KR20180092302A - 권취 코어, 세퍼레이터 권회체 - Google Patents

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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 전지용 세퍼레이터의 권취 코어에 대한 권취 어긋남을 억제한다.
[해결 수단] 코어는, 외주면에, 코어의 폭 방향으로 연장되는 1개 이상의 홈이 형성되어 있고, 홈은 깊이가 30㎛ 이상이고, 코어의 외주의 길이를 D ㎜로 하고, 외주면에 형성되어 있는 홈의 개수를 N개로 했을 때, N/D>0.0025를 만족시킨다.

Description

권취 코어, 세퍼레이터 권회체 {WINDING CORE, SEPARATOR ROLL}
본 발명은 전지용 세퍼레이터를 권회하기 위한 권취 코어 및 세퍼레이터 권회체에 관한 것이다.
리튬 이온 이차 전지의 내부에 있어서, 정극 및 부극은 다공질의 세퍼레이터에 의해 분리된다. 리튬 이온 이차 전지의 제조에는 이 세퍼레이터를 원통 형상의 코어에 감은 것인 세퍼레이터 권회체가 사용된다.
특허문헌 1은 도전성 부재를 포함하는 코어와, 그 코어에 미다공막을 권회한 권회체를 개시하고 있다.
일본 공개 특허 공보 「특개 제2013-139340(2013년 7월 18일 공개)」
일반적으로 전지용 세퍼레이터는 권취 코어에 권회된 세퍼레이터 권회체로서 반송되어, 전지의 제조 공정에 제공된다. 전지의 제조 공정에서는 전지용 세퍼레이터를 권취 코어로부터 권출하여 사용하지만, 전지 조립 장치의 주행 안정성을 위해서는, 전지용 세퍼레이터는 권취 어긋남이 없는 상태로 권회되어 있을 것이 요구된다.
그러나, 종래의 권취 코어를 사용한 경우는, 전지용 세퍼레이터의 권회 초기의 1층째 내지 수층째는 권취가 불안정하기 때문에, 안정되어 있는 수층째 이후의 권회층으로부터 1층째가 비어져 나온 권취 어긋남이 발생하는 일이 있다.
이와 같은 1층째 내지 수층째의 비어져 나옴이 발생한 경우에는, 세퍼레이터 권회체로부터 전지용 세퍼레이터를 권출하고 나서 다시 감을 필요가 있어, 생산 효율의 저하로 이어졌다.
본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은 전지용 세퍼레이터의 권취 어긋남을 억제하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 권취 코어는, 외주면에 전지용 세퍼레이터를 권회하기 위한 권취 코어로서, 상기 외주면에는, 상기 전지용 세퍼레이터를 권회하는 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 1개 이상의 홈이 형성되어 있고, 상기 홈은 깊이가 30㎛ 이상이고, 상기 권취 코어의 외주의 길이를 D ㎜로 하고, 상기 외주면에 형성되어 있는 홈의 개수를 N개로 했을 때,
Figure pat00001
상기 (식 1)을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전지용 세퍼레이터의 권취 코어에 대한 권취 어긋남을 억제한다는 효과를 발휘한다.
도 1은 리튬 이온 이차 전지의 단면 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 도 1에 나타나는 리튬 이온 이차 전지의 상세 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3은 도 1에 나타나는 리튬 이온 이차 전지의 다른 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4는 세퍼레이터를 슬릿하는 슬릿 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 5는 도 4에 나타나는 슬릿 장치의 절단 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 세퍼레이터 권회체의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 코어의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 코어에 형성된 홈의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 관한 홈의 측정 위치를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 관한 세퍼레이터 권회체의 권취 어긋남의 모습을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 관한 각 실험예의 측정 결과를 나타내는 도면이다.
도 12는 도 11에 나타내는 각 실험예를 표시한 도면이다.
〔실시 형태 1〕
(리튬 이온 이차 전지)
리튬 이온 이차 전지로 대표되는 비수 전해액 이차 전지는 에너지 밀도가 높고, 그로 인해 현재 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대 정보 단말기 등의 기기, 자동차, 항공기 등의 이동체에 사용하는 전지로서, 또한 전력의 안정 공급에 이바지하는 정치용 전지로서 널리 사용되고 있다.
도 1은 리튬 이온 이차 전지(1)(전지)의 단면 구성을 나타내는 모식도이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 리튬 이온 이차 전지(1)는 캐소드(11)와, 세퍼레이터(12)(전지용 세퍼레이터)와, 애노드(13)를 구비한다. 리튬 이온 이차 전지(1)의 외부에 있어서, 캐소드(11)와 애노드(13) 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) 사이에, 이들에 협지되도록 배치된다. 세퍼레이터(12)는 캐소드(11)와 애노드(13) 사이를 분리하면서, 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 나타나는 리튬 이온 이차 전지(1)의 상세 구성을 나타내는 모식도이며, (a)는 통상의 구성을 나타내고, (b)는 리튬 이온 이차 전지(1)가 승온되었을 때의 상태를 나타내고, (c)는 리튬 이온 이차 전지(1)가 급격하게 승온되었을 때의 상태를 나타낸다.
