KR20200088662A - Method of manufacturing electrode and electrode for secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전극 제조 방법 및 이차 전지용 전극에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 공정성을 높이는 전극 제조 방법 및 이차 전지용 전극에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode manufacturing method and an electrode for a secondary battery, and more particularly, to an electrode manufacturing method and an electrode for a secondary battery to improve processability.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차 전지에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, demand for a secondary battery as an energy source is rapidly increasing. Accordingly, many studies have been conducted on secondary batteries that can meet various needs.
이차 전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다.The secondary battery is attracting much attention as an energy source for power devices such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles, as well as mobile devices such as mobile phones, digital cameras, and laptops.
한편, 이차 전지 중 리튬 이온 전지는 양극 도전 포일과 음극 도전 포일에 각각 활물질을 일정한 두께로 코팅하고, 상기 양 도전 포일 사이에는 분리막이 개재되도록 하여 권취 또는 적층하여 형성된 전극 조립체를 원통형 또는 각형 캔, 파우치 등에 수납하고 이를 밀봉 처리하여 제조된다.On the other hand, the lithium ion battery of the secondary battery is coated with an active material on a positive electrode conductive foil and a negative electrode conductive foil, respectively, and a separator is interposed between the two conductive foils to form an electrode assembly formed by winding or laminating a cylindrical or prismatic can, It is manufactured by storing it in a pouch or the like and sealing it.
종래의 이차 전지는 전극을 제조하기 위해 전극 집전체에 해당하는 전극 시트에 스트라이프 코팅 방식으로 활물질을 코팅한 후 활물질 코팅부를 압연한다.In a conventional secondary battery, an active material is coated on an electrode sheet corresponding to an electrode current collector in a stripe coating method to manufacture an electrode, and then the active material coating is rolled.
도 1은 종래의 전극 제조 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 절단선 A-A'를 따라 자른 단면도이다.1 is a view schematically showing a conventional electrode manufacturing method. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 1.
고온에서 분리막 수축에 의해 양극 집전체와 음극이 닿아 단락을 일으킬 경우, 셀 안정성에 문제가 있다. 따라서, 분리막 수축이 일어나더라도 양극 집전체와 음극이 서로 닿지 않도록 코팅을 할 수 있다. 음극 집전체와 양극 사이에서도 마찬가지이다.When the positive electrode current collector and the negative electrode contact the cathode due to the shrinkage of the separator at high temperature to cause a short circuit, there is a problem in cell stability. Therefore, even if the membrane shrinkage occurs, the anode current collector and the cathode may be coated so that they do not contact each other. The same is true between the negative electrode current collector and the positive electrode.
도 1 및 도 2를 참고하면, 전극 집전체(20) 상에 활물질이 코팅되어 활물질층(30)을 형성하고, "A"로 표시한 부분에 해당하는 전극 집전체(20)의 일단과 활물질층(30) 사이에서 전극 집전체(20)의 노출된 부분인 무지부와 활물질층(30)의 경계에 절연 코팅액(40)을 발라서 건조할 수 있다. 이때 활물질층(30)과 절연 코팅액(40)이 중첩되는 영역(OL)이 생긴다. 따라서, 코팅액(40)이 건조되어 형성되는 절연층의 두께는 활물질층(30)보다 두꺼울 수 있다.1 and 2, an active material is coated on the electrode
점도가 높은 절연 코팅액을 사용해도 중첩 영역(OL)에서 활물질층(30)에 포함된 슬러리와 절연 코팅액(40)에 포함된 비전도 물질이 확산에 의해 섞이게 될 가능성이 있고, 절연 코팅액(40)이 코팅된 영역이 압연 공정시 프레스가 잘 되지 않아 그 영역이 탈리될 가능성이 있다.Even if an insulating coating liquid having a high viscosity is used, there is a possibility that the slurry contained in the
또한 용접 영역까지 코팅될 경우, 용접 강도가 낮거나 용접이 되지 않을 우려도 있다.In addition, when coated to the welding area, there is a fear that the welding strength is low or the welding cannot be performed.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극 집전체 경계면에 설계된 영역에만 얇게 절연 코팅액을 코팅할 수 있는 전극 제조 방법 및 전극 집전체 경계면에 설계된 영역에만 절연층이 형성된 이차 전지용 전극을 제공하기 위한 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide an electrode manufacturing method capable of coating an insulating coating solution thinly only on a region designed on the interface of an electrode current collector and an electrode for a secondary battery having an insulating layer formed only on a region designed on the interface of the electrode current collector.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above-described problems and can be variously extended within the scope of the technical idea included in the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법은 전극 집전체를 롤링하면서 전극 슬러리를 코팅하는 단계, 상기 전극 집전체 위에 상기 전극 슬러리가 코팅되는 부분과 이격되도록 가이드 부재를 부착하는 단계, 상기 전극 슬러리가 코팅되는 부분과 상기 가이드 부재 사이에 절연액을 코팅하는 단계, 및 상기 가이드 부재를 제거하는 단계를 포함한다.An electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of coating an electrode slurry while rolling the electrode current collector, attaching a guide member to be spaced apart from a portion on which the electrode slurry is coated, and the electrode slurry It comprises the step of coating the insulating liquid between the portion to be coated and the guide member, and removing the guide member.
상기 절연액을 코팅하는 단계는, 상기 전극 슬러리의 건조가 완료된 후 진행할 수 있다.The step of coating the insulating solution may proceed after drying of the electrode slurry is completed.
상기 전극 제조 방법은 상기 절연액 코팅 이후에 상기 절연액을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.The electrode manufacturing method may further include drying the insulating liquid after coating the insulating liquid.
상기 절연액을 건조하는 단계 이후에 상기 가이드 부재를 제거하는 단계를 수행할 수 있다.After the step of drying the insulating liquid, a step of removing the guide member may be performed.
상기 전극 제조 방법은 상기 가이드 부재를 제거하는 단계 이후 또는 상기 가이드 부재를 제거하는 단계와 동시에 압연하는 단계를 더 포함하고, 상기 압연하는 단계에서 상기 절연액으로 코팅된 부분의 두께는 상기 전극 슬러리가 건조되어 형성된 활물질층 두께보다 얇을 수 있다.The electrode manufacturing method further includes rolling after the step of removing the guide member or simultaneously with the step of removing the guide member, wherein the thickness of the electrode slurry coated with the insulating solution in the rolling step is It may be thinner than the thickness of the active material layer formed by drying.
상기 가이드 부재의 두께는 상기 전극 슬러리의 코팅 두께보다 얇고, 상기 압연에 의해 형성된 활물질층의 두께와 동일하거나 얇을 수 있다.The thickness of the guide member may be thinner than the coating thickness of the electrode slurry, and may be the same or thinner than the thickness of the active material layer formed by the rolling.
상기 가이드 부재를 부착하는 단계는, 상기 전극 슬러리를 코팅하면서 상기 전극 슬러리의 코팅 방향과 동일한 방향으로 진행할 수 있다.The step of attaching the guide member may proceed in the same direction as the coating direction of the electrode slurry while coating the electrode slurry.
상기 가이드 부재를 부착하는 단계는, 상기 전극 집전체의 일단부로부터 이격되어 무지부가 노출되도록 할 수 있다.The attaching of the guide member may be spaced apart from one end of the electrode current collector so that the uncoated portion is exposed.
상기 가이드 부재는 내열성 테이프일 수 있다.The guide member may be a heat resistant tape.
상기 가이드 부재를 부착하는 단계는, 상기 전극 슬러리의 건조 이후 수행될 수 있다.The step of attaching the guide member may be performed after drying the electrode slurry.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지용 전극은 전극 집전체, 상기 전극 집전체 상에 위치하는 활물질층, 및 상기 활물질층의 일측면에 접하면서 상기 전극 집전체 상에 위치하는 절연층을 포함하고, 상기 절연층의 두께는 상기 활물질층의 두께와 같거나 얇다.An electrode for a secondary battery according to another embodiment of the present invention includes an electrode current collector, an active material layer positioned on the electrode current collector, and an insulating layer positioned on the electrode current collector while being in contact with one side of the active material layer And, the thickness of the insulating layer is equal to or thinner than the thickness of the active material layer.
