KR20170044971A - 전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법 - Google Patents

전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극 조립체에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전지의 제조 방식을 단순화 할 수 있고, 전지 에너지 밀도를 증가시킬 수 있는 전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법 에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전극 조립체 폴딩 장치는 복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급하는 공급 유닛, 및 공급 유닛으로부터 공급되는 전극 조립체를 복수의 지점에서 가압하여 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 전극 조립체 폴딩 방법은 복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급하는 공급 단계, 및 공급 유닛으로부터 공급되는 전극 조립체를 복수의 지점에서 가압하여 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 단계를 포함한다.

Description

전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법{ELECTRODE ASSEMBLY FOLDING DEVICE AND ELECTRODE ASSEMBLY FOLDING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법 에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전지의 제조 방식을 단순화 할 수 있고, 전지 에너지 밀도를 증가시킬 수 있는 전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법 에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이차 전지는 전지 케이스에 전극 조립체가 내장되어 구성될 수 있다. 전지 케이스의 내부에 장착되는 전극 조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
도 1은 종래의 전극 조립체 중에서 스택 & 폴딩형 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 스택 & 폴딩형 전극 조립체(1)는 음극(11), 분리막(13), 양극(15)이 순차로 적층되어 형성된 복수 개의 바이셀(10)들을 시트형 분리막(20)에 부착하고, 이 시트형 분리막(20)을 일방향으로 폴딩하여 형성된 구조를 가진다.
이와 같은 구조로 형성된 종래의 스택 & 폴딩형 전극 조립체(1)는 여러 가지 문제점을 가지고 있었다.
먼저, 종래의 스택 & 폴딩형의 전극 조립체(1)에서는 음극(11), 분리막(13), 양극(15)을 적층하여 기본단위체로 절단하여 형성된 개별적인 바이셀(10)을 먼저 만든 후에 이 바이셀(10)을 시트형 분리막(20)에 부착하여 폴딩하는 공정을 거치게 되므로 전극 조립체 제조 절차가 복잡하였다.
또한, 스택 & 폴딩형 전극 조립체(1)의 측부에서는 시트형 분리막(20)이 여러겹 겹쳐져 배치되기 때문에 전극(11, 15)과 분리막(20) 사이에는 불가피하게 갭 공간(G)이 존재하게 된다.
이 갭 공간(G)은 전지의 부피를 불필요하게 증가시키는 요인이 되므로 공간활용의 효율성을 현저히 떨어뜨릴 수 있다. 또한, 불필요하게 전지의 부피가 커진다는 것은 에너지 밀도가 낮아지는 것을 의미할 수 있다.
그리고 바이셀(10)에서 분리막(13)이 수축할 경우 단락의 위험이 발생할 수 있으므로 분리막(13)의 여분을 길게 두어야 하는데 이 경우 갭 공간(G)의 크기는 더욱 커져야 할 수 있다.
한편 갭 공간(G)의 발생은 전극 조립체의 정렬도를 좋지 못하게 하는 요인이 되기도 하였고, 다양한 형상의 전지를 만드는 경우에 있어서도 큰 방해요인이 되는 문제가 있었다.
따라서 이러한 문제점 들을 해결하기 위하여 라미네이션 & 스택 방식의 전극 조립체 등 여러 가지 형상의 전극 조립체가 개발되고, 이러한 문제점 들을 해결하기 위한 전극 조립체의 제조 장치 및 제조 방법에 대한 연구가 이어지는 등 많은 노력이 뒤따르고 있다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 전지의 제조 방식을 단순화 할 수 있고, 전지의 안전성과 에너지 밀도를 증가시킬 수 있는 전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전극 조립체 폴딩 장치는 복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급하는 공급 유닛; 및 공급 유닛으로부터 공급되는 전극 조립체를 복수의 지점에서 가압하여 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 유닛;을 포함한다.
