KR102663799B1 - 이차 전지 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법은, 전극과 분리막이 교대로 적층되어 있고, 상기 전극과 상기 분리막 중 적어도 어느 하나의 표면에 접착제가 도포되어 상기 전극과 상기 분리막이 서로 접착되어 있는 전극 조립체를 제조하는 전극 조립체 제조 단계; 및 상기 전극 조립체를 전해액과 함께 파우치 케이스 내에 수용하여, 상기 파우치 케이스를 실링함으로써 전지 셀을 제조하는 전지 셀 제조 단계를 포함하고, 상기 접착제 중 적어도 일부는 상기 전해액에 용해되면서, 상기 분리막에 접착제 도포 흔적이 형성된다.
Description
본 발명은 이차 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 전극과 분리막을 적층하여 단위셀을 제조할 때, 전극 또는 분리막이 정위치에서 이탈하는 것을 방지하도록 하는 방법이며, 특히, 종래의 라미네이션에 의한 기본 단위체 셀 제작 방법과 대비하여 생산 비용을 줄일 수 있고, 높은 열과 압력으로 인하여 발생하는 공정상의 불량률을 낮추면서도, 전지의 성능저하를 막을 수 있는 이차 전지 및 이의 이차전지 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.
이러한 이차 전지를 제조하기 위해, 먼저 전극 활물질 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 소정 형상의 전극 조립체를 형성한다. 그리고 전지 케이스에 전극 조립체를 수납하고 전해액 주입 후 실링한다.
전극 조립체는 다양한 종류로 분류된다. 예를 들어, 단위 셀을 제조하지 않고 단순히 양극, 분리막, 음극들을 교차하여 계속 적층하는 단순 스택형(Simple Stack Type), 양극, 분리막, 음극들을 이용하여 단위 셀을 먼저 제조한 후 이러한 단위 셀들을 적층하는 라미네이션 앤 스택형(L&S, Lamination & Stack Type), 길이가 일측으로 긴 분리막 시트의 일면에 복수의 전극 또는 단위 셀을 이격시켜 부착하고 분리막 시트를 일단으로부터 동일한 방향으로 반복적으로 폴딩해 나가는 스택 앤 폴딩형(S&F, Stack & Folding Type), 길이가 일측으로 긴 분리막 시트의 일면과 타면에 복수의 전극 또는 단위 셀을 각각 교번하여 부착하고 분리막 시트를 일단으로부터 특정 방향으로 폴딩한 후 반대 방향으로 폴딩하는 방식을 번갈아가며 반복하는 Z-폴딩형(Z-Folding Type) 등이 있다.
이 중에서 라미네이션 앤 스택형, 스택 앤 폴딩형 또는 Z-폴딩형 전극 조립체를 제조하기 위해서는, 먼저 단위 셀을 제조할 수 있다. 일반적으로 단위 셀을 제조하기 위해서는, 중앙 전극의 상하면에 각각 분리막이 적층되고, 그 이후에 최상단에 상부 전극이 더 적층될 수 있다. 그리고 전극과 분리막이 적층된 적층체에 열 및 압력을 인가하는 라미네이팅 공정이 수행될 수 있다. 이러한 라미네이팅 공정을 수행함으로써, 전극과 분리막 사이가 접착되어 단위 셀이 견고하게 형성될 수 있다.
그런데, 종래에는 전극과 분리막이 적층된 적층체에 라미네이팅 공정을 수행하기 전까지는 전극과 분리막이 서로 접착되지 않고, 단지 접촉하고 있을 뿐이었다. 따라서, 라미네이팅 공정을 수행하기 위해, 적층체를 이송하는 과정에서 전극이 정위치에서 이탈하는 문제가 있었다. 또한, 라미네이팅 공정은 적층체에 높은 열 및 압력을 인가하는 것이므로, 전극이 파손되는 문제가 발생할 수도 있었다. 나아가, 최근에 작은 열 및 압력에도 전극과 접착될 수 있는 분리막이 개발되었으나, 이러한 분리막은 제조 비용이 과도하게 많이 소모되어, 경제적이지 않으면서 공정 효율도 저하되는 문제도 있었다.
한편, 이러한 문제를 해결하는 한 방편으로 접착제를 이용하여 단위 셀을 제작하는 방법을 생각할 수 있으나, 이 경우 접착제가 전극 표면에 존재하여 해당 부분에서는 전극이 제 기능을 발휘할 수 없는바 전지 성능이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 전극과 분리막을 적층하여 단위셀을 제조할 때, 전극 또는 분리막이 정위치에서 이탈하는 것을 방지하는 이차 전지 및 이의 제조 방법이다.
특히, 종래의 라미네이션에 의한 기본 단위체 셀 제작 방법과 대비하여 생산 비용을 줄일 수 있고, 높은 열과 압력으로 인하여 발생하는 공정상의 불량률을 낮추면서도, 전지의 성능저하를 막을 수 있는 이차 전지 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법은, 전극과 분리막이 교대로 적층되어 있고, 상기 전극과 상기 분리막 중 적어도 어느 하나의 표면에 접착제가 도포되어 상기 전극과 상기 분리막이 서로 접착되어 있는 전극 조립체를 제조하는 전극 조립체 제조 단계; 및 상기 전극 조립체를 전해액과 함께 파우치 케이스 내에 수용하여, 상기 파우치 케이스를 실링함으로써 전지 셀을 제조하는 전지 셀 제조 단계를 포함하고, 상기 접착제 중 적어도 일부는 상기 전해액에 용해되면서, 상기 분리막에 접착제 도포 흔적이 형성된다.
상기 전지 셀 제조 단계는 상기 전지 셀을 상온보다 높은 온도에서 충전하며 활성화하는 포메이션 공정을 더 포함하고, 상기 접착제 중 적어도 일부는 상기 포메이션 공정에서 상기 전해액에 용해될 수 있다.
상기 포메이션 공정은 섭씨 50도 이상 섭씨 70도 이하의 온도에서 진행될 수 있다.
상기 포메이션 공정은 지그를 이용하여 상기 초기 셀의 양 측면을 가압하는 지그 가압 공정을 포함할 수 있다.
상기 포메이션 공정은 섭씨 55도 이상 섭씨 65도 이하의 온도에서 진행되고, 상기 접착제는 상기 포메이션 공정에서 상기 전해액에 모두 용해되어, 상기 전극 표면에 위치한 상기 접착제가 제거되어 있을 수 있다.
상기 접착제는 아크릴레이트계 접착제이고, 상기 전해액은 유기 용매일 수 있다.
상기 이차 전지 제조 방법은, 상기 전극과 상기 분리막의 적층 단위체인 기본단위체를 제조하는 기본 단위체 제조 단계를 더 포함하고, 상기 전극 조립체는 상기 기본 단위체가 복수 개 적층되어 형성된 전극 적층체의 둘레에 고정테이프를 부착하여 제조될 수 있다.
상기 기본단위체 제조 단계는, 하부 분리막 릴로부터 하부 분리막이 권출되는 단계; 권출된 상기 하부 분리막에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제1 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 접착제가 도포된 상기 하부 분리막의 일면에, 제1 전극이 안착하는 단계; 상부 분리막 릴로부터 상부 분리막이 권출되는 단계; 권출된 상기 상부 분리막에서 상기 제1 전극과 맞닿는 일면 중 적어도 일부에, 제2 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 상기 상부 분리막에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 제3 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 및 제3 노즐이 접착제를 도포한 이후에, 접착제가 도포된 상기 상부 분리막의 타면에, 제2 전극이 안착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 및 상기 제3 노즐은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포할 수 있다.
상기 이차 전지 제조 방법은, 상기 분리막이 폴딩되어 상기 전극을 커버하며, 상기 전극과 상기 분리막이 적층되어 있는 기본 단위체를 제조하는 기본 단위체 제조 단계를 더 포함하고, 상기 전극 조립체는, 상기 기본 단위체가 반복 형성되어 제조될 수 있다.
상기 기본단위체 제조 단계는, 전극 릴로부터 전극 시트가 권출되어, 상기 전극 시트로부터 복수의 전극이 형성되는 단계; 상기 전극과 적층되는 분리막이 분리막 릴로부터 권출되는 단계; 상기 분리막이 테이블 상면에 안착하는 단계; 및 상기 테이블에 안착한 상기 분리막 및 상기 전극 중 적어도 일부에 노즐이 접착제를 도포하는 단계를 포함하고, 상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다.
상기 접착제 도포 단계 이후에 폴딩 단계를 더 포함하고, 상기 폴딩 단계는, 상기 분리막에 상기 제1 전극이 안착하면, 상기 분리막의 일측이 폴딩되어 상기 제1 전극을 커버하고, 상기 분리막에 상기 제2 전극이 안착하면, 상기 분리막의 타측이 폴딩되어 상기 제2 전극을 커버할 수 있다.
상기 노즐은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 및 분리막이 교대로 적층되어 있는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체와 전해액을 함께 수용하는 파우지 케이스를 포함하고, 상기 분리막은 상기 전극과 접하는 면에 적어도 하나의 접착제 도포 흔적이 남아 있고, 상기 접착제 도포 흔적은 상기 전극과 상기 분리막 사이에 형성된 제1 접착층이 상기 전해액에 용해된 흔적일 수 있다.
상기 제1 접착층은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제가 도포되어 형성되고, 상기 접착제 도포 흔적은 상기 제1 접착층이 형성된 위치에 도트 형태로 형성되어 있을 수 있다.
상기 접착제는 아크릴레이트계 접착제이고, 상기 전해액은 유기 용매일 수 있다.
상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 분리막은 상부 분리막 및 하부 분리막을 포함하고, 상기 전극 조립체는 상기 하부 분리막, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막, 및 상기 제2 전극이 교대로 적층되어 있는 구조를 가질 수 있다.
상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 전극 조립체는, 상기 분리막에 상기 제1 전극이 안착되어, 상기 분리막의 일측이 폴딩되어 상기 제1 전극을 커버하고 있고, 상기 분리막에 상기 제2 전극이 안착되어, 상기 분리막의 타측이 폴딩되어 상기 제2 전극을 커버하고 있을 수 있다.
상기 전극의 일 단부에 전극 탭이 형성되어 있고, 상기 전극 탭과 상기 분리막 사이에 제2 접착층이 형성되어 있고, 상기 제2 접착층은 상기 전해액에 용해되지 않는 접착제 성분을 포함할 수 있다.
상기 제2 접착층은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제가 도포되어 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 및 이의 제조 방법은, 전극과 분리막이 교대로 적층되어 있고, 상기 전극과 상기 분리막 중 적어도 어느 하나의 표면에 접착제가 도포되어 상기 전극과 상기 분리막이 서로 접착되어 있는 전극 조립체를 전해액과 함께 파우치 케이스 내에 수용하는 이차 전지 및 이의 제조 방법으로서, 상기 접착제 중 적어도 일부는 상기 전해액에 용해되면서, 상기 분리막에 접착제 도포 흔적이 형성되고, 상기 접착제 도포 흔적은 상기 접착제의 성분을 포함하지 않는다.
그에 따라 전극과 분리막을 적층하여 전극 조립체를 제조할 때, 상기 접착제에 의해 전극 또는 분리막이 정위치에서 이탈하는 것을 방지하도록 할 수 있다. 또한 전지 셀에서 상기 접착제가 전해액에 용해되어, 상기 접착제에 의한전지의 성능 저하를 방지할 수 있는 이차전지 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법을 도시하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계를 도시하는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본단위체를 적층하여 형성된 전극조립체를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본단위체를 적층하여 형성된 전극조립체를 도시하는 단면도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계를 도시하는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본 단위체가 반복 형성되어 제조된 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본 단위체가 반복 형성되어 제조된 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에서 제조된 기본 단위체의 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 초기 셀 제조 단계를 도시하는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 포메이션 공정을 도시하는 정면도이다.
도 16은 분리막 표면에 남아 있는 접착제 도포 흔적을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계를 도시하는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본단위체를 적층하여 형성된 전극조립체를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본단위체를 적층하여 형성된 전극조립체를 도시하는 단면도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계를 도시하는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본 단위체가 반복 형성되어 제조된 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본 단위체가 반복 형성되어 제조된 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에서 제조된 기본 단위체의 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 초기 셀 제조 단계를 도시하는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 포메이션 공정을 도시하는 정면도이다.
도 16은 분리막 표면에 남아 있는 접착제 도포 흔적을 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법을 도시하는 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법은 기본단위체 제조 단계, 전극조립체 제조 단계, 초기 셀 제조 단계, 및 최종 셀 제조 단계를 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법에서, 기본 단위체 제조 단계 및 전극 조립체 제조 단계를 중심으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계를 도시하는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계를 도시하는 정면도이다.
먼저, 본 실시예에서, 기본단위체(10)는 전극과 분리막(13)의 적층 단위체일 수 있다. 즉, 전극과 분리막(13)이 순차로 적층되어 하나의 기본단위체(10)를 이루고, 그 기본단위체(10) 복수개를 적층하면 전극적층체(20)가 될 수 있다.
본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법에서, 기본단위체 제조 단계는 전극과 분리막(13) 중 적어도 어느 하나의 표면에 접착제(14)가 도포되어 전극과 분리막(13)이 서로 접착되어 있는 기본단위체(10)를 제조하는 단계일 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 기본단위체 제조 단계는, 하부 분리막 릴(110)로부터 하부 분리막 시트(111)가 권출되는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 권출된 하부 분리막 시트(111)에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제1 노즐(211)이 접착제(14)를 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 노즐(211)은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제(14)를 도포할 수 있다. 그 다음으로는 제1 노즐(211)에 의하여 접착제(14)가 도포된 하부 분리막 시트(111)의 일면에, 제1 전극(11)이 안착하는 단계가 이어질 수 있다. 제1 전극(11)은 제1 전극 릴(11-1)로부터 권출되는 제1 전극(11) 시트를 제1 커터(221)가 소정의 크기로 절단하여 상기 하부 분리막 시트(111)의 일면에 안착되도록 할 수 있다. 제1 노즐(211)에 의하여 도포된 접착제(14)에 의하여 제1 전극(11)과 하부 분리막이 접착될 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법은 상부 분리막 릴(120)로부터 상부 분리막 시트(121)가 상부 분리막 릴(120)로부터 권출되는 단계를 포함할 수 있다. 상부 분리막 시트(121)가 권출되면, 권출된 상부 분리막 시트(121)에서 제1 전극(11)과 맞닿는 일면 중 적어도 일부에, 제2 노즐(212)이 접착제(14)를 도포하는 단계가 수행될 수 있다. 제2 노즐(212)은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제(14)를 도포할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 노즐(212)이 상부 분리막 시트(121) 일면에 접착제(14)를 도포한 이후에 상부 분리막 시트(121)는 일면과 타면이 서로 반전될 수 있다. 이는 접착제(14)는 상측에서 하측으로 떨어지는 형태로 도포되는데, 상부 분리막 시트(121)에서 제1 전극(11)과 맞닿는 일면은 제1 전극(11)과 맞닿기 위해서 아래를 향하게 되는 부분이기 때문에, 접착제(14)를 도포할 때의 상태와 제1 전극(11)과 접착할 때의 상태가 상하 반전된 형태일 수 있다.
상부 분리막 시트(121)가 상하 반전되어 제1 전극(11)과 서로 접착되게 되면, 이후 상부 분리막 시트(121)에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 제3 노즐(213)이 접착제(14)를 도포하는 단계가 수행될 수 있다. 즉, 하부 분리막 시트(111), 제1 전극(11), 상부 분리막 시트(121)가 하측에서 상측으로 순차로 적층되어 있는 적층체의 상부에 제3 노즐(213)이 접착제(14)를 도포할 수 있다. 이 경우 제3 노즐(213)은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제(14)를 도포할 수 있다.
그리고, 이와 같이 제3 노즐(213)이 접착제(14)를 도포한 이후에, 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조 방법에서 기본단위체 제조 단계는, 접착제(14)가 도포된 상부 분리막 시트(121)의 타면에, 제2 전극(12)이 안착하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 전극(12)은 제2 전극 릴(12-1)에서 권출되어 나오는 제2 전극(12) 시트를 제2 커터(222)를 이용하여 절단함에 의하여 형성될 수 있다. 이를 통해 4층 구조가 형성될 수 있다. 즉, 제2 전극(12)이 안착하는 단계 이후에, 하부 분리막 시트(111), 제1 전극(11), 상부 분리막 시트(121) 및 제2 전극(12)이 순서대로 적층되어 형성된 4층 구조 적층체(130)가 형성될 수 있다.
그리고 이러한 4층 구조 적층체(130)의 상하 양 면에 가압 닙 롤(230)이 각각 배치되어 회전하면서 4층 구조 적층체(130)에 압력을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 가압 닙 롤(230)에 의한 압력 인가 단계를 통해 4층 구조 적층체(130) 내에 들뜨는 부분이 없도록 할 수 있다. 그에 따라 전극과 분리막(13)이 밀착되어 접착될 수 있다.
도 2 및 도 3에서 도시되는 바와 같이, 4층 구조 적층체(130)에 압력을 인가하는 단계 이후에는 커터가 4층 구조 적층체(130)를 일정 간격으로 절단하여 기본단위체(10)를 형성하는 단계를 더 포함될 수 있다. 이는 전극과 전극 사이 간격 부분에 위치하는 상부 분리막 시트(121) 부분 및 하부 분리막 시트(111) 부분을 제3 커터(223)로 커팅하여 기본단위체(10)를 제조하는 것일 수 있다.
본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법에 있어서 기본단위체 제조 단계를 따르면, 전극과 분리막을 적층하여 단위셀(즉, 기본단위체)을 제조할 때, 전극을 분리막 시트(111, 121) 상에 안착할 때마다 접착제(14)를 미리 도포함으로써, 고가의 분리막을 사용하지 않더라도 전극의 위치가 이탈하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 라미네이팅 공정을 수행할 필요가 없어 높은 열과 압력으로 인하여 발생하는 공정상의 불량률을 낮출 수 있다. 그리고, 라미네이터를 제거할 수 있으므로, 단위셀 제조 장치의 부피가 감소하고 제조 공정이 간소화될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본단위체(10)를 적층하여 형성된 전극조립체(1)를 도시하는 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본단위체를 적층하여 형성된 전극조립체를 도시하는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법에서, 전극조립체 제조 단계는 기본단위체(10)를 복수개 적층하여 형성된 전극적층체(20)의 둘레에 고정테이프(50)를 부착하여 전극조립체(1)를 제조하는 단계일 수 있다. 여기서, 전극 조립체 제조 단계는 상술한 기본 단위체 제조 단계와 별개로 진행되거나, 전극 조립체 제조 단계에 상술한 기본 단위체 제조 단계가 포함할 수 있다.
기본단위체(10) 내에서, 전극(11, 12)과 분리막(13)은 접착제(14)로 서로 접착되어 있는 상태이고, 그에 따라 전극(11, 12)과 분리막(13)은 접착제(14)의 접착력에 의하여 정렬도를 유지할 수 있다. 그리고 적층되어 있는 기본단위체(10)와 기본단위체(10)는 외측에 부착되는 고정테이프(50)에 의하여 상대 위치가 고정될수 있다. 즉, 고정테이프(50)의 고정력에 의하여 기본단위체(10)끼리의 적층 정렬 상태를 유지할 수 있다. 참고로 고정테이프(50)를 부착하기 전의 적층체 상태가 전극적층체(20)로 명명될 수 있고, 고정테이프(50)를 부착한 후의 적층체 상태를 전극조립체(1)로 명명할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(1)에서, 접착제(14)는 전극(11, 12)과 분리막(13) 사이마다 동일한 위치에 배치되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 4와 같이, 본 실시예의 전극 조립체(1)에서, 제1 전극(11)의 하부와 분리막(13) 사이에 위치하는 접착제(14)와 제1 전극(11)의 상부와 분리막(13) 사이에 접착제(14)는 바닥면을 기준으로 각각 동일한 수직선 상에 배치되어 있을 수 있고, 접착제(14)가 배치되어 있는 간격은 서로 동일할 수 있다. 이는 제2 전극(12)과 분리막(13) 사이에 위치한 접착제(14)의 경우에도 마찬가지로 설명될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(1)에서, 접착제(14)는 전극(11, 12)과 분리막(13) 사이마다 동일한 위치에 배치되어 있어, 공정 시간 및 효율성이 증대될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법에서 제조된 전극 조립체(2)에서, 접착제(14)는 전극(11, 12)과 분리막(13) 사이마다 배치되어 있으면서, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(14)는 교차된 형태로 배치되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 5와 같이, 본 실시예의 전극 조립체(2)에서, 제1 전극(11)의 하부와 분리막(13) 사이에 위치하는 제1 접착제(14-1)와 제1 전극(11)의 상부와 분리막(13) 사이에 제2 접착제(14-2)는 서로 교차되어 배치되어 있을 수 있다. 이 때, 제1 접착제(14-1)와 제2 접착제(14-2)는 위치가 서로 교차되어 있을 뿐, 도포되어 있는 간격은 서로 동일할 수 있다. 이는 제2 전극(12)과 분리막(13) 사이에 위치한 접착제(14)의 경우에도 마찬가지로 설명될 수 있다.
일 예로, 상술한 기본 단위체 제조 단계에서, 제1 노즐(211), 제2 노즐(212), 및 제3 노즐(213) 중 적어도 하나의 위치를 조절함에 따라, 제1 접착제(14-1) 및 제2 접착제(14-2)가 서로 교차되어 배치될 수 있다.
다른 일 예로, 상술한 기본 단위체 제조 단계에서, 제1 노즐(211), 제2 노즐(212), 및 제3 노즐(213) 이외에 별도의 노즐을 추가로 배치되어, 제1 접착제(14-1) 및 제2 접착제(14-2)가 서로 교차되어 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 별도의 노즐은 제1 노즐(211), 제2 노즐(212), 및 제3 노즐(213)과 다른 위치에 배치되어, 제1 노즐(211), 제2 노즐(212), 및 제3 노즐(213)로부터 제1 접착제(14-1) 및 제2 접착제(14-2) 중 하나가 도포되고, 상기 별도의 노즐로부터 제1 접착제(14-1) 및 제2 접착제(14-2) 중 다른 하나가 도포되어, 제1 접착제(14-1) 및 제2 접착제(14-2)가 서로 교차되어 배치될 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 접착제(14-1) 및 제2 접착제(14-2)가 서로 교차되어 배치되는 구조는 다양한 방식에 의해 도포되어 제조될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(2)에서, 접착제(14)는 전극(11, 12)과 분리막(13) 사이마다 배치되어 있으면서, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(14)는 교차된 형태로 배치되어 있어, 접착제(14)에 의한 전극 조립체(2)의 두께 증가를 최소화할 수 있다. 이와 더불어, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(14)가 서로 교차되어 있어, 후술되는 초기 셀(0)에 포함된 전해액에 접착제(14)가 보다 용이하게 용해될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법에서, 기본 단위체 제조 단계 및 전극 조립체 제조 단계를 중심으로 설명한다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계를 도시하는 개략도이다.
먼저, 본 실시예에서, 기본단위체(30)는 분리막(322)이 폴딩되어 전극(31)을 커버하며, 전극(31)과 분리막(322)이 적층되어 있는 단위체일 수 있다. 즉, 기본 단위체(30)는 분리막(322)의 일측 및 타측이 순차적으로 폴딩되어 전극(31)을 커버하면서, 전극(31)과 분리막(322)이 순차로 적층되어 있을 수 있다. 이러한 기본단위체(10)가 복수 회 반복 형성된 전극 적층체(40)가 제조될 수 있다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 실시 예에 따른 이차 전지 제조 방법은, 전극 릴(311, 312)로부터 전극 시트(3111, 3121)가 권출되어, 전극 시트(3111, 3121)로부터 복수의 전극(31)이 형성되는 단계; 전극(31)과 적층되는 분리막(322)이 분리막 릴(321)로부터 권출되는 단계; 분리막(322)이 테이블(36) 상면에 안착하는 단계; 및 테이블(36)에 안착한 분리막(322) 및 전극(31) 중 적어도 일부에 노즐(37)이 접착제를 도포하는 단계를 포함하고, 전극(31)은 제1 전극(3112) 및 제2 전극(3112)을 포함한다.
보다 구체적으로, 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법은, 제1 전극 릴(311)로부터 제1 전극 시트(3111)가 권출되면, 제1 커터(331)가 제1 전극 시트(3111)를 절단하여, 복수의 제1 전극(3112)이 형성될 수 있다. 이후, 제1 이송 장치(341)가 제1 전극(3112)을 이송시키면, 제1 헤더(351)가 제1 전극(3112)를 흡착한다.
한편, 도 6을 참조하면, 분리막 릴(121)로부터 분리막(322)이 권출되면, 분리막(322)의 제1 영역(3221)이 테이블(36)의 상면에 안착한다. 이후, 도 6과 같이, 제1 노즐(371)은 분리막(3222)의 제1 영역(3221) 중 적어도 일부에 접착제를 도포할 수 있다. 여기서, 제1 노즐(371)은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포할 수 있다.
이후, 테이블(36)이 제1 이송 장치(341)를 향해 이동할 수 있고, 제1 전극(3112)을 흡착한 제1 헤더(351)도 테이블(36)을 향해 이동할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 테이블(36)은 고정되어 있을 수 있다. 테이블(36)의 상방에 제1 헤더(351)가 위치하게 되면, 도 6과 같이, 제1 헤더(351)는 접착제가 도포된 분리막(322)의 제1 영역(3221)에 제1 전극(3112)을 안착시킬 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 6과 달리 분리막(322)의 제1 영역(3221)에 접착제가 도포되어 있지 않고, 제1 전극(3112)의 하부에 접착제가 미리 도포되어 있을 수 있다. 즉, 제1 전극(3112)의 하부에 접착제가 미리 도포된 상태에서, 제1 전극(3112)이 제1 헤더(351)에 의해 분리막(322)의 제1 영역(3221)에 안착될 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 이차 전지 제조 방법은, 상기 접착제 도포 단계 이후에 폴딩 단계를 더 포함하고, 상기 폴딩 단계는은, 분리막(322)에 제1 전극(3112)이 안착하면, 분리막(322)의 일측이 폴딩되어 제1 전극(3112)을 커버하고, 분리막(322)에 제2 전극(3122)이 안착하면, 분리막(322)의 타측이 폴딩되어 제2 전극(3122)을 커버할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 7을 참조하면, 제1 영역(3221)에 제1 전극(3112)이 안착한 후, 테이블(36)이 제2 전극(3122)을 이송하는 제2 이송 장치(342)를 향해 이동한다. 그러면, 분리막(322)의 일측이 폴딩되어, 분리막(322)의 제2 영역(3222)이 제1 전극(3112)을 커버할 수 있다. 여기서, 제1 전극(3112)이 분리막(322)의 제2 영역(3222)으로 커버되기 전에, 제1 노즐(371)에 의해 제1 전극(3112)의 상부 또는 분리막(322)의 제2 영역(3222)에 접착제가 미리 도포되어 있을 수 있다.
한편, 제2 전극 시트(3121)가 제2 전극 릴(312)로부터 권출되면, 제2 커터(332)가 제2 전극 시트(3121)를 절단하여, 복수의 제2 전극(3122)이 형성될 수 있다. 이후, 제2 이송 장치(342)가 제2 전극(3122)을 이송시키면, 제2 헤더(352)가 제2 전극(3122)을 흡착한다.
또한, 도 7 및 도 8과 같이, 제2 영역(3122)이 제1 전극(3112)을 커버하고 있으면, 제2 영역(3122)의 상방에 위치한 제2 노즐(372)이 분리막(322)의 제2 영역(3222) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다. 여기서, 제2 노즐(372)은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포할 수 있다.
이후, 도 8을 참조하면, 테이블(36)이 제2 이송 장치(342)를 향해 이동할 수 있고, 제2 전극(3122)을 흡착한 제2 헤더(352)도 테이블(36)을 향해 이동할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 테이블(36)은 고정되어 있을 수 있다. 테이블(36)의 상방에 제2 헤더(352)가 위치하게 되면, 도 8과 같이, 제2 헤더(352)는 접착제가 도포된 분리막(322)의 제2 영역(3222)에 제2 전극(3122)을 안착시킬 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 8과 달리 분리막(322)의 제2 영역(3222)에 접착제가 도포되어 있지 않고, 제2 전극(3122)의 하부에 접착제가 미리 도포되어 있을 수 있다. 즉, 제2 전극(3122)의 하부에 접착제가 미리 도포된 상태에서, 제2 전극(3122)이 제2 헤더(352)에 의해 분리막(322)의 제2 영역(3222)에 안착될 수 있다.
이후, 도 9를 참조하면, 제2 영역(3222)에 제2 전극(3122)이 안착한 후, 테이블(36)이 제1 전극(3112)을 이송하는 제1 이송 장치(341)를 향해 이동한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 테이블(36)은 고정되어 있을 수 있다. 그러면, 분리막(322)의 타측이 폴딩되어, 분리막(322)의 제1 영역(3221)이 제2 전극(3122)을 커버할 수 있다. 여기서, 제2 전극(3122)이 분리막(322)의 제1 영역(3221)으로 커버되기 전에, 제2 노즐(372)에 의해 제2 전극(3122)의 상부 또는 분리막(322)의 제1 영역(3221)에 접착제가 미리 도포되어 있을 수 있다.
그리고, 도 9와 같이, 제1 영역(3221)이 제2 전극(3122)을 커버하고 있으면, 제1 영역(3221)의 상방에 위치한 제1 노즐(371)이 분리막(322)의 제1 영역(3221) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다. 여기서, 제1 노즐(371)은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포할 수 있다.
즉, 상기의 과정들을 반복함으로써, 본 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법에서 기본 단위체가 제조될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본 단위체가 반복 형성되어 제조된 전극 조립체를 도시하는 단면도이다. 도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본 단위체가 반복 형성되어 제조된 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법에서, 전극조립체 제조 단계는 기본단위체(30)를 복수회 반복 형성된 전극적층체(40)의 둘레에, 도 4의 전극 적층체(20)와 같이 고정테이프(50)를 부착하여 전극조립체(3)를 제조하는 단계일 수 있다. 또한, 전극 조립체(3)는 도 4의 전극 조립체(1)와 달리, 도 10과 같이 고정 테이프(50)가 생략되어 있을 수 있다. 또한, 도 4의 고정 테이프(50)를 대신하여, 전극 조립체(3)는 분리막(322)의 일 단부가 전극 적층체(40)의 외면 중 일부를 감싸고 있을 수 있다. 여기서, 전극 조립체 제조 단계는 상술한 기본 단위체 제조 단계와 별개로 진행되거나, 전극 조립체 제조 단계에 상술한 기본 단위체 제조 단계가 포함할 수 있다.
본 실시예의 기본 단위체(30)는 도 4의 기본 단위체(10)와 같이, 전극(3112, 3122)과 분리막(322)이 접착제(34)로 서로 접착되어 있는 상태일 수 있다. 이에 따라, 전극(3112, 3122)과 분리막(322)은 접착제(34)의 접착력에 의하여 정렬도를 유지할 수 있다.
본 실시예의 전극 적층체(40)는 분리막(322)이 전극(3112, 3122)의 상하부 및 일 측면을 커버하고 있어, 도 4와 같은 별도의 고정 테이프(50) 없이도, 기본 단위체(30)끼리의 적층 정렬 상태를 유지할 수 있다. 또한, 본 실시예의 전극 적층체(40)의 외측에 도 4의 고정 테이프(50)가 부착되어 있거나, 분리막(322)의 일 단부가 감싸고 있는 경우에는, 기본 단위체(30)끼리의 적층 정렬 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(3)에서, 접착제(34)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322) 사이마다 동일한 위치에 배치되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 10과 같이, 본 실시예의 전극 조립체(3)에서, 제1 전극(3112)의 하부와 분리막(322) 사이에 위치하는 접착제(34)와 제1 전극(3112)의 상부와 분리막(322) 사이에 접착제(34)는 바닥면을 기준으로 각각 동일한 수직선 상에 배치되어 있을 수 있고, 접착제(34)가 배치되어 있는 간격은 서로 동일할 수 있다. 이는 제2 전극(3122)과 분리막(322) 사이에 위치한 접착제(34)의 경우에도 마찬가지로 설명될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(3)에서, 접착제(34)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322) 사이마다 동일한 위치에 배치되어 있어, 공정 시간 및 효율성이 증대될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법에서 제조된 전극 조립체(4)에서, 접착제(34)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322) 사이마다 배치되어 있으면서, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(34)는 교차된 형태로 배치되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 11과 같이, 본 실시예의 전극 조립체(4)에서, 제1 전극(3112)의 하부와 분리막(322) 사이에 위치하는 제1 접착제(34-1)와 제1 전극(3112)의 상부와 분리막(322) 사이에 제2 접착제(34-2)는 서로 교차되어 배치되어 있을 수 있다. 이 때, 제1 접착제(34-1)와 제2 접착제(34-2)는 위치가 서로 교차되어 있을 뿐, 도포되어 있는 간격은 서로 동일할 수 있다. 이는 제2 전극(3122)과 분리막(322) 사이에 위치한 접착제(14)의 경우에도 마찬가지로 설명될 수 있다.
일 예로, 상술한 기본 단위체 제조 단계에서, 제1 노즐(371) 및 제2 노즐(372) 중 적어도 하나의 위치를 조절함에 따라, 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2)가 서로 교차되어 배치될 수 있다.
다른 일 예로, 상술한 기본 단위체 제조 단계에서, 제1 노즐(371) 및 제2 노즐(372) 이외에 별도의 노즐을 추가로 배치되어, 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2)가 서로 교차되어 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 별도의 노즐은 제1 노즐(371) 및 제2 노즐(372)과 다른 위치에 배치되어, 제1 노즐(371) 및 제2 노즐(372)로부터 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2) 중 하나가 도포되고, 상기 별도의 노즐로부터 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2) 중 다른 하나가 도포되어, 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2)가 서로 교차되어 배치될 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2)가 서로 교차되어 배치되는 구조는 다양한 방식에 의해 도포되어 제조될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(4)에서, 접착제(34)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322) 사이마다 배치되어 있으면서, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(34)는 교차된 형태로 배치되어 있어, 접착제(34)에 의한 전극 조립체(4)의 두께 증가를 최소화할 수 있다. 이와 더불어, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(34)가 서로 교차되어 있어, 후술되는 초기 셀(0)에 포함된 전해액에 접착제(34)가 보다 용이하게 용해될 수 있다.
이하에서는, 앞서 상술한 기본 단위체(10, 30)를 중심으로 설명하고자 한다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에서 제조된 기본 단위체의 분해 사시도이다.
도 12를 참조하면, 기본 단위체(10)는. 도 2 내지 도 5에서 설명한 바와 같이, 분리막(13), 제1 전극(11), 분리막(13), 및 제2 전극(12)이 교대로 적층되어 있는 구조를 가질 수 있다. 여기서, 제1 전극(11)의 하부에 위치한 분리막(13)을 상부 분리막, 제2 전극(12)의 하부에 위치한 분리막(13)을 상부 분리막으로 명명한다.
또한, 기본 단위체(30)의 경우에도, 도 6 내지 도 11에서 설명한 바와 같이, 분리막(322)이 폴딩되어 전극(3112, 3122)을 커버하는 지그 재그 형태로, 제1 전극(3112), 분리막(322), 및 제2 전극(3122)이 교대로 적층되어 있는 구조를 가질 수 있다. 다만, 도 11에서는 설명의 편의 상, 분리막(322)이 폴딩되어 있는 면은 생략하여 도시하였다.
기본 단위체(10, 30)에서, 제1 전극(11, 3112)의 일 단부에 제1 전극 탭(11t, 3112t)이 형성되어 있고, 제2 전극(12, 3122)의 일 단부에 제2 전극 탭(12t, 3122t)이 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 제1 전극(11, 3112)과 제2 전극(12, 3122)은 제1 전극 탭(11t, 3112t)과 제2 전극 탭(12t, 3122t)이 서로 다른 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
여기서, 제1 전극(11, 3112)과 분리막(13, 322) 사이 및 제2 전극(13, 3122)과 분리막(12, 322) 사이에 접착층(14, 34)이 형성되어 있을 수 있다. 일 예로, 접착층(14, 34)은, 도 12와 같이 복수의 도트 형태로 접착제가 도포되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 복수의 도트는 일정한 간격으로 배치되어 있을 수 있다. 또한, 접착층(14, 34)은 후술되는 초기 셀(0)에 포함된 전해액에 용해되는 접착제 성분을 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예의 기본 단위체(10, 30)는 접착층(14, 34)이 복수의 도트 형태로 배치되어 있어, 상기 전해액에 보다 용이하게 용해될 수 있다. 이와 더불어, 접착층(14, 34)은 전해액에 용해되는 접착제 성분을 포함하여, 최종 전지셀에서 접착층(14, 34)이 제1 전극(11, 3112) 및 제2 전극(12, 3122)의 표면에 남지 않아, 접착층(14, 34)에 의한 셀 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 13을 참조하면, 기본 단위체(10’, 30’)는 도 12의 기본 단위체(10, 30)와 대부분 동일하게 설명될 수 있으며, 이하에서는 접착층(14, 34)을 중심으로 설명한다.
본 실시예에 따른 기본 단위체(10’,30’)에서, 접착층(14, 34)은 제1 접착층(1410, 3410) 및 제2 접착층(1420, 3420)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 접착층(1410, 3410)는 제1 전극(11, 3112)의 중심부와 분리막(13, 322) 사이 및 제2 전극(12, 3122)의 중심부와 분리막(13, 322) 사이에 위치할 수 있다.
일 예로, 도 13과 같이, 제2 접착층(1420, 3420)은 제1 전극 탭(11t, 3112t) 혹은 제2 전극 탭(12t, 3122t)와 인접한 분리막(12, 322)의 양 단부에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 접착층(1420, 3420)은 제1 전극 탭(11t, 3112t)과 분리막(13, 322) 사이 및 제2 전극 탭(12t, 3122t) 사이에 위치할 수 있다.
다른 일 예로, 도 13과 달리, 제2 접착층(1420, 3420)은, 제1 전극탭(11t, 3112t)과 분리막(13, 322) 사이에서 제1 전극탭(11t, 3112t)과 분리막(13, 322)이 서로 대면하는 부분에만 형성되어 있을 수 있고, 제2 전극탭(12t, 3122t)과 분리막(13, 322) 사이에서 제2 전극탭(12t, 3122t)과 분리막(13, 322)이 서로 대면하는 부분에만 형성되어 있을 수 있다.
이 때, 제1 접착층(1410, 3410) 및 제2 접착층(1420, 3420)은 각각 복수의 도트 형태로 접착제가 도포되어 형성될 수 있다.
여기서, 제1 접착층(1410, 3410)은, 도 12의 접착층(14, 34)과 같이, 후술되는 초기 셀(0)에 포함된 전해액에 용해되는 접착제 성분을 포함할 수 있다. 이와 달리, 제2 접착층(1420, 3420)은 상기 전해액에 용해되지 않는 접착제 성분을 포함할 수 있다.
일 예로, 상술한 기본 단위체 제조 단계에서, 도 2 및 도 3의 노즐(21) 중 적어도 하나 혹은 도 6 내지 도 9의 노즐(37) 중 적어도 하나로부터 도포되는 접착제의 종류를 제조 공정 상에서 변경함에 따라, 제1 접착층(1410, 3410) 및 제2 접착층(1420, 3420)이 각각 형성될 수 있다.
다른 일 예로, 상술한 기본 단위체 제조 단계에서, 도 2 및 도 3의 노즐(21) 혹은 도 6 내지 도 9의 노즐(37) 이외에 별도의 노즐을 추가로 배치되어, 제1 접착층(1410, 3410) 및 제2 접착층(1420, 3420)이 각각 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 별도의 노즐은 분리막(12, 322)의 양 단부에 인접하게 배치되어, 도 2 및 도 3의 노즐(21) 혹은 도 6 내지 도 9의 노즐(37) 로부터 제1 접착층(1410,3410)이 형성되고, 상기 별도의 노즐로부터 제2 접착층(1420, 3420)이 형성될 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 접착층(1410, 3410) 및 제2 접착층(1420, 3420)은 다양한 방식에 의해 서로 다른 접착제가 도포되어 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예의 기본 단위체(10’, 30’)에서, 제1 접착층(1410, 3410)이 제1 전극(11, 3112)의 중심부와 분리막(13, 322) 사이 및 제2 전극(12, 3122)의 중심부와 분리막(13, 322) 사이에 위치하여, 최종 전지셀에서 제1 접착층(15, 35)이 제1 전극(11, 3112) 및 제2 전극(12, 3122)의 표면에 남지 않아, 제1 접착층(1410, 3410)에 의한 셀 성능 저하를 방지할 수 있다.
이와 더불어, 본 실시예의 기본 단위체(10’, 30’)에서, 제2 접착층(1420, 3420)이 제1 전극 탭(11t, 3112t)과 분리막(13, 322) 사이 및 제2 전극 탭(12t, 3122t) 사이에 위치하여, 최종 전지셀에서 제2 접착층(1420, 3420)이 상기 전해액에 용해되지 않아, 제1 전극 탭(11t, 3112t) 및 제2 전극 탭(12t, 3122t)과 대면하는 분리막(13, 322)이 접히는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2 접착층(1420, 3420)은 최종 전지 셀에서 제1 전극(11, 3112) 및 제2 전극(12, 3122)이 분리막(13, 322)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제2 접착층(1420, 3420)은 서로 대면하는 한 쌍의 분리막(13, 322) 사이에 위치하면서, 분리막(13, 322)과 제1 전극(11, 3112) 및/또는 제2 전극(12, 3122)이 접하는 부분을 제외한 부분에 형성되어 있을 수 있다. 다르게 말하면, 제2 접착층(1420, 3420)은 서로 대면하는 한 쌍의 분리막(13, 322) 사이에 위치하면서, 제1 전극(11, 3112) 및 제2 전극(12, 3122)과 접하지 않을 수 있다.
이에 따라, 본 실시예의 기본 단위체(10’, 30’)에서, 제2 접착층(1420, 3420)은 제1 전극(11, 31112) 및/또는 제2 전극(12, 3122)이 분리막(13, 322)와 접하는 부분을 회피하는 위치에 형성되어 있어, 제2 접착층(1420, 3420)은 제1 전극(11, 31112) 및/또는 제2 전극(12, 3122)이 분리막(13, 322) 사이의 리튬 이온 이동을 방해하지 않을 수 있다. 즉, 제2 접착층(1420, 3420)은 셀 성능을 저하시키지 않으면서도, 앞서 상술한 분리막(13, 322)이 접히는 것을 방지할 수 있고, 제1 전극(11, 3112) 및 제2 전극(12, 3122)이 분리막(13, 322)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 초기 셀 제조 단계를 도시하는 사시도이다. 도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 포메이션 공정을 도시하는 정면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법은 전극조립체 제조 단계 이후 초기 셀 제조 단계를 포함할 수 있다.
초기 셀 제조 단계는 상술한 전극조립체(1, 2, 3, 4)를 파우치 케이스(70) 내에 수용하고, 전해액을 파우치 케이스(70) 내로 주액한 뒤, 파우치 케이스 테두리(71)를 실링하여 초기 셀(0)을 제조하는 단계일 수 있다. 파우치 케이스(70)는 전극조립체(1,2,3,4)가 수용되는 컵부의 일측으로 연장하는 가스 포켓부(75)를 포함할 수 있다. 전극조립체(1,2,3,4)와 전해액을 컵부에 수용한 후 파우치 케이스 테두리(71)를 실링할 수 있다.
이 경우 실링은 컵부의 테두리와 가스 포켓부(75)의 외각 테두리에서 실링이 이루어질 수 있다. 즉, 컵부와 가스 포켓부(75)를 합친 영역의 테두리를 페곡선을 그리도록 실링하여 컵부와 가스 포켓부(75)를 합친 영역이 외부와 밀폐되도록 실링할 수 있다. 즉, 외부와는 단절되되, 실링 후 컵부와 가스 포켓부(75)는 서로 연통될 수 있는 구조이다.
외부와 밀폐된 형태로 초기 셀(0)이 제조되면, 초기 셀(0)을 후처리 하여 최종 셀을 제조하는 단계가 수행될 수 있다. 최종 셀 제조 단계에서는 앞의 기본단위체 제조 단계에서 전극과 분리막(13, 322) 중 적어도 어느 하나의 표면에 도포되었던 접착체가 용해될 수 있다. 초기 셀(0) 내에 포함되어 있는 전해액은 유기 용매일 수 있는데, 접착제(14)가 용해된다는 것의 의미는 유기 용매인 전해액 내로 접착제(14, 34)가 녹아 들어간다는 것을 의미할 수 있다.
그에 따라 전극 또는 분리막(13, 322) 표면에 도포되어 존재하던 접착제(14, 34)가 도포 영역이 줄어들거나, 혹은 도포된 접착제(14, 34)가 모두 없어지는 것을 의미할 수 있다.
여기서, 전극(11, 12, 31)의 경우에는 전극 표면에서 접착제(14, 34)가 남아있지 않게 된다는 것을 의미할 수 있다.
또한, 분리막(13, 322)의 경우에는, 분리막(13, 322)은 일반적으로 다공질 시트인 점에서, 접착제(14, 34) 중 일부가 분리막(13, 322)에 침투되어 있을 수 있다. 이 때, 상술한 최종 셀 제조 단계에서, 분리막(13, 322)에 침투한 접착제(14, 34)가 전해액 내로 용해될 수 있고, 이 과정에서 분리막(13, 322)에 접착제(14, 34)의 도포 흔적이 남아있을 수 있다.
여기서, 접착제(14, 34) 도포 흔적이란, 접착제((14, 34)의 성분은 남아 있지 않지만, 분리막(13, 322)의 외면 중 일부가 접착제(14, 34)에 의해 변형된 것을 의미할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 접착제(14, 34) 도포 흔적은 육안으로 접착제(14, 34)의 도포 여부를 확인할 수 있는 흔적과 같이, 다양한 방식으로 접착제(14, 34)의 도포 여부를 확인할 수 있는 흔적을 의미할 수 있다.
이에 따라, 분리막(13, 322)에 형성된 접착제(14, 34) 도포 흔적은, 접착제(14, 34)가 도포되어 있는 위치와 동일한 위치에 형성될 수 있다.
특히, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법에서 사용되는 전극과 분리막 접착을 위한 접착제(14, 34)는 아크릴레이트계 접착제일 수 있다. 아크릴레이트계 접착제(14, 34)를 사용함에 따라 접착제(14, 34)가 전해액 내로 용해되어 들어가는 것이 가능할 수 있다.
본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법에서, 최종 셀 제조 단계는 초기 셀(0)을 상온보다 높은 고온에서 충전하며 활성화하는 포메이션 공정을 포함할 수 있다. 포메이션 공정(활성화 공정)이란, 충전 과정을 통해 전극 조립체의 극판들의 표면에 SEI 층(SEI Layer)을 형성하고, 전하를 띠도록 하는 공정으로, 이를 통해 이차 전지가 전력을 공급할 수 있도록 형성할 수 있다.
최종 셀 제조 단계에서, 포메이션 공정은 섭씨 45도 이상의 온도에서 진행될 수 있다. 그리고 접착제(14, 34)는 포메이션 공정에서 적어도 일부가 용해될 수 있다. 그리고 더 바람직하게 최종 셀 제조 단계에서, 포메이션 공정은 섭씨 50도 ~ 70도 사이의 온도에서 진행될 수 있다. 45도보다 온도가 더 높은 50 이상에서는 접착제(14)의 용해가 더 잘 일어날 수 있다. 그리고 70도 이상의 온도에서는 셀 제품의 성능 저하가 발생할 수 있으므로 바람직하지 않을 수 있다.
또한, 도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 최종 셀 제조 단계에서, 포메이션 공정은 지그(500)를 이용하여 초기 셀(0)의 양 측면을 가압하는 지그 가압 과정을 포함할 수 있다. 좌측 지그(510)로 초기 셀(0)의 좌측을 가압하고 우측 지그(520)로 초기 셀(0)의 우측 지그(520)를 가압하는 방식일 수 있다. 지그로 초기 셀(0)을 가압 시 전극조립체(1,2,3,4) 내부에서 발생한 가스가 원활하게 가스 포켓부(75)로 이동할 수 있다. 가스 포켓부(75)로 이동한 가스는 추후 디가스 공정에서 셀 외부로 원활하게 배출될 수 있다. 포메이션 공정 중에 지그 가압 과정을 수행하게 되면 접착제(14)가 전해액에 용해되는 과정이 더욱 수월할 수 있다.
여기서, 지그 가압 과정은, 초기 셀(0)의 양 측면을 가압하는 지그(500)의 압력을 주었다, 풀었다 하는 과정을 포함할 수 있다. 즉, 지그(500)가 초기 셀(0)을 가압하는 압력을 주었다, 풀었다 하는 1 싸이클의 과정을 적어도 2회 반복할 수 있다.
지그(500)가 압력을 가했다 풀었다 하는 1 싸이클의 과정은 용해 중에 있는 접착제(14, 34)에 양압과 음압을 번갈아 주는 방식으로 직접적으로 물리력을 행사하는 과정일 수 있다. 따라서 접착제(14, 34)의 용해가 현저히 더 잘 일어나도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
이 경우 좀 더 시스템적인 작동을 위하여 지그 장치에는 제어 장치가 연결될 수 있다. 그에 따라 양압 시간과 음압 시간을 조절할 수 있고, 양압의 크기와 음압의 크기도 제어할 수 있다. 이를 통해 더욱 효과적인 접착제 용해 시스템을 구현할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조 방법의 최종 셀 제조 단계에서, 포메이션 공정은 섭씨 55도 ~ 65도 사이의 온도에서 진행되고, 동시에 지그(500)를 이용하여 초기 셀(0)의 양 측면을 가압하는 지그 가압 과정을 포함할 수 있다. 이 경우 접착제(14, 34)는 포메이션 공정에서 모두가 용해되어, 전극 표면에는 접착제(14, 34)가 남아있지 않을 수 있다. 또한, 분리막(13, 322)에는, 앞서 상술한 바와 같이, 접착제(14, 34)의 도포 흔적이 남아있을 수 있다.
접착제(14, 34)가 전극 표면에 남아있게 되면, 접착제(14, 34)가 남아있는 해당 영역은 전극 반응이 일어나지 않는 미반응 영역이 될 수 있어 전지 성능 저하가 발생할 수 있다. 그러나 본 발명에서처럼 접착제(14, 34)가 전극 또는 분리막(13, 322) 표면에서 모두 용해되어 사라지게 되면 접착제(14, 34)로 인한 미반응 영역이 사라져 성능 저하가 방지되고 우수한 전지 성능이 구현될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 최종 셀 제조 단계는, 포메이션 공정 전에, 초기 셀(0)을 상온에서 저장하는 프리 에이징(Pre-aging) 공정을 더 포함할 수 있다. 상온의 프리 에이징 공정은 1.5일정도 수행될 수 있다. 프리 에이징 공정은 전해액이 전극과 분리막(13, 322) 사이 사이로 충분히 함침될 수 있도록 시간을 주는 공정일 수 있다. 물론 접착제(14, 34)는 프리 에이징 공정에서도 적어도 일부가 용해될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 최종 셀 제조 단계는, 포메이션 공정 이후, 초기 셀(0)을 상온에서 저장하는 상온 에이징 공정을 더 포함할 수 있다. 상온 에이징 공정은 1일 정도 수행될 수 있다. 또, 최종 셀 제조 단계는, 상온 에이징 공정 이후에 그리고 디가스 공정 이전에, 초기 셀(0)을 섭씨 60도 ~ 65도의 온도에서 저장하는 고온 에이징 공정을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 최종 셀 제조 단계는, 고온 에이징 공정 이후에, 디가스 공정을 포함할 수 있다. 디가스 공정은 초기 셀(0)의 내부 가스를 외부로 배출하는 공정일 수 있다. 디가스 공정에서 배출되는 가스는 주로 포메이션 공정에서 발생한 내부 가스가 가스 포켓부(75)에 저장되어 있던 것일 수 있다. 디가스 공정은 가스 포켓부(75)에 관통홀을 형성하여 가스가 외부로 배출되도록 할 수 있다.
최종 셀 제조 단계는, 디가스 공정 이후 초기 셀(0)을 다시 외부와 밀봉되게 재실링하는 재실링 공정을 포함할 수 있다. 이를 통해 최종 셀 제조 단계는 최종셀을 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 최종 셀의 내부 전극 또는 분리막(13, 322) 표면에는 접착제(14, 34)가 용해되어 더 이상 남아있지 않을 수 있다. 특히, 분리막(13, 322)에는, 앞서 상술한 바와 같이, 접착제(14, 34)의 도포 흔적이 남아있을 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법은, 최종 셀 제조 단계 이후에, 최종 셀을 충방전하는 마무리 충방전 단계를 더 포함할 수 있다. 마무리 충방전 단계는 최종 셀의 전지 용량을 측정하는 공정을 포함할 수 있고, 최종 제품의 출하를 위하여 설정 전압까지 전지를 최종 충전하는 과정을 포함할 수 있다.
이하에서는, 보다 구체적인 실험예를 통해 본 발명의 내용을 설명하지만, 하기 실험예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실험예- 접착제 도포 흔적 확인>
양극, 음극, 및 분리막이 교대로 적층되어 있는 전극 조립체 및 전해액을 함께 수용하는 전지 셀을 제조하였다. 여기서, 양극과 분리막 사이 및 음극과 분리막 사이에는 접착제가 복수의 도트 형태로 도포되어 있다. 여기서, 분리막은 CCS(Ceramic Coated Separator)이고, 접착제는 아크릴레이트계 접착 물질을 포함하고, 전해액은 EC(ethylene carbonate) 및 EMC(ethylmethyl carbonate)가 3:7인 비율로 혼합된 표준 전해액일 수 있다.
이후, 제조된 전지 셀을 충전하였고, 충전된 전지 셀에서 분리막을 분리하였고, 분리된 분리막을 아세톤으로 세척 및 건조하여, 분리된 분리막에 흡수된 전해액을 제거시킨 후 분리막의 표면을 관찰하였다. 그 결과는 도 16에 나타내었다. 도 16(a)는 육안으로 확인한 이미지이고, 도 16(b)는 현미경으로 확대하여 촬영한 이미지이다.
<실험 결과 분석-접착제 도포 흔적 확인>
도 16 (a) 및 (b)를 참조하면, 충전된 전지 셀에서 분리된 분리막에서, 상기 접착제가 상기 분리막 상에 흔적을 남기는 것을 확인할 수 있다. 특히, 도 16(b)와 같이 현미경으로 확대하여 촬영한 경우, 분리막 상에 남겨진 접착제 도포 흔적이 보다 용이하게 관찰되는 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 전지 셀은, 분리막 외면에 남겨진 접착제 도포 흔적을 통해, 전극 조립체 단위에서 양극과 분리막 사이 및 음극과 분리막 사이에 접착제가 도포되어 있었다는 사실을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
0: 초기 셀
1,2,3,4: 전극조립체
70: 파우치 케이스
71: 파우치 케이스 테두리
75: 가스 포켓부
10, 30: 기본단위체
11, 3112: 제1 전극
11-1, 311: 제1 전극 릴
12, 3122: 제2 전극
12-1, 312: 제2 전극 릴
13, 322: 분리막
14, 34: 접착제
20, 40: 전극적층체
50: 고정테이프
60: 전극 리드
110: 하부 분리막 릴
111: 하부 분리막 시트
120: 상부 분리막 릴
121: 상부 분리막 시트
130: 4층 구조 적층체
210, 371: 노즐
211, 371: 제1 노즐
212, 372: 제2 노즐
213: 제3 노즐
221, 331: 제1 커터
222, 332: 제2 커터
223: 제3 커터
230: 가압 닙 롤
300: 지그
310: 좌측 지그
320: 우측 지그
1,2,3,4: 전극조립체
70: 파우치 케이스
71: 파우치 케이스 테두리
75: 가스 포켓부
10, 30: 기본단위체
11, 3112: 제1 전극
11-1, 311: 제1 전극 릴
12, 3122: 제2 전극
12-1, 312: 제2 전극 릴
13, 322: 분리막
14, 34: 접착제
20, 40: 전극적층체
50: 고정테이프
60: 전극 리드
110: 하부 분리막 릴
111: 하부 분리막 시트
120: 상부 분리막 릴
121: 상부 분리막 시트
130: 4층 구조 적층체
210, 371: 노즐
211, 371: 제1 노즐
212, 372: 제2 노즐
213: 제3 노즐
221, 331: 제1 커터
222, 332: 제2 커터
223: 제3 커터
230: 가압 닙 롤
300: 지그
310: 좌측 지그
320: 우측 지그
Claims (20)
- 전극과 분리막이 교대로 적층되어 있고, 상기 전극과 상기 분리막 중 적어도 어느 하나의 표면에 접착제가 도포되어 상기 전극과 상기 분리막이 서로 접착되어 있는 전극 조립체를 제조하는 전극 조립체 제조 단계; 및
상기 전극 조립체를 전해액과 함께 파우치 케이스 내에 수용하여, 상기 파우치 케이스를 실링함으로써 전지 셀을 제조하는 전지 셀 제조 단계를 포함하고,
상기 접착제 중 적어도 일부는 상기 전해액에 용해되면서, 상기 분리막에 접착제 도포 흔적이 형성되고,
상기 접착제 도포 흔적은 상기 전극과 상기 분리막 사이에 형성된 제1 접착층이 상기 전해액에 용해된 흔적이고, 상기 접착제 도포 흔적은 접착제 성분을 포함하지 않고,