상기 절연층은 상기 전극 집전체의 일단으로부터 이격되어 위치할 수 있다.The insulating layer may be positioned spaced apart from one end of the electrode current collector.
상기 전극 집전체의 일단과 상기 절연층 사이의 상기 전극 집전체 부분은 무지부를 형성할 수 있다.The electrode current collector portion between one end of the electrode current collector and the insulating layer may form an uncoated portion.
상기 절연층에 의해 상기 무지부와 상기 활물질층이 이격될 수 있다.The uncoated portion and the active material layer may be separated by the insulating layer.
실시예들에 따르면, 슬러리 코팅 부분과 테이프 사이의 이격 공간에 절연액을 코팅함으로써, 전극 집전체 경계면에 설계된 영역에만 절연층을 형성하며, 이로 인해 전극 물질의 탈리를 방지하고 전지셀 제조 공정성을 높일 수 있다.According to the embodiments, by coating the insulating liquid in the separation space between the slurry coating portion and the tape, an insulating layer is formed only in a region designed on the interface of the electrode current collector, thereby preventing desorption of the electrode material and improving battery cell manufacturing processability. Can be increased.
도 1은 종래의 전극 제조 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 절단선 A-A'를 따라 자른 단면도이다.
도 3 내지 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법을 나타내는 도면들이다.1 is a view schematically showing a conventional electrode manufacturing method.
2 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 1.
3 to 8 are views showing an electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar elements throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to what is illustrated. In the drawings, thicknesses are enlarged to clearly represent various layers and regions. In the drawings, thicknesses of some layers and regions are exaggerated for convenience of description.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included instead of excluding other components unless specifically stated to the contrary.
도 3 내지 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법을 나타내는 도면들이다. 도 3, 5, 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법을 순서대로 나타내는 도면들이다. 도 4는 도 3의 절단선 B-B'를 따라 자른 단면도이며, 도 6 및 도 8 역시 도 3의 절단선 B-B'를 따라 자른 단면도들이다.3 to 8 are views showing an electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 3, 5, and 7 are views sequentially showing an electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 4 is a cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 3, and FIGS. 6 and 8 are cross-sectional views taken along line B-B' of FIG. 3.
도 3 및 도 4를 참고하면, 전극 집전체(120)를 롤러(110)를 사용하여 롤링시키면서 전극 집전체(120) 위에 전극 슬러리(130)를 코팅한다. 전극 슬러리(130)는 미세한 고체 입자를 액체 중에 섞어 유동성이 적은 상태로 만든 혼합물로, 바인더를 용매에 일정 비율 혼합해 만든 전극 슬러리를 전극 집전체(120) 위에 얇은 막으로 코팅하고 후술하는 건조 및 압착 공정을 거쳐 이차 전지용 전극을 만들 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, the
본 실시예에 따르면, 전극 집전체(120) 위에 전극 슬러리(130)가 코팅되는 부분과 이격되도록 가이드 부재(140)를 부착할 수 있다. 가이드 부재(140)는 테이프일 수 있다. 이때, 가이드 부재(140)의 두께는 전극 슬러리(130)의 코팅 두께보다 얇고, 후술하는 압연 공정에 의해 형성된 활물질층의 두께와 동일하거나 얇은 것이 바람직하다. 후술하는 도 5 및 도 6에서 전극 슬러리(130)가 코팅되는 부분과 가이드 부재(140) 사이에 절연액이 코팅될 수 있는데, 절연액은 전극 슬러리(130) 두께 및 가이드 부재(140) 두께 중 최소값으로 한정되어 형성되므로, 가이드 부재(140) 두께는 활물질층 두께와 동일하거나 이보다 얇아야 한다. 그렇지 않으면 압연 후 활물질층의 두께보다 절연액이 두껍게 형성될 수 있고, 이후 바이셀 제조나 폴딩셀 공정에서 절연액으로 형성된 코팅층 또는 코팅층과 활물질층이 중첩된 부분에서 돌출된 부분으로 인해 최종 셀 외관에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 압연 후 전극을 롤로 보관할 때, 절연액으로 형성된 코팅층 또는 코팅층과 활물질층이 중첩된 부분에서 돌출된 부분 때문에 전극 무지부 경계 부근의 전극이 꺾이는 문제가 발생할 수도 있다.According to this embodiment, the
이에 반해 가이드 부재(140)의 두께가 너무 얇으면, 절연액의 점도 때문에 절연액 두께를 얇게 조절하기 어려운 점이 있다.On the other hand, if the thickness of the
가이드 부재(140)를 부착하는 단계는, 전극 슬러리(130)를 코팅하면서 전극 슬러리(130)를 코팅하는 방향과 동일한 방향으로 진행할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 전극 슬러리(130)가 코팅되는 부분의 나머지 부분은 무지부(125)가 될 수 있고, 가이드 부재(140)는 무지부(125)에 형성된다. 이때 가이드 부재(140)는 전극 집전체(120)의 일단부로부터 이격되어 형성되어 무지부(125)가 노출되도록 한다. 이처럼 노출된 무지부(125)에 이차 전지용 전극 제조 과정에서 전극 탭(미도시)이 용접 등의 방법을 통해 부착될 수 있다.The step of attaching the
가이드 부재(140)는 탈착이 용이해야 하는데 이를 위해 포스트잇 접착제와 같이 약력의 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 가이드 부재(140)의 접착력이 높으면 이를 제거할 때 전극 집전체(120)가 찢어지거나 늘어나는 문제가 발생할 수 있다.The
