KR20180023185A - Laminating device for secondary cell - Google Patents

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KR20180023185A
KR20180023185A KR1020160108084A KR20160108084A KR20180023185A KR 20180023185 A KR20180023185 A KR 20180023185A KR 1020160108084 A KR1020160108084 A KR 1020160108084A KR 20160108084 A KR20160108084 A KR 20160108084A KR 20180023185 A KR20180023185 A KR 20180023185A
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Abstract

Disclosed is a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery, which is a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery, wherein heat is applied to an electrode assembly having a structure where a cathode and an anode are sequentially stacked with a separation membrane interposed therebetween and then adhesion is made. The lamination apparatus for manufacturing a secondary battery comprises: an entrance through which a web where the electrode assemblies are sequentially arranged in a lengthwise direction is introduced; an exit through which the web is discharged while the electrode assemblies are in an adhering state; a heating unit interposed between the entrance and the exit to supply heat to the electrode assemblies; a pair of protective belts disposed symmetrically above and below the web and installed in a closed curve in order to pass through the entrance, the heating unit, and the exit in such an order and make circulation, wherein the pair of the protective belts transmit the heat supplied by the heating unit to the web, and have a release coating layer on the surface in contact with the web; guide rollers respectively guiding the circulatory pathway of the pair of the protective belts; and a pair of pressurization rollers disposed symmetrically above and below the web and positioned respectively inside the circulatory pathway of the pair of the protective belts in order to transmit adhesion force through the pair of the protective belts to the web heated by the heating unit. The present invention is able to reduce manufacturing costs.

Description

이차전지 제조용 라미네이션 장치 {Laminating device for secondary cell}[0001] LAMINATING DEVICE FOR SECONDARY CELL [0002]

본 발명(Disclosure)은, 이차전지 제조용 라미네이션 장치에 관한 것으로서, 라미네이션 과정에서 전극조립체 보호를 위해 소모성으로 사용되는 보호필름(예: PET 시트)을 대신하여 반복 사용이 가능한 보호밸트를 적용함으로서 제조비용을 절감할 수 있는 이차전지 제조용 라미네이션 장치에 관한 것이다.The present invention (Disclosure) relates to a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery. By applying a protective belt which can be repeatedly used instead of a protective film (for example, a PET sheet) used as a consumable for protection of an electrode assembly in a lamination process, And more particularly, to a lamination apparatus for secondary battery manufacturing.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).Herein, the background art relating to the present invention is provided, and they are not necessarily referred to as known arts.

대체 에너지나 청정에너지의 요구가 증가하고 있으며, 그 일환으로 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 전기화학을 이용한 발전, 축전 분야이다.The demand for alternative energy and clean energy is increasing, and the most active field of research is electric power generation and storage.

전기화학적 에너지를 이용하는 전기화학 소자의 대표적인 예로 이차전지를 들 수 있으며, 점점 더 그 사용 영역이 확대되고 있는 추세다.A typical example of an electrochemical device using electrochemical energy is a secondary battery, and the use area thereof is gradually increasing.

이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.The secondary battery is classified into a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is housed in a cylindrical or rectangular metal can according to the shape of the battery case, and a pouch-shaped battery in which the electrode assembly is housed in a pouch-shaped case of an aluminum laminate sheet .

이차전지를 구성하는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체는 그것의 구조에 따라 크게 젤리-롤형(권취형)과 스텍형(적층형)으로 구분된다.The electrode assembly of the anode / separator / cathode structure constituting the secondary battery is largely divided into a jelly-roll type (wound type) and a stack type (laminated type) depending on its structure.

젤리-롤형 전극조립체는, 집전체로 사용되는 금속 호일에 전극 활물질 등을 코팅하고 건조 및 프레싱한 후, 소망하는 폭과 길이의 밴드 형태로 재단하고 분리막을 사용하여 음극과 양극을 격막한 후 나선형으로 감아 제조된다.In the jelly-roll type electrode assembly, an electrode active material or the like is coated on a metal foil used as a current collector, dried and pressed, cut into a band shape having a desired width and length, and a cathode and an anode are diaphragm- .

젤리-롤형 전극조립체는 원통형 전지에는 적합하지만, 각형 또는 파우치형 전지에 적용하는 데는 전극 활물질의 박리 문제, 낮은 공간 활용성 등의 단점을 가지고 있다. Although the jelly-roll type electrode assembly is suitable for a cylindrical battery, it has disadvantages such as separation of electrode active material and low space utilization when applied to a rectangular or pouch type battery.

스택형 전극조립체는 다수의 양극 및 음극 단위체들을 순차적으로 적층한 구조로서, 각형의 형태를 얻기가 용이한 장점이 있다.The stacked electrode assembly has a structure in which a plurality of positive electrode and negative electrode unit members are sequentially stacked, and it is easy to obtain a square shape.

