KR102256482B1 - 전극 적층체의 제조 방법 - Google Patents

전극 적층체의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102256482B1
KR102256482B1 KR1020170049808A KR20170049808A KR102256482B1 KR 102256482 B1 KR102256482 B1 KR 102256482B1 KR 1020170049808 A KR1020170049808 A KR 1020170049808A KR 20170049808 A KR20170049808 A KR 20170049808A KR 102256482 B1 KR102256482 B1 KR 102256482B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
sheet
cutting
cutting step
electrode sheet
Prior art date
Application number
KR1020170049808A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180116907A (ko
Inventor
안창범
박동혁
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020170049808A priority Critical patent/KR102256482B1/ko
Publication of KR20180116907A publication Critical patent/KR20180116907A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102256482B1 publication Critical patent/KR102256482B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H01M50/406—Moulding; Embossing; Cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54—Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

전극 적층체의 제조 방법이 개시된다.
본 발명에 따르면, 종래 기술에 비해 전극 적층체의 제조 과정에서 발생하는 주름 발생 문제를 해결할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 제1 시트 상에 제1 전극 활물질을 도포하되 상기 제1 전극 활물질이 도포된 영역인 제1 유지부와 상기 제1 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제1 무지부가 상기 제1 시트의 길이 방향으로 교대 형성되는 제1 전극 시트를 제조하는 제1 도포 단계; 제2 시트 상에 제2 전극 활물질을 도포하되 상기 제2 전극 활물질이 도포된 영역인 제2 유지부와 상기 제2 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제2 무지부가 상기 제2 시트의 길이 방향으로 교대 형성되는 제2 전극 시트를 제조하는 제2 도포 단계; 상기 제1 무지부 또는 상기 제2 무지부의 일부를 절단하여 상기 제1 전극 시트 또는 상기 제2 전극 시트에 오목부가 형성되도록 하는 제1 절단 단계; 상기 제1 전극 시트 및 상기 제2 전극 시트 사이에 분리 시트를 배치한 후 상기 제1 전극 시트, 분리 시트 및 제2 전극 시트를 상기 제1 전극 시트, 분리 시트 및 제2 전극 시트를 라미네이팅 하기 위한 라미네이션 장치에 공급하는 공급 단계 단계; 및 상기 라미네이션 장치에 상기 제1 전극 시트, 분리 시트 및 제2 전극 시트를 라미네이팅하는 라미네이션 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전극 적층체의 제조 방법{Method of manufacturing electrode stack}
본 발명은 전극 적층체의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래 기술에 비해 전극 적층체의 제조 과정에서 발생하는 주름 발생 문제를 해결할 수 있는 전극 적층체의 제조 방법에 관한 것이다.
양극, 분리막 및 음극을 적층하여 제조되는 전극 적층체(electrode stack)를 제조하는 방법 중 하나인 라미네이션 공정(lamination process)는 양극, 분리막 및 음극을 교대로 적층하여 라미네이션 장치에 공급한 후 라미네이션 장치가 가열 또는 가압하여 전극 적층체 내의 전극과 분리막을 서로 접착하는 공정을 의미한다.
도 1은 종래 기술에 따른 라미네이션 단계에서 전극이 공급되는 방향을 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 라미네이션 단계에서 전극(1)이 라미네이션 장치에 공급되기 전에 전극(1)에는 전극탭(1a)가 형성된다. 도 1에는 하나의 전극(1)에 두 개의 전극탭(1a)이 형성된 경우를 도시하고 있다. 한편, 도 1에는 전극에 대해서만 도시하고 있지만, 결국 라미네이션 장치에 공급되는 구성은 전극 및 분리막을 포함하는 전극 적층체로 볼 수 있다.
이때, 종래 기술에 따르면, 전극(1)은 라미네이션 장치를 향해 폭 방향으로 공급된다. 즉, 종래 기술에 따르면, 전극탭(1a)이 돌출된 방향과 전극(1)이 라미네이션 장치에 공급되는 방향이 수직하게 된다.
라미네이션 장치에 대한 이러한 공급 방식은 전극 또는 전극 적층체의 길이가 상대적으로 짧은 경우에는 큰 문제가 없으나, 전극 또는 전극 적층체의 길이가 상대적으로 긴 경우에는 전극 또는 전극 적층체의 품질에 문제가 발생할 수 있다.
즉, 종래 기술에 따르면, 전극이 전극의 폭 방향으로 라미네이션 장치에 공급되므로, 전극의 제조 과정에서 전극 시트에 코팅된 전극의 로딩(loading) 편차 및 분리막의 폭에 의한 주름에 의해 사행이 발생하는 등 전극 적층체의 품질이 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 기술에 따르면, 전극에 전극탭이 형성되도록 전극의 일부를 절단한 후 라미네이션 장치에 공급하여 전극 적층체를 라미네이팅하고, 이후에 분리막을 절단하게 되므로 전극 및 분리막의 절단 단계가 별개로 이루어져 공정이 복잡하다는 문제점이 있었다.
한국등록특허공보 제10-1599490호(2016.03.03 공고)
따라서, 본 발명의 목적은 길이가 긴 전극 적층체를 제조하는 경우에도 전극 적층체의 주름 발생에 의한 사행이 발생하는 것을 최소화함으로써 전극 적층체의 품질을 향상시키는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 전극 적층체의 제조 과정에서 수반되는 전극 및 분리막의 공정을 통합함으로써 공정을 보다 간소화하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 시트 상에 제1 전극 활물질을 도포하되 상기 제1 전극 활물질이 도포된 영역인 제1 유지부와 상기 제1 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제1 무지부가 상기 제1 시트의 길이 방향으로 교대 형성되는 제1 전극 시트를 제조하는 제1 도포 단계; 제2 시트 상에 제2 전극 활물질을 도포하되 상기 제2 전극 활물질이 도포된 영역인 제2 유지부와 상기 제2 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제2 무지부가 상기 제2 시트의 길이 방향으로 교대 형성되는 제2 전극 시트를 제조하는 제2 도포 단계; 상기 제1 무지부 또는 상기 제2 무지부의 일부를 절단하여 상기 제1 전극 시트 또는 상기 제2 전극 시트에 오목부가 형성되도록 하는 제1 절단 단계; 상기 제1 전극 시트 및 상기 제2 전극 시트 사이에 분리 시트를 배치한 후 상기 제1 전극 시트, 분리 시트 및 제2 전극 시트를 라미네이팅 하기 위한 라미네이션 장치에 공급하는 공급 단계 단계; 및 상기 라미네이션 장치에 상기 제1 전극 시트, 분리 시트 및 제2 전극 시트를 라미네이팅하는 라미네이션 단계; 를 포함하는 전극 적층체의 제조 방법이 제공된다.
상기 제1 무지부 또는 상기 제2 무지부를 상기 제1 전극 시트 또는 상기 제2 전극 시트의 폭 방향으로 절단하여 상기 제1 전극 시트로부터 제1 전극탭을 갖는 복수의 제1 전극 또는 상기 제2 전극 시트로부터 제2 전극탭을 갖는 복수의 제2 전극을 형성하는 제2 절단 단계; 를 더 포함하고, 상기 제2 절단 단계는 상기 제1 절단 단계 이후에 이루어질 수 있다.
상기 제1 전극은 양극이고, 상기 제1 절단 단계에서, 상기 제1 무지부의 일부를 절단하여 상기 제1 전극 시트에 오목부가 형성되고, 상기 제2 절단 단계에서, 상기 제1 무지부를 상기 제1 전극 시트의 폭 방향으로 절단하여 상기 제1 전극 시트로부터 제1 전극탭을 갖는 복수의 제1 전극이 형성되고, 상기 제2 절단 단계는 상기 공급 단계 이전에 이루어질 수 있다.
상기 제2 전극은 음극이고, 상기 제1 절단 단계에서, 상기 제2 무지부의 일부를 절단하여 상기 제2 전극 시트에 오목부가 형성되고, 상기 제2 절단 단계에서, 상기 제2 무지부를 상기 제2 전극 시트의 폭 방향으로 절단하여 상기 제2 전극 시트로부터 제2 전극탭을 갖는 복수의 제2 전극이 형성되고, 상기 제2 절단 단계는 상기 라미네이션 단계 이후에 이루어질 수 있다.
상기 분리 시트의 일부를 절단하여 상기 분리 시트에 상기 제1 전극 시트 또는 상기 제2 전극 시트에 형성되는 오목부에 대응되는 오목부가 형성되는 제3 절단 단계; 를 더 포함하고, 상기 제3 절단 단계는 상기 공급 단계 이전에 이루어질 수 있다.
오목부가 형성된 상기 분리 시트 부분을 상기 분리 시트의 폭 방향으로 절단하여 복수의 분리막을 형성하는 제4 절단 단계; 를 더 포함하고, 상기 제4 절단 단계는 상기 라미네이션 단계 이후에 이루어질 수 있다.
상기 제4 절단 단계는 상기 제2 절단 단계와 일체로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 길이가 긴 전극 적층체를 제조하는 경우에도 전극 적층체의 주름 발생에 의한 사행이 발생하는 것을 최소화함으로써 전극 적층체의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전극 적층체의 제조 과정에서 수반되는 전극 및 분리막의 공정을 통합함으로써 공정을 보다 간소화할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 라미네이션 단계에서 전극 및 분리막이 공급되는 방향을 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법 중 제1 도포 단계 및 제2 도포 단계에 의해 제조된 제1 전극 시트 및 제2 전극 시트를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법 중 제1 절단 단계에 의해 제1 전극 시트 및 제2 전극 시트에 형성된 오목부를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법 중 제2 절단 단계에 의해 형성된 제1 전극 및 제2 전극을 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법 중 제3 절단 단계에 의해 분리 시트에 형성된 오목부를 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법 중 제4 절단 단계에 의해 형성된 분리막을 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 적층체의 제조 방법의 순서를 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 적층체의 제조 방법의 순서를 도시한 순서도이다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법을 도시한 사시도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 전극 적층체(S)는 제1 전극 시트(100), 분리 시트(300) 및 제2 전극 시트(200)를 라미네이션 장치(L)에 공급한 후, 라미네이션 공정을 통해 전극 또는 전극 시트와 분리막 또는 분리 시트를 서로 접착함으로써 제조된다. 제1 전극 시트(100)는 양극일 수 있고, 제2 전극 시트(200)는 음극일 수 있다. 한편, 본 명세서에서 사용된 '전극'은 '전극 시트'를 절단함으로써 제조되는 구성일 수 있으나, 전극 시트가 절단되어 전극이 제조되더라도 그러한 전극들의 집합 또한 '전극 시트'로 지칭될 수도 있다. 한편, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법에 의해 제조된 전극 적층체(S)는 제1 전극, 분리막, 제2 전극 및 분리막의 4층 구조를 갖는 모노셀(mono cell)일 수 있지만, 전극 적층체(S)의 적층 구조는 이에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법 중 제1 도포 단계 및 제2 도포 단계에 의해 제조된 제1 전극 시트 및 제2 전극 시트를 도시한 평면도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법은, 제1 시트(10) 상에 제1 전극 활물질(12)을 도포하되 제1 전극 활물질(12)이 도포된 영역인 제1 유지부(110)와 제1 전극 활물질(12)이 도포되지 않은 영역인 제1 무지부(120)가 제1 시트(10)의 길이 방향으로 교대 형성되는 제1 전극 시트(100)를 제조하는 제1 도포 단계를 포함할 수 있다. 또한, 계속해서 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법은, 제2 시트(20) 상에 제2 전극 활물질(22)을 도포하되 제2 전극 활물질(22)이 도포된 영역인 제2 유지부(210)와 제2 전극 활물질(22)이 도포되지 않은 영역인 제2 무지부(220)가 제2 시트(20)의 길이 방향으로 교대 형성되는 제2 전극 시트(200)를 제조하는 제2 도포 단계를 포함할 수 있다. 이때,'제1 도포 단계' 및 '제2 도포 단계'라는 표현은 '제1 전극 시트' 및 '제2 전극 시트'에 대응될 수 있도록 편의상 명명된 명칭일 뿐, 제1 도포 단계와 제2 도포 단계의 시간적 선후 관계를 의미하는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따르면, 제1 도포 단계는 제2 도포 단계보다 먼저 이루어질 수도 있으나, 반대로, 제2 도포 단계가 제1 도포 단계보다 먼저 이루어질 수도 있으며, 제1 도포 단계와 제2 도포 단계가 동시에 이루어질 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법 중 제1 절단 단계에 의해 제1 전극 시트 및 제2 전극 시트에 형성된 오목부를 도시한 평면도이다.
도 4를 참고하면, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법은, 제1 무지부(120) 또는 제2 무지부(220)의 일부를 절단하여 제1 전극 시트(100) 또는 제2 전극 시트(220)에 오목부(D)가 형성되도록 하는 제1 절단 단계를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 오목부(D)는 제1 전극 시트(100) 또는 제2 전극 시트(200)의 폭 방향 중심을 향해 움푹 패인 형상을 가질 수 있다. 이때, 오목부(D)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 전극 시트(100) 또는 제2 전극 시트(200)의 폭 방향으로 양측에 모두 형성될 수도 있으나, 도 4에 도시된 바와 달리, 제1 전극 시트(100) 또는 제2 전극 시트(200)의 폭 방향 일측에만 형성될 수도 있다. 또한, 오목부(D)는, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 무지부(120) 또는 제2 무지부(220)의 중앙부에 형성될 수도 있지만, 도 4에 도시된 바와 달리, 제1 무지부(120) 또는 제2 무지부(220)의 일측에 치우쳐 있도록 형성될 수도 있다. 한편, 제1 절단 단계는 제1 도포 단계 및 제2 도포 단계보다 나중에 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법은, 제1 전극 시트(100) 및 제2 전극 시트(200) 사이에 분리 시트(30, 도 6 내지 도 7 참조)를 배치한 후 제1 전극 시트(100), 분리 시트(30, 도 6 및 도 7 참조) 및 제2 전극 시트(200)를 제1 전극 시트(100), 분리 시트(30, 도 6 및 도 7 참조) 및 제2 전극 시트(200)를 라미네이팅 하기 위한 라미네이션 장치(L, 도 2 참조)에 공급하는 공급 단계, 및 라미네이션 장치(L, 도 2 참조)에서 제1 전극 시트(100), 분리 시트(30, 도 6 내지 도 7 참조) 및 제2 전극 시트(200)를 라미네이팅하는 라미네이션 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 공급 단계에서 제1 전극 시트(100), 분리 시트(30, 도 6 및 도 7 참조) 및 제2 전극 시트(200)은 라미네이션 장치(L, 도 2 참조)에 길이 방향으로 공급될 수 있다. 본 발명에 따르면, 종래 기술과 달리 라미네이션 장치에 제1 전극 시트, 분리 시트 및 제2 전극 시트를 길이 방향으로 공급함으로써 전극 적층체의 제조 과정에서 전극 시트에 도포되는 전극 활물질의 로딩(loading) 편차 및 분리막의 폭에 의한 주름에 의해 사행이 발생하는 것을 방지함으로써 전극 적층체의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법 중 제2 절단 단계에 의해 형성된 제1 전극 및 제2 전극을 도시한 평면도이다.
도 5를 참고하면, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법은, 제1 무지부(120) 또는 제2 무지부(220)를 제1 전극 시트(100) 또는 제2 전극 시트(200)의 폭 방향으로 절단하여 제1 전극 시트(100)로부터 제1 전극탭(100b)을 갖는 복수의 제1 전극(100a) 또는 제2 전극 시트(200)로부터 제2 전극탭(200b)을 갖는 복수의 제2 전극(200a)을 형성하는 제2 절단 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제2 절단 단계는 제1 절단 단계 이후에 이루어질 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면, 제1 절단 단계에서 형성된 오목부(D)를 포함하는 제1 무지부(120) 또는 제2 무지부(220)는 제2 절단 단계에서 절단되어, 제1 전극탭(100b) 또는 제2 전극탭(200b)가 형성될 수 있다. 도 5에는 오목부(D)를 포함하는 제1 무지부(120) 또는 제2 무지부(220)가 제2 절단 단계에서 절단되어, 일부는 제1 전극(100a) 또는 제2 전극(200a)의 좌측 전극탭을 형성하고, 나머지 일부는 제1 전극(100a) 또는 제2 전극(200a)의 우측 전극탭을 형성하는 경우를 도시하고 있다. 그러나, 이와 달리 오목부(D)를 포함하는 제1 무지부(120) 또는 제2 무지부(220)가 제2 절단 단계에서 절단되어, 어느 하나의 전극(100a, 200a)의 전극탭만을 형성하게 될 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법에서, 제1 전극 시트에 대한 제1 절단 단계 및 제2 절단 단계는 제2 전극 시트에 대한 제1 절단 단계 및 제2 절단 단계와 별개로 이루어질 수 있다. 하기에서는 제1 전극 시트 및 제2 전극 시트로부터 각각 제1 전극 및 제2 전극을 제조하는 방법에 대해서 보다 자세히 설명하도록 한다.
본 발명에 따르면, 제1 전극(100a)은 양극일 수 있다. 즉, 제1 전극 시트(100)는 양극 시트일 수 있다. 제1 전극 시트에 대한 제1 절단 단계에서 제1 무지부의 일부가 절단되어 제1 전극 시트에 오목부가 형성되고, 제1 전극 시트에 대한 제2 절단 단계에서 제1 무지부를 제1 전극 시트의 폭 방향으로 절단하여 제1 전극 시트로부터 제1 전극탭을 갖는 복수의 제1 전극이 형성될 수 있음은 전술한 바 있다. 이때, 제2 절단 단계는 공급 단계 이전에 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법에서, 양극 시트는 제1 절단 단계 및 제2 절단 단계를 거쳐 전극탭을 포함하는 복수의 전극으로 제조된 후에 라미네이션 장치에 공급될 수 있다.
이와 반대로, 본 발명에 따르면 제2 전극(200a)은 음극일 수 있다. 즉, 제2 전극 시트(200)는 음극 시트일 수 있다. 제2 전극 시트에 대한 제1 절단 단계에서 제1 무지부의 일부가 절단되어 제2 전극 시트에 오목부가 형성되고, 제2 전극 시트에 대한 제2 절단 단계에서 제1 무지부를 제2 전극 시트의 폭 방향으로 절단하여 제2 전극 시트로부터 제2 전극탭을 갖는 복수의 제2 전극이 형성될 수 있음은 전술한 바 있다. 이때, 제2 절단 단계는 라미네이션 단계 이후에 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법에서, 양극과 달리 음극은 라미네이션 장치에서 배출된 이후에 음극 시트로부터 제조될 수 있다(도 2 참조).
도 6은 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법 중 제3 절단 단계에 의해 분리 시트에 형성된 오목부를 도시한 평면도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법은, 분리 시트(30)의 일부를 절단하여 분리 시트(30)에 오목부(D')가 형성되는 제3 절단 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제3 절단 단계에서 분리 시트(30)의 오목부(D')는 제1 절단 단계에 의해 제1 전극 시트 및 제2 전극 시트에 형성되는 오목부(D, 도 4 참조)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이때, '대응된다'는 의미는 제1 전극 시트 및 제2 전극 시트에 형성되는 오목부와 분리 시트에 형성되는 오목부가 서로 마주볼 수 있도록 형성됨을 의미하는 것이며, 크기와 모양이 같다는 것만을 의미하지는 않는다.
오목부(D')는 분리 시트(30)의 폭 방향 중심을 향해 움푹 패인 형상을 가질 수 있다. 이때, 오목부(D')는 도 6에 도시된 바와 같이 분리 시트(30)의 폭 방향으로 양측에 모두 형성될 수도 있으나, 도 6에 도시된 바와 달리, 분리 시트(30)의 폭 방향 일측에만 형성될 수도 있다.
한편, 제3 절단 단계는 공급 단계 이전에 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 분리 시트(30)는 오목부(D')가 형성된 후에 라미네이션 장치에 공급될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법 중 제4 절단 단계에 의해 형성된 분리막을 도시한 평면도이다.
도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법은 분리 시트를 분리 시트의 폭 방향으로 절단하여 복수의 분리막(300a)을 형성하는 제4 절단 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제4 절단 단계는 라미네이션 단계 이후에 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 분리 시트가 라미네이션 장치에서 배출된 후에 분리 시트로부터 복수의 분리막이 형성될 수 있다.
이때, 본 발명에 따르면, 제4 절단 단계는 제2 절단 단계와 일체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수의 제2 전극 제조를 위한 제2 절단 단계와 복수의 분리막 제조를 위한 제4 절단 단계는 일체로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따르면, 제2 절단 단계와 제4 절단 단계가 일체로 이루어짐으로써, 전극 적층체의 제조 과정에서 수반되는 전극 및 분리막의 절단 공정을 통합하여 공정을 보다 간소화할 수 있게 된다.
한편, 전술한 바와 같이 제2 전극은 음극일 수 있으므로, 본 발명에 따른 전극 적층체의 제조 방법은 분리 시트로부터 복수의 분리막을 제조하는 제4 절단 단계와, 음극 시트로부터 복수의 음극을 제조하는 제2 절단 단계가 일체로 이루어짐으로써, 복수의 분리막 및 복수의 음극이 동시에 형성될 수 있다. 이때, 제4 절단 단계와 제2 절단 단계가 일체로 이루어진다는 것은 양 절단 단계가 동일한 구성 또는 원인에 의해 이루어짐을 의미할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 적층체의 제조 방법의 순서를 도시한 순서도이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 적층체의 제조 방법의 순서를 도시한 순서도이다. 이하, 도 2, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 전극 적층체의 제조 방법의 순서에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 적층체의 제조 방법은, 별개의 시트에 각각 양극 활물질 및 음극 활물질을 도포하되, 시트 각각의 길이 방향으로 유지부 및 무지부가 교대 형성되도록 양극 활물질 및 음극 활물질이 도포될 수 있다. 이후에 양극 활물질이 도포된 양극 시트는 제1 절단 단계 및 제2 절단 단계를 거침으로써 복수의 양극으로 제조되고, 복수의 양극은 라미네이션 장치에 공급될 수 있다. 반면, 음극 활물질이 도포된 음극 시트는 제1 절단 단계를 거친 후 라미네이션 장치에 공급될 수 있다. 음극 시트와 유사하게 분리 시트 역시 제3 절단 단계를 거친 후 라미네이션 장치에 공급될 수 있다.
라미네이션 장치에서 양극 시트(보다 상세하게는, 양극 시트가 절단되어 제조된 복수의 양극들), 분리 시트 및 음극 시트는 교대로 적층된 상태에서 라미네이팅 될 수 있다.
라미네이팅된 후 라미네이션 장치로부터 배출된 음극 시트 및 분리 시트는 각각 제2 절단 단계 및 제4 절단 단계에서 절단되어 각각 복수의 음극 및 복수의 분리막으로 형성됨으로써, 양극, 분리막 및 음극이 교대로 적층된 구조를 갖는 전극 적층체(S)가 제조될 수 있다. 이때, 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시예와 같이 음극 시트에 대한 제2 절단 단계 및 분리 시트에 대한 제4 절단 단계는 일체로 이루어질 수 있다. 그러나, 도 9에 도시된 본 발명의 다른 실시예와 같이 음극 시트에 대한 제2 절단 단계가 먼저 이루어진 후 분리 시트에 대한 제4 절단 단계가 나중에 이루어질 수도 있다.
제조된 전극 적층체는, 전극 적층체의 불량 여부를 판단하기 위한 추가적인 검사들(예를 들어, 단락(short-circuit) 검사)을 더 받을 수 있다.
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 실시가 가능함은 물론이다.
10 : 제1 시트
12 : 제1 전극 활물질
20 : 제2 시트
22 : 제2 전극 활물질
30 : 분리 시트
100 : 제1 전극 시트
100a : 제1 전극
100b : 제1 전극탭
110 : 제1 유지부
120 : 제1 무지부
200 : 제2 전극 시트
200a : 제2 전극
200b : 제2 전극탭
210 : 제2 유지부
220 : 제2 무지부
S : 전극 적층체
L : 라미네이션 장치
D, D' : 오목부

Claims (7)

  1. 제1 시트 상에 제1 전극 활물질을 도포하되 상기 제1 전극 활물질이 도포된 영역인 제1 유지부와 상기 제1 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제1 무지부가 상기 제1 시트의 길이 방향으로 교대 형성되는 제1 전극 시트를 제조하는 제1 도포 단계;
    제2 시트 상에 제2 전극 활물질을 도포하되 상기 제2 전극 활물질이 도포된 영역인 제2 유지부와 상기 제2 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 제2 무지부가 상기 제2 시트의 길이 방향으로 교대 형성되는 제2 전극 시트를 제조하는 제2 도포 단계;
    상기 제1 무지부 또는 상기 제2 무지부의 일부를 절단하여 상기 제1 전극 시트 또는 상기 제2 전극 시트에 오목부가 형성되도록 하는 제1 절단 단계;
    상기 제1 전극 시트 및 상기 제2 전극 시트 사이에 분리 시트를 배치한 후 상기 제1 전극 시트, 분리 시트 및 제2 전극 시트를 라미네이팅 하기 위한 라미네이션 장치에 공급하는 공급 단계; 및
    상기 라미네이션 장치에 상기 제1 전극 시트, 분리 시트 및 제2 전극 시트를 라미네이팅하는 라미네이션 단계; 를 포함하며,
    상기 제1 무지부 또는 상기 제2 무지부를 상기 제1 전극 시트 또는 상기 제2 전극 시트의 폭 방향으로 절단하여 상기 제1 전극 시트로부터 제1 전극탭을 갖는 복수의 제1 전극 또는 상기 제2 전극 시트로부터 제2 전극탭을 갖는 복수의 제2 전극을 형성하는 제2 절단 단계; 를 더 포함하고,
    상기 제2 절단 단계는 상기 제1 절단 단계 이후에 이루어지며,
    상기 분리 시트의 일부를 절단하여 상기 분리 시트에 상기 제1 전극 시트 또는 상기 제2 전극 시트에 형성되는 오목부에 대응되는 오목부가 형성되는 제3 절단 단계; 를 더 포함하고,
    상기 제3 절단 단계는 상기 공급 단계 이전에 이루어지며,
    오목부가 형성된 상기 분리 시트 부분을 상기 분리 시트의 폭 방향으로 절단하여 복수의 분리막을 형성하는 제4 절단 단계; 를 더 포함하고,
    상기 제4 절단 단계는 상기 라미네이션 단계 이후에 이루어지는 전극 적층체의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극은 양극이고,
    상기 제1 절단 단계에서, 상기 제1 무지부의 일부를 절단하여 상기 제1 전극 시트에 오목부가 형성되고,
    상기 제2 절단 단계에서, 상기 제1 무지부를 상기 제1 전극 시트의 폭 방향으로 절단하여 상기 제1 전극 시트로부터 제1 전극탭을 갖는 복수의 제1 전극이 형성되고,
    상기 제2 절단 단계는 상기 공급 단계 이전에 이루어지는 전극 적층체의 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 전극은 음극이고,
    상기 제1 절단 단계에서, 상기 제2 무지부의 일부를 절단하여 상기 제2 전극 시트에 오목부가 형성되고,
    상기 제2 절단 단계에서, 상기 제2 무지부를 상기 제2 전극 시트의 폭 방향으로 절단하여 상기 제2 전극 시트로부터 제2 전극탭을 갖는 복수의 제2 전극이 형성되고,
    상기 제2 절단 단계는 상기 라미네이션 단계 이후에 이루어지는 전극 적층체의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제4 절단 단계는 상기 제2 절단 단계와 일체로 이루어지는 전극 적층체의 제조 방법.
KR1020170049808A 2017-04-18 2017-04-18 전극 적층체의 제조 방법 KR102256482B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170049808A KR102256482B1 (ko) 2017-04-18 2017-04-18 전극 적층체의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170049808A KR102256482B1 (ko) 2017-04-18 2017-04-18 전극 적층체의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180116907A KR20180116907A (ko) 2018-10-26
KR102256482B1 true KR102256482B1 (ko) 2021-05-27

Family

ID=64099200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170049808A KR102256482B1 (ko) 2017-04-18 2017-04-18 전극 적층체의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102256482B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210078380A (ko) 2019-12-18 2021-06-28 주식회사 엘지에너지솔루션 전극의 교대 공급에 의한 단위셀의 제조방법
EP4109609A1 (en) * 2020-03-25 2022-12-28 LG Energy Solution, Ltd. Apparatus and method for manufacturing unit cell
KR20230162235A (ko) * 2022-05-20 2023-11-28 주식회사 엘지에너지솔루션 분리막 접힘을 방지하기 위한 전극조립체 제조장치 및 이를 이용하여 제조된 전극조립체

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101637659B1 (ko) * 2013-06-28 2016-07-07 주식회사 엘지화학 세퍼레이터 절단공정을 포함하는 전극조립체의 제조방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0896802A (ja) * 1994-09-27 1996-04-12 Sony Corp 二次電池の電極の製造方法
KR101599490B1 (ko) 2012-02-07 2016-03-03 주식회사 엘지화학 이차전지용 전극판의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 이차전지용 전극판과 이차전지

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101637659B1 (ko) * 2013-06-28 2016-07-07 주식회사 엘지화학 세퍼레이터 절단공정을 포함하는 전극조립체의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180116907A (ko) 2018-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10923758B2 (en) Electrode assembly having step, secondary battery, battery pack and device including electrode assembly, and method of manufacturing electrode assembly
US10283806B1 (en) Manufacturing method for laminated secondary battery
JP6091634B2 (ja) 二次電池用単位体積層装置及び積層方法
JP6278970B2 (ja) 電極組立体及び二次電池の製造方法
KR101553542B1 (ko) 2차 전지 내부 셀 스택 방법 및 이를 이용하여 제조되는 셀 스택
KR102256482B1 (ko) 전극 적층체의 제조 방법
US10297868B2 (en) Method for manufacturing electrode assembly for secondary battery
KR101998194B1 (ko) 전극 제조 장치 및 방법
JP6210352B2 (ja) 電極ガイドを含むラミネーション装置
KR20180023634A (ko) 이차전지의 전극탭 용접 방법 및 그에 따른 전극탭 용접 구조
JP2012129098A (ja) 二次電池の製造方法および製造装置
US10079409B2 (en) Method for producing cell including electrolyte impregnation inspection and pressurization
KR101291063B1 (ko) 2차 전지 내부 셀 스택 적층 장치 및 방법
KR20220011029A (ko) 단위 셀 제조 장치 및 방법
JP2019200841A (ja) 接合用冶具
KR20170110364A (ko) 이차전지 셀 조립 공정
US10749160B2 (en) Electrode assembly and method for manufacturing the same
KR20180106523A (ko) 파우치형 이차전지의 컬링을 방지하기 위한 레벨링 장치
KR20180041529A (ko) 전극 조립체 및 그러한 전극 조립체의 제조 방법
KR102409239B1 (ko) 이차전지용 전극조립체의 제조방법
KR20210078380A (ko) 전극의 교대 공급에 의한 단위셀의 제조방법
KR20200137186A (ko) 기본단위체, 이차전지용 라미네이션장치 및 방법
KR101763016B1 (ko) 이차전지 전극 조립체
KR20220058249A (ko) 이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템
EP3486989A1 (en) Manufacturing method for laminated secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant