KR20200094325A - 전극 조립체와 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

전극 조립체와 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20200094325A
KR20200094325A KR1020190011649A KR20190011649A KR20200094325A KR 20200094325 A KR20200094325 A KR 20200094325A KR 1020190011649 A KR1020190011649 A KR 1020190011649A KR 20190011649 A KR20190011649 A KR 20190011649A KR 20200094325 A KR20200094325 A KR 20200094325A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode unit
electrode
pressing
heating
area
Prior art date
Application number
KR1020190011649A
Other languages
English (en)
Inventor
김태현
김현태
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 KR1020190011649A priority Critical patent/KR20200094325A/ko
Publication of KR20200094325A publication Critical patent/KR20200094325A/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
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0459—Cells or batteries with folded separator between plate-like electrodes
    • 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
    • H01M10/0404—Machines for assembling 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
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

전극 조립체와 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치가 개시된다.
본 발명에 따르면 분리 필름에 전극 유닛을 배치한 후 분리 필름을 폴딩하기 전에 분리 필름과 전극 유닛을 가압 및 가열하므로, 분리 필름을 폴딩하는 과정에서 전극 유닛이 분리 필름으로부터 이탈하는 문제를 해결할 수 있다.

Description

전극 조립체와 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치{Method of manufacturing electrode assembly and secondary battery and device of manufacturing the same}
본 발명은 전극 조립체와 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
반복적인 충전 및 방전이 가능한 이차전지를 구성하는 전극 조립체는 그 구조 또는 제조 방법에 따라 여러 종류로 나뉠 수 있다. 예를 들어, 전극 조립체는 시트 형상의 전극과 분리막을 교대로 적층하여 제조되는 전극 조립체, 긴 분리 필름 상에 전극 또는 전극 유닛을 배치한 후 분리 필름을 와인딩하여 제조되는 전극 조립체, 긴 분리 필름 상에 전극 또는 전극 유닛을 배치한 후 분리 필름을 지그재그 형태로 폴딩하여 제조되는 전극 조립체(이하, '지그재그형 전극 조립체') 등으로 구별될 수 있다.
이 중 지그재그형 전극 조립체는 상대적으로 빠른 제조가 가능하다는 점에서 장점이 있으나, 종래 기술에 따르면 분리 필름 상에 전극 또는 전극 유닛을 배치하고 분리 필름을 폴딩하는 것을 반복하는 과정에서 분리 필름 상에 배치된 전극 또는 전극 유닛의 위치가 틀어지는 문제가 발생하였다. 이는 제조가 완료된 지그재그형 전극 조립체에서 전극 또는 전극 유닛의 정렬도가 떨어짐을 의미하였다. 따라서, 종래 기술에 따라 지그재그형 전극 조립체를 제조하는 경우, 전극 조립체의 품질이 떨어지는 문제점이 발생하였고, 심각한 경우 분리 필름의 바깥으로 전극 또는 전극 유닛이 돌출되어 다른 전극 또는 전극 유닛과 접촉함으로써 이차전지 내부에서 단락이 발생하는 문제점이 발생하였다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 종래에 비해 우수한 정렬도를 갖는 지그재그형 전극 조립체를 제조하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 지그재그형 전극 조립체에서 발생할 수 있는 이차전지 내부 단락 문제를 해결하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따르면, 분리 필름을 준비하는 단계; 상기 분리 필름 중 위쪽을 바라보는 면에 제1 전극 유닛을 배치하는 제1 전극 유닛 배치 단계; 상기 분리 필름 중 상기 제1 전극 유닛이 배치된 제1 전극 유닛 배치 영역(A1)을 제외한 상기 분리 필름의 다른 영역을 폴딩하는 제1 폴딩 단계; 및 상기 제1 전극 유닛 배치 단계와 상기 제1 폴딩 단계 사이에 시작되는 제1 가압 및 가열 단계를 포함하고, 상기 제1 가압 및 가열 단계는, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하고, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 또는 상기 제1 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하되, 상기 가압되는 영역 중 적어도 일부 영역을 가열하는 전극 조립체 제조 방법이 제공된다.
상기 제1 폴딩 단계 이후에 구비되고, 상기 분리 필름 중 위쪽을 바라보는 면으로서 상기 제1 전극 유닛이 배치된 위치와 대응되는 위치에 제2 전극 유닛을 배치하는 제2 전극 유닛 배치 단계; 및 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 및 상기 분리 필름 중 상기 제2 전극 유닛이 배치된 제2 전극 유닛 배치 영역(A2)을 제외한 상기 분리 필름의 다른 영역을 폴딩하는 제2 폴딩 단계; 및 상기 제2 전극 유닛 배치 단계와 상기 제2 폴딩 단계 사이에 시작되는 제2 가압 및 가열 단계; 를 더 포함하고, 상기 제2 가압 및 가열 단계는, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하고, 상기 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 또는 상기 제2 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하되, 가압되는 영역 중 적어도 일부 영역을 가열할 수 있다.