한편, 젤리-롤형과 스택형의 혼합 형태인 진일보한 구조의 전극조립체로서, 일정한 단위 크기의 양극/분리막/음극 기본 구조의 풀셀(full cell) 또는 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 기본 구조의 바이셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리막 필름을 이용하여 폴딩한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체가 개발되었고, 이는 한국 공개특허공보 제2001-82058호, 제2001-82059호, 제2001-82060호 등에 개시된 바가 있다.A positive electrode / separator / negative electrode of a full cell or a positive electrode (negative electrode) / separator / negative electrode (positive electrode) / negative electrode having a constant unit size, which is a progressive structure of a jelly- A stack / folding type electrode assembly having a structure in which a bicell having a separator / anode (cathode) basic structure is folded by using a continuous long separator film has been developed and disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-82058, 2001-82059, 2001-82060, and the like.

이러한 전극조립체들 중에서 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체의 경우, 풀셀 및 바이셀과 같은 단위셀을 적층하여, 양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 순차적으로 적층되는 구조를 가진다.Among these electrode assemblies, stacked or stacked / folded type electrode assemblies have a structure in which unit cells such as a pull cell and a bi-cell are stacked and an anode and a cathode are sequentially stacked with a separator interposed therebetween.

이러한 단위셀을 제조하기 위해서는 전극과 분리막 사이를 접합시키는 라미네이션 과정이 필요하다.In order to manufacture such a unit cell, a lamination process for bonding the electrode and the separator is required.

이러한 라미네이션 과정은 일반적으로 양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 순차적으로 적층되는 구조의 웹을 가열하여 전극과 분리막을 접착시키는 과정을 거친다. Such a lamination process generally involves heating a web having a structure in which an anode and a cathode are sequentially stacked with a separator interposed therebetween to bond the electrode and the separator.

이를 위한 가열 방법으로는 주로 복사 및 대류에 의한 간접 가열 방식을 사용하고 있다. 이러한 방식은, 대량 생산을 위하여, 유기적으로 연결되어 있는 이차전지의 각 제조 공정에서 일부 공정을 완료하고 다음 공정으로 웹을 이송하면서 라미네이션을 하기 위함이다.As the heating method for this purpose, an indirect heating method by radiation and convection is mainly used. In this method, for the mass production, some processes are completed in each manufacturing process of the organically connected rechargeable battery and the lamination is performed while transferring the web to the next process.

이러한 라미네이션은, 롤러에 의한 압착으로 이루어지는데, 그 과정에서 전극 및 분리막을 롤러와 분리하기 위해 보호필름이 개재된다. This lamination consists of pressing by a roller, in which a protective film is interposed to separate the electrode and the separator from the roller.

보호필름은, 보통 PET 재질의 시트로 구비되는데, 이는 전극 및 분리막과 접촉에 의해 오염이 이루어져 소모성으로 1회 사용 후 폐기되며, 이는 제조비용의 증가를 초래한다.The protective film is usually made of a sheet made of PET, which is contaminated by contact with the electrode and the separator and is wasted after one use, which leads to an increase in manufacturing cost.

1. 한국공개특허공보 제2001-82058호1. Korean Patent Publication No. 2001-82058 2. 한국공개특허공보 제2001-82059호2. Korean Patent Publication No. 2001-82059 3. 한국공개특허공보 제2001-82060호3. Korean Patent Publication No. 2001-82060

본 발명(Disclosure)은, 라미네이션 과정에서 전극조립체 보호를 위해 소모성으로 사용되는 보호필름(예: PET 시트)을 대신하여 반복 사용이 가능한 보호밸트를 적용함으로서 제조비용을 절감할 수 있는 이차전지 제조용 라미네이션 장치의 제공을 일 목적으로 한다.Disclosure of the present invention relates to a lamination for manufacturing a secondary battery which can reduce manufacturing cost by applying a protective belt which can be repeatedly used instead of a protective film (e.g., PET sheet) used as a consumable for protection of an electrode assembly in a lamination process The purpose of the device is to provide.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).The present invention is not intended to be exhaustive or to limit the scope of the present invention to the full scope of the present invention. of its features).

상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치는, 분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 순차적으로 적층 되는 구조의 전극조립체에 열을 가하여 접합하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치로서, 상기 전극조립체가 길이방향으로 순차로 배열되는 웹이 유입되는 입구; 상기 전극조립체가 접합 된 상태로 상기 웹이 배출되는 출구; 상기 입구와 상기 출구의 사이에 배치되며, 상기 전극조립체에 열을 공급하는 가열부; 상기 웹의 상하에 대칭으로 구비되며, 상기 입구, 상기 가열부 및 상기 출구를 순차로 경유하며 순환하도록 폐곡선으로 구비되고, 상기 가열부에서 공급되는 열을 상기 웹에 전달하며, 상기 웹과 접촉되는 면에 이형코팅층을 가지는 한 쌍의 보호밸트; 상기 한 쌍의 보호밸트의 순환 경로를 각각 안내하는 가이드 롤러; 및 상기 웹의 상하에 대칭으로 구비되며, 상기 가열부에 의해 가열된 상기 웹에 상기 한 쌍의 보호밸트를 경유하여 접합력을 전달하도록 상기 한 쌍의 보호밸트의 순환경로 내부에 각각 배치되는 한 쌍의 가압롤러;를 포함한다.In order to solve the above-described problems, a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to an aspect of the present invention is a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery in which an electrode assembly having a structure in which an anode and a cathode are sequentially stacked with a separator interposed therebetween, A lamination apparatus for manufacturing, comprising: an inlet through which a web is sequentially arranged in the longitudinal direction; An outlet through which the web is discharged while the electrode assembly is bonded; A heating unit disposed between the inlet and the outlet for supplying heat to the electrode assembly; The heating unit is provided symmetrically on the upper and lower sides of the web and is provided in a closed curve so as to circulate through the inlet, the heating unit, and the outlet sequentially, and transmits heat supplied from the heating unit to the web, A pair of protective belts having a release coating layer on the surface; A guide roller for guiding the circulation paths of the pair of protective belts, respectively; And a pair of protection belts disposed symmetrically on the upper and lower sides of the web and arranged in the circulation path of the pair of protective belts to transmit a bonding force to the web heated by the heating section via the pair of protective belts And a pressure roller.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에서, 상기 보호밸트는, 금속재질로 구비되며, 상기 이형코팅층은, 가열된 상기 웹의 상하면이 상기 한 쌍의 보호밸트에 접합되는 것이 방지되도록, PTFE(Polytetrafluoroethylene), FEP(fluorinated ethylene propylene) 및 PFAs(Perfluoroalkoxy alkanes)로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질을 주성분으로 하는 것을 특징으로 한다.In the lamination apparatus for secondary battery manufacturing according to an aspect of the present invention, the protective belt is made of a metal material, and the release coating layer is formed by bonding the upper and lower surfaces of the heated web to the pair of protective belts And at least one material selected from the group consisting of PTFE (Polytetrafluoroethylene), FEP (fluorinated ethylene propylene), and PFAs (Perfluoroalkoxy alkanes) as a main component.

여기서, 이형코팅층의 두께는 1~100㎛로 구비될 수 있으며, 바람직하게는 1~5㎛인 것이 내구성 및 비 접착성에서 바람직하다. 이 경우 250~280℃에서 내열성을 가진다.Here, the thickness of the release coating layer may be 1 to 100 탆, preferably 1 to 5 탆 in terms of durability and non-adhesiveness. In this case, it has heat resistance at 250 to 280 ° C.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에서, 상기 보호밸트는, 금속재질로 구비되며, 상기 이형코팅층은, 가열된 상기 웹의 상하면이 상기 한 쌍의 보호밸트에 접합되는 것이 방지되도록, TiN, TiCN, CrN, TiAlN, AlCrN, AlTiN 및 TiAlN로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질을 주성분으로 하는 것을 특징으로 한다.In the lamination apparatus for secondary battery manufacturing according to an aspect of the present invention, the protective belt is made of a metal material, and the release coating layer is formed by bonding the upper and lower surfaces of the heated web to the pair of protective belts And at least one material selected from the group consisting of TiN, TiCN, CrN, TiAlN, AlCrN, AlTiN and TiAlN as a main component.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에서, 상기 가열부와 상기 가압롤러는, 복수로 구비되고, 상기 웹의 상하에 대칭으로 구비되며, 상기 한 쌍의 보호밸트의 순환경로 내부에 각각 배치되되, 상기 가열부와 상기 가압롤러가 순차로 교번하여 배치되는 것을 특징으로 한다.In the lamination apparatus for secondary battery manufacturing according to an aspect of the present invention, the heating unit and the pressure roller are provided in plural, and are provided symmetrically on the upper and lower sides of the web, And the heating unit and the pressure roller are alternately disposed in order.

여기서, 가열부는, 히트 플레이트로 구비될 수 있다. Here, the heating unit may be provided with a heat plate.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에서, 상기 한 쌍의 보호밸트에 각각 구비되되, 상기 웹에 접촉하지 않는 위치에 구비되어, 상기 한 쌍의 보호밸트의 이형코팅층을 세정하는 세정유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to an aspect of the present invention, the lamination coating layers of the pair of protective belts, which are respectively provided in the pair of protective belts and are not in contact with the web, And a washing unit for washing the washing water.

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에서, 상기 세정유닛은, 점착성을 가지는 표면을 가지며, 상기 한 쌍의 보호밸트의 순환에 따라 상기 이형코팅층과 연속하여 접촉하도록 구비되는 세정롤러;를 포함하여, 상기 이형코팅층으로부터 이물질을 제거하는 것을 특징으로 한다.In a lamination apparatus for secondary battery manufacturing according to an aspect of the present invention, the cleaning unit is a cleaning unit having a tacky surface, which is provided in continuous contact with the release coating layer in accordance with circulation of the pair of protective belts, And removing the foreign matter from the release coating layer.

여기서, 상기 세정유닛은, 플라즈마를 이용하여 상기 이형코팅층으로부터 이물질을 제거하도록 구비될 수 있다.Here, the cleaning unit may be provided to remove foreign matter from the release coating layer using plasma.

또한, 상기 세정유닛은, CO2를 이용하여 상기 이형코팅층으로부터 이물질을 제거하도록 구비될 수 있다.Further, the cleaning unit may be provided to remove foreign matter from the release coating layer using CO 2 .

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에서, 상기 출구로부터 배출되는 상기 웹을 가이드하며, 상기 가열부에 의한 상기 웹의 열팽창이 제거되도록 상기 웹에 냉각공기를 공급하는 냉각유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to an aspect of the present invention, a cooling unit for guiding the web discharged from the outlet and supplying cooling air to the web such that the thermal expansion of the web is removed by the heating unit ; And further comprising:

본 발명의 일 태양(aspect)에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에서, 상기 한 쌍의 보호밸트에 각각 구비되되, 상기 웹에 접촉하지 않는 위치에서 상기 한 쌍의 보호밸트에 접촉된 상태로 구비되어, 상기 한 쌍의 보호밸트가 서로 동일한 장력으로 순환하도록 제어하는 장력제어롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to an aspect of the present invention, the lamination apparatus is provided in each of the pair of protective belts in a state of being in contact with the pair of protective belts at a position not in contact with the web, And a tension control roller for controlling the pair of protective belts to circulate with each other with the same tension.

본 발명에 따르면, 표면 코팅 및 세정 유닛에 의해 반복 사용이 가능한 보호밸트를 적용함으로서, 라미네이션 과정에서 전극조립체 보호를 위해 소모성으로 사용되는 보호필름(예: PET 시트)을 제거할 수 있으므로, 제조비용을 절감할 수 있다. According to the present invention, since the protection film (for example, PET sheet) used as a consumable for protecting the electrode assembly can be removed in the lamination process by applying the protection belt which can be repeatedly used by the surface coating and the cleaning unit, Can be saved.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 보인 도면.
도 2는, 본 발명의 제2 실시형태에 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 보인 도면.
도 3은, 본 발명의 제3 실시형태에 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 보인 도면.
도 4는, 본 발명의 제4 실시형태에 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 보인 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a drawing showing a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to a first embodiment of the present invention. FIG.
2 is a view showing a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
3 is a view showing a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to a third embodiment of the present invention.
4 is a view showing a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.Hereinafter, a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

다만, 본 발명의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.It is to be understood, however, that the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below, and those skilled in the art of the present invention, other than the scope of the present invention, It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 기술적 내용을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다. In addition, the terms used below are selected for convenience of explanation. Therefore, the technical meaning of the present invention should not be limited to the prior meaning, but should be properly interpreted in accordance with the technical idea of the present invention.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 보인 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to a first embodiment of the present invention. FIG.

도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치(100)는, 분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 순차적으로 적층 되는 구조의 전극조립체(101)에 열을 가하여 접합하는 이차전치 제조용 라미네이션 장치로서, 입구(110), 출구(120), 가열부(130), 한 쌍의 보호밸트(140), 가이드 롤러(160) 및 가압롤러(170)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a lamination apparatus 100 for manufacturing secondary batteries according to the present embodiment is a lamination apparatus for secondary battery fabrication (hereinafter, referred to as " lamination apparatus ") for applying secondary heat to an electrode assembly 101 having a structure in which an anode and a cathode are sequentially stacked The lamination apparatus includes an inlet 110, an outlet 120, a heating unit 130, a pair of protective belts 140, a guide roller 160 and a pressure roller 170.

본 실시형태에서, 전극조립체(101)는, 분리막과 양극, 음극이 복수로 적층 될 수 있으며, 그 적층구조는 어떠한 형태라도 무방하고, 상하면이 반드시 분리막으로 한정되지 않고, 양극 또는 음극이 될 수 있음은 물론이다.In the present embodiment, the separator, the anode, and the cathode may be laminated in a plurality of layers, and the laminate structure may be in any form, and the upper and lower surfaces are not necessarily limited to the separator, Of course it is.

또한, 본 실시형태에서, 이차전지는 소형 디바이스의 전원으로 사용되는 전지 셀에 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 고온 안정성 및 긴 사이클 특성과 높은 레이트 특성 등이 요구되는 중대형 디바이스의 전원으로 사용되는 다수의 전지 셀들을 포함하는 중대형 전지모듈에 단위전지로도 바람직하게 사용될 수 있다.In addition, in the present embodiment, the secondary battery can be used not only for a battery cell used as a power source of a small device but also for a large number of batteries And may be preferably used as a unit cell in a middle- or large-sized battery module including cells.

중대형 디바이스의 바람직한 예로는 전지적 모터에 의해 동력을 받아 움직이는 파워 툴(power tool); 전기자동차(Electric Vehicle, EV), 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) 등을 포함하는 전기차; 전기 자전거(E-bike), 전기스쿠터(E-scooter)를 포함하는 전기 이륜차; 전기 골프 카트(electric golf cart) 등을 들 수 있으나, 이에한정되는 것은 아니다.Preferred examples of mid- to large-sized devices include a power tool powered by an electric motor; An electric vehicle including an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), a plug-in hybrid electric vehicle (PHEV), and the like; An electric motorcycle including an electric bike (E-bike) and an electric scooter (E-scooter); An electric golf cart, and the like, but the present invention is not limited thereto.

이하에서는, 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치(100)의 각 구성요소에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, each component of the lamination apparatus 100 for secondary battery manufacturing according to the present embodiment will be described in detail.

입구(110)는, 전극조립체(101)가 길이방향으로 순차로 배열되는 웹(103)이 유입되는 부분을 의미한다.The inlet 110 means a portion into which the web 103 into which the electrode assemblies 101 are sequentially arranged in the longitudinal direction flows.

여기서, 전극조립체(101)는, 양극과 음극은 웹(103)의 두께방향으로 적층 된 상태로 구비되며, 웹(103)의 길이 방향으로 서로 일정한 간격을 가지며 배치된다. 즉 웹(103)은 그 길이방향을 따라 두께가 주기적으로 가변된다.Here, in the electrode assembly 101, the positive electrode and the negative electrode are stacked in the thickness direction of the web 103, and are arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction of the web 103. That is, the thickness of the web 103 varies periodically along its length direction.

이러한 웹(103)의 주기적인 두께의 변화로 인하여 종래 전극조립체(101)를 가압하여 접합하는 롤러에 의해 발생 되는 소음과 진동은 작업자에게 큰 불편이었다.Due to the periodic thickness variation of the web 103, the noise and vibration generated by the rollers for pressing and bonding the electrode assembly 101 have been a serious inconvenience to the operator.

본 발명은, 이러한 소음과 진동을 완화하기 위해, 후술하는 바와 같이 가압롤러(170)가 보호밸트(140)를 경유하여 웹(103)에 가압력을 가하도록 하는 구성을 특징으로 한다.The present invention is characterized by a configuration in which the pressure roller 170 applies a pressing force to the web 103 via the protective belt 140 as described below in order to mitigate such noise and vibration.

이는, 웹(103)의 주기적인 두께의 변화량에 비해 상대적으로 큰 보호밸트(140)의 두께에 의해 소음과 진동의 원인이 되는 가압롤러(170)의 변위가 감소 되는 원리를 이용한 것이다. This is based on the principle that the displacement of the pressure roller 170, which causes noise and vibration, is reduced by the thickness of the protective belt 140, which is relatively large compared to the periodic thickness variation of the web 103.

출구(120)는, 전극조립체(101)가 접합 된 상태로 웹(103)이 배출되는 부분을 의미한다.The outlet 120 means a portion where the web 103 is discharged in a state where the electrode assembly 101 is bonded.

가열부(130)는, 입구(110)와 출구(120)의 사이에 배치되며, 전극조립체(101)에 열을 공급하도록 구비된다.The heating unit 130 is disposed between the inlet 110 and the outlet 120 and is provided to supply heat to the electrode assembly 101.

여기서, 가열부(130)는, 히트 플레이트로 구비될 수 있다. Here, the heating unit 130 may be provided with a heat plate.

또한, 가열부(130)는, 한 쌍의 보호밸트(140)의 순환경로 내부에 각각 배치되어, 한 쌍의 보호밸트(140)를 경유하여 웹(103)에 열이 전달되도록 구비되는 것이 바람직하다.The heating unit 130 is preferably disposed in the circulation path of the pair of the protection belts 140 so that heat is transmitted to the web 103 via the pair of protection belts 140 Do.

한 쌍의 보호밸트(140)는, 웹(103)의 상하에 대칭으로 구비되며, 입구(110), 가열부(130) 및 출구(120)를 순차로 경유하며 순환하도록 폐곡선으로 구비된다.The pair of protection belts 140 are provided symmetrically on the upper and lower sides of the web 103 and are provided as a closed curve so as to circulate through the inlet 110, the heating unit 130 and the outlet 120 in order.

더하여, 한 쌍의 보호밸트(140)는, 가열부(130)에서 공급되는 열을 웹(103)에 전달하며, 웹(103)과 접촉되는 면에 이형코팅층(150)을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the pair of protective belts 140 is characterized in that the heat supplied from the heating unit 130 is transmitted to the web 103, and the release coating layer 150 is provided on the side contacting the web 103 .

여기서, 한 쌍의 보호밸트(140)는, 소음과 진동의 완화 및 가열부(130)로부터 열전달이 원활히 이루어지도록 금속재질(예: SUS)로 구비되는 것이 바람직하다.Here, the pair of protective belts 140 are preferably made of a metal material (for example, SUS) so that noise and vibration can be alleviated and heat transfer from the heating part 130 can be smoothly performed.

또한, 이형코팅층(150)은, PTFE(Polytetrafluoroethylene), FEP(fluorinated ethylene propylene) 및 PFAs(Perfluoroalkoxy alkanes)로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질을 주성분으로 하여 코팅되는 것이 바람직하다.The release coating layer 150 is preferably coated with at least one material selected from the group consisting of PTFE (Polytetrafluoroethylene), FEP (fluorinated ethylene propylene), and PFAs (Perfluoroalkoxy alkanes) as a main component.

이는, 가열된 웹(103)의 상하면이 한 쌍의 보호밸트(140)에 접합되는 것이 방지되도록 하기 위함이다. This is to prevent the upper and lower surfaces of the heated web 103 from being joined to the pair of protective belts 140.

여기서, 이형코팅층의 두께는 1~100㎛인 것이 바람직하다. 이 경우 250~280℃에서 내열성을 가진다.Here, the thickness of the release coating layer is preferably 1 to 100 mu m. In this case, it has heat resistance at 250 to 280 ° C.

이와 달리, 이형코팅층(150)은, TiN, TiCN, CrN, TiAlN, AlCrN, AlTiN 및 TiAlN로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질을 주성분으로 하여 코팅되어 형성될 수 있다. Alternatively, the release coating layer 150 may be formed by coating with at least one material selected from the group consisting of TiN, TiCN, CrN, TiAlN, AlCrN, AlTiN, and TiAlN as a main component.

여기서, 이형코팅층 형성은, 공지의 코팅 공정에 의해 이루어질 수 있다.Here, the release coating layer can be formed by a known coating process.

다음으로, 가이드 롤러(160)는, 한 쌍의 보호밸트(140)의 순환 경로를 각각 안내하도록 구비된다. Next, the guide roller 160 is provided to guide the circulation paths of the pair of protective belts 140, respectively.

가이드 롤러(160)는, 한 쌍의 보호밸트(140)의 순환경로가 웹(103)을 기준으로 대칭이 되도록 구비되는 것이 바람직하다.It is preferable that the guide roller 160 is provided so that the circulation path of the pair of protective belts 140 is symmetrical with respect to the web 103.

한 쌍의 가압롤러(170)는, 웹(103)의 상하에 대칭으로 구비되며, 가열부(130)에 의해 가열된 웹(103)에 한 쌍의 보호밸트(140)를 경유하여 접합력을 전달하도록 한 쌍의 보호밸트(140)의 순환경로 내부에 각각 배치된다.The pair of pressure rollers 170 are provided symmetrically on the upper and lower sides of the web 103 and transmit the bonding force to the web 103 heated by the heating section 130 via the pair of protective belts 140 Respectively, in the circulation path of the pair of protective belts 140. [

이에 의해, 가압롤러(170)에 의한 소음과 진동이 완화될 수 있음은 앞서 설명한 바 있다.As a result, the noise and vibration by the pressure roller 170 can be alleviated.

한편, 본 실시형태에서, 가열부(130)와 가압롤러(170)는 웹(103)의 이송방향으로 순차로 배치되는 것이 바람직하며, 서로 쌍을 이루며 각각 복수로 구비되는 것이 더욱 바람직하다.In the present embodiment, the heating unit 130 and the pressure roller 170 are preferably disposed in sequence in the conveyance direction of the web 103, and more preferably, a plurality of pairs are provided.

즉, 웹(103)의 상하에 대칭으로 구비되며, 한 쌍의 보호밸트(140)의 순환경로 내부에 각각 배치되되, 가열부(130)와 가압롤러(170)가 순차로 교번하여 배치되는 것이 바람직하다.That is, they are disposed symmetrically on the upper and lower sides of the web 103 and are respectively disposed in the circulation path of the pair of the protective belts 140. The heating unit 130 and the pressure roller 170 are alternately arranged desirable.

이에 의하면, 복수의 가열부(130)와 복수의 가압롤러(170)에 의해, 순차로 가열되고 접합되므로, 각각의 가열부(130)에 의해 웹(103)에 전달되어야 하는 열량이 감소 되어 이형코팅층(150)에 가해지는 열충격이 완화되어 그 내구성이 향상되며, 하나의 가압롤러(170)에 의해 가해져야 하는 접합력이 작아지므로 소음 및 진동이 보다 완화되는 이점을 가지게 된다.The amount of heat to be transferred to the web 103 is reduced by each of the heating sections 130 and the mold release is performed by the plurality of heating sections 130 and the plurality of pressure rollers 170, The thermal shock applied to the coating layer 150 is alleviated to improve the durability thereof and the bonding force to be applied by one pressing roller 170 is reduced so that the noise and vibration are further mitigated.

도 2는, 본 발명의 제2 실시형태에 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 보인 도면이다.2 is a diagram showing a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to a second embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치(100)는, 앞서 설명한 제1 실시형태의 구성요소를 모두 포함하며, 세정유닛(180)을 더 포함한다.Referring to FIG. 2, the lamination apparatus 100 for manufacturing a secondary battery according to the present embodiment includes all the components of the first embodiment described above, and further includes a cleaning unit 180.

세정유닛(180)은, 한 쌍의 보호밸트(140)에 각각 구비되되, 웹(103)에 접촉하지 않는 위치에 구비되어, 한 쌍의 보호밸트(140)의 이형코팅층(150)을 세정하는 구성이다.The cleaning unit 180 is disposed in a position where the cleaning unit 180 is not in contact with the web 103 so as to clean the release coating layer 150 of the pair of protective belts 140 .

즉, 세정유닛(180)은, 접합과정에서 웹(103)과 접촉에 의해 이형코팅층(150)에 발생 된 이물질을 제거하기 위한 구성이다.That is, the cleaning unit 180 is configured to remove foreign matter generated in the release coating layer 150 by contact with the web 103 during the bonding process.

구체적으로, 세정유닛(180)은, 점착성을 가지는 표면을 가지며, 한 쌍의 보호밸트(140)의 순환에 따라 이형코팅층(150)과 연속하여 접촉하도록 구비되는 세정롤러(181)로 구비될 수 있다. Specifically, the cleaning unit 180 may be provided with a cleaning roller 181 having a tacky surface and being arranged to be in continuous contact with the release coating layer 150 in accordance with the circulation of the pair of protective belts 140 have.

이와 달리, 세정유닛(180)은, 이형코팅층(150) 주변에 플라즈마 분위기를 형성하여 이형코팅층(150)으로부터 이물질을 제거하도록 구비될 수 있다.Alternatively, the cleaning unit 180 may be provided to remove foreign matter from the release coating layer 150 by forming a plasma atmosphere around the release coating layer 150.

한편, 세정유닛(180)은, CO2 분자를 이용하여 이형코팅층(150)으로부터 이물질을 제거하도록 구비될 수 있다.Meanwhile, the cleaning unit 180 may be provided to remove foreign matter from the release coating layer 150 using CO 2 molecules.

다음으로, 도 3은, 본 발명의 제3 실시형태에 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 보인 도면이다.Next, Fig. 3 is a diagram showing a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to the third embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치(100)는, 앞서 설명한 제1 실시형태의 구성요소를 모두 포함하며, 냉각유닛(190)을 더 포함한다.Referring to FIG. 3, the lamination apparatus 100 for manufacturing a secondary battery according to the present embodiment includes all the components of the first embodiment described above, and further includes a cooling unit 190.

냉각유닛(190)은, 출구(120)로부터 배출되는 웹(103)을 가이드하며, 가열부(130)에 의한 웹(103)의 열팽창이 제거되도록 웹(103)에 냉각공기를 공급하는 구성이다. The cooling unit 190 is configured to guide the web 103 discharged from the outlet 120 and supply the cooling air to the web 103 so that the thermal expansion of the web 103 by the heating unit 130 is removed .

다음으로, 도 4는, 본 발명의 제4 실시형태에 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 보인 도면이다.Next, Fig. 4 shows a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to a fourth embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치(100)는, 앞서 설명한 제1 실시형태의 구성요소를 모두 포함하며, 장력제어롤러(165)를 더 포함한다.Referring to Fig. 4, the lamination apparatus 100 for manufacturing a secondary battery according to the present embodiment includes all the elements of the first embodiment described above, and further includes a tension control roller 165. Fig.

장력제어롤러(165)는, 한 쌍의 보호밸트(140)에 각각 구비되되, 웹(103)에 접촉하지 않는 위치에서 한 쌍의 보호밸트(140)에 접촉된 상태로 구비되어, 한 쌍의 보호밸트(140)가 서로 동일한 장력으로 순환하도록 제어하는 구성이다.The tension control roller 165 is provided in a pair of the protective belts 140 so as to be in contact with the pair of protective belts 140 at a position where the tension control roller 165 is not in contact with the web 103, And the protective belts 140 are controlled to be circulated with the same tension.

이는 한 쌍의 보호밸트(140)가 가열부(130)에 의한 팽창 정도가 서로 달라져, 그 길이의 차이가 발생되는 경우를 대비하기 위한 구성이다. This is a configuration for preparing a case in which a pair of the protection belts 140 are different in degree of expansion due to the heating part 130 and a difference in length is generated.

장력제어롤러(165)는, 한 쌍의 보호밸트(140)의 두께방향으로 왕복 이동 가능하게 구비되어, 입구(110)와 출구(120)에서 웹(103)의 상면과 하면의 이송속도가 동일하게 유지되도록 한 쌍의 보호밸트(140)의 장력을 조절하는 기능을 수행한다. The tension control roller 165 is reciprocally movable in the thickness direction of the pair of protective belts 140 so that the feed speeds of the upper and lower surfaces of the web 103 at the inlet 110 and the outlet 120 are the same The tension of the pair of protective belts 140 is adjusted.

이에 의해, 이송속도의 불일치에 의해 웹(103)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. Thereby, it is possible to prevent the web 103 from being damaged by the mismatch of the conveyance speeds.

Claims (8)

분리막을 사이에 두고 양극과 음극이 순차적으로 적층 되는 구조의 전극조립체에 열을 가하여 접합하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치로서,
상기 전극조립체가 길이방향으로 순차로 배열되는 웹이 유입되는 입구;
상기 전극조립체가 접합 된 상태로 상기 웹이 배출되는 출구;
상기 입구와 상기 출구의 사이에 배치되며, 상기 전극조립체에 열을 공급하는 가열부;
상기 웹의 상하에 대칭으로 구비되며, 상기 입구, 상기 가열부 및 상기 출구를 순차로 경유하며 순환하도록 폐곡선으로 구비되고, 상기 가열부에서 공급되는 열을 상기 웹에 전달하며, 상기 웹과 접촉되는 면에 이형코팅층을 가지는 한 쌍의 보호밸트;
상기 한 쌍의 보호밸트의 순환 경로를 각각 안내하는 가이드 롤러; 및
상기 웹의 상하에 대칭으로 구비되며, 상기 가열부에 의해 가열된 상기 웹에 상기 한 쌍의 보호밸트를 경유하여 접합력을 전달하도록 상기 한 쌍의 보호밸트의 순환경로 내부에 각각 배치되는 한 쌍의 가압롤러;를 포함하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.There is provided a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery, which comprises: an electrode assembly having a structure in which an anode and a cathode are sequentially stacked with a separator interposed therebetween,
An inlet through which the web is sequentially arranged in the longitudinal direction of the electrode assembly;
An outlet through which the web is discharged while the electrode assembly is bonded;
A heating unit disposed between the inlet and the outlet for supplying heat to the electrode assembly;
The heating unit is provided symmetrically on the upper and lower sides of the web and is provided in a closed curve so as to circulate through the inlet, the heating unit, and the outlet sequentially, and transmits heat supplied from the heating unit to the web, A pair of protective belts having a release coating layer on the surface;
A guide roller for guiding the circulation paths of the pair of protective belts, respectively; And
A pair of protective belts disposed symmetrically on the upper and lower sides of the web and arranged in the circulation path of the pair of protective belts to transmit a bonding force to the web heated by the heating unit via the pair of protective belts And a pressure roller. 청구항 1에 있어서,
상기 보호밸트는, 금속재질로 구비되며,
상기 이형코팅층은, 가열된 상기 웹의 상하면이 상기 한 쌍의 보호밸트에 접합되는 것이 방지되도록, PTFE(Polytetrafluoroethylene), FEP(fluorinated ethylene propylene) 및 PFAs(Perfluoroalkoxy alkanes)로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.The method according to claim 1,
The protection belt may be made of a metal material,
The release coating layer may be at least one selected from the group consisting of PTFE (Polytetrafluoroethylene), FEP (fluorinated ethylene propylene) and PFAs (Perfluoroalkoxy alkanes) so that the upper and lower surfaces of the heated web are prevented from being bonded to the pair of protective belts. Wherein the lamination is made of a material as a main component. 청구항 1에서,
상기 보호밸트는, 금속재질로 구비되며,
상기 이형코팅층은, 가열된 상기 웹의 상하면이 상기 한 쌍의 보호밸트에 접합되는 것이 방지되도록, TiN, TiCN, CrN, TiAlN, AlCrN, AlTiN 및 TiAlN로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나의 물질을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.In claim 1,
The protection belt may be made of a metal material,
Wherein the release coating layer comprises at least one material selected from the group consisting of TiN, TiCN, CrN, TiAlN, AlCrN, AlTiN, and TiAlN as a main component so that the upper and lower surfaces of the heated web are prevented from being bonded to the pair of protective belts. Wherein the lamination is carried out by using the lamination apparatus. 청구항 1에 있어서,
상기 가열부와 상기 가압롤러는,
복수로 구비되고, 상기 웹의 상하에 대칭으로 구비되며,
상기 한 쌍의 보호밸트의 순환경로 내부에 각각 배치되되, 상기 가열부와 상기 가압롤러가 순차로 교번하여 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.The method according to claim 1,
Wherein the heating section
A plurality of first and second electrodes disposed symmetrically above and below the web,
Wherein the heating unit and the pressure roller are disposed in the circulation path of the pair of protective belts, respectively, and the pressing unit and the pressure unit are alternately arranged. 청구항 1에 있어서,
상기 한 쌍의 보호밸트에 각각 구비되되, 상기 웹에 접촉하지 않는 위치에 구비되어, 상기 한 쌍의 보호밸트의 이형코팅층을 세정하는 세정유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.The method according to claim 1,
And a cleaning unit provided at each of the pair of protective belts and provided at a position not contacting the web to clean the release coating layer of the pair of protective belts. . 청구항 5에 있어서,
상기 세정유닛은,
점착성을 가지는 표면을 가지며, 상기 한 쌍의 보호밸트의 순환에 따라 상기 이형코팅층과 연속하여 접촉하도록 구비되는 세정롤러;를 포함하여, 상기 이형코팅층으로부터 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.The method of claim 5,
The cleaning unit includes:
And a cleaning roller having a tacky surface and provided to continuously contact the release coating layer in accordance with the circulation of the pair of protective belts to remove foreign matter from the release coating layer, Device. 청구항 1에 있어서,
상기 출구로부터 배출되는 상기 웹을 가이드하며, 상기 가열부에 의한 상기 웹의 열팽창이 제거되도록 상기 웹에 냉각공기를 공급하는 냉각유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.The method according to claim 1,
And a cooling unit for guiding the web discharged from the outlet and supplying cooling air to the web such that thermal expansion of the web by the heating unit is removed. 청구항 1에 있어서,
상기 한 쌍의 보호밸트에 각각 구비되되, 상기 웹에 접촉하지 않는 위치에서 상기 한 쌍의 보호밸트에 접촉된 상태로 구비되어, 상기 한 쌍의 보호밸트가 서로 동일한 장력으로 순환하도록 제어하는 장력제어롤러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.
The method according to claim 1,
A pair of protective belts disposed in contact with the pair of protective belts at positions where the pair of protective belts are not in contact with the web so as to control the pair of protective belts to rotate at the same tension, The lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to claim 1, further comprising a roller.
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