KR20160084056A - Method and apparatus for manufacturing electrode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전극 제조 방법 및 전극 제조 장치에 관한 것으로, 슬리팅 공정시 접힘 및 단선을 최소화할 수 있는 전극 제조 방법 및 전극 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode manufacturing method and an electrode manufacturing apparatus, and more particularly, to an electrode manufacturing method and an electrode manufacturing apparatus capable of minimizing folding and disconnection during a slitting process.
일반적으로 자동차 전지용 전극은 전극 코팅 공정과 압연 공정 및 슬리팅(slitting) 공정을 통해 제조된다. 특히, 압연 공정을 거친 자동차 전지용 전극 조립체는 셀(cell) 규격에 맞도록 슬리팅 공정을 거치게 된다.In general, electrodes for automobile batteries are manufactured through an electrode coating process, a rolling process, and a slitting process. In particular, the electrode assembly for an automobile battery that has undergone the rolling process is subjected to a slitting process in accordance with a cell specification.
한편, 전극 코팅 공정에서 전극 조립체는 전극이 코팅되는 코팅부와 전극이 코팅되지 않은 무지부를 포함하며, 코팅부와 무지부는 전극 조립체의 폭 방향을 따라 교대로 형성된다. 이때, 슬리팅 공정 시 롤에 의한 굽힘과 공정 중 가해지는 인장으로 인하여 무지부에서 접힘 및 단선이 발생한다.Meanwhile, in the electrode coating process, the electrode assembly includes a coated portion coated with an electrode and a non-coated portion where the electrode is not coated, and the coated portion and the non-coated portion are alternately formed along the width direction of the electrode assembly. In this case, during the slitting process, bending due to the roll and the tensile applied during the process cause folding and disconnection at the plain portion.
구체적으로, 슬리팅 공정 시 롤에 의한 굽힘과 공정 중 가해지는 인장으로 인하여 무지부 중 롤에 닿아 있는 면에 압축이 발생하지만 폭 방향을 따라 인장이 발생하기도 한다. 이때 발생한 인장은 폭 방향으로의 변형률 변화를 심화시켜 접힘 및 단선의 원인이 될 수 있다. 따라서, 이러한 인장이 발생하지 않도록 무지부의 폭이 설정되어야 한다.Specifically, in the slitting process, bending due to the roll and tension applied during the process cause compression on the surface contacting the uncoated portion of the roll, but tensile is generated along the width direction. The tensile force generated at this time deepens the change of the strain in the width direction, and may cause folding and disconnection. Therefore, the width of the non-coated portion must be set so that such tensile does not occur.
본 발명은 슬리팅 공정시 접힘 및 단선을 최소화할 수 있는 전극 제조 방법 및 전극 제조 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.Disclosed herein is an electrode manufacturing method and an electrode manufacturing apparatus capable of minimizing folding and disconnection during a slitting process.
또한, 본 발명은 무지부에 인장이 발생하지 않도록 무지부의 폭을 코팅부의 폭에 기초하여 설정할 수 있는 전극 제조 방법 및 전극 제조 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide an electrode manufacturing method and an electrode manufacturing apparatus which can set the width of the non-coated portion based on the width of the coated portion so as not to cause tension in the non-coated portion.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 기재 상에 폭 방향을 따라 전극 코팅부 및 무지부를 형성하는 전극 코팅단계를 포함하며, 전극 코팅단계에서는 무지부의 폭이 전극 코팅부의 폭의 10% 내지 20%가 되도록 전극 코팅부 및 무지부를 형성하는 전극 제조 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electrode coating step of forming an electrode coating part and a non-coating part along a width direction on a substrate. In the electrode coating step, the width of the non- The electrode coated portion and the non-coated portion are formed so as to be 10% to 20% of the electrode coated portion.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전극 제조 방법 및 전극 제조 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.As described above, the electrode manufacturing method and the electrode manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention have the following effects.
무지부에 인장이 발생하지 않도록 무지부의 폭을 코팅부의 폭에 기초하여 설정할 수 있다. 따라서, 슬리팅 공정시 접힘 및 단선을 최소화할 수 있다.The width of the non-coated portion can be set based on the width of the coated portion so that no tensile is generated in the non-coated portion. Therefore, folding and disconnection during the slitting process can be minimized.
