KR20210064831A - 전극조립체 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 제조방법은, 음극, 분리막, 양극이 반복적으로 적층되는 전극조립체의 제조방법으로써, 음극, 분리막, 양극의 미리정해진 적층구조를 갖는 단위셀을 제조하되 분리막의 끝단들끼리 접합하여 접합부가 형성되도록 제조하는 단위셀제조단계(S10); 형틀 내에 필름을 삽입하는 필름삽입단계(S20); 상기 형틀 내에 상기 단위셀을 적층하는 단위셀적층단계(S30); 및 상기 형틀 내에서 열과 압력을 가하여 상기 필름을 적층된 단위셀의 접합부에 열융착시키는 열융착단계(S40);를 포함한다.
본 발명의 전극조립체는, 음극, 분리막, 양극이 반복적으로 적층된 전극조립체로써, 음극, 분리막, 양극이 적층되어 형성된 측면들 중 어느 한 곳을 덮도록 배치되는 필름;을 포함하고, 상기 필름은 음극, 분리막, 양극이 적층되어 형성된 측면에 열융착된다.
본 발명의 전극조립체는, 음극, 분리막, 양극이 반복적으로 적층된 전극조립체로써, 음극, 분리막, 양극이 적층되어 형성된 측면들 중 어느 한 곳을 덮도록 배치되는 필름;을 포함하고, 상기 필름은 음극, 분리막, 양극이 적층되어 형성된 측면에 열융착된다.
Description
본 발명은 전극조립체 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 종래의 고정용 테이프를 삭제하여 상기 고정용 테이프의 부착시 발생하던 문제점들을 해소할 수 있는 전극조립체 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조될 수 있는 전극조립체에 관한 것이다.
전기 에너지를 저장하는 전지는 일반적으로 일차 전지와 이차 전지로 구분될 수 있다. 일차 전지는 일회용 소모성 전지인 반면에, 이차 전지는 전류와 물질 사이의 산화 및 환원 과정이 반복 가능한 소재를 사용하여 제조되는 충전식 전지이다. 즉, 전류에 의해 소재에 대한 환원 반응이 수행되면 전원이 충전되고, 소재에 대한 산화 반응이 수행되면 전원이 방전되는데, 이와 같은 충전-방전이 반복적으로 수행가능하다.
여러 종류의 이차전지 중, 리튬 이차 전지는 일반적으로 양극(Cathode), 분리막(Separator) 및 음극(Anode)이 적층된 전극조립체가 케이스에 장착되어 제조되며, 리튬 이온이 양극의 리튬 금속 산화물로부터 음극으로 삽입(Intercalation) 및 탈리(Deintercalation)되는 과정이 반복되면서, 리튬 이차 전지의 충방전이 진행된다.
상기 전극조립체는 미리 정해진 순서로 음극, 분리막, 양극이 적층된 단위셀들이 정해진 수량만큼 적층되어 또는 양극, 분리막, 음극이 하나씩 반복 적층되어 하나의 전극 조립체가 된다. 그리고 이러한 전극조립체는 원통형 캔 또는 각형 파우치 등과 같은 케이스에 수용되어 이차 전지로 제조된다.
한편, 상기 전극조립체를 제조하는 방식으로써, 상기 음극과 양극 사이에 분리막을 적층한 후 감아서 제조하는 권취형, 요구되는 폭과 길이를 갖도록 재단하여 음극과 양극을 절단한 후, 상기 음극, 분리막, 양극이 반복되도록 적층하여 제조하는 적층형 및 폴딩분리막 위에 단위셀들을 나란히 올려놓은 후 일측부터 폴딩하여 제조하는 스택앤폴딩형 등이 공지된 바 있다.