상기 전극의 일 단부에 전극 탭이 형성되어 있고, 상기 전극 탭과 상기 분리막 사이에 제2 접착층이 형성되어 있고, 상기 제2 접착층은 상기 전해액에 용해되지 않는 접착제 성분을 포함하는 이차전지 제조 방법. - 제1항에서,
상기 전지 셀 제조 단계는 상기 전지 셀을 충전하며 활성화하는 포메이션 공정을 더 포함하고,
상기 접착제 중 적어도 일부는 상기 포메이션 공정에서 상기 전해액에 용해되는 이차전지 제조 방법. - 제2항에서,
상기 포메이션 공정은 섭씨 50도 이상 섭씨 70도 이하의 온도에서 진행되는 이차전지 제조 방법. - 제3항에서,
상기 포메이션 공정은 지그를 이용하여 초기 셀의 양 측면을 가압하는 지그 가압 공정을 포함하는 이차전지 제조 방법. - 제4항에서,
상기 포메이션 공정은 섭씨 55도 이상 섭씨 65도 이하의 온도에서 진행되고,
상기 제1 접착층의 상기 접착제는 상기 포메이션 공정에서 상기 전해액에 모두 용해되어, 상기 전극 표면에 위치한 상기 접착제가 제거되어 있는 이차전지 제조 방법. - 제1항에서,
상기 제1 접착층의 상기 접착제는 아크릴레이트계 접착제이고,
상기 전해액은 유기 용매인 이차 전지 제조 방법. - 제1항에서,
상기 이차 전지 제조 방법은, 상기 전극과 상기 분리막의 적층 단위체인 기본단위체를 제조하는 기본 단위체 제조 단계를 더 포함하고,
상기 전극 조립체는 상기 기본 단위체가 복수 개 적층되어 형성된 전극 적층체의 둘레에 고정테이프를 부착하여 제조되는 이차 전지 제조 방법. - 제7항에서,
상기 기본단위체 제조 단계는,
하부 분리막 릴로부터 하부 분리막이 권출되는 단계;
권출된 상기 하부 분리막에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제1 노즐이 접착제를 도포하는 단계;
접착제가 도포된 상기 하부 분리막의 일면에, 제1 전극이 안착하는 단계;
상부 분리막 릴로부터 상부 분리막이 권출되는 단계;
권출된 상기 상부 분리막에서 상기 제1 전극과 맞닿는 일면 중 적어도 일부에, 제2 노즐이 접착제를 도포하는 단계;
상기 상부 분리막에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 제3 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 및
제3 노즐이 접착제를 도포한 이후에, 접착제가 도포된 상기 상부 분리막의 타면에, 제2 전극이 안착하는 단계를 포함하는 이차전지 제조 방법. - 제8항에서,
상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 및 상기 제3 노즐은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포하는 이차전지 제조 방법. - 제1항에서,
상기 이차 전지 제조 방법은, 상기 분리막이 폴딩되어 상기 전극을 커버하며, 상기 전극과 상기 분리막이 적층되어 있는 기본 단위체를 제조하는 기본 단위체 제조 단계를 더 포함하고,
상기 전극 조립체는, 상기 기본 단위체가 반복 형성되어 제조되는 이차 전지 제조 방법. - 제10항에서,
상기 기본단위체 제조 단계는,
전극 릴로부터 전극 시트가 권출되어, 상기 전극 시트로부터 복수의 전극이 형성되는 단계;
상기 전극과 적층되는 분리막이 분리막 릴로부터 권출되는 단계;
상기 분리막이 테이블 상면에 안착하는 단계; 및
상기 테이블에 안착한 상기 분리막 및 상기 전극 중 적어도 일부에 노즐이 접착제를 도포하는 단계를 포함하고,
상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 이차 전지 제조 방법. - 제11항에서,
상기 접착제 도포 단계 이후에 폴딩 단계를 더 포함하고,
상기 폴딩 단계는,
상기 분리막에 상기 제1 전극이 안착하면, 상기 분리막의 일측이 폴딩되어 상기 제1 전극을 커버하고,
상기 분리막에 상기 제2 전극이 안착하면, 상기 분리막의 타측이 폴딩되어 상기 제2 전극을 커버하는 이차전지 제조 방법. - 제11항에서,
상기 노즐은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포하는 이차전지 제조 방법. - 전극 및 분리막이 교대로 적층되어 있는 전극 조립체; 및
상기 전극 조립체와 전해액을 함께 수용하는 파우치 케이스를 포함하고,
상기 분리막은 상기 전극과 접하는 면에 적어도 하나의 접착제 도포 흔적이 남아 있고,
상기 접착제 도포 흔적은 상기 전극과 상기 분리막 사이에 형성된 제1 접착층이 상기 전해액에 용해된 흔적이고, 상기 접착제 도포 흔적은 접착제 성분을 포함하지 않고,
상기 전극의 일 단부에 전극 탭이 형성되어 있고, 상기 전극 탭과 상기 분리막 사이에 제2 접착층이 형성되어 있고, 상기 제2 접착층은 상기 전해액에 용해되지 않는 접착제 성분을 포함하는 이차 전지. - 제14항에서,
상기 제1 접착층은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제가 도포되어 형성되고,
상기 접착제 도포 흔적은 상기 제1 접착층이 형성된 위치에 도트 형태로 형성되어 있는 이차 전지. - 제15항에서,
상기 제1 접착층의 상기 접착제는 아크릴레이트계 접착제이고,
상기 전해액은 유기 용매인 이차 전지. - 제14항에서,
상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고,
상기 분리막은 상부 분리막 및 하부 분리막을 포함하고,
상기 전극 조립체는 상기 하부 분리막, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막, 및 상기 제2 전극이 교대로 적층되어 있는 구조를 가지는 이차 전지. - 제14항에서,
상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고,
상기 전극 조립체는,
상기 분리막에 상기 제1 전극이 안착되어, 상기 분리막의 일측이 폴딩되어 상기 제1 전극을 커버하고 있고,
상기 분리막에 상기 제2 전극이 안착되어, 상기 분리막의 타측이 폴딩되어 상기 제2 전극을 커버하고 있는 이차 전지. - 삭제
- 제14항에서,
상기 제2 접착층은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제가 도포되어 형성되는 이차 전지.
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|---|---|---|---|
| EP21894853.7A EP4170766A1 (en) | 2020-11-18 | 2021-09-17 | Secondary battery and manufacturing method for same |
| PCT/KR2021/012783 WO2022108080A1 (ko) | 2020-11-18 | 2021-09-17 | 이차 전지 및 이의 제조 방법 |
| CN202180059887.XA CN116261794A (zh) | 2020-11-18 | 2021-09-17 | 二次电池及其制造方法 |
| JP2023501576A JP2023533575A (ja) | 2020-11-18 | 2021-09-17 | 二次電池およびその製造方法 |
| US17/478,125 US11799173B2 (en) | 2020-11-18 | 2021-09-17 | Secondary battery and manufacturing method thereof |
| US18/371,884 US20240014512A1 (en) | 2020-11-18 | 2023-09-22 | Secondary Battery and Manufacturing Method Thereof |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP2017050215A (ja) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 日産自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池の製造方法 |
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| KR102087751B1 (ko) * | 2016-03-25 | 2020-03-12 | 주식회사 엘지화학 | 전극 조립체 제작 시스템 |
| KR102164250B1 (ko) * | 2016-06-23 | 2020-10-12 | 주식회사 엘지화학 | 고온 가압 활성화 공정을 포함하는 리튬 이차전지의 제조 방법 |
| KR102563163B1 (ko) * | 2018-08-27 | 2023-08-04 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전극 조립체 제조장치 |
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