KR20120111078A - 전극조립체의 제조방법 및 이를 이용하여 생산되는 전극조립체 - Google Patents

전극조립체의 제조방법 및 이를 이용하여 생산되는 전극조립체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극조립체를 제조하는 방법으로서, 상기 전극조립체는 둘 이상의 단위셀들이 분리막 시트에 접착되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 상기 분리막 시트와 단위셀의 접착력을 증가시키기 위해, 분리막 시트 상에 단위셀을 위치시키는 과정 이전에, 코로나(corona) 방전에 의해 분리막 시트의 표면을 활성화시키는 표면처리 과정을 포함하는 전극조립체 제조방법을 제공한다.

Description

전극조립체의 제조방법 및 이를 이용하여 생산되는 전극조립체 {Method for Manufacturing Electrode Assembly and Electrode Assembly Manufactured Thereby}
본 발명은 전극조립체의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 둘 이상의 단위셀들이 분리막 시트에 접착되어 있는 구조로 전극조립체가 이루어져 있으며, 분리막 시트와 단위셀의 접착력을 증가시키기 위해, 분리막 시트 상에 단위셀을 위치시키는 과정 이전에, 코로나 방전에 의해 분리막 시트의 표면을 활성화시키는 표면처리 과정을 포함하는 전극조립체 제조방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
또한, 이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 분리막 시트로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.
그 중, 전극조립체를 제조하기 위해 분리막 시트로 바이셀 또는 풀셀들을 권취하는 방식에서, 바이셀 또는 풀셀을 구성하는 양극 또는 음극의 경우, 커팅 공정에서 커팅면에 전극 탈리가 발생되거나 커터에 의해 양극 또는 음극에 손상이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 폴딩 이후 전해액 주입 및 디가스(degassing) 공정에서, 일부 손상된 양극 또는 음극 파우더가 분리막 시트와의 접착력이 약할 경우, 양극 또는 음극의 유동 현상이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점들을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 폴딩 공정과 같이 단위셀과 분리막 시트의 접착이 필요한 공정에서 코로나 방전을 분리막 시트에 행하여 분리막 시트의 표면 활성화를 통해 단위셀과 분리막 시트의 접착력을 향상시키는 전극조립체 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같은 접착력이 향상된 품질을 확보하면서 용이한 공정으로 제조되는 전극조립체를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극조립체 제조방법은, 전극조립체를 제조하는 방법으로서, 상기 전극조립체는 둘 이상의 단위셀들이 분리막 시트에 접착되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 상기 분리막 시트와 단위셀의 접착력을 증가시키기 위해, 분리막 시트 상에 단위셀을 위치시키는 과정 이전에, 코로나(corona) 방전에 의해 분리막 시트의 표면을 활성화시키는 표면처리 과정을 포함하는 것으로 구성되어 있다.
따라서, 본 발명에 따른 전극조립체 제조방법은, 분리막 시트 상에 단위셀을 위치시키는 과정 이전에, 코로나 방전에 의해 분리막 시트의 표면을 활성화시키는 표면처리 과정을 거침으로써, 분리막 시트의 표면 장력을 증가시켜 분리막 시트와 단위셀의 접착력이 증가되므로, 단위셀의 전극이 파우더 형태로 탈리되는 것을 방지하고, 탈리된 음극 또는 양극이 유동하여 양극 또는 음극과 접촉하여 저전압을 발생시키거나 전극조립체를 발화하는 것을 방지할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극조립체 제조방법은,
(a) 분리막 시트의 표면에 코로나 방전을 수행하는 과정;
(b) 분리막 시트의 상면에 단위셀을 위치시키는 과정;
(c) 단위셀의 상부와 분리막 시트의 하부에 열 및/또는 압력을 가하는 과정; 및
(d) 단위셀을 분리막 시트에 의해 순차적으로 권취하여 적층시키는 과정;
을 포함할 수 있다.
상기 과정(c)에서 단위셀의 상부와 분리막 시트의 하부에 열을 가하거나 압력을 가하는 과정은 각각 수행되거나 동시에 수행될 수 있으며, 생산성 측면에서는 동시에 수행되는 것이 더욱 바람직하다.
한편, 상기 단위셀은 대표적으로 바이셀 또는 풀셀을 들 수 있다.
상기 바이셀 및 풀셀의 구성과 이들을 사용하여 전극조립체를 구성하는 방법은 본 출원인의 한국 특허출원공개 제2001-82058호, 제2001-82059호 및 제2001-82060호에 자세히 개시되어 있으며, 상기 출원들은 참조로서 본 발명의 내용에 합체된다.
단위셀로서의 풀셀은 양극/분리막/음극의 단위 구조로 이루어져 있는 셀로서, 셀의 양측에 각각 양극과 음극이 위치하는 셀이다. 이러한 풀셀은 가장 기본적인 구조의 양극/분리막/음극 셀과 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 셀 등을 들 수 있다. 풀셀을 사용하여 이차전지를 구성하기 위해서는, 분리막 시트가 개재된 상태에서 양극과 음극이 서로 대면하도록 다수의 풀셀들을 적층하여야 한다.
또한, 단위셀로서의 바이셀은 양극/분리막/음극/분리막/양극의 단위 구조 및 음극/분리막/양극/분리막/음극의 단위구조와 같이 셀의 양측에 동일한 전극이 위치하는 셀이다. 본 명세서에서는 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 셀을 "C형 바이셀"로서 칭하고, 음극/분리막/ 양극/분리막/음극 구조의 셀을 "A형 바이셀"로서 칭한다. 즉, 양측에 양극이 위치하는 셀을 C형 바이셀이라 하고, 양측에 음극이 위치하는 셀을 A형 바이셀이라 한다.
이러한 바이셀들은 셀 양측의 전극이 동일한 구조라면 그것을 이루는 양극 및 음극과 분리막의 수가 특별히 제한되는 것은 아니다. 바이셀을 사용하여 이차전지를 구성하기 위해서는, 분리막 시트가 개재된 상태에서 C형 바이셀과 A형 바이셀이 서로 대면하도록 다수의 바이셀들을 적층하여야 한다.
풀셀과 바이셀은 양극 및 음극을 그 사이에 분리막을 개재시킨 상태에서 상호 결합시켜 제조된다.
하나의 바람직한 예로서, 상기 표면처리된 분리막 시트의 접착력은, 예를 들어, 50 dyn(다인) 이상일 수 있으며, 바람직하게는 50 dyn 내지 100 dyn일 수 있다. 50 dyn 미만이면 소망하는 단위셀과 분리막 필름의 접착을 달성하기가 용이하지 않을 수 있다.
한편, 상기 표면처리 과정에서 코로나의 출력으로 인해 분리막 시트에서 직/간접적으로 열이 발생할 수 있다. 즉, 코로나 방전시 발생되는 에너지에 의해 분리막 시트에서 열이 발생되고 이는 분리막 시트의 물성에 영향을 미치게 된다. 또한, 코로나 장비 자체에서 고출력이 발생하므로 이는 방전극판 자체에 고온의 열을 발생시키고 분리막 시트는 이렇게 고온의 열이 발생되는 구간을 통과하게 되므로, 코로나 가동시 고온에 의해 분리막 시트에 주름이 발생할 수 있다.
상기와 같이 분리막 시트의 주름을 방지하는 방법은 다양할 수 있으며, 예를 들어 하기의 방법을 들 수 있다.
하나의 예에서, 상기 표면처리 과정은 코로나 방전극판의 온도를 감소시키도록 방전극판의 내부에 공기를 주입하는 과정('공기 주입과정')을 추가로 포함하고 있어서. 방전극판의 열을 공기에 의해 냉각할 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 표면처리 과정은 분리막 시트의 표면 온도를 감소시키도록 분리막 시트의 표면에 공기를 분사하는 과정('공기 분사과정')을 추가로 포함하고 있어서, 분리막 시트의 열을 공기에 의해 냉각할 수 있다.
또한, 전지 제조 공정에서 수분 유입은 전지 내의 부반응을 발생시켜 전지의 성능을 저하시키는 주요 요인으로 나타나기 때문에, 전지 내의 수분 유입을 최소화하면서 분리막 시트의 냉각을 달성하기 위해 공기 냉각을 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 상기 전극조립체 제조방법으로 제조된 전극조립체를 제공한다.
또 다른 예로서, 본 발명은 상기 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 전지셀을 제공한다.
상기 전지케이스는 바람직하게는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스일 수 있다.
상기 라미네이트 시트는 바람직하게는 외부 수지층, 공기 및 수분 차단성 금속층, 및 열융착성 내부 수지층의 적층 구조로 이루어질 수 있다.
상기 외부 수지층은 외부 환경에 대해 우수한 내성을 가져야 하므로, 소정 이상의 인장강도와 내후성이 필요하다. 이러한 측면에서 외부 피복층의 고분자 수지는 인장강도 및 내후성이 우수한 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 연신 나일론을 포함할 수 있다.
또한, 상기 외부 피복층은 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)로 이루어져 있거나 및/또는 상기 외부 피복층의 외면에 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)층이 구비되어 있는 구조로 이루어질 수 있다.
상기 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)와 비교하여 얇은 두께에서도 우수한 인장강도와 내후성을 가지므로 외부 피복층으로 사용하기에 바람직하다.
상기 내부 수지층의 고분자 수지로는 열융착성(열접착성)을 가지고, 전해액의 침입을 억제하기 위해 전해액에 대한 흡습성이 낮으며, 전해액에 의해 팽창하거나 침식되지 않는 고분자 수지가 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 무연신 폴리프로필렌 필름(CPP)으로 이루어질 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 라미네이트 시트는, 상기 외부 피복층의 두께가 5 내지 40 ㎛이고, 상기 베리어층의 두께가 20 내지 150 ㎛이며, 상기 내부 실란트층의 두께가 10 내지 50 ㎛인 구조로 이루어질 수 있다. 상기 라미네이트 시트의 각 층들의 두께가 너무 얇은 경우에는 물질에 대한 차단 기능과 강도 향상을 기대하기 어렵고, 반대로 너무 두꺼우면 가공성이 떨어지고 시트의 두께 증가를 유발하므로 바람직하지 않다.
상기 전지셀은 바람직하게는 리튬 이차전지일 수 있다. 상기 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막 및 리튬 함유 비수계 전해액으로 구성되어 있다.
상기 양극은 예를 들어, 양극 합제를 NMP 등의 용매에 혼합하여 만들어진 슬러리를 양극 집전체 상에 도포한 후 건조 및 압연하여 제조될 수 있다.
상기 양극 합제는 양극 활물질 이외에 선택적으로 도전재, 바인더, 충진제 등이 포함될 수 있다.
상기 양극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM'yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 그라파이트; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다. 시판되고 있는 도전재의 구체적인 예로는 아세틸렌 블랙 계열인 쉐브론 케미칼 컴퍼니(Chevron Chemical Company)나 덴카 블랙(Denka Singapore Private Limited), 걸프 오일 컴퍼니(Gulf Oil Company) 제품 등), 케트젠블랙(Ketjenblack), EC 계열(아르막 컴퍼니(Armak Company) 제품), 불칸(Vulcan) XC-72(캐보트 컴퍼니(Cabot Company) 제품) 및 수퍼(Super) P(Timcal 사 제품) 등이 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합제 등을 들 수 있다.
상기 충진제는 전극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 음극은, 예를 들어, 음극 집전체 상에 음극 활물질을 포함하고 있는 음극 합제를 도포한 후 건조하여 제조되며, 상기 음극 합제에는, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등의 성분들이 포함될 수 있다.
상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연, 탄소섬유, 난흑연화성 탄소, 카본블랙, 카본나노튜브, 플러렌, 활성탄 등의 탄소 및 흑연재료; 리튬과 합금이 가능한 Al, Si, Sn, Ag, Bi, Mg, Zn, In, Ge, Pb, Pd, Pt, Ti 등의 금속 및 이러한 원소를 포함하는 화합물; 금속 및 그 화합물과 탄소 및 흑연재료의 복합물; 리튬 함유 질화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 탄소계 활물질, 규소계 활물질, 주석계 활물질, 또는 규소-탄소계 활물질이 더욱 바람직하며, 이들은 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수도 있다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
본 발명에서 단위셀들이 접착되는 분리막 시트는 상기 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막과 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 하나의 바람직한 예에서, 분리막 시트는 상기 분리막과 같은 기공 직경과 두께를 올레핀계 폴리머로 이루어진 시트일 수 있다.
상기 리튬염 함유 비수계 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다.
경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전극조립체 제조방법을 수행하는 장치를 제공한다.
구체적으로, 상기 장치는
(a) 분리막 시트를 공급하는 분리막 시트 공급롤;
(b) 분리막 시트의 표면에 코로나 방전을 행하는 코로나 방전기;
(c) 분리막 시트의 상면에 단위셀을 위치시키기 위해 단위셀을 공급하는 단위셀 공급기;
(d) 단위셀의 상부와 분리막 시트의 하부에 열을 인가하는 가열기;
(e) 단위셀의 상부와 분리막 시트의 하부에 압력을 인가하는 가압롤러; 및
(f) 분리막 시트에 의해 단위셀들을 순차적으로 권취하는 폴딩기;
를 포함하고 있다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 코로나 방전기는 코로나 방전극판 내부에 공기를 주입하는 공기 주입기를 추가로 포함하고 있어서, 방전극판의 열을 공기에 의해 냉각할 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 코로나 방전기는 분리막 시트의 표면에 공기를 분사하기 위한 공기 분사기를 추가로 포함하고 있어서, 분리막 시트의 열을 공기에 의해 냉각할 수 있다.
구체적으로, 공기 분사기는 코로나 방전극판의 내부에 위치한 에어홀들과 에어홀들에 공기를 주입하는 에어펌프로 구성될 수 있다.
상기 가열기와 가압롤러는 가열과 가압을 동시에 수행할 수 있는 하나의 부품으로 구성될 수도 있음은 물론이다.
상기 코로나 방전기는 플라스틱과 같은 전기절연성 케이스에 내장되어 있어서, 사용자가 코로나 방전기에 의해 감전되는 것을 방지할 수 있다.
바람직한 예로서, 상기 코로나 방전기는 상압 플라즈마 개질기로 이루어져 있다.
구체적으로, 상압 플라즈마 개질기는 상온/상압하에서 대기중 또는 가스내의 방전에 의해 플라즈마를 형성하고 이러한 플라즈마가 대상물 표면 분자와 격렬히 반응하게 하여 표면 분자구조를 변화시킨다.
또한, 상압 플라즈마 개질기는 인-라인(In-line) 생산설비에 사용될 수 있으므로 생산성이 향상되고, 처리 대상이 광범위하며 유지관리비가 저렴한 장점이 있다.
상기 상압 플라즈마 개질기는 파워 서플라이, 및 플라즈마 챔버를 포함하는 구조로 이루어져 있어서, 플라즈마 챔버는 파워 서플라이로부터 고전압의 전류를 공급받아 분리막 필름의 표면에 코로나를 방전할 수 있다.
한편, 상기 코로나 방전기는 구조에 따른 특성 측면에서, 고정방전극형 유전체 방전극 코로나 개질기일 수 있다.