이중, 적층형 전극조립체는, 종래의 제조과정이 단순화되어 도시된 도 1a 에 나타난 바와 같이, 양극(2), 분리막(1), 음극(3)이 미리 정해진 갯수 만큼 적층되어 단위셀(10)로 제조된 후, 상기 단위셀들(10)이 미리 정해진 갯수 만큼 적층되어 전극조립체(100)로 제조된다. 참고로, 도 1a 에 도시된 전극조립체는 아래서부터 분리막/양극/분리막/음극이 적층된 모노셀이 단위셀(10)로 제조되어 복수 개 적층되되, 최상층에 분리막(1)이 놓이도록 분리막/전극(음극 또는 양극)/분리막 순서로 적층된 하프셀(20)이 최상층에 놓인 상태이다.
그리고, 상기 단위셀(10)이 정해진 갯수만큼 적층되면, 전극조립체(100)의 고정이 이뤄지도록 고정용 테이프(200)가 전극조립체(100)의 둘레를 감도록(또는 측면이 상면과 하면에 결속되도록) 부착되어 단위셀들(10)을 결속시켰다.
그러나, 이와 같이 고정용 테이프(200)를 통해 결속시키는 구조는, 종래의 전극조립체 구조에서 분리막의 접힘 및 들뜸 현상이 발생한 모습이 도시된 도 1b 에 나타난 바와 같이, 고정용 테이프(200)가 접착될 때 가해지는 압력에 의해 분리막(1)의 끝단이 접혀지거나 들뜨게 되는 문제가 발생할 수 있었다.
이러한 분리막(1)의 접힘과 들뜸은 음극(3)과 양극(2)의 접촉을 유발하여 단락(short circuit)를 유발할 가능성도 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 전극조립체의 적층이 완료된 후 고정용 테이프가 추가 접착되는 과정을 삭제할 수 있는 전극조립체 및 그 제조방법을 제공하는 것에 주목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전극조립체는, 음극, 분리막, 양극이 반복적으로 적층된 전극조립체로써, 음극, 분리막, 양극이 적층되어 형성된 측면들 중 어느 한 곳을 덮도록 배치되는 필름;을 포함하고, 상기 필름은 음극, 분리막, 양극이 적층되어 형성된 측면에 열융착된 것을 특징으로 한다. 이때, 두 장 이상의 분리막들은 끝단에서 모아져 접합된 접합부를 형성하고, 상기 접합부에 필름이 열융착된다.
상기 필름은 음극, 분리막, 양극이 적층되어 형성된 측면들 중 서로 마주하는 측면들 두 곳 각각에 배치된다.
상기 필름은 열과 압력이 가해지면 소성변화가 이뤄지는 열가소성 재질로 제조된다. 더 상세하게는 상기 필름은 PET(polyethylene terephthalate)재질로 제조된다.
아울러, 본 발명은 위와 같은 구성의 전극조립체를 제조할 수 있는 제조방법을 추가적으로 제공한다. 본 발명에 따른 제조방법은, 음극, 분리막, 양극이 반복적으로 적층되는 전극조립체의 제조방법으로써, 음극, 분리막, 양극의 미리정해진 적층구조를 갖는 단위셀을 제조하되 분리막의 끝단들끼리 접합하여 접합부가 형성되도록 제조하는 단위셀제조단계(S10); 형틀 내에 필름을 삽입하는 필름삽입단계(S20); 상기 형틀 내에 상기 단위셀을 적층하는 단위셀적층단계(S30); 및 상기 형틀 내에서 열과 압력을 가하여 상기 필름을 적층된 단위셀의 접합부에 열융착시키는 열융착단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 필름삽입단계(S20)에서는 형틀 내에서 서로 마주하는 양측벽면에 한 개씩 맞닿도록 두 개의 필름이 삽입된다.
상기 필름삽입단계(S20) 이 후에 미리정해진 단위셀들의 적층이 완료될 때까지, 상기 단위셀적층단계(S30)와 열융착단계(S40)가 반복된다.
또는, 상기 필름삽입단계(S20) 이 후에 미리정해진 단위셀들의 적층이 완료될 때까지 상기 단위셀적층단계(S30)가 반복되고, 상기 단위셀적층단계(S30)가 완료되면, 적층된 단위셀들 각각에 필름이 열융착되도록 열융착단계(S40)가 반복될 수도 있다.
