KR20190000589A - 이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템 - Google Patents

이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템 Download PDF

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KR20190000589A
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Abstract

본 발명은 이차전지용 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 분리막을 이송하는 이송롤러, 및 상기 이송롤러에 내장하는 금속부재를 구비한 롤러부; 및 상기 이송롤러로부터 이격되게 형성하는 본체와, 상기 본체의 양쪽 단부 방향으로 서로 이격된 위치에 구비되고 상기 금속부재와 상기 본체 사이에 부분적으로 플라즈마를 발생시켜서 상기 분리막 표면에 패턴화된 접착층을 형성하는 복수개의 전극부재를 구비하는 플라즈마 발생부를 포함하며, 상기 복수개의 전극부재가 상기 본체에 착탈 가능하게 결합되면서, 상기 분리막의 크기에 따라 상기 본체에 결합되는 상기 전극부재의 개수가 조절된다.

Description

이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템{PLASMA GENERATING APPARATUS FOR SECONDARY BATTERY AND LAMINATION SYSTEM INCLUDE THE SAME}
본 발명은 이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템에 관한 것으로서, 특히 분리막 표면에 패턴화된 접착층을 형성하는 이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
상기한 이차전지는 전극조립체가 금속 캔에 내장되는 캔형 이차전지와, 전극조립체가 파우치에 내장되는 파우치형 이차전지로 분류되며, 상기 파우치형 이차전지는 전극조립체, 전해액, 상기 전극조립체와 상기 전해액을 수용하는 파우치를 포함한다. 그리고 상기 전극 조립체는 양극 및 음극이 분리막을 사이에 두고 배치되고, 상기 양극 및 음극의 각각에는 전극탭이 부착되며, 상기 전극탭에는 전극리드가 각각 결합된다.
한편, 상기한 이차전지는 양극, 분리막 음극으로 적층된 전극조립체의 접착성을 높이기 위해 라미네이션 공정을 진행한다.
그러나 상기한 이차전지는 라미네이션 공정에 의해 양극, 분리막 및 음극의 접착성은 증대되지만, 전해액의 함침력은 크게 떨어지는 문제점이 있었다. 특히 양극과 분리막 또는 음극과 분리막 사이에 발생한 가스가 원활하게 배출되지 못하며, 그 결과 균일한 품질의 전극조립체를 확보하는데 어려움이 있었다.
특허등록번호 제10-0958649호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는 라미네이션 공정시 양극, 분리막 및 음극의 접착력, 전해액의 함침력, 및 가스의 배출력을 높일 수 있는 이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템을 제공하는데 있다.
특히, 본 발명의 과제는 다양한 크기의 분리막에 모두 적용할 수 있는 이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명이 제1 실시예에 따른 이차전지용 플라즈마 발생장치는 분리막을 이송하는 이송롤러, 및 상기 이송롤러에 내장하는 금속부재를 구비한 롤러부; 및 상기 이송롤러로부터 이격되게 형성하는 본체와, 상기 본체의 양쪽 단부 방향으로 서로 이격된 위치에 구비되고 상기 금속부재와 상기 본체 사이에 부분적으로 플라즈마를 발생시켜서 상기 분리막 표면에 패턴화된 접착층을 형성하는 복수개의 전극부재를 구비하는 플라즈마 발생부를 포함하며, 상기 복수개의 전극부재가 상기 본체에 착탈 가능하게 결합되면서, 상기 분리막의 크기에 따라 상기 본체에 결합되는 상기 전극부재의 개수가 조절될 수 있다.
상기 본체는, 상기 이송롤러로부터 이격되는 고정편과, 상기 고정편이 고정되고 양쪽 단부 방향으로 서로 이격된 위치에 복수개의 결합홀을 형성하는 지지편을 포함하며, 상기 복수개의 전극부재는 상기 고정편에 지지되는 전극편과, 상기 전극편을 상기 결합홀에 착탈 가능하게 결합하는 결합돌기를 포함할 수 있다.
상기 복수개의 전극부재는 상기 본체 상에서 상기 분리막의 폭방향을 따라 등간격으로 구비되거나 또는 서로 다른 간격으로 구비될 수 있다.
상기 복수개의 전극부재는 길이, 폭 및 두께가 서로 동일하게 구비할 수 있다. 또는 상기 복수개의 전극부재는 길이, 폭 및 두께 중 어느 하나 이상이 서로 다르게 구비될 수 있다.
상기 플라즈마 발생부를 상기 이송롤러를 향하는 방향으로 이동시키거나 또는 반대방향으로 이동시키는 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 본체는 비금속 소재로 구비될 수 있다. 특히 상기 본체는 세라믹으로 구비될 수 있다.
상기 복수개의 전극부재는 코로나 방전전극으로 구비될 수 있다.
상기 플라즈마 발생부는, 상기 분리막의 양면에 각각 구비되면서 상기 분리막의 양면에 패턴화된 접착층을 형성할 수 있다. 또는 상기 플라즈마 발생부는, 상기 분리막의 양면에 서로 다른 접착력을 가진 패턴화된 접착층을 형성할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지용 라미네이션 시스템은 전극과 분리막이 교대로 적층되게 공급하는 복수개의 공급롤러; 상기 전극을 절단하는 제1 커터; 상기 분리막의 표면에 패턴화된 접착층을 형성하는 플라즈마 발생장치; 상기 전극과 상기 분리막을 열융착하여 기본단위체를 제조하는 라미네이터; 및 상기 기본단위체를 동일 크기로 절단하는 제2 커터를 포함하며, 상기 플라즈마 발생장치는 상기 분리막과 전극이 열융착하기 전에 상기 분리막의 표면에 부분적으로 플라즈마를 발생시켜서 패턴화된 접착층을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 이차전지용 플라즈마 발생장치에서 상기 본체는, 상기 이송롤러로부터 이격되는 고정편과, 상기 고정편이 고정되고 양쪽 단부 방향으로 길게 결합홀을 형성하는 지지편을 포함하며, 상기 복수개의 전극부재는 상기 고정편에 지지되는 전극편과, 상기 전극편을 상기 결합홀에 착탈 가능하게 결합함과 동시에 상기 결합홀 내에서 상기 본체의 양쪽 단부 방향으로 이동가능하게 하는 결합돌기를 포함할 수 있다.
상기와 같은 실시예를 통해 본 발명은 하기와 같은 효과를 가진다.
첫째: 본 발명의 이차전지용 플라즈마 발생장치는 본체와 복수개의 전극부재를 구비한 플라즈마 발생부를 포함하되, 상기 복수개의 전극부재는 상기 본체에 착탈 가능하게 결합되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 분리막의 크기에 따라 상기 본체에 결합되는 상기 전극부재의 개수를 용이하게 조절할 수 있고, 그 결과 다양한 크기의 분리막에 호환성 있게 사용할 수 있으며, 특히 분리막에 형성되는 패턴화된 접착층의 위치를 자유롭게 조절할 수 있다.
둘째: 제1 실시예로서 본 발명의 플라즈마 발생부의 본체는 고정편과 결합홀을 형성한 지지편을 포함하고, 전극부재는 전극편과 결합돌기를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 전극부재를 상기 본체에 용이하게 결합하거나 분리시킬 수 있으며, 그 결과 사용의 편의성을 높일 수 있다. 특히 상기 결합홀은 상기 결합돌기를 향하는 방향으로도 개방되게 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 결합돌기와 상기 결합홀의 결합 용이성과 편의성을 높일 수 있다.
셋째: 제2 실시예로서 본 발명의 플라즈마 발생부의 본체는 고정편과 길게 형성된 결합홀이 있는 지지편을 포함하고, 전극부재는 전극편과 결합돌기를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 전극부재는 상기 길게 형성된 결합홀에 착탈 가능하게 결합됨과 동시에 상기 결합홀 내에서 이동시킬 수 있고, 그 결과 분리막의 크기에 따라 전극부재의 위치를 보다 간편하게 조절할 수 있다. 특히 복수개의 전극부재 사이의 간격을 조절할 수 있어 분리막에 형성되는 패턴화된 접착층의 폭을 좁게 또는 넓게 조절할 수도 있다.
넷째: 본 발명의 플라즈마 발생부에서 복수개의 전극부재는 등간격으로 구비되거나 또는 서로 다른 간격으로 구비되는 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 다양한 패턴의 접착층을 구현할 수 있다.
다섯째: 본 발명의 플라즈마 발생부에서 복수개의 전극부재는 길이, 폭 및 두께가 서로 동일하게 구비되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 분리막의 표면에 동일한 크기의 패턴화된 접착층을 형성할 수 있고, 그 결과 분리막의 전체 표면은 균일한 접착층을 가질 수 있다.
여섯째: 본 발명의 플라즈마 발생부에서 복수개의 전극부재는 길이, 폭 및 두께가 서로 다르게 구비되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 분리막의 표면에 다양한 크기의 패턴화된 접착층을 형성할 수 있다.
일곱째: 본 발명의 플라즈마 발생부에서 본체는 비금속 소재인 세라믹으로 구비되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 저항 발생을 방지할 수 있고, 그 결과 금속부재와 본체 사이에 플라즈마를 안정적으로 발생시킬 수 있다.
여덟째: 본 발명의 이차전지용 플라즈마 발생장치는 플라즈마 발생부를 이송롤러를 향하는 방향 또는 반대방향으로 이동시키는 이동부를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 이송롤러와 플라즈마 발생부의 간격을 용이하게 조절할 수 있고, 그 결과 금속부재와 본체 사이에 플라즈마를 안정적으로 발생시킬 수 있다.
아홉째: 본 발명의 이차전지용 라미네이션 시스템은 패턴화된 접착층을 형성하는 플라즈마 발생장치를 포함하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 균일한 품질의 전극조립체를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본단위체를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 라미네이션 시스템을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 발생장치를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 발생부를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 발생부를 도시한 평면도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 패턴화된 접착층이 형성된 분리막을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 발생부를 도시한 사시도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[본 발명의 제1 실시예]
기본단위체 구조
본 발명의 제1 실시예에 따른 기본단위체는 전극과 분리막이 교대로 배치되어 있다. 이때 전극과 분리막은 같은 수만큼 배치될 수도 있고, 서로 다른 수만큼 배치될 수도 있다. 예를 들면, 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 기본 단위체(10)는 2개의 전극(11)(13)과 2개의 분리막(12)(14)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다. 이때 2개의 전극은 양극 및 음극일 수 있고, 상기 양극과 음극은 분리막을 통해 서로 마주볼 수 있다. 이에 따라 기본 단위체(10)는 양극, 분리막, 음극 및 분리막으로 적층된 구조를 가진다.
전극조립체 구조
본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체는 1종의 상기 기본 단위체를 반복적으로 적층하거나 또는 2종 이상의 기본 단위체를 정해진 순서에 따라 적층하여 형성할 수 있다.
예를 들면, 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(1)는 동일한 적층 구조를 가진 복수개의 기본 단위체(10)를 상하방향으로 적층하여 형성할 수 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체(1)는 양극인 제1 전극(11), 분리막(12), 음극인 제2 전극(13) 및 분리막(14)이 순차적으로 배치된 4층 구조를 가진 기본단위체(10)가 반복적으로 적층되는 구조를 가질 수 있다.
한편, 상기 기본단위체(10)는 라미네이션 시스템을 통해 제조되는데, 이때 기본단위체(10)는 라미네이션 시스템(20)에 의해 접착력, 전해액 함침력, 및 가스 배출력을 높일 수 있다.
라미네이션 시스템
본 발명의 제1 실시예에 따른 라미네이션 시스템(20)은 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 전극(11)(13)과 분리막(12)(14)이 교대로 적층되도록 공급하는 복수개의 공급롤러(100), 상기 전극(11)(13)을 절단하는 제1 커터(200), 상기 전극(11)(13)과 상기 분리막(12)(14)을 열융착하여 기본단위시트를 제조하는 라미네이터(300), 및 상기 기본단위시트를 소정 크기로 절단하여 기본단위체(10)를 제조하는 제2 커터(400)를 포함한다.
상기 복수개의 공급롤러(100)는 양극인 제1 전극(11)을 공급하는 제1 전극 공급롤러(110), 음극인 제2 전극(13)을 공급하는 제2 전극 공급롤러(130), 하나의 분리막(12)을 공급하는 제1 분리막 공급롤러(120), 및 다른 하나의 분리막(14)을 공급하는 제2 분리막 공급롤러(140)를 포함한다.
상기 제1 커터(200)는 하나의 전극(11)을 소정 크기로 절단하는 제1 커터부재(210)와, 다른 하나의 전극(13)을 소정 크기로 절단하는 제2 커터부재(220)를 포함한다.
상기 라미네이터(300)는 상기 전극(11)(13)과 상기 분리막(12)(14)을 가압한 상태로 열을 가하여 접착한다.
상기 제2 커터(400)는 상호 대응하는 전극(11)(13) 사이의 분리막(12)(14)을 절단하여 기본단위체(10)를 제조한다.
이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 라미네이션 시스템(20)은 상기 전극(11)(13)과 상기 분리막(12)(14)이 교대로 적층되는 기본단위체(10)를 제조할 수 있고, 상기 기본단위체(10)를 복수개 적층하여 전극조립체(1)를 제조할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 라미네이션 시스템(20)은 상기 기본단위체(10)의 접착력, 전해액 함침력 및 가스 배출력을 높이기 위한 플라즈마 발생장치(500)를 포함한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 발생장치
본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 발생장치(500)는 도 4 및 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 접착력, 전해액 함침력 및 가스 배출성력 높이기 위해 상기 전극(11)(13)과 상기 분리막(12)(14)을 접착하기 전에 상기 분리막(12)(14)의 표면에 패턴화된 접착층(12a)을 형성할 수 있다.
예를 들면, 상기 플라즈마 발생장치(500)는 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 분리막 공급롤러(213)와 라미네이터(230) 사이의 제1 분리막(12), 및 제2 분리막 공급롤러(214)와 라미네이터(230) 사이의 제2 분리막(14)에 각각 구비되는 것으로, 롤러부(510)와 플라즈마 발생부(520)를 포함한다.
상기 롤러부(510)는 상기 분리막(12)(14)의 일면을 지지하고, 상기 분리막(12)(14)을 이송하는 이송롤러(511), 및 상기 이송롤러(511)에 내장되는 금속부재(512)를 포함한다.
여기서, 상기 분리막은 도면부호 12 및 14로 기재하였으나 보다 명확하게 설명하기 위해 하기부터는 분리막의 도면부호를 12로 통일하여 기재한다.
상기 플라즈마 발생부(520)는 도 4 및 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 이송롤러(511)로부터 이격되게 형성되는 본체(521)와, 상기 금속부재(512)와 상기 본체(521) 사이에 부분적으로 플라즈마를 발생시켜서 상기 분리막(12) 표면에 패턴화된 접착층(12a)을 형성하는 복수개의 전극부재(522)를 포함한다.
이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 발생장치(500)는 상기 롤러부(510)에 내장된 금속부재(512)와 플라즈마 발생부(520)의 복수개의 전극부재(522)의 상호 작용에 의해 상기 본체(521)와 상기 플라즈마 발생부(520) 사이에 부분적으로 플라즈마를 발생시키며, 이에 따라 이송롤러(511)에 의해 이송되는 분리막(12)의 표면에 패턴화된 접착층(12a)을 형성할 수 있다.
여기서 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 발생부(520)는 상기 복수개의 전극부재(522)가 상기 본체(521)에 착탈 가능하게 결합되면서 상기 분리막(12)의 크기에 따라 상기 본체(521)에 결합되는 상기 전극부재(522)의 개수가 조절될 수 있으며, 이에 따라 다양한 크기를 가진 분리막(12)에 호환성 있게 사용할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 발생부(520)는 도 5 및 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 본체(521)와 상기 본체(521)에 착탈 가능하게 결합되는 복수개의 전극부재(522)를 포함한다.
상기 본체(521)는 복수개의 전극부재(522)를 고정하기 위한 것으로, 상기 이송롤러(511)로부터 이격되고 상기 이송롤러(511)의 양쪽 단부 방향으로 길게 형성되는 고정편(521a)과, 상기 고정편(521a)의 후면(도4에서 보았을 때 고정편의 우측면)에 구비되면서 상기 고정편(521a)을 고정하는 지지편(521b)을 포함한다.
상기 지지편(521b)은 상기 고정편(521a)과 동일한 길이로 형성하여 상기 고정편(521a)의 고정력을 높이며, 측면에는 복수개의 전극부재(522)를 착탈 가능하게 결합하기 위해 양쪽 단부 방향으로 서로 이격된 위치에 복수개의 결합홀(521b-1)이 형성된다. 한편, 상기 결합홀(521b-1)은 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 지지편(521b)의 측면방향으로도 개방되는 "U"자 형태를 가질 수 있으며, 이에 따라 상기 전극부재(522)를 상기 결합홀(521b-1)의 측면방향으로도 착탈할 수 있고, 그 결과 편의성을 높일 수 있다.
한편, 상기 "U"자 형태를 가진 결합홀(521b-1)의 출구측에는 상기 전극부재(522)의 이탈을 방지하기 위한 걸림돌기가 형성될 수 있으며, 이에 따라 의도치 않게 상기 전극부재(522)가 상기 결합홀(521b-1)로부터 이탈되는 사고를 미연에 방지할 수 있다.
상기 복수개의 전극부재(522)는 상기 고정편(521a)에 지지되는 전극편(522a)과, 상기 전극편(522a)을 상기 복수개의 결합홀(521b-1)에 착탈 가능하게 결합되는 결합돌기(522b)를 포함한다.
이와 같은 구성을 가진 제1 실시예에 따른 플라즈마 발생부(520)는 상기 결합돌기(522a)를 결합홀(521b-1)에 결합하면 상기 전극편(522a)을 상기 고정편(521)에 지지되면서 고정되고, 상기 결합돌기(522a)를 결합홀(521b-1)로부터 분리하면 상기 전극편(522a)을 상기 고정편(521)에서 분리시킬 수 있다. 즉, 상기 복수개의 전극부재(522)를 상기 본체(521)에 착탈 가능하게 결합할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 분리막(12)의 표면과 대응하는 본체(521)에 형성된 복수개의 결합홀(521b-1)에 결합돌기(522a)가 형성된 전극부재(522)를 결합시킴으로써 분리막(12)의 크기와 대응되는 플라즈마 발생부(520)를 구현할 수 있으며, 이에 따라 분리막(12)의 크기에 상관없이 플라즈마 발생장치를 사용할 수 있고, 호환성을 높일 수 있다.
더불어 분리막(12)의 표면과 대응하는 본체(521)에 형성된 복수개의 결합홀(521b-1) 중 일부에만 결합돌기(522a)가 형성된 전극부재(522)를 결합시킴으로써 분리막(12) 표면에 새로운 형태의 패턴을 가진 접착층(12a)을 간편하게 구현할 수도 있다.
따라서 제1 실시예에 따른 플라즈마 발생부(520)는 결합돌기(522b)와 결합홀(521b-1)을 통해 복수개의 전극부재(522)를 상기 본체(521)에 용이하게 착탈함으로써 다양한 크기를 가진 분리막(12)에 호환성 있게 사용할 수 있다.
한편, 상기 결합돌기(522b)는 결합홀(521b-1)에 용이하게 결합할 수 있다만 원통형태, 사각형태, 타원형태 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있다.
상기 고정편(521a)은 상기 지지편(521b)을 향하는 후면에 전극부재(522)가 삽입되면서 상기 전극부재(522)를 안정적으로 지지하는 지지홈(521a-1)이 형성되며, 상기 지지홈(521a-1)은 상기 고정편(521a)의 양쪽 단부 방향으로 관통되게 형성된다. 즉, 상기 전극편(522a)은 상기 고정편(521a)의 지지홈(521a-1)에 삽입되면서 지지되면서 안정적으로 고정할 수 있다.
한편, 상기 본체(521)는 비금속 소재로 구비될 수 있으며, 이에 따라 금속부재(512)와 전극부재(522) 사이에 저항 발생을 방지할 수 있고, 그 결과 금속부재(512)와 본체(521) 사이에 플라즈마가 안정적으로 발생시킬 수 있다.
한편, 상기 본체(521)는 비금속 소재 중 세라믹으로 구비될 수 있으며, 상기 세라믹은 열처리 공정을 거쳐 얻어지는 비금속무기재료로, 내열성, 고강도, 내식성을 가지며, 특히 가볍기 때문에 사용의 효율성을 높일 수 있다.
한편, 상기 복수개의 전극부재(522)의 전극편(522a)은 코로나 방전전극(corona discharge)일 수 있으며, 상기 코로나 방전전극을 통해 상기 금속부재(512)와 상기 본체(521) 사이에 플라즈마를 안정적으로 발생시킬 수 있다.
한편, 상기 복수개의 전극부재(522)은 상기 본체(521) 상에서 상기 분리막(12)의 폭방향을 따라 등간격으로 구비되거나 또는 서로 다른 간격으로 구비될 수도 있으며, 이에 따라 상기 분리막(12)과 상기 전극(11) 전체가 균일한 접착력을 가지도록 구현할 수 있고, 상기 분리막(12)과 상기 전극(11)의 일부는 접착력이 강하게 하고 나머지는 접착력을 약하게 구현할 수도 있다.
한편, 상기 복수개의 전극부재(522)은 길이, 폭 및 두께가 서로 동일하게 구비되거나 또는 길이, 폭 및 두께 중 어느 하나 이상이 서로 다르게 구비할 수 있으며, 이에 따라 분리막(12)의 표면에 다양한 패턴의 접착력을 가진 접착층(12a)를 형성할 수 있다.
한편, 상기 전극부재(522)에서 상기 전극편(522a)와 결합돌기(522b)는 분리 가능하게 형성할 수도 있으며, 이에 따라 전극편(522a) 또는 결합돌기(522b)의 훼손시 훼손된 전극편(522a) 또는 결합돌기(522b)만 교체하여 재사용할 수 있다.
예를 들면, 상기 전극편(522a)은 결합홈(522a-1)이 형성되고, 상기 결합홈(522a-1)에 상기 결합돌기(522b)의 일단을 결합하여 전극부재(522)를 제조한다. 이후, 상기 결합돌기(522b)의 일단을 결합홈(522a-1)으로부터 제거하면 상기 전극편(522a)와 결합돌기(522b)를 손쉽게 분리시킬 수 있다.
특히, 상기 전극편(522a)와 결합돌기(522b)가 분리됨에 따라 다양한 크기와 형태를 가진 전극편(522a)을 상기 결합돌기(522b)에 선택적으로 결합하여 전극부재(522)를 제조할 수 있으며, 이에 따라 분리막(12) 표면에 다양한 형태 및 면적의 패턴화된 접착층(12a)을 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 플라즈마 발생장치(500)는 상기 플라즈마 발생부(520)를 상기 이송롤러(511)를 향하는 방향으로 이동시키거나 또는 반대방향으로 이동시키는 이동부(530)를 더 포함할 수 있으며, 상기 이동부(530)는 유압 또는 공압 실린더로 형성된다.
즉, 이동부(530)는 보다 안정적으로 플라즈마가 발생되도록 플라즈마 발생부(520)를 이동시켜서 상기 플라즈마 발생부(520)와 상기 이송롤러(511) 사이의 간격을 조절한다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 플라즈마 발생장치(500)는 상기 분리막(12)의 양면에 패턴화된 접착력을 가진 접착층(12a)를 형성할 수 있으며, 이에 따라 상기 분리막(12) 양면에 접착되는 전극의 안정된 접착력과 전해액 함침성, 및 가스 배출성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 플라즈마 발생장치(500)는 상기 분리막(12)의 양면에 서로 다른 접착력을 가진 접착층을 형성할 수도 있으며, 이에 따라 상기 분리막(12) 양면에 접착되는 전극이 서로 다른 접착력을 가지도록 조절할 수 있다. 물론, 필요에 따라 동일한 접착력을 가지도록 조절할 수도 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 라미네이션 시스템(20)은 상기 플라즈마 발생장치(500)를 포함함으로써 도 7에 도시되어 있는 것과 같은 패턴화된 접착층을 분리막을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 구성 및 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[본 발명의 제2 실시예]
본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 발생장치(500')는 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 플라즈마 발생부(520)를 포함하되, 상기 플라즈마 발생부(520)는 분리막(12)의 폭 방향으로 구비되는 본체(521), 및 금속부재(512)와 본체(521) 사이에 부분적으로 플라즈마를 발생시켜서 분리막(12) 표면에 패턴화된 접착층(12a)을 형성하는 복수개의 전극부재(522)를 포함한다.
상기 본체(521)는 이송롤러(511)로부터 이격되는 고정편(521a)과, 상기 고정편(521a)이 고정되고 양쪽 단부 방향으로 길게 결합홀(521b-3)을 형성하는 지지편(521b)을 포함한다.
상기 복수개의 전극부재(522)은 상기 고정편(521a)에 지지되는 전극편(522a)과, 상기 전극편(522a)을 상기 결합홀(521b-3)에 착탈 가능하게 결합함과 동시에 상기 결합홀(521b-3) 내에서 상기 본체(521)의 양쪽 단부 방향으로 이동시키는 결합돌기(522b)를 포함한다.
이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 발생장치(500)는 결합돌기(522b)가 상기 결합홀(521b-3)에 착탈 가능하게 결합함과 동시에 상기 결합홀(521b-3) 내에서 상기 본체(521)의 양쪽 단부 방향으로 이동할 수 있으며, 이에 따라 분리막(12)의 크기에 맞게 상기 결합홀(521b-3)에 결합된 상기 복수개의 전극부재(522)를 조절할 수 있고, 그 결과 다양한 크기의 분리막(12)에 호환성 있게 사용할 수 있다.
한편, 상기 결합돌기(522b)는 타단이 상기 결합홀(521b-3)을 관통한 후 너트가 결합될 수 있으며, 이에 따라 본체(521)에 결합되는 복수개의 전극부재(522)의 고정력을 높일 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.
1: 전극조립체
10: 기본단위체
11, 13: 전극
12, 14: 분리막
20: 라미네이션 시스템
100: 공급롤러
200: 제1 커터
300: 라미네이터
400: 제2 커터
500: 플라즈마 발생장치
510: 롤러부
520: 플라즈마 발생부

Claims (13)

  1. 분리막을 이송하는 이송롤러, 및 상기 이송롤러에 내장하는 금속부재를 구비한 롤러부; 및
    상기 이송롤러로부터 이격되게 형성되는 본체와, 상기 본체의 양쪽 단부 방향으로 서로 이격된 위치에 구비되고 상기 금속부재와 상기 본체 사이에 부분적으로 플라즈마를 발생시켜서 상기 분리막 표면에 패턴화된 접착층을 형성하는 복수개의 전극부재를 구비하는 플라즈마 발생부를 포함하며,
    상기 복수개의 전극부재가 상기 본체에 착탈 가능하게 결합되면서, 상기 분리막의 크기에 따라 상기 본체에 결합되는 상기 전극부재의 개수가 조절되는 이차전지용 플라즈마 발생장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체는, 상기 이송롤러로부터 이격되는 고정편과, 상기 고정편이 고정되고 양쪽 단부 방향으로 서로 이격된 위치에 복수개의 결합홀을 형성하는 지지편을 포함하며,
    상기 복수개의 전극부재는, 상기 고정편에 지지되는 전극편과, 상기 전극편을 상기 결합홀에 착탈 가능하게 결합하는 결합돌기를 포함하는 이차전지용 플라즈마 발생장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체는, 상기 이송롤러로부터 이격되는 고정편과, 상기 고정편이 고정되고 양쪽 단부 방향으로 길게 결합홀을 형성하는 지지편을 포함하며,
    상기 복수개의 전극부재는, 상기 고정편에 지지되는 전극편과, 상기 전극편을 상기 결합홀에 착탈 가능하게 결합함과 동시에 상기 결합홀 내에서 상기 본체의 양쪽 단부 방향으로 이동가능하게 하는 결합돌기를 포함하는 이차전지용 플라즈마 발생장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 전극부재는 상기 본체 상에서 상기 분리막의 폭방향을 따라 등간격으로 구비되거나 또는 서로 다른 간격으로 구비되는 이차전지용 플라즈마 발생장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 전극부재는 길이, 폭 및 두께가 서로 동일하게 구비하는 이차전지용 플라즈마 발생장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 전극부재는 길이, 폭 및 두께 중 어느 하나 이상이 서로 다르게 구비되는 이차전지용 플라즈마 발생장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부를 상기 이송롤러를 향하는 방향으로 이동시키거나 또는 반대방향으로 이동시키는 이동부를 더 포함하는 이차전지용 플라즈마 발생장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체는 비금속 소재로 구비되는 이차전지용 플라즈마 발생장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체는 세라믹으로 구비되는 이차전지용 플라즈마 발생장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 전극부재는 코로나 방전전극으로 구비되는 이차전지용 플라즈마 발생장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부는,
    상기 분리막의 양면에 각각 구비되면서 상기 분리막의 양면에 패턴화된 접착층을 형성하는 이차전지용 플라즈마 발생장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 플라즈마 발생부는,
    상기 분리막의 양면에 서로 다른 접착력을 가진 패턴화된 접착층을 형성하는 이차전지용 플라즈마 발생장치.
  13. 전극과 분리막이 교대로 적층되게 공급하는 복수개의 공급롤러;
    상기 전극을 절단하는 제1 커터;
    청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 하나의 청구항에 의해 구비되고, 상기 분리막의 표면에 패턴화된 접착층을 형성하는 플라즈마 발생장치;
    상기 전극과 상기 분리막을 열융착하여 기본단위체를 제조하는 라미네이터; 및
    상기 기본단위체를 동일 크기로 절단하는 제2 커터를 포함하며,
    상기 플라즈마 발생장치는 상기 분리막과 전극이 열융착하기 전에 상기 분리막의 표면에 부분적으로 플라즈마를 발생시켜서 패턴화된 접착층을 형성하는 이차전지용 라미네이션 시스템.
KR1020170079777A 2017-06-23 2017-06-23 이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템 KR102054467B1 (ko)

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