본 발명에 따른 전극 조립체 폴딩 방법은 복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급하는 공급 단계, 및 공급 유닛으로부터 공급되는 전극 조립체를 복수의 지점에서 가압하여 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 전극 조립체 폴딩 장치와 이용한 전극 조립체 폴딩 방법은 복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급 유닛을 통해 공급하는 공급 단계 및 폴딩 유닛을 이용하여 전극 조립체를 복수의 지점에서 가압하여 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 단계를 통하여 전지의 제조 방식을 단순화 할 수 있고, 전지의 안전성과 에너지 밀도를 증가시킬 수 있다.
도 1은 종래의 전극 조립체 중에서 스택 & 폴딩형 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명에서 전극 조립체의 지그재그 적층 방식을 도시하는 개념도이다.
도 3은 도 2의 지그재그 적층 방식에 따른 적층이 완료된 상태에서 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체 폴딩 장치를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체 폴딩 장치를 도시하는 단면도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
[전극 조립체의 지그재그 적층 방식]
도 2는 본 발명에서 전극 조립체의 지그재그 적층 방식을 도시하는 개념도이다. 도 3은 도 2의 지그재그 적층 방식에 따른 적층이 완료된 상태에서 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에서 지그재그 방식의 적층에 이용되는 전극 조립체(100)는 긴 시트형의 분리막과 전극이 적층되어 형성될 수 있다. 구체적으로 분리막은 긴 시트형의 제1 분리막(121)과 긴 시트형의 제2 분리막(123)이 그 사이에 복수 개의 제1 전극(111)이 개재된 상태로 적층될 수 있다. 제1 분리막(121)과 제2 분리막(123) 사이에 개재된 복수 개의 제1 전극(111)은 길이 방향(X)으로 서로 간격을 두고 배치될 수 있다.
제2 전극(113)은 제1 분리막의 외측면(125)과 제2 분리막의 외측면(127)에 적층될 수 있다. 이때, 제2 전극(113)은 제1 분리막의 외측면(125)과 제2 분리막의 외측면(127)에 부착(附着)되어 적층될 수 있다. 그리고 복수 개의 제2 전극(113)은 각각의 부착 면 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
즉, 제1 분리막의 외측면(125)에 부착된 제2 전극(113)끼리 상호 이격되어 배치될 수 있으며, 또한 제2 분리막의 외측면(127)에서 부착된 제2 전극(113)끼리 상호 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체(100)에서는 편의상 제1 전극(111)이 음극, 제2 전극(113)이 양극일 수 있다. 그리고 제1 분리막(121), 제1 전극(111), 제2 분리막(123), 및 제2 전극(113)은 서로 접합되어 있을 수 있다. 이와 같은 접합은 본드 물질을 이용하여 접착하는 방식일 수도 있고, 또는 열과 압력에 의해 접합되는 방식일 수도 있다. 일례로 라미네이션(lamination)에 의한 접합일 수 있다. 전극이 분리막에 부착되는 경우 견고한 전극 조립체(100)가 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 분리막 수축이 방지되어 전지의 안전성이 더욱 향상될 수 있다.
그런데 이러한 전극 조립체(100)는 개념적으로 복수 개의 단위 전극체(130)가 서로 연결되어 있는 형태로도 설명될 수 있다. 즉, 본 발명에서 지그재그 방식의 적층에 이용되는 전극 조립체(100)는 아래 방향으로 순서대로 제1 분리막(121), 제1 전극(111), 제2 분리막(123), 및 제2 전극(113)이 접합된 제1 단위 전극체(131)와 윗 방향으로 순서대로 제2 분리막(123), 제1 전극(111), 제1 분리막(121), 및 제2 전극(113)이 접합된 제2 단위체가 서로 연결되어 있는 형태로 볼 수 있다.
그리고 복수 개의 단위 전극체(130)는 연결부(140)에 의하여 서로 연결되어 있을 수 있다. 즉, 제1 단위 전극체(131)와 제2 단위 전극체(133)는 서로 연결부에 의하여 연결되어 있을 수 있다. 이때, 연결부는 분리막끼리 서로 연결된 형태일 수 있다. 제1 분리막(121)은 제1 분리막(121)끼리 제2 분리막(123)은 제2 분리막(123)끼리 연속하여 연결되어 있는 형태일 수 있다.
도 2를 참조하면, 편의상 제1 단위 전극체(131)와 제2 단위 전극체(133)가 연결된 연결부 중 어느 하나를 제1 연결부(141)라고 했을 때 제1 연결부(141)에 이웃한 연결부가 이웃 연결부(143)일 수 있다.
전극 조립체(100)를 지그재그 방식으로 적층하기 위해서 전극 조립체(100)는 단위 전극체(130)와 단위 전극체 사이의 연결부(140)에서 폴딩될 수 있다. 전극 조립체(100)는 폴딩되는 부분인 연결부(140)를 복수 개 구비하고, 연결부(140)에서 폴딩됨에 따라 지그재그 방식으로 적층된 전극 조립체(100)가 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다. 본 발명에서 지그재그 방식의 적층에 이용되는 전극 조립체(100)는 제1 연결부(141)와 이웃 연결부(143)에서 서로 반대 방향으로 폴딩될 수 있다. 즉, 제1 연결부(141)는 일방향(L)으로 폴딩되고, 이웃 연결부(143)는 타방향(R)으로 폴딩될 수 있다. 이와 같이 폴딩될 때 본 발명에서의 전극 조립체(100)는 지그재그 방식으로 폴딩될 수 있다.
이와 같이 폴딩되어 지그재그 방식으로 적층된 결과의 전극 조립체(100)가 도 3에서 도시되고 있다. 이와 같이 만들어진 전극 조립체(100)는 개별적인 바이셀들을 따로 만드는 공정이 필요가 없으므로 종래의 스택 & 폴딩형의 전극 조립체(100)보다 더욱 단순하고 간단한 방식으로 전극 조립체(100)를 제조할 수 있으며, 그에 따라, 전지의 제조 방식 또한 단순하고 간단한 방식으로 될 수 있다. 이는 곧 전지의 제조 비용 및 시간의 현저한 단축을 의미할 수 있다.
또한, 종래의 스택 & 폴딩형의 전극 조립체(1)에서와 같은 갭 공간(G)(도 1 참조)을 제거할 수 있으므로, 불필요한 공간을 제거하여 전지의 크기를 최소화 할 수 있고 그에 따라 전지의 에너지 밀도를 증가시킬 수 있다.
이러한 전극 조립체 제조 방식은 전지의 안전성(Safety) 개선과 불규칙(Irregular) 형상의 전지 제조에도 최적화된 제조방식일 수 있다.
[전극 조립체의 폴딩 장치 및 이를 이용한 폴딩 방법]
앞에서 설명한 바와 같이 지그재그 적층 방식으로 적층되는 전극 조립체(100)는 전지의 제조 방식을 단순하고 간단하게 만들고, 전지의 에너지 밀도를 증가시킬 수 있으며, 또한 전지의 안전성 개선과 불규칙 형상의 전지 제조에도 최적화될 수 있는 등 많은 장점을 가질 수 있다.
이하에서는 이러한 지그재그 적층 방식으로 적층되는 전극 조립체를 구현하기 위한 전극 조립체의 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체의 폴딩 방법에 대해서 설명한다.
실시예 1
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체 폴딩 장치를 도시하는 단면도이다.
먼저, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(101)에 대하여 설명한다. 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(101)는 공급 유닛(150) 및 폴딩 유닛(160)을 포함한다.
공급 유닛(150)은 복수 개의 단위 전극체(130)가 연결부(140)에 의하여 서로 연결되는 전극 조립체(100)를 폴딩 유닛(160)을 향하여 공급할 수 있다. 공급 유닛(150)은 일례로 컨베이어 벨트를 이용하여 구현될 수 있다. 상측 이송 벨트(151)와 하측 이송 벨트(153) 사이에서 벨트의 이동에 의하여 전극 조립체(100)가 이송될 수 있다. 공급 유닛(150)에 의하여 공급되는 복수 개의 단위 전극체(130)는 지면과 나란하게 이동할 수 있다.
폴딩 유닛(160)은 지면과 나란하게 옆으로 이동하는 전극 조립체(100)의 하부(D)에 위치할 수 있다. 폴딩 유닛(160)은 공급 유닛(150)으로부터 공급되는 전극 조립체(100)를 복수의 지점에서 가압하여 단위 전극체(130)와 단위 전극체(130) 사이의 연결부를 폴딩함으로써 전극 조립체(100)를 지그재그 방식으로 적층시키는 유닛일 수 있다.
구체적으로 폴딩 유닛(160)은, 전극 조립체(100)를 향하는 방향(J)으로 이동함에 따라 전극 조립체(100)를 복수의 지점에서 가압하는 복수 개의 가압부재(161, 163, 167, 169)를 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(101)에서 폴딩 유닛(160)은 4개의 가압부재(161, 163, 167, 169)를 구비할 수 있다.
복수 개의 가압부재를 편의상 제1 가압부재(161), 제2 가압부재(163), 제3 가압부재(167), 제4 가압부재(169)로 구별할 수 있다.
제1 가압부재(161)가 단위 전극체(130)들 사이의 어느 하나의 연결부인 제1 연결부(140)를 가압하고, 제2 가압부재(163)는 제1 연결부(140)에서 하나 건너 떨어진 연결부인 제2 연결부(145)를 가압하며, 또한, 제3 가압부재(167)는 제3 연결부(147)를 제4 가압부재(169)는 제4 연결부(149)를 가압할 수 있다.
상기 가압부재(161, 163, 167, 169)에 의하여 가압되는 복수 개의 연결부(140, 145, 147, 149)는 하나 건너 떨어진 연결부들의 집합일 수 있다.
그리고 이러한 복수 개의 가압부재(161, 163, 167, 169)는 이웃하는 단위 전극체(130)들을 연결하는 연결부를 가압하되, 복수 개의 연결부(140, 145, 147, 149)를 동시에 가압할 수 있다(도 4의 (a)참조).
복수 개의 가압부재(161, 163, 167, 169)는 스틱 형상(또는 플레이트 형상)으로 구성될 수 있다. 스틱 형상(또는 플레이트 형상)인 복수 개의 가압부재(161, 163, 167, 169)의 단부가 전극 조립체(100)를 직접 접촉하여 가압할 수 있다. 폴딩 유닛(160)의 가압부재는 윗방향(J)으로 이동하면서 전극 조립체(100)를 아래에서 위쪽 방향(U)으로 가압할 수 있다. 즉, 가압부재(161, 163, 167, 169)는 중력의 반대방향으로 이동하면서 전극 조립체(100)를 중력의 반대 방향으로 가압할 수 있다.
복수 개의 가압부재가 복수 개의 연결부를 가압하면 연결부에서 전극 조립체(100)의 폴딩이 이루어지고, 이러한 방식으로 전극 조립체(100)의 지그재그 폴딩이 수행될 수 있다. 이와 같은 방식으로 전극 조립체(100)는 자연스럽게 지그재그 방식으로 적층될 수 있다. 이 경우 전극 조립체(100)의 단위 전극체(130)는 지면과 나란한 방향으로 적층될 수 있다.
특히, 효과적이고 효율적인 적층을 위하여 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(101)에서 복수 개의 가압부재(161, 163, 167, 169)는 상호간의 거리가 가까워지도록 이동 가능할 수 있다. 즉, 복수 개의 가압부재(161, 163, 167, 169)는 중심부(O)를 기준으로 좌측의 제2 가압부재(163), 제4 가압부재(169)가 우측(K)으로 이동할 수 있고, 또 중심부(O)를 기준으로 우측의 제1 가압부재(161), 제3 가압부재(167)가 좌측(L)으로 이동할 수 있다(도 4의 (b) 참조).
이러한 방식으로 가압부재가 이동할 경우 더욱 빠르고 효과적으로 전극 조립체(100)의 지그재그 적층을 수행할 수 있고, 또한 적층 시 전극 조립체(100)의 더욱 우수한 정렬도 및 정밀도를 얻을 수 있다(도 4의 (c) 참조).
본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(101)는 지면과 나란한 방향으로 이동되는 전극 조립체(100)의 단부를 잡는 홀더부재(180)를 더 포함할 수 있다.
홀더부재(180)는 공급 유닛(150)에 의하여 지면과 나란하게 이동되는 전극 조립체(100)를 당겨서 전극 조립체(100)의 원활한 이동을 이끄는 역할을 할 수 있다. 또한 이 뿐만 아니라, 홀더부재(180)는, 가압부재(161, 163, 167, 169)로 전극 조립체(100)를 가압하기 전에 전극 조립체(100)가 아래로 처지거나 늘어지지 않도록 전극 조립체(100)를 타이트하게 당겨 장력을 유지시켜줄 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(101)는 접합 유닛(170)을 더 포함할 수 있다.
접합 유닛(170)은 시트형 분리막과 전극을 접합시키는 구성일 수 있다. 구체적으로, 접합 유닛(170)은 제1 분리막(121), 제2 분리막(123), 제1 전극(111), 및 제2 전극(113)을 접합 시킴으로써 길이 방향으로 연속된 형상의 전극 조립체(100)를 형성하도록 할 수 있다. 시트형 분리막 및 전극의 접합은 열에 의한 접합일 수 있고, 압력에 의한 접합일 수 있으며, 열과 압력 모두에 의한 접합일 수 있다. 일례로 시트형 분리막 및 전극의 접합은 라미네이션(lamination)에 의한 접합일 수 있고, 접합 유닛(170)은 라미네이터(laminator)일 수 있다.
접합 유닛(170)은 길이 방향으로 연속된 형상의 전극 조립체(100)를 형성시키며, 형성된 전극 조립체(100)을 공급 유닛(150)으로 들어가게 할 수 있다.
이하에서는 상기 본 발명의 실시예 1에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(101)에 대한 설명 및 도 4를 참조하여, 전극 조립체 폴딩 장치(101)를 이용하여 전극 조립체(100)를 폴딩하는 방법에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 전극 조립체 폴딩 방법은 접합 단계, 공급 단계, 및 폴딩 단계를 포함할 수 있다.
먼저 접합 단계는 공급 단계 이전에 접합 유닛(170)에 의하여 시트형 분리막 및 전극을 열과 압력에 의하여 접합 시킴으로써 길이 방향으로 연속된 형상의 전극 조립체(100)를 형성하는 단계일 수 있다. 접합 유닛(170)은 라미네이터일 수 있으며, 열과 압력을 이용한 라미네이션의 방법으로 시트형 분리막 및 전극을 접합시켜 전극 조립체(100)를 형성할 수 있다. 이렇게 형성된 전극 조립체(100)는 공급 유닛(150)으로 들어갈 수 있다.
공급 단계는 복수 개의 단위 전극체(130)가 서로 연결된 전극 조립체(100)를 공급 유닛(150)을 이용하여 폴딩 유닛(160)으로 공급하는 단계일 수 있다. 공급 유닛(150)에 의하여 공급되는 복수 개의 단위 전극체(130)로 이루어진 전극 조립체(100)는 지면과 나란한 방향을 따라서 옆으로 이동할 수 있다. 폴딩 유닛(160)은 지면과 나란한 방향으로 이동하는 전극 조립체(100)의 하부(D)에 위치되어 있을 수 있다.
이러한 방식으로 이동할 때 홀더부재(180)가 전극 조립체(100)의 단부를 잡아 당기는 방식으로 전극 조립체(100)의 이동을 도울 수 있다.
폴딩 단계는 공급 단계의 다음 단계로, 공급 유닛(150)으로부터 공급받은 전극 조립체(100)를 복수의 지점에서 가압하여 단위 전극체(130)와 단위 전극체(130) 사이를 폴딩함으로써 전극 조립체(100)를 지그재그 방식으로 적층시키는 단계일 수 있다.
폴딩 단계에서는 전극 조립체(100)를 향하는 방향(J)으로 이동하는 복수 개의 가압부재(161, 163, 167, 169)가 복수의 지점에서 전극 조립체(100)를 가압함에 따라 단위 전극체(130)와 단위 전극체 사이가 폴딩될 수 있다.
특히, 가압부재(161, 163, 167, 169)는 이웃하는 단위 전극체(130)들을 연결하는 연결부를 가압하되, 하나 건너 떨어진 연결부들의 집합인 복수 개의 연결부(140, 145, 147, 149)를 동시에 가압할 수 있다.
제1 가압부재(161)는 제1 연결부(140)를 가압하고, 제2 가압부재(163)는 제2 연결부(145)를 가압하며, 제3 가압부재(167)는 제3 연결부(147)를 가압하고, 또한, 제4 가압부재(169)는 제4 연결부(149)를 가압할 수 있으며, 이러한 가압은 동시에 일어날 수 있다.
복수 개의 가압부재(161, 163, 167, 169)가 복수 개의 연결부(140, 145, 147, 149)를 가압하면 가압을 받은 연결부(140, 145, 147, 149)는 상측으로 이동하고, 가압을 받지 않은 사이사이 연결부는 중력에 의하여 하측으로 이동하게 되는데 이러한 방식으로 전극 조립체(100)의 지그재그 폴딩이 수행될 수 있다.
이후, 복수 개의 가압부재(161, 163, 167, 169)는 중심부(O)를 향해서 이동하고, 그에 따라 전극 조립체(100)의 폴딩 및 적층이 완성될 수 있다. 전극 조립체(100)의 지그재그 적층이 완료되면 복수 개의 가압부재(161, 163, 167, 169)는 지그재그 적층이 완료된 전극 조립체(100)의 사이사이로부터 빠져 나올 수 있다.
이와 같이 전극 조립체(100)를 제조할 경우 더욱 단순하고 간단한 방식으로 전극 조립체(100)를 제조할 수 있으며, 그에 따라, 전지의 제조 방식 또한 단순하고 간단한 방식으로 될 수 있다. 또한, 불필요한 공간을 제거하여 전지의 크기를 최소화 할 수 있고 그에 따라 전지의 에너지 밀도도 증가시킬 수 있다.
실시예 2
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체 폴딩 장치를 도시하는 단면도이다.
본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체 폴딩 장치는 전술한 실시예 1에 따른 전극 조립체 폴딩 장치와 유사한 구성을 가진다. 다만, 실시예 2는 가압부재가 모이도록 이동하는 방향이 실시예 1과 다르다는 점에서 차이가 있다.
참고로 전술한 구성과 동일한 (또는 상당한) 부분에 대해서는 동일한 (또는 상당한) 도면 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체 폴딩 장치에 대해 설명한다.
본 발명의 실시예 2에 따른 전극 조립체 폴딩 장치(201)는 공급 유닛(150)과 폴딩 유닛(260)을 포함하며, 다시 폴딩 유닛(260)은 실시예 1에서와 마찬가지로 제1 가압부재(261), 제2 가압부재(263), 제3 가압부재(267), 및 제4 가압부재(269)의 복수 개의 가압부재(261, 263, 267, 269)를 포함한다.
이러한 복수 개의 가압부(261, 263, 267, 269)재는 복수의 지점에서 전극 조립체(100)를 가압한다. 그에 따라 전극 조립체(100)는 연결부(140, 145, 147, 149)에서 폴딩이 수행될 수 있다. 또한, 가압부재(261, 263, 267, 269)는 전극 조립체(100)가 폴딩이 되도록 하면서 서로 모이는 방향으로 이동할 수 있다. 이때, 복수 개의 가압부재는 진행 방향을 기준으로 일측의 위치(R)를 향해서 모일 수 있다. 제1 가압부재(261), 제2 가압부재(263), 제4 가압부재(269)가 제3 가압부재(267)를 향하는 방향(Q)으로 이동하여 모이는 방식일 수도 있다.
이러한 방식으로 복수 개의 가압부재가 전극 조립체(100)의 진행방향(W)을 기준으로 가장 앞쪽을 향해서 이동하여 모이면, 전극 조립체(100)가 진행방향(W)과 역행하는 방향으로 이동하지 않고도 폴딩 및 적층이 수행될 수 있고, 그 결과 생산 라인의 가동이 더욱 효율적이고 원활하게 수행될 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1: 스택 & 폴딩형 전극 조립체
10: 바이셀
11: 음극
13: 분리막
15: 양극
20: 분리막
100: 전극 조립체
111: 제1 전극
113: 제2 전극
121: 제1 분리막
123: 제2 분리막
125: 제1 분리막의 외측면
127: 제2 분리막의 외측면
130: 단위 전극체
131: 제1 단위 전극체
133: 제2 단위 전극체
140, 141: 제1 연결부
143: 이웃 연결부
145: 제2 연결부
147: 제3 연결부
149: 제4 연결부
150: 공급 유닛
151: 상측 이송 벨트
153: 하측 이송 벨트
160, 260: 폴딩 유닛
161, 261: 제1 가압부재
163, 263: 제2 가압부재
167, 267: 제3 가압부재
169, 269: 제4 가압부재
170: 접합 유닛
180: 홀더부재
G: 갭 공간

Claims (12)

  1. 복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급하는 공급 유닛; 및
    상기 공급 유닛으로부터 공급되는 상기 전극 조립체를 복수의 지점에서 가압하여 상기 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 상기 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 유닛;을 포함하는 전극 조립체 폴딩 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 폴딩 유닛은 상기 전극 조립체를 향하여 이동함에 따라 상기 전극 조립체의 복수의 지점에서 상기 전극 조립체를 가압하는 복수 개의 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 폴딩 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 가압부재는 이웃하는 단위 전극체 들을 연결하는 연결부를 가압하되, 복수 개의 연결부를 동시에 가압하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 폴딩 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가압부재에 의하여 가압되는 복수 개의 연결부는 하나 건너 떨어진 연결부들의 집합인 것을 특징으로 하는 전극 조립체 폴딩 장치.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 단위 전극체는 지면과 나란하게 이동하여 적층되며,
    상기 폴딩 유닛은 지면과 나란하게 이동하는 상기 전극 조립체의 하부에 위치하고,
    상기 가압부재는 복수 개의 상기 연결부를 위쪽 방향으로 가압함으로써 상기 전극 조립체를 폴딩시키는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 폴딩 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수 개의 가압부재는 상호간의 거리가 가까워지도록 이동 가능한 것을 특징으로 하는 전극 조립체 폴딩 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 공급 유닛에 의하여 지면과 나란하게 이동되는 상기 전극 조립체의 단부를 잡는 홀더부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 폴딩 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극 조립체가 상기 공급 유닛으로 들어가기 전에, 시트형 분리막 및 전극을 열과 압력에 의하여 접합 시킴으로써 전극 조립체를 형성하는 접합 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 폴딩 장치.
  9. 복수개의 단위 전극체가 서로 연결되는 전극 조립체를 공급하는 공급 단계; 및
    상기 공급 유닛으로부터 공급되는 상기 전극 조립체를 복수의 지점에서 가압하여 상기 단위 전극체와 단위 전극체 사이를 폴딩함으로써 상기 전극 조립체를 지그재그 방식으로 적층하는 폴딩 단계;를 포함하는 전극 조립체 폴딩 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 폴딩 단계에서는 상기 전극 조립체를 향하여 이동하는 가압부재가 복수의 지점에서 상기 전극 조립체를 가압함에 따라 상기 단위 전극체와 단위 전극체 사이가 폴딩되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 폴딩 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가압부재는 이웃하는 단위 전극체 들을 연결하는 연결부를 가압하되, 하나 건너 떨어진 연결부들의 집합인 복수 개의 연결부를 동시에 가압하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 폴딩 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 공급 단계 이전에 시트형 분리막 및 전극을 열과 압력에 의하여 접합 시킴으로써 전극 조립체를 형성하는 접합 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 폴딩 방법.
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