도 2의 (a)에 나타난 바와 같이, 세퍼레이터(12)에는 다수의 구멍 P가 형성되어 있다. 통상, 리튬 이온 이차 전지(1)의 리튬 이온(3)은 구멍 P를 통해 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 승온되는 경우가 있다. 이 경우, 도 2의 (b)에 나타난 바와 같이, 세퍼레이터(12)가 융해 또는 유연화되어, 구멍 P가 폐색된다. 그리고, 세퍼레이터(12)는 수축된다. 이에 의해, 리튬 이온(3)의 이동이 정지하기 때문에, 상술한 승온도 정지한다.
그러나, 리튬 이온 이차 전지(1)가 급격하게 승온되는 경우, 세퍼레이터(12)는 급격하게 수축된다. 이 경우, 도 2의 (c)에 나타난 바와 같이, 세퍼레이터(12)는 파괴되는 경우가 있다. 그리고, 리튬 이온(3)이, 파괴된 세퍼레이터(12)로부터 누출되기 때문에, 리튬 이온(3)의 이동은 정지하지 않는다. 따라서, 승온은 계속된다.
(내열 세퍼레이터)
도 3은 도 1에 나타나는 리튬 이온 이차 전지(1)의 다른 구성을 나타내는 모식도이며, (a)는 통상의 구성을 나타내고, (b)는 리튬 이온 이차 전지(1)가 급격하게 승온되었을 때의 상태를 나타낸다.
도 3의 (a)에 나타난 바와 같이, 세퍼레이터(12)는 다공질 필름(5)과, 내열층(4)을 구비하는 내열 세퍼레이터여도 된다. 내열층(4)은 다공질 필름(5)의 캐소드(11)측의 편면에 적층되어 있다. 또한, 내열층(4)은 다공질 필름(5)의 애노드(13)측의 편면에 적층되어도 되고, 다공질 필름(5)의 양면에 적층되어도 된다. 그리고, 내열층(4)에도 구멍 P와 동일한 구멍이 형성되어 있다. 통상, 리튬 이온(3)은 구멍 P와 내열층(4)의 구멍을 통해 왕래한다. 내열층(4)은 그의 재료로서, 예를 들어 전체 방향족 폴리아미드(아라미드 수지)를 포함한다.
도 3의 (b)에 나타난 바와 같이, 리튬 이온 이차 전지(1)가 급격하게 승온되어, 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 P가 폐색되는 것에 그친다. 이에 의해, 리튬 이온(3)의 이동이 정지하기 때문에, 상술한 과방전 또는 과충전도 정지한다. 이와 같이, 세퍼레이터(12)의 파괴가 억제된다.
(내열 세퍼레이터의 제조 공정)
리튬 이온 이차 전지(1)의 내열 세퍼레이터의 제조는 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지된 방법을 이용하여 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, 동일한 제조 공정에 의해 세퍼레이터(12)를 제조할 수 있다.
예를 들어, 열가소성 수지에 가소제를 가하여 필름 성형한 후, 그 가소제를 적당한 용매로 제거하는 방법을 들 수 있다. 예를 들어, 다공질 필름(5)이, 초고분자량 폴리에틸렌을 포함하는 폴리에틸렌 수지로 형성되어 이루어지는 경우에는, 이하에 나타내는 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 P가 된다. 이에 의해, 소정의 두께와 투기도를 갖는 폴리에틸렌 미다공막인 다공질 필름(5)이 형성된다.
또한, 혼련 공정에 있어서, 초고분자량 폴리에틸렌 100중량부와, 중량 평균 분자량 1만 이하의 저분자량 폴리올레핀 5 내지 200중량부와, 무기 충전제 100 내지 400중량부를 혼련해도 된다.
그 후, 도공 공정에 있어서, 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 편면에만 형성되어도 되고, 양면에 형성되어도 된다. 또한, 내열층(4)으로서, 알루미나/카르복시메틸셀룰로오스 등의 필러를 포함하는 혼합액을 도공해도 된다.
도공액을 다공질 필름(5)에 도공하는 방법은, 균일하게 웨트 코팅할 수 있는 방법이라면 특별히 제한은 없고, 종래 공지된 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 모세관 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 의해 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 세퍼레이터로 한정되지 않는다. 이 제조 방법은 도공 공정을 포함하지 않아도 된다. 이 경우, 제조되는 대상은 내열층을 갖지 않는 세퍼레이터이다. 또한, 내열층 대신에, 다른 기능층(예를 들어, 후술하는 접착층)을 갖는 접착 세퍼레이터를, 내열 세퍼레이터와 동일한 제조 방법에 의해 제조해도 된다.
