KR102442165B1 - 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법 및 스택-폴딩형 전극 조립체 - Google Patents

스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법 및 스택-폴딩형 전극 조립체 Download PDF

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Abstract

이차 전지의 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법은 배치 단계, 폴딩 및 권취 단계, 커팅 단계를 포함한다. 배치 단계에서, 띠 모양의 분리 필름이 준비되고, 분리 필름 위에 단위셀들이 서로간 거리를 두고 분리 필름의 길이 방향을 따라 제1열과 제2열로 나누어 배치된다. 폴딩 및 권취 단계에서, 분리 필름이 단위셀들 사이로 설정된 복수의 폴딩선을 기준으로 여러 번 접혀 제1열과 제2열 각각의 단위셀들이 적층된다. 커팅 단계에서, 분리 필름 중 제1열과 제2열의 사이 부위가 절단되어 제1열의 단위셀들을 포함하는 제1 전극 조립체와 제2열의 단위셀들을 포함하는 제2 전극 조립체가 분리된다.

Description

스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법 및 스택-폴딩형 전극 조립체{MANUFACTURING METHOD OF STACK-FOLDING TYPE ELECTRODE ASSEMBLY AND STACK-FOLDING TYPE ELECTRODE ASSEMBLY}
본 발명은 이차 전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스택-폴딩형 전극 조립체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
휴대용 전자 기기의 사용이 증가함에 따라 이차 전지의 수요가 증가하고 있으며, 다양한 요구에 부응하기 위한 연구 개발이 진행되고 있다. 대표적으로 얇은 두께를 가지면서 에너지 밀도가 높고, 출력 안정성이 우수한 이차 전지가 요구되고 있다.
이차 전지의 전극 조립체는 권취형(젤리롤 타입), 적층형(스택형), 권취형과 적층형의 혼합 형태인 스택-폴딩형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.
스택-폴딩형 전극 조립체는 길이가 긴 분리 필름 위에 서로간 거리를 두고 복수의 단위셀을 분리 필름의 길이 방향을 따라 나란히 배치하고, 복수의 단위셀 사이의 분리 필름을 순차적으로 접어 복수의 단위셀을 적층하는 과정으로 제조된다. 이때 단위셀은 모노셀(mono-cell) 또는 바이셀(bi-cell)로 구성될 수 있으며, 적층되는 단위셀의 수가 증가할수록 이차 전지의 용량이 증가한다.
본 발명은 종래 기술 대비 제조 방식에 큰 변화를 주지 않고도 종래 기술 대비 단위셀의 적층 수가 두 배인 전극 조립체를 제작하거나 두 개의 전극 조립체를 동시에 제작할 수 있는 스택-폴딩형 전극 조립체 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법은 배치 단계, 폴딩 및 권취 단계, 커팅 단계를 포함한다. 배치 단계에서, 띠 모양의 분리 필름이 준비되고, 분리 필름 위에 단위셀들이 서로간 거리를 두고 분리 필름의 길이 방향을 따라 제1열과 제2열로 나누어 배치된다. 폴딩 및 권취 단계에서, 분리 필름이 단위셀들 사이로 설정된 복수의 폴딩선을 기준으로 여러 번 접혀 제1열과 제2열 각각의 단위셀들이 적층된다. 커팅 단계에서, 분리 필름 중 제1열과 제2열의 사이 부위가 절단되어 제1열의 단위셀들을 포함하는 제1 전극 조립체와 제2열의 단위셀들을 포함하는 제2 전극 조립체가 분리된다.
배치 단계에서, 분리 필름의 폭은 단위셀 두 개의 길이에 여유분을 더한 값에 대응할 수 있으며, 여유분은 단위셀의 길이보다 작은 값을 가질 수 있다.
배치 단계에서, 분리 필름은 길이 방향과 나란한 제1 및 제2 가장자리를 포함할 수 있다. 제1열의 단위셀들은 양극 탭과 음극 탭이 제1 가장자리 밖으로 노출되도록 제1 가장자리를 따라 정렬될 수 있고, 제2열의 단위셀들은 양극 탭과 음극 탭이 제2 가장자리 밖으로 노출되도록 제2 가장자리를 따라 정렬될 수 있다.
배치 단계에서, 제2열의 단위셀들은 분리 필름의 길이 방향과 나란한 가상의 중앙선을 기준으로 제1열의 단위셀들과 거울 대칭을 이룰 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법은 배치 단계, 1차 폴딩 및 권취 단계, 2차 폴딩 단계, 및 커팅 단계를 포함한다. 배치 단계에서, 띠 모양의 분리 필름이 준비되고, 분리 필름 위에 단위셀들이 서로간 거리를 두고 분리 필름의 길이 방향을 따라 제1열과 제2열로 나누어 배치된다. 1차 폴딩 및 권취 단계에서, 분리 필름이 단위셀들 사이로 설정된 복수의 폴딩선을 기준으로 여러 번 접혀 제1열과 제2열 각각의 단위셀들이 적층된다. 2차 폴딩 단계에서, 분리 필름 중 제1열과 제2열의 사이 부위가 접혀 폴딩부를 형성함과 아울러 제1열의 단위셀들을 포함하는 제1 전극 조립체와 제2열의 단위셀들을 포함하는 제2 전극 조립체가 중첩된다. 커팅 단계에서, 폴딩부가 절단되어 제1 전극 조립체와 제2 전극 조립체가 분리된다.
배치 단계에서, 분리 필름의 폭은 단위셀 두 개의 길이에 여유분을 더한 값에 대응할 수 있으며, 여유분은 단위셀의 길이보다 작은 값을 가질 수 있다.
배치 단계에서, 분리 필름은 길이 방향과 나란한 제1 및 제2 가장자리를 포함할 수 있다. 제1열의 단위셀들은 양극 탭과 음극 탭이 제1 가장자리 밖으로 노출되도록 제1 가장자리를 따라 정렬될 수 있고, 제2열의 단위셀들은 양극 탭과 음극 탭이 제2 가장자리 밖으로 노출되도록 제2 가장자리를 따라 정렬될 수 있다.
배치 단계에서, 제2열의 단위셀들은 분리 필름의 길이 방향과 나란한 가상의 중앙선을 기준으로 제1열의 단위셀들과 거울 대칭을 이룰 수 있다.
커팅 단계에서, 폴딩부의 절단 방향은 제1 전극 조립체 및 제2 전극 조립체의 두께 방향과 일치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스택-폴딩형 전극 조립체는 전술한 방법으로 제조되며, 상기 제1 전극 조립체와 상기 제2 전극 조립체 유닛이 상하 적층되어 복수의 셀 적층체를 형성한다.
본 발명에 따르면, 기존 설비 라인에 큰 변화를 주지 않고도 하나의 제조 라인에서 두 개의 전극 조립체를 동시에 생산하거나 단위셀들의 적층 수가 두 배인 전극 조립체를 생산할 수 있다. 본 발명에 따르면 전극 조립체의 생산량을 두 배로 늘려 생산 효율을 향상시키거나, 단위셀들의 적층 수를 두 배로 늘려 이차 전지의 용량을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시한 제1 단계의 분리 필름과 단위셀들을 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 기준으로 절개한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 단위셀들 중 두 개의 단위셀을 나타낸 분해 사시도이다.
도 5와 도 6은 도 1에 도시한 제2 단계의 분리 필름과 단위셀들을 나타낸 단면도이다.
도 7은 폴딩 이후 분리 필름과 단위셀들을 나타낸 개략 사시도이다.
도 8은 도 1에 도시한 제3 단계의 제1 전극 조립체와 제2 전극 조립체를 나타낸 개략 사시도이다.
도 9는 단위셀이 모노셀인 경우 도 1에 도시한 제1 단계의 분리 필름과 단위셀들을 나타낸 단면도이다.
도 10은 도 9에 도시한 단위셀들 중 두 개의 단위셀을 나타낸 분해 사시도이다.
