KR102273780B1

KR102273780B1 - 이차 전지, 이차 전지의 제조 장치 및 이차 전지의 제조 방법

Info

Publication number: KR102273780B1
Application number: KR1020140083898A
Authority: KR
Inventors: 조재경; 소진호; 기대욱; 김기성
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2021-07-06
Also published as: US10897058B2; US20160006072A1; US10454131B2; CN105244527B; KR20160004825A; CN105244527A; US20180205109A1

Abstract

본 발명은 이차 전지, 이차 전지의 제조 장치 및 이차 전지의 제조 방법을 개시한다. 본 발명은, 서펜타인(Serpentine) 형태의 제1 세퍼레이터와, 기 제1 세퍼레이터의 서로 이격된 위치에서 상기 제1 세퍼레이터의 양면에 각각 배치되는 제1, 제2 전극판을 구비하는 제1 전극 조립체와, 서펜타인 형태로 형성되는 제2 세퍼레이터와, 서로 이격된 상기 제2 세퍼레이터의 위치에서 상기 제2 세퍼레이터의 양면에 각각 배치되는 제3, 제4 전극판을 구비하는 제2 전극 조립체를 포함하고, 상기 제1, 제2 전극판이 합체된 상기 제1 세퍼레이터는 상기 제1, 제2 전극판의 일단을 중심으로 절곡되어 상기 제2 세퍼레이터 위에 적층되고, 상기 제3, 제4 전극판이 합체된 상기 제2 세퍼레이터 부분은 상기 제3, 제4 전극판의 일단을 중심으로 절곡되어 상기 제1 세퍼레이터의 위에 적층되도록 배치된다.

Description

이차 전지, 이차 전지의 제조 장치 및 이차 전지의 제조 방법{Secondary battery, manufacturing apparatus for the same and manufacturing method for the same}

본 발명은 이차 전지, 이차 전지의 제조 장치 및 이차 전지의 제조 방법에 관한 것이다.

휴대폰, 노트북 등의 모바일 기기에 대한 기술개발과 생산 증가에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급증하고 있다. 최근에는 화석연료를 대체하기 위한 대체 에너지원으로 전기 자동차, 하이 브리드 자동차의 용도로도 활발한 연구개발이 진행되고 있다.

이차 전지의 일 유형에서는, 적층 형태로 제작된 전극 조립체를 제조하여 케이스 내부에 삽입할 수 있다. 이때, 전극 조립체를 적층 하여 제조하는 방법은 세퍼레이터와 전극판을 순차적으로 적층하거나 세퍼레이터를 전극판에 라미네이션한 후 다른 극성의 적극판을 사이에 삽입한 상태로 폴딩함으로써 제조할 수 있다. 상기와 같은 방법은 생산 시간이 오래 걸리고 별도의 접착물질 등을 필요로 하는 공정이 추가됨으로써 생산 효율이 떨어질 수 있다.

본 발명의 실시예들은 이차 전지, 이차 전지의 제조 장치 및 이차 전지의 제조 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면은, 서펜타인(Serpentine) 형태의 제1 세퍼레이터와, 기 제1 세퍼레이터의 서로 이격된 위치에서 상기 제1 세퍼레이터의 양면에 각각 배치되는 제1, 제2 전극판을 구비하는 제1 전극 조립체와, 서펜타인 형태로 형성되는 제2 세퍼레이터와, 서로 이격된 상기 제2 세퍼레이터의 위치에서 상기 제2 세퍼레이터의 양면에 각각 배치되는 제3, 제4 전극판을 구비하는 제2 전극 조립체를 포함하고, 상기 제1, 제2 전극판이 합체된 상기 제1 세퍼레이터는 상기 제1, 제2 전극판의 일단을 중심으로 절곡되어 상기 제2 세퍼레이터 위에 적층되고, 상기 제3, 제4 전극판이 합체된 상기 제2 세퍼레이터 부분은 상기 제3, 제4 전극판의 일단을 중심으로 절곡되어 상기 제1 세퍼레이터의 위에 적층되도록 배치되는 이차 전지를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 세퍼레이터의 적어도 일부분은 상기 제1 전극판과 상기 제4 전극판을 분리하도록 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 세퍼레이터의 적어도 일부분은 상기 제2 전극판과 상기 제3 전극판을 분리하도록 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1, 제2 전극판이 형성되지 않는 상기 제1 세퍼레이터의 부분의 길이는 상기 제1, 제2 전극판이 형성되는 상기 제1 세퍼레이터의 부분의 길이보다 크게 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제3, 제4 전극판이 형성되지 않는 상기 제2 세퍼레이터의 부분의 길이는 상기 제3, 제4 전극판이 형성되는 상기 제2 세퍼레이터의 부분의 길이보다 크게 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 세퍼레이터와 상기 제2 세퍼레이터, 서로 이격된 제1 세퍼레이터의 인접하는 부분 및 서로 이격된 제2 세퍼레이터의 인접하는 부분 중 적어도 하나를 서로 부착시키는 접착부재를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 세퍼레이터는 상기 제3, 제4 전극판의 일단을 감싸며, 상기 제2 세퍼레이터는 상기 제1, 제2 전극판의 일단을 감싸도록 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 측면은, 권취된 제1 세퍼레이터를 권출시키는 제1 권출부와, 상기 제1 권출부와 대향하도록 설치되어 권취된 제2 세퍼레이터를 권출시키는 제2 권출부와, 상기 제1 권출부로부터 이격되도록 배치되어 제1 클램핑 영역에서 제1, 제2 전극판을 상기 제1 세퍼레이터에 적층하고, 상기 제1 클램핑 영역에서 적층 영역으로 상기 제1 세퍼레이터를 이동시킨 후 언클램핑하는 제1 클램핑 유닛과, 상기 제2 권출부로부터 이격되도록 배치되어 제2 클램핑 영역에서 제3, 제4 전극판을 상기 제2 세퍼레이터에 적층하고, 상기 제2 클램핑 영역에서 상기 적층 영역으로 상기 제2 세퍼레이터를 이동시켜 상기 제1 세퍼레이터 상에 상기 제2 세퍼레이터를 배치한 후 언클램핑하는 제2 클램핑 유닛을 포함하는 이차 전지의 제조 장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 클램핑 유닛은 상기 제1, 제2 전극판 및 상기 제1 세퍼레이터를 언클램핑한 후 상기 적층 영역에서 상기 제1 클램핑 영역으로 이동할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 클램핑 유닛은 상기 제3, 제4 전극판 및 상기 제2 세퍼레이터를 언클램핑한 후 상기 적층 영역에서 상기 제2 클램핑 영역으로 이동할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 클램핑 유닛은 상기 제1, 제2 전극판의 일단과 일치하거나 상기 제2 클램핑 유닛은 상기 제3, 제4 전극판의 일단과 일치하도록 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 클램핑 유닛은 상기 제2 클램핑 유닛이 상기 제2 클램핑 영역에서 상기 적층 영역으로 이동하여 상기 제2 세퍼레이터를 반대 방향으로 절곡시킬 때, 상기 제2 세퍼레이터의 절곡 중심을 형성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면은, 적층 영역에 배치된 제1 세퍼레이터 상에 제3, 제4 전극판이 양 측면에 적층된 제2 세퍼레이터를 배치하는 단계와, 제1 클램핑 영역에 배치된 제1, 제2 전극판이 양 측면에 적층된 상기 제1 세퍼레이터를 상기 적층 영역으로 이동시켜 상기 제2 세퍼레이터 상에 적층하는 단계와, 제2 클램핑 영역에 배치된 제3, 제4 전극판이 양 측면에 적층된 제2 세퍼레이터를 상기 적층 영역으로 이동시켜 상기 제1 세퍼레이터 상에 적층하는 단계를 포함하는 이차 전지의 제조 방법을 제공할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 세퍼레이터는 상기 제1, 제2 전극판의 일단을 중심으로 절곡되거나 상기 제2 세퍼레이터는 상기 제3, 제4 전극판의 일단을 중심으로 절곡될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1, 제2 전극판의 일단과 상기 제3, 제4 전극판의 일단은 상기 제1, 제2 전극판의 길이 방향 중심을 기준으로 서로 반대 방향에 위치할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 전극판의 손상을 방지된 이차 전지를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 제조 장치를 보여주는 개념도이다.
도 2 내지 도 8은 도 1에 도시된 이차 전지의 제조 장치를 통하여 전극 조립체를 제조하는 순서를 보여주는 순서도이다.
도 9는 도 1에 도시된 이차 전지의 제조 장치를 통하여 제조된 이차 전지를 보여주는 개념도이다.
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ선을 따라 취한 단면도이다.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 제조 장치를 보여주는 개념도이다.

