KR20070004827A - 전지 전극판 및 전지 전극판의 제조 방법 - Google Patents

전지 전극판 및 전지 전극판의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

금속호일제 심재(1)의 길이 방향에서의 전극 활성 물질 피복부(2)가 설치되어 있지 않는 불연속 노출부(7)의 양폭 단부의 적어도 한쪽에, 전극 활성 물질 피복부(2)와 두께가 거의 같은 프레스 롤 통과 승계부(8)를 설치함으로써, 제조 라인을 복잡화시키지 않고서, 금속호일제 심재의 파단을 확실하게 방지하고, 제조 라인의 운전을 원활하게 할 수 있도록 하고, 생산 효율의 향상 및 설비비의 삭감을 도모한다
금속호일제 심재, 전극 활성 물질 피복부, 프레스 롤 통과 승계부, 전지 전극판, 롤 프레스 장치

Description

전지 전극판 및 전지 전극판의 제조 방법{Battery electrode plate and method of manufacturing the same}
본 발명은, 띠형의 금속호일제 심재의 적어도 상하 어느 한 면에, 길이 방향으로 불연속으로 복수의 전극 활성 물질 피복부가 설치된 전지 전극판 및 전지 전극판의 제조 방법에 관한 것이다.
예를 들면, 리튬전지 정극재(positive pole member)와 같은 전지전극은, 종래, 알루미늄호일 이나 구리호일 등의 금속호일 집전체인 금속호일제 심재 상에 전극합제(eletrode mixture)인 정극 활성 물질(LiCoO2)을 도포하여 건조시킨 후, 프레스 롤을 구비한 롤 프레스 장치에 의해 프레스 성형하여 상기 정극 활성 물질의 부피 밀도를 높이는 것이 행하여지고 있다.
그리고, 금속호일제 심재에 정극 활성 물질과 같은 전극 활성 물질을 도포하여, 건조시켜 형성한 전지 전극판은, 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 도면 중, 1은 알루미늄호일 등의 금속호일 집전체인 거의 동일 폭의 띠형의 금속호일제 심재이고, 2는 금속호일제 심재(1)의 상하면에 정극 활성 물질 등의 전극 활성 물질을 면 상에 도포하여 건조시킨 전극 활성 물질 피복부이고, 금속호일제 심재(1) 및 전 극 활성 물질 피복부(2)에 의해 전지 전극판(3)이 형성되어 있다. 전극 활성 물질 피복부(2)는 금속호일제 심재(1)의 길이 방향으로 일정한 치수로 불연속으로 설치되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시하는 전지 전극판(3)을 롤 프레스 장치의 프레스 롤에 의해 프레스 성형하는 상태는 도 3 및 도 4에 도시되어 있고, 도면 중, 4는 상하 한 쌍의 프레스 롤(5, 6)을 구비한 롤 프레스 장치이다. 전지 전극판(3)은 프레스 롤(5, 6)간을 통과할 때에 프레스 성형되고, 전극 활성 물질 피복부(2)는 압축되어 그 부피 밀도가 향상한다.
또한, 금속호일제 심재 상에 전극 활성 물질을 도포하는 선행기술로서는, 특허문헌 1이 있고, 롤 프레스 장치의 프레스 롤에 의해 프레스 성형하여 전극 활성 물질의 부피 밀도를 향상시키도록 한 선행기술로서는, 특허문헌 2가 있다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제(평)9-274909호
특허문헌 2: 일본 공개특허공보 제(평)11-3701호
그렇지만, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 길이 방향으로 불연속으로 복수의 전극 활성 물질 피복부(2)가 설치된 금속호일제 심재(1)를 롤 프레스 장치(4)의 프레스 롤(5, 6)에 의해 프레스 성형하여 전극 활성 물질의 부피 밀도를 높이도록 한 경우, 금속호일제 심재(1)의 길이 방향에서의 전극 활성 물질 피복부(2)가 설치되어 있지 않는 불연속 노출부(7)를 프레스 롤(5, 6)이 통과할 때, 상기 프레스 롤(5, 6)이 금속호일제 심재(1)의 불연속 노출부(7)에 떨어뜨려져 금속호일제 심재(1)를 치고, 상기 금속호일제 심재(1)가 파단되어 버리는 경우가 있고, 제조 라인 정지에 의한 생산 효율의 저하가 문제로 되어 있었다.
상기 금속호일제 심재(1)의 파단을 방지하기 위해서, 롤 프레스 장치(4)의 입구측과 출구측에 저장력(低張力) 부여장치를 설치하여 금속호일제 심재(1)에 저장력을 부여하는 것도 가능하지만, 이렇게 한 경우, 제조 라인이 복잡화되어, 설비비가 비싸지는 결점을 갖고 있다.
본 발명은, 이러한 실정에 비추어, 제조 라인을 복잡화시키지 않고서, 금속호일제 심재의 파단을 확실하게 방지할 수 있고, 제조 라인의 운전을 원활하게 할 수 있으며, 생산 효율의 향상 및 설비비의 삭감을 도모할 수 있는 전지 전극판 및 전지 전극판의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은, 띠형이고 또한 적어도 상하 어느 한 면에 길이 방향으로 불연속으로 복수의 전극 활성 물질 피복부가 설치된 금속호일제 심재를, 프레스 롤에 의해 프레스 성형하여 이루어지는 전지 전극판으로서,
금속호일제 심재의 길이 방향에서의 전극 활성 물질 피복부가 설치되어 있지 않는 불연속 노출부의 양폭 단부의 적어도 한쪽에, 전극 활성 물질 피복부와 두께가 거의 동일한 프레스 롤 통과 승계부(pass-by transition portion for press roll)를 설치하는 것을 특징으로 하는 전지 전극판에 관련된 것이다.
상기 전지 전극판에 있어서는, 프레스 롤 통과 승계부를 전극 활성 물질 피복부와 동일한 전극 활성 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전지 전극판에 있어서는, 프레스 롤 통과 승계부를, 인접하는 전극 활성 물질 피복부의 폭방향 단부를 연결하도록 설치하거나, 또는, 프레스 롤 통과 승계부를, 인접하는 전극 활성 물질 피복부의 폭방향 단부로부터 소요 간격을 두고 설치할 수 있다.
그리고 또한, 상기 전지 전극판에 있어서는, 프레스 롤 통과 승계부를 금속호일제 심재의 양폭 단부에 있어서의 트리밍선보다 폭방향 단부측에 설치하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은, 띠형이고 또한 적어도 상하 어느 한 면에 길이 방향으로 불연속으로 복수의 전극 활성 물질 피복부가 설치된 금속호일제 심재를, 프레스 롤에 의해 프레스 성형하여 이루어지는 전지 전극판의 제조 방법으로서,
금속호일제 심재의 길이 방향에서의 전극 활성 물질 피복부가 설치되어 있지 않는 불연속 노출부의 양폭 단부의 적어도 한쪽에, 전극 활성 물질 피복부와 두께가 거의 동일한 프레스 롤 통과 승계부를 설치하고, 상기 프레스 롤 통과 승계부가 설치된 금속호일제 심재를 프레스 롤에 의해 프레스 성형하고, 전지 전극판을 제조하는 것을 특징으로 하는 전지 전극판의 제조 방법에 관련된 것이다.
상기 전지 전극판의 제조 방법에 있어서는, 프레스 롤 통과 승계부를 전극 활성 물질 피복부와 동일한 전극 활성 물질로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전지 전극판의 제조 방법에 있어서는, 프레스 롤 통과 승계부를, 인접하는 전극 활성 물질 피복부의 폭방향 단부를 연결하도록 설치하거나, 또는, 프레스 롤 통과 승계부를, 인접하는 전극 활성 물질 피복부의 폭방향 단부로부터 소요 간격을 두고 설치할 수 있다.
또한, 상기 전지 전극판의 제조 방법에 있어서는, 프레스 롤 통과 승계부를 금속호일제 심재의 양폭 단부에 있어서의 트리밍선보다 폭방향 단부측에 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 전지 전극판 및 전지 전극판의 제조 방법에 의하면, 제조 라인을 복잡화시키지 않고서, 금속호일제 심재의 파단을 확실하게 방지할 수 있고, 제조 라인의 운전을 원활하게 할 수 있으며, 생산 효율의 향상 및 설비비의 삭감을 도모할 수 있다는 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
도 1은 종래의 전지 전극판 및 전지 전극판의 제조 방법의 일례를 도시하는 평면도.
도 2는 도 1의 II-II 방향 화살표도.
도 3은 전지 전극판을 롤 프레스 장치에 의해 프레스 성형하는 상태를 도시하는 측면도.
도 4는 도 3의 IV-IV 방향 화살표도.
도 5는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 평면도.
도 6은 도 5의 VI-VI 방향 화살표도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 평면도.
도 8은 도 7의 VIII-VIII 방향 화살표도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 금속호일제 심재 2: 전극 활성 물질 피복부
3: 전지 전극판 4: 롤 프레스 장치
5: 프레스 롤 6: 프레스 롤
7: 불연속 노출부 8: 프레스 롤 통과 승계부
L: 트리밍선
이하, 본 발명의 실시예를, 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
실시예 1
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예이고, 도면 중, 도 1 내지 도 4와 동일한 부호를 붙인 부분은 동일물을 나타내고, 기본적인 구성은 도 1 내지 도 4에 도시하는 종래의 것과 같지만, 본 실시예의 특징으로 하는 것은, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 금속호일제 심재(1)의 길이 방향에서의 전극 활성 물질 피복부(2)가 설치되어 있지 않는 불연속 노출부(7)의 양폭 단부에, 전극 활성 물질 피복부(2)와 두께가 거의 동일한 프레스 롤 통과 승계부(8)를 설치한 점에 있다.
본 실시예의 경우, 상기 프레스 롤 통과 승계부(8)는, 전극 활성 물질 피복부(2)와 동일한 전극 활성 물질로 형성하고, 인접하는 전극 활성 물질 피복부(2)의 폭방향 단부를 연결하도록 설치하고 있다. 또한, 전지 전극판(3)의 프레스 성형 후에는, 금속호일제 심재(1)의 양폭 단부를 소요 치수만큼 절단하는 트리밍이 행하여지지만, 상기 프레스 롤 통과 승계부(8)는, 금속호일제 심재(1)의 양폭 단부에 있어서의 트리밍선(L)보다 폭방향 단부측에 설치되어 있다.
다음에, 상기한 실시예의 작동을 설명한다.
길이 방향으로 불연속으로 복수의 전극 활성 물질 피복부(2)가 설치된 금속호일제 심재(1)를 롤 프레스 장치(4)의 프레스 롤(5, 6)에 의해 프레스 성형하여 전극 활성 물질의 부피 밀도를 높이는 경우에, 금속호일제 심재(1)의 길이 방향에서의 전극 활성 물질 피복부(2)가 설치되어 있지 않은 불연속 노출부(7)를 프레스 롤(5, 6)이 통과할 때, 상기 프레스 롤(5, 6)은, 프레스 롤 통과 승계부(8)를 눌러서 상기 프레스 롤 통과 승계부(8)로 올라가게 되기 때문에, 종래와 같이, 상기 프레스 롤(5, 6)이 금속호일제 심재(1)의 불연속 노출부(7)에 떨어뜨려지게 되어 금속호일제 심재(1)를 치고, 상기 금속호일제 심재(1)가 파단하여 버리는 것이 피해지고, 제조 라인을 정지하지 않아도 되며, 생산 효율이 저하될 우려도 없어진다.
또한, 종래와 같이, 롤 프레스 장치(4)의 입구측과 출구측에 저장력 부여장치를 설치하여 금속호일제 심재(1)에 저장력을 부여하지 않더라도, 금속호일제 심재(1)의 파단을 방지하는 것이 가능해지기 때문에, 제조 라인이 복잡화되지 않고, 설비비가 비싸지는 것도 피할 수 있다.
또한, 본 실시예의 경우, 상기 프레스 롤 통과 승계부(8)는, 불연속 노출부(7)의 양폭 단부에 설치하고 있지만, 불연속 노출부(7)의 폭방향에서의 한쪽의 단부에만 설치하도록 하여도, 프레스 롤(5, 6)이 금속호일제 심재(1)를 치지 않도록 하는 데에서는 유효하게 된다.
또한, 상기 프레스 롤 통과 승계부(8)는, 전극 활성 물질 피복부(2)와 다른 재질로 형성하는 것도 가능하지만, 본 실시예와 같이, 전극 활성 물질 피복부(2)와 같은 전극 활성 물질로 형성하면, 금속호일제 심재(1) 상에 전극 활성 물질을 도포하여 전극 활성 물질 피복부(2)를 설치할 때에, 이것과 동시에 프레스 롤 통과 승계부(8)를 설치하는 것이 가능해져, 상기 프레스 롤 통과 승계부(8)를 설치하는 공정을 별개 공정으로 하지 않아도 된다.
또한, 전지 전극판(3)의 프레스 성형 후에는, 금속호일제 심재(1)의 양폭 단부를 소요 치수만큼 절단하는 트리밍이 행하여지고, 불연속 노출부(7)는, 전극선 등을 연결하기 위해서 노출시켜 둘 필요가 있지만, 본 실시예의 경우, 상기 프레스 롤 통과 승계부(8)는, 금속호일제 심재(1)의 양폭 단부에 있어서의 트리밍선(L)보다 폭방향 단부측에 설치하고 있고, 트리밍(trimming)한 후에는 절단되기 때문에, 불연속 노출부(7)로의 전극선 등의 접속을 저해할 우려도 없다.
이렇게 하여 금속호일제 심재(1)의 파단을 확실하게 방지할 수 있고, 제조 라인의 운전을 원활하게 할 수 있으며, 생산 효율의 향상 및 설비비의 삭감을 도모할 수 있다.
실시예 2
도 7 및 도 8은 본 발명의 별개의 실시예이고, 도면 중, 도 5 및 도 6과 동일한 부호를 붙인 부분은 동일물을 나타내고, 프레스 롤 통과 승계부(8)를, 인접하는 전극 활성 물질 피복부(2)의 폭방향 단부로부터 소요 간격을 두고 설치하도록 한 것이다.
본 실시예의 경우, 상기 프레스 롤 통과 승계부(8)는, 도 5 및 도 6에 도시하는 예와 같이 전극 활성 물질 피복부(2)와 동일한 전극 활성 물질로 형성하고, 금속호일제 심재(1)의 양폭 단부에 있어서의 트리밍선(L)보다 폭방향 단부측에 설치하고 있고, 또한, 그 평면형상은, 반원형상으로 하고 있지만, 직사각형상이나 그 밖의 다각형상으로 해도 좋은 것은 물론이다.
도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 프레스 롤 통과 승계부(8)를, 인접하는 전극 활성 물질 피복부(2)의 폭방향 단부로부터 소요 간격을 두고 설치하도록 하거나, 도 5 및 도 6에 도시하는 예와 동일한 작용 효과를 나타낼 수 있고, 더구나, 프레스 롤 통과 승계부(8)를 형성하는 전극 활성 물질은 필요 최저한으로 충분하게 된다.
또한, 본 발명의 전지 전극판 및 전지 전극판의 제조 방법은, 상술한 실시예에만 한정되지 않으며, 전지정극에 적용하도록 하여도, 또는 전지부극에 적용하도록 하여도 실시 가능한 것 등, 그 외, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러가지 변경을 더할 수 있는 것은 물론이다.
본 발명의 전지 전극판 및 전지 전극판의 제조 방법은, 알루미늄호일이나 구리호일 등의 금속호일 집전체인 금속호일제 심재 상에 전극합제인 정극 활성 물질(LiCoO2)을 도포하여 건조시킨 후, 프레스 롤을 구비한 롤 프레스 장치에 의해 프 레스 성형하여 상기 정극 활성 물질의 부피 밀도를 높이도록 한 리튬전지 정극재 등에 사용하기에 적합하다.

Claims (14)

  1. 띠형이고 또한 적어도 상하 어느 한 면에 길이 방향으로 불연속으로 복수의 전극 활성 물질 피복부가 설치된 금속호일제 심재를, 프레스 롤에 의해 프레스 성형하여 이루어지는 전지 전극판으로서,
    금속호일제 심재의 길이 방향에서의 전극 활성 물질 피복부가 설치되어 있지 않는 불연속 노출부의 양폭 단부의 적어도 한쪽에, 전극 활성 물질 피복부와 두께가 거의 같은 프레스 롤 통과 승계부를 설치하는 것을 특징으로 하는 전지 전극판.
  2. 제 1 항에 있어서, 프레스 롤 통과 승계부를 전극 활성 물질 피복부와 동일한 전극 활성 물질로 형성한 전지 전극판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 프레스 롤 통과 승계부를, 인접하는 전극 활성 물질 피복부의 폭방향 단부를 연결하도록 설치한 전지 전극판.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 프레스 롤 통과 승계부를, 인접하는 전극 활성 물질 피복부의 폭방향 단부로부터 소요 간격을 두고 설치한 전지 전극판.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 프레스 롤 통과 승계부를 금속호일제 심재의 양폭 단부에 있어서의 트리밍선(trimming line)보다 폭방향 단부측에 설치한 전 지 전극판.
  6. 제 3 항에 있어서, 프레스 롤 통과 승계부를 금속호일제 심재의 양폭 단부에 있어서의 트리밍선보다 폭방향 단부측에 설치한 전지 전극판.
  7. 제 4 항에 있어서, 프레스 롤 통과 승계부를 금속호일제 심재의 양폭 단부에 있어서의 트리밍선보다 폭방향 단부측에 설치한 전지 전극판.
  8. 띠형이고 또한 적어도 상하 어느 한 면에 길이 방향으로 불연속으로 복수의 전극 활성 물질 피복부가 설치된 금속호일제 심재를, 프레스 롤에 의해 프레스 성형하여 이루어지는 전지 전극판의 제조 방법으로서,
    금속호일제 심재의 길이 방향에서의 전극 활성 물질 피복부가 설치되어 있지 않는 불연속 노출부의 양폭 단부의 적어도 한쪽에, 전극 활성 물질 피복부와 두께가 거의 같은 프레스 롤 통과 승계부를 설치하고, 상기 프레스 롤 통과 승계부가 설치된 금속호일제 심재를 프레스 롤에 의해 프레스 성형하여, 전지 전극판을 제조하는 것을 특징으로 하는 전지 전극판의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 프레스 롤 통과 승계부를 전극 활성 물질 피복부와 동일한 전극 활성 물질로 형성한 전지 전극판의 제조 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 프레스 롤 통과 승계부를, 인접하는 전극 활성 물질 피복부의 폭방향 단부를 연결하도록 설치한 전지 전극판의 제조 방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 프레스 롤 통과 승계부를, 인접하는 전극 활성 물질 피복부의 폭방향 단부로부터 소요 간격을 두고 설치한 전지 전극판의 제조 방법.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 프레스 롤 통과 승계부를 금속호일제 심재의 양폭 단부에 있어서의 트리밍선보다 폭방향 단부측에 설치한 전지 전극판의 제조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 프레스 롤 통과 승계부를 금속호일제 심재의 양폭 단부에 있어서의 트리밍선보다 폭방향 단부측에 설치한 전지 전극판의 제조 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 프레스 롤 통과 승계부를 금속호일제 심재의 양폭 단부에 있어서의 트리밍선보다 폭방향 단부측에 설치한 전지 전극판의 제조 방법.
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