KR102065558B1 - Electrode assembly folding device and electrode assembly folding method using the same - Google Patents

Electrode assembly folding device and electrode assembly folding method using the same Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극 조립체에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전지의 제조 방식을 단순화 할 수 있고, 전지 에너지 밀도를 증가시킬 수 있는 전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법 에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전극 조립체 폴딩 장치는 복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급하는 공급 유닛, 및 공급 유닛으로부터 공급되는 전극 조립체를 가압하여 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 전극 조립체 폴딩 방법은 복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급하는 공급 단계, 및 공급 유닛으로부터 공급되는 전극 조립체를 가압하여 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 단계를 포함한다.The present invention relates to an electrode assembly, and more particularly, to an electrode assembly folding apparatus capable of simplifying a battery manufacturing method and increasing battery energy density, and an electrode assembly folding method using the same.
The electrode assembly folding apparatus according to the present invention is a supply unit for supplying an electrode assembly in which a plurality of unit electrode body is connected to each other, and pressurizing the electrode assembly supplied from the supply unit to fold the electrode assembly by folding between the unit electrode body and the unit electrode body; And a folding unit laminated in a zigzag manner.
In the electrode assembly folding method according to the present invention, the electrode assembly is supplied by supplying an electrode assembly in which a plurality of unit electrode bodies are connected to each other, and pressing the electrode assembly supplied from the supply unit to fold between the unit electrode body and the unit electrode body. Folding step of laminating in a zigzag manner.

Description

전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법{ELECTRODE ASSEMBLY FOLDING DEVICE AND ELECTRODE ASSEMBLY FOLDING METHOD USING THE SAME}ELECTRODE ASSEMBLY FOLDING DEVICE AND ELECTRODE ASSEMBLY FOLDING METHOD USING THE SAME

본 발명은 전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법 에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전지의 제조 방식을 단순화 할 수 있고, 전지 에너지 밀도를 증가시킬 수 있는 전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법 에 관한 것이다. The present invention relates to an electrode assembly folding apparatus and an electrode assembly folding method using the same, and more particularly, an electrode assembly folding apparatus capable of simplifying a battery manufacturing method and increasing battery energy density, and an electrode assembly folding method using the same. It is about.

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.Secondary batteries, unlike primary batteries, can be recharged and have been researched and developed in recent years due to the possibility of miniaturization and large capacity. As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing.

이차 전지는 전지 케이스에 전극 조립체가 내장되어 구성될 수 있다. 전지 케이스의 내부에 장착되는 전극 조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다. The secondary battery may be configured by embedding an electrode assembly in a battery case. The electrode assembly mounted inside the battery case is a power generator capable of charging and discharging having a stacked structure of a cathode, a separator, and a cathode.

도 1은 종래의 전극 조립체 중에서 스택 & 폴딩형 전극 조립체를 도시하는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a stacked & folded electrode assembly of a conventional electrode assembly.

도 1을 참조하면, 스택 & 폴딩형 전극 조립체(1)는 음극(11), 분리막(13), 양극(15)이 순차로 적층되어 형성된 복수 개의 바이셀(10)들을 시트형 분리막(20)에 부착하고, 이 시트형 분리막(20)을 일방향으로 폴딩하여 형성된 구조를 가진다.Referring to FIG. 1, the stack & folding electrode assembly 1 includes a plurality of bicells 10 formed by sequentially stacking a cathode 11, a separator 13, and an anode 15 on a sheet separator 20. It adhere | attaches, and this sheet-type separator has a structure formed by folding in one direction.

이와 같은 구조로 형성된 종래의 스택 & 폴딩형 전극 조립체(1)는 여러 가지 문제점을 가지고 있었다. The stack & foldable electrode assembly 1 according to the related art has various problems.

먼저, 종래의 스택 & 폴딩형의 전극 조립체(1)에서는 음극(11), 분리막(13), 양극(15)을 적층하여 기본단위체로 절단하여 형성된 개별적인 바이셀(10)을 먼저 만든 후에 이 바이셀(10)을 시트형 분리막(20)에 부착하여 폴딩하는 공정을 거치게 되므로 전극 조립체 제조 절차가 복잡하였다. First, in the conventional stack & foldable electrode assembly 1, an individual bi-cell 10 formed by stacking a cathode 11, a separator 13, and an anode 15 and cutting them into basic units is first made. Since the cell 10 is attached to the sheet-type separator 20 and folded, the electrode assembly manufacturing procedure is complicated.

또한, 스택 & 폴딩형 전극 조립체(1)의 측부에서는 시트형 분리막(20)이 여러겹 겹쳐져 배치되기 때문에 전극(11, 15)과 분리막(20) 사이에는 불가피하게 갭 공간(G)이 존재하게 된다. In addition, since the sheet-type separator 20 is arranged in a plurality of overlapping layers at the side of the stack & folding electrode assembly 1, a gap space G is inevitably present between the electrodes 11 and 15 and the separator 20. .

이 갭 공간(G)은 전지의 부피를 불필요하게 증가시키는 요인이 되므로 공간활용의 효율성을 현저히 떨어뜨릴 수 있다. 또한, 불필요하게 전지의 부피가 커진다는 것은 에너지 밀도가 낮아지는 것을 의미할 수 있다. This gap space G becomes a factor of unnecessarily increasing the volume of the battery, which can significantly reduce the efficiency of space utilization. In addition, unnecessarily increasing the volume of the battery may mean that the energy density is lowered.

