KR20200126767A - 전극 조립체 제조방법과, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지 - Google Patents

전극 조립체 제조방법과, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극 조립체 제조방법과, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전극 조립체 제조방법은 교대로 적층된 전극 및 분리막의 적층체를 라미네이션 하여 전극 조립체를 제조하는 방법으로서, 상기 적층체의 양면측에 라미네이션 필름을 위치시키는 필름위치단계와, 상기 라미네이션 필름이 양측에 위치된 상기 적층체에 열을 가하여 가열하는 가열단계, 및 가열된 상기 적층체를 상기 라미네이션 필름을 사이에 두고 가압하여 접합시키는 라미네이션 단계를 포함하고, 상기 라미네이션 필름은 패턴이 형성되어 상기 라미네이션 단계에서 상기 라미네이션 필름을 통해 상기 적층체를 가압 시 상기 적층체의 전극 및 분리막에 패턴이 형성된다.

Description

전극 조립체 제조방법과, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지{ELECTRODE ASSEMBLY MANUFACTURING METHOD, ELECTRODE ASSEMBLY MANUFACTURED FROM THEREOF AND RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 전극 조립체 제조방법과, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다.
종래의 스택형 전극 조립체의 경우 전극 및 분리막의 가압하여 상호 접합시켰다. 하지만, 전극에 두께 편차가 있어 분리막과 접합 시 접착력이 불균일한 문제가 있어왔다.
또한, 전극 및 분리막의 적층체에 열을 가한 후 이동시켜 적층체를 가압하여 접합시킬 때, 가열된 적층체가 이동과정 중에 열이 보존되지 못하여 가압 시 낮은 온도로 가압됨에 따라 접합이 잘 이루어지지 않는 문제가 있어왔다.
아울러, 전극 조립체를 전해액에 함침 시, 전극 및 분리막 사이에 접착력이 너무 강하면 전해액 함침이 잘 이루어지지 않고, 너무 약하면 품질 저하가 발생되는 문제가 있어왔다.
한국 공개특허 제 10-2014-0015647호
본 발명의 하나의 관점은 전극 및 분리막 사이에 균일한 접합력을 갖을 수 있는 전극 조립체 제조방법과, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 관점은 전해액 함침성을 향상시킬 수 있는 전극 조립체 제조방법과, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은, 교대로 적층된 전극 및 분리막의 적층체를 라미네이션 하여 전극 조립체를 제조하는 방법으로서, 상기 적층체의 양면측에 라미네이션 필름을 위치시키는 필름위치단계와, 상기 라미네이션 필름이 양측에 위치된 상기 적층체에 열을 가하여 가열하는 가열단계, 및 가열된 상기 적층체를 상기 라미네이션 필름을 사이에 두고 가압하여 접합시키는 라미네이션 단계를 포함하고, 상기 라미네이션 필름은 패턴이 형성되어 상기 라미네이션 단계에서 상기 라미네이션 필름을 통해 상기 적층체를 가압 시 상기 적층체의 전극 및 분리막에 패턴이 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 전극 및 분리막의 적층체에 완충 재질의 라미네이션 필름을 위치시켜 전극 위치별 두께 편차에도 전극 및 분리막 사이를 균일하게 접합시킬 수 있다.
또한, 적층체의 양면측에 라미네이션 필름을 위치시켜 가열 후 이동되어 가압하는 과정에서 가열된 적층체의 온도 저하를 최소화 시켜 접합 품질을 향상시킬 수 있다.
아울러, 패턴이 형성된 라미네이션 필름을 통해 적층체를 가압하여 전극 및 분리막에 패턴을 형성시킴에 따라, 전해액이 함침되는 통로가 형성되어 함침성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 사용되는 라미네이션 필름을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 사용되는 라미네이션 필름의 일례를 나타낸 정면도이다.
