내통체
515: 케이블
517: 고정축
519: 고정축베어링
520: 롤가압부
523: 외통체
527: 회전축
529: 회전축베어링

Claims

분리막(11)을 사이에 두고 양전극(13)과 음전극(15)이 대응 접합되는 웹 구조의 전극조립체(10)가 유입되는 유입부(100)와;
상기 전극조립체(10)를 가열하여 양전극(13)/분리막(11)/음전극(15) 상호간의 열 접합을 유도하는 제1가열부(200)와;
상기 열 접합된 전극조립체(10)가 배출되는 배출부(300)와;
상기 제1가열부(200)와 배출부(300)의 사이에는 상기 전극조립체(10)를 상/하 가압으로 접합하는 프레스롤(410)을 갖는 가압부(400)를 포함하여 상기 유입부(100), 제1가열부(200), 가압부(400), 배출부(300)를 순차적으로 경유하여 전극조립체(10)를 성형할 수 있도록 구성되며,
상기 제1가열부(200)와 가압부(400)의 사이에 구비되어 상기 제1가열부(200)를 통해 1차 가열된 전극조립체(10)를 2차 가열 및 롤링 가압하는 제2가열부(500)를 포함하고,
상기 제2가열부(500)는,
히팅부(511)가 내장된 내통체(513)와, 상기 히팅부(511)에 전원 공급을 위해 케이블(515)이 축설된 고정축(517)을 갖는 가열축부(510)와;
상기 내통체(513)의 동심원으로 상기 전극조립체(10)에 직접 롤링 가압하는 외통체(523)와, 상기 외통체(523)의 일단부에 구비된 회전축(527)을 갖는 롤가압부(400)와;
상기 고정축(517)의 어느 한 부분과 상기 외통체(523)의 타단부에 연결된 고정축베어링(519)과, 상기 고정축(517)의 일단부와 상기 외통체(523)의 트러스트 연결된 회전축베어링(529)을 통해 상기 롤가압부(400)가 상기 가열축부(510)를 중심으로 자유 회전 가능하게 구성되되,
상기 전극조립체(10)를 롤링 가압으로 통과시킬 수 있도록 상하 한 쌍으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 히팅부(511)는 상기 내통체(513)에 내장과 동시에 상기 고정축(517)에 길이 방향을 따라 권선 구비되며,
상기 전극조립체(10)의 폭과 대응되는 길이만큼 고열구간을 갖고 권선된 메인히터(511a)와;
상기 메인히터(511a)의 양측에는 소정길이로 상기 메인히터(511a)에 비해 상대적으로 저열구간을 갖는 권선된 사이드히터(511b)로 구성된 이고,
상기 메인히터(511a)는 상기 사이드히터(511b)에 비해 상대적으로 고열의 열선을 가질 수 있도록 상기 사이드히터(511b)보다 권선되는 피치가 더욱 짧은 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.
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