그리고 바이셀(10)에서 분리막(13)이 수축할 경우 단락의 위험이 발생할 수 있으므로 분리막(13)의 여분을 길게 두어야 하는데 이 경우 갭 공간(G)의 크기는 더욱 커져야 할 수 있다. In addition, when the separator 13 shrinks in the bi-cell 10, a risk of short circuit may occur, and thus, an excess of the separator 13 needs to be kept long. In this case, the size of the gap space G may need to be increased.

한편 갭 공간(G)의 발생은 전극 조립체의 정렬도를 좋지 못하게 하는 요인이 되기도 하였고, 다양한 형상의 전지를 만드는 경우에 있어서도 큰 방해요인이 되는 문제가 있었다.On the other hand, the generation of the gap space (G) has been a factor to poor alignment of the electrode assembly, there is a problem that is a great obstacle even when making a battery of various shapes.

따라서 이러한 문제점 들을 해결하기 위하여 라미네이션 & 스택 방식의 전극 조립체 등 여러 가지 형상의 전극 조립체가 개발되고, 이러한 문제점 들을 해결하기 위한 전극 조립체의 제조 장치 및 제조 방법에 대한 연구가 이어지는 등 많은 노력이 뒤따르고 있다. Therefore, in order to solve these problems, various shapes of electrode assemblies such as lamination & stack type electrode assemblies have been developed, and many efforts have been followed, such as researches on the manufacturing apparatus and manufacturing method of electrode assemblies to solve these problems. have.

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 전지의 제조 방식을 단순화 할 수 있고, 전지의 안전성과 에너지 밀도를 증가시킬 수 있는 전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to simplify the manufacturing method of the battery, the electrode assembly folding device and the electrode assembly folding using the same can increase the safety and energy density of the battery To provide a way.

본 발명에 따른 전극 조립체 폴딩 장치는 복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급하는 공급 유닛, 및 공급 유닛으로부터 공급되는 전극 조립체를 가압하여 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 유닛을 포함한다.The electrode assembly folding apparatus according to the present invention is a supply unit for supplying an electrode assembly to which a plurality of unit electrode bodies are connected to each other, and pressurizing the electrode assembly supplied from the supply unit to fold the electrode assembly by folding between the unit electrode body and the unit electrode body; And a folding unit stacked in a zigzag manner.

본 발명에 따른 전극 조립체 폴딩 방법은 복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급하는 공급 단계, 및 공급 유닛으로부터 공급되는 전극 조립체를 가압하여 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 단계를 포함한다.In the electrode assembly folding method according to the present invention, the electrode assembly is supplied by supplying an electrode assembly in which a plurality of unit electrode bodies are connected to each other, and pressing the electrode assembly supplied from the supply unit to fold between the unit electrode body and the unit electrode body. A folding step of laminating in a zigzag manner.

본 발명에 따른 전극 조립체 폴딩 장치와 이용한 전극 조립체 폴딩 방법은 복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급 유닛을 통해 공급하는 공급 단계 및 폴딩 유닛을 이용하여 전극 조립체를 가압하여 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 단계를 통하여 전지의 제조 방식을 단순화 할 수 있고, 전지의 안전성과 에너지 밀도를 증가시킬 수 있다.The electrode assembly folding method using the electrode assembly folding apparatus according to the present invention pressurizes the electrode assembly using a supplying unit and a folding unit supplying an electrode assembly to which a plurality of unit electrode bodies are connected to each other through a supply unit and a unit electrode body and a unit By folding between the electrode bodies, the folding step of stacking the electrode assemblies in a zigzag manner can simplify the manufacturing method of the battery and increase the safety and energy density of the battery.

도 1은 종래의 전극 조립체 중에서 스택 & 폴딩형 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명에서 전극 조립체의 지그재그 적층 방식을 도시하는 개념도이다.
도 3은 도 2의 지그재그 적층 방식에 따른 적층이 완료된 상태에서 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 폴딩 장치를 도시하는 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing a stacked & folded electrode assembly of a conventional electrode assembly.
2 is a conceptual diagram illustrating a zigzag stacking method of an electrode assembly in the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating an electrode assembly in a state in which lamination is completed according to the zigzag lamination method of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view showing an electrode assembly folding apparatus according to an embodiment of the present invention.

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

[전극 조립체의 지그재그 적층 방식][Zigzag Stacking Method of Electrode Assembly]

도 2는 본 발명에서 전극 조립체의 지그재그 적층 방식을 도시하는 개념도이다. 도 3은 도 2의 지그재그 적층 방식에 따른 적층이 완료된 상태에서 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.2 is a conceptual diagram illustrating a zigzag stacking method of an electrode assembly in the present invention. 3 is a cross-sectional view illustrating an electrode assembly in a state in which lamination is completed according to the zigzag lamination method of FIG. 2.

도 2를 참조하면, 본 발명에서 지그재그 방식의 적층에 이용되는 전극 조립체(100)는 긴 시트형의 분리막과 전극이 적층되어 형성될 수 있다. 구체적으로 분리막은 긴 시트형의 제1 분리막(121)과 긴 시트형의 제2 분리막(123)이 그 사이에 복수 개의 제1 전극(111)이 개재된 상태로 적층될 수 있다. 제1 분리막(121)과 제2 분리막(123) 사이에 개재된 복수 개의 제1 전극(111)은 길이 방향(X)으로 서로 간격을 두고 배치될 수 있다. Referring to FIG. 2, the electrode assembly 100 used in the zigzag stacking according to the present invention may be formed by stacking a long sheet-type separator and an electrode. In detail, the separator may be stacked in a state in which a long sheet-type first separator 121 and a long sheet-type second separator 123 are interposed therebetween with a plurality of first electrodes 111 interposed therebetween. The plurality of first electrodes 111 interposed between the first separator 121 and the second separator 123 may be disposed to be spaced apart from each other in the longitudinal direction (X).

