KR102446291B1 - 전극판 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전극판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코팅층을 필름에 형성 후, 슬리팅에 의해 절단 후 기재상에 라이네이션하여 전극판을 제조 하므로, 코팅층 및 기재의 손상을 방지하고 전극판의 면적대비 효율을 증가할 수 있는 전극판 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전극판에 관한 것이다.
일예로, 본 발명은 활물질을 포함한 슬러리를 준비하는 슬러리 준비 단계와, 일방향을 따라 이송되는 필름의 일면에 슬러리를 코팅하여 코팅층을 형성하는 코팅 단계와, 코팅층을 필름에 열압착하는 1차 프레싱 단계와, 코팅층이 형성된 필름을 이송 방향을 따라 절단하는 슬리팅 단계와, 슬리팅된 필름에서 코팅층을 박리하여 집전체가 될 기재상에 라미네이션하는 기재 라이네이션 단계와, 코팅층을 기재에 열압착하는 2차 프레싱 단계 및, 코팅층이 부착된 기재를 이송 방향을 따라 절단하는 슬리팅커팅 단계를 포함하는 전극판 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전극판을 개시한다.

Description

전극판 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전극판{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRODE PLATE AND ELECTRODE PLATE THEREBY}
본 발명의 다양한 실시예는 전극판 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전극판에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지는 양극판과 음극판 및 이들 두 전극판 사이에 끼워진 세퍼레이터로 구성된 전극 조립체를 전해액과 함께 케이스에 수납하여 형성된다. 이러한 이차 전지는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리, 충전 및 방전이 가능한 전지이다. 휴대폰, 노트북 등의 모바일 기기에 대한 기술개발과 생산 증가에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급증하고 있다. 최근에는 화석연료를 대체하기 위한 대체 에너지원으로 전기 자동차, 하이브리드 자동차의 용도로도 활발한 연구개발이 진행되고 있다.
현재 상용화된 이차 전지로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이차 전지 등이 있는데, 이 중에서 리튬 이차 전지는 니켈 계열의 이차 전지에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충 방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
이차 전지는 예컨대 전기 자동차와 같은 대전력 고용량 소비처의 대두로 인해 특히 그 단위 부피당 용량을 증대시키는 것이 주요한 과제 중 하나로 연구되고 있다. 이를 위해 이차 전지를 구성하는 양극판 및 음극판, 즉 전극판을 제조하는 단계에서부터 개선이 필요하다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명은 코팅층을 필름에 형성 후, 슬리팅에 의해 절단 후 기재상에 라이네이션하여 전극판을 제조 하므로, 코팅층 및 기재의 손상을 방지하고 전극판의 면적대비 효율을 증가시킬 수 있는 전극판 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전극판을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 전극판 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전극판은 활물질을 포함한 슬러리를 준비하는 슬러리 준비 단계와, 일방향을 따라 이송되는 필름의 일면에 슬러리를 코팅하여 코팅층을 형성하는 코팅 단계와, 상기 코팅층을 상기 필름에 열압착하는 1차 프레싱 단계와, 상기 코팅층이 형성된 상기 필름을 상기 이송 방향을 따라 절단하는 슬리팅 단계와, 상기 슬리팅된 상기 필름에서 상기 코팅층을 박리하여 집전체가 될 기재상에 라미네이션하는 기재 라미네이션 단계와, 상기 코팅층을 상기 기재에 열압착하는 2차 프레싱 단계 및, 상기 코팅층이 부착된 상기 기재를 상기 이송 방향을 따라 절단하는 슬리팅커팅 단계를 포함할 수 있다.
상기 라미네이션 단계에서는 상기 기재상에 상기 이송 방향을 따라 서로 평행하도록 다수의 상기 코팅층이 부착되며, 상기 다수의 코팅층은 상기 이송 방향과 수직한 상기 기재의 폭방향을 따라 서로 이격되어 상기 기재상에 부착될 수 있다.
상기 라미네이션 단계에서, 상기 기재는 상기 코팅층이 부착되지 않은 무지영역을 포함할 수 있다.
상기 슬리팅커팅 단계에서는 상기 무지 영역을 상기 이송방향과 평행하도록 중심선과 상기 다수의 코팅층을 상기 이송방향과 평행하도록 중심선을 기준으로 상기 기재를 절단하여 스트립 형태의 전극판으로 절단할 수 있다.
