KR20100121366A - An apparatus and a method of manufacturing electrode assembly for secondary cell - Google Patents
An apparatus and a method of manufacturing electrode assembly for secondary cell Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100121366A KR20100121366A KR1020090040495A KR20090040495A KR20100121366A KR 20100121366 A KR20100121366 A KR 20100121366A KR 1020090040495 A KR1020090040495 A KR 1020090040495A KR 20090040495 A KR20090040495 A KR 20090040495A KR 20100121366 A KR20100121366 A KR 20100121366A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- manifolds
- separator
- electrode assembly
- finger
- manufacturing
- Prior art date
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
- H01M10/0404—Machines for assembling batteries
-
- 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
- H01M10/0459—Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
- H01M50/466—U-shaped, bag-shaped or folded
-
- 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
Abstract
Description
본 발명은 2차 전지용 전극 조립체의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 2차 전지의 전극 조립체를 구성하는 세퍼레이터를 복수의 음극 전극 및 양극 전극이 제공될 복수의 공간을 지그재그 형상으로 형성한 후 복수의 음극 전극 및 양극 전극을 동시에 복수의 공간에 제공하여, 2차 전지용 전극 조립체 및 2차 전지의 제조 시간 및 제조 비용이 획기적으로 감소되며 또한 대량 생산이 가능한 2차 전지용 전극 조립체의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for manufacturing an electrode assembly for a secondary battery and a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention forms a plurality of spaces in which a plurality of negative electrode and positive electrode electrodes are provided in a separator constituting the electrode assembly of the secondary battery, and then a plurality of negative electrode and positive electrode electrodes simultaneously The present invention relates to a device for manufacturing a secondary battery electrode assembly and a method for manufacturing the secondary battery electrode assembly and the secondary battery, which can significantly reduce the production time and manufacturing cost of the secondary battery.
최근에 휴대형 전화, 텔레비전 카메라, 노트북 컴퓨터, 전기 자동차(예를 들어, 하이브리드 자동차)용 배터리 등의 전원은 소형경량화, 대용량, 대전압의 전원이 요구되고 있다. 이러한 전원으로 예를 들어, 리튬이온 폴리머전지 또는 리튬전지 등의 2차전지가 사용되고 있다.In recent years, power supplies for portable telephones, television cameras, notebook computers, batteries for electric vehicles (for example, hybrid vehicles), and the like have been required to be light in weight, high in capacity, and high in voltage. As such a power supply, secondary batteries, such as a lithium ion polymer battery or a lithium battery, are used, for example.
2차 전지를 제조하기 위해서는 통상적으로 양극 활물질이 코팅된 음극 전극과 음극 활물질이 코팅된 양극 전극을 복수개 제조한다. 그 후, 상기 복수의 양극 전극과 복수의 음극전극을 세퍼레이터(separator)를 개재하여 적층한 전극 조립체를 제조한다. 그 후, 전극 조립체를 알루미늄 파우치 내에 내장시킨 후 실링하고, 다시 전극 조립체가 내장된 알루미늄 파우치를 케이스 등에 내장한 후, 전해액을 주입하여 최종 밀봉하면 2차 전지의 제조가 완료된다.In order to manufacture a secondary battery, a plurality of anode electrodes coated with a cathode active material and a cathode electrode coated with a cathode active material are typically manufactured. Thereafter, an electrode assembly in which the plurality of anode electrodes and the plurality of cathode electrodes are laminated via a separator is manufactured. Thereafter, the electrode assembly is embedded in an aluminum pouch and sealed, and then the aluminum pouch in which the electrode assembly is embedded is embedded in a case or the like, and after the electrolyte is injected and finally sealed, the manufacture of the secondary battery is completed.
도 1a는 종래 기술에 따른 전극 조립체의 제조 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 1b는 종래 기술에 따른 전극 조립체의 제조방법에 따라 제조된 전극 조립체의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.1A is a view for schematically illustrating a method of manufacturing an electrode assembly according to the prior art, and FIG. 1B is a schematic perspective view of an electrode assembly manufactured according to the method of manufacturing an electrode assembly according to the prior art.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래 기술에 따른 전극 조립체(101)의 제조 방법은 먼저 복수의 음극 전극(110) 및 복수의 양극 전극(120)을 준비한다. 그 후, 회전 롤(160)에 감겨 있는 세퍼레이터(130)의 한 쪽 끝단을 클램프(140)에 고정되도록 장착시킨다. 그 후, 바(bar)(150)를 이용하여 세퍼레이터(130a)의 면을 따라 우측 방향(X 방향)으로 이동하여 제 1 음극 전극(110a)이 위치될 제 1 공간(112a)을 형성한다. 그 후, 제 1 음극 전극(110a)을 제 1 공간(112a) 내에 위치시킨다. 그 후, 바(150)를 전진 또는 후진 방향(Y방향)으로 이동하여 세퍼레이터(130a)로부터 비접촉 상태로 이격시킨다. 그 후, 바(150)가 수직방향(Z 방향)으로 상승하고, 세퍼레이터(130b)의 면을 따라 좌측 방향(X 방향)으로 이동하여 제 1 양극 전극(120a)이 위치될 제 2 공간(122a)을 형성한다. 그 후, 제 1 양극 전극(120a)을 제 2 공간(122a) 내에 위치시킨다. 그 후, 바(150)를 전진 또는 후진 방향(Y방향)으로 이동하여 세퍼레이터(130b)로부터 비접촉 상태로 이격시킨다. 그 후, 바(150)가 수직방향(Z 방향)으로 상승하고, 세퍼레이터(130c)의 면을 따라 우측 방향(X 방 향)으로 이동하여 제 2 음극 전극(110b)이 위치될 제 3 공간(112b)을 형성한다. 그 후, 제 2 음극 전극(110b)을 제 3 공간(112b) 내에 위치시킨다. 그 후, 바(150)를 전진 또는 후진 방향(Y방향)으로 이동하여 세퍼레이터(130c)로부터 비접촉 상태로 이격시킨다. 그 후, 바(150)가 수직방향(Z 방향)으로 상승하고, 세퍼레이터(130d)의 면을 따라 좌측 방향(X 방향)으로 이동하여 제 2 양극 전극(120b)이 위치될 제 4 공간(122b)을 형성한다. 그 후, 제 2 양극 전극(120b)을 제 4 공간(122b) 내에 위치시킨다. 그 후, 바(150)를 전진 또는 후진 방향(Y방향)으로 이동하여 세퍼레이터(130d)로부터 비접촉 상태로 이격시킨다. 이러한 방식으로 세퍼레이터(130) 상에 복수의 음극 전극(110)과 복수의 양극 전극(120)을 순차적으로 적층하여 도 1b에 도시된 바와 같은 전극 조립체(101)가 완성된다. 도 1b에서는, 세퍼레이터(130a)의 면이 제 1 음극 전극(110a)과 제 1 양극 전극(120a) 사이에 개제되는 것으로 도시되어 있다는 점을 제외하고는 도 1a를 참조하여 기술한 전극 조립체(101)의 제조 방법과 동일하다. 1A and 1B, a method of manufacturing an
상술한 바와 같이 제조된 전극 조립체(101)를 별도의 이송장치(미도시)를 사용하여 케이스와 같은 수납 부재(미도시)에 내장하여 밀봉한 후 전해액을 주입하여 2차 전지를 제조가 완료된다.The
그러나, 상술한 종래 기술에 따른 전극 조립체의 제조 방법에서는 다음과 같은 문제점이 발생한다.However, the following problem occurs in the manufacturing method of the electrode assembly according to the prior art described above.