본 실시예에 따른 가이드 부재(140)는 내열성을 갖는 테이프로 형성하는 것이 바람직하다. 가이드 부재(140)가 부착된 상태에서 전극 슬러리(130)의 건조 공정이 진행되면, 가이드 부재(140) 또한 고온에 방치되어 이후 전극 집전체(120)로부터 가이드 부재(140)가 잘 안 떨어질 수도 있기 때문이다.The
변형된 실시예로 가이드 부재(140)가 내열성을 갖지 않는 경우에는 전극 슬러리(130)의 건조 공정 이후에 가이드 부재(140)를 전극 집전체(120) 위에 부착하는 것이 바람직하다.In a modified embodiment, when the
본 실시예에 따른 전극 집전체(120)는 양극 집전체로서, 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만들 수 있다. 전극 집전체(120)는 본 실시예에 따른 이차 전지용 전극에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 갖는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 전극 집전체(120) 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 결합력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태를 전극 집전체(120)가 가질 수 있다.The electrode
전극 슬러리(130)는 양극 활물질을 포함하고, 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이 금속으로 치환된 화합물, 화학식 Li1+yMn2-yO4(여기서, y는 0 내지 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물, 리튬 동 산화물(Li2CuO2), LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물, 화학식 LiNi1-yMyO2(여기서, M=Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga이고, y=0.01 내지 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물, 화학식 LiMn2-yMyO2(여기서, M=Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta이고, y=0.01 내지 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8(여기서, M=Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물, 화학식의 Li 일부가 알칼리 토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4, 디설파이드 화합물, Fe2(MnO4)3 등을 들 수 있지만, 이들에만 한정되는 것은 아니다.The
전극 슬러리(130)는 상기 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 포함하는 양극 합제를 전극 집전체(120) 상에 전극 탭이 형성될 부위인 무지부를 제외한 나머지 부위에 도포한 후 건조 및 프레싱하여 제조될 수 있으며, 필요에 따라 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가할 수 있다.The
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가될 수 있다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본 블랙, 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유, 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말, 산화 아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키, 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물, 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material may be added in an amount of 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. The conductive material is not particularly limited as long as it does not cause chemical changes in the battery and has conductivity. For example, graphite such as natural graphite or artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, and furnace Carbon black such as black, lamp black, summer black, conductive fibers such as carbon fiber or metal fiber, metal powder such as carbon fluoride, aluminum, nickel powder, conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate, and conductive metal such as titanium oxide Conductive materials such as oxides and polyphenylene derivatives may be used.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가될 수 있다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈, 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머, 술폰화 에틸렐-프로필렌-디엔 테르 폴리머, 스티렌 부타디엔 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체를 들 수 있다.The binder is a component that assists in the bonding of the active material and the conductive material and the like to the current collector, and may be usually added in an amount of 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture containing the positive electrode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene , Ethylene-propylene-diene terpolymer, sulfonated ethylel-propylene-diene terpolymer, styrene butadiene rubber, fluorine rubber, and various copolymers.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 본 실시예에 따른 전극 조립체를 사용한 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체, 유리 섬유, 탄소 섬유 등의 섬유상 물질이 사용될 수 있다.The filler is optionally used as a component that inhibits the expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery using the electrode assembly according to this embodiment. For example, polyethylene, poly Oligo-based polymers such as propylene, and fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers can be used.