도 1은 본 발명과 관련된 전극 조립체를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 전극 제조 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명과 관련된 전극 제조 방법을 구성하는 슬리팅 단계를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 도 3의 A영역의 변형에 대한 시뮬레이션 결과들이다.1 is a cross-sectional view showing an electrode assembly according to the present invention.
2 is a flowchart showing an electrode manufacturing method according to the present invention.
3 is a perspective view for explaining the slitting step constituting the electrode manufacturing method according to the present invention.
Figs. 4 to 6 are simulation results of the deformation of the area A in Fig.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법 및 전극 제조 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an electrode manufacturing method and an electrode manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, the same or corresponding reference numerals are given to the same or corresponding reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. For convenience of explanation, the size and shape of each constituent member shown in the drawings are exaggerated or reduced .
도 1은 본 발명과 관련된 전극 조립체(1)를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명과 관련된 전극 제조 방법을 나타내는 플로우 차트이다.Fig. 1 is a sectional view showing an
또한, 도 3은 본 발명과 관련된 전극 제조 방법을 구성하는 슬리팅 단계를 설명하기 위한 사시도이고, 도 4 내지 도 6은 도 3의 A영역의 변형에 대한 시뮬레이션 결과들이다.3 is a perspective view for explaining the slitting step constituting the electrode manufacturing method according to the present invention, and FIGS. 4 to 6 are simulation results for deformation of the A region in FIG.
전극 제조 방법은 코팅 공정(S101)과 압연 공정(S102) 및 슬리팅 공정(S103)을 포함할 수 있다.The electrode manufacturing method may include a coating step (S101), a rolling step (S102), and a slitting step (S103).
구체적으로, 본 발명의 일 실시예와 관련된 전극 제조 방법은 기재(10) 상에 폭 방향을 따라 전극 코팅부(20) 및 무지부(30)를 형성하는 전극 코팅단계(S101)를 포함한다.Specifically, an electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes an electrode coating step (S101) of forming an
전극 코팅부(20)는 기재(10)의 양면에 각각 형성되며, 양극 코팅부(21)와 음극 코팅부(22)를 포함할 수 있다. 이때, 전극 코팅부(20)는 소정의 폭(w1)을 갖도록 형성된다. 또한, 양극 코팅부(21)와 음극 코팅부(22)는 기재(10)를 중심으로 대칭된 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 양극 코팅부(21)와 음극 코팅부(22)는 동일한 폭(w1)을 가질 수 있다. 한편, 본 문서에서 폭이라 함은 기재(10)의 폭 방향에 따른 길이를 의미한다. 또한, 양극 코팅부(21)는 일반적인 양극 활물질을 통해 코팅될 수 있고, 음극 코팅부(22)는 통상의 음극 활물질을 통해 코팅될 수 있다. The
또한, 전극 조립체(10)는 이차 전지, 구체적으로 리튬 이온 폴리머 이차 전지일 수 있다. 또한, 상기 전극 조립체(10)는 자동차 전지용 전극일 수 있다.In addition, the
무지부(30)는 인접하는 2개의 전극 코팅부(20) 사이에 마련된다. 상기 무지부(30)는 기재(10) 상에 전극이 코팅되지 않은 영역을 의미한다. 구체적으로, 전극 코팅부(20)는 양극 코팅부(21)와 기재(10) 및 음극 코팅부(22)의 3개 층으로 이루어지고, 무지부(30)는 기재(10)의 1개 층으로 이루어진다. The
여기서 전극 코팅단계(S101)에서는 무지부의 폭이 전극 코팅부의 폭의 10% 내지 20%가 되도록 전극 코팅부(20) 및 무지부(30)를 형성한다. Here, in the electrode coating step S101, the
또한, 상기 전극 제조방법은 무지부(30)를 절단하는 슬리팅 단계(S103)를 추가로 포함한다. 한편, 코팅이 완료된 후, 슬리딩 단계 (S103)이전에, 기재(10)는 롤(100)에 의해 이송된다. 이때, 기재(10)는 그 폭 방향이 상기 롤(100)의 중심축 방향(C)과 평행하도록 롤(100)에 감길 수 있다.In addition, the electrode manufacturing method further includes a slitting step S103 for cutting the non-coated
또한, 전극 제조 방법은 슬리팅 단계(S103) 이전에 전극 코팅부(20)를 압축하기 위한 압연 단계(S102)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 압연 공정(S102)을 통해 전극 코팅부(20)의 두께가 감소된다. In addition, the electrode manufacturing method may further include a rolling step (S102) for compressing the
또한, 전극 코팅단계(S101)에서는 기재(10)의 폭 방향을 따라 적어도 3개 이상의 전극 코팅부(20)와 인접하는 2개의 전극 코팅부 사이에 무지부(30)를 각각 형성한다. 즉, 전극 조립체(10)는 기재(10)의 폭 방향을 따라 복수 개의 전극 코팅부(20)와 복수 개의 무지부(30)가 각각 교대로 마련된다. 이때, 전극 코팅부(20)의 폭(w1)은 모두 동일하게 형성된다. In the electrode coating step S101, an
또한, 전극 코팅단계(S101)에서는 각각의 무지부(30)의 폭(w2)이 전극 코팅부(20)의 폭(w1)의 10% 내지 20%가 되도록 각각의 무지부(30)의 폭을 동일하게 형성한다. 즉, 복수 개의 무지부(30)의 폭(w2)은 모두 동일하게 형성되며, 각각의 무지부(30)의 폭(w2)은 전극 코팅부(20)의 폭(w1)의 10% 내지 20%로 설정된다. 또한, 슬리팅 단계(S103)에서는 무지부(30)의 폭 방향 중심을 기준으로 절단이 이루어질 수 있다. 즉, 슬리팅 공정(S103)이 완료되면, 전극 코팅부(20)의 폭 방향을 따라 양 측에 각각 무지부(30)의 일부 영역(기재)이 존재하게 된다. In the electrode coating step S101, the width w2 of each
일 실시예로, 전극 코팅부(w1)의 폭은 260mm이고, 무지부의 폭(w2)은 전극 코팅부(20)의 폭(w1)의 10% 내지 20%인 26mm 내지 52mm일 수 있다. 한편, 기재(10)는 알루미늄 호일로 형성되고, 기재(10)의 두께는 12㎛일 수 있다. 즉, 무지부(30)의 두께는 기재(10)의 두께인 12㎛일 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 전극 코팅부는 기재의 양면에 각각 형성되며, 슬리팅 단계에서 기재(10)의 일면에 형성된 전극 코팅부의 두께는 78㎛일 수 있다. 구체적으로, 양극 코팅부(21)의 두께 및 음극 코팅부(22)의 두께는 각각 78㎛일 수 있다. 또한, 압연 단계(S102)가 완료된 후, 양극 코팅부(21)의 두께 및 음극 코팅부(22)의 두께는 각각 78㎛일 수 있다.In one embodiment, the width of the electrode coating portion w1 is 260 mm and the width w2 of the non-coated portion may be 26 mm to 52 mm, which is 10% to 20% of the width w1 of the
슬리팅 공정 시 롤(100)에 의한 굽힘과 가해지는 인장에 대해 무지부(30)이 폭(w2)이 26mm이상이 되어야 롤(100)에 닿아 있는 면에 인장이 발생하지 않으며, 52mm이하가 되어야 무지부(30)의 양 끝에서 발생한 인장이 무지부(30)의 중앙부로 진행되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 무지부(30)의 접힘 및 단선을 최소화할 수 있다.In the slitting process, when the width w2 of the
도 4는 무지부(30)의 폭이 전극 코팅부(20)의 폭의 5%인 경우 A영역의 변형을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 전극 코팅부(20)의 폭이 260mm이고, 무지부(30)의 폭이 13mm인 경우, 무지부(30)의 중앙부에 인장이 발생(파란색 영역)함을 확인할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 인장은 접힘 및 단선을 발생시킬 수 있다.4 shows the deformation of the area A when the width of the
도 5는 무지부(30)의 폭이 전극 코팅부(20)의 폭의 10%인 경우 A영역의 변형을 나타낸다. 도 5를 참조하면, 전극 코팅부(20)의 폭이 260mm이고, 무지부(30)의 폭이 26mm인 경우, 무지부(30)의 폭 방향의 양 끝에서만 인장이 발생함을 확인할 수 있다. 따라서, 접힘 및 단선이 발생할 가능성이 작다.5 shows a deformation of the A region when the width of the
도 6은 무지부(30)의 폭이 전극 코팅부(20)의 폭의 20%인 경우 A영역의 변형을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 전극 코팅부(20)의 폭이 260mm이고, 무지부(30)의 폭이 52mm인 경우, 무지부(30)의 폭 방향의 양 끝에서 발생한 인장이 중앙부로 진행하는 것을 확인할 수 있다. 6 shows a deformation of the area A when the width of the