제2 전극(113)은 제1 분리막의 외측면(125)과 제2 분리막의 외측면(127)에 적층될 수 있다. 이때, 제2 전극(113)은 제1 분리막의 외측면(125)과 제2 분리막의 외측면(127)에 부착(附着)되어 적층될 수 있다. 그리고 복수 개의 제2 전극(113)은 각각의 부착 면 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. The second electrode 113 may be stacked on the outer surface 125 of the first separator and the outer surface 127 of the second separator. In this case, the second electrode 113 may be attached to and laminated on the outer surface 125 of the first separator and the outer surface 127 of the second separator. The plurality of second electrodes 113 may be disposed to be spaced apart from each other on each attachment surface.

즉, 제1 분리막의 외측면(125)에 부착된 제2 전극(113)끼리 상호 이격되어 배치될 수 있으며, 또한 제2 분리막의 외측면(127)에서 부착된 제2 전극(113)끼리 상호 이격되어 배치될 수 있다.That is, the second electrodes 113 attached to the outer surface 125 of the first separator may be spaced apart from each other, and the second electrodes 113 attached to the outer surface 127 of the second separator may be mutually It may be spaced apart.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체(100)에서는 편의상 제1 전극(111)이 음극, 제2 전극(113)이 양극일 수 있다. 그리고 제1 분리막(121), 제1 전극(111), 제2 분리막(123), 및 제2 전극(113)은 서로 접합되어 있을 수 있다. 이와 같은 접합은 본드 물질을 이용하여 접착하는 방식일 수도 있고, 또는 열과 압력에 의해 접합되는 방식일 수도 있다. 일례로 라미네이션(lamination)에 의한 접합일 수 있다. 전극이 분리막에 부착되는 경우 견고한 전극 조립체(100)가 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 분리막 수축이 방지되어 전지의 안전성이 더욱 향상될 수 있다. In the electrode assembly 100 according to an embodiment of the present invention, for convenience, the first electrode 111 may be a cathode, and the second electrode 113 may be an anode. The first separator 121, the first electrode 111, the second separator 123, and the second electrode 113 may be bonded to each other. Such bonding may be a method of bonding using a bond material, or may be a method of bonding by heat and pressure. For example, it may be a junction by lamination. When the electrode is attached to the separator, not only the rigid electrode assembly 100 may be formed, but also the shrinkage of the separator may be prevented, thereby further improving the safety of the battery.

그런데 이러한 전극 조립체(100)는 개념적으로 복수 개의 단위 전극체(130)가 서로 연결되어 있는 형태로도 설명될 수 있다. 즉, 본 발명에서 지그재그 방식의 적층에 이용되는 전극 조립체(100)는 아래 방향으로 순서대로 제1 분리막(121), 제1 전극(111), 제2 분리막(123), 및 제2 전극(113)이 접합된 제1 단위 전극체(131)와 윗 방향으로 순서대로 제2 분리막(123), 제1 전극(111), 제1 분리막(121), 및 제2 전극(113)이 접합된 제2 단위체가 서로 연결되어 있는 형태로 볼 수 있다. However, the electrode assembly 100 may also be conceptually described as having a plurality of unit electrode bodies 130 connected to each other. That is, in the present invention, the electrode assembly 100 used for the zigzag stacking may include the first separator 121, the first electrode 111, the second separator 123, and the second electrode 113 in order in the downward direction. ) Is bonded to the first unit electrode body 131 and the second separator 123, the first electrode 111, the first separator 121, and the second electrode 113 in the upward order. It can be seen that two units are connected to each other.

그리고 복수 개의 단위 전극체(130)는 연결부(140)에 의하여 서로 연결되어 있을 수 있다. 즉, 제1 단위 전극체(131)와 제2 단위 전극체(133)는 서로 연결부에 의하여 연결되어 있을 수 있다. 이때, 연결부는 분리막끼리 서로 연결된 형태일 수 있다. 제1 분리막(121)은 제1 분리막(121)끼리 제2 분리막(123)은 제2 분리막(123)끼리 연속하여 연결되어 있는 형태일 수 있다.In addition, the plurality of unit electrode bodies 130 may be connected to each other by the connection unit 140. That is, the first unit electrode body 131 and the second unit electrode body 133 may be connected to each other by a connection part. In this case, the connection part may be in the form of separation membranes connected to each other. The first separation membrane 121 may have a form in which the first separation membrane 121 and the second separation membrane 123 are continuously connected to the second separation membrane 123.

도 2를 참조하면, 편의상 제1 단위 전극체(131)와 제2 단위 전극체(133)가 연결된 연결부 중 어느 하나를 제1 연결부(141)라고 했을 때 제1 연결부(141)에 이웃한 연결부가 제2 연결부(143)일 수 있다. Referring to FIG. 2, for convenience, a connection part adjacent to the first connection part 141 when any one of the connection parts to which the first unit electrode body 131 and the second unit electrode body 133 are connected is called the first connection part 141. May be the second connector 143.