상기 구성에서, 가열기가 열을 인가하는 온도는 순간적인 온도이며, 예를 들어, 대략 섭씨 50도 내지 150도로 이루어질 수 있다. 상기 온도가 섭씨 50도 미만이면 소망하는 단위셀과 분리막 필름의 접착을 달성하기가 용이하지 않고, 섭씨 150도를 초과하면 분리막 시트의 변형이 유발될 가능성이 있으므로 바람직하지 않다.
상기 가압롤러가 인가하는 압력은 50 kg/pulse 내지 150 kg/pulse일 수 있다.
상기 압력이 50 kg/pulse 미만이면 소망하는 단위셀과 분리막 필름의 접착을 달성하기가 용이하지 않고, 섭씨 150 kg/pulse를 초과하면 단위셀과 분리막이 적어도 국부적으로 파손될 가능성이 있으므로 바람직하지 않다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극조립체 제조방법은, 분리막 시트 상에 단위셀을 위치시키는 과정 이전에, 코로나 방전에 의해 분리막 시트의 표면을 활성화시키는 표면처리 과정을 포함함으로써, 단위셀과 분리막 시트의 접착력을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체 제조방법을 나타내는 공정도이다;
도 2는 도 1의 전극조립체 제조방법의 순서도이다;
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코로나 방전기의 모식도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정방전극형 유전체 방전극 코로나 개질기의 구성을 나타내는 모식도이다;
도 5는 코로나 방전에 의해 분리막 시트의 표면을 처리하지 않은 제조방법에 의해 제조된 전극조립체의 사진이다;
도 6은 도 2의 제조방법에 의해 제조된 전극조립체의 사진이다;
도 7 및 도 8은 공기 분사기의 측면 및 후면을 나타내는 사진들이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극조립체 제조방법을 나타내는 공정도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 전극조립체 제조방법의 순서도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 전극조립체 제조방법(100)은 분리막 시트(36)의 표면에 코로나 방전을 수행하는 과정(102), 분리막 시트(36)의 상면에 단위셀을 위치시키는 과정(104), 단위셀의 상부와 분리막 시트(36)의 하부에 열을 가하는 과정(106), 단위셀의 상부와 분리막 시트(36)의 하부에 압력을 가하는 과정(108), 및 단위셀을 분리막 시트(36)에 의해 순차적으로 권취하여 적층시키는 과정(110)으로 구성되어 있다.
단위셀은 A형 바이셀(32)과 C형 바이셀(34)로 이루어져 있고, 전극조립체 제조장치는, 분리막 시트 공급롤(도시하지 않음), 코로나 방전기(20), 단위셀 공급기(10), 가열기(30), 가압롤러(40), 및 폴딩기(50)로 구성되어 있다.
분리막 시트 공급롤은 분리막 시트(36)를 공급하고, 코로나 방전기(20)는 분리막 시트(36)의 표면에 코로나 방전을 수행하여 분리막 시트(36)의 표면을 활성화하고 있다.
단위셀 공급기(10)는 분리막 시트(36)의 상면에 단위셀을 위치시키기 위해 단위셀을 공급하고, 가열기(30)는 단위셀의 상부와 분리막 시트(36)의 하부에 열을 인가하고 있다.
또한, 가압롤러(40)는 단위셀의 상부와 분리막 시트(36)의 하부에 압력을 인가하고, 폴딩기(50)는 분리막 시트(36)에 의해 단위셀들을 순차적으로 권취하고 있다.
도 3에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 코로나 방전기의 모식도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 코로나 방전기(20)는 직육면체의 플라스틱 케이스에 내장되어 있다.
또한, 코로나 방전기(20)는 상압 플라즈마 개질기로서, 고전압 파워 서플라이(도시하지 않음), 및 플라즈마 챔버(22)를 포함하고 있다.
또한, 분리막 시트(36)는 플라즈마 챔버(22)에 의해 표면이 활성화된 후 제 1 롤러(42), 제 2 롤러(44), 및 제 3 롤러(46)에 의해 평평한 상태를 유지하며 다음 공정으로 이동된다.
도 4에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고정방전극형 유전체 방전극 코로나 개질기의 구성을 나타내는 모식도가 도시되어 있다.
고정방전극형 유전체 방전극 코로나 개질기는, 금속전극 유전체(120), 방전극(126), 전원(124), 및 접지 전극(122)으로 구성되어 있다.
또한, 상기 코로나 개질기는 금속전극 유전체(120)로 방전극(126)을 감싸고 있고, 자연 냉각시키기 때문에 내열온도가 높은 유전체인 세라믹을 사용하고 있다.
도 5에는 코로나 방전에 의해 분리막 시트의 표면을 처리하지 않은 제조방법에 의해 제조된 전극조립체의 사진이 도시되어 있고, 도 6에는 도 2의 제조방법에 의해 제조된 전극조립체의 사진이 도시되어 있다.
먼저 도 5를 참조하면, 도 5의 전극조립체(130)는 코로나 방전에 의해 분리막 시트의 표면을 처리하지 않은 제조방법에 의해 제조되었고, 탈리된 전극(132)의 유동이 나타난 것을 확인할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하면, 도 6의 전극조립체(134)는 코로나 방전에 의해 분리막 시트의 표면을 처리하는 제조방법에 의해 제조되었고, 탈리된 전극 유동이 전혀 없으며 전극이 분리막 시트에 안정적으로 접착되어 있음을 확인할 수 있다.
한편, 코로나 방전에 의해 분리막 시트의 표면을 처리하지 않은 제조방법과 코로나 방전에 의해 분리막 시트의 표면을 처리하는 제조방법으로 제조된 전극조립체에 대한 비교 실험결과가 하기 표 1에 나타나 있다.
<표 1>
Figure pat00001
상기 표 1을 참조하면, 도 6과 같이 코로나 방전을 적용한 전극조립체(134)는 300개의 전극조립체 중 전극 탈리가 하나도 발견되지 않은 반면, 도 5와 같이 코로나 방전을 적용하지 않은 전극조립체(130)는 300개의 전극조립체 중 3개의 전극조립체에서 전극탈리가 발생하여 1%의 불량률을 가짐을 확인하였다.
따라서, 본 발명과 같이 분리막 시트의 표면에 코로나 방전을 수행하는 과정을 포함하는 전극조립체 제조방법은 분리막 시트의 표면에 코로나 방전을 수행하는 과정을 포함하지 않는 전극조립체 제조방법과 비교하여 양품률이 크게 향상됨을 알 수 있다.
도 7 및 도 8에는 공기 분사기의 측면 및 후면을 나타내는 사진들이 도시되어 있다.
이들 도면을 도 3과 함께 참조하면, 코로나 방전기(20)는 분리막 시트(36)의 표면에 공기를 분사하기 위한 공기 분사기를 포함하고 있고, 공기 분사기는 코로나 방전극판(24)의 내부에 위치한 에어홀들(26) 및 에어홀들(26)에 공기를 공급하는 에어호스(28)로 이루어져 있다.
에어홀들(26)은 코로나 방전극판(24)의 후방에 위치한 에어펌프(도시하지 않음)로부터 에어호스(28)를 통해 공기를 공급받아 분리막 시트(36)의 표면에 공기를 분사함으로써 코로나 방전시 발생하는 분리막 시트(36)의 열을 감소시킨다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (20)

  1. 전극조립체를 제조하는 방법으로서, 상기 전극조립체는 둘 이상의 단위셀들이 분리막 시트에 접착되어 있는 구조로 이루어져 있으며, 상기 분리막 시트와 단위셀의 접착력을 증가시키기 위해, 분리막 시트 상에 단위셀을 위치시키는 과정 이전에, 코로나(corona) 방전에 의해 분리막 시트의 표면을 활성화시키는 표면처리 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (a) 분리막 시트의 표면에 코로나 방전을 수행하는 과정;
    (b) 분리막 시트의 상면에 단위셀을 위치시키는 과정;
    (c) 단위셀의 상부와 분리막 시트의 하부에 열 및/또는 압력을 가하는 과정; 및
    (d) 단위셀을 분리막 시트에 의해 순차적으로 권취하여 적층시키는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단위셀은 풀셀 또는 바이셀인 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 표면처리된 분리막 시트의 접착력은 50 dyn 이상인 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 표면 처리 과정은 코로나 방전극판의 온도를 감소시키도록 방전극판의 내부에 공기를 주입하는 과정('공기 주입과정')을 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 표면 처리 과정은 분리막 시트의 표면 온도를 감소시키도록 분리막 시트의 표면에 공기를 분사하는 과정('공기 분사과정')을 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나에 따른 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
  8. 제 7 항에 따른 전극조립체가 전해액과 함께 전지케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 전지셀.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전지케이스는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트의 전지케이스인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 라미네이트 시트는 외부 수지층, 공기 및 수분 차단성 금속층, 및 열융착성 내부 수지층의 적층 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전지셀.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 전지셀은 리튬 이차전지인 것을 특징으로 하는 전지셀.
  12. 제 1 항의 전극조립체 제조방법을 수행하는 장치로서,
    (a) 분리막 시트를 공급하는 분리막 시트 공급롤;
    (b) 분리막 시트의 표면에 코로나 방전을 행하는 코로나 방전기;
    (c) 분리막 시트의 상면에 단위셀을 위치시키기 위해 단위셀을 공급하는 단위셀 공급기;
    (d) 단위셀의 상부와 분리막 시트의 하부에 열을 인가하는 가열기;
    (e) 단위셀의 상부와 분리막 시트의 하부에 압력을 인가하는 가압롤러; 및
    (f) 분리막 시트에 의해 단위셀들을 순차적으로 권취하는 폴딩기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조장치
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 코로나 방전기는 코로나 방전극판 내부에 공기를 주입하는 공기 주입기를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 코로나 방전기는 분리막 시트의 표면에 공기를 분사하기 위한 공기 분사기를 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 코로나 방전기는 플라스틱 케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조장치.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 코로나 방전기는 상압 플라즈마 개질기인 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 상압 플라즈마 개질기는 파워 서플라이, 및 플라즈마 챔버를 포함하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조장치.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 코로나 방전기는 고정방전극형 유전체 방전극 코로나 개질기인 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조장치.
  19. 제 12 항에 있어서, 상기 가열기가 열을 인가하는 온도는 섭씨 50도 내지 150도인 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조장치.
  20. 제 12 항에 있어서, 상기 가압롤러가 인가하는 압력은 50 kg/pulse 내지 150 kg/pulse인 것을 특징으로 하는 전극조립체 제조장치.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170007006A (ko) * 2015-07-10 2017-01-18 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그의 제조방법
WO2018009042A1 (ko) * 2016-07-08 2018-01-11 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 그의 제조 방법
KR20180006324A (ko) * 2016-07-08 2018-01-17 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 그의 제조 방법
WO2018070701A1 (ko) * 2016-10-10 2018-04-19 주식회사 엘지화학 젖음성이 향상된 이차전지용 단위 셀 및 그 제조방법
KR20180086364A (ko) * 2017-01-20 2018-07-31 주식회사 엘지화학 코로나 표면 처리된 분리막을 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20180097348A (ko) * 2017-02-23 2018-08-31 주식회사 엘지화학 이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템
CN109417186A (zh) * 2016-08-12 2019-03-01 株式会社Lg化学 包括彼此部分结合的电极和隔板的电极组件
US10804560B2 (en) 2016-10-10 2020-10-13 Lg Chem, Ltd. Unit cell for secondary battery with improved wettability and method for manufacturing the same
WO2021091057A1 (ko) * 2019-11-07 2021-05-14 주식회사 엘지에너지솔루션 폴딩형 전극조립체 및 그 제조 방법
US11438998B2 (en) 2017-06-23 2022-09-06 Lg Energy Solution, Ltd. Plasma generating apparatus for secondary battery and lamination system comprising the same
WO2022197048A1 (ko) * 2021-03-15 2022-09-22 주식회사 엘지에너지솔루션 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 전극조립체 제조설비

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102690895B1 (ko) * 2018-11-14 2024-08-02 주식회사 엘지에너지솔루션 전극조립체의 제조방법 및 제조장치
KR20210049297A (ko) 2019-10-25 2021-05-06 주식회사 엘지화학 가열과 가압을 동시에 적용하는 단계를 포함하는 전극조립체 제조방법
WO2023075343A1 (ko) 2021-10-26 2023-05-04 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 합지 롤러
KR20230059743A (ko) 2021-10-26 2023-05-03 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 합지 롤러

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3318634B2 (ja) * 1994-02-21 2002-08-26 ソニー株式会社 半固体電解質二次電池
KR100529719B1 (ko) 2005-04-20 2005-11-17 (주)씨에스텍 건식1축연신/표면개질된 다성분계 미세다공성 복합막 및 그제조방법
JP2011198632A (ja) 2010-03-19 2011-10-06 Nippon Kodoshi Corp 電池セパレータ及び二次電池
KR20110015997A (ko) * 2009-08-10 2011-02-17 삼성에스디아이 주식회사 비수계 이차 전지용 세퍼레이터, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 비수계 이차 전지

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017010725A1 (ko) * 2015-07-10 2017-01-19 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그의 제조방법
KR20170007006A (ko) * 2015-07-10 2017-01-18 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그의 제조방법
US10505170B2 (en) 2015-07-10 2019-12-10 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly and method for manufacturing the same
US11038242B2 (en) 2015-07-10 2021-06-15 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly and method for manufacturing the same
WO2018009042A1 (ko) * 2016-07-08 2018-01-11 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 그의 제조 방법
KR20180006324A (ko) * 2016-07-08 2018-01-17 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 그의 제조 방법
US11171354B2 (en) 2016-07-08 2021-11-09 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly and method for manufacturing the same
JP2018532240A (ja) * 2016-07-08 2018-11-01 エルジー・ケム・リミテッド 電極組立体およびその製造方法
US10826039B2 (en) 2016-08-12 2020-11-03 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly including electrode and separator partially bonded to each other
CN109417186B (zh) * 2016-08-12 2021-12-21 株式会社Lg化学 包括彼此部分结合的电极和隔板的电极组件
CN109417186A (zh) * 2016-08-12 2019-03-01 株式会社Lg化学 包括彼此部分结合的电极和隔板的电极组件
WO2018070701A1 (ko) * 2016-10-10 2018-04-19 주식회사 엘지화학 젖음성이 향상된 이차전지용 단위 셀 및 그 제조방법
US10804560B2 (en) 2016-10-10 2020-10-13 Lg Chem, Ltd. Unit cell for secondary battery with improved wettability and method for manufacturing the same
KR20180086364A (ko) * 2017-01-20 2018-07-31 주식회사 엘지화학 코로나 표면 처리된 분리막을 포함하는 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20180097348A (ko) * 2017-02-23 2018-08-31 주식회사 엘지화학 이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템
US11438998B2 (en) 2017-06-23 2022-09-06 Lg Energy Solution, Ltd. Plasma generating apparatus for secondary battery and lamination system comprising the same
WO2021091057A1 (ko) * 2019-11-07 2021-05-14 주식회사 엘지에너지솔루션 폴딩형 전극조립체 및 그 제조 방법
US12051774B2 (en) 2019-11-07 2024-07-30 Lg Energy Solution, Ltd. Folding type electrode assembly and method of manufacturing the same
WO2022197048A1 (ko) * 2021-03-15 2022-09-22 주식회사 엘지에너지솔루션 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 전극조립체 제조설비

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