KR20080061218A - Electroforming apparatus and method thereof metal current collector plate for secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 의해 제조된 음극집전판의 구성을 개략적으로 보인 종단면도Figure 1 is a longitudinal sectional view schematically showing the configuration of a negative electrode current collector plate manufactured by the prior art
도 2는 본 발명에 의한 전주 도금 방법에 따라 제조된 음극집전판의 구성을 나타낸 종단면도Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of a negative electrode current collector plate prepared according to the electroplating method according to the present invention
도 3은 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치의 개략적인 구성도3 is a schematic configuration diagram of an electroplating apparatus for a secondary battery negative electrode collector plate using the continuous electrode method according to the first embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치의 개략적인 구성도4 is a schematic configuration diagram of an electroplating apparatus of a secondary battery negative electrode collector plate using the continuous electrode method according to the second embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명에서 사용된 메쉬형 음극드럼의 외관을 보인 사시도Figure 5 is a perspective view showing the appearance of the mesh type cathode drum used in the present invention
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시 예에 의한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 방법을 나타낸 공정 흐름도.6A and 6B are flowcharts illustrating a method of electroplating a secondary battery negative electrode current collector plate using the continuous electrode method according to the first and second embodiments of the present invention.
도 7a 및 도 7b 는 본 발명에 의한 제조방법에서 요부를 구성하는 수용부형성단계가 완료된 모습을 전자현미경으로 확대하여 보인 하면도 및 상면도7A and 7B are bottom and top views showing an enlarged view of an accommodating part forming step constituting the main part in the manufacturing method according to the present invention with an electron microscope;
도 7c 는 도 7b의 Ⅰ-Ⅰ'부 종단면도FIG. 7C is a longitudinal cross-sectional view of the II ′ part of FIG. 7B; FIG.
도 8a 및 도8b 는 본 발명에 의한 제조방법에서 요부를 구성하는 지지부형성단계가 완료된 모습을 전자현미경으로 확대하여 보인 하면도 및 상면도8A and 8B are bottom and top views showing an enlarged view of the supporting part forming step constituting the main part in the manufacturing method according to the present invention with an electron microscope;
도 8c 는 도 8b의 Ⅱ-Ⅱ'부 종단면도FIG. 8C is a longitudinal cross-sectional view of II-II 'part of FIG. 8B
[ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ][Description of Code for Major Parts of Drawing]
10. 음극집전판 12. 수용부10. Cathode
14. 수용공간 16. 지지부14. Receiving
100. 전해조 110'. 제1전해조100. Electrolyzer 110 '. First electrolytic tank
110". 제2전해조 120. 보조탱크110 ".
200. 메쉬형 음극드럼 200'. 경면형음극드럼200. Mesh type cathode drum 200 '. Mirror Cathode Drum
220. 회전축 240. 원통형드럼 220.
260. 전해액분사유로 300. 양극바스켓260.
320. 금속클러스터 400. 가이드롤러320.
500. 세정조 600. 권취롤러500.
S10. 전해액교반단계 S20. 드럼회전단계S10. Electrolyte Stirring Step S20. Drum rotation stage
S30. 집전판형성단계 S30'. 수용부형성단계S30. Current collecting plate forming step S30 '. Receiving part formation stage
S30". 지지부형성단계 S32. 수용부형성과정S30 ". Support Formation Step S32. Receptacle Formation Process
S34. 지지부형성과정 S40. 집전판박리단계S34. Support Formation Process S40. Current Plate Peeling Step
S50.집전판수세단계 S60. 집전판권취단계S50. Collector plate washing step S60. Current winding stage
본 발명은 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 연속전주법을 이용한 니켈, 리튬, 동을 포함한 금속제 중 어느 하나를 이용하여 2차 전지의 음극집전판을 제조할 수 있는 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electroplating apparatus for a secondary battery negative electrode current collector plate using a continuous pole method, and a method thereof. In particular, a negative electrode collection of a secondary battery using any one of metals including nickel, lithium, and copper using the continuous pole method The present invention relates to an electroplating apparatus and a method for electroforming a secondary battery negative electrode collector plate using a continuous electroforming method capable of manufacturing an electric plate.
일반적으로, 2차전지는 충전 및 방전의 작용으로 지속적인 사용이 가능한 전지를 가리키는 것으로, 2차전지 내부에는 음극집전판과 양극판 그리고, 상기 음극집전판과 양극판 사이에 개재되는 절연부재가 구비된다.In general, the secondary battery refers to a battery that can be used continuously by the action of charging and discharging, the secondary battery is provided with a negative electrode collector plate and a positive electrode plate, and an insulating member interposed between the negative electrode collector plate and the positive electrode plate.
상기 음극집전판은 2차전지 내부의 활물질과 접촉한 상태로 고정되며, 상기 음극집전판으로부터 활물질이 탈리(脫離)되지 않은 상태를 오래 유지하게 되면 상기 음극집전판은 일정한 전도성을 유지 가능하게 된다.The negative electrode current collector plate is fixed in contact with an active material inside the secondary battery, and when the active material is not detached from the negative electrode current collector plate for a long time, the negative electrode current collector plate can maintain a constant conductivity. .
따라서, 이러한 음극집전판과 활물질의 탈리를 방지하기 위해 많은 연구가 진행되고 있으며, 이러한 연구의 일환으로 대한민국 특허청 등록특허 10-0399779에는 전지의 집전체 및 그의 제조방법이 개시되어 있다.Therefore, many studies have been conducted to prevent desorption of the negative electrode current collector plate and the active material, and as a part of the research, Korean Patent Office Registration No. 10-0399779 discloses a current collector of a battery and a method of manufacturing the same.
첨부된 도 1을 참조하여 그 구성을 간략히 살펴보면, 강철기판(3)을 탈지(脫脂)하고, 강철기판(3)의 표면을 활성한 후 상기 강철기판(3)의 상면에 제1코팅층(4)과 제2코팅층(5)을 순차적으로 코팅하는 단계를 거치며, 상기 제1코팅층(4)과 제2코팅층(5)이 코팅된 결과물을 건조 및 압연하여 집전체(=음극집전판)를 제조하게 된다.Referring to FIG. 1, the configuration thereof is briefly described. After degreasing the
이때, 상기 제1코팅층(4)과 제2코팅층(5)은 니켈과 니켈 합금 중에서 선택된 물질이 적용되며, 전류밀도는 각각 5 내지 10A/dm2, 10 내지 40A/dm2 범위 내에서 실시되었다.In this case, the
그러나 상기와 같은 방법으로 제조되는 집전체 역시 수 백회의 충전 및 방전시에 활물질이 탈리되는 문제점이 발생된다.However, the current collector manufactured by the above method also generates a problem in that the active material is detached during hundreds of times of charging and discharging.
또한, 활물질이 집전체로부터 탈리되면 전극 효율이 급격히 감소하게 되므로 결국 2차전지는 사용이 불가한 상태가 되어 폐기해야 하는 문제점이 있다.In addition, when the active material is detached from the current collector, since the electrode efficiency is rapidly reduced, the secondary battery may be in an unusable state and thus disposed of.
뿐만 아니라, 상기한 방법으로 제조된 집전체는 수많은 공정을 거쳐 완성되므로 제조 원가가 상승하게 되는 문제점이 있다.In addition, the current collector manufactured by the above method is completed through a number of processes, there is a problem that the manufacturing cost increases.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 연속전주법을 이용한 니켈, 리튬, 동을 포함한 금속제 중 어느 하나를 이용하여 2차 전지의 음극집전판을 제조할 수 있는 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and a first object of the present invention is to manufacture a negative electrode current collector plate of a secondary battery using any one of metals including nickel, lithium, and copper using a continuous pole method. The present invention provides a pole plating apparatus for a secondary battery negative electrode current collector using a continuous pole method and a method thereof.
또한, 본 발명의 제 2 목적은 음극드럼의 외면에 가공된 패턴과 대응되는 형상의 수용부(활물질이 수용되는 공간)를 형성한 후 전류밀도를 조정하여 지지부(수용부를 차폐하는 부분)를 형성함으로써 수용부와 지지부의 일체 성형이 가능한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.In addition, a second object of the present invention is to form a support part (a space for shielding the receiving part) by adjusting the current density after forming a receiving part (a space in which the active material is accommodated) of a shape corresponding to the processed pattern on the outer surface of the cathode drum. It is therefore an object of the present invention to provide an electroplating apparatus for a secondary battery negative electrode current collector plate using a continuous electroforming method capable of integrally molding an accommodating part and a supporting part and a method thereof.
또한, 본 발명의 제 3 목적은 음극집전판을 연속적으로 제조하여 생산성이 향상되고 제조 원가가 낮아지며, 음극집전판으로부터 활물질의 탈리를 지연시킴으로써 전극효율이 극대화되도록 하는 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.In addition, the third object of the present invention is to continuously manufacture the negative electrode current collector plate to improve the productivity, lower the manufacturing cost, the secondary battery negative electrode using the continuous electrode method to maximize the electrode efficiency by delaying the detachment of the active material from the negative electrode current collector plate The present invention provides an electroplating apparatus for a current collector and a method thereof.
또한, 본 발명의 제 4 목적은 양극바스켓에 양극(+) 전류를 인가하고 음극드럼에 음극(-) 전류를 인가하여 금속클러스터로부터 용해된 양(+)이온들이 상기 음극드럼의 표면으로 이동하여 접착함으로써 도금이 되도록 한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.In addition, the fourth object of the present invention by applying a positive (+) current to the anode basket and a negative (-) current to the cathode drum to move the positive ions dissolved in the metal cluster to the surface of the cathode drum The present invention provides a electroplating apparatus for a secondary battery negative electrode current collector plate and a method thereof using a continuous electroplating method in which plating is performed by adhesion.
또한, 본 발명의 제 5 목적은 전해액분사유로를 통해 전해조 내부로 전해액을 분사하여 전해액을 교반함으로써 음극드럼에서 발생되는 수소(H2)가스를 제거할 수 있는 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.In addition, the fifth object of the present invention is a secondary battery negative electrode collection using a continuous electrophoresis method that can remove the hydrogen (H 2 ) gas generated in the cathode drum by injecting the electrolyte solution into the electrolytic cell through the electrolytic solution injection passage to stir the electrolyte solution The present invention provides a electroplating apparatus for electroplating and a method thereof.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치는, 전해액을 수용하는 보조탱크(120)와; 상기 보조탱크(120)의 전해액을 수용하도록 중앙 하면이 천공된 반 원통형의 형상부를 가지며 상기 반 원통형의 형상부의 중앙 부분에 상기 전해액이 교반되도록 전해액을 분사하는 전해액분사유로(260)가 일체로 형성된 전해조(100)와; 상기 전해조(100)의 반 원통형의 형상부의 곡면을 따라 상기 전해액에 완전히 침지되도록 설치되며 내측에 상기 전해조(100)의 전해액과 동일한 성분의 금속클러스터(320)를 수용하는 양극바스켓(300)과; 상기 양극바스켓(300)과 일정한 거리를 유지하고 상기 전해조(100)의 전해액에 일부분이 침지(沈漬)되도록 설치되어 인가되는 전원에 의해 회전축(220)을 중심으로 회전하는 원통형으로 구성되며 상기 원통형의 외주면에 음극집전판(10)의 수용부 형상이 구비된 메쉬형 음극드럼(200)과; 상기 음극집전판(10)을 권취롤러(600)에 연속적으로 권취되도록 지지 및 가이드하는 복수 개의 가이드롤러(400); 및 상기 가이드롤러의 중간에 상기 음극집전판의 표면을 세정하는 세정조(500);를 포함하여 구성되며, 상기 양극바스켓(300)에 양극(+) 전류를 인가하고 상기 메쉬형 음극드럼(200)에 음극(-) 전류를 인가하여 상기 금속클러스터로부터 용해된 양(+)이온들이 상기 메쉬형 음극드럼의 표면으로 이동하여 접착함으로써 도금이 되고, 상기 전해액분사유로를 통해 상기 전해조 내부로 전해액을 분사하여 전해액을 교반함으로써 상기 메쉬형 음극드럼에서 발생되는 수소(H2)가스를 제거하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the electroplating apparatus for a secondary battery negative electrode current collector plate using the continuous electroplating method according to the present invention includes an
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치는, 전해액을 수용하는 보조탱크와, 상기 보조탱크의 전해액을 수용하도록 중앙 하면이 천공된 반 원통형의 형상부를 가지며 상기 반 원통형의 형상부의 중앙 부분에 상기 전해액이 교반되도록 전해액을 분사하는 전해액분사유로가 일체로 형성된 전해조와, 상기 전해조의 반 원통형의 형상부의 곡면을 따라 상기 전해액에 완전히 침지되도록 설치되며 내측에 상기 전해조의 전해액과 동일한 성분의 금속클러스터를 수용하는 양극바스켓과, 상기 양극바스켓과 일정한 거리를 유지하고 상기 전해조의 전해액에 일부분이 침지(沈漬)되도록 설치되어 인가되는 전원에 의해 회전축을 중심으로 회전하는 원통형으로 구성되며 상기 원통형의 외주면에 음극집전판의 수용부 형상이 구비된 제 1 음극드럼을 구비한 제 1 연속전주장치와; 전해액을 수용하는 보조탱크와, 상기 보조탱크의 전해액을 수용하도록 중앙 하면이 천공된 반 원통형의 형상부를 가지며 상기 반 원통형의 형상부의 중앙 부분에 상기 전해액이 교반되도록 전해액을 분사하는 전해액분사유로가 일체로 형성된 전해조와, 상기 전해조의 반 원통형의 형상부의 곡면을 따라 상기 전해액에 완전히 침지되도록 설치되며 내측에 상기 전해조의 전해액과 동일한 성분의 금속클러스터를 수용하는 양극바스켓과, 상기 양극바스켓과 일정한 거리를 유지하고 상기 전해조의 전해액에 일부분이 침지(沈漬)되도록 설치되어 인가되는 전원에 의해 회전축을 중심으로 회전하는 원통형으로 구성되며 상기 원통형의 외주면에 음극집전판의 지지부가 형성되게 하는 경면 표면이 구비된 제 2 음극드럼을 구비한 제 2 연속전주장치와; 상기 제 1 연속전주장치와 상기 제 2 연속전주장치 사이에 상기 음극집전판을 가이드하는 복수 개의 제 1 가이드롤러와; 상기 제 1 연속전주장치 또는 상기 제 2 연속전주장치로부터의 상기 음극집전판을 권취롤러에 연속적으로 권취되도록 지지 및 가이드하는 복수 개의 제 2 가이드롤러; 및 상기 제 2 가이드롤러의 중간에 상기 음극집전판의 표면을 세정하는 세정조;를 포함하여 구성되며, 상기 양극바스켓에 양극(+) 전류를 인가하고 상기 제 1 및 제 2 음극드럼에 음 극(-) 전류를 인가하여 상기 금속클러스터로부터 용해된 양(+)이온들이 상기 제 1 및 제 2 음극드럼의 표면으로 이동하여 접착함으로써 도금이 되고, 상기 전해액분사유로를 통해 상기 전해조 내부로 전해액을 분사하여 전해액을 교반함으로써 상기 제 1 및 제 2 음극드럼에서 발생되는 수소(H2)가스를 제거하는 것을 특징으로 한다.In addition, the electroplating apparatus of the secondary battery negative electrode current collector plate using the continuous electrode method according to the present invention for achieving the above object is a semi-perforated half of the bottom surface of the secondary tank to accommodate the electrolyte and the electrolyte of the auxiliary tank; An electrolytic cell having a cylindrical shape and integrally formed with an electrolyte injection flow path for injecting the electrolyte solution so that the electrolyte is agitated in the central portion of the semi-cylindrical shape, and completely immersed in the electrolyte along the curved surface of the semi-cylindrical shape of the electrolytic cell; It is installed by the positive electrode basket to accommodate the metal cluster of the same component as the electrolytic solution of the electrolytic cell in the inside, and to maintain a certain distance from the positive electrode basket and to be partially immersed in the electrolytic solution of the electrolytic cell Consists of a cylinder that rotates about the axis of rotation and the outer periphery of the cylinder A first pole of the first continuous device having a first drum a cathode provided with a receiving portion shape of the negative electrode current collector plate; An auxiliary tank accommodating the electrolyte and an electrolyte injection flow path for injecting the electrolyte solution to agitate the electrolyte solution in the central portion of the semi-cylindrical shape having a semi-cylindrical shape having a perforated bottom surface to accommodate the electrolyte solution of the auxiliary tank. An electrolytic cell formed of an electrolytic cell, a positive electrode basket installed so as to be completely immersed in the electrolyte along the curved surface of the semi-cylindrical shape of the electrolytic cell, and accommodating a metal cluster having the same component as the electrolytic solution of the electrolytic cell therein, and a constant distance from the positive electrode basket It is configured to maintain a portion of the electrolytic solution is immersed in the electrolytic solution is composed of a cylindrical to rotate around the axis of rotation by the applied power and is provided with a mirror surface to form a support portion of the negative electrode collector plate on the outer peripheral surface of the cylindrical A second continuous pole device having a second cathode drum; A plurality of first guide rollers for guiding the negative electrode current collector plate between the first continuous pole device and the second continuous pole device; A plurality of second guide rollers for supporting and guiding the negative electrode current collector plate from the first continuous pole device or the second continuous pole device so as to be continuously wound on a winding roller; And a cleaning tank for cleaning the surface of the negative electrode current collector plate in the middle of the second guide roller, wherein the positive electrode current is applied to the positive electrode basket and the negative electrode is applied to the first and second negative electrode drums. Positive (+) ions dissolved from the metal cluster by applying a negative current to the surface of the first and second cathode drums are adhered and plated, and the electrolyte is introduced into the electrolytic cell through the electrolyte spray passage. It is characterized in that for removing the hydrogen (H 2 ) gas generated in the first and second cathode drum by spraying and stirring the electrolyte.
상기 제 1 및 제 2 음극드럼 중에서 하나는 외주 면에 패턴이 형성된 메쉬형 음극드럼으로 구성되고, 다른 하나는 외주 면에 패턴이 형성되지 않은 경면형 음극드럼으로 구성된 것을 특징으로 한다.One of the first and second cathode drums is composed of a mesh-type cathode drum having a pattern formed on the outer circumferential surface, and the other is composed of a mirror-type cathode drum having no pattern formed on the outer circumferential surface.
상기 메쉬형 음극드럼은 메쉬(Mesh) 형태의 패턴이 외주면에 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.The mesh type cathode drum is characterized in that the mesh (Mesh) pattern is integrally formed on the outer peripheral surface.
상기 메쉬 형태의 패턴은 단일금속 또는 합금으로 구성된 것을 특징으로 한다.The mesh pattern is characterized in that consisting of a single metal or alloy.
상기 메쉬형 음극드럼은 직조형(Weaving type) 또는 배치형(Batch type)으로 가공된 메쉬를 외주면에 부착하여 구성된 것을 특징으로 한다.The mesh type cathode drum is characterized in that the mesh is processed in a weaving type (Batch type) or batch type (Batch type) attached to the outer peripheral surface.
상기 메쉬는 단일금속 또는 합금으로 구성된 것을 특징으로 한다.The mesh is characterized in that consisting of a single metal or alloy.
상기 양극바스켓은 상기 메쉬형 음극드럼의 형상과 대응되는 형상으로 형성된 드럼수용부와; 상기 드럼수용부의 일측에 형성되어 상기 전해조의 전해액과 동일한 성분의 금속클러스터를 수용하는 클러스터수용부와; 상기 클러스터수용부의 외측에 형성되어 상기 금속클러스터의 이탈을 방지하는 이탈방지망; 및 상기 드럼수용부의 양측 단부에 형성되어 양극(+) 전원을 공급하는 양극전원공급부;를 포함 하여 구성된 것을 특징으로 한다.The anode basket is a drum accommodating portion formed in a shape corresponding to the shape of the mesh type cathode drum; A cluster accommodating part formed at one side of the drum accommodating part and accommodating a metal cluster having the same component as the electrolyte of the electrolytic cell; A separation prevention net formed on an outer side of the cluster accommodating part to prevent separation of the metal cluster; And a positive electrode power supply unit formed at both ends of the drum accommodating unit to supply positive power (+).
상기 전해액분사유로는 상기 전해조 내부와 연통되며 원통형의 플라스틱파이프로 구성된 것을 특징으로 한다.The electrolyte injection passage is in communication with the inside of the electrolytic cell, characterized in that consisting of a cylindrical plastic pipe.
상기 전주도금장치는 상기 보조탱크 내부의 전해액을 상기 전해조로 순환시키면서 전해액에 포함된 이물을 제거하는 순환 필터링 수단;을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The electroplating apparatus further comprises a circulation filtering means for removing foreign matter contained in the electrolyte while circulating the electrolyte in the auxiliary tank to the electrolytic cell.
상기 전주도금장치는 니켈, 리튬, 동을 포함한 금속제 중 어느 하나를 이용하여 2차 전지의 음극집전판을 제조하는 것을 특징으로 한다. The electroplating apparatus is characterized by manufacturing a negative electrode current collector plate of a secondary battery using any one of metals including nickel, lithium, copper.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 방법은, (a) 전해액을 전해조 내부로 분사시켜 교반하는 전해액교반단계와; (b) 메쉬형 음극드럼을 회전시키는 드럼회전단계와; (c) 상기 메쉬형 음극드럼에 음극(-) 전류를 인가하고 양극바스켓에 양극(+) 전류를 인가하여 금속클러스터로부터 용해된 양(+)이온들이 상기 메쉬형 음극드럼의 표면으로 이동하여 도금함으로써 음극집전판을 형성하는 집전판형성단계와; (d) 상기 메쉬형 음극드럼의 표면으로부터 상기 음극집전판을 박리하여 상기 메쉬형 음극드럼으로부터 상기 음극집전판을 분리하는 집전판박리단계와; (e) 상기 메쉬형 음극드럼으로부터 분리된 음극집전판을 수세하는 집전판수세단계; 및 (f) 상기 수세된 음극집전판을 권취하는 집전판권취단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the electroplating method of the secondary battery negative electrode collector plate using the continuous electrode method according to the present invention for achieving the above object, (a) an electrolytic solution stirring step of spraying and stirring the electrolyte into the electrolytic cell; (b) a drum rotating step of rotating the mesh type cathode drum; (c) Cathode (-) current is applied to the mesh type cathode drum and positive (+) current is applied to the anode basket so that the positive ions dissolved from the metal cluster move to the surface of the mesh type cathode drum and plated. A current collector plate forming step of forming a negative electrode current collector plate; (d) a current collector plate peeling step of separating the negative electrode current collector plate from the surface of the mesh type negative electrode drum to separate the negative electrode current collector plate from the mesh type negative electrode drum; (e) a collector plate washing step of washing the cathode collector plate separated from the mesh type cathode drum; And (f) a current collector plate winding step of winding the washed negative electrode current collector plate.
상기 (c) 단계의 집전판형성단계는 상기 메쉬형 음극드럼과 상기 양극바스켓에 인가되는 전류와 전류인가시간은 제품의 종류와 전주도금장치의 크기에 따라 각 각 다르게 인가하는 것을 특징으로 한다.The current collector forming step of step (c) is characterized in that the current applied to the mesh cathode drum and the anode basket and the current application time are differently applied depending on the type of product and the size of the electroplating apparatus.
상기 집전판형상단계는 상기 메쉬형 음극드럼의 패턴 표면에 니켈(Ni)을 도금하여 수용부를 형성하는 수용부 형성단계; 및 상기 수용부의 면적이 점차 확대되어 상기 메쉬형 음극드럼의 외면 전체에 지지부가 형성되는 지지부 형성단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The current collector plate shape step may include: a receiving part forming step of forming a receiving part by plating nickel (Ni) on the pattern surface of the mesh type cathode drum; And a supporting part forming step in which an area of the accommodating part is gradually enlarged so that a supporting part is formed on the entire outer surface of the mesh type cathode drum.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 방법은, (a) 전해액을 전해조 내부로 분사시켜 교반하는 전해액교반단계와; (b) 외주 면에 패턴이 형성된 메쉬형 음극드럼과 외주 면에 패턴이 형성되지 않은 경면형 음극드럼을 회전시키는 드럼회전단계와; (c) 상기 메쉬형 음극드럼에 음극(-) 전류를 인가하고 양극바스켓에 양극(+) 전류를 인가하여 금속클러스터로부터 용해된 양(+)이온들이 상기 메쉬형 음극드럼의 표면으로 이동하여 도금함으로써 음극집전판을 형성하는 제 1 집전판형성단계와; (d) 상기 경면형 음극드럼에 음극(-) 전류를 인가하고 양극바스켓에 양극(+) 전류를 인가하여 금속클러스터로부터 용해된 양(+)이온들이 상기 경면형 음극드럼의 표면으로 이동하여 도금함으로써 음극집전판을 형성하는 제 2 집전판형성단계와; (e) 상기 메쉬형 음극드럼 또는 상기 경면형 음극드럼의 표면으로부터 상기 음극집전판을 박리하여 상기 음극집전판을 분리하는 집전판박리단계와; (f) 상기 메쉬형 음극드럼 또는 상기 경면형 음극드럼으로부터 분리된 음극집전판을 수세하는 집전판수세단계; 및 (g) 상기 수세된 음극집전판을 권취하는 집전판권취단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the electroplating method of the secondary battery negative electrode collector plate using the continuous electrode method according to the present invention for achieving the above object, (a) an electrolytic solution stirring step of spraying and stirring the electrolyte into the electrolytic cell; (b) a drum rotating step of rotating the mesh type cathode drum having a pattern formed on the outer circumferential surface and the mirror type cathode drum having no pattern formed on the outer circumferential surface; (c) Cathode (-) current is applied to the mesh type cathode drum and positive (+) current is applied to the anode basket so that the positive ions dissolved from the metal cluster move to the surface of the mesh type cathode drum and plated. Thereby forming a first current collector plate; (d) Positive (+) ions dissolved from the metal cluster are transferred to the surface of the mirror type cathode drum by applying a negative current to the mirror type cathode drum and a positive current to the anode basket. A second collector plate forming step of forming a negative electrode collector plate; (e) a current collector plate peeling step of separating the negative electrode current collector plate by peeling the negative electrode current collector plate from a surface of the mesh type negative electrode drum or the mirror type negative electrode drum; (f) a collector plate washing step of washing the cathode collector plate separated from the mesh type cathode drum or the mirror type cathode drum; And (g) a current collector plate winding step of winding the washed negative electrode current collector plate.
상기 제 1 집전판형성단계에서 인가되는 전류 밀도는 상기 제 2 집전판형성단계에서 인가되는 전류 밀도보다 높게 인가하는 것을 특징으로 한다.The current density applied in the first current collector forming step is higher than the current density applied in the second current collecting plate forming step.
상기 전주도금방법은 니켈, 리튬, 동을 포함한 금속제 중 어느 하나를 이용하여 2차 전지의 음극집전판을 제조하는 것을 특징으로 한다. The electroplating method is characterized by producing a negative electrode current collector plate of a secondary battery using any one of metals including nickel, lithium, copper.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 음극집전판에 대한 활물질의 부착력이 증가되고 전도성이 향상되며, 공정수가 감소하여 생산성이 향상되는 이점이 있다.According to the present invention having such a configuration, the adhesion of the active material to the negative electrode current collector plate is increased, the conductivity is improved, the number of processes is reduced, there is an advantage that the productivity is improved.
또한, 양극바스켓에 양극(+) 전류를 인가하고 음극드럼에 음극(-) 전류를 인가하여 금속클러스터로부터 용해된 양(+)이온들이 상기 음극드럼의 표면으로 이동하여 접착함으로써 도금이 되도록 하고, 또한 전해액분사유로를 통해 전해조 내부로 전해액을 분사하여 전해액을 교반함으로써 음극드럼에서 발생되는 수소(H2)가스를 제거할 수 있다.In addition, positive (+) current is applied to the positive electrode basket and negative (-) current is applied to the negative electrode drum so that the positive ions dissolved from the metal cluster are moved and adhered to the surface of the negative electrode drum to be plated. In addition, it is possible to remove the hydrogen (H 2 ) gas generated in the cathode drum by agitating the electrolyte solution by spraying the electrolyte solution into the electrolytic cell through the electrolyte injection passage.
이하에서는 상기한 제조방법에 따라 제조된 음극집전판의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도 2에는 본 발명에 의한 전주 도금 방법에 따라 제조된 음극집전판의 구성을 나타낸 종단면도가 도시되어 있다. Hereinafter, the configuration of the negative electrode current collector plate manufactured according to the above-described manufacturing method will be described with reference to the accompanying drawings. Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of the negative electrode current collector plate prepared according to the electroplating method according to the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 음극집전판(10)은 니켈(Ni)을 포함하는 얇은 판 형상을 가지며, 롤러에 권취된 상태로 보관되다가 일정 길이만큼 절단되어 사용된다. 그리고, 상기 음극집전판(10)의 상면에는 등간격으로 이격된 상태로 상방향으로 돌출된 수용부(12)가 구비된다.As shown in the figure, the negative electrode
상기 수용부(12)는 서로 이격되어 수용공간(14)을 형성하는 것으로, 상기 수용공간(14)에는 활물질이 수용되어 탈리가 방지된다.The
상기 수용부(12)의 하측에는 지지부(16)가 구비된다. 상기 지지부(16)는 수용부(12)와 일체로 형성되어 상기 수용부(12)를 지지하는 것으로, 연속적으로 형성됨으로써 상기 수용공간(14)의 내부 바닥면을 형성함과 동시에 상기 음극집전판(10)의 하면 외관을 형성한다.The
따라서, 상기 수용부(12)의 하단부에 지지부(16)가 일체로 형성되면 상기 수용공간(14) 내부에 수용되는 활물질은 하방향으로 유동이 제한된다.Therefore, when the
이하에서는 상기 음극집전판(10)을 연속적으로 제조하기 위한 연속전주장치의 구성을 첨부된 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a configuration of a continuous pole device for continuously manufacturing the negative electrode
도 3에는 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명에서 사용된 메쉬형 음극드럼의 외관을 보인 사시도가 도시되어 있다.FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an electroplating apparatus of a secondary battery negative electrode current collector plate using the continuous pole method according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a continuous pole according to the second embodiment of the present invention. The schematic configuration diagram of the electroplating apparatus of the secondary battery negative electrode current collector plate using the method is shown, Figure 5 is a perspective view showing the appearance of the mesh-type negative electrode drum used in the present invention.
먼저 도 3 및 도 5를 참조하여 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치의 구성을 살펴보면, 상기 연속전주장치는 도금하고자 하는 전해액(Ni)을 수용하는 전해조(100)와, 상기 전해조(100)의 전해액에 일부분이 침지(沈漬)되도록 설치되어 인가되는 전원으로 회전하는 메쉬형 음극드럼(200)과, 상기 전해조(100)의 전해액에 완전히 침지되도록 설치되어 상기 메쉬형 음극드럼(200)과 대응되는 형상으로 형성되며 일정한 거리를 유지하는 양극바스켓(300) 등으로 구성된다.First, referring to FIG. 3 and FIG. 5, the configuration of the electroplating apparatus of the secondary battery negative electrode collector plate using the continuous electroplating method, the continuous electroplating apparatus is an
상기 전해조(100)는 중앙 하면이 하방향으로 천공된 반원통 형상을 가지며, 이러한 전해조(100)에는 메쉬형 음극드럼(200)의 표면에 도금하고자 하는 전해액이 수용된다. 그리고, 상기 전해조(100)의 하부에는 전해조(100)에서 흘러 넘치는 전해액을 수용하는 보조탱크(120)가 형성되어 전해액이 수용되는 구조는 전해조(100)와 보조탱크(120)의 이중으로 구성된다.The
따라서, 상기 전해조(100)에는 회전하는 메쉬형 음극드럼(200)의 일부분 즉 절반 정도가 침지(沈漬)되어 아래에서 설명할 전해액분사유로(260)에서 분사되는 전해액으로 상기 전해조(100)의 전해액이 교반(攪拌)되고, 이러한 전해액분사유로(260)의 전해액 분사에 의해 전해액이 교반되면서 상기 전해조(100)를 흘러 넘치는 전해액은 상기 보조탱크(120)에 수용되도록 구성된다.Accordingly, a part of the rotating mesh
상기 전해조(100)에는 전해액에 절반 정도 침지되어 회전하는 메쉬형 음극드럼(200)이 설치된다. 상기 메쉬형 음극드럼(200)은 인가되는 전원의 음극(-)에 연결되며, 회전 가능하도록 중심이 되는 회전축(220)과 상기 회전축(220)을 감싸면서 일정한 폭을 가지는 원통형드럼(240)으로 형성된다. The
상기 회전축(220)의 일측 단부에는 도시되지는 않았지만 정류기로부터 음극(-)이 공급되도록 하는 전원공급장치가 구비되고, 타측 단부에는 상기 원통형드럼(240)이 회전되도록 회전력을 제공하는 모터가 결합된다.Although not shown at one end of the
따라서, 상기 모터에 전원이 인가되어 회전동력이 발생되면 이러한 회전동력 은 상기 회전축(220)으로 전달되어 상기 메쉬형 음극드럼(200)을 회전시키게 된다.Therefore, when power is applied to the motor to generate rotational power, the rotational power is transmitted to the
상기 메쉬형 음극드럼(200)의 표면에는 도 5에 도시된 바와 같이 제조하고자 하는 형상의 패턴(242)이 형성된다. 상기 패턴(242)은 대략 육각형이 여러 개 연결되는 망(網) 형상으로 형성되어 마치 벌집 형태로 구성된다. A
상기 패턴(242)은 도금하고자 하는 전해액의 성분에 따라 단일금속 또는 합금(合金)으로 구성할 수 있으며, 직접 상기 메쉬형 음극드럼(200) 표면을 가공함으로써 메쉬형 음극드럼(200)과 일체로 형성되도록 하여 사용하거나, 금속와이어를 실을 짜듯이 엮어서 직조형(Weaving type) 또는 배치형(Batch type)으로 가공한 후 상기 메쉬형 음극드럼(200)의 표면에 부착함으로써 사용할 수 있을 것이다.The
상기 메쉬형 음극드럼(200)의 하부에는 불용성 양극(+)으로 형성되는 양극바스켓(300)이 설치된다. 상기 양극바스켓(300)은 상기 전해조(100)의 전해액에 완전히 침지되고 상기 메쉬형 음극드럼(200)과 대응되도록 절반이 절개된 원호형상으로 형성되어 일정한 거리를 유지하도록 설치된다. An
상기 양극바스켓(300) 내측에는 상기 전해조(100)의 전해액과 동일한 성분의 금속클러스터(Cluster)(320)가 수용된다. 상기 금속클러스터(320)는 양극바스켓(300)의 내측에서 전해조(100) 내부로 이탈되지 않도록 하는 이탈방지망으로 싸여져 보관된다.Inside the
또한, 상기 금속클러스터(320)는 상기 전해조(100)의 전해액과 동일한 성분의 금속 덩어리로 전해조(100)의 전해액에 용해됨으로써 상기 메쉬형 음극드럼(200)의 표면에 도금되는 전해액의 양과 농도를 맞추는 역할을 수행하게 된다.In addition, the
따라서, 상기 양극바스켓(300)에 전류가 인가되면 상기 금속클러스터(320)로부터 용해된 양(+)이온들은 상기 메쉬형 음극드럼(200)의 표면 즉, 패턴(242)의 외면으로 이동하여 접착됨으로써 도금된다.Therefore, when a current is applied to the
상기 전해조(100)의 하단부, 보다 상세하게는 상기 양극바스켓(300)의 하단 중앙에는 상기 전해조(100)의 전해액이 교반되도록 전해액을 분사하는 전해액분사유로(260)가 형성된다. 상기 전해액분사유로(260)는 내부가 상기 전해조(100) 내부와 연통되며 길이가 긴 원통형의 플라스틱파이프로 형성된다. In the lower end of the
따라서, 상기 전해액분상로(260)를 통해 상기 전해조(100)내부로 전해액을 분사하여 공급하게 되면 상기 전해조(100) 내부의 전해액은 교반되며, 상기 메쉬형 음극드럼(200)에서 발생되는 수소(H2)가스를 원활하게 제거할 수 있게 된다.Therefore, when the electrolyte is injected into the
상기 연속전주장치에는 도시되진 않았지만 순환-필터링수단이 더 구비된다. 상기 순환-필터링수단은 보조탱크(120) 내부의 전해액을 상기 전해조(100)로 순환시키면서 전해액 중의 이물을 제거하는 역할을 수행하는 것으로, 일반적인 구성이므로 상세한 설명은 생략한다.Although not shown, the continuous pole apparatus further includes circulation-filtering means. The circulation-filtering means serves to remove foreign substances in the electrolyte while circulating the electrolyte in the
그리고, 상기 메쉬형 음극드럼(200)의 우측상부에는 메쉬형 음극드럼(200)의 외주면에 도금되는 음극집전판(10)을 박리(剝離)하기 위한 가이드롤러(400)가 구비되고, 상기 가이드롤러(400)로부터 우측에는 음극집전판(10)의 표면을 세정하기 위한 세정조(500)가 구비된다.In addition, a
또한, 상기 세정조(500)로부터 우측으로 이격된 곳에는 권취롤러(600)이 구 비된다. 상기 권취롤러(600)는 세정조(500)를 경유하면서 세정된 음극집전판(10)을 연속적으로 권취하여 보관할 수 있도록 한 구성이다.In addition, the winding
또한, 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 전해액을 수용하는 보조탱크와, 상기 보조탱크의 전해액을 수용하도록 중앙 하면이 천공된 반 원통형의 형상부를 가지며 상기 반 원통형의 형상부의 중앙 부분에 상기 전해액이 교반되도록 전해액을 분사하는 전해액분사유로가 일체로 형성된 전해조와, 상기 전해조의 반 원통형의 형상부의 곡면을 따라 상기 전해액에 완전히 침지되도록 설치되며 내측에 상기 전해조의 전해액과 동일한 성분의 금속클러스터를 수용하는 양극바스켓과, 상기 양극바스켓과 일정한 거리를 유지하고 상기 전해조의 전해액에 일부분이 침지(沈漬)되도록 설치되어 인가되는 전원에 의해 회전축을 중심으로 회전하는 원통형으로 구성되며 상기 원통형의 외주면에 음극집전판의 수용부 형상이 구비된 제 1 음극드럼을 구비한 제 1 연속전주장치와; 전해액을 수용하는 보조탱크와, 상기 보조탱크의 전해액을 수용하도록 중앙 하면이 천공된 반 원통형의 형상부를 가지며 상기 반 원통형의 형상부의 중앙 부분에 상기 전해액이 교반되도록 전해액을 분사하는 전해액분사유로가 일체로 형성된 전해조와, 상기 전해조의 반 원통형의 형상부의 곡면을 따라 상기 전해액에 완전히 침지되도록 설치되며 내측에 상기 전해조의 전해액과 동일한 성분의 금속클러스터를 수용하는 양극바스켓과, 상기 양극바스켓과 일정한 거리를 유지하고 상기 전해조의 전해액에 일부분이 침지(沈漬)되도록 설치되어 인가되는 전원에 의해 회전축을 중심으로 회전하는 원통형으로 구성되며 상기 원통 형의 외주면에 음극집전판의 지지부가 형성되게 하는 경면 표면이 구비된 제 2 음극드럼을 구비한 제 2 연속전주장치와; 상기 제 1 연속전주장치와 상기 제 2 연속전주장치 사이에 상기 음극집전판을 가이드하는 복수 개의 제 1 가이드롤러와; 상기 제 1 연속전주장치 또는 상기 제 2 연속전주장치로부터의 상기 음극집전판을 권취롤러에 연속적으로 권취되도록 지지 및 가이드하는 복수 개의 제 2 가이드롤러; 및 상기 제 2 가이드롤러의 중간에 상기 음극집전판의 표면을 세정하는 세정조;를 포함하여 구성된다.In addition, the electroplating apparatus of the secondary battery negative electrode collector plate using the continuous electrode method according to the second embodiment of the present invention, as shown in Figure 4, to accommodate the auxiliary tank for receiving the electrolyte, and the electrolyte of the auxiliary tank An electrolytic cell having a semi-cylindrical shape with a central lower surface formed therein and having an electrolyte injection flow path for injecting an electrolyte solution so that the electrolyte is agitated at the central portion of the semi-cylindrical shape, and along the curved surface of the semi-cylindrical shape of the electrolytic bath; It is installed so as to be completely immersed in the electrolyte solution and the inner side of the positive electrode basket for receiving a metal cluster of the same component as the electrolyte of the electrolytic cell, and to maintain a certain distance from the positive electrode basket and to be partially immersed in the electrolyte of the electrolytic cell The cylinder is rotated about a rotation axis by a power applied to the Having an outer peripheral surface of the type provided with a receiving portion shape of the collector plate of claim 1, the cathode drum first continuous electric pole device; An auxiliary tank accommodating the electrolyte and an electrolyte injection flow path for injecting the electrolyte solution to agitate the electrolyte solution in the central portion of the semi-cylindrical shape having a semi-cylindrical shape having a perforated bottom surface to accommodate the electrolyte solution of the auxiliary tank. An electrolytic cell formed of an electrolytic cell, a positive electrode basket installed so as to be completely immersed in the electrolyte along the curved surface of the semi-cylindrical shape of the electrolytic cell, and accommodating a metal cluster having the same component as the electrolytic solution of the electrolytic cell therein, and a constant distance from the positive electrode basket And a mirror surface which is configured to be rotated about a rotation axis by a power source which is installed to be partially immersed in the electrolytic solution of the electrolytic cell, and the support surface of the negative electrode current collector plate is formed on the outer circumferential surface of the cylindrical type. A second continuous pole device having a second cathode drum provided thereon; A plurality of first guide rollers for guiding the negative electrode current collector plate between the first continuous pole device and the second continuous pole device; A plurality of second guide rollers for supporting and guiding the negative electrode current collector plate from the first continuous pole device or the second continuous pole device so as to be continuously wound on a winding roller; And a cleaning tank for cleaning the surface of the negative electrode current collector plate in the middle of the second guide roller.
상기 구성에 의한 전주도금장치는, 상기 양극바스켓에 양극(+) 전류를 인가하고 상기 제 1 및 제 2 음극드럼에 음극(-) 전류를 인가하여 상기 금속클러스터로부터 용해된 양(+)이온들이 상기 제 1 및 제 2 음극드럼의 표면으로 이동하여 접착함으로써 도금이 되고, 상기 전해액분사유로를 통해 상기 전해조 내부로 전해액을 분사하여 전해액을 교반함으로써 상기 제 1 및 제 2 음극드럼에서 발생되는 수소(H2)가스를 제거한다.In the electroplating apparatus according to the above configuration, positive ions dissolved from the metal cluster are applied by applying a positive (+) current to the positive electrode basket and applying a negative (-) current to the first and second negative electrode drums. The hydrogen is generated in the first and second cathode drums by plating by moving to the surfaces of the first and second cathode drums and adhering to each other, by spraying the electrolyte into the electrolytic cell through the electrolyte spray passage and stirring the electrolyte. H 2 ) Remove gas.
상기 전주도금장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 전해조(100)가 구비될 수도 있다. 즉, 상기 연속전주장치의 좌측과 우측에 제 1 전해조(100')와 제 2 전해조(100")를 구비하고, 상기 제 1 전해조(100') 내부에는 외면에 패턴(242)이 형성된 메쉬형 음극드럼(200)을 설치하고, 상기 제 2 전해조(100") 내부에는 외면에 패턴이 형성되지 않은 경면형음극드럼(200')을 설치할 수도 있을 것이다.The electroplating apparatus may be provided with a plurality of
이때, 상기 메쉬형 음극드럼(200)에서는 상기 수용공간(14)이 천공 형성된 수용부(12)가 박막으로 제조되며, 상기 경면형음극드럼(200')에서는 상기 수용부(12)의 일면에 지지부(16)를 형성하게 된다. 이를 위해 상기 메쉬형 음극드럼(200)과 경면형음극드럼(200') 사이에는 상기 수용부(12)를 우측으로 안내하기 위한 이송롤러(420)가 다수 구비된다.In this case, in the mesh
이하 연속전주장치를 이용하여 상기 음극집전판을 제조하는 방법을 첨부된 도 3 내지 도 8c를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the negative electrode current collector plate using a continuous pole device will be described with reference to FIGS. 3 to 8C.
우선, 도 3과 같이 구성되는 연속전주장치를 이용하여 제조하는 방법을 살펴보면, 인가되는 전원에 의해 상기 전해조(100)의 전해액에 전기가 통전(通電)되게 하여 전기분해가 일어나도록 하고, 상기 전해액분사유로(260)에 의해 전해액을 상기 전해조(100)에 분사함으로써 전해액을 교반시키는 전해액교반단계(S10)가 진행된다.First, referring to the method of manufacturing using the continuous electric pole device configured as shown in FIG. 3, the electrolysis is performed by applying electricity to the electrolyte of the
그리고, 상기 전해액교반단계(S10)가 진행된 다음에는 상기 전해조(100) 내부에 설치된 메쉬형 음극드럼(200)을 회전시키는 드럼회전단계(S20)을 실시하게 된다.Then, after the electrolytic solution stirring step S10 is performed, the drum rotating step S20 for rotating the mesh
이후 전해액에 포함된 니켈(Ni)이 상기 메쉬형 음극드럼(200)의 표면에 도금되어 음극집전판(10)을 형성하는 집전판형성단계(S30)가 진행된다. 상기 집전판형성단계(S30)는 메쉬형 음극드럼(200)과 전해조(100)에 30 내지 50 A/dm2의 전류를 40분 이내로 인가하는 단계이다. 이때, 상기 집전판형성단계(S30)에서 상기 메쉬형 음극드럼(200)과 상기 전해조(100)에 인가되는 전류와 전류인가시간은 제품의 종류 와 전주도금장치의 크기에 따라 각각 달라질 수 있다. Then, nickel (Ni) included in the electrolyte is plated on the surface of the mesh
보다 상세하게 설명하자면, 상기 집전판형성단계(S30)는 상기 메쉬형 음극드럼(200)의 패턴 표면에 니켈이 도금되어 수용부(12)를 형성하는 수용부형성과정(S32)과, 상기 수용부(12)의 두께가 두꺼워짐에 따라 상기 수용부(12)의 면적이 점차적으로 확대되어 상기 메쉬형 음극드럼(200)의 외면 전체에 지지부(16)가 형성되는 지지부형성과정(S34)을 포함하여 구성된다.In more detail, the current collecting plate forming step (S30) is a receiving portion forming process (S32) to form a receiving
상기 수용부형성과정(S32)은 도 7c에 도시된 바와 같이 상기 메쉬형 음극드럼(200)의 외주면에서 패턴이 형성된 부위에만 니켈이 도금될 수 있도록 하는 과정이며, 시간이 지남에 따라 상기 수용부(12)의 두께가 두꺼워지게 되면, 상기 수용부(12)의 측면에도 니켈이 도금됨으로써 그 넓이가 넓어져 도 8c와 같이 서로 이격된 수용부(12)의 상단부가 연결됨으로서 지지부(16)를 형성할 수 있게 된다(지지부형성과정(S34)).The receiving part forming process (S32) is a process for allowing nickel to be plated only on a portion where a pattern is formed on the outer circumferential surface of the mesh
상기 수용부형성과정(S32)과 지지부형성과정(S34)을 순차적으로 거치게 되면, 상기 메쉬형 음극드럼(200)의 외면에는 음극집전판(10)이 연속적으로 형성된다. 이후 상기 음극집전판(10)이 메쉬형 음극드럼(200)으로부터 박리되도록 하는 집전판박리단계(S40)가 이어지게 된다.When the receiving part forming process S32 and the supporting part forming process S34 are sequentially performed, the negative electrode
상기 집전판박리단계(S40)는 상기 메쉬형 음극드럼(200)의 외면에 붙어 있던 음극집전판(10)이 상기 가이드롤러(400)의 회전에 의해 상부 우측으로 안내되면서 진행된다.The current collector plate peeling step (S40) is performed while the negative electrode
상기 집전판박리단계(S40) 이후에는 상기 메쉬형 음극드럼(200)으로부터 분 리된 음극집전판(10)을 세정조(500) 내부로 침지시켜 수세하는 집전판수세단계(S50)가 진행되며, 상기 집전판수세단계(S50)를 거쳐 수세된 음극집전판(10)은 상기 권취롤러(600)로 이송되면서 권취되어 집전판권취단계(S60)가 수행된다.After the current collector plate peeling step (S40), the current collector plate washing step (S50) of immersing the negative electrode
상기한 단계를 거쳐 제조 완료된 음극집전판(10)의 표면형상이 도 7a 및 도 7b와 같다.The surface shape of the negative electrode
한편, 도 4와 같이 구성되는 연속전주장치를 이용하여 음극집전판(10)을 제조하는 방법을 첨부된 도 4 및 도 8을 참조하여 설명한다.Meanwhile, a method of manufacturing the negative electrode
먼저, 먼저 인가되는 전원에 의해 상기 제1전해조(100')와 제2전해조(100")의 전해액에 전기가 통전(通電)되게 하여 전기분해가 일어나도록 하고, 상기 전해액분사유로(260)에 의해 전해액을 상기 전해조(100',100")에 분사함으로써 전해액을 교반시키는 전해액교반단계(S10)가 진행된다.First, electricity is supplied to the electrolyte solution of the
그리고, 상기 전해액교반단계(S10)가 진행된 다음에는 상기 전해조(100',100") 내부에 설치된 메쉬형 음극드럼(200)과 경면음극드럼(200')을 회전시키는 드럼회전단계(S20)을 실시하게 된다.Then, after the electrolyte stirring step (S10) is in progress, the drum rotating step (S20) for rotating the mesh
이후 상기 메쉬형 음극드럼(200)과 제1전해조(100')에 전류를 인가하여 상기 패턴(242)에만 니켈이 도금되도록 함으로써 수용부(12)를 형성하게 된다.(수용부형성단계:S30')Thereafter, a current is applied to the mesh
상기 수용부형성단계(S30')를 거쳐 상기 메쉬형 음극드럼(200)의 표면에 형성된 수용부(12)는 이송롤러(420)에 의해 이송이 강제되며, 상기 제2전해조(100") 내부로 유입되면서 상기 경면형음극드럼(200')의 하부 외주면과 접촉하게 된다.The receiving
이때, 상기 경면형음극드럼(200')과 제2전해조(100")에는 전류가 인가되고 있으며, 인가되는 전류 밀도는 상기 수용부형성단계(S30')에서 메쉬형 음극드럼(200) 및 제1전해조(100')에 인가되는 전류밀도보다 낮다. 따라서, 상기 전해액에 포함된 니켈은 상기 수용부(12)의 상면(도 8c에서 볼 때)에 도금되면서 넓은 면적을 가지게 되어 상기 지지부(16)를 형성하게 된다(지지부형성단계(S30")).At this time, a current is applied to the mirror type cathode drum 200 'and the second
상기 수용부(12)의 상면에 지지부(16)가 일체화되어 상기 음극집전판(10)이 형성되면, 상기 음극집전판(10)은 가이드롤러(400)에 의해 이송이 안내되며, 이후 상기 음극집전판(10)이 메쉬형 음극드럼(200)으로부터 박리되도록 하는 집전판박리단계(S40)가 이어지게 된다.When the
상기 집전판박리단계(S40)는 상기 메쉬형 음극드럼(200)의 외면에 붙어 있던 음극집전판(10)이 상기 가이드롤러(400)의 회전에 의해 상부 우측으로 안내되면서 진행된다.The current collector plate peeling step (S40) is performed while the negative electrode
상기 집전판박리단계(S40) 이후에는 상기 메쉬형 음극드럼(200)으로부터 분리된 음극집전판(10)을 세정조(500) 내부로 침지시켜 수세하는 집전판수세단계(S50)가 진행되며, 상기 집전판수세단계(S50)를 거쳐 수세된 음극집전판(10)은 상기 권취롤러(600)로 이송되면서 권취되어 집전판권취단계(S60)가 수행된다.After the current collector plate peeling step (S40), the current collector plate washing step (S50) of immersing the negative electrode
상기한 단계를 거쳐 제조 완료된 음극집전판(10)의 표면형상이 도 8a 및 도 8b와 같다.The surface shape of the negative electrode
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정하지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하 는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-exemplified embodiments, and many other modifications based on the present invention may be made by those skilled in the art within the above technical scope.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 연속전주법을 이용한 이차전지 음극집전판의 전주 도금 장치 및 그 방법에 의하면, 메쉬형 음극드럼의 외면에 가공된 패턴과 대응되는 형상의 수용부를 형성한 후 전류밀도를 조정하여 지지부를 형성하도록 구성함으로써, 수용부와 지지부는 순차적으로 형성되어 생산성이 향상되는 이점이 있다.As described above, according to the electroplating apparatus and the method of the secondary battery negative electrode collector plate using the continuous electrode method according to the present invention, the current after forming the receiving portion of the shape corresponding to the processed pattern on the outer surface of the mesh-type negative electrode drum By configuring the support portion by adjusting the density, the receiving portion and the support portion are sequentially formed, which has the advantage of improving productivity.
또한, 수용부와 지지부는 일체로 형성되므로 내구성이 향상되며, 수용공간 내부에 활물질이 수용되면 활물질의 탈리가 지연되므로 전극 효율이 극대화되는 음극집전판의 제조가 가능한 이점이 있다. In addition, since the accommodating part and the supporting part are integrally formed, durability is improved, and when the active material is accommodated in the accommodating space, desorption of the active material is delayed, thereby making it possible to manufacture a negative electrode current collector plate that maximizes electrode efficiency.
또한, 양극바스켓에 양극(+) 전류를 인가하고 음극드럼에 음극(-) 전류를 인가하여 금속클러스터로부터 용해된 양(+)이온들이 상기 음극드럼의 표면으로 이동하여 접착함으로써 도금이 되도록 하고, 전해액분사유로를 통해 전해조 내부로 전해액을 분사하여 전해액을 교반함으로써 음극드럼에서 발생되는 수소(H2)가스를 제거할 수 있는 효과가 있다.In addition, positive (+) current is applied to the positive electrode basket and negative (-) current is applied to the negative electrode drum so that the positive ions dissolved from the metal cluster are moved and adhered to the surface of the negative electrode drum to be plated. The electrolytic solution is injected into the electrolytic cell through the electrolytic solution spray passage to agitate the electrolytic solution, thereby removing the hydrogen (H 2 ) gas generated in the cathode drum.
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