도 11은 도 1에 도시한 제2 단계의 분리 필름과 단위셀들을 나타낸 단면도이다.
도 12는 분리 필름의 양쪽 면에 극판들이 위치하는 비교예의 경우를 도시한 구성도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 14는 도 13에 도시한 제5 단계의 전극 조립체를 나타낸 개략 사시도이다.
도 15는 도 13에 도시한 제6 단계의 전극 조립체를 나타낸 측면도이다.
도 16은 도 13에 도시한 제7 단계의 전극 조립체를 나타낸 측면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 1을 참고하면, 제1 실시예의 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법은 분리 필름 위에 단위셀들을 제1열과 제2열로 나누어 배치하는 제1 단계(S10)와, 분리 필름을 여러 번 접어 제1열과 제2열 각각의 단위셀들을 적층하는 제2 단계(S20)와, 분리 필름 중 제1열과 제2열의 사이 부위를 절단하여 제1 전극 조립체와 제2 전극 조립체를 분리하는 제3 단계(S30)를 포함한다.
제1 단계(S10)는 배치 단계이고, 제2 단계(S20)는 폴딩 및 권취 단계이며, 제3 단계(S30)는 커팅(cutting) 단계이다.
도 2는 도 1에 도시한 제1 단계의 분리 필름과 단위셀들을 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선을 기준으로 절개한 단면도이다. 도 4는 도 2에 도시한 단위셀들 중 두 개의 단위셀을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참고하면, 제1 단계(S10)에서 일정한 폭을 가진 띠 모양의 분리 필름(10)과, 일정 크기로 절단된 사각의 단위셀들(20)이 준비된다.
분리 필름(10)은 기존 스택-폴딩형 전극 조립체에 사용되는 분리 필름보다 2배 이상 큰 폭을 가진다. 구체적으로, 분리 필름(10)의 폭은 각 단위셀(20) 길이의 2배 이상으로 이루어진다. 도 2에서 분리 필름(10)의 폭을 W로 표시하였고, 각 단위셀(20)의 길이를 L로 표시하였다.
분리 필름(10)의 폭(W)은 두 개 단위셀(20)의 길이(2L)에 소정의 여유분을 더한 값에 대응할 수 있다. 이때 여유분은 단위셀(20)의 길이(L)보다 작은 값일 수 있다.
단위셀들(20) 각각은 두 개의 분리막과 세 개의 전극을 포함하는 바이셀(bi-cell)로 구성될 수 있다. 구체적으로, 단위셀들(20)은 하나의 양극(21)과 두 개의 음극(22)을 가지는 제1 단위셀들(20A)과, 하나의 음극(22)과 두 개의 양극(21)을 가지는 제2 단위셀들(20B)로 구분될 수 있다.
제1 단위셀(20A)에서 두 개의 분리막(23) 사이에 양극(21)이 위치하고, 두 개의 분리막(23) 바깥에 두 개의 음극(22)이 위치한다. 제2 단위셀(20B)에서 두 개의 분리막(23) 사이에 음극(22)이 위치하고, 두 개의 분리막(23) 바깥에 두 개의 양극(21)이 위치한다.
각각의 단위셀(20)에서 양극(21)의 일측에는 양극 탭(24)이 돌출되어 위치하고, 음극(22)의 일측에는 음극 탭(25)이 돌출되어 위치한다. 각각의 단위셀(20)에서 두 개의 양극 탭(24) 또는 두 개의 음극 탭(25)은 서로 중첩되며, 양극 탭(24)과 음극 탭(25)은 단위셀(20)의 일측에서 서로간 거리를 두고 떨어져 위치한다.
분리 필름(10) 위에 단위셀들(20)이 분리 필름의 길이 방향(x 방향)을 따라 제1열(AR1)과 제2열(AR2)로 나누어 배치된다. 이때 각 단위셀(20)의 길이 방향은 분리 필름(10)의 폭 방향(y 방향)과 일치한다. 단위셀들(20)은 도시하지 않은 접착층을 이용하거나 열압착 등의 방법에 의해 분리 필름(10)에 고정될 수 있다.
제1열(AR1)의 단위셀들(20)은 양극 탭(24)과 음극 탭(25)이 분리 필름(10)의 제1 가장자리(11) 밖으로 노출되도록 제1 가장자리(11)를 따라 정렬되고, 제2열(AR2)의 단위셀들(20)은 양극 탭(24)과 음극 탭(25)이 분리 필름(10)의 제2 가장자리(12) 밖으로 노출되도록 제2 가장자리(12)를 따라 정렬된다. 제1 및 제2 가장자리(11, 12)는 분리 필름(10)의 길이 방향(x 방향)과 나란한 두 개의 가장자리이다.
제1열(AR1)의 단위셀들(20)은, 예를 들어 분리 필름(10)의 일측에 제1 단위셀(20A)이 배치되고, 단위셀(20) 하나의 폭에 상응하는 이격 공간을 둔 다음 두 개의 제2 단위셀(20B)과 두 개의 제1 단위셀(20A)이 교대로 반복 배치되는 배열 패턴을 가질 수 있다. 제2열(AR2)의 단위셀들(20)은 분리 필름(10)의 길이 방향(x 방향)을 따라 제1열(AR1)의 단위셀들(20)과 동일한 배열 패턴을 가질 수 있다.
제2열(AR2)의 단위셀들(20)은 분리 필름(10)의 폭 방향(y 방향)을 따라 제1열(AR1)의 단위셀들(20)과 이격되며, 분리 필름(10)에 설정된 가상의 중앙선(도 2의 C-C선)을 기준으로 제1열(AR1)의 단위셀들(20)과 거울 대칭을 이룰 수 있다.
도 5와 도 6은 도 1에 도시한 제2 단계의 분리 필름과 단위셀들을 나타낸 단면도이고, 도 7은 폴딩 이후 분리 필름과 단위셀들을 나타낸 개략 사시도이다.
도 5 내지 도 7을 참고하면, 제2 단계(S20)에서 분리 필름(10)에는 단위셀들(20) 사이로 가상의 폴딩선(도 5에서 점선으로 표시)이 설정되고, 분리 필름(10)은 폴딩선을 기준으로 여러 번 접혀 권취된다. 분리 필름(10)은 지그지그 방식이 아닌 한 방향으로 연속으로 접히면서 감긴다.
제2 단계(S20)의 폴딩에 의해 제1열(AR1)의 단위셀들(20)과 제2열(AR2)의 단위셀들(20)이 동시에 폴딩 및 권취된다. 제1열(AR1)의 단위셀들(20)은 분리 필름(10)의 일측에서 분리 필름(10)을 사이로 두고 상호 적층되며, 제2열(AR2)의 단위셀들(20)은 분리 필름(10)의 다른 일측에서 분리 필름(10)을 사이로 두고 상호 적층된다.
도 6에서 단위셀들(20) 사이의 분리 필름(10) 길이는 실제보다 크게 표현되었다. 그러나 실제 폴딩 회수가 많아질수록 단위셀들(20) 사이의 거리는 커져야 한다. 도 2와 도 3 및 도 5에서는 단위셀들(20) 사이의 거리가 일정한 것으로 도시하였으나, 실제 단위셀들(20) 사이의 거리는 분리 필름(20)의 길이 방향을 따라 점진적으로 커진다.
도 7에서 상호 적층된 제1열(AR1)의 단위셀들(20)과 상호 적층된 제2열(AR2)의 단위셀들(20)은 분리 필름(10)의 폭 방향을 따라 분리 필름(10)의 중앙부를 사이에 두고 이격된다.
도 8은 도 1에 도시한 제3 단계의 제1 전극 조립체와 제2 전극 조립체를 나타낸 개략 사시도이다.
도 7과 도 8을 참고하면, 제3 단계(S30)에서 권취된 분리 필름(10)의 중앙부(제1열의 단위셀들과 제2열의 단위셀들 사이 부위)에 가상의 절단선(CL)이 설정되고, 분리 필름(10)이 절단선(CL)을 기준으로 절단되어 제1 전극 조립체(100)와 제2 전극 조립체(200)가 서로 분리된다. 제1 전극 조립체(100)는 제1열(AR1)의 단위셀들(20)을 포함하며, 제2 전극 조립체(200)는 제2열(AR2)의 단위셀들(20)을 포함한다.
전술한 제1 실시예의 제조 방법에서는 분리 필름(10)의 폭 확장과 단위셀들(20)의 2열 배치 및 분리 필름(10)의 절단 과정을 통해 하나의 제조 라인에서 두 개의 전극 조립체(100, 200)를 동시에 제작할 수 있다. 이러한 방법은 기존 설비 라인에 큰 변화를 주지 않고도 용이하게 실현될 수 있는 것이며, 종래 기술 대비 전극 조립체의 생산량을 두 배로 늘려 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기에서는 제1 및 제2 전극 조립체(100, 200)의 단위셀(20)이 바이셀(bi-cell)인 경우에 대해 설명하였으나, 제1 및 제2 전극 조립체(100, 200)의 단위셀들(20)은 모노셀(mono-cell)로 구성되거나, 모노셀과 바이셀의 조합으로 구성될 수도 있다.
도 9는 단위셀이 모노셀인 경우 도 1에 도시한 제1 단계의 분리 필름과 단위셀들을 나타낸 단면도이고, 도 10은 도 9에 도시한 단위셀들 중 두 개의 단위셀을 나타낸 분해 사시도이다. 도 11은 도 1에 도시한 제2 단계의 분리 필름과 단위셀들을 나타낸 단면도이다.
도 9 내지 도 11을 참고하면, 단위셀들(20) 각각은 하나의 분리막(23)과, 분리막(23)의 일측에 위치하는 양극(21)과, 분리막(23)의 다른 일측에 위치하는 음극(22)을 포함하는 모노셀로 구성될 수 있다. 양극(21)에서 돌출된 양극 탭(24)과 음극(22)에서 돌출된 음극 탭(25)은 단위셀(20)의 일측에서 서로간 거리를 두고 위치한다.
편의상 음극(22)이 양극(21) 아래에 위치하는 단위셀을 제3 단위셀(20C)이라 하고, 양극(21)이 음극(22) 아래에 위치하는 단위셀을 제4 단위셀(20D)이라 한다. 제1열(AR1)과 제2열(AR2) 각각에서 단위셀들(20)은 예를 들어, 분리 필름(10)의 일측에 제3 단위셀(20C)이 배치되고, 단위셀(20) 하나의 폭에 상응하는 이격 공간을 둔 다음 제3 단위셀(20C)과 제4 단위셀(20D)이 하나씩 교대로 반복 배치되는 배열 패턴을 가질 수 있다.
단위셀들(20) 각각의 구성과 단위셀들(20)의 배열 패턴은 전술한 예시로 한정되지 않으며 다양하게 변할 수 있다. 전술한 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법에서, 단위셀들(20)은 분리 필름(10)의 양쪽 면이 아닌 한쪽 면에 나란히 정렬된다. 이러한 배치 방식은 제조 설비와 제조 공정을 단순화하고, 단위셀들(20)의 정렬 불량을 방지하는데 유리하다.
예를 들어, 본 실시예의 제조 방법에 적용 가능한 제조 설비는 분리 필름(10)을 지지하는 지지대(도시하지 않음)와, 지지대의 양측(분리 필름(10)의 폭 방향에 따른 양측) 상부에 위치하는 단위셀(10) 공급을 위한 적어도 두 개의 카세트(도시하지 않음)로 구성될 수 있다.
지지대는 이동과 멈춤이 가능한 컨베이어 방식일 수 있다. 지지대의 분리 필름(10)이 이송되는 과정 또는 분리 필름(10)이 이송 후 정지된 상태에서 적어도 두 개의 카세트가 분리 필름(10)의 상면에 제1열(AR1)의 단위셀(20)과 제2열(AR2)의 단위셀(20)을 동시에 공급할 수 있다.
도 12는 분리 필름의 양쪽 면에 극판들이 위치하는 비교예의 경우를 도시한 구성도이다. 도 12에서는 분리 필름(10')의 한쪽 면에 양극판(21')이 위치하고, 분리 필름(10')의 반대쪽 면에 음극판(22')이 위치하는 경우를 도시하였으나, 도 12에서 양극판들(21')과 음극판들(22')은 단위셀로 대체 가능하다.
도 12에 도시한 비교예의 경우, 분리 필름(10')의 한쪽 면(상측 면)에 양극판들(21')을 배치한 다음 분리 필름(10')을 뒤집어 분리 필름(10')의 반대쪽 면이 위를 향하도록 하고, 분리 필름(10')의 반대쪽 면(상측 면)에 음극판들(22')을 배치하는 등 복잡한 적층 공정이 요구된다.
이때 분리 필름(10')을 뒤집는 과정에서 최초 위치와 어긋나는 정렬 불량이 발생할 수 있으며, 분리 필름(10')의 양쪽 면에 위치하는 극판들(21', 22') 또는 단위셀들이 상호 틀어지는 불량으로 이어질 수 있다. 제1 실시예의 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법에서는 이러한 양쪽 배열 구조에 따른 문제를 해소할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 13을 참고하면, 제2 실시예의 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법은 분리 필름 위에 단위셀들을 제1열과 제2열로 나누어 배치하는 제4 단계(S40)와, 분리 필름을 여러 번 접어 제1열과 제2열 각각의 단위셀들을 적층하는 제5 단계(S50)와, 분리 필름 중 제1열과 제2열의 사이 부위를 접어 폴딩부를 형성함과 아울러 제1 전극 조립체와 제2 전극 조립체를 중첩시키는 제6 단계(S60)와, 폴딩부를 절단하여 제1 전극 조립체와 제2 전극 조립체를 분리하는 제7 단계(S70)를 포함한다.
제4 단계(S40)는 배치 단계이고, 제5 단계(S50)는 1차 폴딩 및 권취 단계이다. 제6 단계(S60)는 2차 폴딩 단계이고, 제7 단계(S70)는 커팅 단계이다. 제4 단계(S40)는 제1 실시예의 제1 단계(S10)와 동일하고, 제5 단계(S50)는 제1 실시예의 제2 단계(S20)와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 14는 도 13에 도시한 제5 단계의 전극 조립체를 나타낸 개략 사시도이고, 도 15는 도 13에 도시한 제6 단계의 전극 조립체를 나타낸 측면도이다.
도 14를 참고하면, 제5 단계(S50)에서 권취된 분리 필름(10)의 중앙부, 즉 제1열(AR1)의 단위셀들(20)과 제2열(AR2)의 단위셀들(20) 사이 부위에 가상의 폴딩선(FL)이 설정된다. 도 14를 참고하면, 제6 단계(S60)에서 분리 필름(10)이 폴딩선(FL)을 기준으로 반으로 접힌다.
이로써 제1열(AR1)의 단위셀들(20)을 포함하는 제1 전극 조립체(100)와, 제2열(AR2)의 단위셀들(20)을 포함하는 제2 전극 조립체(200)가 상호 중첩된다. 제6 단계(S60)에서, 제1 전극 조립체(100)와 제2 전극 조립체(200)는 반으로 접힌 분리 필름(10)의 폴딩부(30)에 의해 일체로 연결된다.
도 16은 도 13에 도시한 제7 단계의 전극 조립체를 나타낸 측면도이다.
도 15와 도 16을 참고하면, 폴딩부(30)에 가상의 절단선(CL)이 설정되고, 폴딩부(30)가 절단선(CL)을 기준으로 절단된다. 폴딩부(30)의 절단선(CL)과 절단 방향은 제1 전극 조립체(100) 및 제2 전극 조립체(200)의 두께 방향과 일치한다.
제7 단계(S70)의 폴딩부(30) 절단에 의해 제1 전극 조립체(100)와 제2 전극 조립체(200)는 중첩된 상태에서 서로 분리되며, 복수의 셀 적층체를 구성한다. 복수의 셀 적층체는 분리 필름(10)을 사이에 두고 상호 적층된 단위셀들(20)을 의미한다.
전술한 제2 실시예의 제조 방법에서는 제1열(AR1)과 제2열(AR2)의 사이 부위를 접어 제1 전극 조립체(100)와 제2 전극 조립체(200)를 적층한 후 폴딩부(30)를 절단하는 과정을 통해 하나의 제조 라인에서 단위셀들(20)의 적층 수가 두 배인 전극 조립체를 제작할 수 있다. 이 방법 또한 기존 설비 라인에 큰 변화를 주지 않고도 용이하게 실현될 수 있는 것이며, 종래 기술 대비 단위셀들(20)의 적층 수를 두 배로 늘려 이차 전지의 용량을 극대화할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 분리 필름 20: 단위셀
20A: 제1 단위셀 20B: 제2 단위셀
20C: 제3 단위셀 20D: 제4 단위셀
21: 양극 22: 음극
23: 분리막 24: 양극 탭
25: 음극 탭 100: 제1 전극 조립체
200: 제2 전극 조립체 30: 폴딩부

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 띠 모양의 분리 필름을 준비하고, 상기 분리 필름 위에 단위셀들을 서로간 거리를 두고 상기 분리 필름의 길이 방향을 따라 제1열과 제2열로 나누어 배치하는 배치 단계;
    상기 단위셀들 사이로 상기 분리 필름에 설정된 복수의 폴딩선을 기준으로 상기 분리 필름을 여러 번 접어 상기 제1열과 상기 제2열 각각의 상기 단위셀들을 적층하는 1차 폴딩 및 권취 단계;
    상기 분리 필름 중 상기 제1열과 상기 제2열의 사이 부위를 접어 폴딩부를 형성함과 아울러 상기 제1열의 상기 단위셀들을 포함하는 제1 전극 조립체와 상기 제2열의 상기 단위셀들을 포함하는 제2 전극 조립체를 중첩시키는 2차 폴딩 단계; 및
    상기 폴딩부를 절단하여 상기 제1 전극 조립체와 상기 제2 전극 조립체를 분리하는 커팅 단계를 포함하고,
    상기 제1 전극 조립체와 상기 제2 전극 조립체 유닛이 상하 적층되어 복수의 셀 적층체를 형성하는 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배치 단계에서, 상기 분리 필름의 폭은 상기 단위셀 두 개의 길이에 여유분을 더한 값에 대응하며, 상기 여유분은 상기 단위셀의 길이보다 작은 값을 가지는 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 배치 단계에서, 상기 분리 필름은 길이 방향과 나란한 제1 및 제2 가장자리를 포함하고, 상기 제1열의 상기 단위셀들은 양극 탭과 음극 탭이 상기 제1 가장자리 밖으로 노출되도록 상기 제1 가장자리를 따라 정렬되며, 상기 제2열의 상기 단위셀들은 양극 탭과 음극 탭이 상기 제2 가장자리 밖으로 노출되도록 상기 제2 가장자리를 따라 정렬되는 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배치 단계에서, 상기 제2열의 상기 단위셀들은 상기 분리 필름의 길이 방향과 나란한 가상의 중앙선을 기준으로 상기 제1열의 단위셀들과 거울 대칭을 이루는 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 커팅 단계에서, 상기 폴딩부의 절단 방향은 상기 제1 전극 조립체 및 상기 제2 전극 조립체의 두께 방향과 일치하는 스택-폴딩형 전극 조립체의 제조 방법.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되며,
    상기 제1 전극 조립체와 상기 제2 전극 조립체 유닛이 상하 적층되어 복수의 셀 적층체를 형성하는 스택-폴딩형 전극 조립체.
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