(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 위해, 세퍼레이터는 그의 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 대해 대략 수직인 방향의, 세퍼레이터의 길이를 의미한다. 이하에서는, 슬릿되기 전의 폭이 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, 커트란, 세퍼레이터를 횡단 방향(TD: transverse direction)을 따라 절단하는 것을 의미한다. 횡단 방향(TD)이란, 세퍼레이터의 길이 방향(MD)과 두께 방향에 대해 대략 수직인 방향을 의미한다.
도 4는 세퍼레이터를 슬릿하는 슬릿 장치(6)의 구성을 나타내는 모식도이며, (a)는 전체의 구성을 나타내고, (b)는 원단을 슬릿하는 전후의 구성을 나타낸다.
도 4의 (a)에 나타난 바와 같이, 슬릿 장치(6)는, 회전 가능하게 지지된 원기둥 형상의, 권출 롤러(61)와, 롤러(62 내지 69)와, 복수의 권취 롤러(70Uㆍ70L)를 구비한다. 슬릿 장치(6)에는 후술하는 절단 장치(7)가 더 설치되어 있다.
(슬릿 전)
슬릿 장치(6)에서는, 원단을 권취한 원통 형상의 코어 c가, 권출 롤러(61)에 끼워져 있다. 도 4의 (a)에 나타난 바와 같이, 원단은 코어 c로부터 경로 U 또는 L로 권출된다. 권출된 원단은 롤러(63 내지 67)를 경유하여, 롤러(68)로 반송된다. 반송되는 공정에 있어서 원단은 복수의 세퍼레이터에 슬릿된다.
(슬릿 후)
도 4의 (b)에 나타난 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, 롤 형상으로 권취된 세퍼레이터를 「세퍼레이터 권회체」라고 칭한다.
(절단 장치)
도 5는, 도 4의 (a)에 나타나는 슬릿 장치(6)의 절단 장치(7)의 구성을 나타내는 도면이며, (a)는 절단 장치(7)의 측면도이고, (b)는 절단 장치(7)의 정면도이다.
도 5의 (a), (b)에 나타난 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 갈아진 에지에 의해 세퍼레이터의 원단을 슬릿한다.
(세퍼레이터 권회체의 구성)
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 세퍼레이터 권회체(10)의 구성을 나타내는 모식도이며, (a)는 코어(8)로부터 세퍼레이터(12)가 권출되기 전의 상태를 나타내고, (b)는 코어(8)로부터 세퍼레이터(12)가 권출된 상태를 나타내고, (c)는 세퍼레이터(12)가 권출되어, 제거된 후의 코어(8)의 상태를 나타내고, (d)는 (b)의 상태를 다른 각도에서 나타낸다.
도 6의 (a)에 나타난 바와 같이, 세퍼레이터 권회체(10)는 세퍼레이터(12)를 감은 코어(8)를 구비한다. 이 세퍼레이터(12)는 상술한 바와 같이 슬릿되어 있다.
코어(8)는 외측 원통부(81)와, 내측 원통부(82)와, 복수의 리브(83)를 구비하고, 상술한 코어 uㆍl과 동일한 기능을 갖는다.
외측 원통부(81)는, 그의 외주면에 세퍼레이터(12)를 감기 위한 원통 부재이다. 내측 원통부(82)는, 그의 내주면에 권취 롤러를 끼우기 위한 원통 부재이다. 리브(83)는, 외측 원통부(81)의 내주면과, 내측 원통부(82)의 외주면 사이에 연장되어, 외측 원통부(81)를 내주면으로부터 지지하는 지지 부재이다.
코어(8)의 재료는 ABS 수지를 포함한다. 단, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 코어(8)의 재료는 이에 한정되지 않는다. 코어(8)의 재료로서, ABS 수지 외에, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리스티렌 수지 및 염화비닐 수지 등의 수지를 포함해도 된다. 코어(8)의 재료는 금속, 종이, 불소 수지가 아닌 것이 바람직하다.
도 6의 (c), (d)에 나타낸 바와 같이, 코어(8)의 외주면 S(즉, 외측 원통부(81)의 외주면)에는, 코어(8)의 폭 방향(TD)으로 연장되는 1 또는 복수의 홈(9)이 형성되어 있다. 이 홈(9)의 상세에 대해서는 후술한다.
도 6의 (b), (d)에 나타낸 바와 같이, 세퍼레이터(12)의 일단은 접착 테이프(130)에 의해 코어(8)와 부착되어 있다. 구체적으로는, 세퍼레이터(12)의 일단은, 접착제를 구비한 접착 테이프(130)에 의해, 코어(8)의 외주면 S에 고정되어 있다. 세퍼레이터의 일단을 외주면 S에 고정하는 수단은 접착 테이프(130) 외에, 접착제를 세퍼레이터(12)의 일단에 직접 도포하여 고정하거나, 또는 클립으로 고정하는 것 등이어도 된다. 세퍼레이터(12)에는, 코어(8)의 외주면 S에 있어서의 미세한 구조를 제외하고, 요철이 전사된다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 코어(8)의 사시도이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 코어(8)의 외주면 S에는, 코어(8)의 TD에 대략 평행, 즉, 코어(8)의 MD에 대략 수직으로 연장되는 1 또는 복수의 홈(9)이 형성되어 있다. 이에 의해, 코어(8)의 외주면 S에 세퍼레이터(12)를 권회할 때, 코어(8)의 외주면 S와 세퍼레이터(12) 사이의 공기를, 홈(9)을 따라 배출할 수 있다.
홈(9)은, 세퍼레이터(12)를 권회하기 전의 코어(8)의 외주면 S에, 예를 들어 커터를 사용하여 형성할 수 있다. 홈(9)이 형성된 코어(8)의 외주면 S에 세퍼레이터(12)를 권회함으로써 세퍼레이터 권회체(10)를 얻을 수 있다.
세퍼레이터(12)를 코어에 권회하는 초기의 단계에서는 터치 롤에 의해 세퍼레이터(12)에 압력을 가하면서 코어에 권회해 가지만, 이때, 외주면에 홈(9)이 형성되어 있지 않은 코어에 세퍼레이터(12)를 권회하면, 코어와 세퍼레이터(12) 사이에 공기가 끌려들어감으로써 약간 세퍼레이터(12)의 권취 어긋남이 발생하는 경우가 있다.
특히, 초기의 수 주일은 끌려들어간 공기의 영향을 현저하게 받아 주행이 불안정해지기 때문에 세퍼레이터(12)의 권취 어긋남이 발생하고 있다고 생각된다.
한편, 코어(8)에 의하면, 외주면 S에 홈(9)이 형성되어 있다. 그리고, 홈(9)은 깊이가 30㎛ 이상이고, 또한 홈(9)의 개수를 N(개), 코어(8)의 외주의 길이(코어 둘레 길이라고 칭하는 경우가 있음)를 D(㎜)로 하면, 하기 (식 1)을 만족시키도록 코어(8)의 외주면 S에 형성되어 있다.
Figure pat00002
이 조건을 만족시킴으로써, 외주면 S와 세퍼레이터(12) 사이의 공기를, 홈(9)을 따라 충분히 밖으로 배출할 수 있다. 특히, 권회의 초기 단계에 있어서, 1층째가 되는 세퍼레이터(12)와 코어(8) 사이의 공기를 충분히 배출하는 것이 가능한 홈(9)을 코어(8)의 외주면 S에 형성함으로써, 초기의 권취 어긋남의 발생을 예방하여, 권취 어긋남에 의한 불량품의 발생을 저감할 수 있다.
이와 같이, 본원의 발명자는 후술하는 실험 결과로부터, 세퍼레이터(12)를 권회하는 방향 (MD)와는 교차하는 방향 (TD)로 소정의 홈(9)을 형성한 코어(8)를 사용한 경우, 세퍼레이터(12)의 권회 시에, 권취 어긋남이 적은 것을 발견했다.
이와 같이, 코어(8)의 외주면 S에, 깊이가 30㎛ 이상인 홈(9)을 형성하고, 또한 N/D>0.0025(개/㎜)로 함으로써, 코어(8)에 권회된 세퍼레이터(12) 중, 제1 층째 부분의 단부와, 코어(8)로부터 10㎜ 두께까지의 부분의 단부와의 차가 1.5㎜ 이하인 세퍼레이터 권회체(10)를 제조할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 형태 1에 관한 코어(8)를 사용함으로써, 권취 어긋남이 적은 세퍼레이터 권회체(10)를 얻을 수 있고, 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 홈의 깊이가 30㎛ 미만이거나, N/D≤0.0025인 경우는, 충분히 권취 어긋남 억제 효과를 얻을 수 없다. 상세는 실험 결과를 사용하여 후술한다.
홈(9)이 코어(8)에 연장되는 길이는 코어(8)의 폭 CW(코어(8)의 TD의 길이)에 대해, CW/2 이상인 것이 바람직하다. 또한, 홈(9)은 코어(8)의 폭 CW에 대해, CW/2 이상의 영역에 연장되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 코어(8)의 외주면 S와 세퍼레이터(12) 사이의 공기를 효율적으로 배출할 수 있다.
홈(9)이 코어(8)에 연장되는 형상은 직선상이어도 되고, 곡선상이어도 되고, 사행 형상이어도 되지만, 바람직하게는 직선 형상이다.
