KR102152213B1 - 전극조립체 제조방법 및 그를 포함하는 이차전지 제조방법 - Google Patents

전극조립체 제조방법 및 그를 포함하는 이차전지 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전극조립체 제조방법은 상호 대응하는 일측 단부에 복수의 제1 절개홈과 복수의 제2 절개홈이 각각 형성된 제1 및 제2 전극시트를 준비하는 전극시트 준비단계(S10); 상기 제1 및 제2 절개홈이 대응되도록 상기 제1 및 제2 전극시트를 배치하고, 상기 제1 및 제2 전극시트의 사이에 분리막을 개재하여 전극단위체를 준비하는 복수의 절개홈이 형성된 전극단위체 준비단계(S20); 및 상기 복수의 절개홈이 포개지도록 상기 전극단위체를 권취하여 전극조립체를 제조하며, 상기 절개홈이 포개지면서 상기 전극조립체에 프리폼(free-form) 만입부가 형성되는 전극조립체 형성단계(S30)를 포함한다.

Description

전극조립체 제조방법 및 그를 포함하는 이차전지 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF ELECTRODE ASSEMBLY AND MANUFACTURING METHOD OF SECONDARY BATTERY INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전극조립체 제조방법 및 그를 포함하는 이차전지 제조방법에 관한 것으로서, 특히 와인딩(winding) 방식을 적용한 프리폼 전극조립체 제조방법 및 그를 포함하는 이차전지 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
상기한 이차전지는 활물질이 도포된 시트형의 양극, 분리막 및 음극을 적층한 상태로 와인딩하는 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 분류할 수 있다.
특허등록번호 제10-0958649호
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 와인딩(winding) 방식으로 프리폼 전극조립체를 제조하는 전극조립체 제조방법 및 그를 포함하여 이차전지 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 제조방법은 상호 대응하는 일측 단부에 복수의 제1 절개홈과 복수의 제2 절개홈이 각각 형성된 제1 및 제2 전극시트를 준비하는 전극시트 준비단계(S10); 상기 제1 및 제2 절개홈이 대응되도록 상기 제1 및 제2 전극시트를 배치하고, 상기 제1 및 제2 전극시트의 사이에 분리막을 개재하여 전극단위체를 준비하는 복수의 절개홈이 형성된 전극단위체 준비단계(S20); 및 상기 복수의 절개홈이 포개지도록 상기 전극단위체를 권취하여 전극조립체를 제조하며, 상기 절개홈이 포개지면서 상기 전극조립체에 프리폼(free-form) 만입부가 형성되는 전극조립체 형성단계(S30)를 포함할 수 있다.
상기 전극조립체 형성단계(S30)는 상기 전극조립체의 양쪽 끝단에 상기 복수의 절개홈이 포개지도록 전극단위체를 권취하여 상기 전극조립체의 양쪽 끝단에 프리폼 만입부를 형성할 수 있다.
상기 전극조립체 형성단계(S30)는 상기 전극조립체의 한쪽 끝단에 상기 복수의 절개홈이 포개지도록 전극단위체를 권취하여 상기 전극조립체의 한쪽 끝단에 프리폼 만입부를 형성할 수 있다.
상기 전극조립체 형성단계(S30)는 상기 전극조립체의 가운데에 상기 복수의 절개홈이 포개지도록 전극단위체를 권취하여 상기 전극조립체의 가운데에 프리폼 만입부를 형성할 수 있다.
상기 전극시트 준비단계(S10)는, 서로 다른 극성의 전극활물질이 각각 패턴 코팅된 제1 및 제2 전극필름을 준비하는 전극 코팅단계(S11); 상기 제1 및 제2 전극필름을 각각 슬리팅(slitting)하여 복수의 전극활물질부와 복수의 무지부가 교대로 배치된 제1 및 제2 전극띠를 제조하는 전극 슬리팅단계(S13); 상기 제1 및 제2 전극띠를 각각 절단하며, 전극활물질부와 무지부로 형성된 제1 및 제2 전극시트를 제조하는 전극시트 제조단계(S14); 및 상호 대응하는 제1 및 제2 전극시트의 일측 단부를 노칭(notching)하여 복수의 제1 절개홈과 복수의 제2 절개홈이 각각 형성하는 절개홈 노칭단계(S15)를 포함할 수 있다.
상기 전극 코팅단계(S11)와 상기 전극 슬리팅단계(S13) 사이에는 상기 제1 및 제2 전극필름을 각각 압연하는 전극 압연단계(S12)를 더 포함할 수 있다.
상기 전극시트 준비단계(S10)는, 상기 제1 전극시트와 상기 제2 전극시트의 일측 단부에 형성된 양쪽 꼭짓점을 비스듬하게 절단하는 모따기단계(S16)를 더 포함할 수 있다.
상기 전극시트 준비단계(S10)는, 상기 제1 전극시트의 권취 시작점에 위치한 제1 무지부에 제1 전극탭이 부착하고, 상기 제2 전극시트의 권취 끝점에 위치한 제2 무지부에 제2 전극탭이 부착하는 전극탭 부착단계(S17)를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 제1 및 제2 절개홈은 상기 제1 및 제2 전극시트의 전극활물질부 일측 단부에 노칭될 수 있다.
상기 복수의 제1 및 제2 절개홈은 상기 제1 및 제2 전극시트의 권취 시작점에서 권취 끝점으로 갈수록 간격이 점차 증대될 수 있다.
상기 복수의 제1 및 제2 절개홈은 상기 제1 및 제2 전극시트의 권취 시작점에서 권취 끝점으로 갈수록 바닥부 길이가 점차 증대될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극시트의 권취 시작점에 인접한 위치에 성형된 절개홈은 바닥부가 각진 'V'자 형태를 가지고, 상기 제1 및 제2 전극시트의 권취 끝점에 인접한 위치에 성형된 절개홈은 바닥부가 평평한 홈의 형태를 가질 수 있다.
상기 제1 전극시트는 양극시트이고, 제2 전극시트는 음극시트일 수 있다.
상기 제2 전극시트는 상기 제1 전극시트 보다 크게 형성될 수 있다.
상기 제2 전극시트에 형성된 제2 절개홈은 상기 제1 전극시트에 형성된 제1 절개홈을 커버하도록 상기 제1 절개홈 보다 작게 형성될 수 있다.
상기 전극단위체 준비단계(S20)에서 상기 분리막은 상기 절개홈을 성형하기 전의 전극시트와 동일한 형태를 가질 수 있다.
상기 분리막은 상기 제2 전극시트 보다 크게 형성될 수 있다.
상기 전극조립체 형성단계(S30) 후, 상기 전극조립체의 프리폼 만입부로부터 노출된 분리막을 절단하여 제거하는 분리막 절단단계(S40)를 더 포함할 수 있다.
상기 분리막 절단단계(S40)는 레이저를 이용하여 상기 전극조립체의 프리폼 만입부로부터 노출된 분리막을 절단할 수 있다.
상기 분리막 절단단계(S40)는 상기 전극조립체의 프리폼 만입부로부터 노출된 상기 분리막 중 일부를 남긴 상태로 절단하는 포함할 수 있다.
상기 전극조립체 형성단계(S30)에서 상기 제1 및 제2 전극탭은 상기 프리폼 만입부에 위치하지 않게 상기 전극단위체를 권취할 수 있다.
이와 같은 구성을 가진 본 발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 제조방법을 포함하는 이차전지 제조방법은 프리폼 만입부가 형성된 전극조립체를 준비하는 전극조립체 준비단계(S1); 및 상기 전극조립체를 케이스에 수용하여 이차전지를 제조하는 이차전지 제조단계(S2)를 포함하며, 상기 케이스에는 상기 전극조립체의 프리폼 만입부에 삽입되는 프리폼부가 형성될 수 있다.