전극 조립체(100)를 지그재그 방식으로 적층하기 위해서 전극 조립체(100)는 단위 전극체(130)와 단위 전극체 사이의 연결부(140)에서 폴딩될 수 있다. 전극 조립체(100)는 폴딩되는 부분인 연결부(140)를 복수 개 구비하고, 연결부(140)에서 폴딩됨에 따라 지그재그 방식으로 적층된 전극 조립체(100)가 형성될 수 있다.In order to stack the electrode assembly 100 in a zigzag manner, the electrode assembly 100 may be folded at the connection portion 140 between the unit electrode body 130 and the unit electrode body. The electrode assembly 100 may include a plurality of connection parts 140 that are folded portions, and as the electrode assemblies 100 are folded at the connection parts 140, the electrode assemblies 100 stacked in a zigzag manner may be formed.

도 2 및 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다. 본 발명에서 지그재그 방식의 적층에 이용되는 전극 조립체(100)는 제1 연결부(141)와 제2 연결부(143)에서 서로 반대 방향으로 폴딩될 수 있다. 즉, 제1 연결부(141)는 일방향(L)으로 폴딩되고, 제2 연결부(143)는 타방향(R)으로 폴딩될 수 있다. 이와 같이 폴딩될 때 본 발명에서의 전극 조립체(100)는 지그재그 방식으로 폴딩될 수 있다. This will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. In the present invention, the electrode assembly 100 used for the zigzag stacking may be folded in opposite directions at the first connecting portion 141 and the second connecting portion 143. That is, the first connecting portion 141 may be folded in one direction L and the second connecting portion 143 may be folded in the other direction (R). When folded as described above, the electrode assembly 100 of the present invention may be folded in a zigzag manner.

이와 같이 폴딩되어 지그재그 방식으로 적층된 결과의 전극 조립체(100)가 도 3에서 도시되고 있다. 이와 같이 만들어진 전극 조립체(100)는 개별적인 바이셀들을 따로 만드는 공정이 필요가 없으므로 종래의 스택 & 폴딩형의 전극 조립체(100)보다 더욱 단순하고 간단한 방식으로 전극 조립체(100)를 제조할 수 있으며, 그에 따라, 전지의 제조 방식 또한 단순하고 간단한 방식으로 될 수 있다. 이는 곧 전지의 제조 비용 및 시간의 현저한 단축을 의미할 수 있다.The electrode assembly 100 as a result of being folded and stacked in a zigzag manner is shown in FIG. 3. Since the electrode assembly 100 made as described above does not need a process of making individual bicells separately, the electrode assembly 100 may be manufactured in a simpler and simpler manner than the conventional stack & folding type electrode assembly 100. Thus, the manufacturing method of the battery can also be made in a simple and simple manner. This may mean a significant reduction in the manufacturing cost and time of the battery.

또한, 종래의 스택 & 폴딩형의 전극 조립체(1)에서와 같은 갭 공간(G)(도 1 참조)을 제거할 수 있으므로, 불필요한 공간을 제거하여 전지의 크기를 최소화 할 수 있고 그에 따라 전지의 에너지 밀도를 증가시킬 수 있다. In addition, since the gap space G (refer to FIG. 1) as in the conventional stack & foldable electrode assembly 1 can be removed, unnecessary space can be eliminated to minimize the size of the battery and thus Can increase the energy density.

이러한 전극 조립체 제조 방식은 전지의 안전성(Safety) 개선과 불규칙(Irregular) 형상의 전지 제조에도 최적화된 제조방식일 수 있다.The electrode assembly manufacturing method may be an optimized manufacturing method for improving safety of the battery and manufacturing a battery having an irregular shape.

[전극 조립체의 폴딩 장치 및 이를 이용한 폴딩 방법][Folding device of electrode assembly and folding method using same]

앞에서 설명한 바와 같이 지그재그 적층 방식으로 적층되는 전극 조립체(100)는 전지의 제조 방식을 단순하고 간단하게 만들고, 전지의 에너지 밀도를 증가시킬 수 있으며, 또한 전지의 안전성 개선과 불규칙 형상의 전지 제조에도 최적화될 수 있는 등 많은 장점을 가질 수 있다. As described above, the electrode assembly 100 stacked in a zigzag stacking method can simplify and simplify the manufacturing method of the battery, increase the energy density of the battery, and also optimize the battery safety and irregular battery manufacturing. It can have many advantages.

이하에서는 이러한 지그재그 적층 방식으로 적층되는 전극 조립체를 구현하기 위한 전극 조립체의 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체의 폴딩 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a folding apparatus of an electrode assembly for implementing an electrode assembly stacked in such a zigzag stacking manner and a folding method of the electrode assembly using the same will be described.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 폴딩 장치를 도시하는 단면도이다. 4 is a cross-sectional view showing an electrode assembly folding apparatus according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(101)에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(101)는 공급 유닛(150) 및 폴딩 유닛(160)을 포함한다. First, an electrode assembly folding apparatus 101 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. The electrode assembly folding apparatus 101 according to an embodiment of the present invention includes a supply unit 150 and a folding unit 160.

공급 유닛(150)은 복수 개의 단위 전극체(130)가 연결부(140)에 의하여 서로 연결되는 전극 조립체(100)를 폴딩 유닛(160)을 향하여 공급할 수 있다. 공급 유닛(150)은 일례로 컨베이어 벨트를 이용하여 구현될 수 있다. 컨베이어 벨트의 이송 벨트(151)가 이동함에 따라 이송 벨트(151) 상에 놓여져 있는 전극 조립체(100)가 이송될 수 있다. 그리고 공급 유닛(150)에 의하여 공급되는 복수 개의 단위 전극체(130)는 중력 방향(D)을 따라 아래로 낙하할 수 있다.The supply unit 150 may supply the electrode assembly 100, in which the plurality of unit electrode bodies 130 are connected to each other by the connection unit 140, toward the folding unit 160. The supply unit 150 may be implemented using, for example, a conveyor belt. As the transfer belt 151 of the conveyor belt moves, the electrode assembly 100 placed on the transfer belt 151 may be transferred. In addition, the plurality of unit electrode bodies 130 supplied by the supply unit 150 may fall down along the gravity direction D. FIG.

폴딩 유닛(160)은 중력 방향(D)으로 아래로 이동하는 전극 조립체(100)의 측부에 위치할 수 있다. 폴딩 유닛(160)은 공급 유닛(150)으로부터 공급되는 전극 조립체(100)를 가압하여 단위 전극체(130)와 단위 전극체(130) 사이의 연결부(140)를 폴딩함으로써 전극 조립체(100)를 지그재그 방식으로 적층시키는 유닛일 수 있다. The folding unit 160 may be located at the side of the electrode assembly 100 moving downward in the gravity direction D. FIG. The folding unit 160 presses the electrode assembly 100 supplied from the supply unit 150 to fold the connection unit 140 between the unit electrode body 130 and the unit electrode body 130 to open the electrode assembly 100. The unit may be stacked in a zigzag manner.

구체적으로 폴딩 유닛(160)은 제1 가압부재(161) 및 제2 가압부재(163)를 포함한다. 제1 가압부재(161)는 전극 조립체(100)의 일측(I)에 위치하며 전극 조립체(100)를 일측(I)에서 타측(T)으로 가압할 수 있다. 제2 가압부재(163)는 전극 조립체(100)의 타측(T)에 위치하며 전극 조립체(100)를 타측(T)에서 일측(I)으로 가압할 수 있다. In detail, the folding unit 160 includes a first pressing member 161 and a second pressing member 163. The first pressing member 161 may be located at one side I of the electrode assembly 100 and may press the electrode assembly 100 from one side I to the other side T. The second pressing member 163 may be located at the other side T of the electrode assembly 100 and may press the electrode assembly 100 from the other side T to one side I.

제1 가압부재(161) 및 제2 가압부재(163)는 플레이트 형상(또는 스틱 형상)으로 구성될 수 있다. 플레이트 형상(또는 스틱 형상)인 제1 가압부재(161)와 제2 가압부재(163)의 단부가 전극 조립체(100)를 직접 접촉하여 가압할 수 있다. The first pressing member 161 and the second pressing member 163 may be configured in a plate shape (or stick shape). End portions of the first pressing member 161 and the second pressing member 163 having a plate shape (or stick shape) may directly contact and press the electrode assembly 100.

전극 조립체(100)는 단위 전극체(130), 및 이웃하는 두 단위 전극체(130)가 서로 연결되는 연결부(140)를 포함하는데, 제1 가압부재(161)는 바로 이 연결부(140)를 일측(I)에서 타측(T)으로 가압하고, 제2 가압부재(163)는 상기 연결부(140)에 바로 이웃하는 연결부(145)를 타측(T)에서 일측(I)으로 가압할 수 있다. 가압부재가 연결부(140, 145)를 가압하면 연결부에서 전극 조립체(100)의 폴딩이 이루어지고, 이러한 방식으로 전극 조립체(100)의 지그재그 폴딩이 수행될 수 있다.The electrode assembly 100 includes a unit electrode body 130 and a connecting portion 140 in which two neighboring unit electrode bodies 130 are connected to each other, and the first pressing member 161 directly connects the connecting portion 140. Pressing from one side (I) to the other side (T), the second pressing member 163 may press the connecting portion 145 immediately adjacent to the connecting portion 140 from the other side (T) to one side (I). When the pressing member presses the connecting parts 140 and 145, folding of the electrode assembly 100 is performed at the connecting part, and zigzag folding of the electrode assembly 100 may be performed in this manner.

제1 가압부재(161) 및 제2 가압부재(163)는 각각 복수 개로 구비될 수 있다. 도 4에서 도시되듯이 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(101)에서는 제1 가압부재(161) 및 제2 가압부재(163)가 각각 2개씩 구비되어 있다. 가압부재가 복수 개로 구비되어 있으면 복수의 위치에서 동시에 전극 조립체(100)의 지그재그 폴딩이 수행될 수 있으므로 생산성이 더욱 향상될 수 있다. 물론 가압부재의 개수가 많으면 많을수록 생산 속도 및 생산성은 더더욱 증대될 수 있다.The first pressing member 161 and the second pressing member 163 may be provided in plural numbers, respectively. As shown in FIG. 4, in the electrode assembly folding apparatus 101 according to the exemplary embodiment, two first pressing members 161 and two second pressing members 163 are provided. When a plurality of pressure members are provided, the zigzag folding of the electrode assembly 100 may be performed at the same time in a plurality of positions, thereby further improving productivity. Of course, the more the number of the pressing member, the more the production speed and productivity can be further increased.

