KR20160105288A - 세퍼레이터 권회체의 제조 방법 및 세퍼레이터의 슬릿 방법 - Google Patents

세퍼레이터 권회체의 제조 방법 및 세퍼레이터의 슬릿 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세퍼레이터 권회체에 있어서의 주름이나 권취 어긋남의 발생을 억제한다. 본 발명에서는, 슬릿 장치(6)는, 방향 전환 롤러(68)에 의해 제1 세퍼레이터(12a)의 반송 방향을 제1 권취 롤러(70U)측으로 전환하고, 방향 전환 롤러와 제1 터치 롤러(81U)와의 사이에, 제1 터치 롤러까지의 롤러간 거리를 단축하도록 설치된 권회 보조 롤러(69)를 통해서 제1 세퍼레이터를 반송하고, 제1 터치 롤러에 의해 권회되는 제1 세퍼레이터를 권회면에 내리누른다.

Description

세퍼레이터 권회체의 제조 방법 및 세퍼레이터의 슬릿 방법{METHOD FOR PRODUCING SEPARATOR ROLL AND METHOD FOR SLITTING SEPARATOR}
본 발명은 리튬 이온 전지 등의 전지에 사용되는 세퍼레이터 권회체의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 슬릿 장치는, 예를 들어 특허문헌 1에 개시된 것이 알려져 있다. 이 특허문헌 1에 개시된 기술은, 슬릿 공정에서 구멍이나 찢어짐 등의 결함이 발생하기 어려운 전지용 세퍼레이터의 슬릿 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있고, 그것을 위해서 슬릿 후의 세퍼레이터에 걸리는 장력에 착안하고 있다.
일본 공개 특허 공보 「일본 특허 공개 제2002-273684호 공보(2002년 9월 25일 공개)」
전지용 세퍼레이터는, 슬릿 후에 코어에 권회된 권회체로서, 전지의 제조 공정에 공급된다. 전지의 제조 공정에서는, 권회체로부터 권출된 세퍼레이터는 별도로 마찬가지로 권회체로부터 권출되는 정(正)전극 필름 및 부(負)전극 필름과 중첩되게 된다.
그런데, 세퍼레이터를 권회할 때 주름이나 권취 어긋남이 발생한 권회체로부터 세퍼레이터를 권출하면, 그 권출된 세퍼레이터가 사행되기 쉬워진다. 세퍼레이터가 사행되면, 정부(正負) 전극 필름과의 적층 불량을 초래한다. 따라서, 세퍼레이터의 권회체에서는, 주름이나 권취 어긋남의 저감 요청이 높다.
또한, 주름이나 권취 어긋남의 저감 요청은, 정부 전극 필름에서도 마찬가지로 요구되는데, 세퍼레이터에 있어서 특히 그 요청은 높다. 왜냐하면, 세퍼레이터는, 그의 제조 공정에서 연신 처리를 실시하는 관계상, 막 두께의 변동이 발생하기 쉽고, 그 막 두께 변동이 주름이나 권취 어긋남의 요인이 될 수 있기 때문이다. 또한, 다공질인 세퍼레이터는 유연하기 때문에 주름이 발생하기 쉽다.
상기 특허문헌 1에 개시된 기술은, 상술한 바와 같이, 슬릿 공정에서 구멍이나 찢어짐 등의 결함이 발생하기 어렵게 하기 위해, 슬릿 후의 세퍼레이터에 걸리는 장력에 착안한 것이며, 주름이나 권취 어긋남의 발생을 억제하는 방책에 대해서는 개시하고 있지 않다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 슬릿 후의 세퍼레이터를 권회할 때, 주름이나 권취 어긋남의 발생을 억제할 수 있는 세퍼레이터 권회체의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 형태에 관한 세퍼레이터 권회체의 제조 방법은, 전지용 세퍼레이터 원단을 길이 방향을 따라 슬릿함으로써 적어도 제1 및 제2 세퍼레이터로 잘라 나누는 슬릿 공정과, 1개 이상의 방향 전환 롤러에 의해 상기 제1 및 제2 세퍼레이터의 반송 방향을 각각 제1 및 제2 권회부측으로 전환하는 방향 전환 공정과, 서로 상하의 위치 관계가 되도록 설치된 상기 제1 및 제2 권회부에 의해, 각각 상기 제1 및 제2 세퍼레이터를 권회하는 권회 공정과, 제1 및 제2 터치 롤러에 의해 상기 권회되는 제1 및 제2 세퍼레이터를 권회면에 내리누르는 압박 공정과, 상기 방향 전환 롤러와 상기 제1 터치 롤러와의 사이에, 상기 제1 터치 롤러까지의 롤러간 거리를 단축하도록 설치된 제1 권회 보조 롤러를 통해서 상기 제1 세퍼레이터를 반송하는 반송 공정을 포함한다.
본 발명의 일 형태에 관한 세퍼레이터의 슬릿 방법은, 전지용 세퍼레이터 원단을 길이 방향을 따라 슬릿함으로써 적어도 제1 및 제2 세퍼레이터로 잘라 나누는 슬릿 공정과, 1개 이상의 방향 전환 롤러에 의해 상기 제1 및 제2 세퍼레이터의 반송 방향을 각각 제1 및 제2 권회부측으로 전환하는 방향 전환 공정과, 서로 상하의 위치 관계가 되도록 설치된 상기 제1 및 제2 권회부에 의해, 각각 상기 제1 및 제2 세퍼레이터를 권회하는 권회 공정과, 제1 및 제2 터치 롤러에 의해 상기 권회되는 제1 및 제2 세퍼레이터를 권회면에 내리누르는 압박 공정과, 상기 방향 전환 롤러와 상기 제1 터치 롤러와의 사이에, 상기 제1 터치 롤러까지의 롤러간 거리를 단축하도록 설치된 제1 권회 보조 롤러를 통해서 상기 제1 세퍼레이터를 반송하는 반송 공정을 포함한다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 제1 세퍼레이터에 있어서의 주름이나 권취 어긋남의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 리튬 이온 이차 전지의 단면 구성을 도시하는 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 리튬 이온 이차 전지의 상세 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3은 도 1에 도시되는 리튬 이온 이차 전지의 다른 구성을 도시하는 모식도이다.
도 4는 세퍼레이터를 슬릿하는 슬릿 장치의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 5는 도 4에 도시되는 슬릿 장치의 절단 장치의 구성을 도시하는 측면도·정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 슬릿 장치에 대해서, 도 4에서의 범위 C를 확대해서 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에서의 슬릿 장치의 일부를 확대해서 도시하는 도면이다.
〔기본 구성〕
리튬 이온 이차 전지, 세퍼레이터, 내열 세퍼레이터, 내열 세퍼레이터의 제조 방법, 슬릿 장치, 절단 장치에 대해서 순서대로 설명한다.
(리튬 이온 이차 전지)
리튬 이온 이차 전지로 대표되는 비수 전해액 이차 전지는, 에너지 밀도가 높아, 그로 인해 현재 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대 정보 단말기 등의 기기, 자동차, 항공기 등의 이동체에 사용하는 전지로서, 또한 전력의 안정 공급에 기여하는 정치용 전지로서 널리 사용되고 있다.
도 1은, 리튬 이온 이차 전지(1)의 단면 구성을 도시하는 모식도이다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 리튬 이온 이차 전지(1)는 캐소드(11)와, 세퍼레이터(12)와, 애노드(13)를 구비한다. 리튬 이온 이차 전지(1)의 외부에 있어서, 캐소드(11)와 애노드(13)의 사이에, 외부 기기(2)가 접속된다. 그리고, 리튬 이온 이차 전지(1)의 충전 시에는 방향 A로, 방전 시에는 방향 B로 전자가 이동한다.
(세퍼레이터)
세퍼레이터(12)는 리튬 이온 이차 전지(1)의 정극인 캐소드(11)와, 그의 부극인 애노드(13)의 사이에, 이들에 협지(挾持)되도록 배치된다. 세퍼레이터(12)는, 캐소드(11)와 애노드(13)의 사이를 분리하고, 이들 사이에 있어서의 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 다공질 필름이다. 세퍼레이터(12)는, 그의 재료로서, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀을 포함한다.
도 2는, 도 1에 도시되는 리튬 이온 이차 전지(1)의 상세 구성을 도시하는 모식도이며, (a)는 통상의 구성을 나타내고, (b)는 리튬 이온 이차 전지(1)가 승온했을 때의 모습을 나타내고, (c)는 리튬 이온 이차 전지(1)가 급격하게 승온했을 때의 모습을 나타낸다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(12)에는 다수의 구멍(P)이 형성되어 있다. 통상, 리튬 이온 이차 전지(1)의 리튬 이온(3)은 구멍(P)을 통해서 왕래할 수 있다.
여기서, 예를 들어 리튬 이온 이차 전지(1)의 과충전 또는 외부 기기의 단락에 기인하는 대전류 등에 의해, 리튬 이온 이차 전지(1)는 승온하는 경우가 있다. 이 경우, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(12)가 융해 또는 유연화되어, 구멍(P)이 폐색된다. 그리고, 세퍼레이터(12)는 수축된다. 이에 의해, 리튬 이온(3)의 이동이 정지되기 때문에, 상술한 승온도 정지된다.
그러나, 리튬 이온 이차 전지(1)가 급격하게 승온하는 경우, 세퍼레이터(12)는 급격하게 수축한다. 이 경우, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(12)는 파괴되는 경우가 있다. 그리고, 리튬 이온(3)이 파괴된 세퍼레이터(12)로부터 누출되기 때문에, 리튬 이온(3)의 이동은 정지되지 않는다. 따라서, 승온은 계속된다.
(내열 세퍼레이터)
도 3은, 도 1에 도시되는 리튬 이온 이차 전지(1)의 다른 구성을 도시하는 모식도이며, (a)는 통상의 구성을 나타내고, (b)는 리튬 이온 이차 전지(1)가 급격하게 승온했을 때의 모습을 나타낸다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 세퍼레이터(12)는 다공질 필름(5)과 내열층(4)을 구비하는 내열 세퍼레이터일 수도 있다. 내열층(4)은, 다공질 필름(5)의 캐소드(11)측의 한쪽면에 적층되어 있다. 또한, 내열층(4)은, 다공질 필름(5)의 애노드(13)측의 한쪽면에 적층될 수도 있고, 다공질 필름(5)의 양면에 적층될 수도 있다. 그리고, 내열층(4)에도, 구멍(P)과 마찬가지의 구멍이 형성되어 있다. 통상, 리튬 이온(3)은, 구멍(P)과 내열층(4)의 구멍을 통해서 왕래한다. 내열층(4)은, 그의 재료로서, 예를 들어 전체 방향족 폴리아미드(아라미드 수지)를 포함한다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 리튬 이온 이차 전지(1)가 급격하게 승온하여, 다공질 필름(5)이 융해 또는 유연화되어도, 내열층(4)이 다공질 필름(5)을 보조하고 있기 때문에, 다공질 필름(5)의 형상은 유지된다. 따라서, 다공질 필름(5)이 융해 또는 유연화되어, 구멍(P)이 폐색되는 것에 그친다. 이에 의해, 리튬 이온(3)의 이동이 정지되기 때문에, 상술한 과방전 또는 과충전도 정지된다. 이와 같이, 세퍼레이터(12)의 파괴가 억제된다.
(내열 세퍼레이터의 제조 공정)
리튬 이온 이차 전지(1)의 내열 세퍼레이터의 제조는 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지된 방법을 이용해서 행할 수 있다. 이하에서는, 다공질 필름(5)이 그의 재료로서 주로 폴리에틸렌을 포함하는 경우를 가정하여 설명한다. 그러나, 다공질 필름(5)이 다른 재료를 포함하는 경우에도, 마찬가지의 제조 공정에 의해 세퍼레이터(12)를 제조할 수 있다.
예를 들어, 열가소성 수지에 가소제를 첨가하여 필름 성형한 후, 해당 가소제를 적당한 용매로 제거하는 방법을 들 수 있다. 예를 들어, 다공질 필름(5)이 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌 수지로 형성되어 이루어지는 경우에는, 이하에 도시한 바와 같은 방법에 의해 제조할 수 있다.
이 방법은, (1) 초고분자량 폴리에틸렌과, 탄산칼슘 등의 무기 충전제를 혼련하여 폴리에틸렌 수지 조성물을 얻는 혼련 공정, (2) 폴리에틸렌 수지 조성물을 사용하여 필름을 성형하는 압연 공정, (3) 공정 (2)에서 얻어진 필름 중에서 무기 충전제를 제거하는 제거 공정, 및 (4) 공정 (3)에서 얻어진 필름을 연신하여 다공질 필름(5)을 얻는 연신 공정을 포함한다.
제거 공정에 의해, 필름 중에 다수의 미세 구멍이 형성된다. 연신 공정에 의해 연신된 필름의 미세 구멍은, 상술한 구멍(P)이 된다. 이에 의해, 소정의 두께와 투기도를 갖는 폴리에틸렌 미다공막인 다공질 필름(5)이 형성된다.
또한, 혼련 공정에서, 초고분자량 폴리에틸렌 100중량부와, 중량 평균 분자량 1만 이하의 저분자량 폴리올레핀 5 내지 200중량부와, 무기 충전제 100 내지 400중량부를 혼련할 수도 있다.
그 후, 도공 공정에서, 다공질 필름(5)의 표면에 내열층(4)을 형성한다. 예를 들어, 다공질 필름(5)에, 아라미드/NMP(N-메틸-피롤리돈) 용액(도공액)을 도포하여, 아라미드 내열층인 내열층(4)을 형성한다. 내열층(4)은, 다공질 필름(5)의 한쪽면에만 형성될 수도, 양면에 형성될 수도 있다. 또한, 내열층(4)으로서, 알루미나/카르복시메틸셀룰로오스 등의 필러를 포함하는 혼합액을 도공할 수도 있다.
도공액을 다공질 필름(5)에 도공하는 방법은, 균일하게 웨트 코팅할 수 있는 방법이면 특별히 제한은 없고, 종래 공지된 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 캐필러리 코팅법, 스핀 코팅법, 슬릿 다이 코팅법, 스프레이 코팅법, 딥 코팅법, 롤 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 바 코터법, 그라비아 코터법, 다이 코터법 등을 채용할 수 있다. 내열층(4)의 두께는 도공 웨트막의 두께, 도공액 중의 고형분 농도에 따라 제어할 수 있다.
또한, 도공할 때 다공질 필름(5)을 고정 또는 반송하는 지지체로서는, 수지제의 필름, 금속제의 벨트, 드럼 등을 사용할 수 있다.
이상과 같이, 다공질 필름(5)에 내열층(4)이 적층된 세퍼레이터(12)(내열 세퍼레이터)를 제조할 수 있다. 제조된 세퍼레이터는 원통 형상의 코어에 권취된다. 또한, 이상의 제조 방법으로 제조되는 대상은, 내열 세퍼레이터에 한정되지 않는다. 이 제조 방법은, 도공 공정을 포함하지 않을 수도 있다. 이 경우, 제조되는 대상은, 내열층을 갖지 않는 세퍼레이터이다.
(슬릿 장치)
내열 세퍼레이터 또는 내열층을 갖지 않는 세퍼레이터(이하, 「세퍼레이터」)는, 리튬 이온 이차 전지(1) 등의 응용 제품에 적합한 폭(이하, 「제품 폭」)인 것이 바람직하다. 그러나, 생산성을 높이기 위해서, 세퍼레이터는, 그 폭이 제품 폭 이상이 되도록 제조된다. 그리고, 일단 제조된 후에, 세퍼레이터는 제품 폭으로 절단(슬릿)된다.
또한, 「세퍼레이터의 폭」이란, 세퍼레이터의 길이 방향과 두께 방향에 대하여 대략 수직인 방향의 세퍼레이터의 길이를 의미한다. 이하에서는, 슬릿되기 전의 폭 넓은 세퍼레이터를 「원단」이라고 칭하고, 슬릿된 세퍼레이터를 특히 「슬릿 세퍼레이터」라고 칭한다. 또한, 슬릿이란, 세퍼레이터를 길이 방향(제조에 있어서의 필름의 흐름 방향, MD: Machine direction)을 따라 절단하는 것을 의미하고, 커팅이란, 세퍼레이터를 횡단 방향(TD: transverse direction)을 따라 절단하는 것을 의미한다. 횡단 방향(TD)이란, 세퍼레이터의 길이 방향(MD)과 두께 방향에 대하여 대략 수직인 방향을 의미한다.
도 4는, 세퍼레이터를 슬릿하는 슬릿 장치(6)의 구성을 도시하는 모식도이며, (a)는 전체의 구성을 나타내고, (b)는 원단을 슬릿하기 전후의 구성을 나타낸다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 슬릿 장치(6)는, 회전 가능하게 지지된 원주 형상의 권출 롤러(61)와, 롤러(62 내지 69)와, 복수의 권취 롤러(70U·70L)를 구비한다. 슬릿 장치(6)에는, 후술하는 절단 장치(7)가 더 설치되어 있다.
(슬릿 전)
슬릿 장치(6)에서는, 원단을 둘러감은 원통 형상의 코어(c)가, 권출 롤러(61)에 끼워져 있다. 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 원단은 코어(c)로부터 경로(U 또는 L)로 권출된다. 권출된 원단은 롤러(63 내지 67)를 경유하여, 롤러(68)에 반송된다. 반송되는 공정에서 원단은 복수의 세퍼레이터로 슬릿된다.
(슬릿 후)
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 복수의 슬릿 세퍼레이터의 일부는 각각 권취 롤러(70U)에 끼워진 원통 형상의 각 코어(u)(보빈)에 권취된다. 또한, 복수의 슬릿 세퍼레이터의 다른 일부는, 각각 권취 롤러(70L)에 끼워진 원통 형상의 각 코어(l)(보빈)에 권취된다. 또한, 롤상으로 권취된 세퍼레이터를 「세퍼레이터 권회체」라고 칭한다.
(절단 장치)
도 5는, 도 4의 (a)에 도시된 슬릿 장치(6)의 절단 장치(7)의 구성을 도시하는 도면이며, (a)는 절단 장치(7)의 측면도이고, (b)는 절단 장치(7)의 정면도이다.
도 5의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 절단 장치(7)는 홀더(71)와, 날(72)을 구비한다. 홀더(71)는 슬릿 장치(6)에 구비되어 있는 하우징 등에 고정되어 있다. 그리고, 홀더(71)는 날(72)과 반송되는 세퍼레이터 원단과의 위치 관계가 고정되도록, 날(72)을 보유 지지하고 있다. 날(72)은, 날카롭게 연마된 엣지에 의해 세퍼레이터의 원단을 슬릿한다.
〔실시 형태 1〕
도 6은, 도 4의 슬릿 장치에 있어서의 범위 C를 확대해서 도시하는 도면이다. 슬릿 장치(6)는, 롤러(66, 67), 방향 전환 롤러(68), 권회 보조 롤러(69), 제1 터치 롤러(81U), 제2 터치 롤러(81L), 제1 암(82U), 제2 암(82L), 제1 권취 롤러(70U), 제2 권취 롤러(70L), 복수의 절단 장치(7)를 구비한다. 제1 터치 롤러(81U) 및 제2 터치 롤러(81L)는, 각각 제1 암(82U) 및 제2 암(82L)의 일단부에 회전 가능하게 설치된다. 제1 암(82U) 및 제2 암(82L)은, 각각 타단부를 축으로 하여 회동 가능하다.
반송된 긴 세퍼레이터(12)의 원단은, 예를 들어 롤러(66)의 상류측 또는 하류측에서, 절단 장치(7)(슬릿부)에 의해 복수의 슬릿 세퍼레이터로 슬릿된다(슬릿 공정). 병행하는 복수의 슬릿 세퍼레이터 중, 홀수번째의 슬릿 세퍼레이터를 제1 세퍼레이터(12a), 짝수번째의 슬릿 세퍼레이터를 제2 세퍼레이터(12b)라 칭하기로 한다. 제1 및 제2 세퍼레이터(12a, 12b)는, 롤러(67)를 경유하여 방향 전환 롤러(68)로 반송된다.
방향 전환 롤러(68)에 있어서의 랩(wrap) 각은, 제1 세퍼레이터(12a)와 제2 세퍼레이터(12b)에서 상이하다. 여기서, 랩 각은, 롤러에 있어서 세퍼레이터가 접하고 있는 원호의, 롤러의 축에 대한 각도를 의미한다. 즉, 롤러의 전후에 있어서의 세퍼레이터의 반송 방향은, 그 롤러의 랩 각의 분만큼 변한다. 방향 전환 롤러(68)는, 제1 세퍼레이터(12a)의 반송 방향을 제1 권취 롤러(70U)측으로 전환하고, 제2 세퍼레이터(12b)의 반송 방향을 제2 권취 롤러(70L)측으로 전환한다(방향 전환 공정). 제1 및 제2 세퍼레이터(12a, 12b)는, 방향 전환 롤러(68)에 있어서, 반송 방향이 나뉜다.
제1 권취 롤러(70U)(제1 권회부)에는, 제1 세퍼레이터(12a)의 수에 따라, 1개 또는 복수의 코어(u)가 착탈 가능하게 설치된다. 마찬가지로, 제2 권취 롤러(70L)(제2 권회부)에는, 제2 세퍼레이터(12b)의 수에 따라, 1개 또는 복수의 코어(l)가 착탈 가능하게 설치된다.
방향 전환 롤러(68)에 의해 제2 권취 롤러(70L)측에 반송된 제2 세퍼레이터(12b)는 코어(l)에 권취되어, 제2 세퍼레이터 권회체(12L)가 형성된다. 제2 권취 롤러(70L)는 코어(l)와 함께 회전함으로써 제2 세퍼레이터(12b)를 권회한다(권회 공정).
방향 전환 롤러(68)에 의해 제1 권취 롤러(70U)측에 반송된 제1 세퍼레이터(12a)는, 보조 롤러(69)를 통해서 제1 터치 롤러(81U)로 향한다(반송 공정). 제1 세퍼레이터(12a)는, 코어(u)에 권취되어, 제1 세퍼레이터 권회체(12U)가 형성된다. 제1 권취 롤러(70U)는 코어(u)와 함께 회전함으로써 제1 세퍼레이터(12a)를 권회한다(권회 공정). 코어는, 그것에 감긴 세퍼레이터 권회체와 함께 권취 롤러로부터 제거할 수 있다.
제1 및 제2 터치 롤러(81U, 81L)는, 각각 권회되는 제1 및 제2 세퍼레이터(12a, 12b)를, 제1 및 제2 세퍼레이터 권회체(12U, 12L)의 권회면(표면)에 내리누른다(압박 공정). 여기에서는, 제1 및 제2 터치 롤러(81U, 81L)는, 각각 그 자중에 의해 제1 및 제2 세퍼레이터(12a, 12b)를 내리누른다. 제1 및 제2 터치 롤러(81U, 81L)에 의해 내리누름으로써, 권회되는 제1 및 제2 세퍼레이터(12a, 12b)에 주름 등이 발생하는 것을 억제한다. 또한, 제1 및 제2 세퍼레이터 권회체(12U, 12L)의 직경의 변화에 따라, 권회면에 접하도록 제1 및 제2 터치 롤러(81U, 81L)의 위치는 변화한다.
코어(u, l)에 권취된 세퍼레이터 권회체(12U, 12L)가 서로 접하지 않도록, 제1 권취 롤러(70U) 및 제2 권취 롤러(70L)는, 서로 어긋난 위치에 배치된다. 1개의 세퍼레이터 원단을 슬릿함으로써 제1 세퍼레이터(12a) 및 제2 세퍼레이터(12b)가 형성되기 때문에, 서로 인접하는 세퍼레이터 권회체(12U, 12L)의 사이에는, 횡단 방향(TD)에 있어서 실질적으로 간극이 없다. 세퍼레이터 권회체(12U, 12L)의 측면(축에 수직인 면)끼리 접하면, 그 측면에 흠집 또는 보풀이 발생할 수 있다. 그 때문에, 제1 권취 롤러(70U) 및 제2 권취 롤러(70L)는, 세퍼레이터 권회체(12U, 12L)의 측면끼리 접하지 않을 정도로 이격되어서 배치된다. 여기에서는, 제1 권취 롤러(70U) 및 제2 권취 롤러(70L)는, 슬릿 장치(6)에 있어서 서로 상하의 위치 관계가 되도록 설치되어 있다. 상하의 위치 관계에 배치함으로써, 슬릿 장치(6)의 수평 방향의 사이즈를 작게 할 수 있다. 제1 권취 롤러(70U) 및 제2 권취 롤러(70L)는, 연직 방향으로 배열할 필요는 없으며, 상하의 위치 관계는, 수평하게 배열하지 않는 위치 관계이면 된다.
제1 권취 롤러(70U) 및 제2 권취 롤러(70L)는, 소정의 거리 이격되어서 배치된다. 이 배치 제한에 의해, 방향 전환 롤러(68)로부터 제1 및 제2 터치 롤러(81U, 81L) 중 어느 한쪽까지의 롤러간 거리는, 비교적 길어진다. 여기서, 롤러간 거리란, 세퍼레이터의 반송 경로에 있어서 인접하는 2개의 롤러에서의, 반송 경로의 상류측의 롤러로부터 세퍼레이터가 이격되는 위치로부터, 하류측의 롤러에 세퍼레이터가 접하는 위치까지의 거리를 의미한다. 터치 롤러의 직전 롤러로부터 터치 롤러까지의 롤러간 거리가 길어지면, 세퍼레이터가 변형 또는 사행되기 쉬워지고, 그 결과 권회되는 세퍼레이터에 있어서의 주름 또는 권취 어긋남이 발생하기 쉬워진다. 예를 들어, 권회 보조 롤러(69)가 없는 경우, 방향 전환 롤러(68)로부터 제1 터치 롤러(81U)까지의 롤러간 거리가 길어져, 권회되는 제1 세퍼레이터(12a)에 있어서의 주름 또는 권취 어긋남이 발생하기 쉬워진다. 여기서, 주름이란, 예를 들어 세퍼레이터 권회체의 권회면(터치 롤러가 접하는 곡면)에 발생하는 주름을 의미한다. 권취 어긋남이란, 원주상의 세퍼레이터 권회체의 축방향으로 일부 세퍼레이터가 어긋나는 것을 의미한다. 권취 어긋남이 발생하면, 세퍼레이터 권회체의 측면(축에 수직인 면)에 요철이 발생한다. 또한, 다공질 필름에 내열층 등의 층이 코팅된 세퍼레이터(예를 들어, 내열 세퍼레이터)는 횡단 방향에 있어서 컬링되기 쉽다. 그 때문에, 컬에 의한 주름의 발생을 억제하기 위해서도, 터치 롤러까지의 롤러간 거리를 단축할 필요가 있다. 또한, 세퍼레이터의 두께가 얇으면, 주름이 발생하기 쉬워진다.
따라서, 반송 경로에 있어서 방향 전환 롤러(68)와 제1 터치 롤러(81U)와의 사이에, 제1 터치 롤러(81U)까지의 롤러간 거리를 단축하도록 권회 보조 롤러(69)를 설치한다. 권회 보조 롤러(69)는, 제1 세퍼레이터 권회체(12U)에는 접하지 않는다. 여기에서는, 권회 보조 롤러(69)는, 제1 터치 롤러(81U)까지의 롤러간 거리가 방향 전환 롤러(68)로부터 제2 터치 롤러(81L)까지의 롤러간 거리와 동등해지도록 배치된다. 또한, 권회 보조 롤러(69)로부터 제1 권취 롤러(70U)에 제1 세퍼레이터(12a)를 도입하는 각도와, 방향 전환 롤러(68)로부터 제2 권취 롤러(70L)에 제2 세퍼레이터(12b)를 도입하는 각도를 동일하게 할 수도 있다. 또한, 예를 들어 권회 보조 롤러(69), 제1 터치 롤러(81U) 및 제1 권취 롤러(70U)의 위치 관계를, 방향 전환 롤러(68), 제2 터치 롤러(81L) 및 제2 권취 롤러(70L)의 위치 관계와 동일하게 할 수도 있다. 이에 의해, 제1 세퍼레이터(12a)와 제2 세퍼레이터(12b)를 동일 조건에서 권회할 수 있다. 그 때문에, 제1 세퍼레이터 권회체(12U)와 제2 세퍼레이터 권회체(12L)에서 권회 상태(주름이나 권취 어긋남 등의 품질)에 차이가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 방향 전환 롤러(68), 권회 보조 롤러(69), 제1 및 제2 권취 롤러(70U, 70L)는, 제1 및 제2 터치 롤러(81U, 81L)로부터는 독립되어 있다. 즉, 세퍼레이터 권회체의 제조 중에 있어서, 방향 전환 롤러(68), 권회 보조 롤러(69), 제1 및 제2 권취 롤러(70U, 70L)의 위치는 고정이다. 제1 및 제2 암(82U, 82L)에는, 롤러로서 각각 제1 및 제2 터치 롤러(81U, 81L)만을 설치하면 된다. 그 때문에, 가동부인 제1 및 제2 암(82U, 82L)의 구성을 간단하게 할 수 있다.
권회 보조 롤러(69)에 의해, 제1 터치 롤러(81U)와 그 직전의 롤러와의 사이의 롤러간 거리를 단축함으로써, 제1 세퍼레이터 권회체(12U)에 있어서의 주름 또는 권취 어긋남의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 방향 전환 롤러(68)는, 제1 터치 롤러(81U)보다 제2 터치 롤러(81L)에 가까운 위치(롤러간 거리가 짧아지는 위치)에 배치되어 있다. 그 때문에, 제2 터치 롤러(81L)와 방향 전환 롤러(68)의 사이에 다른 권회 보조 롤러를 설치하는 것을 생략할 수 있다.
또한, 제1 세퍼레이터 권회체(12U)의 권회 위치와 권회 보조 롤러(69) 사이의 반송 거리를 가능한 한 짧게 하기 위해서, 권회 보조 롤러(69)가, 직경 방향에 있어서 제1 권취 롤러(70U)의 가장 가까이에 배치되는 고정 부재(위치가 고정된 롤러)일 수도 있다. 이 경우, 제1 권취 롤러(70U)에 권회할 수 있는 제1 세퍼레이터 권회체(12U)의 최대 외경은, 제1 터치 롤러(81U) 또는 제1 암(82U)의 축이 아니라, 권회 보조 롤러(69)에 의해 규제된다. 예를 들어, 제1 권취 롤러(70U)의 중심으로부터 권회 보조 롤러(69)의 표면까지의 거리가 300mm인 경우, 제1 세퍼레이터 권회체(12U)의 최대 외경은 600mm로 제한된다. 또한, 최대 외경을 크게 하기 위해서는, 권회 보조 롤러(69)의 직경이 작은 것이 바람직하다. 예를 들어, 강성 등을 고려하여, 권회 보조 롤러(69)의 직경은, 60mm 이상 100mm 이하로 할 수도 있다. 마찬가지로, 방향 전환 롤러(68)가, 직경 방향에 있어서 제2 권취 롤러(70L)의 가장 가까이에 배치되는 고정 부재(위치가 고정된 롤러)일 수도 있다. 이 경우, 제2 권취 롤러(70L)에 권회할 수 있는 제2 세퍼레이터 권회체(12L)의 최대 외경은, 방향 전환 롤러(68)에 의해 규제된다.
또한, 제1 터치 롤러(81U)는, 자중에 의해 제1 세퍼레이터(12a)를 내리누르기 때문에, 제1 권취 롤러(70U)보다 상측에 배치된다. 한편, 절단 장치(7)로 슬릿된 제1 세퍼레이터(12a)의 반송 방향을 제1 권취 롤러(70U)측(상측)으로 전환하는 방향 전환 롤러(68)는, 슬릿 장치(6)의 사이즈의 제약상, 제1 권취 롤러(70U)보다 하측에 배치되는 경우가 있다. 제1 권취 롤러(70U)보다 하방에 위치하는 방향 전환 롤러(68)로부터 그대로 제1 권취 롤러(70U)에 제1 세퍼레이터(12a)를 도입하면, 제1 세퍼레이터(12a)가 권회면에 접하는 위치로부터, 제1 권취 롤러(70U)의 상측에 있는 제1 터치 롤러(81U)까지의 거리가 길어져버린다. 그 결과, 권회면에 있어서 주름이 발생하기 쉬워진다.
따라서, 제1 권취 롤러(70U)보다 상측에 권회 보조 롤러(69)를 설치함으로써, 권회면보다 상측의 높이로부터, 제1 세퍼레이터(12a)를 권회면에 도입할 수 있다. 이에 의해, 제1 세퍼레이터(12a)가 제1 세퍼레이터 권회체(12U)의 권회면에 접하는 위치로부터 제1 터치 롤러(81U)까지의 거리를 단축할 수 있다. 이에 의해, 제1 세퍼레이터 권회체(12U)에 있어서의 주름 또는 권취 어긋남의 발생을 억제할 수 있다. 여기서, 롤러끼리의 높이는, 반송되는 세퍼레이터의 통과 위치에서 비교된다. 권회 보조 롤러(69)의 상단부의 높이(제1 세퍼레이터(12a)가 접하는 원호의 최상점)가, 제1 권취 롤러(70U)에 설치된 코어(u)의 상단부의 높이보다 상측이면 된다. 또한, 방향 전환 롤러(68)의 하단부의 높이(제1 세퍼레이터(12a)가 접하는 원호의 최하점)는, 제1 권취 롤러(70U)의 상단부 또는 제1 권취 롤러(70U)에 설치된 코어(u)의 상단부의 높이보다 하측이면 된다. 권취가 진행됨에 따라 제1 세퍼레이터 권회체(12U)의 직경은 커지기 때문에, 권회면의 위치는 높아진다. 그러나, 각 롤러가 상기의 조건을 만족하고 있으면, 적어도 제1 세퍼레이터 권회체(12U)의 직경이 소정의 범위 내인 동안에, 권회면보다 상측의 높이로부터, 제1 세퍼레이터(12a)를 권회면에 도입할 수 있다. 또한, 제1 세퍼레이터 권회체(12U)의 상단부가 권회 보조 롤러(69)의 상단부보다 하측에 있는 범위 내에서 제1 세퍼레이터 권회체(12U)의 제조가 완료되는 것이 바람직하다. 제조가 완료된 제1 세퍼레이터 권회체(12U)는, 코어(u)와 함께 제1 권취 롤러(70U)로부터 제거된다.
마찬가지로, 방향 전환 롤러(68)의 하단부의 높이(제1 세퍼레이터(12a)가 접하는 원호의 최하점)는, 제2 권취 롤러(70L)에 설치된 코어(l)의 상단부의 높이보다 상측인 것이 바람직하다.
또한, 제1 터치 롤러(81U)의 위치를 권회 보조 롤러(69)측으로 시프트시킴으로써, 권회 보조 롤러(69)로부터 반송되는 제1 세퍼레이터(12a)가, 제1 세퍼레이터 권회체(12U)의 권회면보다 먼저 제1 터치 롤러(81U)에 접하도록 구성할 수도 있다. 제2 터치 롤러(81L)에 대해서도 마찬가지이다. 이에 의해, 제1 및 제2 터치 롤러(81U, 81L)의 표면에서 세퍼레이터의 주름을 펴면서, 해당 세퍼레이터를 권회면에 내리누를 수 있다.
또한, 제1 터치 롤러(81U)는, 제1 세퍼레이터 권회체(12U)의 횡측 또는 하측으로부터 제1 세퍼레이터(12a)를 권회면에 내리누르는 구성일 수도 있다. 이 경우, 예를 들어 제1 암(82U)에 힘을 가하기 위해서, 스프링 또는 에어 실린더 등의 기구를 슬릿 장치(6)에 설치할 수도 있다. 제2 터치 롤러(81L)에 대해서도 마찬가지이다.
본 실시 형태에 의해 주름 또는 권취 어긋남의 발생이 억제되는 것의 효과는, 전지에 사용되는 세퍼레이터에 있어서 특히 유효하다. 세퍼레이터(특히 층이 코팅된 세퍼레이터)는, 막 두께의 분포가 불균일해지기 쉽기 때문에, 권회 시에 주름 또는 권취 어긋남이 발생하기 쉽다는 성질을 갖는다. 한편, 세퍼레이터 권회체에 주름 또는 권취 어긋남이 발생하면, 전지 제조 공정에서 세퍼레이터를 권출할 때, 세퍼레이터가 사행되기 쉬워진다. 세퍼레이터가 사행되면, 그것을 사이에 끼우는 정부의 전극 필름과의 적층 불량을 초래한다. 이렇게 세퍼레이터 권회체에 있어서는, 주름 및 권취 어긋남의 저감 요구가 높기 때문에, 권회 보조 롤러(69)를 설치할 필요가 발생한다. 본 실시 형태는, 내열층을 갖지 않는 단층의 세퍼레이터에도, 내열층을 갖는 내열 세퍼레이터에도 적용 가능하다.
〔실시 형태 2〕
본 발명의 다른 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 설명의 편의상, 상술한 실시 형태에서 설명한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 대해서는, 동일 부호를 부기하고, 그의 설명을 생략한다.
도 7은, 도 6과 같이, 본 실시 형태에서의 슬릿 장치(6a)의 일부를 확대해서 도시하는 도면이다. 슬릿 장치(6a)는, 롤러(66), 제1 방향 전환 롤러(68U), 제2 방향 전환 롤러(68L), 제1 권회 보조 롤러(69U), 제2 권회 보조 롤러(69L), 제1 터치 롤러(81U), 제2 터치 롤러(81L), 제1 암(82U), 제2 암(82L), 제1 권취 롤러(70U), 제2 권취 롤러(70L), 복수의 절단 장치(7)를 구비한다.
반송된 세퍼레이터(12)의 원단은, 예를 들어 롤러(66)의 상류측에 있어서, 절단 장치(7)(슬릿부)에 의해 복수의 슬릿 세퍼레이터(제1 및 제2 세퍼레이터(12a, 12b))로 슬릿된다. 제1 및 제2 세퍼레이터(12a, 12b)는, 롤러(66)에 있어서, 반송 방향이 나뉜다.
제1 방향 전환 롤러(68U)의 하단부는, 롤러(66)의 상단부 및 제1 권취 롤러(70U)에 설치된 코어(u)의 상단부보다 하측에 위치한다. 제1 방향 전환 롤러(68U)는, 제1 세퍼레이터(12a)의 반송 방향을 상측(제1 권취 롤러(70U)측)으로 전환한다.
제1 권회 보조 롤러(69U)의 상단부는, 제1 방향 전환 롤러(68U)의 하단부 및 제1 권취 롤러(70U)에 설치된 코어(u)의 상단부보다 상측에 위치한다. 제1 권회 보조 롤러(69U)는, 제1 터치 롤러(81U)와 그 직전의 롤러와의 사이의 롤러간 거리를 단축하도록, 반송 경로에 있어서 제1 터치 롤러(81U)와 제1 방향 전환 롤러(68U)와의 사이에 배치된다. 제1 권회 보조 롤러(69U)는, 권회면보다 상측의 높이로부터, 제1 세퍼레이터(12a)를 권회면에 도입한다.
제2 방향 전환 롤러(68L)의 하단부는, 롤러(66)의 상단부, 제2 권취 롤러(70L)의 상단부 및 제2 권취 롤러(70L)에 설치된 코어(l)의 상단부보다 하측에 위치한다. 제2 방향 전환 롤러(68L)는, 제2 세퍼레이터(12b)의 반송 방향을 상측(제2 권취 롤러(70L)측)으로 전환한다.
제2 권회 보조 롤러(69L)의 상단부는, 제2 방향 전환 롤러(68L)의 하단부 및 제2 권취 롤러(70L)에 설치된 코어(l)의 상단부보다 상측에 위치한다. 제2 권회 보조 롤러(69L)는, 제2 터치 롤러(81L)와 그 직전의 롤러와의 사이의 롤러간 거리를 단축하도록, 반송 경로에 있어서 제2 터치 롤러(81L)와 제2 방향 전환 롤러(68L)와의 사이에 배치된다. 제2 권회 보조 롤러(69L)는, 권회면보다 상측의 높이로부터, 제2 세퍼레이터(12b)를 권회면에 도입한다.
제1 권회 보조 롤러(69U) 및 제2 권회 보조 롤러(69L)는, 제1 터치 롤러(81U)까지의 롤러간 거리가 제2 터치 롤러(81L)까지의 롤러간 거리와 동등해지도록 배치된다.
제1 권회 보조 롤러(69U), 제1 터치 롤러(81U) 및 제1 권취 롤러(70U)의 위치 관계를, 제2 권회 보조 롤러(69L), 제2 터치 롤러(81L) 및 제2 권취 롤러(70L)의 위치 관계와 동일하게 할 수도 있다. 또한, 제1 및 제2 터치 롤러(81U, 81L)의 직전에 있어서, 제1 및 제2 세퍼레이터(12a, 12b)는, 모두 제1 및 제2 권회 보조 롤러(69U, 69L)의 상측으로 반송된다. 그 때문에, 제1 세퍼레이터(12a)와 제2 세퍼레이터(12b)를 동일 조건에서 권회할 수 있다. 또한, 세퍼레이터 권회체의 제조 중에 있어서, 제1 및 제2 방향 전환 롤러(68U, 68L), 제1 및 제2 권회 보조 롤러(69U, 69L), 제1 및 제2 권취 롤러(70U, 70L)의 위치는 고정이다.
제1 및 제2 권회 보조 롤러(69U, 69L)에 의해, 제1 및 제2 터치 롤러(81U, 81L)와 그 직전의 롤러와의 사이의 각각의 롤러간 거리를 단축함으로써, 제1 및 제2 세퍼레이터 권회체(12U, 12L)에 있어서의 주름 또는 권취 어긋남의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 제2 권회 보조 롤러(69L)를 설치함으로써, 제2 방향 전환 롤러(68L)의 배치 위치의 자유도를 높게 할 수 있다.
(변형예)
실시 형태 2에서, 제1 및 제2 권회 보조 롤러(69U, 69L)는, 역 크라운 롤러와 같은 오목형 롤러일 수도 있다. 오목형 롤러는, 롤러의 횡단 방향(TD)에 있어서의 중앙부의 외경이, 양단부의 외경보다 작은 형상을 한 롤러이다. 이에 의해, 회전하는 오목형 롤러의 양단부에 있어서 반송되는 세퍼레이터가 외측으로 펴져서, 반송 중에 세퍼레이터에 발생한 주름을 펼 수 있다. 주름이 펴진 상태에서 권회할 필요가 있으므로, 제1 및 제2 터치 롤러(81U, 81L)의 직전의 롤러(제1 및 제2 권회 보조 롤러(69U, 69L))가 오목형 롤러인 것이 바람직하다. 오목형 롤러의 외경은, 양단부의 직경이 서서히 커지도록 곡선상 또는 직선상일 수도 있고, 양단부의 직경이 단계적으로 커지고 있을 수도 있다.
단, 1개의 제1 세퍼레이터(12a) 및 1개의 코어(u)에 대하여, 1개의 오목형의 제1 권회 보조 롤러(69U)가 설치되는 것이 바람직하다. 제1 세퍼레이터(12a) 및 코어(u)의 세트가 병행하여 복수 있는 경우, 복수의 세트에 대응하여 복수의 오목형의 제1 권회 보조 롤러(69U)가 설치될 수도 있다. 또한, 복수의 제1 권회 보조 롤러(69U)로서, 오목형 롤러와 오목형이 아닌 평평한 원주 롤러를 섞어서 사용할 수도 있다. 또는, 1개의 제1 권회 보조 롤러(69U)가 복수의 제1 세퍼레이터(12a)를 반송하는 경우, 제1 권회 보조 롤러(69U)의 표면에 있어서, 복수의 제1 세퍼레이터(12a)에 대응하는 위치에, 복수의 오목형의 형상이 형성되어 있을 수도 있다. 제2 권회 보조 롤러(69L)에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 실시 형태 1에서는, 예를 들어 제1 및 제2 터치 롤러(81U, 81L)의 직전의 방향 전환 롤러(68) 및 권회 보조 롤러(69)가 오목형 롤러일 수도 있다. 오목형의 방향 전환 롤러(68)를 사용하는 경우, 방향 전환 롤러(68)에는, 상기의 제1 권회 보조 롤러(69U)와 같이, 복수의 제1 및 제2 세퍼레이터(12a, 12b)에 대응하는 위치에, 복수의 오목형의 형상이 형성되어 있을 수도 있다.
〔정리〕
본 발명의 일 형태에 관한 세퍼레이터 권회체의 제조 방법은, 전지용 세퍼레이터 원단을 길이 방향을 따라 슬릿함으로써 적어도 제1 및 제2 세퍼레이터로 잘라 나누는 슬릿 공정과, 1개 이상의 방향 전환 롤러에 의해 상기 제1 및 제2 세퍼레이터의 반송 방향을 각각 제1 및 제2 권회부측으로 전환하는 방향 전환 공정과, 서로 상하의 위치 관계가 되도록 설치된 상기 제1 및 제2 권회부에 의해, 각각 상기 제1 및 제2 세퍼레이터를 권회하는 권회 공정과, 제1 및 제2 터치 롤러에 의해 상기 권회되는 제1 및 제2 세퍼레이터를 권회면에 내리누르는 압박 공정과, 상기 방향 전환 롤러와 상기 제1 터치 롤러의 사이에, 상기 제1 터치 롤러까지의 롤러간 거리를 단축하도록 설치된 제1 권회 보조 롤러를 통해서 상기 제1 세퍼레이터를 반송하는 반송 공정을 포함한다.
제1 및 제2 권회부는, 서로 상하의 위치 관계가 되도록 배치되어 있으므로, 한쪽의 터치 롤러까지의 롤러간 거리는 길어지는 경향이 있다. 터치 롤러까지의 롤러간 거리가 길면, 권회되는 세퍼레이터에 주름이나 권취 어긋남이 발생하기 쉬워진다.
상기의 구성에 의하면, 방향 전환 롤러와 제1 터치 롤러와의 사이에, 제1 터치 롤러까지의 롤러간 거리를 단축하도록 제1 권회 보조 롤러가 설치되어 있다. 이에 의해, 제1 세퍼레이터에 있어서의 주름이나 권취 어긋남의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 「롤러간 거리」란, 세퍼레이터의 반송 경로에서 인접하는 2개의 롤러에 있어서의, 반송 경로의 상류측의 롤러로부터 세퍼레이터가 이격되는 위치로부터, 하류측의 롤러에 세퍼레이터가 접하는 위치까지의 거리를 의미한다. 또한, 상하의 위치 관계란, 수평으로 정렬되어 있지 않은(상하로 어긋나 있는) 위치 관계를 의미한다.
또한, 상기 방향 전환 롤러는, 상기 제1 터치 롤러보다도 상기 제2 터치 롤러에 가까운 위치에 배치되어 있을 수도 있다.
상기의 구성에 의하면, 방향 전환 롤러를 상기 제1 터치 롤러보다도 상기 제2 터치 롤러에 가까운 위치에 배치함으로써, 방향 전환 롤러와 제2 터치 롤러와의 사이에 권회 보조 롤러를 설치하는 것을 생략할 수 있다.
또한, 상기 반송 공정에서는, 상기 방향 전환 롤러와 상기 제2 터치 롤러와의 사이에, 상기 제2 터치 롤러까지의 롤러간 거리를 단축하도록 설치된 제2 권회 보조 롤러를 통해서 상기 제2 세퍼레이터를 반송할 수도 있다.
상기의 구성에 의하면, 제1 및 제2 권회 보조 롤러를 설치함으로써, 방향 전환 롤러의 배치에 관한 자유도를 높게 할 수 있다.
또한, 상기 권회 보조 롤러는, 상기 제1 및 제2 터치 롤러까지의 롤러간 거리가 동등해지도록 설치되어 있을 수도 있다.
상기의 구성에 의하면, 제1 세퍼레이터의 권회체와 제2 세퍼레이터의 권회체에서 권회 상태에 차이가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제1 권회 보조 롤러는, 상기 제1 터치 롤러와는 독립하여 설치되어 있을 수도 있다.
상기의 구성에 의하면, 제1 터치 롤러를 포함하는 가동부의 구성을 간단하게 할 수 있다.
또한, 상기 압박 공정에서는, 상기 제1 터치 롤러는 상기 권회되는 제1 및 제2 세퍼레이터를 상측으로부터 내리누르고, 상기 반송 공정에서는, 상기 제1 권회 보조 롤러는, 상기 권회면보다 상측의 높이로부터 상기 권회면에 상기 제1 세퍼레이터를 도입하는 구성일 수도 있다.
상기의 구성에 의하면, 제1 세퍼레이터가 권회체의 권회면에 접하는 위치로부터 제1 터치 롤러까지의 거리(세퍼레이터에 따른 거리)를 단축할 수 있다. 그로 인해, 권회면에 있어서의 주름 또는 권취 어긋남의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기 방향 전환 공정에서는, 상기 제1 세퍼레이터는 상기 방향 전환 롤러의 하측을 통과하고, 상기 권회 공정에서는, 상기 제1 세퍼레이터는 상기 제1 권회부에 설치된 코어에 권회되고, 상기 방향 전환 롤러의 하단부는 상기 코어의 상단부보다 하측에 위치하는 구성일 수도 있다.
상기의 구성에 의하면, 방향 전환 롤러로부터 제1 권회부 상의 코어에 제1 세퍼레이터를 직접 도입하는 경우에 비해, 제1 세퍼레이터가 권회체의 권회면에 접하는 위치로부터 제1 터치 롤러까지의 거리를 단축할 수 있다. 그로 인해, 권회면에 있어서의 주름 또는 권취 어긋남의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상기 반송 공정에서는, 상기 제1 세퍼레이터는 상기 제1 권회 보조 롤러의 상측을 통과하고, 상기 제1 권회부 상에 형성되는 상기 제1 세퍼레이터의 권회체의 상단부가, 상기 제1 권회 보조 롤러의 상단부보다 하측에 있는 범위 내에서, 상기 제1 세퍼레이터의 권회체의 제조를 완료하도록 할 수 있다.
상기의 구성에 의하면, 제1 세퍼레이터의 권회체의 외경에 관계없이, 권회면에 항상 상측으로부터 제1 세퍼레이터를 도입할 수 있다.
본 발명의 일 형태에 관한 세퍼레이터의 슬릿 방법은, 전지용 세퍼레이터 원단을 길이 방향을 따라 슬릿함으로써 적어도 제1 및 제2 세퍼레이터로 잘라 나누는 슬릿 공정과, 1개 이상의 방향 전환 롤러에 의해 상기 제1 및 제2 세퍼레이터의 반송 방향을 각각 제1 및 제2 권회부측으로 전환하는 방향 전환 공정과, 서로 상하의 위치 관계가 되도록 설치된 상기 제1 및 제2 권회부에 의해, 각각 상기 제1 및 제2 세퍼레이터를 권회하는 권회 공정과, 제1 및 제2 터치 롤러에 의해 상기 권회되는 제1 및 제2 세퍼레이터를 권회면에 내리누르는 압박 공정과, 상기 방향 전환 롤러와 상기 제1 터치 롤러와의 사이에, 상기 제1 터치 롤러까지의 롤러간 거리를 단축하도록 설치된 제1 권회 보조 롤러를 통해서 상기 제1 세퍼레이터를 반송하는 반송 공정을 포함한다.
본 발명은 상술한 각 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 서로 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합해서 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
본 발명은 슬릿 장치, 세퍼레이터 권회체의 제조 방법 등에 이용할 수 있다.
1 리튬 이온 이차 전지
4 내열층
5 다공질 필름
6, 6a 슬릿 장치
7 절단 장치
12, 12a, 12b 세퍼레이터, 제1 및 제2 세퍼레이터
12U, 12L 제1 및 제2 세퍼레이터 권회체
68, 68U, 68L 제1 및 제2 방향 전환 롤러
69U, 69L 제1 및 제2 권회 보조 롤러
70U, 70L 제1 및 제2 권취 롤러(제1 및 제2 권회부)
81U, 81L 제1 및 제2 터치 롤러
82U, 82L 제1 및 제2 암
l, u 코어

Claims (9)

  1. 전지용 세퍼레이터 원단을 길이 방향을 따라 슬릿함으로써 적어도 제1 및 제2 세퍼레이터로 잘라 나누는 슬릿 공정과,
    1개 이상의 방향 전환 롤러에 의해 상기 제1 및 제2 세퍼레이터의 반송 방향을 각각 제1 및 제2 권회부측으로 전환하는 방향 전환 공정과,
    서로 상하의 위치 관계가 되도록 설치된 상기 제1 및 제2 권회부에 의해, 각각 상기 제1 및 제2 세퍼레이터를 권회하는 권회 공정과,
    제1 및 제2 터치 롤러에 의해 상기 권회되는 제1 및 제2 세퍼레이터를 권회면에 내리누르는 압박 공정과,
    상기 방향 전환 롤러와 상기 제1 터치 롤러와의 사이에, 상기 제1 터치 롤러까지의 롤러간 거리를 단축하도록 설치된 제1 권회 보조 롤러를 통해서 상기 제1 세퍼레이터를 반송하는 반송 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 권회체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방향 전환 롤러는, 상기 제1 터치 롤러보다도 상기 제2 터치 롤러에 가까운 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 권회체의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반송 공정에서는, 상기 방향 전환 롤러와 상기 제2 터치 롤러와의 사이에, 상기 제2 터치 롤러까지의 롤러간 거리를 단축하도록 설치된 제2 권회 보조 롤러를 통해서 상기 제2 세퍼레이터를 반송하는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 권회체의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 권회 보조 롤러는, 상기 제1 및 제2 터치 롤러까지의 롤러간 거리가 동등해지도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 권회체의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 권회 보조 롤러는, 상기 제1 터치 롤러와는 독립하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 권회체의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압박 공정에서는, 상기 제1 터치 롤러는 상기 권회되는 제1 및 제2 세퍼레이터를 상측으로부터 내리누르고,
    상기 반송 공정에서는, 상기 제1 권회 보조 롤러는, 상기 권회면보다 상측의 높이로부터 상기 권회면에 상기 제1 세퍼레이터를 도입하는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 권회체의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 방향 전환 공정에서는, 상기 제1 세퍼레이터는 상기 방향 전환 롤러의 하측을 통과하고,
    상기 권회 공정에서는, 상기 제1 세퍼레이터는 상기 제1 권회부에 설치된 코어에 권회되고,
    상기 방향 전환 롤러의 하단부는 상기 코어의 상단부보다 하측에 위치하는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 권회체의 제조 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 반송 공정에서는, 상기 제1 세퍼레이터는 상기 제1 권회 보조 롤러의 상측을 통과하고,
    상기 제1 권회부 상에 형성되는 상기 제1 세퍼레이터의 권회체의 상단부가 상기 제1 권회 보조 롤러의 상단부보다 하측에 있는 범위 내에서, 상기 제1 세퍼레이터의 권회체의 제조를 완료하는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 권회체의 제조 방법.
  9. 전지용 세퍼레이터 원단을 길이 방향을 따라 슬릿함으로써 적어도 제1 및 제2 세퍼레이터로 잘라 나누는 슬릿 공정과,
    1개 이상의 방향 전환 롤러에 의해 상기 제1 및 제2 세퍼레이터의 반송 방향을 각각 제1 및 제2 권회부측으로 전환하는 방향 전환 공정과,
    서로 상하의 위치 관계가 되도록 설치된 상기 제1 및 제2 권회부에 의해, 각각 상기 제1 및 제2 세퍼레이터를 권회하는 권회 공정과,
    제1 및 제2 터치 롤러에 의해 상기 권회되는 제1 및 제2 세퍼레이터를 권회면에 내리누르는 압박 공정과,
    상기 방향 전환 롤러와 상기 제1 터치 롤러와의 사이에, 상기 제1 터치 롤러까지의 롤러간 거리를 단축하도록 설치된 제1 권회 보조 롤러를 통해서 상기 제1 세퍼레이터를 반송하는 반송 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터의 슬릿 방법.
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