상기 제1 가압 및 가열 단계에서, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 또는 상기 제1 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면에서 가압 및 가열되는 영역은, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면에서 가압 및 가열되는 영역에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
상기 제2 가압 및 가열 단계에서, 상기 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 또는 상기 제2 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면에서 가압 및 가열되는 영역은, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면에서 가압 및 가열되는 영역에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
상기 제1 가압 및 가열 단계에서, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하는 동시에, 상기 제1 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압할 수 있다.
상기 제2 가압 및 가열 단계에서, 상기 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하는 동시에, 상기 제2 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압할 수 있다.
상기 제1 전극 유닛은 오목 영역(C)이 형성된 L자 형상을 가지고, 상기 제1 가압 및 가열 단계에서, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 위쪽을 바라보는 면 중에서 상기 제1 전극 유닛의 상기 오목 영역(C)에 대응되는 영역 중 일부를 가압 및 가열할 수 있다.
상기 제2 전극 유닛은 오목 영역(C)이 형성된 L자 형상을 가지고, 상기 제2 가압 및 가열 단계에서, 상기 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 중 위쪽을 바라보는 면 중에서 상기 제2 전극 유닛의 상기 오목 영역(C)에 대응되는 영역 중 일부를 가압 및 가열할 수 있다.
상기 분리 필름에서 위쪽을 바라보는 면 또는 아래쪽을 바라보는 면을 가압 및 가열하여 상기 제1 전극 유닛과 상기 제2 전극 유닛의 양면을 각각 상기 분리 필름에 접착하는 접착 단계; 를 포함하고, 상기 접착 단계는 상기 제2 폴딩 단계 이후에 이루어지고, 상기 제1 가압 및 가열 단계에서의 가열 온도는 상기 접착 단계에서의 가열 온도보다 낮고, 상기 제2 가압 및 가열 단계에서의 가열 온도는 상기 접착 단계에서의 가열 온도보다 낮을 수 있다.
상기 제1 전극 유닛 배치 단계, 상기 제1 가압 및 가열 단계, 상기 제1 폴딩 단계, 상기 제2 전극 유닛 배치 단계, 상기 제2 가압 및 가열 단계, 상기 제2 폴딩 단계가 순차적으로 각각 2회 이상 수행될 수 있다.
상기 제1 전극 유닛은 제1 전극이고, 상기 제2 전극 유닛은 상기 제1 전극과 다른 극성을 갖는 제2 전극일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따르면, 상기 전극 조립체 제조 방법을 포함하는 이차전지 제조 방법이 제공된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3 측면에 따르면, 분리 필름 중 위쪽을 바라보는 면에 제1 전극 유닛을 배치하는 제1 전극 유닛 배치 유닛; 상기 분리 필름 중 상기 제1 전극 유닛이 배치된 제1 전극 유닛 배치 영역(A1)을 제외한 상기 분리 필름의 다른 영역을 폴딩하는 제1 폴딩 유닛; 및 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하고, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 또는 상기 제1 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하되, 상기 가압되는 영역 중 적어도 일부 영역을 가열하는 제1 가압 및 가열 유닛; 을 포함하는 전극 조립체 제조 장치가 제공된다.
상기 분리 필름 중 위쪽을 바라보는 면으로서 상기 제1 전극 유닛이 배치된 위치와 대응되는 위치에 제2 전극 유닛을 배치하는 제2 전극 유닛 배치 유닛; 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 및 상기 분리 필름 중 상기 제2 전극 유닛이 배치된 제2 전극 유닛 배치 영역(A2)을 제외한 분리 필름의 다른 영역을 폴딩하는 제2 폴딩 유닛; 및 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하고, 상기 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 또는 상기 제2 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하되, 가압되는 영역 중 적어도 일부 영역을 가열하는 제2 가압 및 가열 유닛; 을 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4 측면에 따르면, 상기 전극 조립체 제조 장치를 포함하는 이차전지 제조 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 종래에 비해 우수한 정렬도를 갖는 지그재그형 전극 조립체를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 지그재그형 전극 조립체에서 발생할 수 있는 이차전지 내부 단락 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 전극 조립체의 구조를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전극 유닛을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법에서 제1 가압 및 가열 단계가 이루어지는 모습을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법에서 제2 가압 및 가열 단계가 이루어지는 모습을 도시한 평면도이다.