정리하면, 무지부(30)이 폭(w2)이 전극 코팅부(20)의 폭(w1)의 10% 미만인 구간에서는 무지부(30)의 중앙부에 인장이 발생하며, 무지부(30)이 폭(w2)이 전극 코팅부(20)의 폭(w1)의 20% 초과인 구간에서는 무지부(30)의 양 끝에서 발생한 인장이 중앙부로 진행되는 것을 알 수 있따. 따라서, 무지부(30)의 폭(w2)을 전극 코팅부(20)의 폭(w1)의 10% 내지 20%로 설정함으로써 접힘 및 단선을 최소화할 수 있다.In summary, in the section where the width w2 of the
상기와 같은 방법을 수행하기 위한 전극 제조 장치는 코팅 모드를 수행하기 위한 코팅 유닛 및 슬리딩 모드를 수행하기 위한 슬리팅 유닛을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전극 제조 장치는 전극 조립체(10)의 전극 코팅부(20)를 압축시키기 위한 압연 유닛을 포함할 수 있다.The electrode manufacturing apparatus for performing the above method may include a coating unit for performing a coating mode and a slitting unit for performing a slipping mode. In addition, the electrode manufacturing apparatus may include a rolling unit for compressing the
구체적으로, 코팅 모드는 전술한 바와 같이, 기재(10) 상에 폭 방향을 따라 전극 코팅부(20) 및 무지부(30)를 각각 형성하되, 무지부(30)의 폭(w2)이 전극 코팅부(20)의 폭(w1)의 10% 내지 20%가 되도록 전극 코팅부(20) 및 무지부(30)를 형성하는 모드를 의미한다.Specifically, in the coating mode, the
또한, 슬리팅 모드는 무지부(30)를 절단하는 모드를 의미하며, 코팅 모드가 완료된 후, 기재(10)는 롤(100)에 의해 슬리팅 모드를 위한 슬리팅 유닛으로 이송된다. 여기서, 기재(10)는 그 폭 방향이 롤(100)의 중심축(C) 방향과 평행하도록 롤(100)에 감길 수 있다. 또한, 슬리팅 유닛은 무지부의 폭 방향 중심을 따라 절단을 수행하도록 마련될 수 있고, 슬리팅 유닛은 일 실시예로 금속 블레이드로 구성될 수 있다. 또한, 각 유닛에서 수행되는 각각의 모드는 전술한 전극 제조 방법의 각 단계와 동일하며, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Further, the slitting mode means a mode for cutting the
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The foregoing description of the preferred embodiments of the present invention has been presented for purposes of illustration and various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention, And additions should be considered as falling within the scope of the following claims.
1: 전극 조립체
10: 기재
20: 전극 코팅부
30: 무지부
100: 회전롤1: electrode assembly
10: substrate
20: electrode coating portion
30:
100: rotating roll
Claims (17)
전극 코팅단계에서는 무지부의 폭이 전극 코팅부의 폭의 10% 내지 20%가 되도록 전극 코팅부 및 무지부를 형성하는 전극 제조 방법.And an electrode coating step of forming an electrode coating portion and a non-coating portion along the width direction on the substrate,
Wherein the electrode coated portion and the non-coated portion are formed such that the width of the non-coated portion is 10% to 20% of the width of the electrode coated portion in the electrode coating step.
무지부를 절단하는 슬리팅 단계를 추가로 포함하는 전극 제조 방법.The method according to claim 1,
Further comprising a slitting step of cutting the non-coated portion.
코팅이 완료된 후, 슬리딩 단계 이전에, 기재는 롤에 의해 이송되는 전극 제조 방법.3. The method of claim 2,
After the coating is completed, before the slipping step, the substrate is transported by the roll.
기재는 그 폭 방향이 상기 롤의 중심축 방향과 평행하도록 롤에 감기는 전극 제조 방법.The method of claim 3,
Wherein the substrate is wound on a roll so that its width direction is parallel to the central axis direction of the roll.
전극 코팅부의 폭은 260mm이고, 무지부의 폭은 26mm 내지 52mm인 전극 제조 방법.The method according to claim 1,
The width of the electrode coated portion is 260 mm, and the width of the non-coated portion is 26 mm to 52 mm.
슬리팅 단계 이전에 전극 코팅부를 압축하기 위한 압연 단계를 추가로 포함하는 전극 제조 방법.3. The method of claim 2,
Further comprising a rolling step for compressing the electrode coating portion prior to the slitting step.
상기 전극은 자동차 전지용 전극인 전극 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the electrode is an electrode for an automobile battery.
기재의 폭 방향을 따라 적어도 3개 이상의 전극 코팅부와 인접하는 2개의 전극 코팅부 사이에 무지부를 각각 형성하며, 각각의 무지부의 폭이 전극 코팅부의 폭의 10% 내지 20%가 되도록 각각의 무지부의 폭을 동일하게 형성하는 전극 제조 방법.And an electrode coating step of forming an electrode coating portion and a non-coating portion on the substrate along the width direction,
A non-coated portion is formed between at least three electrode coating portions and two adjacent electrode coated portions along the width direction of the substrate, and each of the non-coated portions has a width of 10% to 20% And the width of the negative electrode is equal.
무지부를 절단하는 슬리팅 단계를 추가로 포함하며,
슬리팅 단계에서는 무지부의 폭 방향 중심을 기준으로 절단이 이루어지는 전극 제조 방법.9. The method of claim 8,
Further comprising a slitting step of cutting the uncoated portion,
And in the slitting step, cutting is performed based on the widthwise center of the non-coated portion.
무지부를 절단하는 슬리팅 모드를 추가로 수행하며,
코팅 모드가 완료된 후, 기재는 롤에 의해 슬리팅 모드를 수행하기 위한 슬리팅 유닛으로 이송되는 전극 제조 장치.11. The method of claim 10,
Further, a slitting mode for cutting the plain portion is additionally performed,
After the coating mode is completed, the substrate is transferred to the slitting unit for performing the slitting mode by the roll.
기재는 그 폭 방향이 롤의 중심축 방향과 평행하도록 롤에 감기는 전극 제조 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the substrate is wound on the roll so that its width direction is parallel to the central axis direction of the roll.
전극 코팅부의 폭은 260mm이고, 무지부의 폭은 26mm 내지 52mm인 전극 제조 장치.12. The method of claim 11,
The width of the electrode coated portion is 260 mm, and the width of the non-coated portion is 26 mm to 52 mm.
기재는 알루미늄 호일로 형성되고, 기재의 두께는 12㎛인 전극 제조 장치.14. The method of claim 13,
Wherein the substrate is formed of aluminum foil, and the thickness of the substrate is 12 mu m.
전극 코팅부는 기재의 양면에 각각 형성되며, 슬리팅 모드에서 기재의 일면에 형성된 전극 코팅부의 두께는 78㎛인 전극 코팅 장치.15. The method of claim 14,
Wherein the electrode coating portion is formed on each side of the substrate, and the thickness of the electrode coating portion formed on one side of the substrate in the slitting mode is 78 占 퐉.
슬리팅 유닛은 무지부의 폭 방향 중심을 따라 절단을 수행하도록 마련된 전극 코팅 장치.12. The method of claim 11,
Wherein the slitting unit is arranged to perform cutting along a widthwise center of the non-coated portion.
코팅 모드에서, 기재의 폭 방향을 따라 적어도 3개 이상의 전극 코팅부와 인접하는 2개의 전극 코팅부 사이에 무지부를 각각 형성하며,
각각의 무지부의 폭은 동일하게 형성되는 전극 제조 장치.12. The method of claim 11,
In the coating mode, uncoated portions are formed between at least three or more electrode coating portions and two adjacent electrode coating portions along the width direction of the substrate,
And the widths of the respective non-coated portions are formed to be the same.
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KR1020150000475A KR20160084056A (en) | 2015-01-05 | 2015-01-05 | Method and apparatus for manufacturing electrode |
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Family Applications (1)
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- 2015-01-05 KR KR1020150000475A patent/KR20160084056A/en not_active Application Discontinuation
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