도 5는 종래 기술에 따른 전극 조립체 제조방법에 따라 제조된 전극 조립체의 접착강도를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 따라 제조된 전극 조립체의 접착강도를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 사용되는 라미네이션 필름을 나타낸 사시도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 전극(13) 및 분리막(14)의 적층체(10)의 양면측에 라미네이션 필름(130)을 위치시키는 필름위치단계(S10)와, 적층체(10)에 열을 가하여 가열하는 가열단계(S20), 및 적층체(10)를 라미네이션 필름(130)을 사이에 두고 가압하여 접합시키는 라미네이션 단계(S30)를 포함한다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 라미네이션 필름(130)을 적층체(10)의 양측면에서 분리하는 분리 단계를 더 포함할 수 있다.
이하에서, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예인 전극 조립체 제조방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 교대로 적층된 전극(13) 및 분리막(14)의 적층체(10)를 라미네이션(Lamination)하여 전극 조립체(10')를 제조하는 방법이다.
여기서, 전극(13)은 양극(11) 및 음극(12)을 포함하여, 전극 조립체 제조장치(100)는 양극(11), 분리막(14), 및 음극(12)을 적층시켜 전극 조립체(10')를 제조할 수 있다.
전극 조립체(10')는 충방전이 가능한 발전소자로서, 양극(11), 분리막(14), 및 음극(12)이 교대로 적층되어 결집된 형태로 형성될 수 있다.
한편, 양극(11)은 양극 탭이 단부에 구비되고, 음극은 음극 탭이 단부에 구비될 수 있다. 즉, 양극 탭 및 음극 탭을 포함하는 전극 탭은 전극(13)의 단부에 구비될 수 있다.
양극(11)은 양극 집전체 및 양극 집전체에 도포된 양극 활물질을 포함할 수 있다. 양극 집전체는 예를 들어 알루미늄 재질의 포일(Foil)로 이루어질 수 있고, 양극 활물질은 예를 들어 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다.
음극(12)은 음극 집전체 및 음극 집전체에 도포된 음극 활물질을 포함할 수 있다. 음극 집전체는 예를 들어 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 재질로 이루어진 포일(foil)로 이루어질 수 있다. 음극 활물질은 예를 들어 인조흑연, 리튬금속, 리튬합금, 카본, 석유코크, 활성화 카본, 그래파이트, 실리콘 화합물, 주석 화합물, 티타늄 화합물 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 이때, 음극 활물질은 예를 들어 비흑연계의 SiO(silica, 실리카) 또는 SiC(silicon carbide, 실리콘카바이드) 등이 더 포함되어 이루어질 수 있다.
분리막(14)은 절연 재질 및 연성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 분리막(14)은 예를 들어 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다.
필름위치단계(S10)는 전극(13) 및 분리막(14)이 적층된 적층체(10)의 양면측에 라미네이션 필름(Lamination film)(110)을 위치시킬 수 있다.
그리고, 필름위치단계(S10)는 라미네이션 필름(130)을 적층체(10)의 양면에 각각 적층시킬 수 있다.
또한, 필름위치단계(S10)는 완충 재질 및 다공성 재질을 포함하는 라미네이션 필름(130)을 사용할 수 있다. 여기서, 라미네이션 필름(130)은 예를 들어 부직 타입(non-woven type)의 테레프탈레이트(PET; Polyethylene terephthalate) 재질을 포함할 수 있다.
이때, 부직 타입(non-woven type)의 테레프탈레이트는 PET 섬유를 부직포 형태로 형성시킨 것 일 수 있다.
이에 따라, 라미네이션 필름(130)으로 부직 타입(non-woven type)의 테레프탈레이트를 사용함에 따라, 이후 라미네이션 단계(S30)에서 라미네이션 부(150)의 한 쌍의 가압 롤러(151,152)의 압력을 고르게 분산하는 효과가 있으며, 부직 타입(non-woven type)에 패턴형상을 넣어 전해액 침투방향/크기를 조정할 수 있다.
가열단계(S20)는 라미네이션 필름(130)이 양측에 위치된 적층체(10)에 열을 가하여 가열할 수 있다.
또한, 가열단계(S20)는 한 쌍의 히팅 블록 사이로 적층체(10)를 통과시키며 적층체(10)를 가열할 수 있다.
여기서, 한 쌍의 히팅 블록은 적층체(10)의 상부 방향에 위치된 상부 히팅블럭(141) 및 적층체(10)의 하부 방향에 위치된 하부 히팅블럭(142)을 포함하여 히팅부(140)를 구성할 수 있다.
상부 히팅블럭(141) 및 하부 히팅블럭(142)은 히터(Heater)가 내장되어 가열될 수 있다.
그리고, 가열단계(S20)는 예를 들어 50 ~ 130℃의 열을 적층체(10)에 가할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 사용되는 라미네이션 필름을 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 라미네이션 단계(S30)는 가열된 적층체(10)를 라미네이션 필름(130)을 사이에 두고 가압하여 접합시켜 전극 조립체(10')를 제조할 수 있다.
이때, 라미네이션 필름(130)은 패턴(Pattern)(113)이 형성되어 라미네이션 단계(S30)에서 라미네이션 필름(130)을 통해 적층체(10)를 가압 시 적층체(10)의 전극(13) 및 분리막(14)에 패턴이 형성될 수 있다.
또한, 라미네이션 단계(S30)는 한 쌍의 가압 롤러(151,152) 사이로 적층체(10)를 통과시키며 가압할 수 있다.
여기서, 한 쌍의 가압 롤러(151,152)는 적층체(10)의 상부면을 가압하는 제1 가압롤러(151) 및 적층체(10)의 하부면을 가압하는 제2 가압롤러(152)를 포함하여 라미네이션 부(150)를 구성할 수 있다.
한편, 라미네이션 단계(S30)는 적층체(10)에 예를 들어 100 ~ 300(kg/cm2)의 압력을 적층체(10)에 가할 수 있다.
그리고, 라미네이션 필름(130)은 다수의 오목부(112)와 볼록부(111)가 형성된 요철 형태로 패턴(113)이 형성될 수 있다. 여기서, 예를 들어 볼록부(111)는 돌출된 형태로 형성되고, 오목부(112)는 홈 형태로 형성될 수 있다.
이에 따라, 라미네이션 단계(S30)에서 라미네이션 필름(130)을 통해 적층체(10)를 가압 시, 적층체(10)의 전극(13) 및 분리막(14)에 라미네이션 필름(130)의 볼록부(111) 및 오목부(112)의 형태에 대응되는 패턴이 형성되어, 전해액에 함침 시 전극(13) 및 분리막(14)의 접착면 사이로 함침 통로를 형성할 수 있다. 즉, 전극(13) 및 분리막(14)에서 볼록부(111)에 가압되는 부분은 강한 접합이 이루어지고, 오목부(112)에 가압되는 부분은 상대적으로 약한 접합이 이루어지게됨에따라, 약한 접합이 이루어지는 부분을 따라 전해액이 함침되는 통로가 형성될 수 있다. 하지만, 적층체(10)에서 라미네이션 필름(130)의 볼록부(111) 및 오목부(112)에 가압되는 부분의 접합면의 접합력 차이는 국부적인 차이에 불과한 것이고, 적층체(10) 전체 접합면에서의 접합력은 균일한 분포를 나타낼 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 사용되는 라미네이션 필름의 일례를 나타낸 정면도이다.
한편, 라미네이션 필름(130)은 적층체(10)의 상부측에 위치되는 상부 라미네이션 필름(110) 및 적층체(10)의 하부측에 위치되는 하부 라미네이션 필름(120)을 포함할 수 있다.
이때, 라미네이션 필름(130)에서 볼록부(111)는 예를 들어 다수의 라인이 교차하는 형태로 패턴(113)을 형성할 수 있고, 오목부(112)는 예를 들어 마름모 형태로 형성될 수 있다.
여기서, 일례로 도 1 내지 도 4를 참고하면, 라미네이션 단계(S30)는 라미네이션 필름(130)을 통해 적층체(10)를 가압 시, 상부 라미네이션 필름(110) 및 하부 라미네이션 필름(120)에서 상호 마주보는 면에 형성된 패턴(113,123)이 상호 일치되도록 위치될 수 있다. 여기서, 상부 라미네이션 필름(110)에 형성된 볼록부(111) 및 하부 라미네이션 필름(120)에 형성된 볼록부(121)는 상호 대면되는 면에 형성된 패턴이 대칭되도록 위치될 수 있다. 그리고, 상부 라미네이션 필름(110)에 형성된 오목부(112) 및 하부 라미네이션 필름(120)에 형성된 오목부(122)는 상호 대면되는 면에 형성된 패턴이 대칭되도록 위치될 수 있다. 즉, 상부 라미네이션 필름(110)에 형성된 볼록부(111) 및 하부 라미네이션 필름(120)에 형성된 볼록부(121)는 상호 마주보는 방향을 향해 돌출되고, 상부 라미네이션 필름(110)에 형성된 오목부(112) 및 하부 라미네이션 필름(120)에 형성된 오목부(122)는 상호 마주보는 부위에 오목한 홈을 형성할 수 있다.
또한, 다른 예로 라미네이션 단계(S30)는 라미네이션 필름(130)의 상부 라미네이션 필름(110)의 패턴(113) 및 하부 라미네이션 필름(120)의 패턴이 상하 방향으로 비대칭 형태가 되도록 위치될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 분리 단계는 라미네이션 단계(S30) 이후, 라미네이션 필름(130)을 적층체(10)의 양측면에서 분리할 수 있다.
이때, 분리 단계는 부직 타입의 라미네이션 필름(130)을 사용함에 따라 적층체(10)에서 라미네이션 필름(130)의 분리가 용이할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 전극(13) 및 분리막(14)의 적층체(10)의 양측에 완충 재질의 라미네이션 필름(130)을 위치시킨 후 가압함에 따라, 전극(13)의 위치별 두께 편차에도 불구하고 전극(13) 및 분리막(14) 사이를 균일하게 가압하여 접합시킬 수 있다. 따라서, 전극(10) 및 분리막(14) 사이에 균일합 접합력을 갖는 전극 조립체(10')를 형성시킬 수 있다.
또한, 적층체(10)의 양면측에 라미네이션 필름(130)을 위치시켜 가열함에 따라, 가열 후 이동되어 가압하는 과정에서 가열된 적층체(10)의 온도 저하를 최소화 시켜 접합 품질을 향상시킬 수 있다.
아울러, 패턴(113)이 형성된 라미네이션 필름(130)을 통해 적층체(10)를 가압하여 전극(13) 및 분리막(14)에 패턴을 형성시킴에 따라, 전해액 함침성이 향상될 수 있다.
도 5는 종래 기술에 따른 전극 조립체 제조방법에 따라 제조된 전극 조립체의 접착강도를 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 따라 제조된 전극 조립체의 접착강도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 종래 기술에 따른 전극 조립체 제조방법에 따라 제조된 전극 조립체에서 전극 및 분리막 사이의 접합 강도를 그래프로 나타내었고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 따라 제조된 전극 조립체에서 전극 및 분리막 사이의 접합 강도를 그래프로 나타내었다.
도 5 및 도 6에 도시된 그래프에서 세로축은 전극 및 분리막 사이의 접착강도를 나타내고, 가로축은 전극 및 분리막 사이의 접합구간을 나타낸다.
도 5의 그래프에 나타난 바와 같이, 종래 기술에 따른 전극 조립체 제조방법에 따라 제조된 전극 조립체에서 전극 및 분리막 사이의 접합 강도는 접합 구간 별로 15~70(kg/cm2)로 불규칙적인 것을 알 수 있다. 특히, 도 5의 그래프에서 전극 및 분리막의 단부 방향인 가로축의 우측으로 갈수록 접착강도가 현저히 저하되는 것을 알 수 있다. 즉, 도 6의 그래프를 참고할 때, 많은 경우 전극은 단부에 탭이 위치되는 부분의 두께가 상대적으로 얇게 형성되는데, 이로 인해 종래에는 가압이 충분히 이루어지지 않아 전극 탭이 위치되는 전극의 단부와 이에 마주하는 분리막 부분의 접합력이 현저히 저하된 것을 파악할 수 있다.
하지만, 도 6의 그래프에 나타난 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 따라 제조된 전극 조립체에서 전극 및 분리막 사이의 접합 강도는 접합 구간 별로 20(kg/cm2)로 일정한 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 따라 제조된 전극 조립체에서 전극 및 분리막 사이의 접합 강도가 균일한 것을 알 수 있다. 즉, 가압 롤러의 가압면 및 적층체의 피가압면의 표면상태에 관계없이 균일한 가압이 이루어짐 따라 균일한 접합이 이루어졌음을 알 수 있다.
이하에서 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체 제조장치를 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에 사용되는 라미네이션 필름을 나타낸 사시도이다.
도 1, 도 7 및 도 8을 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 전극(12) 및 분리막(14)의 적층체(10)의 양면측에 라미네이션 필름(230)을 위치시키는 필름위치단계(S10)와, 적층체(10)에 열을 가하여 가열하는 가열단계(S20)와, 적층체(10)를 라미네이션 필름(230)을 사이에 두고 가압하여 접합시키는 라미네이션 단계(S30), 및 라미네이션 필름(230)을 적층체(10)의 양측면에서 분리하는 분리 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법은 전술한 제1 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법과 비교할 때, 다른 형태의 라미네이션 필름(230)을 사용하여 전극 조립체(10')를 제조하는 차이가 있다. 따라서, 본 실시예는 전술한 실시예와 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법에서 라미네이션 단계(S30)는 가열된 적층체(10)를 라미네이션 필름(230)을 사이에 두고 가압하여 접합시켜 전극 조립체(10')를 제조할 수 있다.
여기서, 라미네이션 필름(230)은 다수의 오목부(211)와 볼록부(211)가 형성된 요철 형태로 패턴(213)이 형성될 수 있다.
한편, 라미네이션 필름(230)은 적층체(10)의 상부측에 위치되는 상부 라미네이션 필름(210) 및 적층체(10)의 하부측에 위치되는 하부 라미네이션 필름(220)을 포함할 수 있다.
이때, 라미네이션 필름(230)에서 볼록부(211)는 예를 들어 마름모 형태로 돌출되고, 오목부(212)는 예를 들어 다수의 라인(Line)이 교차하는 형태로 오목한 패턴을 형성할 수 있다.
이에 따라, 라미네이션 단계(S30)는 라미네이션 필름(230)을 통해 적층체(10)를 가압 시, 전극(13) 및 분리막(14)의 접착면 사이로 메쉬(Mesh) 형태의 함침 통로가 형성될 수 있다.
즉, 라미네이션 필름(230)의 오목부(212)에 의해 가압되는 적층체(10) 부분은 볼록부(211)에 의해 가압되는 적층체(10) 부분에 비해 라미네이션 단계(S30)에서 낮은 가압이 이루어져 상대적으로 접합강도가 낮게된다. 따라서, 낮은 접합력을 갖는 부분을 따라 전해액이 빠르게 함침될 수 있고, 이 부분이 함침 통로를 형성하여 전극 조립체가 전해액에 보다 빠르고 고르게 함침될 수 있다.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체를 설명하기로 한다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 전극 조립체(10')는 전술한 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법 및 다른 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 통해 제조된 전극 조립체(10')에 대한 것이다.
따라서, 본 실시예는 전술한 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법 및 다른 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법과 중복되는 내용을 생략하기로 한다.
전극 조립체(10')는 충방전이 가능한 발전소자로서, 양극(11), 분리막 (14), 및 음극(12)이 교대로 적층되어 결집된 형태로 형성될 수 있다.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 이차전지를 설명하기로 한다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 전극 조립체(10') 및 전극 조립체(10')를 수용하는 전지 케이스(미도시)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지는 전술한 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법 및 다른 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법을 통해 제조된 전극 조립체(10')를 포함하는 이차전지에 대한 것이다. 따라서, 본 실시예는 전술한 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법 및 다른 실시예에 따른 전극 조립체 제조방법과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
보다 상세히, 도 2를 참고하면, 전극 조립체(10')는 전술한 전극 조립체 제조방법을 통해 제조된 전극 조립체(10')로서, 전극(13) 및 분리막(14)이 교대로 적층될 수 있다. 이때, 양극(11), 분리막(14), 및 음극(12)이 교대로 적층되어 라미네이션을 통해 결집된 형태로 형성될 수 있다.
전지 케이스는 전극 조립체(10')를 내부에 수용하도록 수용부가 형성될 수 있다. 전극 조립체(10')가 전지 케이스에 수용되어 이차전지를 형성하는 기술은 당업계에 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전극 조립체 제조방법과, 이를 통해 제조된 전극 조립체 및 이차전지는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.
또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
10: 적층체
10': 전극 조립체
11: 양극
12: 음극
13: 전극
14: 분리막
110,210: 상부 라미네이션 필름
111,121,211: 볼록부
112,122,212: 오목부
113,123,213: 패턴
120,220: 하부 라미네이션 필름
130,230: 라미네이션 필름
140: 히팅부
141: 상부 히팅블럭
142: 하부 히팅블럭
150: 라미네이션 부
151: 제1 가압롤러
152: 제2 가압롤러

Claims (14)

  1. 교대로 적층된 전극 및 분리막의 적층체를 라미네이션 하여 전극 조립체를 제조하는 방법으로서,
    상기 적층체의 양면측에 라미네이션 필름을 위치시키는 필름위치단계;
    상기 라미네이션 필름이 양측에 위치된 상기 적층체에 열을 가하여 가열하는 가열단계; 및
    가열된 상기 적층체를 상기 라미네이션 필름을 사이에 두고 가압하여 접합시키는 라미네이션 단계를 포함하고,
    상기 라미네이션 필름은 패턴이 형성되어 상기 라미네이션 단계에서 상기 라미네이션 필름을 통해 상기 적층체를 가압 시 상기 적층체의 전극 및 분리막에 패턴이 형성되는 전극 조립체 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 라미네이션 단계 이후,
    상기 라미네이션 필름을 상기 적층체의 양측면에서 분리하는 분리 단계를 더 포함하는 전극 조립체 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 필름위치단계는
    상기 라미네이션 필름을 상기 적층체의 양면에 각각 적층시키는 전극 조립체 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 필름위치단계는
    완충 및 다공성 재질을 포함하는 상기 라미네이션 필름을 사용하는 전극 조립체 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 라미네이션 필름은 부직 타입(non-woven type)의 테레프탈레이트(PET; Polyethylene terephthalate) 재질을 포함하는 전극 조립체 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 라미네이션 단계는
    한 쌍의 가압 롤러 사이로 상기 적층체를 통과시키며 가압하는 전극 조립체 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 라미네이션 필름은
    다수의 오목부와 볼록부가 형성된 요철 형태로 패턴이 형성되는 전극 조립체 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 라미네이션 필름의 볼록부는 다수의 라인이 교차하는 형태로 패턴을 형성하여,
    상기 라미네이션 단계에서 상기 라미네이션 필름을 통해 상기 적층체를 가압 시, 상기 적층체의 전극 및 분리막에 상기 볼록부 및 상기 오목부의 형태에 대응되는 패턴이 형성되어, 전해액에 함침 시 상기 전극 및 상기 분리막의 접착면 사이로 함침 통로를 형성하는 전극 조립체 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 라미네이션 필름의 오목부는 마름모 형태로 형성되는 전극 조립체 제조방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 라미네이션 단계는
    상기 라미네이션 필름을 통해 상기 적층체를 가압 시, 상기 전극 및 상기 분리막의 접착면 사이로 메쉬(Mesh) 형태의 패턴이 형성되는 전극 조립체 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 라미네이션 필름은 상기 적층체의 상부측에 위치되는 상부 라미네이션 필름 및 상기 적층체의 하부측에 위치되는 하부 라미네이션 필름을 포함하고,
    상기 라미네이션 단계는 상기 적층체를 가압 시, 상기 상부 라미네이션 필름 및 상기 하부 라미네이션 필름에서 상호 마주보는 면에 형성된 패턴이 상호 일치되도록 위치되는 전극 조립체 제조방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열단계는
    한 쌍의 히팅 블록 사이로 상기 적층체를 통과시키며 상기 적층체를 가열하는 전극 조립체 제조방법.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 전극 조립체 제조방법으로 제조된 전극 조립체.
  14. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 전극 조립체 제조방법으로 제조된 전극 조립체를 포함하는 이차전지.
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