상기 슬리팅커팅 단계에서는 상기 기재의 폭방향과 평행하도록 절단선을 따라 상기 스트립 형태의 전극판을 절단하여, 직사각형 형상의 단위 전극판으로 절단할 수 있다.
상기 1차 프레싱 단계에서 상기 코팅층을 상기 필름에 열압착하는 온도는 상기 2차 프레싱 단계에서 상기 코팅층을 상기 기재에 열압착하는 온도에 비해서 더 높을 수 있다.
상기 코팅 단계에서는 상기 필름은 상기 이송방향과, 수직한 상기 필름의 폭방향의 양측 끝단 일부 영역에 코팅층이 형성되지 않은 노출 영역이 구비될 수 있다.
상기 슬리팅 단계에서는 상기 코팅층이 형성된 상기 필름을 상기 이송 방향을 따라, 상기 코팅층이 동일한 폭을 갖도록 스트립 형태로 절단할 수 있다.
상기 코팅층은 상기 기재를 중심으로 일정 높이를 갖는 사각형 형상을 가질 수 있다.
상기 코팅층은 상기 기재로부터 이격된 코너의 R값이 0.01㎛ 내지 10㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극판 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전극판은 코팅층을 필름에 형성 후, 슬리팅에 의해 절단 후 기재상에 라미네이션하여 전극판을 제조 하므로, 코팅층내에 포함된 슬러리를 건조 또는 고화시킬 때 기재가 손상되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 코팅층의 끝단 무너짐과 변형을 방지할 수 있으므로,전극판의 면적대비 효율을 증가할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전극판 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 도 1의 전극판 제조 방법을 실행하기 위한 코팅층 형성 장치이다.
도 3은 도 2의 코팅층 형성 장치의 코팅부와 제1프레싱부를 확대 도시한 평면도이다.
도 4는 도 2에서 코팅층 형성 장치의 슬리팅부를 확대 도시한 평면도이다.
도 5는 도 1의 전극판 제조 방법을 실행하기 위한 라미네이션 장치의 일예이다.
도 6은 도 5의 라미네이션 장치에서 제2프레싱부를 확대 도시한 평면도이다.
도 7은 도 6의 a-a선을 절단한 단면도의 일예이다.
도 8은 도 5에서 슬리팅커팅부를 통해 코팅층이 부착된 기재의 슬리팅 공정을 설명하기 위한 부분 평면도이다.
도 9는 도 8에서 슬리팅된 기재의 커팅 공정을 설명하기 위한 부분 평면도이다.
도 10은 커팅 및 노칭이 완료된 단위 전극판의 일례를 도시한 평면도이다.
도 11a는 도 1의 제조 방법에 의해 제조된 전극판의 일부 확대 사진이고, 도 11b는 비교예의 전극판의 일부 확대 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용된다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전극판 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전극판을 도시한 순서도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 전극판 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전극판은 슬러리 준비 단계(S1), 코팅 단계(S2), 1차 프레싱 단계(S3), 슬리팅 단계(S4), 기재 라미네이션 단계(S5), 2차 프레싱 단계(S6) 및 슬리팅 커팅 단계(S7)를 포함할 수 있다.
먼저 슬러리 준비 단계(S1)에서는 슬러리를 준비한다. 여기서, 슬러리는 전극판을 형성하기 위한 집전판에 코팅되기 위한 것으로, 활물질을 포함할 수 있다. 일예로, 슬러리는 전이금속 산화물을 포함하는 활물질과 바인더, 휘발성 용제 등을 포함할 수 있다.
상기 코팅 단계(S2), 1차 프레싱 단계(S3) 및 슬리팅 단계(S4)는 도 2의 코팅층 형성 장치(100)를 참조하여, 설명하고자 한다.