1. 통상적으로 대용량의 2차 전지를 제조하기 위해서는 전극 조립체(101)의 복수개의 음극 전극(110) 및 복수개의 양극 전극(120)이 하나씩 공급된다. 이 경 우, 종래 기술에서는 예를 들어 음극 전극 3매 및 양극 전극 22매로 이루어진 하나의 전극 조립체(101)를 제조하는데 소요되는 시간이 대략 3분 정도로 상당히 길다. 따라서, 전극 조립체(101) 및 2차 전지의 전체 제조 시간(tact time)이 상당히 길어지며, 그에 따라 생산성이 낮아진다.1. In general, in order to manufacture a large capacity secondary battery, the plurality of
2. 상술한 문제점으로 인하여, 현재까지 전극 조립체(101) 및 2차 전지의 대량 생산이 이루어지고 있지 않다. 2. Due to the above problems, mass production of the
따라서, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 새로운 방안이 요구된다.Therefore, a new method for solving the above-mentioned problems of the prior art is required.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 2차 전지의 전극 조립체를 구성하는 세퍼레이터를 복수의 음극 전극 및 양극 전극이 제공될 복수의 공간을 지그재그 형상으로 형성한 후 복수의 음극 전극 및 양극 전극을 동시에 복수의 공간에 제공하여, 2차 전지용 전극 조립체의 제조 시간 및 제조 비용이 획기적으로 감소되며 또한 대량 생산이 가능한 2차 전지용 전극 조립체의 제조장치 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, a plurality of cathode electrodes after the separator constituting the electrode assembly of the secondary battery to form a plurality of spaces to be provided with a plurality of negative electrode and the positive electrode in a zigzag shape And providing a positive electrode in a plurality of spaces at the same time, thereby providing an apparatus for manufacturing a secondary battery electrode assembly and a method of manufacturing the same, which can drastically reduce the production time and manufacturing cost of a secondary battery electrode assembly. .
본 발명의 제 1 특징에 따르면, 2차 전지용 전극 조립체의 제조 장치에 있어서, 세퍼레이터가 감겨있으며, 상기 세퍼레이터를 연속적으로 공급하는 회전 롤; 상기 회전 롤로부터 상하 방향으로 하부에 제공되며, 상기 세퍼레이터의 한쪽 끝단을 고정 장착하는 클램프; 상기 회전 롤과 상기 클램프 사이에서 상기 세퍼레이터 를 기준으로 일측에 제공되며, 상기 세퍼레이터를 착탈 가능하게 지지하기 위한 복수의 제 1 매니폴더(manifolder); 상기 회전 롤과 상기 클램프 사이에서 상기 세퍼레이터를 기준으로 타측에 상기 복수의 제 1 매니폴더와 엇갈리게(alternatively) 제공되며, 상기 세퍼레이터를 착탈 가능하게 지지하기 위한 복수의 제 2 매니폴더; 상기 복수의 제 1 매니폴더 및 상기 복수의 제 2 매니폴더에 연결되며, 진공 상태를 제공하는 진공 펌핑 장치; 상기 복수의 제 1 매니폴더 및 상기 복수의 제 2 매니폴더에 각각 제공되며, 진공 상태 및 진공 해제 상태를 제어하는 제어 장치; 상기 세퍼레이터를 복수의 제 1 공간을 형성하면서 상기 복수의 제 2 매니폴더에 접근하도록 이동시키는 적어도 하나의 제 1 핑거 및 상기 세퍼레이터를 복수의 제 2 공간을 형성하면서 상기 복수의 제 1 매니폴더에 접근하도록 이동시키는 적어도 하나의 제 2 핑거; 상기 적어도 하나의 제 1 핑거 및 상기 적어도 하나의 제 2 핑거가 이동 가능하게 장착되는 핑거 부재; 상기 복수의 제 1 공간 내에 복수의 음극 전극을 공급하며, 상기 복수의 제 2 공간 내에 복수의 양극 전극을 공급하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 전극 공급 부재; 및 완성된 전극 조립체가 위치되는 스테이지를 포함하는 2차 전지용 전극 조립체의 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing an electrode assembly for a secondary battery, comprising: a rotating roll on which a separator is wound, which continuously supplies the separator; A clamp provided downward from the rotation roll and fixedly mounting one end of the separator; A plurality of first manifolds provided on one side of the separator between the rotary roll and the clamp to detachably support the separators; A plurality of second manifolds provided alternately with the plurality of first manifolds on the other side with respect to the separator between the rotating roll and the clamp, the plurality of second manifolds detachably supporting the separators; A vacuum pumping device connected to the plurality of first manifolds and the plurality of second manifolds and providing a vacuum state; A control device provided in the plurality of first manifolds and the plurality of second manifolds, respectively, for controlling a vacuum state and a vacuum release state; At least one first finger for moving the separator to access the plurality of second manifolds while forming a plurality of first spaces and accessing the plurality of first manifolds while forming the plurality of second spaces At least one second finger to move to; A finger member to which the at least one first finger and the at least one second finger are movably mounted; A pair of first and second electrode supply members supplying a plurality of cathode electrodes in the plurality of first spaces, and supplying a plurality of anode electrodes in the plurality of second spaces; And a stage in which the completed electrode assembly is positioned.
본 발명의 제 2 특징에 따르면, 2차 전지용 전극 조립체의 제조 장치에 있어서, 세퍼레이터가 감겨있으며, 상기 세퍼레이터를 연속적으로 공급하는 회전 롤; 상기 회전 롤로부터 상하 방향으로 하부에 제공되며, 상기 세퍼레이터의 한쪽 끝단을 고정 장착하는 클램프; 상기 회전 롤과 상기 클램프 사이에서 상기 세퍼레이터를 기준으로 일측에 제공되며, 상기 세퍼레이터를 착탈 가능하게 지지하기 위한 복 수의 제 1 매니폴더(manifolder); 상기 회전 롤과 상기 클램프 사이에서 상기 세퍼레이터를 기준으로 타측에 상기 복수의 제 1 매니폴더와 엇갈리게(alternatively) 제공되며, 상기 세퍼레이터를 착탈 가능하게 지지하기 위한 복수의 제 2 매니폴더; 상기 복수의 제 1 매니폴더 및 상기 복수의 제 2 매니폴더에 연결되며, 진공 상태를 제공하는 진공 펌핑 장치; 상기 복수의 제 1 매니폴더 및 상기 복수의 제 2 매니폴더에 각각 제공되며, 진공 상태 및 진공 해제 상태를 제어하는 제어 장치; 상기 세퍼레이터를 사이에 개제하며, 자전 및 공전 동작에 의해 상기 세퍼레이터를 상기 복수의 제 2 매니폴더 및 상기 복수의 제 1 매니폴더로 교대로 그리고 순차적으로 이동시키는 제 1 및 제 2 핑거 롤; 상기 제 1 및 제 2 핑거 롤의 이동에 의해 형성되는 복수의 제 1 공간 및 복수의 제 2 공간 내에 각각 복수의 음극 전극 및 복수의 양극 전극을 공급하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 전극 공급 부재; 및 완성된 전극 조립체가 위치되는 스테이지를 포함하는 2차 전지용 전극 조립체의 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for manufacturing an electrode assembly for a secondary battery, comprising: a rotating roll on which a separator is wound, for continuously supplying the separator; A clamp provided downward from the rotation roll and fixedly mounting one end of the separator; A plurality of first manifolds provided on one side of the separator between the rotary roll and the clamp to detachably support the separators; A plurality of second manifolds provided alternately with the plurality of first manifolds on the other side with respect to the separator between the rotating roll and the clamp, the plurality of second manifolds detachably supporting the separators; A vacuum pumping device connected to the plurality of first manifolds and the plurality of second manifolds and providing a vacuum state; A control device provided in the plurality of first manifolds and the plurality of second manifolds, respectively, for controlling a vacuum state and a vacuum release state; First and second finger rolls interposed between the separators and alternately and sequentially moving the separators to the plurality of second manifolds and the plurality of first manifolds by rotating and revolving operations; A pair of first and second electrode supply members for supplying a plurality of cathode electrodes and a plurality of anode electrodes, respectively, to a plurality of first spaces and a plurality of second spaces formed by movement of the first and second finger rolls. ; And a stage in which the completed electrode assembly is positioned.
본 발명의 제 3 특징에 따르면, 2차 전지용 전극 조립체의 제조 방법에 있어서, a) 한 쪽 끝단이 고정 지지되는 세퍼레이터를 상부에서 하부로 연속적으로 제공하는 단계; b) 적어도 하나의 제 1 핑거 및 적어도 하나의 제 2 핑거를 사용하여 상기 세퍼레이터를 복수의 제 2 매니폴더 및 복수의 제 1 매니폴더로 순차적으로 또는 동시에 이동시키는 단계; c) 진공을 이용하여 상기 세퍼레이터를 상기 복수의 제 2 매니폴더 및 상기 복수의 제 1 매니폴더에 순차적으로 또는 동시에 고정 지지시키는 단계; d) 상기 적어도 하나의 제 1 핑거 및 상기 적어도 하나의 제 2 핑거 의 이동에 의해 형성되는 복수의 제 1 공간 및 복수의 제 2 공간 내에 복수의 음극 전극 및 복수의 양극 전극을 동시에 공급하는 단계; 및 e) 상기 복수의 제 2 매니폴더 및 상기 복수의 제 1 매니폴더의 진공 상태를 교대로 그리고 순차적으로 해제하여 상기 복수의 음극 전극 및 상기 복수의 양극 전극을 상기 세퍼레이터를 개제하여 순차적으로 적층하는 단계를 포함하는 2차 전지용 전극 조립체의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다. According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electrode assembly for a secondary battery, the method comprising: a) continuously providing a separator, one end of which is fixedly supported, from top to bottom; b) sequentially or simultaneously moving the separator to a plurality of second manifolds and a plurality of first manifolds using at least one first finger and at least one second finger; c) fixing and supporting the separator sequentially or simultaneously with the plurality of second manifolds and the plurality of first manifolds using a vacuum; d) simultaneously supplying a plurality of cathode electrodes and a plurality of anode electrodes into a plurality of first spaces and a plurality of second spaces formed by movement of the at least one first finger and the at least one second finger; And e) sequentially and sequentially releasing vacuum states of the plurality of second manifolds and the plurality of first manifolds to sequentially stack the plurality of cathode electrodes and the plurality of anode electrodes with the separator therebetween. It is to provide a method for producing an electrode assembly for a secondary battery comprising the step.
본 발명의 제 4 특징에 따르면, 2차 전지용 전극 조립체의 제조 방법에 있어서, a) 한 쪽 끝단이 고정 지지되는 세퍼레이터를 상부에서 하부로 연속적으로 제공하는 단계; b) 상기 세퍼레이터가 사이에 제공되는 한 쌍의 제 1 핑거 롤 및 제 2 핑거 롤을 사용하여 상기 세퍼레이터를 상기 복수의 제 2 매니폴더 및 복수의 제 1 매니폴더로 교대로 그리고 순차적으로 이동시키는 단계; c) 진공을 이용하여 상기 세퍼레이터를 상기 복수의 제 2 매니폴더 및 상기 복수의 제 1 매니폴더에 교대로 그리고 순차적으로 고정 지지시키는 단계; d) 상기 한 쌍의 제 1 핑거 롤 및 제 2 핑거 롤의 이동에 의해 형성되는 복수의 제 1 공간 및 복수의 제 2 공간 내에 복수의 음극 전극 및 복수의 양극 전극을 동시에 공급하는 단계; 및 e) 상기 복수의 제 2 매니폴더 및 상기 복수의 제 1 매니폴더의 진공 상태를 교대로 그리고 순차적으로 해제하여 상기 복수의 음극 전극 및 상기 복수의 양극 전극을 상기 세퍼레이터를 개제하여 순차적으로 적층하는 단계를 포함하는 2차 전지용 전극 조립체의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electrode assembly for a secondary battery, the method comprising: a) continuously providing a separator, one end of which is fixedly supported, from top to bottom; b) alternately and sequentially moving the separator to the plurality of second manifolds and to the plurality of first manifolds using a pair of first and second finger rolls provided between the separators; ; c) alternately and sequentially fixing the separator to the plurality of second manifolds and to the plurality of first manifolds using vacuum; d) simultaneously supplying a plurality of cathode electrodes and a plurality of anode electrodes into a plurality of first spaces and a plurality of second spaces formed by the movement of the pair of first and second finger rolls; And e) sequentially and sequentially releasing vacuum states of the plurality of second manifolds and the plurality of first manifolds to sequentially stack the plurality of cathode electrodes and the plurality of anode electrodes with the separator therebetween. It is to provide a method for producing an electrode assembly for a secondary battery comprising the step.
본 발명의 2차 전지용 전극 조립체의 제조장치 및 그 제조방법을 사용하면, 다음과 같은 장점이 달성된다.By using the manufacturing apparatus of the electrode assembly for secondary batteries of this invention and its manufacturing method, the following advantages are achieved.
1. 복수개의 음극 전극(210) 및 복수개의 양극 전극(220)이 동시에 공급되므로, 예를 들어 음극 전극 3매 및 양극 전극 22매로 이루어진 하나의 전극 조립체(201)를 제조하는데 소요되는 시간이 대략 20초 정도로 상당히 짧다. 그 결과, 종래 기술에 비해 제조 공정 시간(tact time)이 1/9로 획기적으로 줄어든다. 1. Since a plurality of cathode electrodes 210 and a plurality of anode electrodes 220 are supplied at the same time, the time required to manufacture one
2. 전극 조립체(201) 및 2차 전지의 생산성이 높아지고, 대량 생산이 가능하다. 2. The productivity of the
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다. Further advantages of the present invention can be clearly understood from the following description with reference to the accompanying drawings, in which like or similar reference numerals denote like elements.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments and drawings of the present invention.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체의 제조 장치 및 제조 과정을 개략적으로 도시하고 있다. 좀 더 구체적으로, 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체의 제조 장치 및 전극 조립체의 제조 과정 중 초기 단계를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 과정 중 핑거에 의해 세퍼레이터가 복수의 매니폴더에 고정 지지된 단계를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 과정 중 한 쌍의 제 1 및 제 2 전극 공급 부재에 의해 음극 전극 및 양극 전극이 동시에 제공되는 단계를 개략적으로 도시한 도면이 고, 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 과정이 완료된 상태를 도시한 도면이다. 도 2a 내지 도 2d에서는, 세퍼레이터(230)가 설명의 편의상 지그재그의 경사 형상으로 제공되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 세퍼레이터(230)의 두께는 대략 5 내지 20㎛ 범위이고, 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)의 두께는 대략 150㎛이며, 폭과 길이의 사이즈는 대략 10mm 내지 200mm 범위를 갖는다. 따라서, 세퍼레이터(230)와 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)은 실제로는 거의 평행하게 제공된다는 점에 유의하여야 한다. 또한, 도 2a 내지 도 2d에서는, 복수의 음극 전극(210a,210b,210c), 복수의 양극 전극(220a,220b,220c), 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c), 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)가 설명의 편의상 각각 3개인 것으로 예시적으로 도시되어 있다. 그러나, 당업자라면 복수의 음극 전극(210a,210b,210c), 복수의 양극 전극(220a,220b,220c), 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c), 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)가 사용되는 음극 전극 및 양극 전극의 수에 따라 증감될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.2A to 2D schematically illustrate a manufacturing apparatus and a manufacturing process of an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention. More specifically, FIG. 2A is a view schematically illustrating an apparatus for manufacturing an electrode assembly for a secondary battery and an initial stage of a manufacturing process of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an embodiment of the present invention. FIG. 2C is a view schematically illustrating a step in which a separator is fixed to and supported by a plurality of manifolds by a finger during a manufacturing process of an electrode assembly according to an embodiment of the present disclosure, and FIG. 2C illustrates a pair of manufacturing processes of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention. 2 is a diagram schematically illustrating a step in which a cathode electrode and an anode electrode are simultaneously provided by the first and second electrode supply members, and FIG. 2D illustrates a state in which a manufacturing process of the electrode assembly according to the exemplary embodiment of the present invention is completed. One drawing. 2A-2D, the
도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체(201)의 제조 장치(200)는 세퍼레이터(230)가 감겨있으며, 상기 세퍼레이터(230)를 연속적으로 공급하는 회전 롤(260); 상기 회전 롤(260)로부터 상하 방향으로 하부에 제공되며, 상기 세퍼레이터(230)의 한쪽 끝단을 고정 장착하는 클램프(240); 상기 회전 롤(260)과 상기 클램프(240) 사이에서 상기 세퍼레이터(230)를 기준으로 일측(X축 방향을 따라 좌측)에 제공되며, 상기 세퍼레이터(230)를 착탈 가능하게 지지하기 위한 복수의 제 1 매니폴더(manifolder)(270a,270b,270c); 상기 회전 롤(260)과 상기 클램프(240) 사이에서 상기 세퍼레이터(230)를 기준으로 타측(X축 방향을 따라 우측)에 상기 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)와 엇갈리게(alternatively) 제공되며, 상기 세퍼레이터(230)를 착탈 가능하게 지지하기 위한 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c); 상기 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 상기 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)에 연결되며, 진공 상태를 제공하는 진공 펌핑 장치(280)(도 2e 참조); 상기 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 상기 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)의 진공 상태 및 진공 해제 상태를 제어하는 제어 장치(미도시); 상기 세퍼레이터(230)를 복수의 제 1 공간(212a,212b,212c)을 형성하면서 상기 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)에 접근하도록 이동시키는 적어도 하나의 제 1 핑거(250a,250b,250c) 및 상기 세퍼레이터(230)를 복수의 제 2 공간(222a,222b,222c)을 형성하면서 상기 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)에 접근하도록 이동시키는 적어도 하나의 제 2 핑거(252a,252b,252c); 상기 적어도 하나의 제 1 핑거(250a,250b,250c) 및 상기 적어도 하나의 제 2 핑거(252a,252b,252c)가 이동 가능하게 장착되는 핑거 부재(251)(도 2f 및 도 2g 참조); 상기 복수의 제 1 공간(212a,212b,212c) 내에 복수의 음극 전극(210a,210b,210c)을 공급하며, 상기 복수의 제 2 공간(222a,222b,222c) 내에 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)을 공급하는 한 쌍의 제 1 및 제 2 전극 공급 부재(214,224); 및 완성된 전극 조립체(201)가 위치되는 스테이지(202)를 포함한다.2A to 2D, in the
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체의 제조 장치(200)의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 기술한다.Hereinafter, a detailed configuration and operation of the
다시 도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체(201)의 제조 장치(200)는 세퍼레이터(230)가 감겨있는 회전 롤(260)을 구비한다. 회전 롤(260)의 하부에는 세퍼레이터(230)의 한쪽 끝단이 고정 장착되는 클램프(240)가 제공된다. 클램프(240)는 완성된 전극 조립체(201)가 위치될 스테이지(202)와 일체로 제공되거나 또는 별개로 제공될 수 있다. 세퍼레이터(230)는 회전 롤(230)로부터 연속적으로 공급된다. 회전 롤(260)과 클램프(240) 사이의 공간에는 세퍼레이터(230)를 착탈 가능하게 지지하기 위한 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)가 대향하여 제공된다. 여기서, 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)와 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)는 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)이 공급될 수 있는 복수의 제 1 공간(212a,212b,212c) 및 복수의 제 2 공간(222a,222b,222c)을 제공하도록 서로 상이한 높이로 엇갈리게 제공되는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)는 세퍼레이터(230)를 기준으로 X축 방향을 따라 좌측에 제공되고, 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)는 세퍼레이터(230)를 기준으로 X축 방향을 따라 우측에 제공되는 것으로 예시되어 있다. 그러나, 당업자라면 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)는 세퍼레이터(230)를 기준으로 X축 방향을 따라 우측 에 제공되고, 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)는 세퍼레이터(230)를 기준으로 X축 방향을 따라 좌측에 제공될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다. Referring again to FIGS. 2A to 2D, the
한편, 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)는 진공 펌핑 장치(280)(도 2e 참조)에 연결되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c) 전체가 하나는 진공 펌핑 장치(280)에 연결될 수도 있고, 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)가 각각 별개로 제공되는 복수의 진공 펌핑 장치(280)에 연결될 수도 있다.Meanwhile, the plurality of
좀 더 구체적으로, 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 매니폴더와 진공 펌핑 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2e에서는 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)는 각각 그 구성이 동일하므로 하나의 매니폴더(270,272)만이 도시되어 있다는 점에 유의하여야 한다.More specifically, FIG. 2E schematically illustrates a manifold and a vacuum pumping apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2E, since the plurality of
다시 도 2e를 참조하면, 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 매니폴더(270,272)는 내부에 캐비티(274)를 구비한다. 또한, 매니폴더(270,272)의 일측면(즉, 세퍼레이터(230)를 고정 지지하기 위한 면)은 오목면(278)을 구비한다. 오목면(278)은 라운드 형상을 갖는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 오목면(278)에는 캐비티(274)와 유체연통 가능한 복수의 홀(276)이 형성되어 있다. 복수의 홀(276)은 매니폴더(270,272)에 연결된 진공 펌핑 장치(280)에 의해 캐비티(274)의 압력이 낮아질 때, 후술하는 바와 같이 세퍼레이터(230)가 캐비티(274) 내로 빨려들어가지 않은 상태로 고정 지지하기 위한 것이다. 대안적으로, 오목 면(278)에 형성된 복수의 홀(276) 대신 매니폴더(270,272)의 길이 방향을 따라 형성된 슬릿(slit)을 사용할 수도 있다. 이 경우, 진공 펑핑 장치(280)의 동작에 의해 세퍼레이터(230)가 슬릿 내로 빨려들어가지 않도록 하기 위해 슬릿에 메쉬(mesh)를 제공하는 것이 바람직하다. 나아가, 매니폴더(270,272)의 길이는 세퍼레이터(230)의 길이에 비례하여 증감될 수 있다는 것은 자명하다.Referring again to FIG. 2E, FIG. 2E illustrates manifolds 270 and 272 having a
다시 도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체의 제조 장치(200)는 적어도 하나의 제 1 핑거(250a,250b,250c) 및 적어도 하나의 제 2 핑거(252a,252b,252c); 및 적어도 하나의 제 1 핑거(250a,250b,250c) 및 적어도 하나의 제 2 핑거(252a,252b,252c)가 이동가능하게 장착되는 핑거 부재(251)를 구비한다. 좀 더 구체적으로, 본 발명의 실시예에서는 핑거 부재(251)가 하나의 제 1 핑거(250a) 및 하나의 제 2 핑거(252a)만을 구비하거나(도 2f 참조) 또는 핑거 부재(251)가 복수의 제 1 핑거(250a,250b,250c) 및 복수의 제 2 핑거(252a,252b,252c)를 구비할 수 있다(도 2g 참조).2A to 2D, the
도 2a 내지 도 2e를 참조하면, 적어도 하나의 제 1 핑거(250a,250b,250c)는 X 방향을 따라 좌측에서 우측으로 이동하여 세퍼레이터(230)를 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)에 접근하도록 이송한다. 이와 동시에 적어도 하나의 제 2 핑거(250a,250b,250c)는 X 방향을 따라 우측에서 좌측으로 이동하여 세퍼레이터(230)를 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)에 접근하도록 이송한다. 그 후, 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)는 진공 펌핑 장치(280)의 동작에 의해 각각 세퍼레이터(230)를 잡아당긴다. 그 결과, 세퍼 레이터(230)가 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)에 각각 형성되어 있는 오목면(278) 내에 고정 지지된다(도 2b 참조). 또한, 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)는 각각 복수의 제어 장치(미도시)에 의해 순차쌍(즉, 제 1 및 제 2 매니폴더의 쌍(270a,272a), 제 1 및 제 2 매니폴더의 쌍(270b,272b), 및 제 1 및 제 2 매니폴더의 쌍(270c,272c))의 순서대로 또는 동시에 진공 상태를 유지(온 상태)할 수 있다. 여기서, 복수의 제어 장치(미도시)는 예를 들어 온/오프(On/Off) 스위치(미도시)로 구현될 수 있다. 대안적으로, 복수의 제어 장치(미도시) 대신 하나의 제어장치(예를 들어, 마이크로프로세서 또는 개인용 컴퓨터(PC))가 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)의 진공 상태 및 진공 해제 상태를 순서대로 또는 동시에 제어할 수도 있다. 좀 더 구체적으로, 도 2f에 도시된 바와 같이 핑거 부재(251)가 하나의 제 1 핑거(250a) 및 하나의 제 2 핑거(252a)만을 구비하는 경우, 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)는 순차쌍의 순서대로 진공 상태를 유지한다. 만일, 도 2g에 도시된 바와 같이 핑거 부재(251)가 복수의 제 1 핑거(250a,250b,250c) 및 복수의 제 2 핑거(252a,252b,252c)를 구비하는 경우, 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)는 동시에 진공 상태를 유지한다.2A to 2E, at least one of the
한편, 세퍼레이터(230)가 적어도 하나의 제 1 핑거(250a,250b,250c)에 의해 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)에 접근하면서 복수의 제 1 공 간(212a,212b,212c)이 형성된다. 이와 동시에, 세퍼레이터(230)가 적어도 하나의 제 2 핑거(252a,252b,252c)에 의해 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)에 접근하면서 복수의 제 2 공간(222a,222b,222c)이 형성된다. 그 후, 한 쌍의 제 1 및 제 2 전극 공급 부재(214,224)가 복수의 제 1 공간(212a,212b,212c) 내에 복수의 음극 전극(210a,210b,210c)을 공급하고, 복수의 제 2 공간(222a,222b,222c) 내에 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)을 공급한다. 이를 위해, 제 1 전극 공급 부재(214)는 복수의 음극 전극(210a,210b,210c)을 지지하기 위한 복수의 제 1 받침 플레이트(216a,216b,216c)를 구비하며, 제 2 전극 공급 부재(224)는 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)을 지지하기 위한 복수의 제 2 받침 플레이트(226a,226b,226c)를 구비한다. 여기서, 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)의 공급은 동시에 이루어진다. 도 2a 및 도 2c에 도시된 실시에에서는, 한 쌍의 제 1 및 제 2 전극 공급 부재(214,224)가 각각 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)의 후방에서 X축 방향을 따라 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)을 공급하는 것으로 예시되어 있다. 그러나, 당업자라면 한 쌍의 제 1 및 제 2 전극 공급 부재(214,224)가 각각 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)의 후방에서 Y축 방향을 따라 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)을 공급할 수도 있다는 것을 충분히 이해할 수 있을 것이다.Meanwhile, the
대안적인 실시예에서는, 한 쌍의 제 1 및 제 2 전극 공급 부재(214,224)가 일체형으로 제공될 수 있다. 이 경우, 일체형 전극 공급 부재는 복수의 제 1 받침 플레이트(216a,216b,216c) 및 복수의 제 2 받침 플레이트(226a,226b,226c)를 구비한다. 또한, 일체형 전극 공급 부재는 전후 방향(즉, Y축 방향)으로 위치된다. 따라서, 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)은 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c) 사이에서 전후 방향(Y 방향)을 따라 복수의 제 1 공간(212a,212b,212c) 및 복수의 제 2 공간(222a,222b,222c) 내에 제공된다. 여기서, 일체형 전극 공급 부재가 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)을 동시에 제공하기 위해서는, 핑거 부재(251)가 세퍼레이터(230)를 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)에 고정 지지시킨 후에 X 방향으로 이동하여야 한다는 것은 자명하다.In alternative embodiments, a pair of first and second
그 후, 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)의 공급이 완료되면, 복수의 제 1 받침 플레이트(216a,216b,216c) 및 복수의 제 2 받침 플레이트(226a,226b,226c)가 아래에서 위 방향으로 순차적으로 후퇴한다. 예를 들어, 제 1 받침 플레이트(216a)가 후퇴하면, 음극 전극(210a)이 세퍼레이터(230)의 표면과 접촉한다. 제 1 받침 플레이트(216a)가 음극 전극(210a)으로부터 완전히 분리되면, 제 2 매니폴더(272a)의 온/오프 스위치가 오프되어 진공 상태가 해제되어, 스테이지(202) 상에서 세퍼레이터(230)의 표면에 음극 전극(210a)이 위치된다. 그 후, 제 2 받침 플레이트(226a)가 후퇴하면, 양극 전극(220a)이 세퍼레이터(230)의 표면과 접촉한다. 제 2 받침 플레이 트(226a)가 양극 전극(220a)으로부터 완전히 분리되면, 제 1 매니폴더(270a)의 온/오프 스위치가 오프되어 진공 상태가 해제되어, 양극 전극(220a)이 세퍼레이터(230)를 개제하여 음극 전극(210a) 상에 위치된다. 이러한 방식으로, 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)이 세퍼레이터(230)를 개제하여 순차적으로 적층된다(도 2d 참조). Thereafter, when the supply of the plurality of
도 2f는 본 발명의 일 실시예 따른 하나의 제 1 핑거와 하나의 제 2 핑거만을 구비한 핑거 부재의 사시도이다.2F is a perspective view of a finger member having only one first finger and one second finger in accordance with one embodiment of the present invention.
도 2f를 참조하면, 핑거 부재(251)에 장착된 하나의 제 1 핑거(250) 및 하나의 제 2 핑거(252)는 각각 수평 방향 및 수직 방향으로 왕복 이동이 가능하다. 좀 더 구체적으로, 하나의 제 1 핑거(250)는 최초 위치(P 위치)에서 제 1 수평 패스(horizontal path: 253a)를 따라 X축 방향의 좌측에서 우측으로 이동하고, 동시에 하나의 제 2 핑거(252)는 최초 위치(S 위치)에서 제 2 수평 패스(255a)를 따라 X축 방향의 우측에서 좌측으로 이동한다. 제 1 핑거(250)에 의해 이동한 세퍼레이터(230)가 제 2 매니폴더(272a)에 고정 지지되면, 제 1 핑거(250)는 제 1 수평 패스(253a)를 따라 최초 위치(P 위치)로 복귀한 후, 제 1 수직 패스(253d)를 따라 Q 위치로 이동한다. 이와 동시에 제 2 핑거(252)에 의해 이동한 세퍼레이터(230)가 제 1 매니폴더(270a)에 고정 지지되면, 제 2 핑거(252)는 제 2 수평 패스(255a)를 따라 최초 위치(S 위치)로 복귀한 후, 제 2 수직 패스(255d)를 따라 T 위치로 이동한다. 그 후, 제 1 핑거(250)는 제 3 수평 패스(253b)를 따라 X축 방향의 좌측에서 우측으로 이동하고, 동시에 제 2 핑거(252)는 제 4 수평 패스(255b)를 따라 X축 방향의 우측에서 좌측으로 이동한다. 제 1 핑거(250)에 의해 이동한 세퍼레이터(230)가 제 2 매니폴더(272b)에 고정 지지되면, 제 1 핑거(250)는 제 3 수평 패스(253b)를 따라 Q 위치로 복귀한 후, 제 1 수직 패스(253d)를 따라 R 위치로 이동한다. 이와 동시에 제 2 핑거(252)에 의해 이동한 세퍼레이터(230)가 제 1 매니폴더(270b)에 고정 지지되면, 제 2 핑거(252)는 제 2 수평 패스(255a)를 따라 T 위치로 복귀한 후, 제 2 수직 패스(255d)를 따라 U 위치로 이동한다. 그 후, 제 1 핑거(250)는 제 5 수평 패스(253c)를 따라 X축 방향의 좌측에서 우측으로 이동하고, 동시에 제 2 핑거(252)는 제 6 수평 패스(255c)를 따라 X축 방향의 우측에서 좌측으로 이동한다. 제 1 핑거(250)에 의해 이동한 세퍼레이터(230)가 제 2 매니폴더(272c)에 고정 지지되면, 제 1 핑거(250)는 제 5 수평 패스(253c)를 따라 S 위치로 복귀한 후, 제 1 수직 패스(253d)를 따라 최초 위치(P 위치)로 이동한다. 이와 동시에 제 2 핑거(252)에 의해 이동한 세퍼레이터(230)가 제 1 매니폴더(270c)에 고정 지지되면, 제 2 핑거(252)는 제 2 수평 패스(255a)를 따라 U 위치로 복귀한 후, 제 2 수직 패스(255d)를 따라 최초 위치(S 위치)로 이동한다. 이러한 방식으로, 하나의 제 1 핑거(250)와 하나의 제 2 핑거(252)만을 구비한 핑거 부재(251)는 세퍼레이터(230)를 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)로 순차쌍(즉, 제 1 및 제 2 매니폴더의 쌍(270a,272a), 제 1 및 제 2 매니폴더의 쌍(270b,272b), 및 제 1 및 제 2 매니폴더의 쌍(270c,272c))의 순서대로 이동시킨다.Referring to FIG. 2F, one
도 2g는 본 발명의 일 실시예 따른 복수의 제 1 핑거와 복수의 제 2 핑거만 을 구비한 핑거 부재의 사시도이다.2G is a perspective view of a finger member having only a plurality of first fingers and a plurality of second fingers according to an embodiment of the present invention.
도 2g를 참조하면, 핑거 부재(251)에 장착된 복수의 제 1 핑거(250a,250b,250c) 및 복수의 제 1 핑거(252a,252b,252c)는 각각 수평 방향으로 왕복 이동이 가능하다. 좀 더 구체적으로, 복수의 제 1 핑거(250a,250b,250c)는 복수의 제 1 수평 패스(253a,253b,253c)를 따라 X축 방향의 좌측에서 우측으로 이동하여 세퍼레이터(230)를 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)에 고정 지지시키고, 동시에 복수의 제 2 핑거(252a,252b,252c)는 복수의 제 2 수평 패스(255a,255b,255c)를 따라 X축 방향의 우측에서 좌측으로 이동하여 세퍼레이터(230)를 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)로 고정 지지시킨다. 그 후, 복수의 제 1 핑거(250a,250b,250c)는 복수의 제 1 수평 패스(253a,253b,253c)를 따라 X축 방향의 우측에서 좌측으로 이동하여 원래 위치로 복귀하고, 동시에 복수의 제 2 핑거(252a,252b,252c)는 복수의 제 2 수평 패스(255a,255b,255c)를 따라 X축 방향의 좌측에서 우측으로 이동하여 원래 위치로 복귀한다. 이러한 방식으로 복수의 제 1 핑거(250a,250b,250c)와 복수의 제 2 핑거(252a,252b,252c)를 구비한 핑거 부재(251)는 세퍼레이터(230)를 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c) 및 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c)로 동시에 이동시킨다.Referring to FIG. 2G, the plurality of
한편, 도 2h는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 한 쌍의 핑거 롤을 사용하는 본 발명의 2차 전지용 전극 조립체의 제조 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2i는 도 2h에 도시된 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 한 쌍의 핑거 롤의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2i에서는, 설명의 편의상 한 쌍의 핑거 롤(250,252)을 사용하여 제 2 매니폴더(272a) 및 제 1 매니폴더(270a)에 세퍼레이터(230)를 교대로 그리고 순차적으로 이동시키는 것을 도시하고 있다는 점에 유의하여야 한다.On the other hand, Figure 2h is a schematic view showing an apparatus for manufacturing an electrode assembly for a secondary battery of the present invention using a pair of finger roll according to an alternative embodiment of the present invention, Figure 2i is a view shown in Figure 2h Figure schematically illustrates the operation of a pair of finger rolls according to an alternative embodiment of the invention. In FIG. 2I, the
도 2h 및 도 2i를 참조하면, 본 발명의 대안적인 실시예에서는 한 쌍의 제 1 및 제 2 핑거 롤(250,252)이 사용된다. 이 경우, 세퍼레이터(230)는 제 1 핑거 롤(250)과 제 2 핑거 롤(252) 사이에 제공된다. 또한, 세퍼레이터(230)는 제 1 핑거 롤(250)과 제 2 핑거 롤(252)의 회전 동작(자전 및 공전 동작)에 의해 상기 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c) 및 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)로 교대로 그리고 순차적으로 제공된다. 좀 더 구체적으로, 먼저 제 1 및 제 2 핑거 롤(250,252)이 자전하면서 세퍼레이터(230)를 제 2 매니폴더(272a)에 접근하는 방향으로 이동시킨다(A 위치). 그 후, 제 2 핑거 롤(252)이 제 1 핑거 롤(250)의 상부로 이동하도록 공전한다(B 위치). 그 후, 제 1 및 제 2 핑거 롤(250,252)이 세퍼레이터(230)를 제 2 매니폴더(272a)에 접촉시키거나 거의 접촉시킨다(C 위치). 그 결과, 진공 상태의 제 2 매니폴더(272a)에 세퍼레이터(230)가 고정 지지된다(D 위치). 그 후, 제 1 및 제 2 핑거 롤(250,252)이 세퍼레이터(230)를 제 1 매니폴더(270a)에 접근하는 방향으로 이동시킨다(E 위치). 그 후, 제 1 핑거 롤(250)이 제 2 핑거 롤(252)의 상부로 이동하도록 공전한다(F 위치). 그 후, 제 1 및 제 2 핑거 롤(250,252)이 세퍼레이터(230)를 제 1 매니폴더(270a)에 접촉시키거나 거의 접촉시킨다(G 위치). 그 결과, 진공 상태의 제 1 매니폴더(270a)에 세퍼레이터(230)가 고정 지지된다(H 위치). 이러한 방식으로, 한 쌍의 제 1 및 제 2 핑거 롤(250,252)이 세퍼레이터(230)를 제 2 및 제 1 매니폴더(272a,270a), 제 2 및 제 1 매니폴더(272b,270b), 및 제 2 및 제 1 매니폴더(272c,270c)의 순서로 고정 지지시킬 수 있다.2H and 2I, in an alternative embodiment of the present invention, a pair of first and second finger rolls 250, 252 are used. In this case, the
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체의 제조 방법의 플로우차트를 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체의 제조 방법(300)의 플로우차트를 도시한 도면이다.3A is a flowchart illustrating a method of manufacturing a secondary battery electrode assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a
도 3a를 도 2와 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체(201)의 제조 방법(300)은 a) 한 쪽 끝단이 고정 지지되는 세퍼레이터(230)를 상부에서 하부로 연속적으로 제공하는 단계(310); b) 적어도 하나의 제 1 핑거(250a,250b,250c) 및 적어도 하나의 제 2 핑거(252a,252b,252c)를 사용하여 상기 세퍼레이터(230)를 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c) 및 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)로 순차적으로 또는 동시에 이동시키는 단계(320); c) 진공을 이용하여 상기 세퍼레이터(230)를 상기 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c) 및 상기 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)에 순차적으로 또는 동시에 고정 지지시키는 단계(330); d) 상기 적어도 하나의 제 1 핑거(250a,250b,250c) 및 상기 적어도 하나의 제 2 핑거(252a,252b,252c)의 이동에 의해 형성되는 복수의 제 1 공간(212a,212b,212c) 및 복수의 제 2 공간(222a,222b,222c) 내에 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)을 동시에 공급하는 단계(340); 및 e) 상기 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c) 및 상기 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)의 진공 상태를 교대로 그리고 순차적으로 해제하여 상기 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 상기 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)을 상기 세퍼레이터(230)를 개제하여 순차적으로 적층하는 단계(350)를 포함한다.Referring to FIG. 3A together with FIG. 2, a
도 3b를 도 2와 함께 참조하면, 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체(201)의 제조 방법(300)은 a) 한 쪽 끝단이 고정 지지되는 세퍼레이터(230)를 상부에서 하부로 연속적으로 제공하는 단계(310); b) 상기 세퍼레이터(230)가 사이에 제공되는 한 쌍의 제 1 핑거 롤(250) 및 제 2 핑거 롤(252)을 사용하여 상기 세퍼레이터(230)를 상기 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c) 및 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)로 교대로 그리고 순차적으로 이동시키는 단계(320); c) 진공을 이용하여 상기 세퍼레이터(230)를 상기 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c) 및 상기 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)에 교대로 그리고 순차적으로 고정 지지시키는 단계(330); d) 상기 한 쌍의 제 1 핑거 롤(250) 및 제 2 핑거 롤(252)의 이동에 의해 형성되는 복수의 제 1 공간(212a,212b,212c) 및 복수의 제 2 공간(222a,222b,222c) 내에 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)을 동시에 공급하는 단계(340); 및 e) 상기 복수의 제 2 매니폴더(272a,272b,272c) 및 상기 복수의 제 1 매니폴더(270a,270b,270c)의 진공 상태를 교대로 그리고 순차적으로 해제하여 상기 복수의 음극 전극(210a,210b,210c) 및 상기 복수의 양극 전극(220a,220b,220c)을 상기 세퍼레이터(230)를 개제하여 순차적으로 적층하는 단계(350)를 포함한다.Referring to FIG. 3B together with FIG. 2, a
상술한 바와 같이, 본 발명의 2차 전지용 전극 조립체의 제조장치(200) 및 제조방법(300)을 사용하면, 복수개의 음극 전극(210) 및 복수개의 양극 전극(220) 이 동시에 공급되므로, 예를 들어 음극 전극 3매 및 양극 전극 22매로 이루어진 하나의 전극 조립체(201)를 제조하는데 소요되는 시간이 대략 20초 정도로 상당히 짧다. 즉, 종래 기술에 비해, 제조 공정 시간(tact time)이 1/9로 획기적으로 줄어든다. 따라서, 전극 조립체(201) 및 2차 전지의 생산성이 높아지고 또한 대량 생산이 가능하다. As described above, when the
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.Various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims. It is not. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the above-described exemplary embodiments, but should be defined only in accordance with the following claims and their equivalents.
도 1a는 종래 기술에 따른 전극 조립체의 제조 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.1A is a view for schematically explaining a method of manufacturing an electrode assembly according to the prior art.
도 1b는 종래 기술에 따른 전극 조립체의 제조방법에 따라 제조된 전극 조립체의 개략적인 사시도가 도시되어 있다.1B is a schematic perspective view of an electrode assembly manufactured according to a method of manufacturing an electrode assembly according to the prior art.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체의 제조 장치 및 전극 조립체의 제조 과정 중 초기 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2A schematically illustrates an apparatus for manufacturing an electrode assembly for a secondary battery and an initial step in a process of manufacturing an electrode assembly according to an exemplary embodiment.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 과정 중 핑거에 의해 세퍼레이터가 복수의 매니폴더에 고정 지지된 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2B is a view schematically illustrating a step in which a separator is fixedly supported by a plurality of manifolds by a finger during a manufacturing process of an electrode assembly according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 과정 중 한 쌍의 제 1 및 제 2 전극 공급 부재에 의해 음극 전극 및 양극 전극이 동시에 제공되는 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2C schematically illustrates a step in which a cathode electrode and an anode electrode are simultaneously provided by a pair of first and second electrode supply members during a manufacturing process of an electrode assembly according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 과정이 완료된 상태를 도시한 도면이다.Figure 2d is a view showing a state in which a manufacturing process of the electrode assembly according to an embodiment of the present invention is completed.
도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 매니폴더와 진공 펌핑 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.2E schematically illustrates a manifold and a vacuum pumping apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2f는 본 발명의 일 실시예 따른 하나의 제 1 핑거와 하나의 제 2 핑거만을 구비한 핑거 부재의 사시도이다.2F is a perspective view of a finger member having only one first finger and one second finger in accordance with one embodiment of the present invention.
도 2g는 본 발명의 일 실시예 따른 복수의 제 1 핑거와 복수의 제 2 핑거만 을 구비한 핑거 부재의 사시도이다. 2G is a perspective view of a finger member having only a plurality of first fingers and a plurality of second fingers according to an embodiment of the present invention.
도 2h는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 한 쌍의 핑거 롤을 사용하는 본 발명의 2차 전지용 전극 조립체의 제조 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2H schematically illustrates an apparatus for manufacturing an electrode assembly for a secondary battery of the present invention using a pair of finger rolls according to an alternative embodiment of the present invention.
도 2i는 도 2h에 도시된 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 한 쌍의 핑거 롤의 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2I schematically illustrates the operation of a pair of finger rolls in accordance with an alternative embodiment of the present invention shown in FIG. 2H.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체의 제조 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.3A is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrode assembly for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
도 3b는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 2차 전지용 전극 조립체의 제조 방법의 플로우차트를 도시한 도면이다.3B is a flowchart of a method of manufacturing an electrode assembly for a secondary battery according to an alternative embodiment of the present invention.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090040495A KR101023700B1 (en) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | An Apparatus and A Method of Manufacturing Electrode Assembly for Secondary Cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090040495A KR101023700B1 (en) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | An Apparatus and A Method of Manufacturing Electrode Assembly for Secondary Cell |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100121366A true KR20100121366A (en) | 2010-11-17 |
KR101023700B1 KR101023700B1 (en) | 2011-03-25 |
Family
ID=43406721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090040495A KR101023700B1 (en) | 2009-05-08 | 2009-05-08 | An Apparatus and A Method of Manufacturing Electrode Assembly for Secondary Cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101023700B1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101045376B1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-06-30 | 주식회사 나래나노텍 | An Apparatus and A Method of Forming Folding Portions to Thin Film for Stacking |
WO2012074216A3 (en) * | 2010-12-02 | 2012-09-07 | 주식회사 엘지화학 | Folding device for electrode assembly |
WO2015046793A1 (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-02 | 주식회사 엘지화학 | Electrode assembly production method |
US20210050626A1 (en) * | 2018-01-29 | 2021-02-18 | Lg Chem, Ltd. | Method for Manufacturing Electrode Assembly and Method for Manufacturing Secondary Battery |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101280069B1 (en) | 2011-06-23 | 2013-06-28 | 주식회사 나래나노텍 | System for Stacking Electrodes |
KR102044367B1 (en) | 2019-02-01 | 2019-11-13 | (주)호명이엔지 | Apparatus for Stacking Electrodes and System for Stacking Electrodes Having the Same |
KR102044363B1 (en) | 2019-02-01 | 2019-11-13 | (주)호명이엔지 | Loader Apparatus for Stacking Electrodes and System for Stacking Electrodes Having the Same |
KR102588808B1 (en) | 2021-09-06 | 2023-10-16 | 유일에너테크(주) | Electrode assembly producing system for secondary battery having the same |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE420550B (en) | 1975-12-09 | 1981-10-12 | Tudor Ab | DEVICE FOR THE MANUFACTURING OF ELECTRICAL ACCUMULATORS ORDERING AND FIXED ELECTRICAL ACCESSORIES |
JP2000277141A (en) | 1999-03-25 | 2000-10-06 | Toshiba Battery Co Ltd | Manufacturing device for rolled electrode |
KR100388649B1 (en) * | 2001-05-23 | 2003-06-25 | 주식회사 코캄엔지니어링 | Lamination apparatus for automated manufacturing system of lithium secondary cell |
JP2003297430A (en) | 2002-04-03 | 2003-10-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method of manufacturing secondary battery and device for manufacturing secondary battery electrode |
-
2009
- 2009-05-08 KR KR1020090040495A patent/KR101023700B1/en active IP Right Grant
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101045376B1 (en) * | 2009-10-26 | 2011-06-30 | 주식회사 나래나노텍 | An Apparatus and A Method of Forming Folding Portions to Thin Film for Stacking |
WO2012074216A3 (en) * | 2010-12-02 | 2012-09-07 | 주식회사 엘지화학 | Folding device for electrode assembly |
KR101334618B1 (en) * | 2010-12-02 | 2013-11-29 | 주식회사 엘지화학 | Device for Folding Electrode Assembly |
US8757351B2 (en) | 2010-12-02 | 2014-06-24 | Lg Chem, Ltd. | Device for folding electrode assembly |
WO2015046793A1 (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-02 | 주식회사 엘지화학 | Electrode assembly production method |
US10033063B2 (en) | 2013-09-26 | 2018-07-24 | Lg Chem, Ltd. | Method of manufacturing electrode assembly |
US20210050626A1 (en) * | 2018-01-29 | 2021-02-18 | Lg Chem, Ltd. | Method for Manufacturing Electrode Assembly and Method for Manufacturing Secondary Battery |
US11749841B2 (en) * | 2018-01-29 | 2023-09-05 | Lg Energy Solution, Ltd. | Method for manufacturing electrode assembly and method for manufacturing secondary battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101023700B1 (en) | 2011-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101023700B1 (en) | An Apparatus and A Method of Manufacturing Electrode Assembly for Secondary Cell | |
KR101531234B1 (en) | High-Speed Staking Apparatus for Secondary Battery and Method of the same | |
US7500304B2 (en) | Packing apparatus for an automated manufacturing system of lithium secondary battery | |
US9786945B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing electrode assembly for rectangular battery | |
JP2013502671A (en) | Method for manufacturing an electrode stack | |
KR101443832B1 (en) | A manufacturing Apparatus for Secondary Battery Case and Method for preparation of the same | |
KR20170117681A (en) | Taping Apparatus Capable of Attaching Adhesive Tape to Battery Cell | |
KR101811474B1 (en) | Apparatus of degassing battery cell and method of degassing battery cell using the same | |
KR20150087208A (en) | Device for producing electrode stacks | |
EP1261062B1 (en) | Lamination apparatus for an automated manufacturing system for a lithium secondary battery | |
KR102236453B1 (en) | Apparatus and method for enhancing foldability of separator in prismatic secondary battery cell manufacturing equipment | |
KR102322077B1 (en) | Secondary battery stacking device with folding plate | |
KR20210045182A (en) | Pick up and place device for secondary battery stacking apparatus | |
KR102333754B1 (en) | swing module of electrode assembly manufacturing apparatus | |
KR102586960B1 (en) | Separator Handling Apparatus for Stacking One-sided Eelectrode of Secondary Battery Cell And Method for Manufacturing Secondary Battery Cell Using the Same | |
KR101057356B1 (en) | Electrode lamination unit, electrode body manufacturing apparatus provided with the same, and electrode lamination method | |
JP5487400B2 (en) | Stacked structure generator, secondary battery stacking apparatus and method including the same | |
KR102320193B1 (en) | Secondary battery stacking method using the folding method | |
KR102261506B1 (en) | Notching Device Having Suction Pad for Fixing of Electrode Sheet | |
JP2016225204A (en) | Lamination device | |
KR20200069886A (en) | Algin apparatus of system for producing electrodes of battery | |
KR101058786B1 (en) | Laminating mechanism generator, stacking apparatus and method for secondary cell | |
KR102401675B1 (en) | A apparatus for stacking the electrodes or secondary battery | |
KR101045376B1 (en) | An Apparatus and A Method of Forming Folding Portions to Thin Film for Stacking | |
KR20240033671A (en) | Electrode assembly manufacturing apparatus and method using the same |
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: 20140314 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150317 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180305 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200305 Year of fee payment: 10 |