KR20200042643A - 극박의 만곡 개선 및 접힘 현상을 방지할 수 있는 극박의 이송 및 가공방법 - Google Patents

극박의 만곡 개선 및 접힘 현상을 방지할 수 있는 극박의 이송 및 가공방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200042643A
KR20200042643A KR1020180123011A KR20180123011A KR20200042643A KR 20200042643 A KR20200042643 A KR 20200042643A KR 1020180123011 A KR1020180123011 A KR 1020180123011A KR 20180123011 A KR20180123011 A KR 20180123011A KR 20200042643 A KR20200042643 A KR 20200042643A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ultra
thin
roll
charging
ultrathin
Prior art date
Application number
KR1020180123011A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102533015B1 (ko
Inventor
문재원
한형석
유형균
팽기훈
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020180123011A priority Critical patent/KR102533015B1/ko
Priority to CN201980024424.2A priority patent/CN111971819B/zh
Priority to US17/047,540 priority patent/US11652199B2/en
Priority to PCT/KR2019/012839 priority patent/WO2020080710A1/ko
Priority to EP19874527.5A priority patent/EP3767708A4/en
Publication of KR20200042643A publication Critical patent/KR20200042643A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102533015B1 publication Critical patent/KR102533015B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/12—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation being performed after the application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/26—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by transverse stationary or adjustable bars or rollers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H01M4/0435—Rolling or calendering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/50—Auxiliary process performed during handling process
    • B65H2301/51—Modifying a characteristic of handled material
    • B65H2301/513—Modifying electric properties
    • B65H2301/5132—Bringing electrostatic charge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/10—Handled articles or webs
    • B65H2701/19—Specific article or web
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Registering, Tensioning, Guiding Webs, And Rollers Therefor (AREA)

Abstract

본 발명은 극박의 이송 및 가공 과정에서 극박에 발생하는 만곡 현상을 개선하고 극박의 접힘 현상을 방지하기 위한 극박의 이송 및 가공 과정에 관한 것으로, 롤의 양측 단부에 정전기 유발물질을 코팅 또는 장착하여 대전부를 형성하는 단계; 극박의 이송 및 압연과정에서 극박과 롤을 마찰시켜 극박 및 롤의 양측 단부를 양전하 또는 음전하로 대전시키는 대전 단계; 및 상기 대전 단계와 동시에 또는 그 이후에 극박의 양측 단부에 정전기력이 인가되어 극박의 만곡 현상을 완화시키는 정전기력 인가 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

극박의 만곡 개선 및 접힘 현상을 방지할 수 있는 극박의 이송 및 가공방법{Method of transferring and processing foil improving curl of foil and preventing foil folding}
본 발명은 롤투롤 공정에 의해 이자전지에 사용되는 극박의 이송 및 가공 방법에 관한 것으로, 공정 중 극박의 만곡으로 인한 접힘 현상을 방지하기 위한 방법이다.
최근 전자산업 발전의 중요한 경향은 디바이스와 와이어리스, 모바일 추세와 아날로그의 디지털로의 전환으로 요약할 수 있다. 무선 전화기(일명, 휴대폰)와 노트북 컴퓨터의 급속한 보급, 아날로그 카메라에서 디지털 카메라로의 전화 등을 대표적인 예로 들 수 있다.
이러한 경향과 더불어 디바이스의 작동 전원으로서 이차전지에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 특히 양극 활물질로서 리튬 전이금속 산화물, 리튬 복합 산화물 등을 사용하는 중량 대비 높은 출력과 용량의 리튬 이차전지가 크게 각광받고 있다.
이차전지는 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 하는 바, 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 분리막 시트로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.
한편, 전극은 이온의 교환을 통해서 전류를 발생시키는데, 전극을 이루는 양극 및 음극은 금속으로 이루어진 전극 집전체에 전극 활물질이 도포된 구조로 이루어진다.
일반적으로 음극은 구리 또는 알루미늄 등으로 이루어진 전극판에 탄소계 활물질이 도포된 구조로 이루어지고, 양극은 알루미늄 등으로 이루어진 전극판에 LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2 등으로 이루어진 활물질이 코팅된 구조로 이루어진다.
이렇게 양극 또는 음극을 제조하기 위해 한쪽 방향으로 긴 금속시트로 이루어진 전극 집전체에 전극 활물질을 포함하는 전극 합제를 도포한다.
분리막은 전지의 양극과 음극 사이에 위치하여 절연을 시키며, 전해액을 유지시켜 이온전도의 통로를 제공한다.
상기 전극 및 분리막 등의 제조를 위한 롤 프레스 공정, 슬리팅 공정, 노칭 공정, 라미네이션 공정, 또는 폴딩 공정 등은 대부분이 롤투롤 공정(Roll-to-roll processing)을 사용하고 있고, 여기서 롤투롤 공정은, 여러 개의 휘어질 수 있는 금속 호일 등이 롤러와 롤러 사이로 이동하면서 코팅, 프린팅 등의 공정을 실시할 수 있는 공정을 말한다.
즉, 예를 들면, 유연하고 얇은 시트형의 재료를 권취하고 있는 롤을 풀어 재료를 공급하고, 공급된 재료에 코팅 또는 프린팅 등을 실시한 뒤, 또 다른 롤에서 가공된 재료를 다시 되감아 회수하는 방식을 들 수 있다.
그러나 종래 기술의 경우, 집전체와 같은 극박을 이송 및 가공하는 과정에서 롤과 롤 사이의 간격 및 전극시트의 중심부와 가장자리에 가해지는 장력의 차이 등에 의해 극박이 만곡되는 현상이 발생한다.
이러한 구부러짐 현상이 심해지면 이후의 이송 공정 또는 압연 공정에서 전극 시트가 접히는 현상이 발생할 수 있으며 전극 제조 공정 중 상기와 같은 문제가 발생할 경우 전극 탭 형성 등 이후의 공정이 불가능하게 된다.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로, 등록특허 1764578호에서는 전극 시트의 접힘 현상을 방지할 수 있도록, 전극 시트를 인출하기 위해 전극 시트가 감겨 있는 전극 롤의 외면에 접촉한 상태로 전극 시트의 권출을 유도하는 터치 롤을 포함하는 전극 시트 권출 장치가 개시되어 있다. 그러나 상기 장치로는 전극 롤 및 터치 롤에서 인출된 시트가 이후 이송 또는 압연 공정을 거칠 때 여전히 만곡 현상이 발생하고, 이로 인해 여전히 시트의 접힘 현상이 발생할 가능성이 있다.
따라서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 극박의 이송 및 가공방법 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 롤투롤 공정에서 극박의 이송 및 가공 중에, 롤의 양측 단부를 정전기 유발 물질로 코팅하고, 이송 과정 중 마찰로 발생하는 정전기에 의한 인력을 가함으로써 극박의 가장 자리 부분에서 발생하는 만곡 현상을 완화하고, 만곡 현상이 심할 경우 발생할 수 있는 극박의 접힘 현상을 방지하는 것이다. 그럼으로써 이후 공정에서 전지의 불량률을 현저히 감소시키고, 전지의 안전성을 향상시킬 수 있다.
따라서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,
본 발명에 따른 극박의 이송 및 가공방법은,
롤투롤 공정에 있어서,
롤의 양측 단부에 정전기 유발물질을 코팅 또는 장착하여 대전부를 형성하는 단계;
극박의 이송 및 압연과정에서 극박과 롤을 마찰시켜 극박 및 롤의 양측 단부를 양전하 또는 음전하로 대전시키는 대전 단계; 및
상기 대전 단계와 동시에 또는 그 이후에 극박의 양측 단부에 정전기력을 인가하여 극박의 만곡 현상을 완화시키는 정전기력 인가 단계; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 극박 및 상기 롤은 서로 다른 극성의 전하로 대전되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 대전부의 폭은 롤 전체 폭의 5% 내지 25%일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 극박은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 나일론, 면, 아크릴 섬유, 폴리우레탄 등 원단이 제작 가능한 부도체를 포함하는 군에서 선택된 1종 또는 구리, 알루미늄, 니켈, 티탄, 텅스텐, 철, 은, 금 및 상기 물질을 포함하는 합금 등 극박 형태로 제작 가능한 도체를 포함하는 군에서 선택된 1종일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 극박은 이차전지에 사용되는 전극 집전체, 필름 또는 시트일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 극박이 도체인 경우, 상기 극박 대전 단계는 극박에서 상기 대전부와 접촉하는 면에 대해 부도체 필름 및 이에 도포되는 접착제를 포함하는 부도체 테이프를 부착시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부도체 필름의 두께는 50 내지 300㎛이고, 폭은 상기 대전부의 폭과 일치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 정전기 유발 물질 또는 부도체 테이프는 에보나이트, 나일론, 양모, 레이온, 견포, 아세테이트인견, 오오론면혼방, 펄프노지, 고무, 테릴런, 비닐론, 사린, 다클론, 테릴렌, 카페이트, 폴리에틸렌, 카네칼론, 셀룰로이드, 셀로판, 염화비닐, 테플론을 포함하는 군에서 선택된 1종일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 대전부에 코팅 또는 장착되는 정전기 유발물질과 극박의 소재는 서로 다른 종류일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 부도체 테이프와 상기 대전부에 코팅 또는 장착되는 정전기 유발 물질은 서로 다른 종류일 수 있다.
또한, 상기 대전부의 두께는 1 내지 20mm의 두께일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 롤에서 상기 대전부가 형성되는 부분의 직경은 대전부가 형성되지 않는 부분의 직경에 비해 코팅되는 부분의 두께만큼 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 대전 단계 이후에 상기 극박의 양측 단부에 정전기력이 인가되는 단계는, 상기 극박의 대전된 양측 단부의 일면 또는 양면에 상기 양측 단부와 반대 극성의 전하로 대전된 물체를 설치하여 만곡이 형성된 방향의 반대 방향으로 정전기력을 인가하는 단계일 수 있다.
상기 물체는 양측 단부가 대전된 롤 또는 극박에 이격된 상태로 극박에 인접하도록 설치된 별도의 대전체일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 대전체는 상기 극박의 진행 방향에 따라 1개 이상이 설치될 수 있다.
상기 대전체는 철 또는 니켈을 포함하는 강자성체 또는 준강자성체를 포함하는 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한 본 발명은 본 발명에 따른 극박의 이송 및 가공방법으로 제조된 이차전지용 전극을 둘 이상 포함하고, 상기 단위 전극 사이에 본 발명에 따른 극박의 이송 및 가공방법으로 제조된 분리막이 개재된 상태로 권취된 전극조립체가 전지 케이스에 내장된 것을 특징으로 하는 이차전지를 제공한다.
본 발명에 따른 극박의 이송 및 가공방법은 롤투롤 공정에서, 롤의 양측 단부를 대전시킴으로써, 이후 롤과 극박과의 마찰로 인하여 극박의 양측 단부를 대전시키고, 상기 극박의 양측 단부에 정전기력이 인가됨으로써 이송 과정 중에 발생할 수 있는 극박의 만곡 현상을 개선시키고, 궁극적으로 극박의 접힘 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 롤투롤 공정에서 극박의 만곡 현상이 발생하는 모습을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 극박의 제조 및 가공방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 롤 및 극박의 대전 과정을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극박의 이송 과정에서 롤 및 극박이 대전된 모습을 나타낸 수직 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 극박의 이송 과정에서 롤 및 극박이 대전된 모습을 나타낸 수직 단면도이다.
도 6은 양측 단부가 대전된 극박에 대전체를 접근시켜 정전기적 인력을 가하는 모습을 나타낸 수직 단면도이다.
도 7은 양측 단부가 대전된 극박에 대전체를 접근시켜 정전기적 척력을 가하는 모습을 나타낸 수직 단면도이다.
도 8은 본 발명의 극박의 제조 및 가공방법에 따른 일 실시예로서 전극 제조 과정을 나타낸 모식도이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시양태에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물 및 변형예가 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 「연결」되어 있다고 할 때, 이는 「직접적으로 연결되어 있는 경우」뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 「전기적으로 연결」되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
본원 명세서 전체에서 사용되는 용어 「약」, 「실질적으로」 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용 오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로서 사용되고 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 「이들의 조합(들)」의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 롤투롤 공정에서 극박의 만곡 현상이 발생하는 모습을 나타낸 모식도이다. 롤투롤 공정은, 여러 개의 휘어질 수 있는 호일 등 각종 극박이 롤과 롤 사이로 이동하면서 코팅, 프린팅 등의 공정을 실시할 수 있는 공정이다. 도 1을 참조하면, 극박을 이송하는 롤(10) 상에 극박(11)이 이송된다. 상기 이송 과정에서, 롤(10)과 롤(10) 사이의 간격 및 극박(11)의 중심부와 가장자리에 가해지는 장력의 차이 등에 의해 극박(11)의 중앙부는 롤(10)과 접촉하고 있으나, 극박(11)의 양측 단부가 롤(10)에서 이격되는 만곡 현상이 발생한다. 상기 만곡 현상이 심화될 경우 이후의 압연 공정 등에서 상기 롤(10)에서 이격된 극박(11)의 양측 단부가 접히는 현상이 발생할 수 있다.
이에 본 발명에서는 상기 문제를 해결하기 위하여 극박의 양측 단부에 정전기력을 인가하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 이차 전지를 개시한다.
도 2는 본 발명에 따른 극박의 이송 및 가공방법을 나타낸 순서도이며, 도 3은 본 발명에 따른 롤 및 극박의 대전 과정을 나타낸 모식도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 극박의 이송 및 가공방법은 롤(200)의 양측 단부에 정전기 유발물질을 코팅하여 대전부(220)를 형성하는 단계(S10); 극박(100)의 이송 및 압연과정에서 극박(100)과 롤(200)을 마찰시켜 극박(100) 및 롤(200)의 양측 단부를 양전하 또는 음전하로 대전시키는 대전 단계(S20); 및 상기 대전 단계와 동시에 또는 그 이후에 극박(100)의 양측 단부(120)에 정전기력을 인가하여 극박(100)의 만곡 현상을 완화시키는 정전기력 인가 단계(S30); 를 포함한다.
상기 대전부(220)를 형성하는 단계(S10)에서, 롤(200)의 양측 단부에 정전기 유발물질이 코팅 또는 장착된다. 일반적으로 롤투롤 공정에서 사용되는 롤은 금속과 같은 도체 소재이므로, 금속 내의 자유 전자로 인해 도체의 대전량은 어느 부분을 측정하여도 같게 되며 정전기 발생이 용이하지 않다. 따라서 롤(200)의 양측 단부에 정전기를 유발할 수 있는 물질을 코팅 또는 장착함으로써, 정전기가 발생할 수 없는 롤(200)의 양측 단부를 대전시킬 수 있다. 여기서 롤(200)의 양측 단부에 정전기 유발물질을 코팅한다는 것은 롤(200)의 양측 단부의 외주면을 정전기 유발물질로 코팅한다는 의미이다. 또한 롤의 양측 사이드 부분에 정전기 유발물질이 장착될 수 있으며, 상기 정전기 유발물질은 롤의 형상에 맞추어 원통형의 블록 형태가 바람직하다. 이 경우 원통형 블록의 정전기 유발 물질과 롤은 기계적 또는 화학적 방법으로 롤의 양측 단부에 고정되어 장착될 수 있다.
롤(200)의 양측 단부에 정전기 유발물질이 코팅 또는 장착되어 대전부(220)가 형성되면, 극박(100)의 이송 및 가공 공정을 실시하게 되며, 이 과정에서 롤(200)과 극박(100) 간에 마찰이 일어나 롤(200)의 대전부(220)에 대응하는 극박(100)의 양측 단부(120)가 대전부(220)와 반대 극성의 전하로 대전된다(S20).
일반적으로 모든 물체는 원자핵과 전자로 구성되어 있으며, 중성의 상태를 유지하기 위해서는 전자와 원자핵의 수가 같아야 한다. 그러나 두 소재가 접촉하게 되면 전자(특히 핵으로부터 가장 먼 궤도상의 전자)는 자유롭게 이동 가능한바, 한 쪽 소재는 전자를 얻어 음전하로 대전되고, 다른 한 쪽 소재는 전자를 잃어 양전하로 대전된다. 이 때 접촉 압력이 강할수록, 박리속도(접촉속도)가 빠를수록 대전량은 많아진다.
대전 현상에는 접촉 대전, 마찰 대전, 박리 대전 등이 있다.
접촉 대전은 2개의 서로 다른 물체가 접촉, 분리되었을 때 발생된다. 서로 다른 물체가 접촉하였을 경우 각각의 물체에 전하의 이동이 일어나 전기 이중층이 형성되며, 이후 전하 분리에 의해 정전기가 발생하게 된다. 또한 동종의 물체라도 부식, 평활도 등 표면의 상태에 따라 접촉 대전이 발생할 수 있다. 마찰 대전은 물체가 마찰을 일으켰을 때나 마찰에 의하여 접촉의 위치가 이동하여 전하 분리가 일어남으로써 정전기가 발생하는 현상을 말하며 박리 대전은 서로 밀착되어 있는 물체가 떨어질 때 전하 분리가 일어나 정전기가 발생하는 현상을 말한다.
즉 상기 대전부(220)는 정전기 유발물질로 코팅 또는 장착되어 있으므로 극박이 이송되면서 롤(200)의 대전부(220)와 극박(100)의 양측 단부(120)가 접촉, 마찰 및 분리를 반복하게 되므로 롤(200)의 대전부(220)와 극박(100)의 양측 단부(120)가 서로 다른 극성의 전하로 대전된다.
상기 대전부(220)의 폭은 롤(200) 전체 폭의 5 내지 25%가 바람직하다. 더욱 구체적으로 극박(100)의 폭에 따라서는 1000mm 이하의 폭을 갖는 극박(100)의 경우 롤(200) 전체 폭의 10 내지 25%의 영역이 정전기 유발물질로 코팅되거나, 또는 상기 범위에 해당하는 두께를 갖는 정전기 유발물질이 장착되는 것이 바람직하며, 1000mm를 초과하는 폭을 갖는 극박(100)의 경우 롤(200) 전체 폭을 기준으로 5 내지 10% 영역이 정전기 유발물질로 코팅 또는 장착되는 것이 바람직하다. 상기 대전부(220)의 폭이 롤(200) 전체 폭의 5% 미만인 경우 극박(100)에 정전기력이 작용하는 면적이 충분하지 않아 목적하는 효과를 달성할 수 없으며, 대전부(220)의 폭이 롤(200) 전체 폭의 25%를 초과할 경우 극박(100)에 작용하는 힘의 범위가 증가하여 의도하지 않은 부분까지 힘이 가해질 수 있으며, 만곡을 개선하고자 하는 본래의 목적을 달성할 수 없다.
또한 정전기 유발물질의 기계적 안정성 등이 비추어 상기 대전부(220)에 정전기 유발물질 코팅시 정전기 유발물질의 두께는 1mm 내지 20mm가 바람직하며, 5mm 내지 10mm가 더욱 바람직하다. 정전기 유발물질의 두께가 1mm 미만일 경우 극박(100)의 이송과정에서 대전부(220)가 쉽게 마모될 가능성이 있으며, 20mm를 초과할 경우 롤(200)의 표면에 단차가 발생하여 극박(100)에 주름이 발생할 수 있다.
상기 정전기 유발 물질은 접착 처리 또는 샌드 매트 처리를 할 수 있으며, 여기서 접착 처리란 표면의 밀착성을 향상시키는 처리이며 플라스마 처리, 코로나 방전 처리 등의 물리적 처리나 실란 커플링제, 프라이머제 등을 사용한 화학적 접착 등을 들 수 있다. 샌드 배트 처리는 표면에 분상체를 분사에 표면에 요철을 형성하여 붙이는 방법이다.
상기 정전기 유발 물질은 대전을 유도할 수 있다면 그 소재에 제한이 없으나, 에보나이트, 나일론, 양모, 레이온, 견포, 아세테이트인견, 오오론면혼방, 펄프노지, 고무, 테릴런, 비닐론, 사린, 다클론, 테릴렌, 카페이트, 폴리에틸렌, 카네칼론, 셀룰로이드, 셀로판, 염화비닐, 테프론을 포함하는 군에서 선택된 1종일 수 있다.
상기 정전기 유발 물질은 부도체로서, 상기 대전부(220)에 코팅 또는 장착되는 정전기 유발물질의 종류는 필요한 기계적 강도를 가질 경우 제한은 없으나, 극박(100)의 소재와 서로 다른 종류인 것이 바람직하며, 하기의 대전 서열에서 비교했을 때 극박(100)의 소재(또는 후술하는 부도체 테이프(130)의 소재)와 가장 반대 극성 방향의 물질이 더욱 바람직하다. 여기서 가장 반대 극성 방향을 물질이란 대전 서열에서 극박(100)을 구성하는 물질과 가장 멀리 떨어져 있는 서열의 물질을 의미한다. 또한 상기 정전기 유발물질은 공정 전체를 통틀어서 한 종류의 소재만 사용하는 것이 바람직한데, 이는 여러 종류의 정전기 유발물질을 사용할 경우 극박(100)의 소재에 따라 인가되는 정전기력의 크기가 달라질 수 있기 때문이다.
대전 서열은 소재가 접촉 또는 마찰될 때 양전하로 대전되기 쉬운 물질을 위에 두고 음전하로 대전되기 쉬운 물질을 아래로 하여 그 순서대로 열을 지은 것으로 대표적인 고분자 물질의 대전 서열은 다음과 같다.
[-]-유리-머리카락-나일론-양모-레이온-견포-비닐론인견혼방-견포-아세테이트인견-오오론면혼방-펄프노지-고무-테릴런-비닐론-사린-다클론-테릴렌-카페이트-폴리에틸렌-카네칼론-셀룰로이드-셀로판-염화비닐-실리콘-테플론-[+]
상기와 같은 물질은 모두 절연체로, 절연체 내부에서는 전자의 이동이 제한되고, 이로 인해 접지가 불가능하며 한 개의 절연체에 있어서도 일부분은 전자가 모자라고 다른 부분은 전자가 많아 대전상태가 다르게 되는 경우가 있다.
상기 대전서열에서 보는 바와 같이 유리와 고무를 마찰시키면 유리는 양전하, 고무는 음전하로 대전된다. 이와 같이 대전되는 극성은 마찰되는 상대 물질에 따라서 변하며, 대전 서열에서 위에 존재하는 물질을 대전 서열의 아래에서 존재하는 물질과 마찰시키면 서열 위에 존재하는 물질이 양전하로, 아래의 물질이 음전하로 대전된다.
상술한 바와 같이 상기 정전기 유발 물질은 상기 대전 서열에서 비교했을 때 극박(100)의 소재(또는 후술하는 도체 극박(100)에 부착되는 부도체 테이프(130)의 소재)와 가장 반대 극성 방향의 물질이 바람직한데, 이는 대전 서열 중 위치관계가 가까운 물질끼리 마찰할 경우 대전량이 비교적 적게 되는바, 극박(100)의 만곡 현상을 개선할 정도로 충분한 정전기력을 인가할 수 없게 되기 때문이다.
다음으로, 극박(100)을 대전시키는 과정에 대해 도면을 통해 더욱 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 극박의 이송 과정에서 롤 및 극박이 대전된 모습을 나타낸 수직 단면도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 극박의 이송 과정에서 롤 및 극박이 대전된 모습을 나타낸 수직 단면도이다.
본 발명에서, 극박(100)은 이차전지에 사용되는 전극 집전체, 분리막 또는 이차전지 또는 이차전지의 제조공정에서 사용될 수 있는 필름 또는 시트일 수 있다. 상기 극박(100)은 부도체이거나, 또는 도체일 수 있다. 상기 극박(100)이 부도체인 경우, 극박(100)은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 나일론, 면, 아크릴섬유, 폴리우레탄 등 원단이 제작 가능한 부도체를 포함하는 군에서 선택된 1종일 수 있으며, 상기 극박(100)이 도체인 경우 극박(100)은 구리, 알루미늄, 니켈, 티탄, 텅스텐, 철, 은, 금 및 상기 물질을 포함하는 합금 등 극박 형태로 제작 가능한 도체를 포함하는 군에서 선택된 1종일 수 있다.
도 4를 참조하면, 롤의 양측 단부(220)에 정전기 유발물질이 코팅 또는 장착된 상태이며, 극박(100)의 소재는 부도체이며, 상술한 바와 같이 대전부(220)의 정전기 유발물질과 극박(100)의 소재는 서로 다르며, 대전 서열에서 가장 반대 극성 방향의 물질이 바람직하다. 극박(100)의 양측 단부(120)는 대전부(220)의 마찰로 인하여 대전부(220)와 반대 극성의 전하로 대전된 상태이다(상기 도면에서는 대전부(220)가 음전하로 대전되고, 극박(100)의 양측 단부(120)가 양전하로 대전된 것으로 표시). 또한 대전부(220)에 코팅된 정전기 유발물질의 두께로 인하여 롤(200)의 표면에 단차가 형성될 수 있는데, 이렇게 단차가 형성될 경우 극박(100)이 이송 또는 압연되는 과정에서 극박(100)에 주름이 발생하며, 심할 경우 극박(100)이 파손될 위험이 있다. 따라서 롤(200)의 표면에 단차가 형성되지 않도록 상기 롤(200)에서 대전부(220)가 형성되는 부분의 직경(r1)은 대전부가 형성되지 않는 부분(210)의 직경(r2)에 비해 코팅되는 부분의 두께(r3)만큼 작은 것이 바람직하다. 또한 도 4에서는 롤의 양측 단부에 정전기 유발물질이 코팅되는 모습만 도시하였으나, 도 4에서 정전기 유발물질이 코팅되는 대신 롤의 양측에 대전부(220)에 해당하는 두께만큼 원통형의 정전기 유발물질이 장착될 수 있다.
도 5는 상기 극박(100)의 소재가 도체인 경우를 나타낸 그림이다. 도 5를 참조하면, 도 4와 마찬가지로 상기 롤(200)에서 대전부(220)가 형성되는 부분의 직경(r'1)은 대전부가 형성되지 않는 부분(210)의 직경(r'2)에 비해 코팅되는 부분의 두께(r'3)만큼 작다. 도 4와 마찬가지로, 도 5에서 정전기 유발물질이 코팅되는 대신 롤의 양측에 대전부(220)에 해당하는 두께만큼 원통형의 정전기 유발물질이 장착될 수 있다.
다만 극박(100)의 소재가 부도체인 경우, 롤(200)과 직접적으로 마찰을 통해 극박(100)의 양측 단부(120)가 대전될 수 있지만, 극박(100)의 소재가 도체인 경우 상술한 바와 같이 자유 전자의 존재로 인하여 정전기 발생이 용이하지 않다. 따라서 극박(100)의 소재가 도체일 경우 극박을 대전시키는 단계(S20)은 극박(100)에서 상기 대전부(220)와 접촉하는 면에 대해 부도체 테이프(130)를 부착시키는 단계를 더 포함한다.
또한 상기 부도체 테이프(130)는 부도체 필름 및 부도체 필름에 도포된 접착제로 구성되어 있으며 상기 접착제는 그 종류에 제한은 없으나, 이송 과정 중에 극박(100)에서 분리되지 않을 정도의 접착력을 구비하여야 하며, 공정이 끝난 후 부도체 테이프(130)가 극박(100)의 손상 없이 극박(100)으로부터 쉽게 분리될 수 있을 정도여야 한다. 또한 상기 접착제는 극박(100)에 영향을 주지 않도록 부도체 테이프(130)의 분리 후 금속 극박(100) 표면에 남아있지 않는 것이거나, 금속 극박(100)에서 쉽게 제거될 수 있는 것이어야 한다.
또한 부도체 필름은 대전될 수 있으면 그 종류에 제한은 없으나, 에보나이트, 나일론, 양모, 레이온, 견포, 아세테이트인견, 오오론면혼방, 펄프노지, 고무, 테릴런, 비닐론, 사린, 다클론, 테릴렌, 카페이트, 폴리에틸렌, 카네칼론, 셀룰로이드, 셀로판, 염화비닐, 테플론을 포함하는 군에서 선택된 1종이 바람직하며, 상기 대전부(220)에 코팅 또는 장착되는 정전기 유발 물질과 서로 다른 종류이며, 대전 서열에서 가장 반대 극성 방향의 물질이 바람직하다.
상기 부도체 테이프(130)의 두께는 접착, 분리의 용이성 및 이송 과정 중의 손상 방지 측면에서 필름 층의 두께가 50 내지 300㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 50 ㎛ 내지 200㎛일 수 있다. 상기 부도체 테이프(130)의 두께가 50㎛ 미만일 경우 극박(100)으로부터 부도체 테이프(130)의 분리가 어렵고, 이송 과정 중에 부도체 테이프(130)가 손상될 우려가 있으며, 상기 부도체 테이프(130)의 두께가 300㎛를 초과할 경우, 부도체 자체(130)의 두께만큼 극박(100)과 롤(200)이 이격되면서 발생한 이격 공간으로 인해 극박(100)에 주름이 발생하거나, 심할 경우 극박(100)이 손상될 수 있다. 또한 부도체 테이프에 도포되는 접착제의 두께는 5 내지 150㎛일 수 있고, 더욱 바람직하게는 5 내지 100㎛일 수 있다. 상기 접착제의 두께가 5㎛ 미만일 경우 접착 효과가 충분하지 않아 부도체 테이프(130)가 극박으로부터 분리될 수 있으며 상기 접착제의 두께가 150㎛를 초과할 경우 접착력이 지나치게 강하여 이후에 부도체 테이프(130)의 분리가 어려우며, 분리 과정에서 극박이 손상될 수 있다.
또한 상기 부도체 테이프(130)는 대전부(220)의 폭과 일치하는 것이 바람직하다. 부도체 테이프(130)의 폭이 대전부(220)의 폭보다 작은 경우, 대전부(220)가 부도체 필름(130)에 의해 가려지지 않고 일부분이 노출될 수 있으며, 상기 노출된 부분과 도체 소재 극박(100)이 접촉할 수 있어 바람직하지 않다.. 또한 부도체 테이프(130)의 폭이 지나치게 큰 경우 극박(100)으로부터 부도체 테이프(130)의 분리가 어려우며, 대전된 부도체 테이프(130)와 롤(200)의 정전기 유발물질이 코팅되지 않은 부분(210)이 접촉할 수 있으므로 바람직하지 않다. 상기와 같이 대전된 부도체 테이프(130) 또는 대전부(200)와 도체 소재인 극박(100) 또는 롤(200)의 표면이 직접적으로 접촉할 경우 도체 방향으로 정전기를 일으키는 과량의 전자가 소실되거나(부도체가 음전하로 대전된 경우) 부족한 전자가 보충되어(부도체가 양전하로 대전된 경우) 전기적 중성을 띄게 된다.
다음으로, 본 발명의 정전기력 인가 단계에 대해서 도면과 함께 자세히 서술한다.
본 발명에서 정전기력 인가 단계는 대전 단계와 동시에 또는 그 이후에 극박(100)의 양측 단부(120)에 정전기력이 인가되는 단계이다. 여기서 대전 단계와 동시에 정전기력이 인가되는 경우란, 대전부(220)와 극박(100)의 양측 단부(120)의 마찰로 인해 극박(100)의 양측 단부(120)가 대전됨과 동시에 상기 대전부(220)에 의해 극박(100)에 바로 정전기력이 인가되는 것을 말한다.
아울러, 대전 단계 이후에 극박(100)의 양측 단부(120)에 정전기력이 인가되는 경우란, 대전 단계 이후 공정에 외부에서 극박(100)에 정전기력이 인가되는 것을 말한다. 정전기의 소멸 속도는 여러 변수에 따라 결정되나, 일반적으로 전하를 띤 본체 표면 전도도의 영향을 받을 수 있으며, 특히 습도의 영향을 크게 받는다. 습도 50% 이하의 환경에서는 정전기가 수 분 정도 유지될 수 있으므로, 극박(100)이 대전된 이후 지속적으로 정전기력을 인가하는 것이 가능하다.
상기 대전 단계 이후에 극박(100)의 양측 단부(120)에 정전기력이 인가되는 단계는 상기 극박의 대전된 양측 단부의 일면 또는 양면에 상기 양측 단부와 반대 극성 또는 동일한 극성의 전하로 대전된 물체를 설치하여 만곡이 형성된 방향의 반대 방향으로 정전기력을 인가하는 단계일 수 있다. 상기 물체는 양측 단부가 대전된 롤 및 극박에 이격된 상태로 극박에 인접하도록 설치된 별도의 대전체가 될 수 있다. 상기 물체가 롤인 경우에는, 대전 단계 이후에 극박(100)과 접촉하는 롤의 양측 단부에 정전기 유발물질을 코팅 또는 장착하는 등의 방법으로 롤의 양측 단부를 대전시키는 방법을 의미하며, 이는 공정 동안 극박(100)의 양측 단부(120)를 연속적으로 대전시킬 수 있는 방법이다. (이하 도 8에서 후술)
또한 상기 정전기력을 인가하는 단계는 상기 극박(100)의 대전된 양측 단부(120)의 일면 또는 양면에 상기 양측 단부(120)와 반대 극성 또는 동일하는 극성의 전하로 대전된 별도의 대전체(300)를 이격된 상태로 설치하여 만곡이 형성된 방향의 반대 방향(여기서 만곡이 형성된 방향이란 만곡 현상으로 인해 극박(100)이 구부러지면서 극박(100)의 양측 단부(120)가 움직이는 방향을 의미한다.)으로 정전기력을 인가하는 단계일 수 있다. 상기 대전체(220)는 롤과 롤 사이에서 극박(100)이 이송되는 부분에 위치할 수 있어 롤 사이에서 발생할 수 있는 만곡 현상을 억제할 수 있다. 상기 대전체(300)를 대전시키는 방법은 제한되지 않는다.
상기 대전체(300)는 강자성체, 준강자성체로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있고 상기 강자성체 또는 준강자성체로는 철 또는 니켈이 바람직하나, 이에 국한되는 것은 아니다.
상기 대전체(300)는 극박에 대해 5mm 내지 50mm의 간격으로 이격된 상태에서 극박(100)과 평행하게 배치될 수 있으며, 극박(100)의 이송 방향에 대해 1개 이상이 설치될 수 있다. 대전체(300)와 극박(100)의 간격이 5mm 미만인 경우 대전체(300)와 극박(100)이 접촉하여 극박(100)이 손상되거나 간섭을 일으키면서 예상치 못한 문제를 일으킬 수 있으며, 50mm를 초과할 경우 극박(100)에 작용하는 힘이 감소하여 목적하는 효과를 달성하기 어렵다.
도 6은 양측 단부(120)가 대전된 극박(100)에 대전체(300)를 접근시켜 인력을 가하는 모습을 나타낸 수직 단면도이며, 도 7은 양측 단부(120)가 대전된 극박(100)에 대전체(300)를 접근시켜 척력을 가하는 모습을 나타낸 수직 단면도이다.
도 6과 도 7은 모두 극박(100)에 만곡 현상이 발생하였으며, 극박(100)의 양측 단부(120)가 양전하로 대전된 경우를 나타내고 있다.
도 6을 참조하면, 극박(100)에 인접한 대전체(300)가 양전하로 대전되었고, 대전체(300)는 극박의 양측 단부(120)에 대향하여 극박(100)의 일면에 이격된 상태로 정전기력이 인가된다. 도 3에서, 양전하로 대전된 대전체(300)는 같은 양전하로 대전된 극박(100)에 대해 척력(310)을 인가해야 하므로, 극박이 만곡될 경우 형성되는 곡면의 내측(A)에 위치하여 극박의 양측 단부(120)를 밀어낸다. 대전체(300)의 크기, 모양 또는 단면에는 특별한 제한은 존재하지 않는다.
도 7을 참조하면, 대전체(300)는 음전하로 대전되었으며 이 경우 극박(100)에는 인력(320)이 인가되어야 하므로, 대전체(300)는 극박(100)이 만곡될 경우 형성되는 곡면의 외측(B)에 위치하여 극박(100)의 양측 단부(120)를 잡아당긴다. 마찬가지로 대전체(300)의 크기, 모양 또는 단면에 특별한 제한은 존재하지 않는다.
만약 상기 극박(100)의 양측 단부(120)가 음전하로 대전된 경우 대전체(300)의 위치 또는 대전체(300)에 대전되는 전하의 극성을 반대로 조절하여야 한다.
도 8은 본 발명의 극박(100)의 이송 및 가공방법에 따른 일 실시예로서 전극 제조 과정을 나타낸 모식도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 전극은 롤투롤 공정에 의해 제조되며, 전극 집전체용 극박(100)은 극박(100)을 공급하는 피딩 롤(410)에 감겨 있고, 피딩 롤(410)에서 권출되어 이송 및 압연 단계에 공급된다. 상기 극박(100)은 금속 소재로 이루어져 있으므로, 권출과 동시에 부도체 테이프 부착 장치(600)에 의해서 양측 단부(120)에 부도체 테이프(130)가 부착된다. 상기 극박(100)은 1개 이상의 가이드 롤(420)에 의해 이송되며, 이송 과정 중에 전극 활물질 및 이를 포함한 전극 합제 도포장치(500)에 의해 전극 활물질 등을 포함하는 전극 합제가 도포되어 코팅층(510)이 형성된다. 코팅층(510)이 형성된 극박(100)은 건조되고 압연 롤(430)에 의해 압연된 후, 부도체 테이프 제거 장치(700)에 의해 부도체 테이프(130)가 제거된다. 이후 극박(100)은 와인딩 롤(440)에 의해 권취된다. 상기 부도체 테이프(130)는 부착이 시작되는 부분에 한하여 접착제가 도포되어 있지 않으므로, 상기 부분으로부터 부도체 테이프(130)를 떼어내면 금속 극박(100)으로부터 쉽게 부도체 테이프(130)를 분리할 수 있다. 위 실시 방법은 전극 압연 공정에 한정되지 않으며, 전극 제작 완료 후 진행되는 가공 공정에도 적용 가능하다.
또한 이송 과정 중의 가이드 롤(420), 압연 롤(430) 등은 그 양측 단부가 정전기 유발물질로 코팅되어 대전부(220)를 형성하며, 극박(100)의 일면 또는 양면에는 대전체(300)가 위치한다. 대전체는 양전하 또는 음전하로 대전될 수 있으며, 극박의 일면에만 위치할 수도 있고(미도시), 극박의 양면에 위치할 수도 있다(340). 또한 압연 공정 및 그 이후의 공정에도 대전체(300)가 설치될 수 있다. 이에 따라 이송 과정에서 연속적으로 극박(100)의 양측 단부(120)에 정전기력이 인가됨에 따라 극박(100)의 만곡 현상이 개선되고, 압연시 접힘 현상이 발생하지 않는다.
또한 분리막과 같은 비금속 극박(100)의 경우에는 상기 부도체 테이프 부착 장치(600) 및 부도체 테이프 제거 장치(700)가 필요하지 않고, 롤의 이송 과정 중에 롤과의 마찰로 인하여 극박의 만곡 현상이 개선될 수 있다.
본 발명은 또한 본 방법에 의해서 제조된 이차 전지를 제공한다. 구체적으로, 상기 이차 전지는 본 발명에 의해 제조된 이차전지용 전극을 둘 이상 포함하고, 상기 이차전지용 전극 사이에 본 방법에 따라 제조된 분리막이 개재된 상태로 권취된 것을 특징으로 하는 전극조립체가 전지 케이스에 내장되어 있는 구조이며, 상기 전극 조립체에 리튬염 함유 비수계 전해액이 함침되어 있는 구조이다. 상기 이차전지용 전극은 양극 및/또는 음극일 수 있다. 또한 본 발명에 따른 극박의 이송 및 가공방법은 상기 전극 조립체를 제조할 때도 적용될 수 있다.
또한 본 발명에서 상기 이차전지용 전극은 집전체 상에 전극 활물질을 포함하고 있는 전극 합제를 도포한 후 건조하여 제조될 수 있으며 상기 전극 합제에는 필요에 따라 바인더, 도전재, 충진재 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다.
본 발명에서, 집전체로는 금속 극박이 모두 사용될 수 있으며, 도전성을 갖는 유기 폴리머를 사용할 수도 있다. 양극 집전체의 경우 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
음극 집전체용 시트의 경우, 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
본 발명에서 양극 활물질은, 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM'yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로오즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 충진재는 전극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합제; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
점도 조절제, 접착 촉진제 등의 기타의 성분들이 선택적으로 또는 둘 이상의 조합으로서 더 포함될 수 있다. 점도 조절제는 전극 합제의 혼합 공정과 그것의 집전체 상의 도포 공정이 용이할 수 있도록 전극 합제의 점도를 조절하는 성분으로서, 음극 합제 전체 중량을 기준으로 30 중량%까지 첨가될 수 있다. 이러한 점도 조절제의 예로는, 카르복시 메틸셀룰로오즈, 폴리비닐리덴 플로라이드 등이 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는, 앞서 설명한 용매가 점도 조절제로서의 역할을 병행할 수 있다.
상기 접착 촉진제는 집전체에 대한 활물질의 접착력을 향상시키기 위해 첨가되는 보조성분으로서, 바인더 대비 10 중량% 이하로 첨가될 수 있으며, 예를 들어 옥살산 (oxalic acid), 아디프산(adipic acid), 포름산(formic acid), 아크릴산(acrylic acid) 유도체, 이타콘산(itaconic acid) 유도체 등을 들 수 있다.
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 극박이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 ㎛이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 ㎛이다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.
상기 리튬염 함유 비수계 전해액은 전해액과 리튬염으로 이루어져 있으며, 상기 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용된다.
상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합제 등이 사용될 수 있다.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.
또한, 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.
하나의 바람직한 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 이차 전지를 단위 셀로 포함하는 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩을 제공한다. 상기 전지 모듈 및 전지 팩은 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차 및 전력 저장용 시스템의 전원으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가지 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
[실시예 1]
전극의 제조(예시)
전극 집전체용 극박으로서서 폭 1000mm, 두께 10㎛의 구리 호일을 사용하였으며, 전극 제조 공정에 사용되는 롤의 양측 단부에 50mm 폭을 가진 원통형 에보나이트를 가공하여 장착하고, 상기 극박의 양측 단부에는 대전을 유도하기 위한 테플론으로 제작된 부도체 테이프를 부착하였다.
또한 극박의 이송 중에 이송 방향을 따라 극박에 형성된 곡면의 내측면에 양전하로 대전된 니켈 대전체를 배치하였다. 대전체는 극박으로부터 20mm 이격된 지점에 배치하였다.
극박의 이송 중에 도포되는 전극 합제로서 탄소 95 중량%(전극 활물질), Super-C(도전제) 2.5 중량% 및 SBR(바인더) 2.5 중량%를 용제인 CMC(Carboxymethyl cellulose, 수계 용매) 및 증류수의 혼합 용액에 첨가하여 혼합물 슬러리를 제조하였으며 극박에 이를 도포하고, 건조 후 압연 및 권취하여 전극을 제조하였다. 압연 이후 부도체 테이프를 제거하였다.
[실시예 2]
분리막의 제조(예시)
용매로서의 아세톤에 PVDF를 약 4 중량%로 첨가한 용액에 폴리올레핀계 다공성 분리막(CelgardTM, 3 중층 폴리올레핀계 분리막)를 통과시키는 딥-코팅법에 의해 약 0.3 ㎛ 두께의 코팅층을 형성하였다.
이 과정에서 가이드 롤의 양측 단부에 50mm 폭을 가진 원통형 에보나이트를 장착하였다. 또한 극박의 이송 중에 이송 방향을 따라 극박에 형성된 곡면의 내측면에 양전하로 대전된 니켈 대전체를 배치하였다. 대전체는 극박으로부터 20mm 이격된 지점에 배치하였다.
[비교예 1]
극박으로 구리 호일을 사용하였으며, 롤의 양측 단부에 정전기 유발물질을 장착하지 않고, 대전체를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 전극을 제조하였다.
[비교예 2]
극박으로 폴리올레핀계 다공성 분리막을 사용하였으며, 롤의 양측 단부에 정전기 유발물질을 장착하지 않고, 대전체를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 전극을 제조하였다.
[실험예]
상기와 같은 방법으로 전극 또는 분리막을 각각 100개 제조하였으며, 그 중 만곡 현상이 발생한 빈도 및 상기 만곡 현상으로 인하여 극박이 접힌 빈도수를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 1과 같다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2
만곡 빈도 100 100 100 100
롤투롤 공정 중 접힘빈도 0 0 40 40
불량율(%) 0 0 40 40
상기 표 1과 같이 본 발명에 따른 극박의 이송 및 가공방법은 극박의 만곡이 발생하여도 롤의 양측 단부에 정전기 유발물질을 코팅 또는 장착함에 따라 만곡이 개선되어 접힘 현상이 발생하지 않는바, 공정의 효율성을 향상시키고 우수한 품질의 물품을 제조할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
100: 극박
120: 양측 단부
130: 부도체 테이프
200: 롤
220: 대전부
300: 대전체
410: 피딩 롤
420: 가이드 롤
430: 압연 롤
440: 와인딩 롤
500: 전극 합제 코팅 장치
600: 부도체 필름 부착 장치
700: 부도체 필름 제거 장치

Claims (17)

  1. 롤투롤 공정에 있어서,
    롤의 양측 단부에 정전기 유발물질을 코팅 또는 장착하여 대전부를 형성하는 단계;
    극박의 이송 및 압연과정에서 극박과 롤을 마찰시켜 극박 및 롤의 양측 단부를 양전하 또는 음전하로 대전시키는 대전 단계; 및
    상기 대전 단계와 동시에 또는 그 이후에 극박의 양측 단부에 정전기력이 인가되어 극박의 만곡 현상을 완화시키는 정전기력 인가 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 극박 및 상기 롤은 서로 다른 극성의 전하로 대전되는 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 대전부의 폭은 롤 전체 폭의 5% 내지 25%인 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 극박은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 나일론, 면, 아크릴 섬유, 폴리우레탄 등 원단이 제작 가능한 부도체를 포함하는 군에서 선택된 1종 또는 구리, 알루미늄, 니켈, 티탄, 텅스텐, 철, 은, 금 및 상기 물질을 포함하는 합금 등 극박 형태로 제작 가능한 도체를 포함하는 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 극박은 이차전지에 사용되는 전극 집전체, 필름 또는 시트인 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 극박이 도체인 경우, 상기 극박 대전 단계는 극박에서 상기 대전부와 접촉하는 면에 대해 부도체 필름 및 이에 도포되는 접착제를 포함하는 부도체 테이프를 부착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 부착되는 부도체 테이프에서, 부도체 필름의 두께는 50 내지 300㎛이고, 폭은 상기 대전부의 폭과 일치하는 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 정전기 유발 물질은 에보나이트, 나일론, 양모, 레이온, 견포, 아세테이트인견, 오오론면혼방, 펄프노지, 고무, 테릴런, 비닐론, 사린, 다클론, 테릴렌, 카페이트, 폴리에틸렌, 카네칼론, 셀룰로이드, 셀로판, 염화비닐, 테플론을 포함하는 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 대전부에 코팅 또는 장착되는 정전기 유발물질과 극박의 소재는 서로 다른 종류인 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 극박에 부착되는 부도체 테이프와 상기 대전부에 코팅 또는 장착되는 정전기 유발 물질은 서로 다른 종류인 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 대전부에 정전기 유발물질 코팅시, 코팅되는 정전기 유발물질의 두께는 1 내지 20mm인 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 롤에서 상기 대전부가 형성되는 부분의 직경은 대전부가 형성되지 않는 부분의 직경에 비해 코팅되는 부분의 두께만큼 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 대전 단계 이후에 상기 극박의 양측 단부에 정전기력이 인가되는 단계는,
    상기 극박의 대전된 양측 단부의 일면 또는 양면에 상기 양측 단부와 반대 극성 또는 동일한 극성의 전하로 대전된 물체를 설치하여 만곡이 형성된 방향의 반대 방향으로 정전기력을 인가하는 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 물체는 양측 단부가 대전된 롤 또는 극박에 이격된 상태로 극박에 인접하도록 설치된 별도의 대전체인 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 대전체는 상기 극박의 진행 방향에 따라 1개 이상이 설치되는 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 대전체는 철 또는 니켈을 포함하는 강자성체 또는 준강자성체를 포함하는 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 극박의 이송 및 가공방법.
  17. 제1항 내지 16항에 따라 제조된 이차전지용 전극을 둘 이상 포함하고, 상기 단위 전극 사이에 제1항 내지 제 16항에 따라 제조된 분리막이 개재된 상태로 권취된 것을 특징으로 하는 전극 조립체가 전지 케이스에 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 이차전지.
KR1020180123011A 2018-10-16 2018-10-16 극박의 만곡 개선 및 접힘 현상을 방지할 수 있는 극박의 이송 및 가공방법 KR102533015B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180123011A KR102533015B1 (ko) 2018-10-16 2018-10-16 극박의 만곡 개선 및 접힘 현상을 방지할 수 있는 극박의 이송 및 가공방법
CN201980024424.2A CN111971819B (zh) 2018-10-16 2019-10-01 能够减少超薄箔卷曲和防止其折叠的超薄箔传送和处理方法
US17/047,540 US11652199B2 (en) 2018-10-16 2019-10-01 Ultrathin foil transferring and processing method capable of reducing curling of ultrathin foil and preventing folding thereof
PCT/KR2019/012839 WO2020080710A1 (ko) 2018-10-16 2019-10-01 극박의 만곡 개선 및 접힘 현상을 방지할 수 있는 극박의 이송 및 가공방법
EP19874527.5A EP3767708A4 (en) 2018-10-16 2019-10-01 METHOD OF TRANSFER AND PROCESSING OF ULTRA-THIN FILM WITH THE ABILITY TO REDUCE THE CURLING OF THE ULTRA-THIN FILM AND PREVENT ITS FOLDING

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180123011A KR102533015B1 (ko) 2018-10-16 2018-10-16 극박의 만곡 개선 및 접힘 현상을 방지할 수 있는 극박의 이송 및 가공방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200042643A true KR20200042643A (ko) 2020-04-24
KR102533015B1 KR102533015B1 (ko) 2023-05-16

Family

ID=70284262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180123011A KR102533015B1 (ko) 2018-10-16 2018-10-16 극박의 만곡 개선 및 접힘 현상을 방지할 수 있는 극박의 이송 및 가공방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11652199B2 (ko)
EP (1) EP3767708A4 (ko)
KR (1) KR102533015B1 (ko)
CN (1) CN111971819B (ko)
WO (1) WO2020080710A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023048419A1 (ko) * 2021-09-27 2023-03-30 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 코팅장치 및 이를 이용한 전극의 제조방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11837709B2 (en) * 2019-12-09 2023-12-05 Lg Energy Solution, Ltd. Manufacturing apparatus of electrode for secondary battery comprising heating part and manufacturing method of electrode for secondary battery comprising heating process, for heating electrode current collector before coating with electrode active material slurry
CN114243024B (zh) * 2021-11-17 2023-09-05 荣烯新材(北京)科技有限公司 一种石墨烯毛化集流体的制备方法及其制备设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080042967A (ko) * 2006-11-13 2008-05-16 주식회사 엘지화학 정전기에 의해 전극과 분리막의 밀착력을 강화시킨젤리-롤형 전극조립체의 제조방법
JP2018056573A (ja) * 2011-06-03 2018-04-05 富士シリシア化学株式会社 セパレータの製造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2546706A1 (de) 1974-09-19 1976-04-29 Teijin Ltd Verfahren und vorrichtung zum aufspulen von polymerfolie
JP2000010421A (ja) 1998-06-19 2000-01-14 Minolta Co Ltd シート搬送装置およびこれを使用した画像形成装置
JP2004047372A (ja) 2002-07-15 2004-02-12 Ngk Spark Plug Co Ltd シート片の作製および取り付け方法、ならびに電池の製造方法
KR100684786B1 (ko) 2005-06-22 2007-02-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지와 이에 사용되는 전극 조립체
WO2007011900A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-25 Cymbet Corporation Thin-film batteries with soft and hard electrolyte layers and method
KR101040704B1 (ko) 2010-10-20 2011-06-10 주식회사 테크랜드 이차전지용 스택 제작장치
CN102593430B (zh) 2012-02-29 2014-01-29 松下蓄电池(沈阳)有限公司 电池用极板及其制造方法、具有该极板的极板组和铅蓄电池
KR101572720B1 (ko) 2013-09-13 2015-11-27 주식회사 엘지화학 전극조립체의 권취장치
US9825301B2 (en) 2013-09-30 2017-11-21 Lg Chem, Ltd. Electrode with improvement of biased movement and secondary battery comprising the same
KR101764578B1 (ko) 2014-09-23 2017-08-03 주식회사 엘지화학 신규한 전극시트 권출 장치 및 이를 사용하여 생산되는 이차전지
KR102299244B1 (ko) 2015-01-14 2021-09-07 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 팩
KR102082387B1 (ko) 2015-10-27 2020-02-27 주식회사 엘지화학 정전기 유도 부재를 포함하는 전지팩
KR20170048904A (ko) * 2015-10-27 2017-05-10 한불화장품주식회사 코스투놀라이드를 유효성분으로 함유하는 미백 화장료 조성물
KR101615074B1 (ko) 2015-10-28 2016-04-25 주식회사 야스 롤투롤 장치의 유연 기판 처짐 방지 시스템
WO2017159025A1 (ja) 2016-03-15 2017-09-21 ソニー株式会社 光電変換素子および固体撮像装置
JP6751576B2 (ja) 2016-03-30 2020-09-09 日立造船株式会社 全固体二次電池の製造方法、及び塗布装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080042967A (ko) * 2006-11-13 2008-05-16 주식회사 엘지화학 정전기에 의해 전극과 분리막의 밀착력을 강화시킨젤리-롤형 전극조립체의 제조방법
JP2018056573A (ja) * 2011-06-03 2018-04-05 富士シリシア化学株式会社 セパレータの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023048419A1 (ko) * 2021-09-27 2023-03-30 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 코팅장치 및 이를 이용한 전극의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20210151738A1 (en) 2021-05-20
WO2020080710A1 (ko) 2020-04-23
CN111971819A (zh) 2020-11-20
CN111971819B (zh) 2023-07-21
US11652199B2 (en) 2023-05-16
EP3767708A4 (en) 2021-08-11
EP3767708A1 (en) 2021-01-20
KR102533015B1 (ko) 2023-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101830287B1 (ko) 압연에 따른 전극 시트의 너울 또는 주름을 방지할 수 있는 전극 압연 장치
EP3399576B1 (en) Multilayer anode having, in each layer, different amounts of binder and different active material grain size, and lithium secondary battery comprising same
EP3591749A1 (en) Multi-layer electrode and manufacturing method thereof
KR102133383B1 (ko) 리튬 이차전지용 양극 제조 방법 및 이러한 방법에 의해 제조된 리튬 이차전지용 양극
KR101749148B1 (ko) 고주파 유도 가열을 이용한 라미네이션 장치 및 이를 이용하여 생산되는 이차전지
KR102079929B1 (ko) 균일한 품질을 가지는 전극들의 제조 방법 및 이를 포함하는 전극조립체 제조 방법
KR101307384B1 (ko) 다이 코팅 방식의 분리막의 제조방법
EP3525265B1 (en) Method for manufacturing secondary battery electrode
US11652199B2 (en) Ultrathin foil transferring and processing method capable of reducing curling of ultrathin foil and preventing folding thereof
US11283101B2 (en) Method of preparing electrodes having uniform quality and electrode assembly preparation method including the same
KR20170114351A (ko) 제조 공정성이 향상된 전극조립체 제조 장치
KR20160118586A (ko) 이종 공극의 다층구조 전극 및 그 제조방법
KR20200093102A (ko) 전극의 압연 롤 세정장치 및 세정방법
KR20170045173A (ko) 희생 염을 포함하는 리튬 이차전지
CN105684199A (zh) 经含氟共聚物表面处理的锂二次电池用正极活性材料及其制造方法
KR102096821B1 (ko) 음극 활물질 입자의 경도가 상이한 활물질층들을 포함하는 이차전지용 음극의 제조 방법
EP3726637A1 (en) Stack type electrode assembly comprising electrode with insulation layer and lithium secondary battery comprising same
KR101709538B1 (ko) 비정질 탄소가 코팅된 압연 롤러를 포함하고 있는 전극시트 압연장치
KR20130049344A (ko) 분리막의 제조방법 및 이로부터 제조되는 분리막
KR20200034382A (ko) 전지 성능이 개선된 리튬 이차전지용 양극 제조 방법
KR102641842B1 (ko) 극박의 만곡 개선 및 접힘 현상을 방지할 수 있는 전극 제조방법
KR101307373B1 (ko) 분리막의 제조방법 및 이를 이용하여 생산되는 분리막
KR20190009242A (ko) 리튬이차전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬이차전지
KR20180039452A (ko) 패턴 전극접착층을 구비한 세퍼레이터를 용매없이 제조하는 방법
KR20100016705A (ko) 내구성 및 안전성이 향상된 전지

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant