KR102562850B1 - Apparatus and method for manufacturing cable type secondary battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전극조립체 제조장치에 관한 것으로, 전극활물질이 양면에 코팅된 양면 전극을 제조하는 양면 전극 제조부; 전극활물질이 단면에 코팅된 단면 전극을 제조하는 단면 전극 제조부; 상기 양면 전극 제조부에 의해 제조된 양면 전극 또는 상기 단면 전극 제조부에 의해 제조된 단면 전극을 설정된 위치에 이동시키는 이동부; 상기 이동부에 의해 이동한 양면 전극 또는 단면 전극을 검사하여 불량여부를 판별하는 검사부; 분리막을 지그재그로 폴딩하는 스택부; 및 상기 스택부에 의해 지그재그로 폴딩되는 분리막의 접히는 부분에 상기 검사부에 의해 정상으로 판별된 양면 전극을 삽입하여 미완성 전극조립체를 제조하고, 상기 미완성 전극조립체의 최외각에 적층된 분리막에 상기 검사부에 의해 정상으로 판별된 단면 전극을 적층하여 완제품 전극조립체를 제조하는 적층부를 포함한다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing an electrode assembly, comprising: a double-sided electrode manufacturing unit for manufacturing a double-sided electrode coated with an electrode active material on both sides; A single-sided electrode manufacturing unit for manufacturing a single-sided electrode coated with an electrode active material on the end surface; a moving unit for moving the double-sided electrode manufactured by the double-sided electrode manufacturing unit or the single-sided electrode manufactured by the single-sided electrode manufacturing unit to a set position; an inspection unit for inspecting the double-sided electrode or the single-sided electrode moved by the moving unit to determine whether or not it is defective; a stack unit for folding the separator in a zigzag pattern; and manufacturing an unfinished electrode assembly by inserting the double-sided electrode determined to be normal by the inspection unit into a folded portion of the separator folded in a zigzag manner by the stack unit, and manufacturing an unfinished electrode assembly by the inspection unit in the separator stacked on the outermost side of the unfinished electrode assembly. and a laminating unit for manufacturing a finished electrode assembly by stacking single-sided electrodes determined to be normal by
Description
본 발명은 이차전지 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로서, 특히 최외각에 단면 코팅 전극이 적층되는 전극조립체를 제조할 수 있는 이차전지 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery manufacturing apparatus and manufacturing method, and more particularly to a secondary battery manufacturing apparatus and manufacturing method capable of manufacturing an electrode assembly in which single-sided coated electrodes are laminated on the outermost surface.
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.In general, a secondary battery refers to a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be charged, and such a secondary battery is widely used in the field of high-tech electronic devices such as phones, notebook computers and camcorders.
상기한 이차전지는 전극조립체가 금속 캔에 내장되는 캔형 이차전지와, 전극조립체가 파우치에 내장되는 파우치형 이차전지로 분류되며, 상기 파우치형 이차전지는 전극조립체, 전해액, 상기 전극조립체와 상기 전해액을 수용하는 파우치를 포함한다. 그리고 상기 전극조립체는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되는 구조를 가지며, 상기 전극은 집전체와 상기 집전체에 코팅되는 전극활물질층을 포함한다.The secondary battery described above is classified into a can-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a metal can and a pouch-type secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a pouch. The pouch-type secondary battery includes an electrode assembly, an electrolyte solution, the electrode assembly and the electrolyte solution. Includes a pouch for accommodating. The electrode assembly has a structure in which a plurality of electrodes and a plurality of separators are alternately stacked, and the electrode includes a current collector and an electrode active material layer coated on the current collector.
여기서 상기한 전극조립체는 제조장치를 통해 제조되며, 상기 제조장치는 양쪽 표면에 전극활물질이 코팅된 양면 전극을 제조하고, 상기 양면 전극을 지그재그로 폴딩되는 분리막의 접히는 부분에 삽입하여 전극조립체를 제조한다.Here, the electrode assembly described above is manufactured through a manufacturing device, and the manufacturing device manufactures a double-sided electrode coated with an electrode active material on both surfaces, and inserts the double-sided electrode into a folded portion of a separator that is folded in a zigzag pattern to manufacture an electrode assembly. do.
그러나 상기와 같은 구조를 가진 제조장치만으로는 전극조립체의 에너지밀도를 향상시키는데 한계가 있다. 즉, 상기 제조장치는 1종의 전극을 이용하여 전극조립체를 제조하는데(예를 들면 양면 전극만으로 전극 조립체를 제조), 상기 1종의 전극만으로는 전극조립체의 에너지밀도를 향상시키는데 한계가 있다.However, there is a limit to improving the energy density of the electrode assembly only with the manufacturing apparatus having the above structure. That is, the manufacturing apparatus manufactures an electrode assembly using one type of electrode (for example, manufacturing an electrode assembly with only a double-sided electrode), but there is a limit to improving the energy density of the electrode assembly with only the one type of electrode.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 서로 다른 코팅 구조를 가진 2종 이상의 전극을 이용하여 전극조립체를 제조하며, 이에 따라 전극조립체의 부피를 감소시킬 수 있고, 그 결과 전극조립체의 에너지밀도를 향상시킬 수 있는 이차전지 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was invented to solve the above problems, and the present invention manufactures an electrode assembly using two or more types of electrodes having different coating structures, thereby reducing the volume of the electrode assembly, As a result, an object of the present invention is to provide a secondary battery manufacturing apparatus and manufacturing method capable of improving the energy density of an electrode assembly.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조장치는 전극활물질이 양면에 코팅된 양면 전극을 제조하는 양면 전극 제조부; 전극활물질이 단면에 코팅된 단면 전극을 제조하는 단면 전극 제조부; 상기 양면 전극 제조부에 의해 제조된 양면 전극 또는 상기 단면 전극 제조부에 의해 제조된 단면 전극을 설정된 위치에 이동시키는 이동부; 상기 이동부에 의해 이동한 양면 전극 또는 단면 전극을 검사하여 불량여부를 판별하는 검사부; 분리막을 지그재그로 폴딩하는 스택부; 및 상기 스택부에 의해 지그재그로 폴딩되는 분리막의 접히는 부분에 상기 검사부에 의해 정상으로 판별된 양면 전극을 삽입하여 미완성 전극조립체를 제조하고, 상기 미완성 전극조립체의 최외각에 적층된 분리막에 상기 검사부에 의해 정상으로 판별된 단면 전극을 적층하여 완제품 전극조립체를 제조하는 적층부를 포함할 수 있다.A secondary battery manufacturing apparatus according to a first embodiment of the present invention for achieving the above object includes a double-sided electrode manufacturing unit for manufacturing a double-sided electrode coated with an electrode active material on both sides; A single-sided electrode manufacturing unit for manufacturing a single-sided electrode coated with an electrode active material on the end surface; a moving unit for moving the double-sided electrode manufactured by the double-sided electrode manufacturing unit or the single-sided electrode manufactured by the single-sided electrode manufacturing unit to a set position; an inspection unit for inspecting the double-sided electrode or the single-sided electrode moved by the moving unit to determine whether or not it is defective; a stack unit for folding the separator in a zigzag pattern; and manufacturing an unfinished electrode assembly by inserting the double-sided electrode determined to be normal by the inspection unit into a folded portion of the separator folded in a zigzag manner by the stack unit, and manufacturing an unfinished electrode assembly by the inspection unit in the separator stacked on the outermost side of the unfinished electrode assembly. It may include a stacking unit for manufacturing a finished electrode assembly by stacking single-sided electrodes determined to be normal by the above.
상기 양면 전극 제조부는 전극활물질이 양면에 코팅된 양면 전극시트가 권취된 제1 공급롤러, 상기 제1 공급롤러에서 권출되는 양면 전극시트를 커팅하여 양면 전극을 제조하는 제1 커터, 상기 양면 전극을 이송하는 제1 컨베이어를 포함하고, 상기 단면 전극 제조부는 전극활물질이 단면에 코팅된 단면 전극시트가 권취된 제2 공급롤러, 상기 제2 공급롤러에서 권출되는 단면 전극시트를 커팅하여 단면 전극을 제조하는 제2 커터, 상기 단면 전극을 이송하는 제2 컨베이어를 포함할 수 있다.The double-sided electrode manufacturing unit includes a first supply roller on which a double-sided electrode sheet coated with an electrode active material is wound on both sides, a first cutter for cutting the double-sided electrode sheet unwound from the first supply roller to manufacture a double-sided electrode, and the double-sided electrode The single-sided electrode manufacturing unit manufactures single-sided electrodes by cutting the single-sided electrode sheet unwound from the second supply roller and a second supply roller on which the single-sided electrode sheet coated with the electrode active material is wound on the end surface, and the single-sided electrode manufacturing unit manufactures single-sided electrodes. It may include a second cutter for carrying out, and a second conveyor for transporting the single-sided electrode.
상기 이동부는 상기 미완성 전극조립체 제조시 상기 양면 전극 제조부에 의해 제조된 양면 전극만 연속하여 설정된 위치에 이동시키고, 상기 완제품 전극조립체 제조시에는 상기 단면 전극 제조부에 의해 제조된 단면 전극만 설정된 위치에 이동시킬 수 있다.The moving unit continuously moves only the double-sided electrode manufactured by the double-sided electrode manufacturing unit to a set position when manufacturing the unfinished electrode assembly, and only the single-sided electrode manufactured by the single-sided electrode manufacturing unit moves to a set position when manufacturing the finished electrode assembly. can be moved to
상기 이동부는 양면 전극제조부에 의해 제조된 양면 전극 또는 단면 전극제조부에 의해 제조된 단면 전극을 흡착하고 수평하게 펴주는 흡착부재와, 상기 흡착부재에 의해 흡착된 양면 전극 또는 단면 전극을 설정된 위치에 이동시키는 이동부재를 포함할 수 있다.The moving unit adsorbs and horizontally spreads the double-sided electrode manufactured by the double-sided electrode manufacturing unit or the single-sided electrode manufactured by the single-sided electrode manufacturing unit, and the double-sided electrode or single-sided electrode adsorbed by the suction member is placed at a set position. It may include a moving member for moving to.
상기 흡착부재는 지지편과, 상기 지지편을 관통하여 상기 양면 전극 제조부에 의해 제조된 양면 전극 또는 단면 전극 제조부에 의해 제조된 단면 전극을 흡착하고 원위치로 복귀하면서 흡착된 양면 전극 또는 단면 전극을 상기 지지편의 표면에 밀착시켜서 수평하게 펴주는 흡착편을 포함할 수 있다.The adsorption member penetrates the support piece and adsorbs the double-sided electrode manufactured by the double-sided electrode manufacturing unit or the single-sided electrode manufactured by the single-sided electrode manufacturing unit through the support piece, and returns to the original position while adsorbing the double-sided electrode or single-sided electrode. It may include a suction piece that adheres to the surface of the support piece and spreads it horizontally.
상기 흡착부재는 상기 지지편을 가열하여 상기 지지편에 압착되는 양면 전극 또는 단면 전극의 온도를 상승시키는 가열편을 더 포함할 수 있다.The adsorption member may further include a heating piece for heating the support piece to increase the temperature of the double-sided electrode or the single-sided electrode compressed to the support piece.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 제조장치를 이용한 제조방법은 전극활물질이 양면에 코팅된 양면 전극을 제조하는 제1 단계; 전극활물질이 일면에 코팅된 단면 전극을 제조하는 제2 단계; 상기 제1 단계 또는 상기 제2 단계에 의해 제조된 양면 전극 또는 단면 전극을 흡착하고 설정된 위치에 이동시키는 제3 단계; 상기 제3 단계에 의해 이동된 양면 전극 또는 단면 전극을 검사하여 불량여부를 판별하는 제4 단계; 분리막을 지그재그로 폴딩하는 제5-1 공정과, 상기 제4 단계에 의해 정상으로 판별된 양면 전극을 폴딩되는 분리막의 접히는 부분에 삽입하여 미완성 전극조립체를 제조하는 제5-2 공정과, 상기 미완성 전극조립체의 최외각에 적층된 분리막에 상기 제4 단계에 의해 정상으로 판별된 단면 전극을 적층하여 완제품 전극조립체를 제조하는 제5-3공정으로 이루어진 제5 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, the manufacturing method using the electrode assembly manufacturing apparatus according to the first embodiment of the present invention includes a first step of manufacturing a double-sided electrode coated with an electrode active material on both sides; A second step of manufacturing a single-sided electrode coated with an electrode active material on one surface; A third step of adsorbing the double-sided electrode or single-sided electrode manufactured in the first step or the second step and moving it to a set position; a fourth step of inspecting the double-sided electrode or the single-sided electrode moved by the third step to determine whether or not it is defective; A 5-1 process of folding the separator in a zigzag pattern, a 5-2 process of manufacturing an unfinished electrode assembly by inserting the double-sided electrode determined to be normal by the fourth step into the folded portion of the separator to be folded, and the unfinished electrode assembly. A fifth step consisting of a 5-3 process of manufacturing a finished electrode assembly by laminating the single-sided electrode determined to be normal in the fourth step on the separator laminated on the outermost part of the electrode assembly may be included.
상기 제1 단계는 전극활물질이 양면에 코팅된 양면 전극시트를 준비하는 제1-1 공정, 양면 전극시트를 커팅하여 양면 전극을 제조하는 제1-2공정, 상기 양면 전극을 이송하는 제1-3공정을 포함하고, 상기 제2 단계는 전극활물질이 단면에 코팅된 단면 전극시트를 준비하는 제2-1공정, 상기 단면 전극시트를 커팅하여 단면 전극을 제조하는 제2-2공정, 상기 단면 전극을 이송하는 제2-3공정을 포함할 수 있다.The first step includes a 1-1 step of preparing a double-sided electrode sheet coated with an electrode active material on both sides, a 1-2 step of manufacturing a double-sided electrode by cutting the double-sided electrode sheet, and a 1-2 step of transferring the double-sided electrode. It includes three processes, and the second step is a 2-1 process of preparing a single-sided electrode sheet coated with an electrode active material on its end surface, a 2-2 process of manufacturing a single-sided electrode by cutting the single-sided electrode sheet, and the cross-section of the electrode sheet. A 2-3 step of transferring the electrode may be included.
상기 제3 단계는 상기 제5 단계에서 미완성 전극조립체를 제조하는 제5-1 공정시 상기 제1 단계에 의해 제조된 양면 전극만 연속하여 상기 제4 단계로 이동시키고, 완제품 전극조립체를 제조하는 제5-2공정시에는 상기 제2 단계에 의해 제조된 단면 전극만 상기 제4 단계로 이동시킬 수 있다.In the third step, during the 5-1 process of manufacturing the unfinished electrode assembly in the fifth step, only the double-sided electrode manufactured in the first step is continuously moved to the fourth step, and the finished electrode assembly is manufactured. In the 5-2 process, only the single-sided electrode manufactured by the second step may be moved to the fourth step.
상기 제5-1 공정시 상기 제2 단계는 단면 전극이 제조되지 않게 정지되고, 상기 제5-2 공정시 상기 제1 단계는 양면 전극이 제조되지 않게 정지될 수 있다.During the 5-1 process, the second step may be stopped so that the single-sided electrode is not manufactured, and the first step during the 5-2 process may be stopped so that the double-sided electrode is not manufactured.
상기 제3 단계는 제1 단계 또는 제2 단계에 의해 제조된 양면 전극 또는 단면 전극을 흡착하고 수평하게 펴주는 제3-1 공정과, 상기 흡착된 양면 전극 또는 단면 전극을 검사부로 이동시키는 제3-2 공정을 포함할 수 있다.The third step includes the 3-1 step of adsorbing and horizontally spreading the double-sided electrode or single-sided electrode manufactured in the first or second step, and the third step of moving the adsorbed double-sided or single-sided electrode to the inspection unit. -2 process may be included.
상기 제3-1 공정은 제1 단계 또는 제2 단계에 의해 제조된 양면 전극 또는 단면 전극을 흡착편으로 흡착하여 파지하는 흡착공정과, 상기 흡착된 양면 전극 또는 단면 전극을 지지편에 압착시켜서 수평하게 펴주는 보정공정을 포함할 수 있다.The 3-1 process is an adsorption process of adsorbing and holding the double-sided electrode or single-sided electrode prepared in the first or second step with an adsorption piece, and pressing the adsorbed double-sided electrode or single-sided electrode to the support piece to obtain a horizontal It may include a correction process for straightening.
본 발명의 이차전지 제조장치는 양면 전극 제조부, 단면 전극 제조부, 이동부, 검사부, 스택부 및 적층부를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 서로 다른 적층 구조를 가진 2종의 전극(양면 전극 및 단면 전극)을 통해 전극조립체를 제조할 수 있고, 이에 따라 전극조립체의 부피를 감소시킬 수 있으며, 그 결과 전극조립체의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.The secondary battery manufacturing apparatus of the present invention is characterized in that it includes a double-sided electrode manufacturing unit, a single-sided electrode manufacturing unit, a moving unit, an inspection unit, a stacking unit, and a stacking unit, and due to these characteristics, two types of electrodes having different laminated structures An electrode assembly can be manufactured through (double-sided electrode and single-sided electrode), and accordingly, the volume of the electrode assembly can be reduced, and as a result, the energy density of the electrode assembly can be improved.
본 발명의 단면 전극 제조부는 제2 공급롤러, 제2 커터 및 제2 컨베이어를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 단면 전극시트를 용이하게 이송하고, 커팅할 수 있으며, 그 결과 고품질의 단면 전극을 제조할 수 있다.The single-sided electrode manufacturing unit of the present invention is characterized by including a second supply roller, a second cutter, and a second conveyor, and due to this feature, the single-sided electrode sheet can be easily transported and cut, and as a result, high-quality Single-sided electrodes can be made.
본 발명의 이동부는 미완성 전극조립체 제조시 양면 전극 제조부를 통해 양면 전극만 연속하여 이송하고, 완제품 전극조립체 제조시 단면 전극 제조부를 통해 단면 전극만 이송하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 공정의 단순화와 연속성을 높일 수 있고, 이송 오류로 인한 불량 발생을 현저히 방지할 수 있다. 특히 양면 전극 제조부의 작동시 단면 전극 제조부는 정지하고, 단면 전극 제조부의 작동시 양면 전극 제조부는 정지하는 것에 특징을 가지며, 이에 따라 에너지를 절감할 수 있고, 적층 불량 발생을 미연에 방지할 수 있다.The moving part of the present invention is characterized by continuously transporting only the double-sided electrode through the double-sided electrode manufacturing unit when manufacturing the unfinished electrode assembly, and transporting only the single-sided electrode through the single-sided electrode manufacturing unit when manufacturing the finished electrode assembly. Simplification and continuity can be increased, and defects due to transfer errors can be significantly prevented. In particular, it is characterized in that the single-sided electrode manufacturing unit stops when the double-sided electrode manufacturing unit operates, and the double-sided electrode manufacturing unit stops when the single-sided electrode manufacturing unit operates. Accordingly, energy can be saved and stacking defects can be prevented in advance. .
본 발명의 이동부는 흡착부재와 이동부재를 포함하되, 상기 흡착부재는 지지편과 흡착편을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 양면 전극 또는 단면 전극을 용이하게 흡착할 수 있고, 특히 흡착된 양면 전극 또는 단면 전극을 수평하게 펴줄 수 있으며, 이에 따라 불량발생을 현저하게 방지할 수 있다.The movable unit of the present invention includes an adsorption member and a movable member, and the adsorption member is characterized in that it includes a support piece and an adsorption piece, and due to this feature, a double-sided electrode or a single-sided electrode can be easily adsorbed, particularly Adsorbed double-sided electrodes or single-sided electrodes can be spread horizontally, thereby significantly preventing the occurrence of defects.
본 발명의 이동부는 가열편을 더 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 지지편에 밀착되는 양면 전극 또는 단면 전극을 가열할 수 있고, 이에 따라 양면 전극 또는 단면 전극을 보다 효과적으로 수평하게 펴줄 수 있다.The moving part of the present invention is characterized by further including a heating piece, and due to this feature, it is possible to heat the double-sided electrode or single-sided electrode in close contact with the support piece, thereby more effectively horizontally spreading the double-sided electrode or single-sided electrode. can
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조장치를 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조장치의 이동부를 도시한 측면도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 2 실시예에 따른 전극조립체 제조장치의 이동부의 사용상태를 나타낸 측면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조방법을 나타낸 순서도.1 is a cross-sectional view showing an electrode assembly according to a first embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing an electrode assembly manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
3 is a side view illustrating a moving part of an electrode assembly manufacturing apparatus according to a second embodiment of the present invention;
4 and 5 are side views showing a state of use of the moving unit of the electrode assembly manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrode assembly according to a second embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체][Electrode assembly according to the first embodiment of the present invention]
본 발명의 제1 실시예에 따른 완제품인 전극조립체(1)는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 분리막(10)을 개재한 상태로 적층되는 복수개의 양면 전극(20)으로 구비되는 미완성 전극조립체(1a)와, 상기 미완성 전극조립체(1a)의 최외각에 적층된 분리막(10)에 구비되는 단면 전극(30)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the electrode assembly 1, which is a finished product according to the first embodiment of the present invention, is an unfinished electrode assembly provided with a plurality of double-sided electrodes 20 stacked with a separator 10 interposed therebetween. (1a) and a single-sided electrode 30 provided on the separator 10 stacked on the outermost surface of the unfinished electrode assembly 1a.
상기 분리막(10)은 지그재그로 폴딩되는 구조를 가지며, 상기 지그재그로 폴딩되는 분리막(10)의 접히는 부분에 상기 양면 전극(20)이 삽입된다.The separator 10 has a zigzag-folding structure, and the double-sided electrode 20 is inserted into a folded portion of the zigzag-folded separator 10 .
상기 양면 전극(20)은 집전체와, 상기 집전체의 양쪽 표면에 전극활물질이 코팅되는 전극활물질층을 포함한다. 여기서 상기 양면 전극(20)은 양면 음극 및 양면 양극일 수 있으며, 상기 양면 음극 및 양면 양극은 상기 분리막(10)의 접히는 부분에 교대로 삽입된다.The double-sided electrode 20 includes a current collector and an electrode active material layer coated with an electrode active material on both surfaces of the current collector. Here, the double-sided electrode 20 may be a double-sided negative electrode and a double-sided positive electrode, and the double-sided negative electrode and the double-sided positive electrode are alternately inserted into the folded portion of the separator 10 .
상기 단면 전극(30)은 집전체와, 상기 집전체의 한쪽 표면에 전극활물질이 코팅되는 전극활물질층을 포함한다. The single-sided electrode 30 includes a current collector and an electrode active material layer coated with an electrode active material on one surface of the current collector.
여기서 상기 단면 전극(30)은 단면 음극 또는 단면 양극일 수 있다. 즉, 미완성 전극조립체(1a)의 최외각에 양면 양극이 적층되면, 상기 미완성 전극조립체(1a)의 최외각에 배치된 분리막(10)에 단면 음극이 배치되고, 미완성 전극조립체(1a)의 최외각에 양면 음극이 적층되면, 상기 미완성 전극조립체(1a)의 최외각에 배치된 분리막(10)에 단면 양극이 배치된다.Here, the single-sided electrode 30 may be a single-sided cathode or a single-sided anode. That is, when the double-sided anode is stacked on the outermost side of the unfinished electrode assembly 1a, the single-sided cathode is disposed on the separator 10 disposed on the outermost side of the unfinished electrode assembly 1a, and the outermost side of the unfinished electrode assembly 1a is disposed. When the double-sided negative electrode is stacked on the outer shell, the single-sided positive electrode is disposed on the outermost separator 10 of the unfinished electrode assembly 1a.
이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 완제품인 전극조립체(1)는 최외각에 단면 전극(30)이 적층되는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체의 부피를 감소시킬 수 있고, 그에 따라 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다. The electrode assembly 1, which is a finished product according to the first embodiment of the present invention having such a configuration, is characterized in that the single-sided electrode 30 is laminated on the outermost surface, and due to this feature, the volume of the electrode assembly can be reduced. and thus increase the energy density.
이와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조장치를 통해 제조된다.The electrode assembly according to the first embodiment of the present invention is manufactured through the electrode assembly manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조장치][Electrode assembly manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention]
본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조장치(100)는 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 전극활물질이 양면에 코팅된 양면 전극(20)을 제조하는 양면 전극 제조부(110), 전극활물질이 단면에 코팅된 단면 전극(30)을 제조하는 단면 전극 제조부(120), 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 설정된 위치에 이동시키는 이동부(130), 설정 위치에 이동한 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 검사하여 불량여부를 판별하는 검사부(140), 분리막(10)을 지그재그로 폴딩하는 스택부(150) 및 폴딩되는 분리막(10)에 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 삽입하는 적층부(160)를 포함한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the electrode
양면 전극 제조부Double-Sided Electrode Manufacturing Department
상기 양면 전극 제조부(110)는 도 1을 참조하면, 전극활물질이 양면에 코팅된 양면 전극을 연속하여 제조하기 위한 것으로, 전극활물질이 양면에 코팅된 양면 전극시트(20a)가 권취된 제1 공급롤러(111), 상기 제1 공급롤러(111)에 권취된 양면 전극시트(20a)를 커팅하여 양면 전극(20)을 제조하는 제1 커터(112), 상기 양면 전극(20)을 이송하는 제1 컨베이어(113)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the double-sided
이와 같은 구성을 가진 양면 전극 제조부(110)는 전극활물질이 양면에 코팅된 동일한 크기의 양면 전극(20)을 연속하여 제조한다.The double-sided
여기서 상기 양면 전극(20)은 양면 음극 및 양면 양극을 포함하며, 이에 따라 상기 양면 전극 제조부(110)는 양면 음극을 제조하는 양면 음극 제조부(도 1에서 보았을 때 좌측에 위치한 양면 전극 제조부)와, 양면 양극을 제조하는 양면 양극 제조부(도 1에서 보았을 때 우측에 위치한 양면 전극 제조부)를 포함한다.Here, the double-sided electrode 20 includes a double-sided negative electrode and a double-sided positive electrode, and thus the double-sided
단면 전극 제조부Single-sided electrode manufacturing department
상기 단면 전극 제조부(120)는 도 1을 참조하면, 전극활물질이 단면에 코팅된 단면 전극을 연속하여 제조하기 위한 것으로, 전극활물질이 단면에 코팅된 단면 전극시트(30a)가 권취된 제2 공급롤러(121), 상기 제2 공급롤러(121)에 권취된 단면 전극시트(30a)를 커팅하여 단면 전극(30)을 제조하는 제2 커터(122), 상기 단면 전극(30)을 이송하는 제2 컨베이어(123)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the single-sided
이와 같은 구성을 가진 단면 전극 제조부(120)는 전극활물질이 단면에 코팅된 동일한 크기의 단면 전극(30)을 연속하여 제조한다.The single-sided
여기서 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조장치(100)는 양면 전극 제조부(110)와 단면 전극 제조부(120)를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 서로 다른 코팅구조를 가진 양면 전극(20)과 단면 전극(30)을 제조할 수 있고, 이에 따라 새로운 적층 구조를 가진 전극조립체를 하나의 공정라인에서 제조할 수 있으며, 그 결과 비용 절감, 작업 효율성을 높일 수 있다.Here, the electrode
특히 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조장치(100)는 전극조립체의 최외각에 단면 전극(30)을 적층하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체의 부피를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 비용 절감 및 감소한 부피만큼 전극을 더 포함하여 에너지밀도를 향상시킬 수 있다.In particular, the electrode
이동부moving part
상기 이동부(130)는 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 양면 전극 제조부에 의해 제조된 양면 전극 또는 상기 단면 전극 제조부에 의해 제조된 단면 전극을 설정된 위치에 이동시키기 위한 것이다. As shown in FIG. 3 , the moving
즉, 상기 이동부(130)는 상기 미완성 전극조립체(1a) 제조시 상기 양면 전극 제조부(110)에 의해 제조된 양면 전극(20)만 연속하여 설정된 위치에 이동시키고, 상기 완제품 전극조립체(1) 제조시 상기 단면 전극 제조부(120)에 의해 제조된 단면 전극(30)만 설정된 위치에 이동시킨다. 이에 따라 작업의 효율성은 높이고 작업 시간을 감소시킬 수 있다. That is, the moving
특히 상기 이동부(130)는 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 휨을 보정할 수 있으며, 이에 따라 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)의 불량률을 크게 감소시킬 수 있다. In particular, the moving
예를 들면, 상기 이동부(130)는 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 양면 전극 제조부(110)에 의해 제조된 양면 전극(20) 또는 단면 전극 제조부(120)에 의해 제조된 단면 전극(30)을 흡착하고 수평하게 펴주는 흡착부재(131)와, 상기 흡착부재(131)에 의해 흡착된 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 설정된 위치에 이동시키는 이동부재(132)를 포함한다.For example, as shown in FIGS. 4 and 5 , the moving
상기 흡착부재(131)는 양면 전극 또는 단면 전극을 흡착함과 동시에 수평하게 펴주기 위한 것으로, 지지편(131a)과, 상기 지지편(131a)을 관통하여 상기 양면 전극 제조부(110)에 의해 제조된 양면 전극(20) 또는 단면 전극 제조부(120)에 의해 제조된 단면 전극(30)을 흡착하고 원위치로 복귀하면서 흡착된 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 상기 지지편(131a)의 표면(도 4에서 보았을 때 저면)에 밀착시킴에 따라 상기 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 수평하게 펴주는 흡착편(131b)을 포함한다.The adsorbing
일례로, 상기 흡착부재(131)는 도 4의 (a)에 도시되어 있는 것과 같이, 양쪽 단부가 상부로 휘어진 단면 전극(30)이 제2 컨베이어(123)를 통해 이송되면, 제1 실린더(131b-1)를 통해 흡착편(131b)을 하강시켜서 휘어진 단면 전극(30)을 흡착한다. 이때 흡착편(131b)은 2개 이상 구비되면서 휘어진 단면 전극(30)을 2곳 이상 흡착한다. 다음으로 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 흡착편(131b)을 상승시켜서 원위치로 복귀시킨다. 이때 흡착편(131b)에 흡착된 휘어진 단면 전극(30)은 지지편(131a)의 수평한 저면에 압착되면서 수평하게 펴진다. 즉, 휘어진 단면 전극(30)은 지지편(131a)의 수평한 저면에 면밀착된 상태로 압착되면서 수평하게 펴지게 된다. 다음으로 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이 이동부재(132)를 통해 설정된 위치인 검사테이블(141)까지 흡착부재(131)를 이동시킨 다음, 제2 실린더(131b-2)를 통해 흡착부재(131)를 상기 검사테이블(141)을 향해 하강시킨다. 그러면 지지편(131a)이 상기 검사테이블(141)에 압착되면서 상기 흡착편(131b)에 흡착된 휘어진 전극(30)을 다시 수평하게 펴주게 된다. 다음으로 도 4의 (d)에 도시되어 있는 것과 같이, 흡착편(131b)의 흡착력을 제거하여 수평하게 펴진 단면 전극(30)을 검사테이블(141)에 위치시킬 수 있다.For example, as shown in (a) of FIG. 4, when the single-sided electrode 30 with both ends bent upward is transported through the
다른 예로, 상기 흡착부재(131)는 도 5의 (a)에 도시되어 있는 것과 같이, 양쪽 단부가 하부로 휘어진 단면 전극(30)이 제2 컨베이어(123)를 통해 이송되면, 제1 실린더(131b-1)를 통해 흡착편(131b)을 하강시켜서 휘어진 단면 전극(30)을 흡착한다. 이때 흡착편(131b)은 2개 이상 구비되면서 휘어진 단면 전극(30)을 2곳 이상 흡착한다. 다음으로 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 흡착편(131b)을 상승시켜서 원위치로 복귀시킨다. 이때 흡착편(131b)에 흡착된 휘어진 단면 전극(30)은 양쪽 끝단 일부가 휘어진 상태를 유지할 수는 있지만 대부분의 단면 전극(30)의 표면이 지지편(131a)의 수평한 저면에 압착되면서 수평하게 펴진다. 즉, 양끝단을 제외한 휘어진 단면 전극(30)의 표면이 지지편(131a)의 수평한 저면에 면밀착된 상태로 압착되면서 수평하게 펴지게 된다. 다음으로 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 이동부재(132)를 통해 설정된 위치인 검사테이블(141)까지 흡착부재(131)을 이동시킨 다음, 제2 실린더(131b-2)를 통해 흡착부재(131)를 상기 검사테이블(141)을 향해 하강시킨다. 그러면 지지편(131a)이 상기 검사테이블(141)에 압착되면서 상기 흡착편(131b)에 흡착된 휘어진 전극(30)을 다시 수평하게 펴주게 된다. 다음으로 도 5의 (d)에 도시되어 있는 것과 같이 흡착편(131b)의 흡착력을 제거하면 수평하게 펴진 단면 전극(30)을 검사테이블(141)에 위치시킬 수 있다.As another example, as shown in (a) of FIG. 5, when the single-sided electrode 30 with both ends bent downward is transported through the
이와 같은 구성을 가진 이동부(130)는 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 이동함과 동시에 휨을 보정할 수 있으며, 이에 따라 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)의 불량률을 크게 줄일 수 있다.The moving
한편, 흡착부재(131)는 지지편(131a)에 밀착된 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 가열하는 가열편(131c)을 더 포함하며, 상기 가열편(131c)은 지지편(131a)에 밀착된 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 가열함에 따라 휨을 보다 효과적으로 보정할 수 있다.On the other hand, the
상기 이동부재(132)는 흡착부재(131)를 설정된 위치로 이동시키는 것으로, 로봇 팔 등의 장치를 이용하여 흡착부재(131)를 제1 컨베이어(113)에서 설정된 위치로, 제2 컨베이어(123)에서 설정된 위치인 검사테이블(141)까지 이동시킨다.The moving
검사부inspection department
상기 검사부(140)는 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)의 불량여부를 검사하는 것으로, 검사테이블(141)에 배치된 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)의 면적, 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)의 전극탭 위치 및 크기 등을 검사한다.The
일례로, 상기 검사부(140)는 검사 테이블에 배치된 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 촬영하는 비전 촬영부재와, 비전 촬영부재에 의해 촬영된 영상에서 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)의 이미지를 출력하고, 출영된 이미지와 설정된 정상 이미지를 대비하여 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)의 면적, 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)의 전극탭 위치 및 크기를 검사하는 검사부재를 포함한다.For example, the inspecting
스택부stack part
상기 스택부(150)는 분리막(10)을 지그재그로 폴딩하기 위한 것으로, 분리막이 권취된 권취롤러(151), 상기 권취롤러에 권취된 분리막(10)을 지그재그로 폴딩하는 폴딩부재(152)를 포함한다.The
적층부lamination
상기 적층부(160)는 지그재그로 폴딩된 분리막의 접힌 부분에 양면 전극 또는 단면 전극을 삽입한다. 즉 상기 적층부(160)는 상기 스택부(150)에 의해 지그재그로 폴딩되는 분리막(10)의 접히는 부분에 상기 검사부(140)에 의해 정상으로 판별된 양면 전극(20)을 삽입하여 미완성 전극조립체(1a)를 제조하고, 상기 미완성 전극조립체(1a)의 최외각에 적층된 분리막(10)에 상기 정상으로 판별된 단면 전극(30)을 적층하여 완제품 전극조립체(1)를 제조한다.In the stacking
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조장치(100)는 양면 전극 및 단면 전극을 포함하는 2종의 전극을 이용하여 새로운 적층 구조를 가진 전극조립체를 제조할 수 있고, 특히 비용 절감 및 부피 감소를 통해 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.Therefore, the electrode
[본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조방법][Method of manufacturing the electrode assembly according to the second embodiment of the present invention]
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조장치를 이용한 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a manufacturing method using the electrode assembly manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조방법은 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 전극활물질이 양면에 코팅된 양면 전극(20)을 제조하는 제1 단계, 전극활물질이 일면에 코팅된 단면 전극(30)을 제조하는 제2 단계, 상기 제1 단계 또는 상기 제2 단계에 의해 제조된 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 흡착하고 설정된 위치에 이동시키는 제3 단계, 상기 제3 단계에 의해 이동된 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 검사하여 불량여부를 판별하는 제4 단계, 및 지그재그로 폴딩되는 분리막(10)에 양면 전극(20) 및 단면 전극(30)을 삽입하여 전극조립체를 제조하는 제5 단계를 포함한다.As shown in FIG. 6, the electrode assembly manufacturing method according to the second embodiment of the present invention is a first step of manufacturing a double-sided electrode 20 coated with an electrode active material on both sides, and a cross section coated with an electrode active material on one side. The second step of manufacturing the electrode 30, the third step of adsorbing the double-sided electrode 20 or the single-sided electrode 30 manufactured by the first step or the second step and moving it to a set position, the third step A fourth step of inspecting the double-sided electrode 20 or the single-sided electrode 30 moved by the step to determine whether or not it is defective, and attaching the double-sided electrode 20 and the single-sided electrode 30 to the separator 10 folded in a zigzag pattern. and a fifth step of manufacturing an electrode assembly by inserting it.
상기 제1 단계는 도 1을 참조하면, 양면 전극 제조부(110)를 통해 양면 전극(20)을 제조한다. 즉, 상기 제1 단계는 양면 전극시트(20a)가 권취된 제1 공급롤러(111)를 준비하는 제1-1공정과, 상기 제1 공급롤러(111)에 권취된 양면 전극시트(20a)를 제1 커터(112)를 이용하여 일정한 크기로 커팅하여 양면 전극(20)을 제조하는 제1-2공정과, 상기 양면 전극(20)을 제1 컨베이어(113)를 이용하여 임의 장소로 이송하는 제1-3공정을 포함한다.In the first step, referring to FIG. 1 , the double-sided electrode 20 is manufactured through the double-sided
상기 제2 단계는 도 1을 참조하면 단면 전극 제조부(120)를 통해 단면 전극(30)을 제조한다. 즉, 상기 제2 단계는 단면 전극시트(30a)가 권취된 제2 공급롤러(121)를 준비하는 제2-1공정과, 상기 제2 공급롤러(121)에 권취된 단면 전극시트(30a)를 제2 커터(122)를 이용하여 일정한 크기로 커팅하여 단면 전극(30)을 제조하는 제2-2공정과, 상기 단면 전극(30)을 제2 컨베이어(123)를 이용하여 임의 장소로 이송하는 제2-3공정을 포함한다.In the second step, referring to FIG. 1 , the single-sided electrode 30 is manufactured through the single-sided
여기서 양면 전극 또는 단면 전극이 동시에 제조되는 것을 방지하기 위해 상기 제1 단계가 수행되면 상기 제2 단계는 정지상태를 유지하고, 반대로 상기 제2 단계가 수행되면 상기 제1 단계는 정지상태를 유지한다. 이는 불필요한 작동을 제거하여 에너지 절약하고, 적층불량이 발생되는 것을 미연에 방지하기 위함이다.Here, in order to prevent simultaneous manufacture of double-sided electrodes or single-sided electrodes, when the first step is performed, the second step remains stationary, and conversely, when the second step is performed, the first step remains stationary. . This is to save energy by eliminating unnecessary operations and to prevent stacking defects from occurring in advance.
상기 제3 단계는 흡착부재(131)와 이동부재(132)를 포함한 이동부(130)를 통해 상기 제1 단계 또는 상기 제2 단계에 의해 제조된 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 흡착하고 설정된 위치인 검사테이블(141)까지 이동시킨다. 즉, 제3 단계는 흡착부재(131)를 이용하여 제1 단계 또는 제2 단계에 의해 제조된 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 흡착하고 수평하게 펴주는 제3-1 공정과, 이동부재(132)를 이용하여 상기 흡착된 양면 전극 또는 단면 전극을 검사테이블(141)까지 이동시키는 제3-2 공정을 포함한다.In the third step, the double-sided electrode 20 or the single-sided electrode 30 manufactured by the first step or the second step is moved through the moving
보다 상세히 설명하면, 상기 제3-1 공정은 흡착부재(131)의 흡착편(131b)을 지지편(131a)을 통해 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 향해 하강시켜서 흡착한 다음, 상기 흡착편(131b)을 원위치로 복귀시킨다. 그러면 흡착편(131b)에 흡착된 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)이 지지편(131a)의 표면에 면밀착된 상태로 압착되면서 1차로 수평하게 펴진다.More specifically, in the 3-1 process, the adsorption piece 131b of the
즉, 상기 제3-1 공정은 제1 단계 또는 제2 단계에 의해 제조된 양면 전극 또는 단면 전극을 흡착편으로 흡착하여 파지하는 흡착공정과, 상기 흡착된 양면 전극 또는 단면 전극을 지지편에 압착시켜서 수평하게 펴주는 보정공정을 포함한다.That is, the 3-1 process includes an adsorption process of adsorbing and holding the double-sided electrode or single-sided electrode manufactured in the first or second step with an adsorption piece, and pressing the adsorbed double-sided electrode or single-sided electrode to the support piece. It includes a correction process to straighten it out horizontally.
상기 제3-2 공정은 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)이 흡착된 흡착부재(131)를 설정된 위치인 검사테이블(141)까지 이동시킨 다음, 상기 흡착부재(131)의 지지편(131a)이 상기 검사테이블(141)에 가압되게 하강시킨다. 그러면 흡착부재(131)의 지지편(131a)과 검사테이블 사이에 위치한 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)이 압착되면서 2차로 수평하게 펴지게 된다. 이후 흡착편(131b)의 흡착력을 제거한 후 이동부재(132)를 통해 흡착부재(131)를 원위치시켜서 제3 단계를 반복 실시한다. 이때 검사테이블에는 수평하게 펴진 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)이 배치된다.In the 3-2 process, the
상기 제4 단계는 수평하게 펴진 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 검사하기 위한 것으로, 검사부(140)를 통해 수평하게 펴진 양면 전극(20) 또는 단면 전극(30)을 촬영하고, 촬영된 영상에서 이미지를 출력하며, 출력된 이미지와 입력된 이미지를 대비하여 불량여부를 검사한다.The fourth step is to inspect the horizontally spread double-sided electrode 20 or single-sided electrode 30. The horizontally spread double-sided electrode 20 or single-sided electrode 30 is photographed through the
상기 제5 단계는 스택부(150)를 이용하여 분리막(10)을 지그재그로 폴딩하는 제5-1 공정과, 적층부(160)를 이용하여 상기 제4 단계에 의해 정상으로 판별된 양면 전극(20)을 폴딩되는 분리막(10)의 접히는 부분에 삽입하여 미완성 전극조립체(1a)를 제조하는 제5-2 공정과, 적층부(160)를 이용하여 상기 미완성 전극조립체(1a)의 최외각에 적층된 분리막(10)에 정상으로 판별된 단면 전극(30)을 적층하여 완제품 전극조립체(1)를 제조하는 제5-3공정으로 이루어진다.The fifth step is the 5-1 step of folding the separator 10 in a zigzag manner using the
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극조립체 제조방법은 양면 전극 및 단면 전극을 포함한 2종의 전극을 통해 새로운 적층 구조의 전극조립체를 효과적으로 제조할 수 있으며, 특히 하나의 공정 라인에서 양면 전극 및 단면 전극을 제조할 수 있어 제조비용 및 부피 감소를 통한 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.Therefore, the electrode assembly manufacturing method according to the second embodiment of the present invention can effectively manufacture an electrode assembly of a novel laminated structure through two types of electrodes including a double-sided electrode and a single-sided electrode, and in particular, a double-sided electrode and a single-sided electrode in one process line Since single-sided electrodes can be manufactured, energy density can be improved through manufacturing cost and volume reduction.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the above detailed description, and various embodiments derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are possible.
1: 제품인 전극조립체
1a: 미완성 전극조립체
10: 분리막
20: 양면 전극
30: 단면 전극
100: 전극조립체 제조장치
110: 양면 전극 제조부
120: 단면 전극 제조부
130: 이동부
140: 검사부
150: 스택부
160: 적층부1: product electrode assembly
1a: unfinished electrode assembly
10: separator
20: double-sided electrode
30: single-sided electrode
100: electrode assembly manufacturing device
110: double-sided electrode manufacturing unit
120: single-sided electrode manufacturing unit
130: moving unit
140: inspection unit
150: stack unit
160: laminated part
Claims (12)
전극활물질이 단면에 코팅된 단면 전극을 제조하는 단면 전극 제조부;
상기 양면 전극 제조부에 의해 제조된 양면 전극 또는 상기 단면 전극 제조부에 의해 제조된 단면 전극을 설정된 위치에 이동시키는 이동부;
상기 이동부에 의해 이동한 양면 전극 또는 단면 전극을 검사하여 불량여부를 판별하는 검사부;
분리막을 지그재그로 폴딩하는 스택부; 및
상기 스택부에 의해 지그재그로 폴딩되는 분리막의 접히는 부분에 상기 검사부에 의해 정상으로 판별된 양면 전극을 삽입하여 미완성 전극조립체를 제조하고, 상기 미완성 전극조립체의 최외각에 적층된 분리막에 상기 검사부에 의해 정상으로 판별된 단면 전극을 적층하여 완제품 전극조립체를 제조하는 적층부를 포함하고,
상기 이동부는 양면 전극제조부에 의해 제조된 양면 전극 또는 단면 전극제조부에 의해 제조된 단면 전극을 흡착하고 수평하게 펴주는 흡착부재와, 상기 흡착부재에 의해 흡착된 양면 전극 또는 단면 전극을 설정된 위치에 이동시키는 이동부재를 포함하며,
상기 흡착부재는 지지편과, 상기 지지편을 관통하여 상기 양면 전극 제조부에 의해 제조된 양면 전극 또는 단면 전극 제조부에 의해 제조된 단면 전극을 흡착하고 원위치로 복귀하면서 흡착된 양면 전극 또는 단면 전극을 상기 지지편의 표면에 밀착시켜서 수평하게 펴주는 흡착편을 포함하는 전극조립체 제조장치.A double-sided electrode manufacturing unit for manufacturing a double-sided electrode coated with an electrode active material on both sides;
A single-sided electrode manufacturing unit for manufacturing a single-sided electrode coated with an electrode active material on the end surface;
a moving unit for moving the double-sided electrode manufactured by the double-sided electrode manufacturing unit or the single-sided electrode manufactured by the single-sided electrode manufacturing unit to a set position;
an inspection unit for inspecting the double-sided electrode or the single-sided electrode moved by the moving unit to determine whether or not it is defective;
a stack unit for folding the separator in a zigzag pattern; and
An unfinished electrode assembly is manufactured by inserting a double-sided electrode determined to be normal by the inspection unit in the folded portion of the separator folded in a zigzag manner by the stack unit, and the separator stacked on the outermost side of the unfinished electrode assembly by the inspection unit. Including a lamination unit for manufacturing a finished electrode assembly by stacking single-sided electrodes determined to be normal,
The moving unit adsorbs and horizontally spreads the double-sided electrode manufactured by the double-sided electrode manufacturing unit or the single-sided electrode manufactured by the single-sided electrode manufacturing unit, and the double-sided electrode or single-sided electrode adsorbed by the suction member is placed at a set position. Including a moving member for moving to,
The adsorption member penetrates the support piece and adsorbs the double-sided electrode manufactured by the double-sided electrode manufacturing unit or the single-sided electrode manufactured by the single-sided electrode manufacturing unit through the support piece, and returns to the original position while adsorbing the double-sided electrode or single-sided electrode. An electrode assembly manufacturing apparatus including an adsorption piece that adheres to the surface of the support piece and spreads it horizontally.
상기 양면 전극 제조부는 전극활물질이 양면에 코팅된 양면 전극시트가 권취된 제1 공급롤러, 상기 제1 공급롤러에서 권출되는 양면 전극시트를 커팅하여 양면 전극을 제조하는 제1 커터, 상기 양면 전극을 이송하는 제1 컨베이어를 포함하고,
상기 단면 전극 제조부는 전극활물질이 단면에 코팅된 단면 전극시트가 권취된 제2 공급롤러, 상기 제2 공급롤러에서 권출되는 단면 전극시트를 커팅하여 단면 전극을 제조하는 제2 커터, 상기 단면 전극을 이송하는 제2 컨베이어를 포함하는 전극조립체 제조장치.The method of claim 1,
The double-sided electrode manufacturing unit includes a first supply roller on which a double-sided electrode sheet coated with an electrode active material is wound on both sides, a first cutter for cutting the double-sided electrode sheet unwound from the first supply roller to manufacture a double-sided electrode, and the double-sided electrode Including a first conveyor for transporting,
The single-sided electrode manufacturing unit includes a second supply roller on which a single-sided electrode sheet coated with an electrode active material is wound, a second cutter for cutting the single-sided electrode sheet unwound from the second supply roller to manufacture a single-sided electrode, and the single-sided electrode Electrode assembly manufacturing apparatus including a second conveyor for transporting.
상기 이동부는 상기 미완성 전극조립체 제조시 상기 양면 전극 제조부에 의해 제조된 양면 전극만 연속하여 설정된 위치에 이동시키고, 상기 완제품 전극조립체 제조시에는 상기 단면 전극 제조부에 의해 제조된 단면 전극만 설정된 위치에 이동시키는 전극조립체 제조장치.The method of claim 1,
The moving unit continuously moves only the double-sided electrode manufactured by the double-sided electrode manufacturing unit to a set position when manufacturing the unfinished electrode assembly, and only the single-sided electrode manufactured by the single-sided electrode manufacturing unit moves to a set position when manufacturing the finished electrode assembly. Electrode assembly manufacturing apparatus for moving to.
상기 흡착부재는 상기 지지편을 가열하여 상기 지지편에 압착되는 양면 전극 또는 단면 전극의 온도를 상승시키는 가열편을 더 포함하는 전극조립체 제조장치.The method of claim 1,
The electrode assembly manufacturing apparatus of claim 1, wherein the adsorption member further includes a heating piece for heating the support piece to increase a temperature of a double-sided electrode or a single-sided electrode compressed to the support piece.
전극활물질이 일면에 코팅된 단면 전극을 제조하는 제2 단계;
상기 제1 단계 또는 상기 제2 단계에 의해 제조된 양면 전극 또는 단면 전극을 흡착하고 설정된 위치에 이동시키는 제3 단계;
상기 제3 단계에 의해 이동된 양면 전극 또는 단면 전극을 검사하여 불량여부를 판별하는 제4 단계;
분리막을 지그재그로 폴딩하는 제5-1 공정과, 상기 제4 단계에 의해 정상으로 판별된 양면 전극을 폴딩되는 분리막의 접히는 부분에 삽입하여 미완성 전극조립체를 제조하는 제5-2 공정과, 상기 미완성 전극조립체의 최외각에 적층된 분리막에 상기 제4 단계에 의해 정상으로 판별된 단면 전극을 적층하여 완제품 전극조립체를 제조하는 제5-3공정으로 이루어진 제5 단계를 포함하고,
상기 제3 단계는 제1 단계 또는 제2 단계에 의해 제조된 양면 전극 또는 단면 전극을 흡착하고 수평하게 펴주는 제3-1 공정과, 상기 흡착된 양면 전극 또는 단면 전극을 검사부로 이동시키는 제3-2 공정을 포함하며,
상기 제3-1 공정은 제1 단계 또는 제2 단계에 의해 제조된 양면 전극 또는 단면 전극을 흡착편으로 흡착하여 파지하는 흡착공정과, 상기 흡착된 양면 전극 또는 단면 전극을 지지편에 압착시켜서 수평하게 펴주는 보정공정을 포함하는 전극조립체 제조방법.A first step of manufacturing a double-sided electrode coated with an electrode active material on both sides;
A second step of manufacturing a single-sided electrode coated with an electrode active material on one surface;
A third step of adsorbing the double-sided electrode or single-sided electrode manufactured in the first step or the second step and moving it to a set position;
a fourth step of inspecting the double-sided electrode or the single-sided electrode moved by the third step to determine whether or not it is defective;
A 5-1 process of folding the separator in a zigzag pattern, a 5-2 process of manufacturing an unfinished electrode assembly by inserting the double-sided electrode determined to be normal by the fourth step into the folded portion of the separator to be folded, and the unfinished electrode assembly. A fifth step consisting of a 5-3 step of manufacturing a finished electrode assembly by laminating the single-sided electrode determined to be normal by the fourth step on the separator laminated on the outermost part of the electrode assembly,
The third step includes the 3-1 step of adsorbing and horizontally spreading the double-sided electrode or single-sided electrode manufactured in the first or second step, and the third step of moving the adsorbed double-sided or single-sided electrode to the inspection unit. -2 process included,
The 3-1 process is an adsorption process of adsorbing and holding the double-sided electrode or single-sided electrode prepared in the first or second step with an adsorption piece, and pressing the adsorbed double-sided electrode or single-sided electrode to the support piece to obtain a horizontal A method for manufacturing an electrode assembly comprising a straightening process.
상기 제1 단계는 전극활물질이 양면에 코팅된 양면 전극시트를 준비하는 제1-1 공정, 양면 전극시트를 커팅하여 양면 전극을 제조하는 제1-2공정, 상기 양면 전극을 이송하는 제1-3공정을 포함하고,
상기 제2 단계는 전극활물질이 단면에 코팅된 단면 전극시트를 준비하는 제2-1공정, 상기 단면 전극시트를 커팅하여 단면 전극을 제조하는 제2-2공정, 상기 단면 전극을 이송하는 제2-3공정을 포함하는 전극조립체 제조방법.The method of claim 7,
The first step includes a 1-1 step of preparing a double-sided electrode sheet coated with an electrode active material on both sides, a 1-2 step of manufacturing a double-sided electrode by cutting the double-sided electrode sheet, and a 1-2 step of transferring the double-sided electrode. Including 3 steps,
The second step includes a 2-1 step of preparing a single-sided electrode sheet coated with an electrode active material on its end surface, a 2-2 step of cutting the single-sided electrode sheet to manufacture a single-sided electrode, and a second step of transferring the single-sided electrode. -An electrode assembly manufacturing method comprising 3 steps.
상기 제3 단계는 상기 제5 단계에서 미완성 전극조립체를 제조하는 제5-1 공정시 상기 제1 단계에 의해 제조된 양면 전극만 연속하여 상기 제4 단계로 이동시키고, 완제품 전극조립체를 제조하는 제5-2공정시에는 상기 제2 단계에 의해 제조된 단면 전극만 상기 제4 단계로 이동시키는 전극조립체 제조방법.The method of claim 8,
In the third step, during the 5-1 process of manufacturing the unfinished electrode assembly in the fifth step, only the double-sided electrode manufactured in the first step is continuously moved to the fourth step, and the finished electrode assembly is manufactured. In step 5-2, only the single-sided electrode manufactured by the second step is moved to the fourth step.
상기 제5-1 공정시 상기 제2 단계는 단면 전극이 제조되지 않게 정지되고,
상기 제5-2 공정시 상기 제1 단계는 양면 전극이 제조되지 않게 정지되는 전극조립체 제조방법.The method of claim 9,
In the 5-1 process, the second step is stopped so that the single-sided electrode is not manufactured,
In the 5-2 process, the first step is stopped so that the double-sided electrode is not manufactured.
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