KR20100098227A - 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지제조장치 - Google Patents

실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지제조장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100098227A
KR20100098227A KR1020090017284A KR20090017284A KR20100098227A KR 20100098227 A KR20100098227 A KR 20100098227A KR 1020090017284 A KR1020090017284 A KR 1020090017284A KR 20090017284 A KR20090017284 A KR 20090017284A KR 20100098227 A KR20100098227 A KR 20100098227A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current collector
layer
electrode layer
electrolyte
coating
Prior art date
Application number
KR1020090017284A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101056378B1 (ko
Inventor
조규봉
남태현
류호석
조권구
노정필
김기원
안효준
Original Assignee
경상대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경상대학교산학협력단 filed Critical 경상대학교산학협력단
Priority to KR1020090017284A priority Critical patent/KR101056378B1/ko
Publication of KR20100098227A publication Critical patent/KR20100098227A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101056378B1 publication Critical patent/KR101056378B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H01M4/75—Wires, rods or strips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

실 형태의 전지 제조방법 및 실 형태의 전지 제조장치가 제공된다. 본 실 형태의 전지 제조방법은, 피복부의 내부 면에 제1 집전체 물질, 제1 전극 물질 및 전해질을 순차적으로 바르고, 제2 전극층이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체를 전해질층의 내부 공간에 삽입함으로써 실 형태의 전지를 제조한다. 이에 따라, 실 형태의 전지를 상온에서 더욱 쉽고 안전하게 제조할 수 있게 된다.
실, 전지, 제조

Description

실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지 제조장치{method for manufacturing thread battery and apparatus for manufacturing thread battery}
본 발명은 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실 형태의 전지의 내부 물질 층을 용이하게 형성시키기 위한 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지 제조장치에 관한 것이다.
전자 기술의 발달에 힘입어, 다양한 형태의 전자기기가 개발되어 보급되고 있다. 전자기기는 필수적으로 전기 에너지를 사용한다. 이에 따라, 전자기기의 사이즈 및 형태에 적합한 다양한 형태의 배터리에 대한 필요성이 증대되고 있다.
이러한 필요성에 따라, 플렉서블한 특성을 가지는 전지에 대한 개발 노력이 이루어지고 있다. 즉, 기존의 원통형 전지, 각형 전지, 동전형 전지 등과 같이 특정 형태를 유지하는 전지가 아니라, 임의로 휘게 하거나, 구부릴 수 있는 가변적인 형태의 전지에 대한 개발 노력이 이루어지고 있다.
이러한 노력의 일환으로, 실 형태의 전지가 개발되었다. 하지만, 이러한 실 형태의 전지는 그 크기가 매우 가늘고, 길기 때문에, 실 형태의 전지를 제조하는데 어려움이 있다. 따라서, 실 형태의 전지를 쉽게 제조하기 위한 방안의 모색이 요청된다. .
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 피복부의 내부 면에 제1 집전체 물질, 제1 전극 물질 및 전해질을 순차적으로 바르고, 제2 전극층이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체를 전해질층의 내부 공간에 삽입함으로써 실 형태의 전지를 제조하는, 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지 제조장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지 제조방법은, 튜브 형태의 피복부를 마련하는 단계; 상기 피복부의 내부 표면에 슬러리(slurry) 형태의 제1 집전체 물질을 바름으로써 제1 집전체층을 형성시키는 제1 집전체층 형성단계; 상기 제1 집전체층의 내부 표면에 슬러리 형태의 제1 전극 물질을 바름으로써 제1 전극층을 형성시키는 제1 전극층 형성단계; 상기 제1 전극층의 내부 표면에 슬러리 형태의 전해질을 바름으로써 전해질 층을 형성시키는 전해질층 형성단계; 및 제2 전극층이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체를 상기 전해질층의 내부 공간에 삽입하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 제1 집전체층 형성단계는, 상기 피복부의 내부 공간에 상기 제 1 집전체 물질을 통과시킴으로써, 상기 제1 집전체 물질이 상기 피복부의 내부 표면에 발라지게 하고, 상기 제1 전극층 형성단계는, 상기 제1 집전체층의 내부 공간에 상기 제1 전극 물질을 통과시킴으로써, 상기 제1 전극 물질이 상기 제1 집전체층의 내부 표면에 발라지게 하며, 상기 전해질층 형성단계는, 상기 제1 전극층의 내부 공간에 상기 슬러리 형태의 전해질을 통과시킴으로써, 상기 슬러리 형태의 전해질이 상기 제1 전극층의 내부 표면에 발라지게 할 수도 있다.
또한, 상기 제1 집전체층 형성단계는, 상기 피복부의 한쪽 끝에 상기 제1 집전체 물질을 투입시키고 다른쪽 끝에서 상기 제1 집전체 물질을 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 상기 피복부의 내부 공간에 상기 제1 집전체 물질을 통과시키고, 상기 제1 전극층 형성단계는, 상기 제1 집전체층의 한쪽 끝에 상기 제1 전극 물질을 투입시키고 다른쪽 끝에서 상기 제1 전극 물질을 상기 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 상기 제1 집전체층의 내부 공간에 상기 제1 전극 물질을 통과시키며, 상기 전해질층 형성단계는, 상기 제1 전극층의 한쪽 끝에 슬러리 형태의 전해질을 투입시키고 다른쪽 끝에서 상기 슬러리 형태의 전해질을 상기 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 상기 제1 전극층의 내부 공간에 상기 슬러리 형태의 전해질을 통과시킬 수도 있다.
그리고, 상기 피복부, 제1 집전체층, 제1 전극층, 전해질층, 제2 전극층, 및 제2 집전체를 포함하는 실 형태의 전지를 수축시키는 수축 단계;를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 수축단계는, 상기 피복부, 제1 집전체층, 제1 전극층, 전해질층, 제2 전극층, 및 제2 집전체를 포함하는 실 형태의 전지를 열처리를 통해 수축시키거나, 또는 외부에서 압력을 가하여 수축시키거나, 또는 진공장치를 이용하여 상기 실형태의 전지를 흡입함으로써 수축시킬 수도 있다.
그리고, 상기 전해질 물질은, 슬러리 형태의 고분자 전해질 또는 고체 전해질일 수도 있다.
또한, 상기 실 형태의 전지는, 2차 전지일 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지 제조방법은, 튜브 형태의 피복부를 마련하는 단계; 상기 피복부의 내부 표면에 슬러리(slurry) 형태의 제1 집전체 물질을 바름으로써 제1 집전체층을 형성시키는 제1 집전체층 형성단계; 상기 제1 집전체층의 내부 표면에 슬러리 형태의 제1 전극 물질을 바름으로써 제1 전극층을 형성시키는 제1 전극층 형성단계; 제2 전극층이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체를 상기 제1 전극층의 내부 공간에 삽입하는 단계; 및 상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층 사이의 공간에 전해질을 주입하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 전해질은, 액체 전해질일 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지 제조방법은, 튜브 형태의 피복부를 마련하는 단계; 및 적어도 하나의 슬러리(slurry) 형태의 물질을 통과시킴으로써 상기 피복부의 내부 표면에 상기 적어도 하나의 물질의 층을 형성시키는 단계;를 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지는, 상술한 제조방법에 의해 제조된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지 제조장치는, 튜브 형태의 피복을 고정시키는 고정부; 상기 피복의 한쪽 끝에서 슬러리(slurry) 형태의 물질이 투입되면, 상기 물질이 상기 피복의 내부를 통과하도록 상기 피복의 다른 쪽 끝에서 상기 물질을 흡입하는 흡입부; 상기 흡입부의 흡입 강도를 조절하는 제어부; 상기 피복을 통과한 상기 물질의 잔여분을 담는 용기;를 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지는 상술한 제조장치를 이용하여 제조된다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 피복부의 내부 면에 제1 집전체 물질, 제1 전극 물질 및 전해질을 순차적으로 바르고, 제2 전극층이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체를 전해질층의 내부 공간에 삽입함으로써 실 형태의 전지를 제조하는, 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지 제조장치를 제공할 수 있게 되어, 실 형태의 전지를 상온에서 더욱 쉽고 안전하게 제조할 수 있게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 2차전지의 내부 단면의 구조를 도시한 도면이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 실 형태의 2차전지는 외측에서부터 피복부(10), 제1 집전체층(20), 제1 전극층(30), 전해질층(40), 제2 전극 층(50), 제2 집전체층(60)이 차례로 배치된 형상으로 구현된다.
실 형태의 최외측에는 피복부(10)가 형성된다. 피복부(10)는 통상의 고분자 수지를 사용할 수 있다. 예를 들어, PVC, HDPE나 에폭시 수지 등이 사용될 수 있다. 그 밖에, 실 형태 2차전지의 파손을 방지하면서, 자유롭게 휘거나 구부러질 수 있는 재질이라면 어느 것이라도, 피복부(10)로 사용될 수 있다.
제1 집전체층(20)은 피복부(10)의 내부면에 형성된다. 제1 집전체층(20)은 탄성 특성이 좋은 TiNi계와 같은 합금류, 구리 알루미늄 등과 같은 순금속류, 탄소가 코팅된 순금속, 탄소, 탄소 섬유 등과 같은 도전성 물질, 폴리피롤과 같은 전도성 고분자 등으로 구현될 수 있다.
제1 전극층(30)은 제1 집전체층(20)의 내부면에 형성된다. 제1 전극층(30)은 전극 특성에 따라 다양한 재질의 물질로 구현될 수 있다. 제1 전극층(30)은 제2 전극층(50)과 반대 극성을 가진다. 이에 따라, 제1 전극층(30)이 음 전극인 경우, 제2 전극(50)층은 양 전극이 되고, 반대로 제1 전극층(30)이 양 전극인 경우, 제2 전극층(50)은 음 전극이 된다.
제1 전극층(30)이 음 전극으로 이용되는 경우라면, 리튬, 나트륨, 아연, 마그네슘, 카드늄, 수소저장합금, 납 등의 금속류와 탄소 등의 비금속류 그리고 유기황과 같은 고분자 전극 물질과 같은 음 전극 물질로 제작될 수 있다. 이 때, 제2 전극층(50)은 양 전극으로 이용되므로, 황 및 금속 황화물, LiCoO2 등 리튬천이금속산화물, SOCl2, MnO2, Ag2O, Cl2, NiCl2, NiOOH, 고분자 전극 등의 양 전극 물질로 제작될 수 있다. 제1 전극층(30)이 양 전극으로 이용되고, 제2 전극층(50)이 음 전극으로 이용되는 경우라면, 반대로 구현될 수 있다.
전해질층(40)은 제1 전극층(30)과 제2 전극층(50) 사이를 물리적으로 격리시키면서, 두 전극 간의 이온 교환이 이루어질 수 있도록 한다. 전해질층(40)은 EC, PC, TG 등 유기용매 또는 전극물질에 맞는 KOH, NaOH 등의 수용성 전해질을 포함하는 액체 전해질이 될 수 있다. 또한, PEO, PVdF, PMMA, PVAC 등을 이용한 겔(gel) 형, 고상형과 다공성형 고분자 전해질, 황화물계, LiPON, 산화물계의 고체 전해질 등으로 제작될 수 있다.
제2 전극층(50)은 전해질층(40)의 내부면 및 제2 집전체(60)의 외부면에 형성된다. 제2 전극층(50)은 상술한 제1 전극층(30)과 반대 극성을 가진다.
제2 집전체(60)는 실 형태를 가지며, 실 형태의 2차 전지의 중심영역에 배치된다. 제2 집전체(60)는 상술한 제1 집전체층(20)과 같이 다양한 재질로 제작될 수 있다.
이하에서는, 상술한 바와 같은 실 형태의 2차 전지의 제조방법에 대해, 도 1b, 도 2 및 도 3을 참고하여 상세히 설명한다. 도 1b은 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 2차전지 제조방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 고체 전해질을 사용한 경우 실 형태의 전지 제조방법을 그림으로 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 액체 전해질을 사용한 경우 실 형태의 전지 제조방법을 그림으로 도시한 도면이다.
일단, 튜브 형태의 피복부(10)를 마련한다(S110). 그리고, 도 2의 도면부호 210 및 도 3의 도면부호 310의 그림과 같이, 피복부(10)의 내부 표면에 슬러리(slurry) 형태의 제1 집전체 물질(25)을 바름으로써 제1 집전체층(20)을 형성시킨다(S120). 여기에서, 슬러리는 고체와 액체의 혼합물 또는 미세한 고체입자가 물 속에 현탁(懸濁)된 현탁액을 의미한다. 즉, 슬러리 형태의 제1 집전체 물질(25)은 점성이 있는 액체에 제1 집전체 물질의 분말이 혼합된 물질을 의미한다.
구체적으로, 피복부(10)의 내부 공간에 제1 집전체 물질(25)을 통과시킴으로써, 제1 집전체 물질(25)이 피복부(10)의 내부 표면에 발라지게 한다. 예를 들어, 피복부(10)의 한쪽 끝에 제1 집전체 물질(25)을 투입시키고, 다른쪽 끝에서 제1 집전체 물질(25)을 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 피복부(10)의 내부 공간에 제1 집전체 물질(25)을 통과시킬 수 있다. 이와 같이, 피복부(10)의 내부 공간에 제1 집전체 물질(25)을 통과시키면, 제1 집전체 물질(25)의 점성에 의해 피복부(10)의 내부면에 일정한 두께의 제1 집전체층(20)이 형성된다.
그 후에, 도 2의 도면부호 220 및 도 3의 도면부호 320의 그림과 같이, 제1 집전체층(20)의 내부 표면에 슬러리 형태의 제1 전극 물질(35)을 바름으로써 제1 전극층(30)을 형성시킨다(S130). 구체적으로, 제1 집전체층(20)의 내부 공간에 제1 전극 물질(35)을 통과시킴으로써, 제1 전극 물질(35)이 제1 집전체층(20)의 내부 표면에 발라지게 한다. 예를 들어, 제1 집전체층(20)의 한쪽 끝에 제1 전극 물질(35)을 투입시키고 다른쪽 끝에서 제1 전극 물질(35)을 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 제1 집전체층(20)의 내부 공간에 제1 전극 물질(35)을 통과시킨다. 이와 같이, 제1 집전체층(20)의 내부 공간에 제1 전극 물질(35)을 통과시키면, 제1 전극 물질(35)의 점성에 의해 제1 집전체층(20)의 내부면에 일정한 두께의 제1 전극층(30)이 형성된다.
고체 전해질 또는 고분자 전해질이 사용될 경우(S140-Y), 도 2의 도면부호 230의 그림과 같이, 제1 전극층(30)의 내부 표면에 슬러리 형태의 고체 전해질(45)을 바름으로써 전해질층(40)을 형성시킨다(S150). 구체적으로, 제1 전극층(30)의 내부 공간에 슬러리 형태의 고체 전해질(45)을 통과시킴으로써, 슬러리 형태의 고체 전해질(45)이 제1 전극층(30)의 내부 표면에 발라지게 한다. 예를 들어, 제1 전극층(30)의 한쪽 끝에 슬러리 형태의 고체 전해질(50)을 투입시키고 다른쪽 끝에서 슬러리 형태의 고체 전해질(45)을 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 제1 전극층(30)의 내부 공간에 슬러리 형태의 고체 전해질(45)을 통과시킬 수도 있다. 이와 같이, 제1 전극층(30)의 내부 공간에 슬러리 형태의 고체 전해질(45)을 통과시키면, 슬러리 형태의 고체 전해질(45)의 점성에 의해 제1 전극층(30)의 내부면에 일정한 두께의 전해질층(40)이 형성된다.
그 후에, 도 2의 도면부호 240의 그림과 같이, 제2 전극층(50)이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체(60)를 전해질층(40)의 내부 공간에 삽입한다(S160). 제2 집전체(60)의 외부 면을 제2 전극층(50)으로 도포하는 방법은 분말활물질을 이용한 슬러리의 도포 및 용사, 용융도금, 진공증착법, 스퍼터링, 이온 플레이팅, 분자선 에피텍시, 열 광, 및 플라즈마를 이용하는 화학적 기상 증착법, 클래드 등을 이용하는 건식법, 전기 화학반응을 이용하는 습식법, 그 밖에, 페이스팅법 등의 방식 등이 이용될 수 있다. 즉, 제2 전극층(50)이 외부면을 감싸도록 배 치된 실 형태의 제2 집전체(60)는 별도의 과정을 통해 제작된 상태로 삽입된다.
반면, 액체 전해질(47)이 사용되는 경우(S140-N), 도 3의 도면부호 330 및 340의 그림과 같이, 제2 전극층(50)이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체(60)를 제1 전극층(30)의 내부 공간에 삽입한다(S170). 그리고, 도 3의 도면부호 350의 그림과 같이, 제1 전극층(30)과 제2 전극층(40) 사이의 공간에 액체 전해질(47)을 주입한다(S180).
S160 단계 또는 S180 단계가 완료되면, 피복부(10), 제1 집전체층(20), 제1 전극층(30), 전해질층(40), 제2 전극층(50), 및 제2 집전체(60)를 포함하는 실 형태의 2차 전지를 열처리를 통해 수축시키거나 또는 외부에서 압력을 가하여 수축시킨다(S190). 예를 들어, 도 2의 도면부호 250 및 도 3의 도면부호 360과 같이, 실 형태의 2차 전지의 외부에서 물리적 압력을 가하여, 실 형태의 2차 전지를 수축시킬 수도 있다.
또한, 진공장치를 이용하여 실형태의 2차 전지를 흡입함으로써 실형태의 2차 전지의 내부를 수축시킬 수도 있다. 구체적으로, 실형태의 2차 전지를 압축용 용기에 담은 후, 압축용 용기를 진공장치와 연결하여 흡입하면, 압축용 용기가 수축되면서 실 형태의 2차 전지가 함께 수축되게 된다. 따라서, 이와 같은 방법을 이용하여 실형태의 2차 전지를 수축시킬 수도 있음은 물론이다.
이와 같이 수축 과정을 거치면, 실 형태의 2차 전지는 내부 구성물질들이 견고하게 뭉쳐지게 되어, 안정된 상태가 된다.
이와 같은 제조방법을 이용하면, 상온에서 실 형태의 2차 전지의 내부 면을 내부구성물질들로 도포할 수 있게 된다. 따라서, 실 형태의 2차 전지 제조과정에 열처리 등이 불필요하여 상온에서 제작 가능하므로, 안전하고 쉽게 실 형태의 2차 전지를 제조할 수 있게 된다.
이하에서는, 상술한 실 형태의 2차전지의 제조방법을 수행하기 위해 사용되는 실 형태의 2차 전지의 제조장치에 대해 도 4를 참고하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 2차 전지 제조장치를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 실 형태의 2차 전지 제조장치는 고정부(410), 용기(420), 제어부(430) 및 흡입부(440)를 포함한다.
고정부(410)는 튜브 형태의 피복부(10)를 고정시킨다. 예를 들어, 피복부(10)의 한쪽 끝 부분이 고정부(410)에 삽입됨으로써, 고정부(410)가 피복부(10)를 고정시키도록 구현될 수도 있다. 하지만, 고정부(410)는 피복부(10)를 고정시키는 형태라면 어느 형태라도 포함된다.
용기(420)는 피복부(10)와 연결되고, 피복부(10)를 통과한 물질의 잔여분이 담겨진다. 피복부(10)를 통과하고 남은 물질이 용기(420)에 담겨짐으로써, 사용하고 남은 물질을 다시 이용할 수 있게 된다.
제어부(430)는 흡입부의 흡입 강도를 조절한다. 예를 들어, 제어부(430)는 밸브 형태이고, 밸브가 열린 정도에 따라 흡입 강도가 조절되도록 구현될 수도 있다. 하지만, 제어부(430)는 흡입부의 흡입 강도를 조절하는 것이라면 어떤 형태라도 포함한다.
흡입부(440)는 피복부(10)의 일단에 연결된다. 그리고, 흡입부(440)는 피복 의 한쪽 끝에서 슬러리(slurry) 형태의 물질이 투입되면, 투입된 물질이 피복부(10)의 내부를 통과하도록 피복부(10)의 다른 쪽 끝에서 투입된 물질을 흡입한다. 예를 들어, 흡입부(440)는 진공펌프를 이용하여 구현될 수 있다.
이와 같은, 실 형태의 제조장치를 이용하면, 피복부(10)의 내부 공간에 슬러리 형태의 물질을 통과시킬 수 있게 되므로, 피복부(10)의 내부면에 실 형태의 2차 전지의 내부 구성물질의 층들을 형성시킬 수 있게 된다.
본 실시예에서는 실 형태의 전지가 2차 전지인 것으로 설명하였으나, 실 형태의 다른 전지에 대해 적용될 수도 있음은 물론이다. 전지의 종류가 달라지면, 내부 구성물질은 달라진다. 하지만, 실 형태의 전지 제조방법이 튜브 형태의 피복부를 마련하는 단계, 및 적어도 하나의 슬러리(slurry) 형태의 물질을 통과시킴으로써 피복부의 내부 표면에 적어도 하나의 구성 물질의 층을 형성시키는 단계를 포함한다는 점은 동일하게 적용된다. 예를 들어, 본 실시예의 제조방법은 실 형태의 태양전지에도 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 2차 전지의 내부 단면의 구조를 도시한 도면,
도 1b은 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 2차 전지 제조방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 고체 전해질을 사용한 경우 실 형태의 전지 제조방법을 그림으로 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 액체 전해질을 사용한 경우 실 형태의 전지 제조방법을 그림으로 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 실 형태의 전지 제조장치를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 피복부 20 : 제1 집전체층
25 : 제1 집전체 물질 30 : 제1 전극층
35 : 제1 전극 물질 40 : 전해질층
45 : 고체 전해질 물질 47 : 액체 전해질
50 : 제2 전극층 60 : 제2 집전체

Claims (13)

  1. 튜브 형태의 피복부를 마련하는 단계;
    상기 피복부의 내부 표면에 슬러리(slurry) 형태의 제1 집전체 물질을 바름으로써 제1 집전체층을 형성시키는 제1 집전체층 형성단계;
    상기 제1 집전체층의 내부 표면에 슬러리 형태의 제1 전극 물질을 바름으로써 제1 전극층을 형성시키는 제1 전극층 형성단계;
    상기 제1 전극층의 내부 표면에 슬러리 형태의 전해질을 바름으로써 전해질 층을 형성시키는 전해질층 형성단계; 및
    제2 전극층이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체를 상기 전해질층의 내부 공간에 삽입하는 단계;를 포함하는 실 형태의 전지 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 집전체층 형성단계는,
    상기 피복부의 내부 공간에 상기 제1 집전체 물질을 통과시킴으로써, 상기 제1 집전체 물질이 상기 피복부의 내부 표면에 발라지게 하고,
    상기 제1 전극층 형성단계는,
    상기 제1 집전체층의 내부 공간에 상기 제1 전극 물질을 통과시킴으로써, 상기 제1 전극 물질이 상기 제1 집전체층의 내부 표면에 발라지게 하며,
    상기 전해질층 형성단계는,
    상기 제1 전극층의 내부 공간에 상기 슬러리 형태의 전해질을 통과시킴으로써, 상기 슬러리 형태의 전해질이 상기 제1 전극층의 내부 표면에 발라지게 하는 것을 특징으로 하는 실 형태의 전지 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 집전체층 형성단계는,
    상기 피복부의 한쪽 끝에 상기 제1 집전체 물질을 투입시키고 다른쪽 끝에서 상기 제1 집전체 물질을 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 상기 피복부의 내부 공간에 상기 제1 집전체 물질을 통과시키고,
    상기 제1 전극층 형성단계는,
    상기 제1 집전체층의 한쪽 끝에 상기 제1 전극 물질을 투입시키고 다른쪽 끝에서 상기 제1 전극 물질을 상기 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 상기 제1 집전체층의 내부 공간에 상기 제1 전극 물질을 통과시키며,
    상기 전해질층 형성단계는,
    상기 제1 전극층의 한쪽 끝에 슬러리 형태의 전해질을 투입시키고 다른쪽 끝에서 상기 슬러리 형태의 전해질을 상기 진공 펌프를 이용해 흡입함으로써, 상기 제1 전극층의 내부 공간에 상기 슬러리 형태의 전해질을 통과시키는 것을 특징으로 하는 실 형태의 전지 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피복부, 제1 집전체층, 제1 전극층, 전해질층, 제2 전극층, 및 제2 집전체를 포함하는 실 형태의 전지를 수축시키는 수축 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실 형태의 전지 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수축단계는,
    상기 피복부, 제1 집전체층, 제1 전극층, 전해질층, 제2 전극층, 및 제2 집전체를 포함하는 실 형태의 전지를 열처리를 통해 수축시키거나, 또는 외부에서 압력을 가하여 수축시키거나, 또는 진공장치를 이용하여 상기 실형태의 전지를 흡입함으로써 수축시키는 것을 특징으로 하는 실 형태의 전지 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전해질 물질은,
    슬러리 형태의 고분자 전해질 또는 고체 전해질인 것을 특징으로 하는 실 형태의 전지 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실 형태의 전지는,
    2차 전지인 것을 특징으로 하는 실 형태의 전지 제조방법.
  8. 튜브 형태의 피복부를 마련하는 단계;
    상기 피복부의 내부 표면에 슬러리(slurry) 형태의 제1 집전체 물질을 바름으로써 제1 집전체층을 형성시키는 제1 집전체층 형성단계;
    상기 제1 집전체층의 내부 표면에 슬러리 형태의 제1 전극 물질을 바름으로써 제1 전극층을 형성시키는 제1 전극층 형성단계;
    제2 전극층이 외부면을 감싸도록 배치된 실 형태의 제2 집전체를 상기 제1 전극층의 내부 공간에 삽입하는 단계; 및
    상기 제1 전극층과 상기 제2 전극층 사이의 공간에 전해질을 주입하는 단계;를 포함하는 실 형태의 전지 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전해질은,
    액체 전해질인 것을 특징으로 하는 실 형태의 전지 제조방법.
  10. 튜브 형태의 피복부를 마련하는 단계; 및
    적어도 하나의 슬러리(slurry) 형태의 물질을 통과시킴으로써 상기 피복부의 내부 표면에 상기 적어도 하나의 물질의 층을 형성시키는 단계;를 포함하는 실 형태의 전지 제조방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 제조방법에 의해 제조된 실 형태 의 전지.
  12. 튜브 형태의 피복을 고정시키는 고정부;
    상기 피복의 한쪽 끝에서 슬러리(slurry) 형태의 물질이 투입되면, 상기 물질이 상기 피복의 내부를 통과하도록 상기 피복의 다른 쪽 끝에서 상기 물질을 흡입하는 흡입부;
    상기 흡입부의 흡입 강도를 조절하는 제어부;
    상기 피복을 통과한 상기 물질의 잔여분을 담는 용기;를 포함하는 실 형태의 전지 제조장치.
  13. 제12항 기재된 실 형태의 제조장치를 이용하여 제조된 실 형태의 전지.
KR1020090017284A 2009-02-27 2009-02-27 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지제조장치 KR101056378B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090017284A KR101056378B1 (ko) 2009-02-27 2009-02-27 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지제조장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090017284A KR101056378B1 (ko) 2009-02-27 2009-02-27 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지제조장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100098227A true KR20100098227A (ko) 2010-09-06
KR101056378B1 KR101056378B1 (ko) 2011-08-12

Family

ID=43005236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090017284A KR101056378B1 (ko) 2009-02-27 2009-02-27 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지제조장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101056378B1 (ko)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012112006A3 (ko) * 2011-02-17 2012-12-20 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
KR101351898B1 (ko) * 2010-10-21 2014-01-22 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지 및 그의 제조방법
KR101404059B1 (ko) * 2010-10-20 2014-06-11 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지 및 그의 제조방법
EP2768061A4 (en) * 2011-10-14 2015-05-06 Lg Chemical Ltd CABLE SECONDARY BATTERY
US9048503B2 (en) 2010-10-21 2015-06-02 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery and method for manufacturing the same
US9680155B2 (en) 2011-11-02 2017-06-13 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
CN109952669A (zh) * 2017-04-06 2019-06-28 株式会社Lg化学 锂二次电池的制造方法
CN112216860A (zh) * 2020-11-05 2021-01-12 厦门致力金刚石科技股份有限公司 一种刚性锂电池组的制备方法
CN112909218A (zh) * 2021-03-17 2021-06-04 昆山宝创新能源科技有限公司 电极片及其制备方法以及电池

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59142873A (ja) 1983-02-02 1984-08-16 Hakko Co Ltd 管内面のコ−テイング法
JP6101645B2 (ja) * 2014-01-30 2017-03-22 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 画像形成装置

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101404059B1 (ko) * 2010-10-20 2014-06-11 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지 및 그의 제조방법
US8951658B2 (en) 2010-10-20 2015-02-10 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery and method for manufacturing the same
US8980462B2 (en) 2010-10-21 2015-03-17 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery and method for manufacturing the same
KR101351898B1 (ko) * 2010-10-21 2014-01-22 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지 및 그의 제조방법
US9048503B2 (en) 2010-10-21 2015-06-02 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery and method for manufacturing the same
KR101404061B1 (ko) * 2011-02-17 2014-06-05 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
US8895174B2 (en) 2011-02-17 2014-11-25 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
WO2012112006A3 (ko) * 2011-02-17 2012-12-20 주식회사 엘지화학 케이블형 이차전지
EP2768061A4 (en) * 2011-10-14 2015-05-06 Lg Chemical Ltd CABLE SECONDARY BATTERY
US9590265B2 (en) 2011-10-14 2017-03-07 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
US9680155B2 (en) 2011-11-02 2017-06-13 Lg Chem, Ltd. Cable-type secondary battery
CN109952669A (zh) * 2017-04-06 2019-06-28 株式会社Lg化学 锂二次电池的制造方法
CN112216860A (zh) * 2020-11-05 2021-01-12 厦门致力金刚石科技股份有限公司 一种刚性锂电池组的制备方法
CN112216860B (zh) * 2020-11-05 2021-12-07 厦门致力金刚石科技股份有限公司 一种刚性锂电池组的制备方法
CN112909218A (zh) * 2021-03-17 2021-06-04 昆山宝创新能源科技有限公司 电极片及其制备方法以及电池

Also Published As

Publication number Publication date
KR101056378B1 (ko) 2011-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101056378B1 (ko) 실 형태의 전지 제조방법 및 이에 이용되는 실 형태의 전지제조장치
KR100625892B1 (ko) 실형태의 가변형 전지
CN102511107B (zh) 空气电池
KR101846045B1 (ko) 용융염 전지의 제조 방법 및 용융염 전지
CN110832687A (zh) 用于全固态电池的复合固体电解质膜和包含其的全固态电池
CN105470564A (zh) 一种固体电解质膜及其制备方法和锂离子电池
CN107732293A (zh) 类三明治结构固态聚合物电解质膜的制备方法及其在固态锂离子电池中的应用
US8752573B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery with filling function, and non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte filling device used therefor
CN110168794A (zh) 锂电极和包含所述锂电极的锂二次电池以及柔性二次电池
CN101662015A (zh) 设置有多孔保护膜层的电极及其制造方法和非水电解质二次电池
CN103700798A (zh) 一种纤维化学储能电源及其制备方法
EP3652803A1 (en) 3d printed battery and method of making same
CN107275673A (zh) 一种锂电池固体电解质膜及其制备方法和应用
CN110416498B (zh) 一种锂金属电池的锂负极表面改性方法、改性锂负极及锂金属电池
US20220093998A1 (en) Secondary Battery and Method for Manufacturing the Same
TW201203672A (en) Molten salt battery
KR20200041165A (ko) 복합 전해질막 및 상기 복합 전해질막을 포함하는 전고체 전지
CN109037595A (zh) 锂负极保护层及其制备方法和应用
CN104823320B (zh) 具有提高的耐振动性的电化学装置和电池模块
KR20070108761A (ko) 리튬 이차 전지 형성 방법
CN106058305A (zh) 一种用pld原位制备微型全固态薄膜锂离子电池的方法
KR20130053818A (ko) 리튬공기 배터리 장치
CN109449008A (zh) 一种自支撑中空核壳结构电极材料的制备方法及其在锂硫电池和超级电容器中的应用
KR20160031638A (ko) 플렉서블 배터리용 파우치, 이를 이용한 플렉서블 배터리 및 그의 제조 방법
KR20130097338A (ko) 나트륨 이차전지의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140703

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150630

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee