KR20170009468A - Method For Manufacturing Secondary Battery Electrode - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a secondary battery electrode, comprising: a slurry mixing step of mixing an electrode active material and preparing slurry; a slurry spreading step of spreading the slurry on foil; a slitting step of slitting the foil in which the slurry is spread; and a rolling step of rolling the slit foil. According to the present invention, folding and disconnection of an electrode caused by deviation of an elongation rate can be prevented during a process of rolling an electrode.

Description

이차전지 전극 제조 방법{Method For Manufacturing Secondary Battery Electrode}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 이차전지 전극 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 전극 압연 공정 시 연신율 편차에 따라 발생하는 전극의 접힘 및 단선을 방지할 수 있는 이차전지 전극 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a secondary battery electrode, and more particularly, to a method of manufacturing a secondary battery electrode capable of preventing electrode folding and disconnection caused by an elongation rate variation during an electrode rolling process.

일반적으로, 이차전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화가 가능하다는 이점으로 인하여 최근 그 개발 및 사용이 증가하고 있다. 이차전지는 양극, 음극 및 분리막으로 이루어지는 전극 조립체와, 전극 조립체를 전해액과 함께 밀봉 수납하는 외장재를 구비한다. 이차전지는 구조적 특징에 따라 원통형 이차전지, 각형 이차전지, 파우치형 이차전지 등으로 분류할 수 있다. Generally, secondary batteries have been recently developed and used due to the fact that they can be recharged and can be made compact and large in capacity. The secondary battery includes an electrode assembly including an anode, a cathode, and a separator, and a casing for sealingly storing the electrode assembly together with the electrolyte solution. The secondary battery can be classified into a cylindrical secondary battery, a prismatic secondary battery, and a pouch-type secondary battery according to a structural feature.

이와 같은 이차전지의 전극은 전극 활물질이 믹싱된 슬러리를 호일 상에 도포하여 이루어진다. 즉, 양극 활물질을 호일 상에 도포함으로써 양극이 이루어지고, 음극 활물질을 호일 상에 도포함으로써 음극이 이루어진다. The electrode of the secondary battery is formed by applying a slurry on which an electrode active material is mixed to a foil. That is, the positive electrode is formed by applying the positive electrode active material on the foil, and the negative electrode is formed by coating the negative electrode active material on the foil.

도 1은 종래 이차전지 전극 제조방법에 따른 순서를 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 이차전지 전극은 슬러리 믹싱 단계(S11), 슬러리 도포 단계(S12), 압연 단계(S13), 슬리팅 단계(S14)를 통하여 이루어진다. 슬러리 믹싱 단계(S11)에서는 전극 활물질을 믹싱하여 슬러리를 제조한다. 이 후, 슬러리 도포 단계(S12)를 수행하여, 믹싱된 슬러리를 코터를 이용하여 호일 상에 도포한다. 이 때, 슬러리는 호일 상에 코팅부와 미코팅부가 교대로 형성되도록 도포한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 호일의 양측 가장자리에는 슬러리가 도포되지 않는 미코팅부(3)가 형성되고, 슬러리가 도포되는 코팅부(1)와 미코팅부(3)가 교대로 형성되도록 슬러리가 도포된다. FIG. 1 is a view showing a procedure according to a conventional method of manufacturing a secondary battery electrode. As shown in FIG. 1, a conventional secondary battery electrode is formed through a slurry mixing step S11, a slurry applying step S12, a rolling step S13, and a slitting step S14. In the slurry mixing step S11, an electrode active material is mixed to prepare a slurry. Thereafter, the slurry applying step (S12) is performed, and the mixed slurry is coated on the foil using a coater. At this time, the slurry is applied on the foil so that the coated portion and the uncoated portion are alternately formed. That is, as shown in FIG. 2, uncoated portions 3 are formed on both side edges of the foil, and the coated portion 1 and the uncoated portion 3 to which the slurry is applied are alternately formed So that the slurry is applied.

슬러리 도포 단계(S12) 후, 압연 단계(S13)를 수행한다. 압연 단계(S13)에서는 슬러리가 도포된 호일을 롤(100)과 롤(100) 사이로 통과시켜 호일 상에 도포된 슬러리에 열과 압력을 가한다. 이후 슬리팅 단계(S14)를 통하여 호일을 원하는 형상으로 슬리팅한다. After the slurry application step (S12), the rolling step (S13) is performed. In the rolling step S13, a slurry coated foil is passed between the roll 100 and the roll 100 to apply heat and pressure to the slurry applied on the foil. Thereafter, the foil is slit into a desired shape through the slitting step S14.

한편, 최근 이차전지는 셀의 에너지 밀도를 높이고 내부 공간 활용을 증가시키기 위하여 전극을 이루는 호일의 두께가 더욱 얇아지고 잇는 추세이다. 호일 두께가 얇아짐에 따라 코팅부(1)와 미코팅부(3)의 슬러리 도포에 의한 두께차에 따른 연신율 편차의 영향을 크게 받는다. 이에, 전극 압연 단계(S13)에서 롤(100)과 롤(100) 사이로 호일이 통과할 때, 이러한 호일 상의 두께차에 따른 연신율 편차에 의해 호일의 미코팅부(3) 상에 주름 형태의 변형을 일으켜 롤(100)과 롤(100) 통과 시 호일의 접힘 및 단선이 발생하기 쉬운 문제점이 있었다.Meanwhile, in recent years, the thickness of the foil forming the electrode has become thinner in order to increase the energy density of the cell and increase the utilization of the internal space. As the thickness of the foil becomes thinner, the variation in elongation according to the thickness difference due to the coating of the slurry of the coating portion 1 and the uncoated portion 3 is greatly affected. Thus, when the foil passes between the roll 100 and the roll 100 in the electrode rolling step S13, a deformation of the wrinkle-like shape on the uncoated portion 3 of the foil due to such a difference in elongation according to the difference in thickness on the foil- So that folding and breaking of the foil are liable to occur when the roll 100 and the roll 100 pass.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극 압연 공정 시 연신율 편차에 따라 발생하는 전극의 접힘 및 단선을 방지할 수 있는 이차전지 전극 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a secondary battery electrode that can prevent folding and disconnection of electrodes caused by elongation rate variation during an electrode rolling process.

본 발명에 따른 이차전지 전극 제조 방법은, 전극 활물질을 믹싱하여 슬러리를 제조하는 슬러리 믹싱 단계; 상기 슬러리를 호일 상에 도포하는 슬러리 도포 단계; 상기 슬러리가 도포된 호일을 슬리팅하는 슬리팅 단계; 슬리팅된 호일을 압연하는 압연 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. A method for manufacturing a secondary battery electrode according to the present invention includes: mixing a slurry for producing a slurry by mixing an electrode active material; A slurry applying step of applying the slurry on a foil; A slitting step of slitting the slurry coated with the slurry; And a rolling step of rolling the slitted foil.

본 발명에서, 상기 슬러리 도포 단계에서는 상기 호일 상에 상기 슬러리가 도포되는 코팅부와 상기 슬러리가 도포되지 않는 미코팅부가 교대로 형성되도록 상기 슬러리를 도포하는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the slurry is applied on the foil so that the coated portion coated with the slurry and the uncoated portions not coated with the slurry are alternately formed on the foil.

본 발명에서, 상기 호일은 박막 호일인 것이 바람직하다. In the present invention, the foil is preferably a thin film foil.

본 발명에 따른 이차전지 전극 제조 방법에 따르면, 전극 압연 공정 시 연신율 편차에 따라 발생하는 전극의 접힘 및 단선을 방지할 수 있다. According to the method for manufacturing a secondary battery electrode according to the present invention, it is possible to prevent folding and disconnection of the electrode caused by the elongation rate variation in the electrode rolling process.

또한, 호일의 두께가 얇아도 공정 진행 시 주름에 의한 접힘 및 전극 단선이 발생하지 않는다. 이에, 호일은 얇은 박막 형태의 호일로 마련되는 것이 가능하다. 호일이 얇은 박막 형태로 마련됨에 따라 종래 대비 셀의 에너지 밀도를 높이고, 셀 내부 공간 활용율을 높일 수 있는 효과가 있다.Further, even if the thickness of the foil is thin, folding due to wrinkling and electrode breakage do not occur during the process. Thus, the foil can be provided as a foil in the form of a thin film. Since the foil is provided in the form of a thin film, the energy density of the cell can be increased and the space utilization ratio in the cell can be increased.

도 1은 종래 이차전지 전극 제조 방법에 따른 순서를 도시한 도면.
도 2는 종래 이차전지 전극 제조 방법 중 압연 단계의 모습을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 이차전지 전극 제조 방법에 따른 순서를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 슬러리 도포 단계의 모습을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 슬리팅 단계의 모습을 도시한 도면.
도 6은 압연 단계의 모습을 도시한 도면.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a procedure according to a conventional method of manufacturing a secondary battery electrode. FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]
3 is a view illustrating a procedure of a method for manufacturing a secondary battery electrode according to the present invention.
4 is a view showing a slurry applying step according to the present invention.
5 is a view showing a state of a slitting step according to the present invention;
6 is a view showing a state of a rolling step;

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 이차전지 전극 제조 방법의 순서를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지 전극 제조 방법은, 전극 활물질을 믹싱하여 슬러리를 제조하는 슬러리 믹싱 단계(S1); 상기 슬러리를 호일 상에 도포하는 슬러리 도포 단계(S2); 상기 슬러리가 도포된 호일을 슬리팅하는 슬리팅 단계(S3); 슬리팅된 호일을 압연하는 압연 단계(S4)를 포함하는 것을 특징으로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 3 is a view showing a procedure of a method for manufacturing a secondary battery electrode according to the present invention. As shown in FIG. 3, a method of manufacturing a secondary battery electrode according to the present invention includes: a slurry mixing step (S1) of mixing a electrode active material to produce a slurry; A slurry applying step (S2) of applying the slurry on a foil; A slitting step S3 of slitting the foil coated with the slurry; And a rolling step (S4) of rolling the slitted foil.

슬러리 믹싱 단계(S1)에서는 전극 활물질을 슬러리와 믹싱한다. 전극 활물질은 양극을 형성하기 위한 양극 활물질이거나, 음극을 형성하기 위한 음극 활물질을 포함한다. 이러한 양극 활물질 또는 음극 활물질을 형성하고자 하는 전극에 따라 선택적으로 슬러리와 믹싱하여, 호일 상에 도포하기 용이한 상태로 제조한다. In the slurry mixing step (S1), the electrode active material is mixed with the slurry. The electrode active material is either a positive electrode active material for forming the positive electrode or a negative active material for forming the negative electrode. The positive electrode active material or the negative electrode active material is selectively mixed with the slurry according to the electrode to be formed, and is easily prepared on the foil.

슬러리 도포 단계(S2)에서는 슬러리 믹싱 단계(S1)를 통하여 형성된 슬러리를 호일 상에 도포한다. 슬러리 도포 단계(S2)에서는 전극 활물질이 믹싱된 슬러리를 코터를 이용하여 호일 상에 일정한 두께로 균일하게 도포한다. 코터는 호일의 코팅 방향에 대하여 수직하게 위치한다. 슬러리 도포 단계(S2)에서는, 양극을 형성하기 위하여 양극 활물질이 섞인 슬러리를 호일에 도포하고, 음극을 형상하기 위하여 음극 활물질이 섞인 슬러리를 호일에 도포한다. 도 4는 슬러리 도포 단계(S2)를 통하여 호일 상에 슬러리가 도포된 모습을 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 슬러리 도포 단계(S2)에서는 호일 상에 슬러리가 도포되는 코팅부(1)와, 슬러리가 도포되지 않는 미코팅부(3)가 교대로 형성되도록 도포한다. 즉, 호일의 양측 가장자리에 미코팅부(3)가 형성되고, 미코팅부(3)와 코팅부(1)가 교대로 위치하도록 슬러리를 도포한다. , 코팅부(1)와 미코팅부(3)는 적용되는 이차전지가 요구하는 규격에 따라 소정 패턴을 형성하며 도포된다. In the slurry application step (S2), the slurry formed through the slurry mixing step (S1) is applied on the foil. In the slurry applying step (S2), the slurry in which the electrode active material is mixed is uniformly coated on the foil with a uniform thickness using a coater. The coater is positioned perpendicular to the coating direction of the foil. In the slurry application step S2, a slurry in which a cathode active material is mixed is applied to a foil to form a cathode, and a slurry containing an anode active material is applied to a foil to form a cathode. 4 is a view showing a slurry applied on a foil through a slurry applying step (S2). As shown in FIG. 4, in the slurry applying step S2, the coating portion 1 on which the slurry is applied and the uncoated portion 3 on which the slurry is not applied are alternately formed on the foil. That is, uncoated portions 3 are formed on both side edges of the foil, and the slurry is coated so that the uncoated portion 3 and the coated portion 1 are alternately positioned. , The coating part (1) and the uncoated part (3) are coated with a predetermined pattern according to a standard required by the applied secondary battery.

슬리팅 단계(S3)에서는 슬러리가 도포된 호일을 원하는 크기 및 형상으로 슬리팅한다. 슬리팅 단계(S3)에서는 적용되는 이차전지의 규격에 맞추어 호일을 소폭으로 절단(Slitting)한다. 도 5는 슬리팅 단계(S5)에 의하여 호일이 슬리팅된 모습을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 슬리팅 단계(S3)에서는 호일의 가장자리에 위치하는 미코팅부(3)를 슬리팅한다. 이에, 미코팅부(3)를 후술할 압연 단계(S4) 이전에 미리 슬리팅함에 따라 호일의 양측 가장자리의 미코팅부(3)는 제거되고 코팅부(1)가 위치하게 된다. 따라서, 종래 호일 양측 가장자리의 코팅부(1)와 미코팅부(3) 간의 활물질에 의한 두께 편차에 따른 연신율 차이가 없다. 따라서, 연신율 차이에 따라 종래 호일 양측 가장자리 끝단에 주름 형태로 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다. In the slitting step S3, the slurry slits the coated foil into a desired size and shape. In the slitting step S3, the foil is slightly slitted according to the standard of the applied secondary battery. 5 is a view showing a state where the foil is slitted by the slitting step S5. As shown in FIG. 5, in the slitting step S3, the uncoated portion 3 located at the edge of the foil is slitted. As a result, the uncoated portion 3 on both side edges of the foil is removed and the coated portion 1 is positioned as the uncoated portion 3 is previously slitted before the rolling step S4, which will be described later. Therefore, there is no difference in elongation according to the thickness deviation due to the active material between the coating portion 1 and the uncoated portion 3 on both side edges of the conventional foil. Therefore, it is possible to prevent deformation in the form of wrinkles at both edges of the conventional foil according to the elongation difference.

압연 단계(S4)에서는 슬리팅 단계(S3)를 통하여 슬리팅된 호일을 압연한다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 미코팅부(3)가 슬리팅된 호일을 롤(100)과 롤(100) 사이로 통과시켜 코팅부(1)에 열과 압력을 가한다. 즉, 고온의 롤(100)과 롤(100) 사이로 호일을 통과시켜 열과 압력을 가함으로써, 활물질과 호일의 접착력을 증가시킨다. 한편, 미코팅부(3)가 슬리팅 단계(S3)에서 미리 슬리팅됨에 따라 롤(100)과 롤(100) 사이를 통과하는 호일의 양측 가장자리에는 코팅부(1)가 위치한다. 이에, 롤(100) 사이를 통과하는 호일의 양측 가장자리는 도포된 활물질에 따른 두께 편차 없이 균일한 두께이다. 따라서, 미코팅부(3)에 코팅부(1)와의 두께 차이에 따른 연신율 편차에 의해 발생하던 주름 형태의 변형이 없으므로 롤(100)과 롤(100) 사이를 통과하며 호일은 손상을 받지 않게 되고, 주름 형태의 변형에 의한 접힘 및 단선이 발생하는 것을 방지할 수 있다. In the rolling step S4, the slitted foil is rolled through the slitting step S3. That is, as shown in FIG. 6, the uncoated portion 3 passes the slitted foil between the roll 100 and the roll 100 to apply heat and pressure to the coating portion 1. That is, a foil is passed between the hot roll 100 and the roll 100 to apply heat and pressure, thereby increasing the adhesion between the active material and the foil. On the other hand, as the uncoated portion 3 is previously slitted in the slitting step S3, the coating portion 1 is positioned at both side edges of the foil passing between the roll 100 and the roll 100. [ Thus, both side edges of the foil passing between the rolls 100 are uniform in thickness without a thickness deviation according to the applied active material. Therefore, the uncoated portion 3 is free from deformation of the wrinkle shape caused by the difference in elongation due to the difference in thickness from the coating portion 1, so that the uncoated portion 3 passes between the roll 100 and the roll 100, And it is possible to prevent folding and disconnection due to the deformation of the wrinkle shape.

상기와 같은 공정으로 제조되는 전극은, 호일의 두께가 얇게 마련되어도 공정 진행 시 코팅부와 미코팅부 두께 편차에 따른 주름, 접힘 및 그에 따른 전극 단선이 발생하지 않는다. 이에, 호일은 얇은 박막 형태의 호일로 마련되는 것이 가능하다. 호일이 얇은 박막 형태로 마련됨에 따라 종래 대비 셀의 에너지 밀도를 높이고, 셀 내부의 공간 활용율을 높일 수 있는 효과가 있다.Even though the thickness of the foil is thin, the electrode manufactured by the above process does not cause wrinkle, folding and breakage of the electrode due to thickness variation of the coating part and the uncoated part during the process. Thus, the foil can be provided as a foil in the form of a thin film. Since the foil is provided in the form of a thin film, the energy density of the cell can be increased and the space utilization rate in the cell can be increased.

전술된 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than by the foregoing detailed description. It is intended that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims, as well as all equivalents thereof, be within the scope of the present invention.

1: 코팅부
3: 미코팅부
1: Coating portion
3: Uncoated portion

Claims (3)

전극 활물질을 믹싱하여 슬러리를 제조하는 슬러리 믹싱 단계;
상기 슬러리를 호일 상에 도포하는 슬러리 도포 단계;
상기 슬러리가 도포된 호일을 슬리팅하는 슬리팅 단계;
슬리팅된 호일을 압연하는 압연 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극 제조 방법.
A slurry mixing step of mixing the electrode active material to produce a slurry;
A slurry applying step of applying the slurry on a foil;
A slitting step of slitting the slurry coated with the slurry;
And a rolling step of rolling the slitted foil.
청구항 1에 있어서,
상기 슬러리 도포 단계에서는 상기 호일 상에 상기 슬러리가 도포되는 코팅부와 상기 슬러리가 도포되지 않는 미코팅부가 교대로 형성되도록 상기 슬러리를 도포하는 것을 특징으로 하는 이차전지 전극 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the slurry is coated on the foil so that a coating portion to which the slurry is applied and an uncoated portion to which the slurry is not applied are alternately formed on the foil.
청구항 1에 있어서,
상기 호일은 박막 호일인 것을 특징으로 하는 이차전지 전극 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the foil is a thin foil foil.
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