도 5는 도 3의 A-A 선을 따라 절단된 모습을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 3의 B-B 선을 따라 절단된 모습을 도시한 단면도이다.
도 7은 도 4의 C-C 선을 따라 절단된 모습을 도시한 단면도이다.
도 8은 도 4의 D-D 선을 따라 절단된 모습을 도시한 단면도이다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법을 설명하도록 한다.
전극 조립체 제조 방법
도 1은 본 발명에 따라 제조된 전극 조립체의 구조를 도시한 측면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 전극 조립체(10)는 분리 필름(12)이 지그재그 형태로 폴딩된 구조를 갖는 전극 조립체일 수 있다. 즉, 본 발명에 따라 제조된 전극 조립체(10)는 분리 필름(12)이 폴딩된 영역을 경계로 제1 전극 유닛(14) 및 제2 전극 유닛(16)이 교대로 배치된 구조를 가질 수 있다.
제1 전극 유닛(14)과 제2 전극 유닛(16)은 복수의 전극과 분리막이 교대로 배치된 구조를 가질 수 있다. 그러나, 이와 달리 제1 전극 유닛(14)과 제2 전극 유닛(16)은 단일 전극만으로 이루어진 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 제1 전극 유닛(14)은 제1 전극일 수 있고, 제2 전극 유닛(16)은 제1 전극과 다른 극성을 갖는 제2 전극일 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 전극 조립체(10)에서 분리 필름(12)은 분리 필름(12)이 폴딩되는 영역을 경계로, 제1 전극 유닛(14)이 배치된 영역인 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 및 제2 전극 유닛(16)이 배치된 영역인 제2 전극 유닛 배치 영역(A2)을 포함할 수 있다. 이때, 전극 조립체(10)는 각각 복수의 제1 전극 유닛(14)과 복수의 제2 전극 유닛(16)을 포함할 수 있기 때문에 제1 전극 유닛 배치 영역(A1)과 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 역시 각각 복수로 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 전극 유닛을 도시한 평면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 전극 조립체(10)를 구성하는 전극 유닛(14, 16)은 L자 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 전극 유닛(14, 16)에는 내측으로 만입된 오목 영역(C)이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법은, 분리 필름(12)을 준비하는 단계, 분리 필름(12) 중 위쪽을 바라보는 면에 제1 전극 유닛(14)을 배치하는 제1 전극 유닛 배치 단계, 및 분리 필름(12) 중 제1 전극 유닛(14)이 배치된 제1 전극 유닛 배치 영역(A1)을 제외한 분리 필름(12)의 다른 영역을 폴딩하는 제1 폴딩 단계를 포함할 수 있다.
이때, 제1 전극 유닛 배치 단계 이후에 제1 폴딩 단계에서 분리 필름(12)을 폴딩하는 과정에서 분리 필름(12)에 배치된 제1 전극 유닛(14)이 분리 필름(12)에 제대로 고정되지 못하고 상대적으로 이동하거나 틀어지는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제가 발생하는 경우 전극 조립체의 정렬도가 저하될 수 있고, 제1 전극 유닛(14)이 분리 필름(12)으로부터 상대적으로 이동하거나 틀어지는 정도가 심한 경우 전극 유닛들 간에 직접 접촉하는 경우도 발생할 수 있다.
그러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법은 제1 전극 유닛 배치 단계와 제1 폴딩 단계 사이에 시작되는 제1 가압 및 가열 단계를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법에서 제1 가압 및 가열 단계가 이루어지는 모습을 도시한 평면도이다.
본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법에 따른 제1 가압 및 가열 단계에서는, 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하면서, 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 또는 제1 전극 유닛(14) 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하되, 상기 가압되는 영역 중 적어도 일부 영역을 가열할 수 있다. 이때, 제1 가압 및 가열 단계에서는 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하는 동시에, 제1 전극 유닛(14) 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 함께 가압할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 제1 전극 유닛(14)은 오목 영역(C)이 형성된 L자 형상을 가질 수 있는데, 제1 가압 및 가열 단계에서, 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 위쪽을 바라보는 면 중에서 제1 전극 유닛(14)의 오목 영역(C)에 대응되는 영역 중 일부를 가압 및 가열할 수 있다. 도 3에는 제1 가압 및 가열 단계에서 4개의 제1 가압 및 가열 유닛(100a)이 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 위쪽을 바라보는 면 중에서 제1 전극 유닛(14)의 오목 영역(C)에 대응되는 영역 한 군데와, 제1 전극 유닛(14) 중 위쪽을 바라보는 면 중 세 군데 영역을 각각 가압 및 가열하는 모습이 도시되어 있다.