상기 코팅층 형성 장치(100)는 필름(1)이 권취되어 있는 공급롤(110), 코팅층(12)을 형성하기 위한 코팅부(120), 필름(1)상에 형성된 코팅층(12)을 필름에 가압하기 위한 제1프레싱부(130), 코팅층(12)이 형성된 필름(1)을 슬리팅하는 슬리팅부(140), 코팅이 완료된 필름을 다시 권취하여 수납하기 위한 권취롤(150)을 포함할 수 있다. 또한 코팅층 형성 장치(100)는 공급롤(110)에서 풀려 나온 필름(1)이 권취롤(150)로 권취될 때까지 이동시키기 위한 이송 롤러(160)를 더 포함할 수 있다. 이하에서는 코팅층 형성 장치(100)를 참조하여, 코팅 단계(S2), 1차 프레싱 단계(S3) 및 슬리팅 단계(S4)를 순차적으로 설명하고자 한다.
코팅 단계(S2)에서는 코팅부(120)가 필름(1) 상에 미리 준비된 슬러리를 코팅하여 코팅층(12)을 형성한다. 상기 코팅부(120)는 필름(1)의 상면에 코팅층을 균일하게 도포함으로써, 필름(1)에 코팅층(12)을 코팅할 수 있다. 이때 필름(1)은 이송방향(X)과, 수직한 필름(1)의 폭방향(Y)의 양측 끝단 일부 영역에 코팅층(12)이 형성되지 않은 노출 영역(1a)이 구비될 수 있다. 여기서, 외부 노출 영역(1a)은 필름(1) 상에 코팅층(12) 형성시, 슬러리가 필름(1)의 외부로 흘러내리는 것을 방지하기 위해 구비될 수 있다.
상기 필름(1)은 공급롤(110)로부터 공급받을 수 있다. 상기 필름(1)은 코팅층 형성 장치(100)의 제1프레싱부(130)가 가압하거나 코팅층(12)내에 포함된 슬러리를 건조할 때 손상되지 않는 내열성과, 코팅층(12) 코팅시 변성되지 않는 내화학성이 높은 물질로 이루어질 수 있다. 상기 필름(1)은 PP, PET 및 이의 등가 재료로 이루어질 수 있다. 또한 필름(1)은 표면을 코로나처리등과 같은 등가 처리를 통해, 기재 라미네이션 단계(S5)에서 코팅층(12)과의 박리가 용이하도록 할 수 있다.
또한 공급롤(110)로부터 풀려나온 필름(1)은 이송롤러(160)에 의해 코팅부(120)로 안내할 수 있다. 여기서 이송롤러(160)는 아이들 롤러이거나, 필름(1)이 풀려나오도록 인장력을 가하는 구동 롤러일 수 있다. 특히 후자의 경우 이송롤러(160)가 필름(1)을 풀어내고 이송하는 이송부를 형성할 수 있다. 도 2에는 도합 4개의 이송롤러(160)가 도시되어 있으나 이는 예시일 뿐이며 필요에 따라 그 수는 물론 위치도 변화될 수 있다.
1차 프레싱 단계(S3)에서는 제1프레싱부(130)가 필름(1) 상에 코팅된 슬러리의 코팅층(12)을 가압하여 치밀하게 만들거나, 코팅층(12)의 두께를 균일하게 만들 수 있다. 또한 제1프레싱부(130)는 코팅부(120)가 형성된 필름(1)의 상하측에 각각 배치된 한 쌍의 롤러로 예시되어 있으나, 코팅층(12)을 가압할 수 있는 것이라면 다른 구성을 취할 수도 있다. 예컨대 단속적으로 작동되는 평판 프레스나 컨베이어 벨트를 포함할 수 있으며, 스퀴저의 형태를 가질 수도 있다. 제1프레싱부(130)가 롤러를 포함하는 경우, 롤러의 회전 중심축은 이송 방향(X)을 가로지르는 방향, 즉 필름(1)의 폭 방향(Y)과 나란하게 배치될 수 있다.
또한 필름(1)에 코팅된 슬러리를 건조 또는 고화시키기 위해 코팅부(120)의 후단에는 건조부가 추가될 수 있다. 건조부는 열원을 포함할 수 있으며 제1프레싱부(130)와 물리적으로 분리되어 배치될 수도 있으나, 제1프레싱부(130)에 기능적 통합될 수도 있다. 본 발명에서는 제1프레싱부(130)에 건조부가 통합된 경우로 설명하고자 한다. 제1프레싱부(130)가 롤러의 형태로 구성된 경우, 롤러 내에 열원이 구비되어, 롤러가 코팅층(12)과 접하여 코팅층(12)을 필름(1) 측으로 압박함과 동시에 코팅층(12)을 형성하는 슬러리의 온도를 높일 수 있고 이로써 제1프레싱부(130)가 건조부의 기능을 겸하게 할 수 있다. 이는 제1프레싱부(130)가 롤러와 다른 형태를 취하고 있는 경우에도 유효할 수 있다. 이때 코팅층(12)의 슬러리를 건조 또는 고화하기 위한 제1프레싱부(130)의 온도는 140 내지 170℃ 중 어느 하나의 온도일 수 있다.
상기 슬리팅 단계(S4)에서는 슬리팅부(140)가 가압된 필름(1)을 길이 방향, 즉, 이송방향(X)을 따라 절단할 수 있다. 상기 슬리팅부(140)는 필름(1)을 이송 방향(X)을 따라 절단하는 것으로서, 커터, 회전날 등을 이용하여 통상의 기술로 구성할 수 있다. 상기 슬리팅부(140)는 프레싱부(130)의 후단에 배치될 수 있다. 또한 슬리팅부(140)는 이송 방향(X)과 평행하도록 필름(1)을 절단할 수 있다. 이때 필름(1)은 코팅층(12)이 일정한 폭을 갖도록 절단될 수 있다. 즉, 필름(1)은 슬리팅부(140)에 의해 스트라이프(stripe) 형태로 슬리팅되어, 동일폭의 코팅층(12)을 갖는 다수의 필름(2)으로 분리될 수 있다. 또한 슬리팅된 필름(2)은 하나의 권취롤(150)에 권취될 수 있다. 또한 슬리팅부(140)는 코팅층 형성 장치(100)이외에 별도의 라인으로 편성되어, 슬리팅 장치로 코팅층(12)이 형성된 필름(1)을 공급하도록 하는 것도 가능하다. 이때 권취롤(150)은 슬리팅 장치에 대해 공급롤로서 기능할 수 있다.
상기 코팅, 프레싱 및 슬리팅이 완료된 필름(2)은 권취롤(150)에 권취되어 수납될 수 있다. 여기서, 권취롤(150)은 동력원에 의해 구동되어 공급롤(110)로부터 필름(1)을 풀어내는 데에 기여하도록 할 수 있으며, 이송롤러의 일부로서 기능할 수 있다.
상기 라미네이션 장치(200)는 슬리팅된 필름(2)이 권취되어 있는 코팅층 공급롤(210), 집전체가 될 기재(11)를 공급하기 위한 기재 공급롤(220), 기재(11)상에 코팅층(12)을 가압하기 위한 제2프레싱부(240), 라미네이션 장치(200)는 코팅층(12)이 부착된 기재(11)를 슬리팅 및 커팅하기 위한 슬리팅커팅부(250) 및 슬리팅 및 커팅이 완료된 기재(11)를 다시 권취하여 수납하기 위한 권취롤(260)을 포함할 수 있다. 또한 라미네이션 장치(200)는 코팅층 공급롤(210)에서 풀려 나온 필름(1)을 회수하기 위한 회수롤(220)을 더 포함할 수 있다. 또한 라미네이션 장치(200)는 코팅층 공급롤(210)에서 풀려 나온 코팅층(1)과, 기재 공급롤(220)에서 풀려 나온 기재(11)를 권취롤(260)로 이송시키기 위한 이송 롤러(230)를 더 포함할 수 있다.
여기서 라미네이션 장치(200)의 코팅층 공급롤(210)은 코팅층 형성 장치(100)의 권취롤(150)일 수 있다. 이하에서는 라미네이션 장치(200)를 참조하여, 기재 라미네이션 단계(S5), 2차 프레싱 단계(S6) 및 슬리팅 커팅 단계(S7)를 순차적으로 설명하고자 한다.
상기 기재 라미네이션 단계(S5)에서는 코팅층 공급롤(210)에서 공급되는 코팅층(12)을 기재(11)상에 부착한다. 여기서 코팅층 공급롤(210)은 다수의 슬리팅된 필름(2)들이 권취되어 있으며, 슬리팅된 필름들(2)로부터 코팅층(12)을 박리하여 기재(11)의 일면과 접촉되도록 공급할 수 있다. 이때, 회수롤(220)에서는 코팅층(12)부터 분리된 필름(2)을 회수할 수 있다. 여기서 회수롤(220)은 아이들 롤러이거나, 코팅층 공급롤(210)로부터 필름(1)이 풀려나오도록 인장력을 가하는 구동 롤러일 수 있다. 특히 후자의 경우 회수롤(220)이 코팅층 공급롤(210)로부터 필름(2)을 풀어냄과 동시에 코팅층(12)과 분리하여 권취할 수 있다. 여기서 회수롤(220)은 코팅층(12)과 분리된 다수의 슬리팅된 필름(2)들을 한번에 회수할 수 있다.
또한, 코팅층 공급롤(210)에서부터 공급되는 필름(2)으로부터 박리된 다수의 코팅층(12)은 이송롤러(230을 통해 이송 방향(X)을 따라 서로 평행하도록 기재(11)의 상면에 접촉될 수 있다.
여기서 기재(11)는 양극판을 제조하기 위해서 양극 집전체가 되기 위한 알루미늄(Al)을 포함하는 금속 포일일 수 있다. 또한 기재(11)는 음극판을 제조하기 위해서는 음극 집전체가 되기 위한 것으로서, 구리(Cu) 또는 니켈(Ni)을 포함하는 금속 포일일 수 있다. 그러나 기재(11)의 소재는 전극판(10)을 형성하기 위한 다양한 소재로 변경가능하며 이들로 한정되는 것은 아니다.
상기 기재(11)는 기재 공급롤(220)로부터 공급될 수 있으며, 이송롤러(230을 통해 이송 방향(X)을 따라 공급될 수 있다.
여기서 이송롤러(230)는 코팅층 공급롤(210)로부터 풀려나와 슬리팅된 필름(2)으로부터 분리된 코팅층(12)과, 기재 공급롤(220)로부터 풀려나온 기재(20)를 제2프레싱부(240)로 안내할 수 있다. 상기 이송롤러(230)는 아이들 롤러이거나, 기재(11) 및 코팅층(12)이 풀려나오도록 인장력을 가하는 구동 롤러일 수 있다. 도 5에는 도합 2개의 이송롤러(230)가 도시되어 있으나 이는 예시일 뿐이며 필요에 따라 그 수는 물론 위치도 변화될 수 있다.
상기 2차 프레싱 단계(S6)에서는 제2프레싱부(240)가 기재(11)의 상면에 코팅층(12)을 열압착하여, 코팅층(12)을 기재(11)상에 부착할 수 있다. 이때 코팅층(12)은 도 6에 도시된 바와 같이 기재(11)의 폭 방향(Y)을 따라 서로 일정간격 이격되도록 이송 방향(X)을 따라 공급될 수 있다. 즉, 기재(11)는 이송 방향(X)과 평행하게 코팅층(12)사이에 코팅층(12)이 형성되지 않은 무지 영역(11a)이 구비될 수 있다. 또한, 기재(11)는 기재(11)의 폭방향(Y)의 양측 끝단 일부 영역에도 무지 영역(11a)이 구비될 수 있다.
상기 코팅층(12)은 기재(11)상에 폭 방향(Y)으로 서로 이격되도록 스트라이프(stripe)형상으로 배치된 후, 제2프레싱부(240)에 의해서 기재(11)상에 열압착될 수 있다. 이와 같은 제2프레싱부(240)가 기재(11)상에 코팅층(12)을 열압착하기 위한 온도는 슬러리를 건조 및 고화시키기 위한 제1프레싱부(130)의 온도에 비해서 더 낮을 수 있다. 바람직하게 제2프레싱부(240)의 열압착 온도는 100 내지 130℃중 어느 하나의 온도일 수 있다. 또한 도 6에 서로 이격된 코팅층(12)의 개수를 3개로 도시하였으나, 다양하게 변경가능하며 한정하는 것은 아니다.
또한 코팅층 공급롤(210)과 동일한 구성이 기재(11)의 하면측에서 구비되어, 코팅층(12)이 기재(11)의 하면에도 공급되도록 추가되어, 기재(11)를 중심으로 상면과 하면 모두에 코팅층(12)이 형성될 수도 있다. 이때, 코팅층(12)은 도 7에 도시된 바와 같이, 기재(11)를 중심으로 상면과 하면에 동일한 위치에 부착될 수 있다. 상기 코팅층(12)은 기재(11)를 중심으로 일정 높이를 갖는 사각형 형상을 가질 수 있다. 즉, 코팅층(12)은 필름(1)에 형성 후, 슬리팅에 의해 절단 후 기재(11)상에 부착되므로, 코팅층(12)의 폭방향(Y)으로 양측 끝단부가 직각으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 코팅층(12)에서 기재(11)로부터 이격된 코너 R값은 0.01㎛ 내지 10㎛중 어느 하나의 값을 가질 수 있다. 또한 코팅층(12)은 필름(1)에 도포된 후 건조 및 고화된 후, 기재(11)상에 부착되므로 코팅층(12)의 슬러리를 건조 및 고화시키기 위한 고온에 의해 기재(11)가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
슬리팅 커팅 단계(S7)에서는 도 8에 도시된 바와 같이, 슬리팅커팅부(250)가 기재(11)의 이송방향(X)과 나란한 절단선(13)을 따라 기재(11)를 절단할 수 있다. 상기 슬리팅커팅부(250)는 제2프레싱부(240)의 후단에 배치될 수 있다. 상기 슬리팅커팅부(250)는 기재(11)의 무지 영역(11a)의 이송 방향(X)을 따른 중심선과 코팅층(12)의 이송 방향(X)을 따른 중심선을 기준으로 기재(11)를 절단할 수 있다. 즉, 슬리팅커팅부(250)에 의해 절단되어, 전극판(10)은 기재(11)를 중심으로 기재(11)의 폭방향(Y)을 따라 적어도 일측에 무지부(11a)가 구비된 스트립(strip) 형태의 전극판(10)으로 절단될 수 있다.
또한 추가적으로 슬리팅커팅부(250)에서는 도 9에서 기재(11)의 폭방향과 나란한 절단선(14)을 따라 스트립을 절단하면 직사각형 형상의 단위 전극판(10)을 얻을 수 있다. 또한 직사각형 형상의 단위 전극판(10)은 도 10과 같이, 무지부(11a)의 일부를 노칭(notching)하여, 전극탭(11b)을 형성할 수 있다.
즉, 슬리팅 커팅 단계(S7)에서는 스트립 형태로 전극판을 절단하거나, 대략 직사각형 형상의 단위 전극판으로 절단할 수 있다. 스트립 형태의 전극판은 세퍼레이터 및 다른 극성의 전극판과 함께 권취되어 젤리롤 형태의 전극조립체가 될 수 있으며, 직사각형 형상의 단위 전극판은 세퍼레이터 및 다른 극성의 전극판과 순차적으로 적층되어 스택형태의 전극 조립체가 될 수 있다.
또한, 슬리팅커팅부(250)에서 전극판이 단위 전극판으로 절단될 경우, 슬리팅커팅부(250)의 후단에 배치된 권취롤(260)은 생략될 수 있다. 또한 슬리팅커팅부(250)는 별도의 라인으로 편성될 수도 있으며, 이 경우, 기재(11)에 코팅층(12)을 부착하여 권취롤(260)상에 권취한 후, 이 권취롤(260)로부터 별도의 라인에 편성된 슬리팅커팅부(250)로 코팅층(12)이 형성된 기재(11)를 공급하도록 하는 것도 가능하다. 이때 권취롤(260)은 슬리팅커팅부(250)에 대해 공급롤로서 기능할 수 있다.
도 8a를 참조하면, 도 1의 제조 방법에 의해 기재(11)상에 코팅층(12)을 라미네이션하여 형성한 전극판(10)인 실시예의 일부를 확대하여 촬영한 사진이고, 도 8b를 참조하면 기재(20)에 코팅층(21)을 직접 코팅하여 형성한 비교예의 일부를 확대하여 촬영한 사진이다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 전극판(10)은 코팅층(12)은 필름(1)에 형성 후, 슬리팅에 의해 절단 후 기재(11)상에 부착되므로, 끝단부가 대략 수직한 코팅층(12)을 갖는 것을 알 수 있다.
또한 도 11b에 도시된 바와 같이, 비교예의 전극판(20)은 코팅층(22)을 직접 기재(21)상에 형성할 때, 코팅층(22)의 슬러리를 건조 및 고화시키기 위한 고온에 의해 코팅층(22)과 기재(21)사이의 응력 및 연신율의 차이로 인해 발생될 수 있는 코팅층(21)의 끝단이 무너지거나, 변형되는 현상이 발생된 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명에 의해 제조된 전극판(10)은 코팅층(12)을 필름(1)에 형성 후, 슬리팅에 의해 절단 후 기재(11)상에 부착되므로, 기재(11)가 손상되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 코팅층(12)의 끝단 무너짐과 변형을 방지할 수 있으므로,전극판(10)의 면적대비 효율을 증가시킬 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 전극판 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전극판을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10: 전극판 11: 기재
12: 코팅층 1: 필름
100: 코팅층 형성 장치 110: 공급롤
120: 코팅부 130: 제1프레싱부
140: 슬리팅부 150: 권취롤
160: 이송 롤러 200: 라미네이션 장치
210: 코팅층 공급롤 220:회수롤
230: 이송 롤러 240: 제2프레싱부
250: 슬리팅커팅부 260: 권취롤

Claims (10)

  1. 활물질을 포함한 슬러리를 준비하는 슬러리 준비 단계;
    일방향을 따라 이송되는 필름의 일면에 슬러리를 코팅하여 코팅층을 형성하는 코팅 단계;
    상기 코팅층을 상기 필름에 열압착하는 1차 프레싱 단계;
    상기 코팅층이 형성된 상기 필름을 상기 이송 방향을 따라 절단하는 슬리팅 단계;
    상기 슬리팅된 상기 필름에서 상기 코팅층을 박리하여 집전체가 될 기재상에 라미네이션하는 기재 라미네이션 단계;
    상기 코팅층을 상기 기재에 열압착하는 2차 프레싱 단계; 및
    상기 코팅층이 부착된 상기 기재를 상기 이송 방향을 따라 절단하는 슬리팅커팅 단계를 포함하며,
    상기 1차 프레싱 단계에서 상기 코팅층을 상기 필름에 열압착하는 온도는 상기 2차 프레싱 단계에서 상기 코팅층을 상기 기재에 열압착하는 온도에 비해서 더 높아 압착 및 건조하는 것을 특징으로 하는 전극판 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 라미네이션 단계에서는
    상기 기재상에 상기 이송 방향을 따라 서로 평행하도록 다수의 상기 코팅층이 부착되며, 상기 다수의 코팅층은 상기 이송 방향과 수직한 상기 기재의 폭방향을 따라 서로 이격되어 상기 기재상에 부착된 것을 특징으로 하는 전극판 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 라미네이션 단계에서, 상기 기재는 상기 코팅층이 부착되지 않은 무지영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극판 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 슬리팅커팅 단계에서는
    상기 무지 영역을 상기 이송방향과 평행하도록 중심선과 상기 다수의 코팅층을 상기 이송방향과 평행하도록 중심선을 기준으로 상기 기재를 절단하여 스트립 형태의 전극판으로 절단하는 것을 특징으로 하는 전극판 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 슬리팅커팅 단계에서는
    상기 기재의 폭방향과 평행하도록 절단선을 따라 상기 스트립 형태의 전극판을 절단하여, 직사각형 형상의 단위 전극판으로 절단하는 것을 특징으로 하는 전극판 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅 단계에서는
    상기 필름은 상기 이송방향과, 수직한 상기 필름의 폭방향의 양측 끝단 일부 영역에 코팅층이 형성되지 않은 노출 영역이 구비된 것을 특징으로 하는 전극판 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬리팅 단계에서는
    상기 코팅층이 형성된 상기 필름을 상기 이송 방향을 따라, 상기 코팅층이 동일한 폭을 갖도록 스트립 형태로 절단하는 것을 특징으로 하는 전극판 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 하나의 항의 전극판 제조 방법에 의해 제조된 전극판에서,
    상기 코팅층은 상기 기재를 중심으로 일정 높이를 갖는 사각형 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전극판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 코팅층은 상기 기재로부터 이격된 코너의 R값이 0.01㎛ 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 전극판.
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