도 1을 참고하면, 이차 전지의 제조 장치(100)는 제1 권출부(110), 제1 클램핑 유닛(120), 제2 클램핑 유닛(130) 및 제2 권출부(140)를 포함할 수 있다.

제1 권출부(110)는 제1 세퍼레이터(1)가 권취된 후 권출시킬 수 있다. 이때, 제1 권출부(110)는 제1 세퍼레이터(1)가 권취되는 제1 롤러(111), 제1 롤러(111)를 구동시키는 제1 롤러구동부(112)를 구비할 수 있다.

제1 클램핑 유닛(120)은 적층 영역(S)과 제1 클램핑 영역(C1)을 위치하도록 이동할 수 있다. 이때, 제1 클램핑 유닛(120)은 한쌍을 구비할 수 있으며, 한쌍의 제1 클램핑 유닛(120)은 서로 겹치지 않도록 제1 클램핑 영역(C1) 또는 적층 영역(S)에 배치될 수 있으며, 서로 겹치지 않도록 제1 클램핑 영역(C1)에서 적층 영역(S) 또는 적층 영역(S)에서 제1 클램핑 영역(C1)으로 이동할 수 있다. 예를 들면, 한쌍의 제1 클램핑 유닛(120) 중 하나가 적층 영역(S)에서 제1 클램핑 영역(C1)으로 이동하는 경우 한쌍의 제1 클램핑 유닛(120) 중 다른 하나는 제1 클램핑 영역(C1)에서 적층 영역(S)으로 이동할 수 있다. 또한, 한쌍의 제1 클램핑 유닛(120) 중 하나가 제1 클램핑 영역(C1)에서 적층 영역(S)으로 이동하는 경우 한쌍의 제2 클램핑 유닛(130) 중 다른 하나는 적층 영역(S)에서 제1 클램핑 영역(C1)으로 이동할 수 있다. 이때, 한쌍의 제1 클램핑 유닛(120)은 동선이 서로 겹치지 않도록 서로 상하로 이동이거나 평행하게 이동할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 클램핑 유닛(120)은 서로 겹치지 않도록 상하로 이동하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1 클램핑 유닛(120)은 제1 클램프(121)와, 제1 클램프(121)로부터 이격되도록 배치되는 제2 클램프(122)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 클램프(121)와 제2 클램프(122)는 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 특히 제1 클램프(121)와 제2 클램프(122)는 각각 한쌍으로 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 클램프(121)는 한쌍으로 형성되어 서로 대향하도록 배치됨으로써 제1 세퍼레이터(1) 또는 제1, 제2 전극판(2,3) 및 제1 세퍼레이터(1)를 클램핑할 수 있다. 또한, 제2 클램프(122)도 제1 클램프(121)와 유사하도록 한쌍으로 형성될 수 있다.

제2 클램핑 유닛(130)은 제1 클램핑 유닛(120)과 유사하게 형성될 수 있다. 구체적으로 제2 클램핑 유닛(130)은 한쌍이 구비될 수 있다. 이때, 한쌍의 제2 클램핑 유닛(130)은 서로 겹치지 않도록 제2 클램핑 영역(C2) 또는 적층 영역(S)에 배치될 수 있다. 또한, 한쌍의 제2 클램핑 유닛(130)은 서로 겹치지 않도록 제2 클램핑 영역(C2)에서 적층 영역(S) 또는 적층 영역(S)에서 제2 클램핑 영역(C2)으로 이동할 수 있다. 예를 들면, 한쌍의 제2 클램핑 유닛(130) 중 하나가 적층 영역(S)에서 제2 클램핑 영역(C2)으로 이동하는 경우 한쌍의 제2 클램핑 유닛(130) 중 다른 하나는 제2 클램핑 영역(C2)에서 적층 영역(S)으로 이동할 수 있다. 또한, 한쌍의 제2 클램핑 유닛(130) 중 다른 하나가 제2 클램핑 영역(C2)에서 적층 영역(S)으로 이동하는 경우 한쌍의 제2 클램핑 유닛(130) 중 하나는 적층 영역(S)에서 제2 클램핑 영역(C2)으로 이동할 수 있다. 이때, 한쌍의 제2 클램핑 유닛(130)은 서로 겹치지 않도록 상하로 이동하거나 서로 평행하게 이동할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 클램핑 유닛(120)은 서로 겹치지 않도록 상하로 이동하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제2 클램핑 유닛(130)은 제3 클램프(131)와, 제3 클램프(131)로부터 이격되도록 배치되는 제4 클램프(132)를 구비할 수 있다. 이때, 제3 클램프(131)와 제4 클램프(132)는 서로 이격되도록 배치될 수 있으며, 제3 클램프(131)와 제4 클램프(134) 각각은 한쌍이 구비될 수 있다. 이때, 한쌍의 제3 클램프(131)은 서로 이격되거나 근접하도록 작동함으로써 제3, 제4 전극판(5,6) 및 제2 세퍼레이터(4)를 클램핑하거나 언클램핑할 수 있다. 또한, 한쌍의 제4 클램프(134)도 서로 이격되거나 근접하도록 작동함으로써 제3, 제4 전극판(5,6) 및 제2 세퍼레이터(4)를 클램핑하거나 언클램핑할 수 있다.

상기와 같은 제1 클램핑 유닛(120)과 제2 클램핑 유닛(130)은 서로 독립적으로 운동할 수 있다. 또한, 제1 클램핑 유닛(120)과 제2 클램핑 유닛(130)은 동시에 이동함으로써 적층 영역에서 전극 조립체(10)를 제조할 수 있다. 이때, 조립하는 공정 및 작동과 관련하여서는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.

제2 권출부(140)는 제1 권출부(110)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있다. 구체적으로 제2 권출부(140)는 제2 세퍼레이터(4)가 권취된 후 권출시키는 제2 롤러(141)와, 제2 롤러(141)를 구동시키는 제2 롤러구동부(142)를 구비할 수 있다.

따라서 이차 전지의 제조 장치(100)는 제1 클램핑 유닛(120)과 제2 클램핑 유닛(130)를 동시에 작동시켜 제1 전극 조립체(10a)와 제2 전극 조립체(10b)를 순차적으로 적층시킴으로써 전극 조립체(10)의 신속한 제조가 가능하다.

한편, 이하에서는 이차 전지의 제조 장치(100)를 통하여 제조하는 순서에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 한쌍의 제1 클램핑 유닛(120) 중 하나를 제1 클램핑 유닛(미표기), 한쌍의 제1 클램핑 유닛(120) 중 다른 하나를 제3 클램핑 유닛(미표기), 한쌍의 제2 클램핑 유닛(130) 중 하나를 제2 클램핑 유닛(미표기) 및 한쌍의 제2 클램핑 유닛(130) 중 다른 하나를 제4 클램핑 유닛(미표기)로 명칭을 변경하여 상세히 설명하기로 한다.

또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 제3 클램핑 유닛의 제1 클램프(121)는 제5 클램프(미표기), 상기 제3 클램핑 유닛의 제2 클램프(122)는 제6 클램프(미표기), 상기 제4 클램핑 유닛의 제3 클램프(131)는 제7 클램프(미표기) 및 상기 제4 클램핑 유닛의 제4 클램프(132)는 제8 클램프(미표기)로 명칭을 변경하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 8은 도 1에 도시된 이차 전지의 제조 장치를 통하여 전극 조립체를 제조하는 순서를 보여주는 순서도이다.

도 2 내지 도 8을 참고하면, 제1 권출부(110)에서 제1 세퍼레이터(1)가 권출되는 경우 제1 클램핑 유닛(120a)은 제1 클램핑 영역(C1)에서 제1 세퍼레이터(1)를 클램핑하여 적층 영역(S)으로 이동시킬 수 있다. 이때, 제1 클램핑 유닛(120a)의 끝단은 제1 세퍼레이터(1)의 시작점(1a)과 일치하도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 클램프(121a)의 끝단은 제1 세퍼레이터(1)의 시작점(1a)과 일치하도록 제1 세퍼레이터(1)의 일단에 배치될 수 있다.(도 2 참고)

상기와 같은 작업이 진행되는 동안 제2 권출부(140)에서 제2 세퍼레이터(4)가 권출된 후 제2 클램핑 영역(C2)으로 이송되면, 제2 클램핑 영역(C2)에서 제3, 제4 전극판(5,6)이 제2 세퍼레이터(4)의 양 측면으로 각각 이송될 수 있다. 이때, 제3 전극판(5)과 제4 전극판(6)은 제2 세퍼레이터(4)를 중심으로 서로 대향하도록 배치될 수 있다.

이후 제2 클램핑 유닛(130a)은 제3 전극판(5), 제2 세퍼레이터(4) 및 제4 전극판(6)을 클램핑할 수 있다. 이때, 제3 클램프(131a)는 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)의 일단을 클램핑할 수 있다. 특히 제3 클램프(131a)의 끝단은 제3 전극판(5)의 끝단 및 제4 전극판(6)의 끝단과 일치할 수 있다. 제4 클램프(132a)는 제3 클램프(131a)로부터 이격되도록 배치될 수 있다.(도 2참고)

또한, 제2 클램핑 유닛(130a)은 제3 전극판(5), 제2 세퍼레이터(4) 및 제4 전극판(6)을 제2 클램핑 영역(C2)에서 적층 영역(S)으로 이송시킬 수 있다. 이때, 제2 클램핑 유닛(130a)은 제1 클램핑 유닛(120a)의 상측에 배치됨으로써 제1 세퍼레이터(1) 상에 제2 세퍼레이터(4)가 이격되도록 배치시킬 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 제1 세퍼레이터(1) 상에 제3 전극판(5), 제2 세퍼레이터(4) 및 제4 전극판(6)이 순차적으로 적층될 수 있다.

상기와 같은 작업이 진행되는 동안 제1 클램핑 영역(C1)에서 제1 세퍼레이터(1)의 양 면에 각각 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)을 이송될 수 있다. 이후 제3 클램핑 유닛(120b)이 제1 클램핑 영역(C1)으로 이동하여 제1 전극판(2), 제1 세퍼레이터(1) 및 제2 전극판(3)을 클램핑할 수 있다. 이때, 제5 클램프(121b)는 제1 전극판(2)의 일단 및 제2 전극판(3)의 일단을 클램핑할 수 있다. 특히 제5 클램프(121b)의 끝단은 제1 전극판(2)의 끝단 및 제2 전극판(3)의 끝단과 일치할 수 있다. 제6 클램프(122b)는 제5 클램프(121b)로부터 이격되도록 배치될 수 있다.(도 2 참고)

또한, 제2 클램핑 영역(C2)에서는 제2 세퍼레이터(4)의 양 면에 각각 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)이 이송될 수 있다. 이후 제4 클램핑 유닛(130b)은 제2 클램핑 영역(C2)으로 이동하여 제3 전극판(5), 제2 세퍼레이터(4) 및 제4 전극판(6)을 클램핑할 수 있다. 이때, 제7 클램프(131b)는 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)의 일단을 클램핑할 수 있다. 특히 제7 클램프(131b)의 끝단은 제3 전극판(5)의 끝단 및 제4 전극판(6)의 끝단과 일치할 수 있다. 제8 클램프(132b)는 제7 클램프(131b)로부터 이격되도록 배치될 수 있다.

상기의 과정이 완료되면, 제3 클램핑 유닛(120b)이 제1 클램핑 영역(C1)에서 적층 영역(S)으로 이동할 수 있다. 이때, 제1 클램핑 유닛(120a)은 제1 세퍼레이터(1)의 일단을 언클램핑(Unclamping)하여 구속을 해제하고 적층 영역(S)에서 제1 클램핑 영역(C1)으로 이동할 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 제3 클램핑 유닛(120b)과 제1 클램핑 유닛(120a)은 서로 이동 경로가 겹치지 않도록 상하로 서로 엇갈려 이동할 수 있다. 또한, 제1 클램핑 유닛(120a)이 제1 세퍼레이터(1)를 언클램핑하고 제3 클램핑 유닛(120b)이 이동하는 경우 제2 클램핑 유닛(130a)은 제1 세퍼레이터(1)를 가력함으로써 제1 세퍼레이터(1)가 움직이는 것을 방지할 수 있다. 이때, 제1 세퍼레이터(1)의 하측면에는 별도의 구조물이 설치되어 제1 세퍼레이터(1)를 지지하거나 제1 세퍼레이터(1)를 고정시킬 수 있다.

상기와 같이 제3 클램핑 유닛(120b)이 제1 클램핑 영역(C1)으로부터 적층 영역(S)을 이동하는 경우 제1 세퍼레이터(1)는 제2 클램핑 유닛(130a)의 끝단을 중심으로 절곡될 수 있다. 특히 제1 세퍼레이터(1)는 제2 클램핑 유닛(130a)의 끝단인 제3 클램프(131a)의 끝단을 절곡 중심으로 하여 제1 방향(D1)에서 제1 방향(D1)과 반대 방향인 제2 방향(D2)으로 절곡될 수 있다.(도 3 참고)

이때, 제1 세퍼레이터(1)는 절곡되면서 제3 전극판(5)의 끝단 및 제4 전극판(6)의 끝단을 감쌀 수 있다. 특히 상기와 같은 경우 제1 세퍼레이터(1)의 절곡으로 인하여 제3 전극판(5)의 끝단 및 제4 전극판(6)의 끝단이 제1 세퍼레이터(1)로 인하여 파손될 수 있다. 이때, 제3 클램프(131a)는 제3 전극판(5)의 끝단 및 제4 전극판(6)의 끝단을 클램핑하고 있음으로써 제1 세퍼레이터(1)가 제3 전극판(5)의 끝단 및 제4 전극판(6)의 끝단을 중심으로 절곡되지 않고 제3 클램프(131a)의 외면을 따라 절곡될 수 있다. 따라서 제3 클램프(131a)는 제1 세퍼레이터(1)의 절곡 시 제3 전극판(5)의 끝단 및 제4 전극판(6)의 끝단이 부서지거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같이 제3 클램핑 유닛(120b)이 적층 영역(S)으로 이동하는 경우 제3 클램핑 유닛(120b)은 제1 클램핑 유닛(120a)의 상면에 배치될 수 있다. 이때, 제1 세퍼레이터(1)는 절곡되면서 인입된 부분을 형성하고 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)은 제1 세퍼레이터(1)의 절곡된 부분에 삽입되어 제1 세퍼레이터(1) 상에 적층될 수 있다.(도 3 및 도 4 참고)

또한, 제3 클램핑 유닛(120b)이 적층 영역(S)에 배치되는 경우 제1 세퍼레이터(1)는 제5 클램프(121b)를 중심으로 절곡될 수 있다. 이때, 제1 세퍼레이터(1)는 제2 방향(D2)에서 제1 방향(D1)으로 다시 절곡될 수 있다. 특히 제5 클램프(121b)는 상기에서 설명한 바와 같이 제1 전극판(2)의 끝단 및 제2 전극판(3)의 끝단에 배치될 수 있다. 구체적으로 제5 클램프(121b)는 제1 세퍼레이터(1)의 절곡 중심을 형성하여 제1 세퍼레이터(1)의 절곡 시 제1 세퍼레이터(1)가 제1 전극판(2)에 힘을 가하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 제5 클램프(121b)는 제1 세퍼레이터(1)의 절곡 시 제1 전극판(2)이 파손되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

상기의 과정이 완료되면, 제1 세퍼레이터(1), 제3 전극판(5), 제2 세퍼레이터(4), 제4 전극판(6), 제1 세퍼레이터(1), 제1 전극판(2), 제1 세퍼레이터(1) 및 제2 전극판(3)이 순차적으로 적층될 수 있다. 이때, 적층되는 제1 세퍼레이터(1)는 서로 연결되어 일체로 형성될 수 있다. 특히 제1 세퍼레이터(1)는 서펜타인(Serpentine) 형태로 형성될 수 있다.

이후 제4 클램핑 유닛(130b)은 제2 클램핑 영역(C2)에서 적층 영역(S)으로 이동할 수 있다. 이때, 제2 클램핑 유닛(130a)은 적층 영역(S)에서 제3 전극판(5), 제2 세퍼레이터(4) 및 제4 전극판(6)을 언클램핑한 후 적층 영역(S)에서 제2 클램핑 영역(C2)으로 이동할 수 있다. 또한, 제3 클램핑 유닛(120b)은 제3 클램핑 유닛(120b)의 하측에 배치되는 다양한 부재를 누름으로써 고정시킬 수 있다.

한편, 상기와 같이 제4 클램핑 유닛(130b)이 제2 클램핑 영역(C2)에서 적층 영역(S)으로 이동하는 경우 제2 세퍼레이터(4)는 제3 클램핑 유닛(120b)을 중심으로 절곡될 수 있다. 이때, 제2 세퍼레이터(4)는 제5 클램프(121b)를 중심으로 절곡될 수 있다. 또한, 제2 세퍼레이터(4)는 제7 클램프(131b)를 중심으로 절곡될 수 있다.

제5 클램프(121b)는 상기에서 설명한 바와 같이 제1 전극판(2)의 끝단 및 제2 전극판(3)의 끝단에 배치될 수 있다. 이때, 제5 클램프(121b)는 상기에서 설명한 제3 클램프(131a)와 유사하게 제2 세퍼레이터(4)의 절곡 시 제1 전극판(2)의 끝단 및 제2 전극판(3)의 끝단이 부서지거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

제7 클램프(131b)는 상기에서 설명한 바와 같이 제3 전극판(5)의 끝단 및 제4 전극판(6)의 끝단에 배치될 수 있다. 이때, 제7 클램프(131b)는 상기에서 설명한 제5 클램프(121b)와 유사하게 제2 세퍼레이터(4)의 절곡 시 제3 전극판(5)의 끝이 부서지거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 제1 클램프(121a)와 제3 클램프(131a)는 제1 세퍼레이터(1)의 절곡 시 제1 전극판(2)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 제1 클램프(121a) 및 제3 클램프(131a)는 제2 세퍼레이터(4)의 절곡 시 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)의 손상을 방지할 수 있다.

제5 클램프(121b)와 제7 클램프(131b)는 제2 세퍼레이터(4)의 절곡 시 제3 전극판(5)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 제5 클램프(121b)와 제7 클램프(131b)는 제1 세퍼레이터(1)의 절곡 시 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)의 손상을 방지할 수 있다.

상기와 같이 제4 클램핑 유닛(130b)이 적층 영역(S)에 배치되는 경우 제1 세퍼레이터(1), 제3 전극판(5), 제2 세퍼레이터(4), 제4 전극판(6), 제1 세퍼레이터(1), 제1 전극판(2), 제1 세퍼레이터(1), 제2 전극판(3), 제2 세퍼레이터(4), 제3 전극판(5), 제2 세퍼레이터(4) 및 제4 전극판(6)이 수차적으로 적층될 수 있다. 이때, 제1 세퍼레이터(1) 및 제2 세퍼레이터(4)는 서펜타인 형태로 형성될 수 있다. 특히 제1 세퍼레이터(1) 및 제2 세퍼레이터(4)는 서로 점대칭되도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 세퍼레이터(1)의 절곡된 부분에는 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)이 배치되고, 제2 세퍼레이터(4)의 절곡된 부분에는 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)이 배치될 수 있다.

상기의 과정이 완료되면, 제1 클램핑 유닛(120a)이 제1 클램핑 영역(C1)에서 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)이 적층된 제1 세퍼레이터(1) 부분을 클램핑하여 적층 영역(S)으로 이송시킬 수 있다. 이때, 제3 클램핑 유닛(120b)은 적층 영역(S)에서 제1 클램핑 영역(C1)을 이동할 수 있다.

이후 제1 클램핑 유닛(120a)이 적층 영역(S)에 정위치하면 제4 클램핑 유닛(130b)은 적층 영역(S)에서 제2 클램핑 영역(C2)으로 이동하고, 제2 클램핑 유닛(130a)은 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)이 적층된 제2 세퍼레이터(4) 부분을 제2 클램핑 영역(C2)에서 적층 영역(S)으로 이동할 수 있다.

상기와 같은 작업은 계속해서 반복하여 진행될 수 있다. 이때, 제1 세퍼레이터(1)와 제2 세퍼레이터(4)는 상기에서 설명한 바와 같이 서펜타인 형태로 지속적으로 절곡되어 순차적으로 쌓일 수 있다. 이때, 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)은 제1 세퍼레이터(1)에 의하여 분리될 수 있으며, 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)은 제2 세퍼레이터(4)에 의하여 분리될 수 있다. 또한, 제1 전극판(2)과 제4 전극판(6)은 제1 세퍼레이터(1)에 의하여 분리될 수 있으며, 제2 전극판(3) 및 제3 전극판(5)은 제2 세퍼레이터(4)에 의하여 분리될 수 있다.

상기와 같은 경우 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)이 형성된 제1 세퍼레이터(1) 부분은 절곡된 제2 세퍼레이터(4)의 개구된 부분에 삽입되어 제2 세퍼레이터(4) 상에 적층될 수 있다. 또한, 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)이 형성된 제2 세퍼레이터(4) 부분은 절곡된 제1 세퍼레이터(1)의 개구된 부분에 삽입되어 제1 세퍼레이터(1) 상에 적층될 수 있다.

따라서 이차 전지의 제조 장치(100) 및 이차 전지의 제조 방법은 제1 클램핑 유닛(120a) 내지 제4 클램핑 유닛(130b) 중 2개를 동시에 작동시켜 각 전극 조립체(10)를 적층함으로써 작업시간을 단축하고 작업 효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 이차 전지의 제조 장치(100) 및 이차 전지의 제조 방법은 제1 세퍼레이터(1) 및 제2 세퍼레이터(4)의 절곡 시 각 클램프를 통하여 각 전극판의 손상 및 파손을 방지함으로써 제품의 불량율을 최소화할 수 있다.

도 9는 도 1에 도시된 이차 전지의 제조 장치를 통하여 제조된 이차 전지를 보여주는 개념도이다.

도 9를 참고하면, 이차 전지(200)는 외장케이스(210) 및 전극 조립체(10)를 포함할 수 있다. 이때, 외장케이스(210)는 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 외장케이스(210)는 금속 재질로 형성되는 캔 형태로 형성될 수 있다. 또한, 외장케이스(210)는 탄성 재질로 형성되는 파우치 형태로 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 외장케이스(210)가 파우치 형태인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

외장케이스(210)는 본체(212)와, 커버(214)를 구비한다. 본체(212)에는 전극 조립체(10)가 수용되는 공간인 수용부(212a)와, 수용부(212a)의 입구측에 바깥쪽으로 확장되어 형성된 밀봉부(213)가 형성될 수 있다. 커버(214)는 밀봉부(213)의 일측변과 일체로 연결되어 형성된다. 전극 조립체(10)가 본체(212)의 수용부(212a)에 수용된 후 본체(212)와 커버(214)는 밀착된 상태에서 밀봉부(213)가 열융착될 수 있다. 이때, 외장케이스(210)는 상기에 한정되지 않으며 다양항 형태로 형성될 수 있다.

한편, 전극 조립체(10)는 제1 전극 조립체(10a), 제2 전극 조립체(10b) 및 접착부재(10c)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 전극 조립체(10a)와 제2 전극 조립체(10b)은 절곡되어 적층될 수 있다.

제1 전극 조립체(10a)는 제1 세퍼레이터(1)와, 제1 세퍼레이터(1)의 양면에 각각 적층되는 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)을 구비할 수 있다. 또한, 제2 전극 조립체(10b)는 제2 세퍼레이터(4)와, 제2 세퍼레이터(4)의 양면에 각각 적층되는 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)을 구비할 수 있다. 이때, 제1 전극판(2) 내지 제4 전극판(6)은 동일한 중심선을 기준으로 순차적으로 적층될 수 있다.

제1 전극판(2) 내지 제4 전극판(6)은 각각 복수개 구비될 수 있다. 각 제1 전극판(2)과 제2 전극판(3)은 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 또한, 제3 전극판(5)과 제4 전극판(6)은 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 이때, 복수개의 제1 전극판(2)은 서로 이격되도록 제1 세퍼레이터(1)의 일면에 적층될 수 있으며, 복수개의 제3 전극판(5)은 서로 이격되도록 제2 세퍼레이터(4)의 일면에 적층될 수 있다.

상기와 같은 제1 전극판(2) 내지 제4 전극판(6)은 집전체와 집전체에 도포되는 활물질에 따라 양극판 또는 음극판을 형성할 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 전극판(2), 제3 전극판(5)은 양극판을 형성하고, 제2 전극판(3), 제4 전극판(6)은 음극판을 형성하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 또한, 제1 전극판(2)과 제3 전극판(5)은 동일 또는 유사하고, 제2 전극판(3)과 제3 전극판(5)은 서로 동일 또는 유사하므로 설명의 편의를 위하여 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)을 중심으로 상세히 설명하기로 한다.

제1 전극판(2)은 양극 집전체(미도시)와, 상기 양극 집전체의 양면에 코팅된 양극 활물질(미도시)을 구비한다. 일반적으로 상기 양극 집전체는 알루미늄과 같은 전도성 금속판으로 형성된다. 상기 양극 집전체에는 양극 활물질(미도시)이 형성되지 않고 외부로 돌출된 양극탭(2a)이 마련된다. 각 제1 전극판(2)의 양극탭(2a)은 외장케이스(210)의 외부로 인출되는 양극단자(9a)와 초음파 용접, 저항 용접 등과 같은 방법에 의해 융착된다. 상기 양극 활물질은 리튬을 포함하는 층상화합물과, 전도성을 향상시키는 도전재와, 층상화합물과 도전재 간의 결합력을 향상시키는 바인더를 포함하여 형성된다.

제2 전극판(3)은 음극 집전체(미도시)와, 상기 음극 집전체의 양면에 코팅된 음극 활물질(미도시)을 구비한다. 일반적으로 상기 음극 집전체는 구리와 같은 전도성 금속판으로 형성된다. 상기 음극 집전체에는 상기 음극 활물질이 형성되지 않고 외부로 돌출된 음극탭(3a)이 마련된다. 각 제2 전극판(3)의 음극탭(3a)은 외장케이스(210)의 외부로 인출되는 음극단자(9b)와 초음파 용접 또는 저항용접과 같은 방법에 의해 융착된다. 상기 음극 활물질은 탄소를 함유하는 흑연과 같은 카본과, 카본 입자들의 결합력을 향상시키는 바인더를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 음극 활물질로는 주석산화물(SnO) 또는 리튬 티타늄 산화물(LTO)로 형성될 수 있다. 상기 음극 활물질로서 흑연이 사용되는 경우 대응하는 양극판이 음극판보다 작은 면적으로 형성될 수 있다. 또한, 음극활물질로서 SnO 또는 리튬 티타늄 산화물이 사용되는 경우에는 대응하는 양극판이 음극판보다 큰 면적으로 형성될 수 있다.

상기와 같은 제1 세퍼레이터(1)와 제2 세퍼레이터(4)는 높은 이온 투과도를 가지며, 기계적인 강도를 갖는 다공성 필름으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리머 소재로 형성될 수 있다.

제1 세퍼레이터(1)와 제2 세퍼레이터(4)는 서펜타인 형태로 형성될 수 있다. 이때, 제1 세퍼레이터(1)는 제1 방향(D1)에서 제2 방향(D2)으로 절곡되도록 형성될 수 있으며, 다시 제2 방향(D2)에서 제1 방향(D1)으로 절곡되도록 형성될 수 있다. 특히 제1 세퍼레이터(1)는 제1 방향(D1)과 제2 방향(D2)으로 교번하여 절곡되도록 형성될 수 있다.

제2 세퍼레이터(2)는 제1 세퍼레이터(1)와 반대로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 세퍼레이터(4)는 제1 세퍼레이터(1)와 가운데를 중심으로 대칭되도록 형성될 수 있다. 이때, 제1 세퍼레이터(1)의 시작점(또는 끝단, 1a)과 제2 세퍼레이터(4)의 시작점(또는 끝단, 4a)은 제1 전극판(2) 내지 제4 전극판(6)의 중심을 기준으로 서로 반대 방향에 배치될 수 있다.

제1 세퍼레이터(1)와 제2 세퍼레이터(4)는 서로 교차하지 않을 수 있다. 이때, 제1 방향(D1)으로 인입된 제1 세퍼레이터(1) 부분에는 제1 방향(D1)으로 돌출된 제2 세퍼레이터(4) 부분이 삽입될 수 있다. 반대로 제2 방향(D2)으로 인입된 제2 세퍼레이터(4) 부분에는 제2 방향(D2)으로 돌출된 제1 세퍼레이터(1) 부분이 삽입될 수 있다.

즉, 상기와 같은 경우 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)이 합체된 제1 세퍼레이터(1)는 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)의 일단을 중심으로 절곡되어 제2 세퍼레이터(4) 위에 적층되고, 제3 전극판(5) 제4 전극판(6)이 합체된 제2 세퍼레이터(4) 부분은 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)의 일단을 중심으로 절곡되어 제1 세퍼레이터(1)의 위에 적층될 수 있다. 상기와 같은 적층은 반복하여 수행될 수 있다.

이때, 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)이 형성된 제1 세퍼레이터(1) 부분은 절곡된 제2 세퍼레이터(4)의 개구된 부분으로 삽입되어 적층되고, 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)이 형성된 제2 세퍼레이터(4) 부분은 절곡된 제1 세퍼레이터(1)의 개구된 부분으로 삽입되어 적층될 수 있다. 특히 제1 세퍼레이터(1)와 제2 세퍼레이터(4)는 상기에서 설명한 바와 같이 서로 교차하지 않으면서 적층되고, 제1 세퍼레이터(1)의 일면은 제2 세퍼레이터(4)의 일면으로부터 일정 간격 이격된 상태에서 적층될 수 있다.

상기와 같이 제1 전극판(2) 내지 제4 전극판(6), 제1 세퍼레이터(1) 및 제2 세퍼레이터(4)가 배치되는 경우 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)은 제1 세퍼레이터(1)에 의하여 분리될 수 있다. 또한, 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)은 제2 세퍼레이터(4)에 의하여 분리될 수 있다. 제1 전극판(2)과 제4 전극판(6)은 제1 세퍼레이터(1)에 의하여 분리될 수 있으며, 제2 전극판(3)과 제4 전극판(6)은 제2 세퍼레이터(4)에 의하여 분리될 수 있다. 따라서 제1 전극판(2) 내지 제4 전극판(6)은 제1 세퍼레이터(1)와 제2 세퍼레이터(4)에 의하여 완전히 분리됨으로써 서로 접촉되지 않을 수 있다.

한편, 상기와 같은 제1 세퍼레이터(1)는 각 부분의 길이가 상이하게 형성될 수 있다. 구체적으로 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)이 형성되지 않는 제1 세퍼레이터(1)의 부분의 제1 길이는 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)이 형성되는 제1 세퍼레이터(1) 부분의 제2 길이보다 크게 형성될 수 있다. 특히 상기 제2 길이의 제1 세퍼레이터(1) 부분은 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)이 형성된 제2 세퍼레이터(4)를 감쌀 수 있도록 상기 제1 길이보다 크게 형성되어야 한다.

제2 세퍼레이터(4)의 경우에도 제1 세퍼레이터(1)와 유사할 수 있다. 구체적으로 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)이 형성되지 않은 제2 세퍼레이터(4)의 부분의 제3 길이는 제3 전극판(5) 및 제4 전극판(6)이 형성되는 제2 세퍼레이터(4) 부분의 제4 길이보다 크게 형성될 수 있다. 따라서 제2 세퍼레이터(4)의 제3 길이 영역을 통하여 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3) 부분을 완전히 감쌈으로써 제1 전극판(2) 및 제2 전극판(3)이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 접착부재(10c)는 제1 세퍼레이터(1)와 제2 세퍼레이터(4), 서로 이격된 세퍼레이터(1,4)의 인접하는 부분, 서로 이격된 제2 세퍼레이터(4)의 인접하는 부분 중 적어도 하나를 부착시킬 수 있다. 이때, 접착부재(10c)는 테이프(Tape) 형태로 형성되어 부착될 수 있다.

접착부재(10c)는 전극 조립체(10)의 모양을 유지시킬 수 있다. 예를 들면, 접착부재(10c)는 제1 전극 조립체(10a)와 제2 전극 조립체(10b)의 외면을 감싸도록 설치될 수 있다. 이때, 접착부재(10c)는 서로 이격되면서 인접하는 제1 세퍼레이터(1) 사이, 서로 이격되면서 인접하는 제2 세퍼레이터(4) 사이, 제1 세퍼레이터(1)의 시작점(1a)과 제2 세퍼레이터(4) 사이, 제2 세퍼레이터(4)의 종점(미도시)과 제1 세퍼레이터(1) 사이를 연결할 수 있다.

또한, 접착부재(10c)는 서로 이격되면서 인접하는 제1 세퍼레이터(1) 사이, 서로 이격되면서 인접하는 제2 세퍼레이터(4) 사이, 제1 세퍼레이터(1)의 시작점(1a)과 제2 세퍼레이터(4) 사이, 제2 세퍼레이터(4)의 종점(미도시)과 제1 세퍼레이터(1) 사이에 개별적으로 설치되는 것도 가능하다.

따라서 이차 전지(200)는 간편한 형태를 통하여 제조가 가능하다. 또한, 이차 전지(200)는 전극 조립체(10)의 측면 부분에 제1 세퍼레이터(1)와 제2 세퍼레이터(4)가 배치되고, 전극판은 배치되지 않음으로써 측면으로부터 가해지는 충격으로부터 안전을 확보할 수 있다.

이차 전지(200)는 서로 교차하지 않는 서펜타인 형태의 제1 전극 조립체(10a)와 제2 전극 조립체(10b)를 구비함으로써 적층 시 적층 순서가 간편하고, 적층 후 각 전극판이 정확하게 정렬될 수 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

1: 제1 세퍼레이터
2: 제1 전극판
3: 제2 전극판
4: 제2 세퍼레이터
5: 제3 전극판
6: 제4 전극판
10: 전극 조립체
10c: 접착부재
10a: 제1 전극 조립체
10b: 제2 전극 조립체
100: 이차 전지의 제조 장치
110: 제1 권출부
120,120a: 제1 클램핑 유닛
120b: 제3 클램핑 유닛
130,130a: 제2 클램핑 유닛
130b: 제4 클램핑 유닛
140: 제2 권출부
200: 이차 전지
210: 외장케이스
212: 본체
214: 커버

Claims

서펜타인(Serpentine) 형태의 제1 세퍼레이터와, 상기 제1 세퍼레이터의 서로 이격된 위치에서 상기 제1 세퍼레이터의 양면에 각각 배치되는 제1, 제2 전극판을 구비하는 제1 전극 조립체; 및
서펜타인 형태로 형성되는 제2 세퍼레이터와, 서로 이격된 상기 제2 세퍼레이터의 위치에서 상기 제2 세퍼레이터의 양면에 각각 배치되는 제3, 제4 전극판을 구비하는 제2 전극 조립체;를 포함하고,
상기 제1 세퍼레이터는 상기 제1 전극판의 일단을 둘러싸며 제1 전극판의 상하면을 덮는 제1 세퍼레이터 부분끼리 서로 인접하도록 상기 제2 세퍼레이터 위에 적층되고,
상기 제2 세퍼레이터는 상기 제3 전극판의 일단을 둘러싸며 제3 전극판의 상하면을 덮는 제2 세퍼레이터 부분끼리 서로 인접하도록 상기 제1 세퍼레이터 위에 적층되며,
상기 제1 세퍼레이터의 적층이 시작되는 시작점과 제2 세퍼레이터의 적층이 시작되는 시작점은 제1 전극판 또는 제3 전극판의 중심에 대해 서로 반대편에 배치되는 이차 전지.
제1 항에 있어서,
상기 제1 세퍼레이터의 적어도 일부분은 상기 제1 전극판과 상기 제4 전극판을 분리하도록 배치되는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 세퍼레이터의 적어도 일부분은 상기 제2 전극판과 상기 제3 전극판을 분리하도록 배치되는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 제1, 제2 전극판이 형성되지 않는 상기 제1 세퍼레이터의 부분의 길이는 상기 제1, 제2 전극판이 형성되는 상기 제1 세퍼레이터의 부분의 길이보다 크게 형성되는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 제3, 제4 전극판이 형성되지 않는 상기 제2 세퍼레이터의 부분의 길이는 상기 제3, 제4 전극판이 형성되는 상기 제2 세퍼레이터의 부분의 길이보다 크게 형성되는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 세퍼레이터와 상기 제2 세퍼레이터, 서로 이격된 제1 세퍼레이터의 인접하는 부분 및 서로 이격된 제2 세퍼레이터의 인접하는 부분 중 적어도 하나를 서로 부착시키는 접착부재;를 더 포함하는 이차 전지.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 세퍼레이터는 상기 제3, 제4 전극판의 일단을 감싸며, 상기 제2 세퍼레이터는 상기 제1, 제2 전극판의 일단을 감싸도록 설치되는 이차 전지.
권취된 제1 세퍼레이터를 권출시키는 제1 권출부;
상기 제1 권출부와 대향하도록 설치되어 권취된 제2 세퍼레이터를 권출시키는 제2 권출부;
상기 제1 권출부로부터 이격되도록 배치되어 제1 클램핑 영역에서 제1, 제2 전극판을 상기 제1 세퍼레이터에 적층하고, 상기 제1 클램핑 영역에서 적층 영역으로 상기 제1 세퍼레이터를 이동시킨 후 언클램핑하는 제1 클램핑 유닛;
상기 제2 권출부로부터 이격되도록 배치되어 제2 클램핑 영역에서 제3, 제4 전극판을 상기 제2 세퍼레이터에 적층하고, 상기 제2 클램핑 영역에서 상기 적층 영역으로 상기 제2 세퍼레이터를 이동시켜 상기 제1 세퍼레이터 상에 상기 제2 세퍼레이터를 배치한 후 언클램핑하는 제2 클램핑 유닛;을 포함하고,
상기 제1, 제2 클램핑 영역은, 적층 영역의 서로 반대편에 위치하고,
상기 제1, 제2 클램핑 유닛은, 제1, 제2 세퍼레이터를 적층하되,
상기 제1 세퍼레이터가 상기 제1 전극판의 일단을 둘러싸며 제1 전극판의 상하면을 덮는 제1 세퍼레이터 부분끼리 서로 인접하게 상기 제2 세퍼레이터 위에 적층되고,
상기 제2 세퍼레이터가 상기 제3 전극판의 일단을 둘러싸며 제3 전극판의 상하면을 덮는 제2 세퍼레이터 부분끼리 서로 인접하게 상기 제1 세퍼레이터 위에 적층되도록, 제1, 제2 세퍼레이터를 적층하는 이차 전지의 제조 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제1 클램핑 유닛은 상기 제1, 제2 전극판 및 상기 제1 세퍼레이터를 언클램핑한 후 상기 적층 영역에서 상기 제1 클램핑 영역으로 이동하는 이차 전지의 제조 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제2 클램핑 유닛은 상기 제3, 제4 전극판 및 상기 제2 세퍼레이터를 언클램핑한 후 상기 적층 영역에서 상기 제2 클램핑 영역으로 이동하는 이차 전지의 제조 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제1 클램핑 유닛은 상기 제1, 제2 전극판의 일단과 일치하거나 상기 제2 클램핑 유닛은 상기 제3, 제4 전극판의 일단과 일치하도록 배치되는 이차 전지의 제조 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 제1 클램핑 유닛은 상기 제2 클램핑 유닛이 상기 제2 클램핑 영역에서 상기 적층 영역으로 이동하여 상기 제2 세퍼레이터를 반대 방향으로 절곡시킬 때, 상기 제2 세퍼레이터의 절곡 중심을 형성하는 이차 전지의 제조 장치.
적층 영역에 배치된 제1 세퍼레이터 상에 제3, 제4 전극판이 양 측면에 적층된 제2 세퍼레이터를 배치하는 단계로서, 제1, 제2 세퍼레이터의 적층이 시작되는 시작점이 제3 전극판의 중심에 대해 서로 반대편에 위치되도록 배치하는 단계;
제1 클램핑 영역에 배치된 제1, 제2 전극판이 양 측면에 적층된 상기 제1 세퍼레이터를 상기 적층 영역으로 이동시켜 상기 제2 세퍼레이터 상에 적층하는 단계로서, 상기 제1 세퍼레이터가 상기 제1 전극판의 일단을 둘러싸며 제1 전극판의 상하면을 덮는 제1 세퍼레이터 부분끼리 서로 인접하도록 적층하는 단계; 및
제2 클램핑 영역에 배치된 제3, 제4 전극판이 양 측면에 적층된 제2 세퍼레이터를 상기 적층 영역으로 이동시켜 상기 제1 세퍼레이터 상에 적층하는 단계로서, 상기 제2 세퍼레이터가 상기 제3 전극판의 일단을 둘러싸며 제3 전극판의 상하면을 덮는 제2 세퍼레이터 부분끼리 서로 인접하도록 적층하는 단계;를 포함하는 이차 전지의 제조 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 제1 세퍼레이터는 상기 제1, 제2 전극판의 일단을 중심으로 절곡되거나 상기 제2 세퍼레이터는 상기 제3, 제4 전극판의 일단을 중심으로 절곡되는 이차 전지의 제조 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 제1, 제2 전극판의 일단과 상기 제3, 제4 전극판의 일단은 상기 제1, 제2 전극판의 길이 방향 중심을 기준으로 서로 반대 방향에 위치하는 이차 전지의 제조 방법.