이와 같은 방식으로 전극 조립체(100)는 자연스럽게 지그재그 방식으로 적층될 수 있다. 이 경우 전극 조립체(100)의 단위 전극체(130)는 중력의 반대방향을 따라 적층될 수 있다.In this manner, the electrode assemblies 100 may be naturally stacked in a zigzag manner. In this case, the unit electrode body 130 of the electrode assembly 100 may be stacked along the opposite direction of gravity.

특히, 효과적이고 효율적인 적층을 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 폴딩 장치는 지그재그 방식으로 적층되는 전극 조립체를 가이드하는 가이드 유닛을 더 포함할 수 있고, 이때 가이드 유닛은 지그재그 방식으로 적층되는 전극 조립체의 둘레에 인접한 위치에서 중력 방향과 나란한 방향으로 연장하는 정렬 지그(190)를 포함할 수 있다.In particular, the folding device of the electrode assembly according to an embodiment of the present invention for the effective and efficient stacking may further include a guide unit for guiding the electrode assembly is stacked in a zigzag manner, wherein the guide unit is stacked in a zigzag manner The alignment jig 190 may extend in a direction parallel to the direction of gravity at a position adjacent the electrode assembly.

정렬 지그(190)는 적층되는 전극 조립체(100)의 네 모서리 위치에 대응하는 위치에 위치될 수 있으며, 지그재그 방식으로 적층되는 전극 조립체(100)를 가이드 또는 지지하며 적층되는 전극 조립체(100)의 정렬 및 적층을 돕는 역할을 할 수 있다.The alignment jig 190 may be positioned at a position corresponding to four corner positions of the electrode assembly 100 to be stacked, and guide or support the electrode assembly 100 to be stacked in a zigzag manner. It can serve to help align and stack.

정렬 지그(190)는 움직이지 않게 고정되도록 설치될 수 있는데, 이러한 경우 더욱 견고하게 전극 조립체의 정렬을 가이드 역할을 수행할 수 있다. 또한, 정렬 지그(190)는 중력의 반대방향을 따라 지그재그 방식으로 윗방향으로 적층되는 전극 조립체(100)에 접하면서 전극 조립체의 적층을 흐트러짐 없이 가이드 할 수도 있다. The alignment jig 190 may be installed to be fixed so as not to move. In this case, the alignment jig 190 may serve to guide the alignment of the electrode assembly more firmly. In addition, the alignment jig 190 may guide the stack of the electrode assemblies without disturbing while contacting the electrode assemblies 100 stacked upward in a zigzag manner along the opposite direction of gravity.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(101)는 접합 유닛(170)을 더 포함할 수 있다. On the other hand, the electrode assembly folding apparatus 101 according to an embodiment of the present invention may further include a bonding unit 170.

접합 유닛(170)은 시트형 분리막과 전극을 접합시키는 구성일 수 있다. 구체적으로, 접합 유닛(170)은 제1 분리막(121), 제2 분리막(123), 제1 전극(111), 및 제2 전극(113)을 접합 시킴으로써 길이 방향으로 연속된 형상의 전극 조립체(100)를 형성하도록 할 수 있다. 시트형 분리막 및 전극의 접합은 열에 의한 접합일 수 있고, 압력에 의한 접합일 수 있으며, 열과 압력 모두에 의한 접합일 수 있다. 일례로 시트형 분리막 및 전극의 접합은 라미네이션(lamination)에 의한 접합일 수 있고, 접합 유닛(170)은 라미네이터(laminator)일 수 있다. The bonding unit 170 may be configured to bond the sheet-type separator and the electrode. In detail, the bonding unit 170 may bond the first separator 121, the second separator 123, the first electrode 111, and the second electrode 113 to form an electrode assembly having a continuous shape in the longitudinal direction. 100) can be formed. Bonding of the sheet-shaped separator and the electrode may be bonding by heat, bonding by pressure, and bonding by both heat and pressure. For example, the bonding of the sheet-type separator and the electrode may be a bonding by lamination, and the bonding unit 170 may be a laminator.

접합 유닛(170)은 길이 방향으로 연속된 형상의 전극 조립체(100)를 형성시키며, 형성된 전극 조립체(100)을 공급 유닛(150)으로 들어가게 할 수 있다. The bonding unit 170 may form the electrode assembly 100 having a continuous shape in the longitudinal direction, and allow the formed electrode assembly 100 to enter the supply unit 150.

이하에서는 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(101)에 대한 설명 및 도 4를 참조하여, 전극 조립체 폴딩 장치(101)를 이용하여 전극 조립체(100)를 폴딩하는 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a description of the electrode assembly folding apparatus 101 according to an embodiment of the present invention and with reference to FIG. 4, a method of folding the electrode assembly 100 using the electrode assembly folding apparatus 101 will be described. do.

본 발명에 따른 전극 조립체 폴딩 방법은 접합 단계, 공급 단계, 및 폴딩 단계를 포함할 수 있다. The electrode assembly folding method according to the present invention may include a bonding step, a supplying step, and a folding step.

먼저 접합 단계는 공급 단계 이전에 접합 유닛(170)에 의하여 시트형 분리막 및 전극을 열과 압력에 의하여 접합 시킴으로써 길이 방향으로 연속된 형상의 전극 조립체(100)를 형성하는 단계일 수 있다. 접합 유닛(170)은 라미네이터일 수 있으며, 열과 압력을 이용한 라미네이션의 방법으로 시트형 분리막 및 전극을 접합시켜 전극 조립체(100)를 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 전극 조립체(100)는 공급 유닛(150)으로 들어갈 수 있다. First, the bonding step may be a step of forming the electrode assembly 100 having a continuous shape in the longitudinal direction by bonding the sheet-type separator and the electrode by heat and pressure by the bonding unit 170 before the supplying step. The bonding unit 170 may be a laminator, and may form the electrode assembly 100 by bonding the sheet-type separator and the electrode by lamination using heat and pressure. The electrode assembly 100 thus formed may enter the supply unit 150.

공급 단계는 복수 개의 단위 전극체(130)가 서로 연결된 전극 조립체(100)를 공급 유닛(150)을 이용하여 폴딩 유닛(160)으로 공급하는 단계일 수 있다. 공급 유닛(150)에 의하여 공급되는 복수 개의 단위 전극체(130)로 이루어진 전극 조립체(100)는 중력에 의하여 따라 아래 방향으로 낙하할 수 있다. 폴딩 유닛(160)은 아래로 이동하는 전극 조립체(100)의 측부에 위치되어 있을 수 있다.The supplying step may be a step of supplying the electrode assembly 100, to which the plurality of unit electrode bodies 130 are connected, to the folding unit 160 using the supply unit 150. The electrode assembly 100 including the plurality of unit electrode bodies 130 supplied by the supply unit 150 may fall downward by gravity. The folding unit 160 may be located at the side of the electrode assembly 100 moving downward.

폴딩 단계는 공급 단계의 다음 단계로, 공급 유닛(150)으로부터 공급받은 전극 조립체(100)를 가압하여 단위 전극체(130)와 단위 전극체(130) 사이를 폴딩함으로써 전극 조립체(100)를 지그재그 방식으로 적층시키는 단계일 수 있다. The folding step is a next step of the supplying step, and zigzags the electrode assembly 100 by pressing the electrode assembly 100 supplied from the supply unit 150 to fold between the unit electrode body 130 and the unit electrode body 130. Laminating in a manner.

폴딩 단계에서는 전극 조립체(100)의 일측(I)에서 타측(T)으로 이동하는 제1 가압부재(161)가 전극 조립체(100)를 일측(I)에서 타측(T)으로 가압하고, 전극 조립체(100)의 타측(T)에서 일측(I)으로 이동하는 제2 가압부재(163)가 전극 조립체(100)를 타측(T)에서 일측(I)으로 가압함에 따라 단위 전극체(130)와 단위 전극체 사이가 폴딩될 수 있다.In the folding step, the first pressing member 161 moving from one side I of the electrode assembly 100 to the other side T presses the electrode assembly 100 from one side I to the other side T and the electrode assembly. The second pressing member 163 moving from the other side T to the one side I of the 100 presses the electrode assembly 100 from the other side T to the one side I and the unit electrode body 130. Fold between unit electrode bodies.

특히, 제1 가압부재(161)는 이웃하는 두 단위 전극체(130)들을 연결하는 연결부(140)를 가압하고, 제2 가압부재(163)는 상기의 연결부(140)에 이웃하는 연결부(145)를 가압함으로써, 각 연결부에서 서로 반대 방향으로 전극 조립체(100)의 폴딩이 이루어질 수 있으며, 이러한 방식으로 전극 조립체(100)의 지그재그 폴딩이 수행될 수 있다.In particular, the first pressing member 161 presses the connecting portion 140 connecting the two adjacent unit electrode bodies 130, and the second pressing member 163 connects the connecting portion 145 adjacent to the connecting portion 140. By pressing), folding of the electrode assembly 100 can be performed in the opposite direction at each connection, and zigzag folding of the electrode assembly 100 can be performed in this manner.

가압부재(161, 163)가 연결부(140, 145)를 가압하면 그 연결부에서 전극 조립체(100)의 폴딩이 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로 전극 조립체(100)를 폴딩 시키면, 전극 조립체(100)는 순차적으로 지그재그 방식으로 폴딩 및 적층될 수 있다.When the pressing members 161 and 163 press the connecting portions 140 and 145, the electrode assembly 100 may be folded at the connecting portions. When the electrode assembly 100 is folded in this manner, the electrode assembly 100 may be sequentially folded and stacked in a zigzag manner.

이와 같이 전극 조립체(100)를 제조할 경우 더욱 단순하고 간단한 방식으로 전극 조립체(100)를 제조할 수 있으며, 그에 따라, 전지의 제조 방식 또한 단순하고 간단한 방식으로 될 수 있다. 또한, 불필요한 공간을 제거하여 전지의 크기를 최소화 할 수 있고 그에 따라 전지의 에너지 밀도도 증가시킬 수 있다. As such, when manufacturing the electrode assembly 100, the electrode assembly 100 may be manufactured in a simpler and simpler manner, and thus, the manufacturing method of the battery may also be simple and simple. In addition, it is possible to minimize the size of the battery by eliminating unnecessary space, thereby increasing the energy density of the battery.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical concept of the present invention and the following will be described by those skilled in the art to which the present invention pertains. Various modifications and variations are possible without departing from the scope of the appended claims.

1: 스택 & 폴딩형 전극 조립체
10: 바이셀
11: 음극
13: 분리막
15: 양극
20: 분리막
100: 전극 조립체
111: 제1 전극
113: 제2 전극
121: 제1 분리막
123: 제2 분리막
125: 제1 분리막의 외측면
127: 제2 분리막의 외측면
130: 단위 전극체
131: 제1 단위 전극체
133: 제2 단위 전극체
140: 연결부
141: 제1 연결부
143: 제2 연결부
145: 이웃하는 연결부
150: 공급 유닛
151: 이송 벨트
160: 폴딩 유닛
161: 제1 가압부재
163: 제2 가압부재
170: 접합 유닛
190: 정렬 지그
G: 갭 공간1: Stacked & Foldable Electrode Assembly
10: bicell
11: cathode
13: separator
15: anode
20: separator
100: electrode assembly
111: first electrode
113: second electrode
121: first separator
123: second separator
125: outer side surface of the first separator
127: outer side of the second separator
130: unit electrode body
131: first unit electrode body
133: second unit electrode body
140: connection portion
141: first connecting portion
143: second connection portion
145: neighboring connection
150: supply unit
151: transfer belt
160: folding unit
161: first pressing member
163: second pressing member
170: bonding unit
190: alignment jig
G: gap space

Claims (12)

복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급하는 공급 유닛; 및
상기 공급 유닛으로부터 공급되는 상기 전극 조립체를 가압하여 상기 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 상기 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 유닛;을 포함하며,
상기 폴딩 유닛은 상기 전극 조립체를 일측에서 타측으로 가압하는 제1 가압부재, 및 상기 전극 조립체를 타측에서 일측으로 가압하는 제2 가압부재를 포함하고,
상기 제1 가압부재는 이웃하는 단위 전극체들을 연결하는 연결부를 가압하며, 상기 제2 가압부재는 상기 연결부에 이웃하는 연결부를 가압하고,
상기 복수 개의 단위 전극체는 중력 방향을 따라 낙하하여 중력 반대방향을 따라 적층되며,
상기 제1 가압부재는 중력 방향으로 이동하는 상기 전극 조립체의 일측에 위치하여 상기 전극 조립체의 상기 연결부를 일측에서 타측으로 가압하고,
상기 제2 가압부재는 중력 방향으로 이동하는 상기 전극 조립체의 타측에 위치하여 상기 연결부에 이웃하는 연결부를 타측에서 일측으로 가압함으로써, 상기 전극 조립체를 폴딩시키며,
지그재그 방식으로 적층되는 상기 전극 조립체를 가이드하는 가이드 유닛을 더 포함하고,
상기 가이드 유닛은 지그재그 방식으로 적층되는 상기 전극 조립체의 둘레에 인접한 위치에서 중력 방향과 나란한 방향으로 연장하는 정렬 지그를 포함하며,
상기 정렬 지그는 상기 전극 조립체의 적층을 흐트러짐 없이 가이드하도록, 적층되는 상기 전극 조립체의 네 모서리 위치에 대응하는 위치에 위치되고,
견고하게 전극 조립체의 정렬을 가이드 역할을 수행하도록 상기 정렬 지그는 움직이지 않게 고정되도록 설치되며,
상기 제1 가압부재 및 상기 제2 가압부재는 중력 방향과 나란한 방향으로 연장하는 상기 정렬 지그의 범위 안에 구비되는 전극 조립체 폴딩 장치.A supply unit for supplying an electrode assembly in which a plurality of unit electrode bodies are connected to each other; And
And a folding unit configured to stack the electrode assembly in a zigzag manner by pressing the electrode assembly supplied from the supply unit to fold the electrode assembly and the unit electrode assembly.
The folding unit includes a first pressing member for pressing the electrode assembly from one side to the other side, and a second pressing member for pressing the electrode assembly from the other side to one side,
The first pressing member presses the connecting portion connecting neighboring unit electrode bodies, and the second pressing member presses the connecting portion neighboring the connecting portion,
The plurality of unit electrode bodies fall along the direction of gravity to be stacked along the opposite direction of gravity,
The first pressing member is located on one side of the electrode assembly moving in the gravity direction to press the connecting portion of the electrode assembly from one side to the other side,
The second pressing member is positioned on the other side of the electrode assembly moving in the direction of gravity to press the connecting portion adjacent to the connecting portion from the other side to one side, thereby folding the electrode assembly,
Further comprising a guide unit for guiding the electrode assembly stacked in a zigzag manner,
The guide unit includes an alignment jig extending in a direction parallel to the direction of gravity at a position adjacent to the circumference of the electrode assembly stacked in a zigzag manner,
The alignment jig is positioned at a position corresponding to four corner positions of the electrode assemblies to be stacked, so as to guide the stack of the electrode assemblies undisturbed,
The alignment jig is installed to be fixed so as to guide the alignment of the electrode assembly firmly,
And the first pressing member and the second pressing member are within a range of the alignment jig extending in a direction parallel to the direction of gravity. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1 가압부재 및 상기 제2 가압부재는 각각 복수 개로 구비되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 폴딩 장치.The method according to claim 1,
The electrode assembly folding apparatus, characterized in that the plurality of first pressing member and the second pressing member is provided in plurality. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전극 조립체가 상기 공급 유닛으로 들어가기 전에, 시트형 분리막 및 전극을 열과 압력에 의하여 접합 시킴으로써 전극 조립체를 형성하는 접합 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 폴딩 장치.
The method according to claim 1,
And a bonding unit for forming an electrode assembly by bonding a sheet-like separator and an electrode by heat and pressure before the electrode assembly enters the supply unit.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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