도 5는 도 3의 A-A 선을 따라 절단된 모습을 도시한 단면도이고, 도 6은 도 3의 B-B 선을 따라 절단된 모습을 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 가압 및 가열 단계에서, 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 또는 제1 전극 유닛(14) 중 위쪽을 바라보는 면에서 가압 및 가열되는 영역은, 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면에서 가압 및 가열되는 영역에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 가압 및 가열 단계에서 제1 가압 및 가열 유닛(100a)이 분리 필름(12)과 제1 전극 유닛(14)을 보다 효과적으로 파지할 수 있다.
본 발명에 따르면 제1 가압 및 가열 단계에 의해, 분리 필름(12)의 제1 전극 유닛 배치 영역(A1)과 제1 전극 유닛(14)에 가열, 가압이 이루어지게 되므로 이후 제1 폴딩 단계가 이루어지는 과정에서 제1 전극 유닛(14)이 분리 필름(12)으로부터 이동하거나 틀어지는 문제를 해소할 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면 제1 가압 및 가열 단계에서, 분리 필름(12)의 제1 전극 유닛 배치 영역(A1)과 제1 전극 유닛(14)의 일부 영역에 가압과 합께 가열이 이루어지게 되므로, 열에 의해 제1 전극 유닛 배치 영역(A1)과 제1 전극 유닛(14)이 일시적으로 접합될 수 있다. 따라서, 제1 폴딩 단계에서 제1 전극 유닛(14)이 분리 필름(12)으로부터 이동하거나 틀어지는 문제를 보다 확실하게 해소할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 제1 가압 및 가열 단계는 제1 전극 유닛 배치 단계와 제1 폴딩 단계 사이에 시작될 수 있다. 이는 제1 가압 및 가열 단계가 제1 폴딩 단계가 시작되는 시점 이전에 시작되는 것을 의미할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 제1 가압 및 가열 단계에서 가압 및 가열에 의해 제1 전극 유닛 배치 영역(A1)과 제1 전극 유닛(14)이 일시적으로 접합될 수 있다. 따라서, 제1 가압 및 가열 단계는 제1 폴딩 단계가 시작되기 전에 종료되더라도, 제1 폴딩 단계에서 제1 전극 유닛(14)이 분리 필름(12)으로부터 이동하거나 틀어지는 문제를 충분히 방지할 수 있다.
반면, 제1 폴딩 단계에서 제1 전극 유닛(14)이 분리 필름(12)으로부터 이동하거나 틀어지는 문제를 보다 확실하게 해소하기 위해 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법에서 제1 가압 및 가열 단계는 제1 폴딩 단계와 시간적으로 일부 중첩될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법은, 제1 폴딩 단계 이후에 이루어지고, 분리 필름(12) 중 위쪽을 바라보는 면으로서 제1 전극 유닛(14)이 배치된 위치와 대응되는 위치에 제2 전극 유닛(16)을 배치하는 제2 전극 유닛 배치 단계, 및 제1 전극 유닛 배치 영역(A1)과 분리 필름(12) 중 제2 전극 유닛(16)이 배치된 제2 전극 유닛 배치 영역(A2)을 제외한 분리 필름(12)의 다른 영역을 폴딩하는 제2 폴딩 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 제1 전극 유닛 배치 단계의 경우와 유사하게 제2 전극 유닛 배치 단계 이후에도 제2 폴딩 단계에서 분리 필름(12)을 폴딩하는 단계에서 분리 필름(12)에 배치된 제2 전극 유닛(16)이 분리 필름(12)에 제대로 고정되지 못하고 상대적으로 이동하거나 틀어지는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제가 발생하는 경우 전극 조립체의 정렬도가 저하될 수 있고, 제2 전극 유닛(16)이 분리 필름(12)으로부터 상대적으로 이동하거나 틀어지는 정도가 심한 경우 전극 유닛들 간에 직접 접촉하는 경우도 발생할 수 있다.
그러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법은 제2 전극 유닛 배치 단계와 제2 폴딩 단계 사이에 진행되는 제2 가압 및 가열 단계를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법에서 제2 가압 및 가열 단계가 이루어지는 모습을 도시한 평면도이다.
제2 가압 및 가열 단계에서는, 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하면서, 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 또는 제2 전극 유닛(16) 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하되, 상기 가압되는 영역 중 적어도 일부 영역을 가열할 수 있다. 이때, 제2 가압 및 가열 단계에서는 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하는 동시에, 제2 전극 유닛(16) 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 함께 가압할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 제2 전극 유닛(16)은 오목 영역(C)이 형성된 L자 형상을 가질 수 있는데, 제2 가압 및 가열 단계에서, 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 중 위쪽을 바라보는 면 중에서 제2 전극 유닛(16)의 오목 영역(C)에 대응되는 영역 중 일부를 가압할 수 있다. 도 4에는 제2 가압 및 가열 단계에서 4개의 제2 가압 및 가열 유닛(100b)이 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 중 위쪽을 바라보는 면 중에서 제2 전극 유닛(16)의 오목 영역(C)에 대응되는 영역 한 군데와, 제2 전극 유닛(16) 중 위쪽을 바라보는 면 중 세 군데 영역을 각각 가압 및 가열하는 모습이 도시되어 있다.
도 7은 도 4의 C-C 선을 따라 절단된 모습을 도시한 단면도이고, 도 8은 도 4의 D-D 선을 따라 절단된 모습을 도시한 단면도이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 가압 및 가열 단계에서, 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 또는 제2 전극 유닛(16) 중 위쪽을 바라보는 면에서 가압 및 가열되는 영역은, 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면에서 가압 및 가열되는 영역에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 이 경우, 제2 가압 및 가열 단계에서 제2 가압 및 가열 유닛(100b)이 분리 필름(12)과 제2 전극 유닛(16)을 보다 효과적으로 파지할 수 있다.
본 발명에 따르면 제2 가압 및 가열 단계에 의해, 분리 필름(12)의 제2 전극 유닛 배치 영역(A2)과 제2 전극 유닛(16)에 가압이 이루어지게 되므로 이후 제2 폴딩 단계가 이루어지는 과정에서 제2 전극 유닛(16)이 분리 필름(12)으로부터 이동하거나 틀어지는 문제를 해소할 수 있다. 특히, 본 발명에 따르면 제2 가압 및 가열 단계에서, 분리 필름(12)의 제2 전극 유닛 배치 영역(A2)과 제2 전극 유닛(16)의 일부 영역에 가압과 합께 가열이 이루어지게 되므로, 열에 의해 제2 전극 유닛 배치 영역(A2)과 제2 전극 유닛(16)이 일시적으로 접합될 수 있다. 따라서, 제2 폴딩 단계에서 제2 전극 유닛(16)이 분리 필름(12)으로부터 이동하거나 틀어지는 문제를 보다 확실하게 해소할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 제2 가압 및 가열 단계는 제2 전극 유닛 배치 단계와 제2 폴딩 단계 사이에 시작될 수 있다. 이는 제2 가압 및 가열 단계가 제2 폴딩 단계가 시작되는 시점 이전에 시작되는 것을 의미할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 제2 가압 및 가열 단계에서 가압 및 가열에 의해 제2 전극 유닛 배치 영역(A2)과 제2 전극 유닛(16)이 일시적으로 접합될 수 있다. 따라서, 제2 가압 및 가열 단계는 제2 폴딩 단계가 시작되기 전에 종료되더라도, 제2 폴딩 단계에서 제2 전극 유닛(16)이 분리 필름(12)으로부터 이동하거나 틀어지는 문제를 충분히 방지할 수 있다.
반면, 제2 폴딩 단계에서 제2 전극 유닛(16)이 분리 필름(12)으로부터 이동하거나 틀어지는 문제를 보다 확실하게 해소하기 위해 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법에서 제2 가압 및 가열 단계는 제2 폴딩 단계와 시간적으로 일부 중첩될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법은, 분리 필름(12)에서 위쪽을 바라보는 면 또는 아래쪽을 바라보는 면을 가압 및 가열하여 제1 전극 유닛(14)과 제2 전극 유닛(16)의 양면을 각각 분리 필름(12)에 접착하는 접착 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 접착 단계는 제2 폴딩 단계 이후에 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법의 접착 단계는 제1 전극 유닛(14)과 제2 전극 유닛(16)의 양면을 각각 분리 필름(12)에 항구적으로 접착하기 위한 단계로서, 제1 전극 유닛(14)과 제2 전극 유닛(16)을 분리 필름(12)에 일시적으로 접착하기 위한 제1 가압 및 가열 단계 및 제2 가압 및 가열 단계와는 구별될 수 있다.
따라서, 제1 가압 및 가열 단계에서의 가열 온도는 접착 단계에서의 가열 온도보다 낮을 수 있고, 제2 가압 및 가열 단계에서의 가열 온도는 접착 단계에서의 가열 온도보다 낮을 수 있다. 제1 가압 및 가열 단계에서의 가열 온도 및 압력과 제2 가압 및 가열 단계에서의 가열 온도 및 압력은 서로 동일할 수 있다.
한편, 제1 가압 및 가열 단계에서의 가열 온도와 제2 가압 및 가열 단계에서의 가열 온도는 섭씨 60도 이상 및 섭씨 120도 이하의 값을 가질 수 있다. 가열 온도가 섭씨 60도 미만인 경우에는 분리 필름(12)과 전극 유닛(14, 16) 간의 접착이 제대로 이루어지지 않아 제1 폴딩 단계 또는 제2 폴딩 단계에서 전극 유닛(14, 16)이 분리 필름(12)으로부터 이동하거나 틀어지는 문제가 발생할 수 있다. 반대로, 가열 온도가 섭씨 120도를 초과하는 경우에는 분리 필름(12)의 수축 또는 변형이 발생할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 전극 조립체(10)에서 제1 전극 유닛(14)과 제2 전극 유닛(16)은 각각 복수로 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법에서는, 제1 전극 유닛 배치 단계, 제1 가압 및 가열 단계, 제1 폴딩 단계, 제2 전극 유닛 배치 단계, 제2 가압 및 가열 단계, 제2 폴딩 단계가 순차적으로 각각 2회 이상 수행될 수 있다.
이차전지 제조 방법
본 발명에 따른 이차전지 제조 방법은, 전극 조립체 제조 단계 및 상기 전극 조립체를 이차전지용 케이스 내부에 수용하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 이차전지 제조 방법의 전극 조립체 제조 단계는 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 방법에 대하여 전술한 내용으로 갈음한다.
전극 조립체 제조 장치 및 이차전지 제조 장치
본 발명에 따른 전극 조립체 제조 장치 또는 이차전지 제조 장치는, 분리 필름(12) 중 위쪽을 바라보는 면에 제1 전극 유닛(14)을 배치하는 제1 전극 유닛 배치 유닛, 분리 필름(12) 중 제1 전극 유닛이 배치된 제1 전극 유닛 배치 영역(A1)을 제외한 분리 필름(12)의 다른 영역을 폴딩하는 제1 폴딩 유닛, 및 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하고, 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 또는 제1 전극 유닛(14) 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하되 가압되는 영역 중 적어도 일부 영역을 가열하는 제1 가압 및 가열 유닛(100a)을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 장치는, 분리 필름(12) 중 위쪽을 바라보는 면으로서 제1 전극 유닛(14)이 배치된 위치와 대응되는 위치에 제2 전극 유닛(16)을 배치하는 제2 전극 유닛 배치 유닛, 제1 전극 유닛 배치 유닛(A1) 및 분리 필름(12) 중 제2 전극 유닛(16)이 배치된 제2 전극 유닛 배치 영역(A2)을 제외한 분리 필름(12)의 다른 영역을 폴딩하는 제2 폴딩 유닛, 및 제1 전극 유닛 배치 영역(A2) 중 아래쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하고, 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 또는 제2 전극 유닛(16) 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하되 가압되는 영역 중 적어도 일부 영역을 가열하는 제2 가압 및 가열 유닛(100b)을 더 포함할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능함은 물론이다.
10 : 전극 조립체
12 : 분리 필름
14 : 제1 전극 유닛
16 : 제2 전극 유닛
100a : 제1 가압 및 가열 유닛
100b : 제2 가압 및 가열 유닛
A1 : 제1 전극 유닛 배치 영역
A2 : 제2 전극 유닛 배치 영역
C : 오목 영역

Claims (15)

  1. 분리 필름을 준비하는 단계;
    상기 분리 필름 중 위쪽을 바라보는 면에 제1 전극 유닛을 배치하는 제1 전극 유닛 배치 단계;
    상기 분리 필름 중 상기 제1 전극 유닛이 배치된 제1 전극 유닛 배치 영역(A1)을 제외한 상기 분리 필름의 다른 영역을 폴딩하는 제1 폴딩 단계; 및
    상기 제1 전극 유닛 배치 단계와 상기 제1 폴딩 단계 사이에 시작되는 제1 가압 및 가열 단계를 포함하고,
    상기 제1 가압 및 가열 단계는,
    상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하고, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 또는 상기 제1 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하되, 상기 가압되는 영역 중 적어도 일부 영역을 가열하는 전극 조립체 제조 방법.
  2. 청구항 1에서,
    상기 제1 폴딩 단계 이후에 구비되고, 상기 분리 필름 중 위쪽을 바라보는 면으로서 상기 제1 전극 유닛이 배치된 위치와 대응되는 위치에 제2 전극 유닛을 배치하는 제2 전극 유닛 배치 단계; 및
    상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 및 상기 분리 필름 중 상기 제2 전극 유닛이 배치된 제2 전극 유닛 배치 영역(A2)을 제외한 상기 분리 필름의 다른 영역을 폴딩하는 제2 폴딩 단계; 및
    상기 제2 전극 유닛 배치 단계와 상기 제2 폴딩 단계 사이에 시작되는 제2 가압 및 가열 단계; 를 더 포함하고,
    상기 제2 가압 및 가열 단계는,
    상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하고, 상기 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 또는 상기 제2 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하되, 가압되는 영역 중 적어도 일부 영역을 가열하는 전극 조립체 제조 방법.
  3. 청구항 1에서,
    상기 제1 가압 및 가열 단계에서,
    상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 또는 상기 제1 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면에서 가압 및 가열되는 영역은, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면에서 가압 및 가열되는 영역에 대응되는 위치에 형성되는 전극 조립체 제조 방법.
  4. 청구항 2에서,
    상기 제2 가압 및 가열 단계에서,
    상기 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 또는 상기 제2 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면에서 가압 및 가열되는 영역은, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면에서 가압 및 가열되는 영역에 대응되는 위치에 형성되는 전극 조립체 제조 방법.
  5. 청구항 1에서,
    상기 제1 가압 및 가열 단계에서,
    상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하는 동시에, 상기 제1 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하는 전극 조립체 제조 방법.
  6. 청구항 2에서,
    상기 제2 가압 및 가열 단계에서,
    상기 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하는 동시에, 상기 제2 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하는 전극 조립체 제조 방법.
  7. 청구항 5에서,
    상기 제1 전극 유닛은 오목 영역(C)이 형성된 L자 형상을 가지고,
    상기 제1 가압 및 가열 단계에서,
    상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 위쪽을 바라보는 면 중에서 상기 제1 전극 유닛의 상기 오목 영역(C)에 대응되는 영역 중 일부를 가압 및 가열하는 전극 조립체 제조 방법.
  8. 청구항 6에서,
    상기 제2 전극 유닛은 오목 영역(C)이 형성된 L자 형상을 가지고,
    상기 제2 가압 및 가열 단계에서,
    상기 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 중 위쪽을 바라보는 면 중에서 상기 제2 전극 유닛의 상기 오목 영역(C)에 대응되는 영역 중 일부를 가압 및 가열하는 전극 조립체 제조 방법.
  9. 청구항 2에서,
    상기 분리 필름에서 위쪽을 바라보는 면 또는 아래쪽을 바라보는 면을 가압 및 가열하여 상기 제1 전극 유닛과 상기 제2 전극 유닛의 양면을 각각 상기 분리 필름에 접착하는 접착 단계; 를 포함하고,
    상기 접착 단계는 상기 제2 폴딩 단계 이후에 이루어지고,
    상기 제1 가압 및 가열 단계에서의 가열 온도는 상기 접착 단계에서의 가열 온도보다 낮고,
    상기 제2 가압 및 가열 단계에서의 가열 온도는 상기 접착 단계에서의 가열 온도보다 낮은 전극 조립체 제조 방법.
  10. 청구항 2에서,
    상기 제1 전극 유닛 배치 단계, 상기 제1 가압 및 가열 단계, 상기 제1 폴딩 단계, 상기 제2 전극 유닛 배치 단계, 상기 제2 가압 및 가열 단계, 상기 제2 폴딩 단계가 순차적으로 각각 2회 이상 수행되는 전극 조립체 제조 방법.
  11. 청구항 2에서,
    상기 제1 전극 유닛은 제1 전극이고,
    상기 제2 전극 유닛은 상기 제1 전극과 다른 극성을 갖는 제2 전극인 전극 조립체 제조 방법.
  12. 청구항 1에 따른 전극 조립체 제조 방법을 포함하는 이차전지 제조 방법.
  13. 분리 필름 중 위쪽을 바라보는 면에 제1 전극 유닛을 배치하는 제1 전극 유닛 배치 유닛;
    상기 분리 필름 중 상기 제1 전극 유닛이 배치된 제1 전극 유닛 배치 영역(A1)을 제외한 상기 분리 필름의 다른 영역을 폴딩하는 제1 폴딩 유닛; 및
    상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하고, 상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 또는 상기 제1 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하되, 상기 가압되는 영역 중 적어도 일부 영역을 가열하는 제1 가압 및 가열 유닛; 을 포함하는 전극 조립체 제조 장치.
  14. 청구항 13에서,
    상기 분리 필름 중 위쪽을 바라보는 면으로서 상기 제1 전극 유닛이 배치된 위치와 대응되는 위치에 제2 전극 유닛을 배치하는 제2 전극 유닛 배치 유닛;
    상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 및 상기 분리 필름 중 상기 제2 전극 유닛이 배치된 제2 전극 유닛 배치 영역(A2)을 제외한 분리 필름의 다른 영역을 폴딩하는 제2 폴딩 유닛; 및
    상기 제1 전극 유닛 배치 영역(A1) 중 아래쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하고, 상기 제2 전극 유닛 배치 영역(A2) 또는 상기 제2 전극 유닛 중 위쪽을 바라보는 면의 일부를 가압하되, 가압되는 영역 중 적어도 일부 영역을 가열하는 제2 가압 및 가열 유닛; 을 더 포함하는 전극 조립체 제조 장치.
  15. 청구항 13에 따른 전극 조립체 제조 장치를 포함하는 이차전지 제조 장치.
KR1020190011649A 2019-01-30 2019-01-30 전극 조립체와 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치 KR20200094325A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190011649A KR20200094325A (ko) 2019-01-30 2019-01-30 전극 조립체와 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190011649A KR20200094325A (ko) 2019-01-30 2019-01-30 전극 조립체와 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200094325A true KR20200094325A (ko) 2020-08-07

Family

ID=72050064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190011649A KR20200094325A (ko) 2019-01-30 2019-01-30 전극 조립체와 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200094325A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023282715A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-12 Lg Energy Solution, Ltd. Manufacturing method for electrode assembly
WO2023282718A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-12 Lg Energy Solution, Ltd. Manufacturing method for electrode assembly and electrode assembly manufacturing equipment
WO2023282722A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-12 Lg Energy Solution, Ltd. Assembly manufacturing equipment and method for electrode assembly

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023282715A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-12 Lg Energy Solution, Ltd. Manufacturing method for electrode assembly
WO2023282718A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-12 Lg Energy Solution, Ltd. Manufacturing method for electrode assembly and electrode assembly manufacturing equipment
WO2023282722A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-12 Lg Energy Solution, Ltd. Assembly manufacturing equipment and method for electrode assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200094325A (ko) 전극 조립체와 이차전지의 제조 방법 및 제조 장치
KR102237954B1 (ko) 파우치 제조장치 및 방법, 이차전지 제조방법
KR102563163B1 (ko) 전극 조립체 제조장치
EP2804247B1 (en) Secondary battery fabrication method, secondary battery, and welding device
JP6939587B2 (ja) 電極積層体の製造装置
US4935088A (en) Method of making a multi-pocketed paper holder
JP2015531156A (ja) 電極組立体用蛇行補正装置
KR102262339B1 (ko) 이차전지 전극 라미네이션장치
KR102256482B1 (ko) 전극 적층체의 제조 방법
KR102187172B1 (ko) 커브드 케이스용 금형장치 및 그를 이용한 커브드 이차전지 제조방법
CN110959218B (zh) 电极压接装置
CN114503353A (zh) 电极组件及用于制造电极组件的设备和方法
CN114193876B (zh) 透光组件、夹层玻璃结构、车辆及加工方法
KR102124947B1 (ko) 전극 조립체 제조 방법
CN110462879A (zh) 分隔件的接合方法、电化学器件的制造方法和电化学器件
JP2001244138A (ja) 積層型電子部品およびその製法
CN113841274A (zh) 电极组件、用于制造电极组件的层压装置以及用于制造电极组件的方法
KR102227804B1 (ko) 전극 조립체의 제조 방법 및 제조 장치
JP7362189B2 (ja) 二次電池およびその二次電池の製造方法
KR20190093397A (ko) 전극조립체 및 이의 제조 방법
KR20230071749A (ko) 전극조립체, 그의 제조장치 및 제조방법
JPS6046411B2 (ja) 液晶表示素子の製造方法
KR102294861B1 (ko) 전극 조립체 제조장치 및 전극 조립체의 제조방법
EP3490048B1 (en) Electrode assembly preparation method
US20230173606A1 (en) Secondary Battery Sealing Process and Secondary Battery Manufacturing Method Comprising the Same

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal