KR20210015282A - 전극 조립체의 제조 방법 - Google Patents

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KR20210015282A
KR20210015282A KR1020190093898A KR20190093898A KR20210015282A KR 20210015282 A KR20210015282 A KR 20210015282A KR 1020190093898 A KR1020190093898 A KR 1020190093898A KR 20190093898 A KR20190093898 A KR 20190093898A KR 20210015282 A KR20210015282 A KR 20210015282A
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김정훈
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Abstract

본 발명은 생산성을 향상시킬 수 있는 전극 조립체의 제조 방법에 관한 것이다.
일례로, 세퍼레이터를 좌우로 왕복 이동시켜 지그재그 형태로 접으면서, 상기 세퍼레이터 사이에 복수개의 양극판과 복수개의 음극판을 교대로 삽입하여 복수의 전극 조립체를 형성하도록 적층하는 적층 단계; 상기 복수의 전극 조립체를 가압 프레스로 열과 함께 가압하여, 상기 복수의 전극 조립체를 적층방향으로 밀착시키는 열압착 단계; 및 상기 복수의 전극 조립체들 사이에 위치한 상기 세퍼레이터를 컷팅하여, 개별 전극 조립체로 분리하는 컷팅 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법을 개시한다.

Description

전극 조립체의 제조 방법{Manufacturing method of electrode assembly}
본 발명은 전극 조립체의 제조 방법에 관한 것이다.
이차 전지는 전기 에너지를 화학 에너지의 형태로 바꾸어 저장할 수 있는 우수한 에너지 밀도를 제공하는 전력 저장 시스템이다. 재충전이 불가능한 일차 전지에 비해 이차 전지는 재충전이 가능하여 스마트폰, 셀룰러폰, 노트북, 타블렛 PC 등 IT 기기에 많이 사용되고 있다. 최근에는 환경 오염 방지를 위해 전기 자동차에 대한 관심이 높아졌고, 이에 따라 전기 자동차에 고용량의 이차 전지가 채택되고 있다. 이러한 이차 전지는 고밀도, 고출력, 안정성 등의 특성이 요구되고 있다.
이차전지를 구성하는 양극, 세퍼레이터 및 음극 구조의 전극 조립체는 구조에 따라 크게 젤리롤형(권취형) 및 스택형(적층형)으로 구분된다. 젤리롤형 전극조립체는, 밴드형태로 재단된 양극, 세퍼레이터 및 음극을 적층후 나선형으로 감아 제조된다. 또한 스택형 전극조립체는 크게 Z-스택형과, 라미네이션 스택형으로 나뉠 수 있다. Z-스택형 전극조립체는 양극과 음극을 순차적으로 적층할 때, 세퍼레이터를 폴딩하여 양극과 음극사이에 개재시켜 제조된다. 또한 라이네이션 스택형 전극조립체는 양극, 세퍼레이터 및 음극을 미리 접합시킨 모노셀을 순차적으로 적층하여 제조된다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명은 생산성을 향상시킬 수 있는 전극 조립체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 전극 조립체의 제조 방법은 세퍼레이터를 좌우로 왕복 이동시켜 지그재그 형태로 접으면서, 상기 세퍼레이터 사이에 복수개의 양극판과 복수개의 음극판을 교대로 삽입하여 복수의 전극 조립체를 형성하도록 적층하는 적층 단계; 상기 복수의 전극 조립체를 가압 프레스로 열과 함께 가압하여, 상기 복수의 전극 조립체를 적층방향으로 밀착시키는 열압착 단계; 및 상기 복수의 전극 조립체들 사이에 위치한 상기 세퍼레이터를 컷팅하여, 개별 전극 조립체로 분리하는 컷팅 단계;를 포함할 수 있다.
상기 적층 단계에서 상기 세퍼레이터가 일측에서 타측방향으로 1회 이동시, 적어도 2개 이상의 상기 양극판 또는 상기 음극판이 상기 세퍼레이터의 상부에 적층될 수 있다.
상기 적층 단계에서 상기 복수개의 양극판과 상기 복수개의 음극판 각각은 상기 세퍼레이터의 이동 방향과 평행한 방향으로 이격되도록 상기 세퍼레이터의 상부에 배치될 수 있다.
상기 컷팅 단계에서 상기 개별 전극 조립체의 세퍼레이터는 불연속적인 형태일 수 있다.
상기 적층 단계에서 상기 복수개의 양극판과 상기 복수개의 음극판 각각은 상기 세퍼레이터의 이동 방향과 수직한 방향으로 이격되도록 상기 세퍼레이터의 상부에 배치될 수 있다.
상기 컷팅 단계에서 상기 개별 전극 조립체의 세퍼레이터는 연속적인 형태일 수 있다.
상기 복수개의 양극판과 상기 복수개의 음극판 각각은 상기 세퍼레이터의 이동방향을 기준으로 서로 대칭되게 배치될 수 있다.
상기 적층 단계에서 상기 복수개의 양극판과 상기 복수개의 음극판 각각은 상기 세퍼레이터의 이동 방향과 평행한 방향 및 수직한 방향으로 이격되도록 상기 세퍼레이터의 상부에 배치될 수 있다.
상기 양극판과 상기 음극판 각각은 전극탭이 돌출된 변과 상기 전극탭이 돌출된 변과 마주하는 변으로 이루어진 한 쌍의 단측변과, 상기 한 쌍의 단측변을 연결하는 한 쌍의 장측변을 포함하고, 상기 컷팅 단계에서 상기 개별 전극 조립체의 양극판과 음극판 각각은 적어도 3개의 변이 노출될 수 있다.
상기 적층 단계에서 상기 세퍼레이터의 폭은 상기 양극판 및 상기 음극판의 장측변의 길이보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법은 Z스택 방식으로 전극 조립체를 형성할 때, 좌우 방향으로 세퍼레이터의 1회 이동 시 적어도 2개 이상의 양극판 또는 음극판을 적층하므로, 전극 조립체의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용된다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법은 적층 단계(S1), 열찹착 단계(S2) 및 컷팅 단계(S3)를 포함한다. 이하에서는 도 1의 각 단계들을 도 2a 내지 도 2e를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2a를 참조하면, 전극 조립체를 적층하기 위한 적층 장치의 일 예가 도시되어 있다. 또한, 도 2b에는 적층 장치에 의해 적층된 전극 조립체의 단면도가 도시되어 있다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 적층 단계(S1)에서는 적층 테이블(10)을 중심으로 좌우로 이격된 개별 테이블(20, 30)에 각각 양극판(110) 및 음극판(120)을 쌓아둔다. 상기 양극판(110)은 알루미늄과 같은 금속 포일(foil)로 형성된 양극 집전판에 전이금속산화물 등의 양극 활물질을 도포함으로써 형성될 수 있다. 상기 양극판(110)은 양극 활물질이 도포되지 않은 무지부를 더 포함할 수 있다. 상기 양극판(110)의 무지부는 양극판(110)과 외부간의 전류 흐름 통로를 제공한다. 또한, 상기 무지부에는 양극탭(111)이 형성되어 양극 집전판의 외측으로 돌출될 수 있다. 물론, 상기 무지부가 양극판(110)의 일측으로 돌출 및 연장되어 양극탭(111)을 형성할 수도 있다. 상기 양극판(110)은 양극탭(111)이 동일한 위치에 놓이도록 개별 테이블(20)에 쌓여져 있다. 상기 음극판(120)은 구리 또는 니켈과 같은 금속 포일로 형성된 음극 집전판에 흑연 또는 탄소 등의 음극 활물질을 도포함으로써 형성될 수 있다. 상기 음극판(120)은 음극 활물질이 도포되지 않은 무지부를 더 포함할 수 있다. 상기 음극판(120)의 무지부는 음극판(120)과 외부간의 전류 흐름 통로를 제공한다. 또한, 상기 무지부에는 음극탭(121)이 형성되어 음극 집전판의 외측으로 돌출될 수 있다. 물론, 상기 무지부가 음극판(120)의 일측으로 돌출 및 연장되어 음극탭(121)을 형성할 수도 있다. 상기 음극판(120)은 음극탭(121)이 동일한 위치에 놓이도록 개별 테이블(30)에 쌓여져 있다. 한편, 상기 양극탭(111)과 상기 음극탭(121)은 전극탭으로 지칭될 수 있다.
다음으로, 적층 단계(S1)에서는 대략 상부 방향에서 공급되는 세퍼레이터(130)를 폴딩 장치(40)가 좌우로 이동하면서 지그재그 형태로 접고, 폴딩 되는 세퍼레이터(130)를 중심으로, 양측에서 각각 양극판(110)과 음극판(120)이 적층 테이블(10)의 상부로 순차적으로 공급될 수 있다. 따라서, 지그재그 형태로 접힌 세퍼레이터(130)의 사이사이에 양극판(110)과 음극판(120)이 교번 삽입된 형태로 적층될 수 있다. 여기서, 상기 양극판(110)과 음극판(120)은 이송 장치(미도시)에 의해 각각의 개별 테이블(20, 30)에서 적층 테이블(10) 상에 위치한 세퍼레이터(130)의 상부로 이동될 수 있다. 상기 세퍼레이터(130)는 양극판(110)과 음극판(120) 사이에 위치되어 전기적 쇼트를 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 하며, 폴리에틸렌이나, 폴리프로필렌이나, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌의 복합 필름으로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 양극판(110)이 세퍼레이터(130)를 중심으로 일측에서 타측방향으로 삽입될 경우, 음극판(120)은 세퍼레이터(130)를 중심으로 타측에서 일측방향으로 삽입될 수 있다. 또한, 각각의 양극판(110)과 음극판(120)은 한번에 적어도 2개씩 삽입되어, 상기 세퍼레이터(130)의 상부에 적층될 수 있다. 또한, 상기 양극판(110)과 음극판(120)이 각각 세퍼레이터(130) 사이에 삽입될 때, 상기 양극탭(111)과 음극탭(121)은 서로 동일한 방향에 위치하도록 적층될 수 있다. 또한, 세퍼레이터(130)는 양극판(110) 및 음극판(120)의 크기보다 크게 형성되어, 양극판(110)과 음극판(120) 사이의 전기적 단락을 방지할 수 있다. 다시 말해, 세퍼레이터(130)의 폭은 양극판(110) 및 음극판(120)의 폭 보다 크게 형성된다. 더불어, 적층 단계(S1)에서 세퍼레이터(130)는 지그재그 형태로 적층되어 연속적으로 형성된다.
또한, 양극판(110), 음극판(120) 및 세퍼레이터(130)로 이루어진 적층체는 적층 테이블(10)상에 적층될 수 있다. 상기 적층 테이블(10)은 폴딩 장치(40)에 의해 세퍼레이터(130)가 폴딩 되는 위치가 동일 높이로 조절될 수 있도록, 그 높이가 조절될 수 있다. 예를 들어, 적층 테이블(10)은 전극 조립체의 적층이 진행될수록 하부로 이동되어, 폴딩 장치(40)에 의해 세퍼레이터(130)가 폴딩 되는 위치를 동일 높이로 조절할 수 있다.
일부 예들에서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 폴딩 장치(40)에 의해 세퍼레이터(130)가 일측에서 타측방향으로 이동하면, 2개의 양극판(110)이 세퍼레이터(130)의 상부에 적층되고, 이어서 폴딩 장치(40)에 의해 세퍼레이터(130)가 상기 양극판(110)을 덮도록 타측에서 일측방향으로 접히면서 이동하면, 2개의 음극판(120)이 세퍼레이터(130)의 상부에 적층될 수 있다. 또한, 양극판(110)은 세퍼레이터(130)의 이동 방향과 평행한 방향으로 서로 이격되도록 상기 세퍼레이터(130)의 상부에 적층될 수 있다. 마찬가지로, 음극판(120)도 세퍼레이터(130)의 이동 방향과 평행한 방향으로 서로 이격되도록 상기 세퍼레이터(130)의 상부에 적층될 수 있다. 또한, 도 2b를 참조하면, 양극판(110), 음극판(120) 및 세퍼레이터(130)로 이루어진 적층체에서 좌측에 위치하는 적층체는 제1전극 조립체(100A), 우측에 위치하는 적층체는 제2전극 조립체(100B)로 정의될 수 있다.
이와 같이, 적층 단계(S1)에서 세퍼레이터(130)가 좌우로 이동할 때마다 2개의 양극판(110) 또는 음극판(120)이 적층되므로, 한번의 적층 공정으로 2개의 전극 조립체(100A, 100B)를 완성할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 2c에는 전극 조립체가 가압 프레스에 장착된 일 예가 도시되어 있다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 열압착 단계(S2)에서는 가압 프레스(50) 상에 상기 전극 조립체(100A, 100B)를 안착시키고, 전극 조립체(100A, 100B)를 가압한다. 가압 프레스(50) 상에는 상기 적층 단계(S1)에서 하나의 연속된 세퍼레이터(130)에 의해 형성된 제1,2 전극 조립체(100A, 100B)가 함께 안착될 수 있다. 또한, 가압 프레스(50)는 제1,2전극 조립체(100A, 100B)를 동시에 가압하여, 양극판(110)과 세퍼레이터(130) 및 음극판(120) 사이를 밀착시킬 수 있다. 이때, 가압 프레스(50)에는 일정한 온도의 열이 함께 가해지게 된다. 따라서, 가압 프레스(50)로 제1,2전극 조립체(100A, 100B)를 가압하면, 열에 의해 전극판(110, 120)과 세퍼레이터(130) 사이의 접착력이 증가되어, 전극판(110, 120)의 유동을 억제하고 전극 조립체(100A, 100B)의 변형을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 2d에 도시된 바와 같이, 컷팅 단계(S3)에서 제1전극 조립체(100A)와 제2전극 조립체(100B) 사이의 세퍼레이터(130)를 컷팅(절단)할 수 있다. 이때, 제1전극 조립체(100A)와 제2전극 조립체(100B) 사이의 세퍼레이터(130)는 레이저를 통해 컷팅될 수 있다. 도 2에 도시된 점선은 레이저에 의해 컷팅되는 부분을 나타낸다. 이에 따라, 도 2e에 도시된 바와 같이, 제1전극 조립체(100A)와 제2전극 조립체(100B)가 서로 분리될 수 있다. 또한, 지그재그 형태로 적층되어 연속적으로 형성된 세퍼레이터(130)는 레이저 컷팅에 의해 불연속적인 형태로 바뀔 수 있다.
구체적으로, 제1전극 조립체(100A)의 세퍼레이터(130)는 양극판(110)의 일측변을 감싸도록 ‘⊂’형태가 반복되어 적층된 형태로 이루어지고, 상기 제2전극 조립체(100B)의 세퍼레이터(130)는 음극판(120)의 일측변을 감싸도록 ‘⊃’형태가 반복되어 적층된 형태로 이루어질 수 있다. 여기서, 도 2d의 양극판(110)에서 양극탭(111)이 돌출된 변과 그 마주하는 변을 한 쌍의 단측변이라고 정의하고, 상기 한 쌍의 단측변을 연결하는 변을 한 쌍의 장측변이라고 정의한다. 마찬가지로, 음극판(120)도 음극탭(121)이 돌출된 변과 그 마주하는 변을 한 쌍의 단측변, 상기 한 쌍의 단측변을 연결하는 변을 한 쌍의 장측변이라고 정의한다.
도 2e를 참조하면, 제1전극 조립체(100A)의 양극판(110)은 한 쌍의 장측변 중 하나가 세퍼레이터(130)에 의해 커버되고 나머지 장측변과 한 쌍의 단측변은 외부로 노출된다. 또한, 제1전극 조립체(100A)의 음극판(120)은 한 쌍의 장측변과 한 쌍의 단측변 모두 외부로 노출된다. 여기서, 제1전극 조립체(100A)의 최상단에 위치한 양극판(110)은 한 쌍의 장측변과 한 쌍의 단측변 모두 외부로 노출될 수 있다.
상기 제2전극 조립체(100B)의 양극판(110)은 한 쌍의 장측변과 한 쌍의 단측변 모두 외부로 노출된다. 또한, 제2전극 조립체(100B)의 음극판(120)은 한 쌍의 장측변 중 하나가 세퍼레이터(130)에 의해 커버되고 나머지 장측변과 한 쌍의 단측변은 외부로 노출된다.
즉, 상기 전극 조립체(100A, 100B)는 z스택 형태로 적층된 후 레이저 컷팅에 의해 세퍼레이터(130)가 절단되었기 때문에, 각각의 양극판(110) 및 음극판(120)은 적어도 3변이 외부로 노출된 상태가 된다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 적층 단계(S1)에서 각각의 양극판(110)과 음극판(120)은 한번에 4개씩 삽입되어 세퍼레이터(130)의 사이에 위치할 수 있다. 일부 예들에서, 폴딩 장치에 의해 세퍼레이터(130)가 일측에서 타측방향으로 이동하면, 4개의 양극판(110)이 세퍼레이터(130)의 상부에 적층되고, 이어서 폴딩 장치에 의해 세퍼레이터(130)가 상기 양극판(110)을 덮도록 타측에서 일측방향으로 접히면서 이동하면, 4개의 음극판(120)이 세퍼레이터(130)의 상부에 적층될 수 있다. 또한, 양극판(110)은 세퍼레이터(130)의 이동 방향과 평행한 방향으로 서로 이격되도록 상기 세퍼레이터(130)의 상부에 적층될 수 있다. 마찬가지로, 음극판(120)도 세퍼레이터(130)의 이동 방향과 평행한 방향으로 서로 이격되도록 상기 세퍼레이터(130)의 상부에 적층될 수 있다. 또한, 양극탭(111)과 음극탭(121)은 서로 동일한 방향에 위치하도록 적층될 수 있다.
이에 따라, 양극판(110), 음극판(120) 및 세퍼레이터(130)로 이루어진 적층체는 좌측에서부터 차례로, 제1전극 조립체(200A), 제2전극 조립체(200B), 제3전극 조립체(200C) 및 제4전극 조립체(200D)로 정의될 수 있다. 상기 제1 내지 제4전극 조립체(200A, 200B, 200C, 200D)는 열압착 단계(S2)를 거친 뒤, 도 3b에 도시된 바와 같이, 레이저 컷팅(S3)에 의해 서로 분리되어 개별적인 전극 조립체(200A, 200B, 200C, 200D)를 형성할 수 있다.
제1전극 조립체(200A)의 양극판(110)은 한 쌍의 장측변 중 하나가 세퍼레이터(130)에 의해 커버되고 나머지 장측변과 한 쌍의 단측변은 외부로 노출되며, 음극판(120)은 한 쌍의 장측변과 한 쌍의 단측변 모두 외부로 노출된다.
제2,3 전극 조립체(200B, 200C)의 양극판(110)과 음극판(120)은 한 쌍의 장측변과 한 쌍의 단측변이 모두 외부로 노출된다. 또한, 제2,3전극 조립체(200B, 200C)의 세퍼레이터(130)는 이웃하는 세퍼레이터(130) 사이에 연속하는 부분이 존재하지 않는다.
제4전극 조립체(200D)의 양극판(110)은 한 쌍의 장측변과 한 쌍의 단측변 모두 외부로 노출되고, 음극판(120)은 한 쌍의 장측변 중 하나가 세퍼레이터(130)에 의해 커버되고 나머지 장측변과 한 쌍의 단측변은 외부로 노출된다.
즉, 상기 전극 조립체(200A, 200B, 200C, 200D)는 z스택 형태로 적층된 후 레이저 컷팅에 의해 세퍼레이터(130)가 절단되었기 때문에, 각각의 양극판(110) 및 음극판(120)은 적어도 3변이 외부로 노출된 상태가 된다.
본 발명에서는 각각의 양극판(110) 및 음극판(120)이 한번에 2개 또는 4개씩 세퍼레이터(130) 사이에 삽입되는 것으로 설명하였으나, 상기 양극판(110) 및 음극판(120)은 각각 3개 또는 4개 이상씩 삽입될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 적층 단계(S1)에서 각각의 양극판(110)과 음극판(120)은 한번에 2개씩 삽입되어 세퍼레이터(130)의 사이에 위치한다. 상기 양극판(110)은 세퍼레이터(130)의 이동 방향과 수직한 방향으로 이격되도록 세퍼레이터(130)의 상부에 적층될 수 있다. 즉, 이격된 양극판(110)은 상기 세퍼레이터(130)의 이동방향을 기준으로 서로 대칭되게 위치한다. 따라서, 이격된 양극판(110) 각각의 양극탭(111)은 서로 반대 방향으로 인출될 수 있다. 마찬가지로, 음극판(120)도 세퍼레이터(130)의 이동 방향과 수직한 방향으로 이격되도록 세퍼레이터(130)의 상부에 적층될 수 있다. 즉, 이격된 음극판(120)은 상기 세퍼레이터(130)의 이동방향을 기준으로 서로 대칭되게 위치한다. 따라서, 이격된 음극판(120) 각각의 음극탭(121)은 서로 반대 방향으로 인출될 수 있다.
이에 따라, 양극판(110), 음극판(120) 및 세퍼레이터(130)로 이루어진 적층체는 도면을 기준으로 상부에 위치한 제1전극 조립체(300A)와 하부에 위치한 제2전극 조립체(300B)로 정의될 수 있다. 상기 제1,2전극 조립체(300A, 300B)는 열압착 단계(S2)를 거친 뒤, 레이저 컷팅(S3)에 의해 서로 분리되어 개별적인 전극 조립체(300A, 300B)를 형성할 수 있다.
여기서, 양극판(110) 및 음극판(120)이 서로 대칭되게 2개씩 삽입된 형태는 세퍼레이터(130)를 절단하더라도, 각각의 전극 조립체(300A, 300B)에서 세퍼레이터(130)는 연속한 형태로 존재하게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 적층 단계(S1)에서 각각의 양극판(110)과 음극판(120)은 한번에 4개씩 삽입되어 세퍼레이터(130)의 사이에 위치한다. 상기 양극판(110)은 세퍼레이터(130)의 이동 방향과 평행한 방향 및 수직한 방향으로 이격되도록 세퍼레이터(130)의 상부에 적층될 수 있다. 마찬가지로 음극판(120)은 세퍼레이터(130)의 이동 방향과 평행한 방향 및 수직한 방향으로 이격되도록 세퍼레이터(130)의 상부에 적층될 수 있다.
이에 따라, 양극판(110), 음극판(120) 및 세퍼레이터(130)로 이루어진 적층체는 제1 내지 제4전극 조립체(400A, 400B, 400C, 400D)로 정의될 수 있다. 상기 제1 내지 제4전극 조립체(400A, 400B, 400C, 400D)는 열압착 단계(S2)를 거친 뒤, 레이저 컷팅(S3)에 의해 서로 분리되어 개별적인 전극 조립체(400A, 400B, 400C, 400D)를 형성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 의한 전극 조립체의 제조 방법은 Z스택 방식으로 전극 조립체를 형성할 때, 좌우 방향으로 세퍼레이터(130)의 1회 이동 시 적어도 2개 이상의 양극판(110) 또는 음극판(120)을 적층하므로, 전극 조립체의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 전극 조립체의 제조 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100A, 100B, 200A, 200B, 200C, 200D: 전극 조립체
110: 양극판 111: 양극탭
120: 음극판 121: 음극탭
130: 세퍼레이터

Claims (10)

  1. 세퍼레이터를 좌우로 왕복 이동시켜 지그재그 형태로 접으면서, 상기 세퍼레이터 사이에 복수개의 양극판과 복수개의 음극판을 교대로 삽입하여 복수의 전극 조립체를 형성하도록 적층하는 적층 단계;
    상기 복수의 전극 조립체를 가압 프레스로 열과 함께 가압하여, 상기 복수의 전극 조립체를 적층방향으로 밀착시키는 열압착 단계; 및
    상기 복수의 전극 조립체들 사이에 위치한 상기 세퍼레이터를 컷팅하여, 개별 전극 조립체로 분리하는 컷팅 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층 단계에서 상기 세퍼레이터가 일측에서 타측방향으로 1회 이동시, 적어도 2개 이상의 상기 양극판 또는 상기 음극판이 상기 세퍼레이터의 상부에 적층되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층 단계에서 상기 복수개의 양극판과 상기 복수개의 음극판 각각은 상기 세퍼레이터의 이동 방향과 평행한 방향으로 이격되도록 상기 세퍼레이터의 상부에 배치된 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 컷팅 단계에서 상기 개별 전극 조립체의 세퍼레이터는 불연속적인 형태인 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층 단계에서 상기 복수개의 양극판과 상기 복수개의 음극판 각각은 상기 세퍼레이터의 이동 방향과 수직한 방향으로 이격되도록 상기 세퍼레이터의 상부에 배치된 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 컷팅 단계에서 상기 개별 전극 조립체의 세퍼레이터는 연속적인 형태인 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 복수개의 양극판과 상기 복수개의 음극판 각각은 상기 세퍼레이터의 이동방향을 기준으로 서로 대칭되게 배치된 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층 단계에서 상기 복수개의 양극판과 상기 복수개의 음극판 각각은 상기 세퍼레이터의 이동 방향과 평행한 방향 및 수직한 방향으로 이격되도록 상기 세퍼레이터의 상부에 배치된 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 양극판과 상기 음극판 각각은 전극탭이 돌출된 변과 상기 전극탭이 돌출된 변과 마주하는 변으로 이루어진 한 쌍의 단측변과, 상기 한 쌍의 단측변을 연결하는 한 쌍의 장측변을 포함하고,
    상기 컷팅 단계에서 상기 개별 전극 조립체의 양극판과 음극판 각각은 적어도 3개의 변이 노출된 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 적층 단계에서 상기 세퍼레이터의 폭은 상기 양극판 및 상기 음극판의 장측변의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 전극 조립체의 제조 방법.
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