홈(9)이 직선 형상인 경우는, 코어(8)의 TD에 평행인 직선과 이루는 예각이 25도 이하인 것이 바람직하고, 15도 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 홈(9)이 곡선상 또는 사행 형상인 경우는, 곡선상 또는 사행 형상의 홈의 시점과 종점을 연결하는 선분과, 코어(8)의 TD에 평행인 직선과 이루는 예각이 15도 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 코어(8)의 외주면 S에 세퍼레이터(12)를 권회했을 때, 코어(8)의 외주면 S와 세퍼레이터(12) 사이의 공기를 효율적으로 배출할 수 있다.
홈(9)은 효율적으로 공기를 배출하기 위해, 양단 중 적어도 일단이 코어(8)의 둘레에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 홈(9)의 양단이 코어(8)의 양 둘레에 형성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이에 의하면, 보다 효율적으로 코어(8)의 외주면 S와 세퍼레이터(12) 사이의 공기를 배출할 수 있다. 또한, 홈(9)은 양단 중 타단이, 코어(8)의 둘레에 이르지 않는 정도의 길이여도 된다.
코어(8)의 외주면 S에 형성하는 홈(9)의 개수에 대해, 특별히 상한은 없지만, 다수의 홈(9)을 형성한 경우에는 코어(8)의 강도가 저하되어, 장력을 가하여 세퍼레이터(12)를 코어(8)에 권회했을 때에, 코어(8)가 변형되거나 파손되거나 할 우려가 있다. 이로 인해, N/D는 0.1 미만인 것이 바람직하다. 이에 의하면, 코어(8)의 강도를 유지할 수 있으므로, 세퍼레이터(12)를 권회했을 때의 코어(8)의 파손을 방지할 수 있다.
도 8은 코어(8)의 홈(9)의 단면도이다. 도 8에서는 홈(9)을, 도 7에 나타내는 MD로 자른 단면을 나타내고 있다.
홈(9)의 단면의 형상은 삼각형(V자형)인 것이 바람직하다. 이는, 가공이 용이하고, 또한 코어(8)의 리사이클을 생각했을 때에, 홈(9)에 티끌이 쌓이기 어려워, 청소가 용이하기 때문이다. 또한, 홈(9)의 단면의 형상은 삼각형으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 사각형(요형(凹型)), 반원형 등 삼각형 이외의 형상이어도 된다.
홈(9)이 코어(8)로 연장되는 방향에 수직인 방향의 길이를 폭 DW로 하면, 홈(9)의 폭 DW는 10㎛ 이상인 것이 바람직하고, 나아가 50㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 이에 의하면, 보다 효율적으로 홈(9)을 따라 공기를 배출할 수 있다.
한편, 홈(9)의 폭 DW가 넓으면, 홈(9)이 세퍼레이터(12)에 전사되어 버리므로, 홈(9)의 폭 DW는 500㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 코어(8)에 권회된 세퍼레이터(12)에 홈(9)이 전사되는 것에 의한 불량의 발생을 방지할 수 있다.
홈(9)의 양단에 접하는 평면으로부터 홈(9)의 바닥까지의 거리를 홈(9)의 깊이 DP로 하면, 홈(9)의 깊이 DP는 홈(9)을 통해 일정해도 되고, 일정하지 않아도 된다.
단, 홈(9)의 깊이 DP는, 상술한 바와 같이 30㎛ 이상일 필요가 있다. 또한, 홈(9)의 깊이 DP는 50㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 보다 효율적으로 공기를 홈(9)을 따라 배출할 수 있다.
한편, 코어(8)를 리사이클 시 청소하는 관점에서는, 홈(9)의 깊이 DP는 홈(9) 중 가장 깊은 개소라도 1000㎛ 정도인 것이 바람직하다. 이에 의해, 홈(9)에 이물이 혼입되어도 제거하기 쉽기 때문에, 용이하게 코어(8)를 리사이클할 수 있다.
2개 이상의 홈을 형성하는 경우는, 2개의 홈은 교차되어 있어도 된다. 이에 의해, 코어(8)의 외주면 S에 세퍼레이터(12)를 권회했을 때, 코어(8)의 외주면 S와 세퍼레이터(12) 사이의 공기를, 보다 효율적으로 배출할 수 있다.
〔실시예〕
도 9 내지 도 12를 사용하여, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 관한 홈의 측정 위치를 나타내는 도면이다. 도 10은 본 발명의 실시예에 관한 세퍼레이터 권회체의 권취 어긋남의 모습을 나타내는 도면이다. 도 11은 본 발명의 실시예에 관한 각 실험예의 측정 결과를 나타내는 도면이다. 도 12는 도 11에 나타내는 각 실험예를 표시한 도면이다.
폴리에틸렌 다공막에 아라미드 수지를 포함하는 내열층을 코팅한 세퍼레이터를, 폭 60㎜로 슬릿하고, 다양한 홈을 형성한 9종류의 코어(폭 65㎜)에 권회하여, 9종류의 세퍼레이터 권회체를 제작했다. 그리고, 각 세퍼레이터 권회체의 권취 어긋남을 측정했다. 또한, 각 홈은 홈의 시점과 종점을 연결하는 선분과, 코어의 TD에 평행인 직선과 이루는 예각이 15도 이하가 되도록 형성했다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 1개의 홈당, 중심점(측정점 M2)과, 양단으로부터 1㎝의 점(측정점 M1ㆍM3)의 3점에 있어서, 홈의 깊이를 측정하고, 그 평균값을 홈의 깊이로 했다.
홈의 깊이 DP의 측정은 올림푸스제 공초점 레이저 현미경 LEXT OLS4100을 사용했다. 측정 조건은 이하와 같다.
ㆍ 대물 렌즈: 20배
ㆍ 레이저 파장: 405㎚
ㆍ 측정 모드: 공초점(반사)
ㆍ 화상 시야: 644㎛×646㎛(1024×1024 pixel(픽셀))
ㆍ 수평 보정: 없음
도 10에 나타낸 바와 같이, 세퍼레이터(12)를 두께 10㎜ 이상이 될 때까지 코어에 권회했을 때의, 세퍼레이터 중 제1 층째를 제외한 부분(12b)의 단부와, 코어에 권회한 세퍼레이터(12) 중 제1 층째 부분(12a)의 단부의 어긋남의 최댓값 PR을 권취 어긋남으로 했다.
도 11에 제1 내지 제9 실험예 EX1 내지 EX9에 관한 세퍼레이터 권회체(10)의 측정 결과를 나타낸다. 또한, 도 11에 나타내는 「코어 둘레 길이」는 코어의 외주의 길이 D(㎜) (도 7 참조)이다. 제5 실험예 EX5에 관한 세퍼레이터 권회체는 코어에 홈이 형성되어 있지 않은 종래품이다.
또한, 도 11에 있어서 「제1 홈」 「제2 홈」 「제3 홈」은 각각, 각 실험예에 관한 코어에 형성한 홈이다. 「-」로 되어 있는 경우는 해당 홈이 형성되어 있지 않은 것을 나타내고 있다. 예를 들어, 제2 실험예 EX2에 관한 코어에는, 「제3 홈」의 란은 「-」로 되어 있으므로, 「제1 홈」 및 「제2 홈」의 2개의 홈이 형성되어 있는 것을 나타내고 있다.
도 12는, 횡축이 홈의 개수/코어 둘레 길이(개/㎜)를 나타내고, 종축이 권취 어긋남(㎜)을 나타내고 있다.
도 11, 도 12에 나타낸 바와 같이, 제5 실험예 EX5에 관한 세퍼레이터 권회체는 권취 어긋남이 1.7㎜로, 다른 실험예에 관한 세퍼레이터 권회체에 비해, 권취 어긋남이 큰 것을 알 수 있다.
또한, 제9 실험예 EX9에 관한 세퍼레이터 권회체도 권취 어긋남이 1.8로 큰 것을 알 수 있었다. 이는 제9 실험예 EX9에 관한 세퍼레이터 권회체에 사용한 코어에 형성한 홈의 깊이는 26㎛로, 다른 실험예에 관한 세퍼레이터 권회체에 사용한 코어에 형성한 홈의 깊이에 비해, 지나치게 얕았기 때문이라고 생각된다.
이와 같이, 제1 내지 제4 실험예 EX1 내지 EX4, 제6 내지 제8 실험예 EX6 내지 EX8에 나타낸 바와 같이, 홈(9)의 깊이를 30㎛ 이상으로 함으로써, 모두 권취 어긋남이 1.5㎛ 이하여서, 권취 어긋남이 개선되어 있는 것을 알 수 있었다.
이와 같이, 코어의 외주면에, 깊이가 30㎛ 이상인 홈을 형성하고, 또한 홈의 개수/코어 둘레 길이를 0.0025(개/㎜)보다 크게 함으로써, 코어에 권회된 세퍼레이터(12) 중, 제1 층째 부분(12a)의 단부와, 코어로부터 10㎜ 두께까지의 부분의 단부와의 차가 1.5㎜ 이하인 세퍼레이터 권회체를 제조하는 것이 가능한 것을 알 수 있었다.
또한, 제6 실험예 EX6보다도, 코어 둘레 길이당의 홈의 개수가 많은 제4, 제7 실험예 EX4ㆍEX7 쪽이, 권취 어긋남이 적다. 또한, 제4, 제7 실험예 EX4ㆍEX7보다도, 코어 둘레 길이당의 홈의 개수가 많은 제2, 제3 실험예 EX2ㆍEX3 쪽이 권취 어긋남이 적다. 또한, 제2, 제3 실험예 EX2ㆍEX3보다도, 코어 둘레 길이당의 홈의 개수가 많은 제1, 제8 실험예 EX1ㆍEX8 쪽이 권취 어긋남이 적다.
이와 같이, 다소의 오차는 있지만, 코어 둘레 길이당의 홈의 개수를 많게 하면, 권취 어긋남 억제 효과가 높아지는 경향이 있는 것을 알 수 있었다.
특히, 제1 내지 제4 실험예 EX1 내지 4, 제7 실험예 EX7, 제8 실험예 EX8과 같이, 홈의 깊이를 30㎛ 이상, 바람직하게는 50㎛ 이상으로 하고, 또한 홈의 개수/코어 둘레 길이를 0.0025(개/㎜) 보다 크게 함으로써, 권취 어긋남 억제 효과가 높아지는 것을 알 수 있었다.
또한, 제1 내지 제4 실험예 EX1 내지 4, 제7 실험예 EX7, 제8 실험예 EX8과 같이, 홈의 깊이를 118㎛ 이상으로 하고, 또한 홈의 개수/코어 둘레 길이를 0.0031(개/㎜) 이상으로 함으로써, 권취 어긋남 억제 효과가 매우 높아지는 것을 알 수 있었다.
이와 같이, 금회의 실험에 의해, 단순히 코어의 외주면에 홈을 형성하는 것만으로는 반드시 권취 어긋남 억제 효과로 이어지지는 않는 경우가 있음을 알 수 있었다. 즉, 권취 어긋남 억제 효과를 얻기 위해서는, 코어의 외주면에, 깊이가 30㎛ 이상이고, 또한 홈의 개수/코어 둘레 길이가 0.0025(개/㎜) 보다 커지도록, 홈을 형성할 필요가 있음을 알 수 있었다.
〔정리〕
이상과 같이, 본 발명의 일 형태에 관한 권취 코어는, 외주면에 전지용 세퍼레이터를 권회하기 위한 권취 코어로서, 상기 외주면에는, 상기 전지용 세퍼레이터를 권회하는 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 1개 이상의 홈이 형성되어 있고, 상기 홈은 깊이가 30㎛ 이상이고, 상기 권취 코어의 외주의 길이를 D ㎜로 하고, 상기 외주면에 형성되어 있는 홈의 개수를 N개로 했을 때,
Figure pat00003
상기 (식 1)을 만족시키는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 전지용 세퍼레이터를 권취 코어에 권회할 때, 1층째가 되는 전지용 세퍼레이터와, 코어 사이의 공기를 충분히, 홈을 따라 배출할 수 있다. 이에 의해, 전지용 세퍼레이터의 권취 어긋남을 억제할 수 있다.
또한, 상기 홈은 깊이가 1000㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 홈에 이물이 혼입되어도 제거하기 쉽기 때문에, 용이하게 권취 코어를 리사이클할 수 있다.
또한, 상기 홈은 깊이가 50㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 전지용 세퍼레이터와, 코어 사이의 공기를, 보다 효과적으로 홈을 따라 배출할 수 있다.
또한, N/D<0.1인 것이 바람직하다. 이에 의해, 권취 코어의 강도를 유지하여, 전지용 세퍼레이터를 권회했을 때의 권취 코어의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 상기 홈은, 양단 중 적어도 일단이 상기 권취 코어의 둘레에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의하면, 전지용 세퍼레이터와 코어 사이의 공기를, 보다 효과적으로 홈을 따라 배출할 수 있다.
또한, 상기 외주면에 있어서의 상기 전지용 세퍼레이터를 권회하는 방향에 수직으로 교차하는 방향의 길이를 외주면의 폭으로 하면, 상기 홈의 길이는 상기 외주면의 폭의 절반의 길이보다 긴 것이 바람직하다. 또한, 상기 홈과, 상기 전지용 세퍼레이터를 권회하는 방향과 수직인 직선이 이루는 각도는 15도 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 권취 코어의 외주면과 전지용 세퍼레이터 사이의 공기를 효율적으로 배출할 수 있다.
또한, 본 발명의 세퍼레이터 권회체는 상기 권취 코어와, 당해 권취 코어에 권회된 전지용 세퍼레이터를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 권취 어긋남이 억제된 세퍼레이터 권회체를 얻을 수 있다.
또한, 권회된 상기 전지용 세퍼레이터 중, 제1 층째 부분의 단부와, 코어로부터 10㎜ 두께까지의 부분의 단부와의 차가 1.5㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 다시 감기가 불필요한 세퍼레이터 권회체를 얻을 수 있다.
본 발명은 상술한 각 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절하게 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1 : 리튬 이온 이차 전지
2 : 외부 기기
3 : 리튬 이온
4 : 내열층
5 : 다공질 필름
6 : 슬릿 장치
7 : 절단 장치
8, c, u, l : 코어(권취 코어)
10 : 세퍼레이터 권회체
11 : 캐소드
12 : 세퍼레이터(전지용 세퍼레이터)
12a : 제1 층째 부분
12b : 제1 층째를 제외한 부분
13 : 애노드
61 : 권출 롤러
62, 63, 68 : 롤러
70L, 70U, 70L : 권취 롤러
71 : 홀더
81 : 외측 원통부
82 : 내측 원통부
83 : 리브

Claims (9)

  1. 외주면에 전지용 세퍼레이터를 권회하기 위한 권취 코어로서,
    상기 외주면에는, 상기 전지용 세퍼레이터를 권회하는 방향과 교차하는 방향으로 연장되는 1개 이상의 홈이 형성되어 있고,
    상기 홈은 깊이가 30㎛ 이상이고,
    상기 권취 코어의 외주의 길이를 D ㎜로 하고, 상기 외주면에 형성되어 있는 홈의 개수를 N개로 했을 때,
    Figure pat00004

    상기 (식 1)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 권취 코어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 홈은 깊이가 1000㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 권취 코어.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 홈은 깊이가 50㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 권취 코어.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, N/D<0.1인 것을 특징으로 하는 권취 코어.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈은, 양단 중 적어도 일단이 상기 권취 코어의 둘레에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 권취 코어.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외주면에 있어서의 상기 전지용 세퍼레이터를 권회하는 방향에 수직으로 교차하는 방향의 길이를 외주면의 폭으로 하면,
    상기 홈의 길이는 상기 외주면의 폭의 절반의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 권취 코어.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈과, 상기 전지용 세퍼레이터를 권회하는 방향과 수직인 직선이 이루는 각도는 15도 이하인 것을 특징으로 하는 권취 코어.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 권취 코어와, 당해 권취 코어에 권회된 전지용 세퍼레이터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 권회체.
  9. 제8항에 있어서, 권회된 상기 전지용 세퍼레이터 중, 제1 층째 부분과, 코어로부터 10㎜ 두께까지의 부분과의 단부간의 차가 1.5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터 권회체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220140443A1 (en) * 2019-02-06 2022-05-05 Amtek Research International Llc Friction enhancing core surface of battery separator roll and related methods
CN113840791B (zh) * 2019-05-21 2024-04-02 康明斯滤清系统知识产权公司 将平坦的层件附接到轴流式元件的轮毂的方法
CN112225001B (zh) * 2020-12-16 2021-04-27 江苏卓高新材料科技有限公司 隔膜卷筒的使用方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013139340A (ja) 2011-12-07 2013-07-18 Toray Battery Separator Film Co Ltd 微多孔膜捲回体およびその製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5519619Y2 (ko) * 1975-10-15 1980-05-10
JPS5255935A (en) 1975-10-24 1977-05-07 Kubota Ltd Pad frame for cooling device for farming
JP3597224B2 (ja) * 1994-07-26 2004-12-02 東燃化学株式会社 ポリオレフィンフィルムの平滑化方法
US6020084A (en) * 1998-02-17 2000-02-01 Alcatel Electrochemical cell design with a hollow core
JP4319758B2 (ja) 2000-02-18 2009-08-26 大日本印刷株式会社 ボビン
JP4904777B2 (ja) * 2004-11-05 2012-03-28 東レ株式会社 フィルム巻き取り用の圧接ローラ、フィルムの巻取装置およびフィルムロール体の製造方法
JP4549835B2 (ja) 2004-12-14 2010-09-22 大日本印刷株式会社 溝付き巻取コアの保持具、および溝付き巻取コアを保持具により保持する方法
JP4946076B2 (ja) * 2006-01-27 2012-06-06 東洋紡績株式会社 溝付きボビンおよびパッケージ
JP5022152B2 (ja) * 2007-09-07 2012-09-12 日本バイリーン株式会社 ロール状巻き物及びそれに用いられる巻芯
JP2011014297A (ja) * 2009-06-30 2011-01-20 Panasonic Corp 捲回型電極群および電池
WO2013164884A1 (ja) * 2012-05-01 2013-11-07 日立ビークルエナジー株式会社 扁平捲回形二次電池およびその製造方法
JP6337773B2 (ja) * 2012-08-06 2018-06-06 住友化学株式会社 ロール部材、塗布装置、セパレータ製造装置及び二次電池製造装置
JP2014199801A (ja) * 2012-12-28 2014-10-23 株式会社半導体エネルギー研究所 非水系二次電池およびセパレータ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013139340A (ja) 2011-12-07 2013-07-18 Toray Battery Separator Film Co Ltd 微多孔膜捲回体およびその製造方法

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