본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.
첫째: 본 발명은 와인딩 방식을 적용하여 프리폼 만입부가 형성된 전극조립체를 제조할 수 있으며, 특히 공정의 단순화로 효율성과 비용절감의 효과가 있다.
둘째: 본 발명은 프리폼 만입부의 위치에 따라 전극조립체를 다양하게 변형시킬 수 있으며, 특히 전극조립체와 대응되게 이차전지를 다양하게 변형시킬 수 있는 효과가 있다.
셋째: 본 발명은 프리폼 만입부가 형성된 전극조립체에 제1 전극탭과 제2 전극탭이 구비되는데, 이 제1 전극탭과 제2 전극탭은 상기 프리폼 만입부에 위치하지 않도록 하여 프리폼 만입부의 면적 감소를 방지한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체를 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 제조방법을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 제조방법의 전극시트 준비단계를 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 전극시트 준비단계를 나타낸 순서도.
도 6 내지 도 11은 전극시트 준비단계를 도시한 도면으로, 도 6은 전극 코팅단계를 도시한 도면이고, 도 7은 전극 슬리팅단계를 도시한 도면이며, 도 8은 전극시트 제조단계를 도시한 도면이고, 도 9는 절개홈 노칭단계를 도시한 도면이며, 도 10은 모따기단계를 도시한 도면이고, 도 11은 전극탭 부착단계를 도시한 도면임.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 제조방법의 전극조립체 형성단계를 도시한 도면으로, 도 12는 첫번째 실시예의 전극조립체를 도시한 사시도이고, 도 13은 두번째 실시예의 전극조립체를 도시한 사시도이며, 도 14는 세번째 실시예의 전극조립체를 도시한 사시도임.
도 15는 본 발명의 제1 실시예에 따른 분리막 절단단계를 도시한 도면.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체를 포함하는 이차전지를 도시한 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[제1 실시예에 따른 전극조립체]
본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체(100)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 서로 다른 극성을 가진 제1 및 제2 전극시트와, 제1 및 제2 전극시트 사이에 개재되는 분리막이 와인딩 방식으로 권취되는 구조를 가진다. 여기서 와인딩 방식으로 권취된 전극조립체(100)의 단부 양쪽에는 경사면을 가진 프리폼 만입부(100a)가 형성된다.
즉, 본 발명의 제1 실시예는 와인딩 방식으로 프리폼 만입부(100a)가 형성된 전극조립체(100)를 형성할 수 있으며, 이에 전극조립체(100)의 다양한 형태 변화가 가능하다.
이와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체를 제조하는 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
[제1 실시예에 따른 전극조립체 제조방법]
본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 제조방법은 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 전극시트 준비단계(S10), 전극단위체 준비단계(S20), 및 전극조립체 형성단계(S30)를 포함한다. 여기서 분리막 절단단계(S40)를 더 포함할 수 있다.
전극시트 준비단계(S10)
전극시트 준비단계(S10)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 서로 다른 극성을 가지고, 상호 대응하는 일측 단부에 복수의 제1 절개홈(111d)과 복수의 제2 절개홈(112d)이 각각 형성된 제1 전극시트(111)와 제2 전극시트(112)를 준비한다.
즉, 제1 전극시트(111)는 제1 전극활물질이 도포된 제1 전극활물질부(111a)와, 제1 전극활물질부(111a)의 단부에 구비되고 제1 전극활물질 없는 제1 무지부(111b)와, 제1 무지부(111b)에 부착되는 제1 전극탭(111c) 및 제1 전극활물질부(111a)의 일측 단부를 따라 형성되는 복수의 제1 절개홈(111d)으로 형성된다.
제2 전극시트(112)는 제2 전극활물질이 도포된 제2 전극활물질부(112a)와, 제2 전극활물질부(112a)의 단부에 구비되고 제2 전극활물질이 없는 제2 무지부(112b)와, 제2 무지부(112b)에 부착되는 제2 전극탭(112c) 및 제2 전극활물질부(112a)의 일측 단부를 따라 형성되는 제2 절개홈(112d)으로 형성된다.
여기서 제1 전극시트(111)는 양극시트이고, 제2 전극시트(112)는 음극시트이다. 이때, 음극시트인 제2 전극시트(112)는 제1 전극시트(111) 전체를 커버할 수 있도록 양극시트인 제1 전극시트(111) 보다 크게 형성한다.
그리고 제2 전극시트(112)에 형성된 제2 절개홈(112d)은 제1 전극시트(111)에 형성된 제1 절개홈(111d)을 커버하도록 제1 절개홈(111d) 보다 작게 형성되며, 이에 안전성을 높일 수 있다.
이와 같은 구성을 가진 제1 및 제2 전극시트(111)(112)는 도 5에 도시되어 있는 전극시트 준비단계(S10)를 통해 제조될 수 있다.
즉, 전극시트 준비단계(S10)는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 전극 코팅단계(S11), 전극 압연단계(S12), 전극 슬리팅단계(S13), 전극시트 제조단계(S14), 절개홈 노칭단계(S15), 모따기단계(S16) 및 전극탭 부착단계(S17)를 포함한다.
전극 코팅단계(S11)는 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 전극집전체에 서로 다른 극성의 전극활물질을 각각 패턴 코팅하여 제1 및 제2 전극필름(10)(20)을 준비한다.
전극 압연단계(S12)는 전극활물질이 코팅된 제1 및 제2 전극필름(10)(20)을 각각 압연하여 코팅층을 균일하게 조절한다.
전극 슬리팅단계(S13)는 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 및 제2 전극필름(10)(20)을 각각 슬리팅하여 복수의 전극활물질부와 복수의 무지부가 교대로 형성된 제1 및 제2 전극띠(11)(21)를 제조한다. 즉, 전극활물질부와 무지부가 패턴 코팅된 방향으로 제1 및 제2 전극필름(10)(20)을 절단하여 제1 및 제2 전극띠(11)(21)를 제조한다. 이때 균일한 절단면을 얻기 위해 레이저장치를 이용할 수 있다.
전극시트 제조단계(S14)는 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 및 제2 전극띠(11)(21)를 각각 절단하여 무지부, 전극활물질부로 형성된 제1 전극시트(111) 및 제2 전극시트(112)를 제조한다. 즉, 제1 무지부(111b) 및 제1 전극활물질부(111a)가 순차적으로 연결된 제1 전극시트(111)와, 제2 무지부(112b) 및 제2 전극활물질부(112a)가 순차적으로 연결된 제2 전극시트(112)를 제조한다.
절개홈 노칭단계(S15)는 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 상호 대응하는 제1 및 제2 전극시트(111)(112)의 일측 단부를 노칭(notching)하여 복수의 제1 절개홈(111d)과 복수의 제2 절개홈(112d)이 각각 형성한다. 즉, 제1 및 제2 전극시트(111)(112)의 상호 대응하는 일측 단부(도 9에서 보았을 때 우측)를 따라 복수의 절개홈(111d)(112d)을 성형한다. 이때 제1 및 제2 전극시트(111)(112)는 상호 겹쳐지지 않도록 각각 노칭 작업을 진행한다.
한편, 음극시트인 제2 전극시트(112)에 형성되는 제2 절개홈(112d)은 양극시트인 제1 전극시트(111)에 형성되는 제1 절개홈(111d) 보다 작게 형성한다.