상기 단위셀제조단계(S10)에서는 아래에서부터 분리막/음극/분리막/양극 순서로 적층된 모노셀 또는 분리막/양극/분리막/음극 순서로 적층된 모노셀로 단위셀을 제조한다. 아울러, 상기 단위셀제조단계(S10)에서는 아래에서부터 분리막/음극/분리막 순서로 적층된 하프셀 또는 분리막/양극/분리막 순서로 적층된 하프셀을 모노셀과는 별도로 단위셀로 제조된다.
그리고, 상기 단위셀적층단계(S30)가 반복되어 수행되는 동안, 모노셀들로 적층이 이뤄지되, 상기 단위셀적층단계(S30)가 마지막으로 수행될 때는 하프셀로 적층이 이뤄진다.
상기 필름은 열과 압력이 가해지면 소성변화가 이뤄지는 열가소성 재질로 제조되고, 상기 열융착단계(S40)에서는 인두기의 끝단이 필름을 가압함과 동시에 가열하여 단위셀에 열융착시킨다.
상기 형틀은 인두기의 끝단이 진입하거나 인두기가 내장되도록 구성되어 상기 필름의 열융착은 형틀 내에서 이뤄진다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 고정용 테이프를 테이프를 대신하여 전극조립체의 측면에서 필름이 열융착되어 고정되므로(고정용 테이프를 접착할 때 발생하던 압력 보다 더 작은 압력이 가해지므로), 종래의 구조에서 발생하던 분리막의 접힘 또는 들뜸을 방지할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 두 장 이상의 분리막들끼리 끝단에서 모아져 접합부를 형성하고 상기 접합부에서 필름이 열융착되므로, 열융착 시 분리막이 접히거나 변형되는 문제를 방지할 수 있다. 즉, 열융착이 이뤄질 때, 분리막들의 끝단끼리는 서로 접합되어 움직임이 제한되고 접합부가 형성된 지점에서는 두께가 증가하여 필름과의 열융착면적을 늘려 고정력을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 단위셀이 적층된 후 바로 열융착이 이뤄지고 다음 단위셀의 적층되는 순서로 진행되거나, 단위셀들의 모든 적층이 완료된 이 후에 열융착이 이뤄질 수 있으므로 전극조립체의 조건에 따라서 제조공정의 유연성을 제공할 수 있다.
그리고, 단위셀의 적층이 이뤄지는 형틀 내부로 인두기가 진입하여 또는 인두기가 내장되어 상기 형틀 내에서 열융착이 이뤄지므로, 열융착과정에서 단위셀의 흔들림이 방지되어 보다 안정적으로 열융착이 이뤄질 수 있다.
도 1a 는 종래의 전극조립체 제조과정이 단순화되어 도시된 도면.
도 1b 는 종래의 전극조립체 구조에서 분리막의 접힘 및 들뜸 현상이 발생한 모습이 도시된 도면.
도 2 는 본 발명의 전극조립체 제조방법의 순서도.
도 3 은 단위셀 제조단계에서 음극, 분리막, 양극의 적층이 이뤄져서 단위셀로 제조되는 모습이 도시된 도면.
도 4a 는 본 발명의 전극조립체 제조방법에서 형틀의 단면모습(a) 및 상기 형틀 내에 필름이 부착된 모습(b)이 나타난 도면.
도 4b 는 도 4a 에 도시된 형틀 내에서 상기 필름들 사이에 단위셀이 안착된 모습(c)이 추가적으로 도시된 도면.
도 4c 은 도 4b 에 도시된 형틀 내에서 인두기가 필름과 단위셀의 접합부를 접합하는 모습들(c, d, e)이 추가적으로 도시된 도면.
도 5 은 본 발명의 전극조립체 제조방법으로 제조된 전극조립체의 평면도, 정면도, 좌측면도가 각각 도시된 도면.
도 1b 는 종래의 전극조립체 구조에서 분리막의 접힘 및 들뜸 현상이 발생한 모습이 도시된 도면.
도 2 는 본 발명의 전극조립체 제조방법의 순서도.
도 3 은 단위셀 제조단계에서 음극, 분리막, 양극의 적층이 이뤄져서 단위셀로 제조되는 모습이 도시된 도면.
도 4a 는 본 발명의 전극조립체 제조방법에서 형틀의 단면모습(a) 및 상기 형틀 내에 필름이 부착된 모습(b)이 나타난 도면.
도 4b 는 도 4a 에 도시된 형틀 내에서 상기 필름들 사이에 단위셀이 안착된 모습(c)이 추가적으로 도시된 도면.
도 4c 은 도 4b 에 도시된 형틀 내에서 인두기가 필름과 단위셀의 접합부를 접합하는 모습들(c, d, e)이 추가적으로 도시된 도면.
도 5 은 본 발명의 전극조립체 제조방법으로 제조된 전극조립체의 평면도, 정면도, 좌측면도가 각각 도시된 도면.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은, 음극(3), 분리막(1), 양극(2)이 반복적으로 적층되는 전극조립체 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세히 설명한다.
제1실시예
본 발명은 전극조립체의 제조방법을 제1실시예로써 제공한다. 본 발명에 따른 전극조립체 제조방법의 순서가 나타난 도 2 에 기재된 바와 같이, 이 실시예에 따른 제조방법은, 단위셀제조단계(S10), 필름삽입단계(S20), 단위셀적층단계(S30), 열융착단계(S40)을 포함한다.
상기 단위셀제조단계(S10)에서는 음극(3), 분리막(1), 양극(2)의 미리정해진 적층구조를 갖는 단위셀(10)을 제조하되 분리막(1)의 끝단들끼리 접합하여 접합부(1a)가 형성되도록 제조한다.
즉, 음극(3), 분리막(1), 양극(2)의 적층이 이뤄져서 단위셀(10)로 제조되는 모습이 도시된 도 3 에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 적층구조를 갖는 모노셀 및 하프셀을 단위셀로 제조한다. 상기 모노셀은 도시된 바와 같이 아래에서부터 분리막(1)/양극(2)/분리막(1)/음극(3) 순서로 적층된 구조를 갖거나, 아래에서부터 분리막(1)/음극(3)/분리막(1)/양극(2) 순서로 적층된 구조를 가질 수 있다. 그리고, 상기 모노셀에서 최상층 전극(양극 또는 음극)이 제거된 하프셀이 추가적으로 제공된다. 상기 하프셀은 모노셀의 적층이 완료된 후에 최상층에 분리막(1)이 놓이도록 아래에서부터 분리막(1)/음극(3)/분리막(1) 순서로 적층된 구조를 갖거나, 분리막(1)/양극(2)/분리막(1) 순서로 적층된 구조를 갖는다. 따라서, 모노셀들의 적층이 완료된 후 하프셀의 적층이 이뤄지므로 본 발명에 의해 적층되는 전극조립체는 최하층과 최상층에 분리막이 놓이는 구조를 갖는다.
한편, 상기 모노셀 및 하프셀로 제조되는 단위셀(10)은 분리막(1)이 양극(2)과 음극(3) 보다 더 큰 면적을 가지며 도시된 바와 같이 양측으로 끝단이 돌출된 구조를 갖는다. 이 단위셀제조단계(S10)에서 상기 분리막들(1)의 끝단은 서로의 위아랫면이 접합되어 접합부(1a)를 형성한다. 상기 접합부(1a)는 분리막(1)이 돌출된 끝단들 모두 반드시 형성될 필요는 없으나, 단위셀(10)이 적층될 때 필름(30)과 마주하게되는 끝단에는 형성되는 것이 바람직하다.
도 4a 내지 도 4c 에는 발명의 전극조립체 제조방법에서 형틀(M)의 단면모습(a), 상기 형틀(M) 내에 필름(3)이 부착된 모습(b), 형틀(M) 내에 상기 필름들(30) 사이에 단위셀(10)이 안착된 모습(c) 및 형틀(M) 내에 인두기(G)가 필름(30)과 단위셀(10)의 접합부(1a)를 접합하는 모습들(d, e)이 각각 도시되었다.
도 4a 내지 4c 을 참조하면, 상기 필름삽입단계(S20)에서는 형틀(M) 내에서 서로 마주하는 양측 내주면에 필름(30)의 배치가 이뤄진다. 상기 형틀(M)은 필름(30)이 배치된 상태에서 그 사이로 단위셀들(10)의 적층이 이뤄질 수 있는 크기로 제작되며, 충분한 강성을 갖도록 제조된다. 상기 형틀(M)은 단위셀들(10)의 적층이 이뤄지는 내부 공간이 육면체형태로 이뤄지도록 구성될 수 있되, 단위셀(10)의 적층 시 단위셀(10)을 이송 및 적층하는 그립퍼(gripper, 미도시) 등이 작동할 때 간섭을 발생시키지 않도록 필름(30)이 배치되지 않는 일측면 또는 양측면은 개방된 상태로 제공될 수 있다.
그리고, 상기 형틀(M) 내에서 필름(30)은 열융착이 이뤄지기 전 수직으로 세워진 상태가 유지되도록 상기 형틀(M)의 내주면에 가고정된 상태로 배치될 수 있다. 즉, 상기 형틀(M)에는 필름을 가고정시키기 위한 집게, 홀더(holder) 등이 설치될 수도 있고, 또는 상기 필름(30)은 배치 전에 표면에 접착력이 상대적으로 약한 접착제가 도포된 상태로 형틀(M) 내에 배치될 수 있다. 이러한, 필름(30)을 가고정하는 수단은 전극조립체의 제조가 완료된 후 상기 형틀(M)의 내주면에서 필름(30)이 용이하게 분리될 수 있다면 공지의 다른 방법들이 적용될 수 있다.
아울러, 상기 형틀(M)은 필름(30)과 단위셀(10)을 열융착할 때, 인두기(G)의 진입이 가능하도록 수직으로 상기 인두기(G)의 진입이 가능한 슬릿(slit: 미도시)등이 형성되거나, 상기 형틀(M) 내에서 인두기(G)가 활주가능하게 탑재된 구조를 가질 수 있다.
상기 형틀(M) 내에 필름(30)이 배치되고 인두기(G)의 작동이 준비된 상태에서 그 다음으로 단위셀적층단계(S30)가 이뤄진다. 상기 단위셀적층단계(S30)에서는 두 필름들(30) 사이의 정위치로 형틀(M) 내에 단위셀들(10)의 적층이 이뤄진다. 이때, 상기 단위셀(10)은 전술한 바와 같은 모노셀이되, 아랫쪽에 분리막(1)이 놓이도록 적층이 이뤄진다.
그리고, 상기 형틀(M) 내에서 열과 압력을 가하여 상기 필름(30)을 적층된 단위셀(10)의 접합부(1a)에 열융착시키는 열융착단계(S40)가 이뤄진다.
이 실시예에서는 형틀(M) 내에서 서로 마주하는 양측벽면에 한 개씩 맞닿도록 두 개의 필름(30)이 삽입되어, 상기 열융착은 형틀(M)의 양측벽면 각각에서 동시에 이뤄진다.
한편, 도 4c 에서는 상기 필름삽입단계(S20) 이 후에 미리정해진 단위셀들(10)의 적층이 완료될 때까지, 단위셀(10) 하나가 적층되면 그 단위셀(10)의 열융착이 이뤄지고 그 다음 순서의 단위셀(10)의 적층과 열융착이 이뤄지도록 상기 단위셀적층단계(S30)와 열융착단계(S40)가 반복되는 것으로 도시되었다.
하지만, 형틀(M) 내에서 상기 단위셀(10)은 필름들(30) 사이에서 위치변화가 없기 때문에 열융착 없이 모든 단위셀들(10)의 적층이 다 이뤄진 후, 적층이 완료된 상태에서 아래층의 단위셀(10)부터(또는 윗층의 단위셀부터) 순차적으로 각각의 단위셀(10)의 열융착이 이뤄지도록 제조될 수 있다. 즉, 본 발명에서 단위셀적층단계(S30)과 열융착단계(S40)는 유동적으로 순서가 변경될 수 있다.
그리고, 위에 설명한 바와 같이, 상기 단위셀적층단계(S30)가 반복되어 수행되는 동안, 모노셀들로 적층이 이뤄지되 상기 단위셀적층단계(S30)가 마지막으로 수행될 때는 하프셀로 적층이 이뤄진다. 따라서, 이와 같이 제조된 전극조립체는 최상층과 최하층에 분리막(1)이 배치되는 구조를 갖는다.
한편, 본 발명에서 상기 필름(30)은 열과 압력이 가해지면 소성변화가 이뤄지는 열가소성 재질로 제조된다. 예를 들어 상기 필름은 PET(polyethylene terephthalate)재질로 제조될 수 있다.
상기 상기 열융착단계(S40)에서는 인두기(G)의 끝단이 필름(30)을 가압함과 동시에 가열하여 단위셀(10)의 접합부(1a)에 열융착시키되, 가해지는 온도와 압력은 필름(30)의 두께와 재질 또는 접합부의 상대적 위치와 크기 등에 따라 가변될 수 있다. 이때, 상기 형틀(M)은 위에 설명한 바와 같이 인두기(G)의 끝단이 진입하거나 인두기(G)가 내장되도록 구성되어 상기 필름(30)의 열융착은 형틀(M) 내에서 이뤄진다.
제2실시예
본 발명은 제1실시예에 따른 제조방법으로 제조될 수 있는 전극조립체를 제2실시예로써 제공한다.
이 실시예에서 제공되는 전극조립체는 음극(3), 분리막(1), 양극(2)이 반복적으로 적층된 전극조립체로써, 음극(3), 분리막(1), 양극(2)이 적층되어 형성된 측면들 중 어느 한 곳을 덮도록 배치되는 필름(30)을 포함하고, 상기 필름(30)은 음극(3), 분리막(1), 양극(2)이 적층되어 형성된 측면에 열융착된 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 전극조립체 제조방법으로 제조된 전극조립체의 평면도, 정면도, 좌측면도가 도시된 도 5 를 참조하면, 본 발명에 따른 음극(3)과 양극(2)은 일측변으로 돌출된 음극탭(3a)과 양극탭(2a)을 각각 갖는다. 상기 양극탭(2a)과 음극탭(3a)은 서로 반대쪽으로 돌출되도록 구성되고, 상기 양극탭(2a) 및 음극탭(3a)이 돌출된 변의 직각을 이루는 두 변을 포함하는 전극조립체의 측면각각에 필름(30)이 부착된 구성을 갖는다.
전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 고정용 테이프를 테이프를 대신하여 전극조립체의 측면에서 필름(30)이 열융착되어 고정되어 종래의 고정용 테이프를 접착할 때 발생하던 압력 보다 더 작은 압력이 가해지므로, 종래의 구조에서 발생하던 분리막(1)의 접힘 또는 들뜸을 방지할 수 있다.
특히, 본 발명에서는 두 장 이상의 분리막들(1)끼리 끝단에서 모아져 접합부(1a)를 형성하고 상기 접합부(1a)에서 필름(30)이 열융착되므로, 열융착 시 분리막(1)이 접히거나 변형되는 문제를 방지할 수 있다. 즉, 열융착이 이뤄질 때, 분리막들(1)의 끝단끼리는 서로 접합되어 움직임이 제한되고 접합부(1a)가 형성된 지점에서는 두께가 증가하여 필름(30)과의 열융착면적을 늘려 고정력을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 단위셀(10)이 적층된 후 바로 열융착이 이뤄지고 다음 단위셀(10)의 적층되는 순서로 진행되거나, 단위셀들(10)의 모든 적층이 완료된 이 후에 열융착이 이뤄질 수 있으므로 전극조립체의 조건에 따라서 제조공정의 유연성을 제공할 수 있다.
그리고, 단위셀(10)의 적층이 이뤄지는 형틀(M) 내부로 인두기(G)가 진입하여 또는 인두기(G)가 내장되어 상기 형틀(M) 내에서 열융착이 이뤄지므로, 열융착과정에서 단위셀(10)의 흔들림이 방지되어 보다 안정적으로 열융착이 이뤄질 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 가능하다.
1 : 분리막
1a : 접합부
2 : 양극
3 : 음극
10 : 단위셀
30 : 필름
M : 형틀
G : 인두기
1a : 접합부
2 : 양극
3 : 음극
10 : 단위셀
30 : 필름
M : 형틀
G : 인두기
Claims (13)
- 음극, 분리막, 양극이 반복적으로 적층된 전극조립체에 있어서,
음극, 분리막, 양극이 적층되어 형성된 측면들 중 어느 한 곳을 덮도록 배치되는 필름;을 포함하고,
상기 필름은 음극, 분리막, 양극이 적층되어 형성된 측면에 열융착된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
- 제 1 항에 있어서,
상기 필름은 음극, 분리막, 양극이 적층되어 형성된 측면들 중 서로 마주하는 측면들 두 곳 각각에 배치된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
- 제 1 항에 있어서,
상기 필름은 열과 압력이 가해지면 소성변화가 이뤄지는 열가소성 재질로 제조된 것을 특징으로 하는 전극조립체.
- 제 3 항에 있어서,
상기 필름은 PET(polyethylene terephthalate)재질로 제조된 것을 특징으로하는 전극조립체.
- 제 1 항에 있어서,
두 장 이상의 분리막들은 끝단에서 모아져 접합된 접합부를 형성하고, 상기 접합부에 필름이 열융착된 것을 특징으로하는 전극조립체.
- 음극, 분리막, 양극이 반복적으로 적층되는 전극조립체의 제조방법으로써,
음극, 분리막, 양극의 미리정해진 적층구조를 갖는 단위셀을 제조하되 분리막의 끝단들끼리 접합하여 접합부가 형성되도록 제조하는 단위셀제조단계(S10);
형틀 내에 필름을 삽입하는 필름삽입단계(S20);
상기 형틀 내에 상기 단위셀을 적층하는 단위셀적층단계(S30); 및
상기 형틀 내에서 열과 압력을 가하여 상기 필름을 적층된 단위셀의 접합부에 열융착시키는 열융착단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 필름삽입단계(S20)에서는 형틀 내에서 서로 마주하는 양측벽면에 한 개씩 맞닿도록 두 개의 필름이 삽입되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 필름삽입단계(S20) 이 후에 미리정해진 단위셀들의 적층이 완료될 때까지, 상기 단위셀적층단계(S30)와 열융착단계(S40)가 반복되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 필름삽입단계(S20) 이 후에 미리정해진 단위셀들의 적층이 완료될 때까지 상기 단위셀적층단계(S30)가 반복되고, 상기 단위셀적층단계(S30)가 완료되면 적층된 단위셀들 각각에 필름이 열융착되도록 열융착단계(S40)가 반복되는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 단위셀제조단계(S10)에서는 아래에서부터 분리막/음극/분리막/양극 순서로 적층된 모노셀 또는 분리막/양극/분리막/음극 순서로 적층된 모노셀로 단위셀을 제조하는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 단위셀제조단계(S10)에서는 아래에서부터 분리막/음극/분리막 순서로 적층된 하프셀 또는 분리막/양극/분리막 순서로 적층된 하프셀을 모노셀과는 별도로 단위셀로 제조하고,
상기 단위셀적층단계(S30)가 반복되어 수행되는 동안, 모노셀들로 적층이 이뤄지되, 상기 단위셀적층단계(S30)가 마지막으로 수행될 때는 하프셀로 적층이 이뤄지는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서,
상기 필름은 열과 압력이 가해지면 소성변화가 이뤄지는 열가소성 재질로 제조되고,
상기 열융착단계(S40)에서는 인두기의 끝단이 필름을 가압함과 동시에 가열하여 단위셀에 열융착시키는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서,
상기 형틀은 인두기의 끝단이 진입하거나 인두기가 내장되도록 구성되어 상기 필름의 열융착은 형틀 내에서 이뤄지는 것을 특징으로 하는 전극조립체의 제조방법.
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