이상에서는 이차 전지용 전극이 양극인 경우를 기준으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 이차 전지용 전극이 음극인 경우에도 가이드 부재(140) 부착 공정 등을 진행할 수 있다.In the above, the description has been made based on the case where the electrode for the secondary battery is an anode, but the present invention is not necessarily limited thereto, and the
도 5 및 도 6을 참고하면, 전극 슬러리(130)가 코팅되는 부분과 가이드 부재(140) 사이에 절연액(150)을 코팅할 수 있다. 절연액(150)을 코팅하는 단계는, 전극 슬러리(130)의 건조가 완료된 후 진행할 수 있다. 전극 슬러리(130)가 건조되어 활물질층을 형성할 수 있다. 5 and 6, the insulating
본 실시예에 따른 전극 제조 방법은 절연액(150) 코팅 이후에 절연액(150)을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 절연액(150)은 비전도 물질이고, 후술하는 절연액(150)의 건조로 형성되는 절연층은, 이차 전지용 전극 제조 이후 전극을 포함하는 이차 전지를 고온에서 사용하는 경우에, 분리막 수축에 의해 전극 집전체와 다른 극성을 갖는 전극이 닿아 단락을 일으켜 전지셀 안정성에 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.The electrode manufacturing method according to the present embodiment may further include drying the insulating
본 실시예에 따른 절연액(150)을 전극 슬러리(130)가 코팅되는 부분과 가이드 부재(140) 사이의 이격 공간에 채우는 높이는, 가이드 부재(140)의 높이와 같거나 작은 것이 바람직하다. 뿐만 아니라, 전극 슬러리(130)의 높이보다 절연액(150)의 높이가 낮은 것이 바람직하다.The height of filling the insulating
도 7을 참고하면, 전극 집전체(120) 상에서 도 6의 가이드 부재(140)를 제거할 수 있다. 도 6의 가이드 부재(140)를 제거하기 전에 절연액(150)을 먼저 건조할 수 있다. 절연액(150)이 건조되면 후술하는 도 8의 절연층(151)을 형성하게 된다.Referring to FIG. 7, the
도 8을 참고하면, 도 6의 가이드 부재(140)를 제거하는 단계 이후에 활물질층(131)을 압연할 수 있다. 다시 말해, 전극이 도 5의 롤러(110)에서 풀려 압연을 위한 롤러(미도시)에 투입되기 전에 가이드 부재(140)가 제거될 수 있다. 또는, 압연 이후 다시 롤러에 감기기 전에 가이드 부재(140)가 제거되거나, 공정 효율을 고려하여 가이드 부재(140)는 압연 공정과 함께 제거될 수도 있다. Referring to FIG. 8, after the step of removing the
활물질층(131)은 전극 슬러리의 건조로 형성될 수 있다. 압연하는 단계에서 절연액(150)으로 코팅된 부분인 절연층(151)의 두께는 활물질층(131)의 두께보다 얇은 것이 바람직하다. 왜냐하면, 활물질층(131)의 두께보다 절연액(150)으로 코팅된 부분의 두께가 두꺼우면 압연 공정이 영향을 받아 공정성이 나빠질 수 있다. 또한, 기존에는 절연액(150)과 전극 슬러리(130)을 형성하는 물질들이 확산에 의해 혼합되는 정도를 줄이기 위해 절연액(150)의 점도를 높이는 경향이 있었으나, 본 실시예에 따르면 절연액(150)의 점도를 높이지 않고 절연액(150)을 생산할 수 있으므로, 코팅 속도, 건조 시간 등을 줄일 수 있어 공정성을 개선할 수 있다.The
압연 공정에 의해 도 7의 전극 슬러리(130)의 높이가 제1 높이(h)만큼 줄어들 수 있다. 압연 공정 조건에 의해 제1 높이(h)를 조절하거나, 압연 공정 조건을 고려하여 기설정된 절연액 코팅 높이를 통해 절연층(151)의 높이를 결정할 수도 있다.By the rolling process, the height of the
이처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법에 의하면, 전극 슬러리와 절연액이 전극 집전체에 수직한 방향으로 중첩하는 영역이 없어 전극 탈리를 방지하고 절연액으로부터 무지부를 확보하여 전지셀 제조 공정성을 높일 수 있다.According to the electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention, there is no region where the electrode slurry and the insulating liquid overlap in the direction perpendicular to the electrode current collector, thereby preventing electrode detachment and securing an uncoated region from the insulating liquid, thereby making the battery cell manufacturing processability Can increase.