한편, 복수의 절개홈(111d)(112d)은 상호 대응하는 제1 전극시트(111)의 제1 전극활물질부(111a)와 제2 전극시트(112)의 제2 전극활물질부(112a)에 노칭될 수 있다. 즉, 제1 전극시트(111)의 제1 무지부(111b)와 제2 전극시트(112)의 제2 무지부(112b)는 쇼트를 방지하기 위해 형성되는 것으로, 절개홈에 의해 구멍이 형성될 경우 쇼트가 발생할 수 있다. 이에 복수의 절개홈(111d)(112d)은 전극활물질부에만 노칭하여 쇼트 발생을 미연에 방지한다.
또한, 복수의 절개홈(111d)(112d)은 제1 및 제2 전극시트(111)(112)의 권취 시작점에서 권취 끝점으로 갈수록 간격이 점차 증대될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 전극시트(111)(112)가 와인딩되면서 원둘레가 점차 증대되며, 이에 제1 및 제2 전극시트(111)(112)의 와인딩 시 증대되는 원둘레만큼 복수의 절개홈(111d)(112d)이 포개지도록 간격을 점차 증대한다.
또한, 복수의 절개홈(111d)(112d)은 제1 및 제2 전극시트(111)(112)의 권취 시작점에서 권취 끝점으로 갈수록 바닥부 길이가 점차 증대될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 전극시트(111)(112)는 와인딩되면서 원둘레가 점차 증가되면서 절개홈(111d)(112d)이 형성되어야 하는 둘레 또한 증대되며, 이에 제1 및 제2 전극시트(111)(112)의 와인딩 시 증대되는 원둘레만큼 절개홈(111d)(112d)의 바닥부 길이를 점차 증대시켜서 프리폼 만입부를 형성할 수 있다.
예로, 도 9를 참조하면, 제1 및 제2 전극시트(111)(112)의 권취 시작점에 인접한 위치에 성형된 절개홈(111d)(112d)은 바닥부가 각진 'V'자 형태를 가지고, 제1 및 제2 전극시트(111)(112)의 권취 끝점에 인접한 위치에 성형된 절개홈(111d)(112d)은 바닥부가 평평한 홈의 형태를 가진다. 이와 같이 복수의 절개홈(111d)(112d)을 형성함에 따라 도 1에 도시된 프리폼 만입부를 형성할 수 있다.
모따기단계(S16)는 도 10에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 전극시트(111)와 제2 전극시트(112)의 일측 단부에 형성된 양쪽 꼭지점 부분이 프리폼 만입부에 위치하지 않도록 비스듬하게 절단하여 제거한다.
전극탭 부착단계(S17)는 도 11에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 및 제2 전극시트(111)(112)에 제1 및 제2 전극탭(111c)(112c)을 각각 부착한다.
즉, 전극탭 부착단계(S17)는 제1 전극시트(111)의 권취 시작점(도 11에서 보았을 때 우측 단부)에 위치한 제1 무지부(111b)에 제1 전극탭(111c)을 결합하고, 제2 전극시트(112)의 권취 끝점(도 11에서 보았을 때 좌측 단부)에 위치한 제2 무지부(111b)에 제2 전극탭(112c)을 결합한다. 이때, 제1 전극탭(111c)과 제2 전극탭(112c)는 동일한 방향을 향하도록 부착될 수 있다.
상기와 같은 단계가 완료되면 절개홈이 형성된 제1 및 제2 전극시트(111)(112)를 준비할 수 있다.
전극단위체 준비단계(S20)
전극단위체 준비단계(S20)는 도 4를 참조하면, 제1 및 제2 절개홈(111d)(112d)이 대응되도록 제1 및 제2 전극시트(111)(112)를 배치하고, 제1 및 제2 전극시트(111)(112)의 사이에 분리막을 개재하여 복수의 절개홈이 형성된 전극단위체(110)를 준비한다.
즉, 제1 전극시트(111), 제1 분리막(113), 제2 전극시트(112) 및 제2 분리막(114)을 순차적으로 적층하여 전극단위체(110)를 제조한다.
여기서 분리막(113)(114)은 절개홈을 성형하기 전의 전극시트(111)(112)와 동일한 형태를 가진다. 특히 분리막(113)(114)은 음극시트인 제2 전극시트(112) 보다 크게 형성하며, 이에 제1 및 제2 전극시트(111)(112)가 접촉되면서 발생하는 쇼트를 방지한다. 즉, 분리막(113)(114)은 제2 전극시트(112) 보다 크고, 제2 전극시트(112)는 제1 전극시트(111) 보다 크다.
전극조립체 형성단계(S30)
전극조립체 형성단계(S30)는 도 12 내지 도 14에 도시되어 있는 것과 같이, 복수의 절개홈(111d)(112d)이 포개지도록 전극단위체(110)를 와인딩하여 전극조립체(100)를 제조한다. 이때, 복수의 절개홈(111d)(112d)이 포개지면서 전극조립체(100)에 프리폼(free-form) 만입부(100a)가 형성된다. 여기서 프리폼 만입부(100a)는 전극조립체(100)의 단부에 선택적으로 형성되면서 다양한 변형이 가능하다.
첫 번째 예로, 전극조립체 형성단계(S30)는 도 12에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(100)의 양쪽 끝단에 복수의 절개홈(111d)(112d)이 포개지도록 전극단위체(110)를 와인딩하여 전극조립체(100)의 양쪽 끝단에 경사면으로 형성된 프리폼 만입부(100a)를 형성할 수 있다.
두 번째 예로, 전극조립체 형성단계(S30)는 도 13에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(100')의 한쪽 끝단에 복수의 절개홈(111d)(112d)이 포개지도록 전극단위체(110)를 와인딩하여 전극조립체(100')의 한쪽 끝단에 경사면으로 형성된 프리폼 만입부(100a')를 형성할 수 있다.
세 번째 예로, 전극조립체 형성단계(S30)는 도 14에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(100")의 가운데에 복수의 절개홈(111d)(112d)이 포개지도록 전극단위체(110)를 와인딩하여 전극조립체(100")의 가운데에 "V"자 형태의 프리폼 만입부(100a")를 형성할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 예에 한정되지 않으며, 절개홈의 형태, 크기 및 위치에 따라 프리폼 만입부의 다양하게 변형이 가능하다.
이와 같이 전극단위체(110)를 와인딩 시 복수의 절개홈(111d)(112d)이 포개지는 위치에 따라 전극조립체(100")에 형성되는 프리폼 만입부(100a)의 위치를 다양하게 변경할 수 있다.
한편, 전극 단위체(110)의 와인딩 시 제1 전극탭(111c)과 제2 전극탭(112c)은 프리폼 만입부(100a)에 위치하지 않도록 위치할 수 있다. 즉, 제1 전극탭(111c)과 제2 전극탭(112c)에 의해 프리폼 만입부(100a)의 공간이 감소하지 않도록 프리폼 만입부(100a)가 없는 전극조립체(100)의 일면에 위치시킨다.
한편, 전극조립체 형성단계(S40)가 완료되면, 전극조립체(100)의 프리폼 만입부(100a)로부터 노출된 분리막(113)(114)을 절단하여 제거하는 분리막 절단단계(S50)를 더 포함할 수 있다.
분리막 절단단계(S40)
분리막 절단단계(S40)는 도 15에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(100)의 프리폼 만입부(100a)로부터 외부로 노출된 분리막(113)(114)을 절단하여 프리폼 만입부(100a)의 공간을 크게 확보한다. 이때 균일한 절단면을 얻기 위해 레이저장치를 이용하여 프리폼 만입부(100a)로부터 외부로 노출된 분리막(113)(114)을 절단할 수 있다.
한편, 분리막 절단단계(S40)는 전극조립체(100)의 프리폼 만입부(100a)로부터 노출된 분리막(113)(114) 중 일부를 남긴 상태로 절단할 수 있으며, 프리폼 만입부(100a)에 위치한 제1 및 제2 전극시트(111)(112)의 접촉을 효과적으로 차단할 수 있다.
이와 같이 분리막 절단단계(S40)가 완료되면 프리폼 만입부(100a)를 가진 전극조립체(100)를 얻을 수 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 제조방법은 와인딩 방식으로 프리폼 만입부(100a)가 형성된 전극조립체(100)를 제조할 수 있으며, 이에 새로운 방식의 전극조립체를 제조 방법을 구현할 수 있다.
한편, 이와 같은 구성을 가진 프리폼 만입부(100a)가 형성된 전극조립체(100)를 포함하여 이차전지(1)를 제조할 수 있다.
[제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법]
본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 도 16에 도시되어 있는 것과 같이, 프리폼 만입부(100a)가 형성된 전극조립체(100)를 준비하는 전극조립체 준비단계(S1); 및 전극조립체(100)를 케이스(200)에 수용하여 이차전지(1)를 제조하는 이차전지 제조단계(S2)를 포함한다.
여기서 케이스(200)에는 전극조립체(100)의 프리폼 만입부(100a)에 삽입되는 프리폼부(210)가 형성된다.
이와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지 제조방법은 프리폼 만입부(100a)가 형성된 전극조립체(100)와 대응하는 형태로 이차전지(1)를 제조할 수 있으며, 즉, 프리폼 이차전지를 제조할 수 있으며, 특히 프리폼부(210)의 다양한 변형을 통해 다양한 형태 및 모양의 이차전지(1)를 제조할 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 전극조립체
110: 전극단위체
111: 제1 전극시트
112: 제2 전극시트
113: 제1 분리막
114: 제2 분리막

Claims (22)

  1. 상호 대응하는 일측 단부에 복수의 제1 절개홈과 복수의 제2 절개홈이 각각 형성된 제1 및 제2 전극시트를 준비하는 전극시트 준비단계(S10);
    상기 제1 및 제2 절개홈이 대응되도록 상기 제1 및 제2 전극시트를 배치하고, 상기 제1 및 제2 전극시트의 사이에 분리막을 개재하여 전극단위체를 준비하는 복수의 절개홈이 형성된 전극단위체 준비단계(S20); 및
    상기 복수의 절개홈이 포개지도록 상기 전극단위체를 권취하여 전극조립체를 제조하며, 상기 절개홈이 포개지면서 상기 전극조립체에 프리폼(free-form) 만입부가 형성되는 전극조립체 형성단계(S30)를 포함하고,
    상기 전극시트 준비단계(S10)는, 서로 다른 극성의 전극활물질이 각각 패턴 코팅된 제1 및 제2 전극필름을 준비하는 전극 코팅단계(S11); 상기 제1 및 제2 전극필름을 각각 슬리팅(slitting)하여 복수의 전극활물질부와 복수의 무지부가 교대로 배치된 제1 및 제2 전극띠를 제조하는 전극 슬리팅단계(S13); 상기 제1 및 제2 전극띠를 각각 절단하며, 전극활물질부와 무지부로 형성된 제1 및 제2 전극시트를 제조하는 전극시트 제조단계(S14); 및 상호 대응하는 제1 및 제2 전극시트의 일측 단부를 노칭(notching)하여 복수의 제1 절개홈과 복수의 제2 절개홈이 각각 형성하는 절개홈 노칭단계(S15)를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 전극시트의 권취 시작점에 인접한 위치에 성형된 절개홈은 바닥부가 각진 'V'자 형태를 가지고, 상기 제1 및 제2 전극시트의 권취 끝점에 인접한 위치에 성형된 절개홈은 바닥부가 평평한 홈의 형태를 가지고,
    상기 전극조립체 형성단계(S30) 후, 상기 전극조립체의 프리폼 만입부로부터 노출된 분리막을 절단하여 제거하는 분리막 절단단계(S40)를 더 포함하는 전극조립체 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극조립체 형성단계(S30)는 상기 전극조립체의 양쪽 끝단에 상기 복수의 절개홈이 포개지도록 전극단위체를 권취하여 상기 전극조립체의 양쪽 끝단에 프리폼 만입부를 형성하는 전극조립체 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극조립체 형성단계(S30)는 상기 전극조립체의 한쪽 끝단에 상기 복수의 절개홈이 포개지도록 전극단위체를 권취하여 상기 전극조립체의 한쪽 끝단에 프리폼 만입부를 형성하는 전극조립체 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극조립체 형성단계(S30)는 상기 전극조립체의 가운데에 상기 복수의 절개홈이 포개지도록 전극단위체를 권취하여 상기 전극조립체의 가운데에 프리폼 만입부를 형성하는 전극조립체 제조방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극 코팅단계(S11)와 상기 전극 슬리팅단계(S13) 사이에는 상기 제1 및 제2 전극필름을 각각 압연하는 전극 압연단계(S12)를 더 포함하는 전극조립체 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극시트 준비단계(S10)는, 상기 제1 전극시트와 상기 제2 전극시트의 일측 단부에 형성된 양쪽 꼭짓점을 비스듬하게 절단하는 모따기단계(S16)를 더 포함하는 전극조립체 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극시트 준비단계(S10)는, 상기 제1 전극시트의 권취 시작점에 위치한 제1 무지부에 제1 전극탭이 부착하고, 상기 제2 전극시트의 권취 끝점에 위치한 제2 무지부에 제2 전극탭이 부착하는 전극탭 부착단계(S17)를 더 포함하는 전극조립체 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 제1 및 제2 절개홈은 상기 제1 및 제2 전극시트의 전극활물질부 일측 단부에 노칭되는 전극조립체 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 제1 및 제2 절개홈은 상기 제1 및 제2 전극시트의 권취 시작점에서 권취 끝점으로 갈수록 간격이 점차 증대되는 전극조립체 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 제1 및 제2 절개홈은 상기 제1 및 제2 전극시트의 권취 시작점에서 권취 끝점으로 갈수록 바닥부 길이가 점차 증대되는 전극조립체 제조방법.
  12. 삭제
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극시트는 양극시트이고, 제2 전극시트는 음극시트인 전극조립체 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 전극시트는 상기 제1 전극시트 보다 크게 형성되는 전극조립체 제조방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제2 전극시트에 형성된 제2 절개홈은 상기 제1 전극시트에 형성된 제1 절개홈을 커버하도록 상기 제1 절개홈 보다 작게 형성되는 전극조립체 제조방법.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극단위체 준비단계(S20)에서 상기 분리막은 상기 절개홈을 성형하기 전의 전극시트와 동일한 형태를 가지는 전극조립체 제조방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 분리막은 상기 제2 전극시트 보다 크게 형성되는 전극조립체 제조방법.
  18. 삭제
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 분리막 절단단계(S40)는 레이저를 이용하여 상기 전극조립체의 프리폼 만입부로부터 노출된 분리막을 절단하는 전극조립체 제조방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 분리막 절단단계(S40)는 상기 전극조립체의 프리폼 만입부로부터 노출된 상기 분리막 중 일부를 남긴 상태로 절단하는 포함하는 전극조립체 제조방법.
  21. 청구항 8에 있어서,
    상기 전극조립체 형성단계(S30)에서 상기 제1 및 제2 전극탭은 상기 프리폼 만입부에 위치하지 않게 상기 전극단위체를 권취하는 전극조립체 제조방법.
  22. 청구항 1에 의해 제조되는 전극조립체를 준비하는 전극조립체 준비단계(S1); 및
    상기 전극조립체를 케이스에 수용하여 이차전지를 제조하는 이차전지 제조단계(S2)를 포함하며,
    상기 케이스에는 상기 전극조립체의 프리폼 만입부에 삽입되는 프리폼부가 형성되는 이차전지 제조방법.
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