이하에서는 도 8을 다시 참고하여, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지용 전극에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, an electrode for a secondary battery according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8 again.
도 8을 다시 참고하면, 본 실시예에 따른 이차 전지용 전극은 전극 집전체(120), 전극 집전체(120) 상에 위치하는 활물질층(131), 및 활물질층(131)의 일측면에 접하면서 전극 집전체(120) 상에 위치하는 절연층(151)을 포함한다. 절연층(151)은 도 7의 절연액(150)이 건조되어 형성된다. 이때, 절연층(151)의 두께는 활물질층(131)의 두께와 같거나 얇은 것이 바람직하다. 본 실시예에 따르면, 절연층(151)에 의해 무지부(125)와 활물질층(131)이 이격될 수 있다.Referring back to FIG. 8, the electrode for a secondary battery according to the present embodiment is in contact with one side of the electrode
이러한 구조를 갖는 이차 전지용 전극을 사용하여 이차 전지를 제조하게 되면 고온에서 분리막 수축이 발생하더라도 전극 집전체와, 이와 다른 극성을 갖는 전극의 접촉에 의해 단락이 발생하는 문제를 방지할 수 있다.When a secondary battery is manufactured using an electrode for a secondary battery having such a structure, even if a separator shrinkage occurs at a high temperature, a problem that a short circuit occurs due to contact between the electrode current collector and an electrode having a different polarity can be prevented.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
120: 전극 집전체
125: 무지부
130: 전극 슬러리
131: 활물질층
140: 테이프
150: 절연액
151: 절연층120: electrode current collector 125: uncoated
130: electrode slurry 131: active material layer
140: tape 150: insulating liquid
151: insulating layer
Claims (14)
상기 전극 집전체 위에 상기 전극 슬러리가 코팅되는 부분과 이격되도록 가이드 부재를 부착하는 단계,
상기 전극 슬러리가 코팅되는 부분과 상기 가이드 부재 사이에 절연액을 코팅하는 단계, 및
상기 가이드 부재를 제거하는 단계를 포함하는 전극 제조 방법.Coating the electrode slurry while rolling the electrode current collector,
Attaching a guide member on the electrode current collector to be spaced apart from a portion coated with the electrode slurry,
Coating an insulating solution between the portion where the electrode slurry is coated and the guide member, and
The electrode manufacturing method comprising the step of removing the guide member.
상기 절연액을 코팅하는 단계는, 상기 전극 슬러리의 건조가 완료된 후 진행하는 전극 제조 방법.In claim 1,
The step of coating the insulating solution, the electrode manufacturing method proceeds after the drying of the electrode slurry is completed.
상기 절연액 코팅 이후에 상기 절연액을 건조하는 단계를 더 포함하는 전극 제조 방법.In claim 2,
The electrode manufacturing method further comprising the step of drying the insulating liquid after the insulating liquid coating.
상기 절연액을 건조하는 단계 이후에 상기 가이드 부재를 제거하는 단계를 수행하는 전극 제조 방법.In claim 3,
After the step of drying the insulating liquid electrode manufacturing method for performing the step of removing the guide member.
상기 가이드 부재를 제거하는 단계 이후 또는 상기 가이드 부재를 제거하는 단계와 동시에 압연하는 단계를 더 포함하고,
상기 압연하는 단계에서 상기 절연액으로 코팅된 부분의 두께는 상기 전극 슬러리가 건조되어 형성된 활물질층 두께보다 얇은 전극 제조 방법.In claim 2,
Further comprising the step of rolling after the step of removing the guide member or simultaneously with the step of removing the guide member,
In the rolling step, the thickness of the portion coated with the insulating solution is thinner than the thickness of the active material layer formed by drying the electrode slurry.
상기 가이드 부재의 두께는 상기 전극 슬러리의 코팅 두께보다 얇고, 상기 압연에 의해 형성된 활물질층의 두께와 동일하거나 얇은 전극 제조 방법.In claim 5,
The thickness of the guide member is thinner than the coating thickness of the electrode slurry, and the same or thinner than the thickness of the active material layer formed by rolling.
상기 가이드 부재를 부착하는 단계는, 상기 전극 슬러리를 코팅하면서 상기 전극 슬러리의 코팅 방향과 동일한 방향으로 진행하는 전극 제조 방법.In claim 1,
The step of attaching the guide member, while coating the electrode slurry, the electrode manufacturing method proceeds in the same direction as the coating direction of the electrode slurry.
상기 가이드 부재를 부착하는 단계는, 상기 전극 집전체의 일단부로부터 이격되어 무지부가 노출되도록 하는 전극 제조 방법.In claim 1,
The step of attaching the guide member is spaced apart from one end of the electrode current collector, so that the uncoated portion is exposed.
상기 가이드 부재는 내열성 테이프인 전극 제조 방법.In claim 1,
The guide member is a heat-resistant tape electrode manufacturing method.
상기 가이드 부재를 부착하는 단계는, 상기 전극 슬러리의 건조 이후 수행되는 전극 제조 방법.In claim 1,
The step of attaching the guide member is an electrode manufacturing method performed after drying the electrode slurry.
상기 전극 집전체 상에 위치하는 활물질층, 및
상기 활물질층의 일측면에 접하면서 상기 전극 집전체 상에 위치하는 절연층을 포함하고,
상기 절연층의 두께는 상기 활물질층의 두께와 같거나 얇은 이차 전지용 전극.Electrode current collector,
An active material layer positioned on the electrode current collector, and
And an insulating layer positioned on the electrode current collector while being in contact with one side of the active material layer,
The thickness of the insulating layer is the same or less than the thickness of the active material layer electrode for a secondary battery.
상기 절연층은 상기 전극 집전체의 일단으로부터 이격되어 위치하는 이차 전지용 전극.In claim 11,
The insulating layer is a secondary battery electrode which is located spaced apart from one end of the electrode current collector.
상기 전극 집전체의 일단과 상기 절연층 사이의 상기 전극 집전체 부분은 무지부를 형성하는 이차 전지용 전극.In claim 12,
The electrode current collector portion between one end of the electrode current collector and the insulating layer forms an uncoated portion.
상기 절연층에 의해 상기 무지부와 상기 활물질층이 이격되는 이차 전지용 전극.In claim 13,
An electrode for a secondary battery in which the uncoated portion and the active material layer are separated by the insulating layer.
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|---|---|---|---|
| KR1020190005244A KR20200088662A (en) | 2019-01-15 | 2019-01-15 | Method of manufacturing electrode and electrode for secondary battery |
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023027364A1 (en) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Method for manufacturing electrode for secondary battery using insulating composition comprising aqueous binder substituted with non-aqueous solvent |
| EP4333089A1 (en) * | 2022-09-05 | 2024-03-06 | LG Energy Solution, Ltd. | Battery manufacturing method and system |
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2019
- 2019-01-15 KR KR1020190005244A patent/KR20200088662A/en not_active Application Discontinuation
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