KR20210119787A - 단위 셀 제조 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20210119787A
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정수택
권순관
배상호
최성원
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Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치는 하부 분리막 시트가 권출되는 하부 분리막 릴; 권출된 상기 하부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제1 노즐; 상부 분리막 시트가 권출되는 상부 분리막 릴; 권출된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제2 노즐; 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 일면이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트의 일면에 안착된 제1 전극의 상면과 접착하도록, 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 제1 닙 롤을 포함한다.

Description

단위 셀 제조 장치 및 방법{The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell}
본 발명은 단위 셀 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극과 분리막 시트를 적층하여 단위 셀을 제조할 때, 전극이 정위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있는 단위 셀 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.
이러한 이차 전지를 제조하기 위해, 먼저 전극 활물질 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 소정 형상의 전극 조립체를 형성한다. 그리고 전지 케이스에 전극 조립체를 수납하고 전해액 주입 후 실링한다.
전극 조립체는 다양한 종류로 분류된다. 예를 들어, 단위 셀을 제조하지 않고 단순히 양극, 분리막, 음극들을 교차하여 계속 적층하는 단순 스택형(Simple Stack Type), 양극, 분리막, 음극들을 이용하여 단위 셀을 먼저 제조한 후 이러한 단위 셀들을 적층하는 라미네이션 앤 스택형(L&S, Lamination & Stack Type), 길이가 일측으로 긴 분리막 시트의 일면에 복수의 전극 또는 단위 셀을 이격시켜 부착하고 분리막 시트를 일단으로부터 동일한 방향으로 반복적으로 폴딩해 나가는 스택 앤 폴딩형(S&F, Stack & Folding Type), 길이가 일측으로 긴 분리막 시트의 일면과 타면에 복수의 전극 또는 단위 셀을 각각 교번하여 부착하고 분리막 시트를 일단으로부터 특정 방향으로 폴딩한 후 반대 방향으로 폴딩하는 방식을 번갈아가며 반복하는 Z-폴딩형(Z-Folding Type) 등이 있다.
이 중에서 라미네이션 앤 스택형, 스택 앤 폴딩형 또는 Z-폴딩형 전극 조립체를 제조하기 위해서는, 먼저 단위 셀을 제조할 수 있다. 일반적으로 단위 셀을 제조하기 위해서는, 중앙 전극이 컨베이어 벨트 등에 의해 일측으로 이동하는 동안에, 중앙 전극의 상하면에 각각 분리막이 적층되고, 그 이후에 최상단에 상부 전극이 더 적층된다. 그리고 경우에 따라 최하단에 하부 전극이 더 적층될 수도 있다. 그리고 전극과 분리막이 적층된 적층체에 열 및 압력을 인가하는 라미네이팅 공정이 수행된다. 이러한 라미네이팅 공정을 수행함으로써, 전극과 분리막 사이가 접착되어 단위 셀이 견고하게 형성될 수 있다.
그런데, 종래에는 전극과 분리막이 적층된 적층체에 라미네이팅 공정을 수행하기 전까지는 전극과 분리막이 서로 접착되지 않고, 단지 접촉하고 있을 뿐이었다. 따라서, 라미네이팅 공정을 수행하기 위해, 적층체를 이송하는 과정에서 전극이 정위치에서 이탈하는 문제가 있었다. 또한, 라미네이팅 공정은 적층체에 높은 열 및 압력을 인가하는 것이므로, 전극이 파손되는 문제가 발생할 수도 있었다. 나아가, 최근에 작은 열 및 압력에도 전극과 접착될 수 있는 분리막이 개발되었으나, 이러한 분리막은 제조 비용이 과도하게 많이 소모되어, 경제적이지 않으면서 공정 효율도 저하되는 문제도 있었다.
한국공개공보 제2010-0016619호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극과 분리막 시트를 적층하여 단위 셀을 제조할 때, 전극이 정위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있는 단위 셀 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치는 하부 분리막 시트가 권출되는 하부 분리막 릴; 권출된 상기 하부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제1 노즐; 상부 분리막 시트가 권출되는 상부 분리막 릴; 권출된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제2 노즐; 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 일면이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트의 일면에 안착된 제1 전극의 상면과 접착하도록, 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 제1 닙 롤을 포함한다.
또한, 접착제가 도포된 상기 하부 분리막 시트의 일면에 제1 전극을 안착시키는 제1 헤더를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극이 형성되는 제1 전극 시트가 권출되는 제1 전극 릴을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극이 상기 상부 분리막 시트와 접착하기 전에, 상기 제1 전극의 상방에 배치되어 상기 제1 전극을 촬영하는 제1 비전 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 닙 롤은, 상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극 및 상기 상부 분리막 시트가 순서대로 적층되어 형성된 제1 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제1 적층체에 압력을 인가할 수 있다.
또한, 양면이 상하반전된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제3 노즐을 더 포함할 수 있다.
또한, 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 타면에 제2 전극이 안착하면, 상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막 시트 및 상기 제2 전극이 순서대로 적층되어 형성된 제2 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 제2 닙 롤을 더 포함할 수 있다.
또한, 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 타면에 제2 전극을 안착시키는 제2 헤더를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 전극이 형성되는 제2 전극 시트가 권출되는 제2 전극 릴을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 전극이 상기 상부 분리막 시트의 타면에 안착하기 전에, 상기 제2 전극의 상방에 배치되어 상기 제2 전극을 촬영하는 제2 비전 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하는 커터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극이 상기 상부 분리막 시트와 접착하면, 상기 제1 전극의 측방에 배치되어 상기 제1 전극을 촬영하는 제3 비전 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극이 상기 상부 분리막 시트와 접착하면, 상기 상부 분리막 시트의 상방에 배치되어 상기 상부 분리막 시트를 향해 광을 조사하는 광원을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법은 하부 분리막 릴로부터 하부 분리막 시트가 권출되는 단계; 권출된 상기 하부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제1 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 접착제가 도포된 상기 하부 분리막 시트의 일면에, 제1 전극이 안착하는 단계; 상부 분리막 릴로부터 상부 분리막 시트가 권출되는 단계; 권출된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제2 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 및 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 일면이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트의 일면에 안착된 제1 전극의 상면과 접착하도록, 제1 닙 롤이 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 단계에 있어서, 상기 제1 닙 롤은, 상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극 및 상기 상부 분리막 시트가 순서대로 적층되어 형성된 제1 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제1 적층체에 압력을 인가할 수 있다.
또한, 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 단계 이후에, 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 제3 노즐이 접착제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 제3 노즐이 접착제를 도포하는 단계 이후에, 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 타면에, 제2 전극이 안착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 전극이 안착하는 단계 이후에, 상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막 시트 및 상기 제2 전극이 순서대로 적층되어 형성된 제2 적층체의 양 면에 제2 닙 롤이 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 단계 이후에, 커터가 상기 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
전극과 분리막 시트를 적층하여 단위 셀을 제조할 때, 전극을 분리막 시트 상에 안착할 때마다 접착제를 미리 도포함으로써, 고가의 분리막을 사용하지 않더라도 전극의 위치가 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 라미네이팅 공정을 수행할 필요가 없어, 라미네이터를 제거할 수 있으므로, 단위 셀 제조 장치의 부피가 감소하고 제조 공정이 간소화될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치를 자세히 나타낸 측면 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치를 자세히 나타낸 평면 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치를 자세히 나타낸 측면 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법의 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극(11)과 분리막 시트(1211, 1221)를 적층하여 단위 셀(2)을 제조할 때, 전극(11)을 분리막 시트(1211, 1221) 상에 안착할 때마다 접착제를 미리 도포함으로써, 고가의 분리막을 사용하지 않더라도 전극(11)의 위치가 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 라미네이팅 공정을 수행할 필요가 없어, 라미네이터를 제거할 수 있으므로, 단위 셀 제조 장치(1)의 부피가 감소하고 제조 공정이 간소화될 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법은, 하부 분리막 릴(121)로부터 하부 분리막 시트(1211)가 권출되는 단계; 권출된 상기 하부 분리막 시트(1211)에서 상방을 향하는 일면(1212) 중 적어도 일부에, 제1 노즐(131)이 접착제를 도포하는 단계; 접착제가 도포된 상기 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에, 제1 전극(1112)이 안착하는 단계; 상부 분리막 릴(122)로부터 상부 분리막 시트(1221)가 권출되는 단계; 권출된 상기 상부 분리막 시트(1221)에서 상방을 향하는 일면(1222) 중 적어도 일부에, 제2 노즐(132)이 접착제를 도포하는 단계; 및 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 안착된 제1 전극(1112)의 상면과 접착하도록, 제1 닙 롤(161)이 상기 상부 분리막 시트(1221)의 양면을 상하반전시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 상부 분리막 시트(1221)의 양면을 상하반전시키는 단계 이후에, 상기 상부 분리막 시트(1221)에서 상방을 향하는 타면(1223) 중 적어도 일부에, 제3 노즐(133)이 접착제를 도포하는 단계; 및 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에, 제2 전극(1122)이 안착하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이하, 도 1의 흐름도에 도시된 각 단계를 도 2 내지 도 6을 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)의 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 분리막 시트(1211)가 권출되는 하부 분리막 릴(121); 권출된 상기 하부 분리막 시트(1211)에서 상방을 향하는 일면(1212) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제1 노즐(131); 상부 분리막 시트(1221)가 권출되는 상부 분리막 릴(122); 권출된 상기 상부 분리막 시트(1221)에서 상방을 향하는 일면(1222) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제2 노즐(132); 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 안착된 제1 전극(1112)의 상면과 접착하도록, 상기 상부 분리막 시트(1221)의 양면을 상하반전시키는 제1 닙 롤(161)을 포함한다.
하부 분리막 릴(121)은 하부 분리막 시트(1211)가 권취된 릴이며, 하부 분리막 시트(1211)가 상기 하부 분리막 릴(121)로부터 권출된다. 그리고, 상부 분리막 릴(122)은 상부 분리막 시트(1221)가 권취된 릴이며, 상부 분리막 시트(1221)가 상기 상부 분리막 릴(122)로부터 권출된다. 하부 분리막 릴(121)로부터 권출된 하부 분리막 시트(1211)의 상방을 향하는 일면(1212)에는 제1 전극(1112)이 안착되고, 상부 분리막 릴(122)로부터 권출된 상부 분리막 시트(1221)가 상기 제1 전극(1112)의 상면에 적층된다. 그럼으로써, 하부 분리막 시트(1211), 제1 전극(1112) 및 상부 분리막 시트(1221)가 순서대로 적층된 제1 적층체(21)가 형성된다. 이러한 제1 적층체(21)는 분리막 시트(1211, 1221)에 복수의 제1 전극(1112)이 분리막 시트(1211, 1221)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 적층됨으로써 형성될 수 있다.
하부 분리막 시트(1211)와 상부 분리막 시트(1221)는 이송되는 방향이 서로 다를 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 분리막 시트(1211)는 단위 셀 제조 장치(1)의 일측으로부터 타측으로 권출되어 이송될 수 있고, 상부 분리막 시트(1221)는 상방으로부터 하방으로 권출되어 이송될 수 있다. 그리고 추후에, 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)에 접착제가 도포되면, 상부 분리막 시트(1221)의 양면이 상하반전되면서, 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향이 하부 분리막 시트(1211)의 이송 방향과 동일하게 변경될 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 하부 분리막 시트(1211)와 상부 분리막 시트(1221)는 이송되는 방향이 처음부터 동일할 수 있다. 이러한 경우에는, 추후에 상부 분리막 시트(1221)의 양면이 상하반전되더라도, 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향이 변경되지 않을 수 있다.
노즐(13)은 분리막 시트(1211, 1221)에 접착제를 도포한다. 상기 접착제는 분리막 시트(1211, 1221)의 상방을 향하는 면(1212, 1222, 1223)에 균일하게 도포되는 것이 바람직하다. 나아가, 접착제의 점성이 상대적으로 높은 경우에는, 분리막 시트(1211, 1221)의 면(1212, 1222, 1223)의 전면에 모두 접착제를 도포할 수도 있다. 그런데, 접착제의 점성이 상대적으로 낮은 경우에는, 분리막 시트(1211, 1221)의 면(1212, 1222, 1223)의 전면에 모두 접착제를 도포하면 접착제의 도포량이 과도하게 많을 수 있다. 그럼으로써, 접착제가 분리막 시트(1211, 1221)의 외측으로 유동하여 다른 부분을 오염시킬 수 있고, 이차 전지가 제조되었을 때 전력을 생산하는 기능이 원활하지 않을 수 있다. 따라서, 이러한 경우에 접착제는 분리막 시트(1211, 1221)의 영역의 상면에 점 형태로 도포하는 스팟 도포 방식 또는 선 형태로 도포하는 라인 도포 방식으로 도포될 수 있다.
반면에, 접착제의 도포량이 과도하게 적으면, 셀이 이동하면서 여전히 전극(11)이 분리막 시트(1211, 1221)에 고정되지 않고, 정위치에서 이탈할 수 있다. 따라서, 접착제가 도포되는 영역의 간격이 과도하게 넓지 않은 것이 바람직하다.
한편, 접착제는 분리막이 전해액에 함침되더라도 접착성을 유지하여야 한다. 따라서, 화학적인 원인으로 변성되지 않는, 내식성의 성질을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 접착제는 핫 멜트 접착제로서, 변성 올레핀계 열 가소성 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
노즐(13)은 권출된 상기 하부 분리막 시트(1211)에서 상방을 향하는 일면(1212) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제1 노즐(131); 및 권출된 상기 상부 분리막 시트(1221)에서 상방을 향하는 일면(1222) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제2 노즐(132); 및 양면이 상하반전된 상기 상부 분리막 시트(1221)에서 상방을 향하는 타면(1223) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제3 노즐(133)을 포함한다. 구체적으로, 제1 노즐(131)은 하부 분리막 시트(1211)의 상방에 배치되어, 상방을 향하는 일면(1212) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다. 그리고, 제2 노즐(132)은 상부 분리막 시트(1221)의 상방에 배치되어, 상방을 향하는 일면(1222) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다. 그리고 제3 노즐(133)은 추후에 상부 분리막 시트(1221)의 양면이 상하반전되어 상부 분리막 시트(1221)에서 타면(1223)이 상방을 향하게 되면, 상부 분리막 시트(1221)의 상방에 배치되어, 상방을 향하는 타면(1223) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다.
제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)은 전극 집전체 상에 전극 활물질, 도전재 및 바인더의 슬러리를 도포한 다음에 이를 건조하고 프레싱하여 제조될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 별도의 전극(11) 제조 공정에서 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)이 제조될 수 있다. 그리고 제1 전극(1112)은 단위 셀 제조 장치(1)의 일측에 마련된 제1 전극 테이블(31) 또는 제1 전극 매거진(미도시)으로 공급되고, 제2 전극(1122)도 단위 셀 제조 장치(1)의 일측에 마련된 제2 전극 테이블(32) 또는 제2 전극 매거진(미도시)으로 공급될 수 있다. 제1 노즐(131)이 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 접착제를 도포하면, 제1 헤더(141)가 제1 전극(1112)을 흡착한 후 이송하여, 접착제가 도포된 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 제1 전극(1112)을 안착시킬 수 있다. 그리고 추후에 상부 분리막 시트(1221)의 양면이 상하반전되고 제3 노즐(133)이 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 접착제를 도포하면, 제2 헤더(142)가 제2 전극(1122)을 흡착한 후 이송하여, 접착제가 도포된 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 제2 전극(1122)을 안착시킬 수 있다. 여기서, 제1 전극(1112)과 제2 전극(1122)은 서로 다른 극성을 가지는 전극(11)일 수 있다. 즉, 제1 전극(1112)이 양극이라면 제2 전극(1122)은 음극이고, 제1 전극(1112)이 음극이라면 제2 전극(1122)은 양극일 수 있다.
가이드 롤(15)은 상부 분리막 시트(1221)가 권출되어 이송될 때, 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 상방을 향하도록 가이드한다. 상기 기술한 바와 같이, 상부 분리막 시트(1221)는 하부 분리막 시트(1211)와 이송되는 방향이 서로 다를 수 있으며, 특히 상방으로부터 하방으로 권출되어 이송될 수 있다. 그러면, 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 상방을 향하지 않거나, 상방을 향하더라도 경사를 가지며 기울어질 수도 있다. 따라서, 제2 노즐(132)이 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)에 용이하게 접착제를 도포하기 위해, 가이드 롤(15)이 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 수평을 이루며 상방을 향하도록 이송 방향을 변경시킬 수 있다.
제1 닙 롤(161)은 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 안착된 제1 전극(1112)의 상면과 접착하도록, 상기 상부 분리막 시트(1221)의 양면을 상하반전시킨다. 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 가이드 롤(15)에 의해 수평을 이루며 상방을 향하면, 제2 노즐(132)이 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)에 접착제를 도포한다. 그러면, 이러한 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이, 하방에 위치한 제1 전극(1112)의 상면과 접착해야 한다. 이를 위해, 상방을 향하던 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)은 하방을 향하도록 상하반전되어야 한다. 따라서, 제1 닙 롤(161)은 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)과 접촉하여 회전하며, 상기 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)이 상방으로 향하도록 가이드한다. 그럼으로써, 상부 분리막 시트(1221)의 양면이 상하반전되며, 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 제1 전극(1112)의 상면에 접착할 수 있다.
가이드 롤(15)이 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 상방을 향하도록 가이드할 때, 도 2에 도시된 바와 같이 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향이 하부 분리막 시트(1211)와 반대일 수 있다. 그러면, 제1 닙 롤(161)은 상부 분리막 시트(1221)의 양 면을 상하반전시키면서, 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향을 다시 반대로 변경시킬 수 있다. 그럼으로써, 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향이 하부 분리막 시트(1211)와 동일해질 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 만약 하부 분리막 시트(1211)와 상부 분리막 시트(1221)가 이송되는 방향이 처음부터 동일한 경우에는, 제1 닙 롤(161)은 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향을 변경시키지 않으면서, 단지 상부 분리막 시트(1221)의 양면만을 상하반전시킬 수 있다.
제1 닙 롤(161)은 복수로 형성되어, 하부 분리막 시트(1211), 제1 전극(1112) 및 상부 분리막 시트(1221)가 순서대로 적층된 제1 적층체(21)의 양 면에 각각 배치될 수 있다. 그리고, 회전하면서 상기 제1 적층체(21)에 압력을 인가할 수 있다. 그럼으로써, 제1 적층체(21)의 내부가 더욱 강력하게 접착될 수 있다.
상부 분리막 시트(1221)의 양면이 상하반전되면, 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)이 상방을 향한다. 그러면 제3 노즐(133)이 상방을 향하는 타면(1223) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다. 그리고 제2 헤더(142)가 제2 전극(1122)을 흡착한 후 이송하여, 접착제가 도포된 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 제2 전극(1122)을 안착시킬 수 있다. 그럼으로써, 하부 분리막 시트(1211), 상기 제1 전극(1112), 상기 상부 분리막 시트(1221) 및 상기 제2 전극(1122)이 순서대로 적층된 제2 적층체(22)가 형성될 수 있다. 이러한 제2 적층체(22)는 분리막 시트(1211, 1221)에 복수의 제2 전극(1122)이 분리막 시트(1211, 1221)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 적층됨으로써 형성될 수 있다. 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)은 서로 크기가 다르므로 이격되는 간격이 상이할 수 있다. 다만, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)들은 모두 중심이 일치하도록 정렬되며 배치되는 것이 바람직하다.
제2 닙 롤(162)은 복수로 형성되어, 제2 적층체(22)의 양 면에 각각 배치될 수 있다. 그리고, 회전하면서 상기 제2 적층체(22)에 압력을 인가할 수 있다. 그럼으로써, 제2 적층체(22)의 내부가 더욱 강력하게 접착될 수 있다.
이와 같은 단위 셀 제조 장치(1)를 사용하여 본 발명의 일 실시예예 따른 단위 셀 제조 방법을 다음과 같이 수행할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 하부 분리막 시트(1211)가 하부 분리막 릴(121)로부터 권출되어, 단위 셀 제조 장치(1)의 일측으로부터 타측으로 이송된다. 그러면 제1 노즐(131)이 하부 분리막 시트(1211)의 상방에 배치되어, 하부 분리막 시트(1211)의 상방을 향하는 일면(1212) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다(S101). 별도의 전극(11) 제조 공정에서 제조된 제1 전극(1112)은, 단위 셀 제조 장치(1)의 일측에 마련된 제1 전극 테이블(31) 또는 제1 전극 매거진(미도시)으로 공급된다. 그리고, 제1 헤더(141)가 제1 전극(1112)을 흡착한 후 이송하여, 접착제가 도포된 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 제1 전극(1112)을 안착시킬 수 있다(S102).
한편, 상부 분리막 시트(1221)가 상부 분리막 릴(122)로부터 권출되어, 상방으로부터 하방으로 이송될 수 있다. 그러면, 가이드 롤(15)이 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 상방을 향하도록 가이드한다. 특히, 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향이 하부 분리막 시트(1211)와 반대가 되도록 이송 방향을 변경시킬 수 있다. 그러면, 제2 노즐(132)이 상부 분리막 시트(1221)의 상방에 배치되어, 상부 분리막 시트(1221)의 상방을 향하는 일면(1222) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다(S103).
제1 닙 롤(161)은 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 하방을 향하도록 상기 상부 분리막 시트(1221)의 양면을 상하반전시킨다(S104). 그럼으로써, 상부 분리막 시트(1221)의 하방에 안착된 제1 전극(1112)의 상면과 접착한다. 이 때, 제1 닙 롤(161)은 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향을 다시 반대로 변경시킴으로써, 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향이 하부 분리막 시트(1211)와 동일해질 수 있다. 이와 동시에 제1 닙 롤(161)은, 하부 분리막 시트(1211), 제1 전극(1112) 및 상부 분리막 시트(1221)가 순서대로 적층된 제1 적층체(21)의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제1 적층체(21)에 압력을 인가할 수 있다.
제3 노즐(133)은 양면이 상하반전된 상기 상부 분리막 시트(1221)의 상방에 배치되어, 상부 분리막 시트(1221)의 상방을 향하는 타면(1223) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포한다(S105). 별도의 전극(11) 제조 공정에서 제조된 제2 전극(1122)은, 단위 셀 제조 장치(1)의 일측에 마련된 제2 전극 테이블(32) 또는 제2 전극 매거진(미도시)으로 공급된다. 그리고, 제2 헤더(142)가 제2 전극(1122)을 흡착한 후 이송하여, 접착제가 도포된 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 제2 전극(1122)을 안착시킬 수 있다(S106).
제2 닙 롤(162)은 하부 분리막 시트(1211), 제1 전극(1112), 상부 분리막 시트(1221) 및 상기 제2 전극(1122)이 순서대로 적층된 제2 적층체(22)의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제2 적층체(22)에 압력을 인가할 수 있다. 그리고, 커터(17)가 제2 적층체(22)를 일정 간격으로 절단함으로써, 단위 셀(2)이 제조될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)를 자세히 나타낸 측면 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)를 자세히 나타낸 평면 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극(1112)이 상기 상부 분리막 시트(1221)와 접착하기 전에, 상기 제1 전극(1112)의 상방에 배치되어 상기 제1 전극(1112)을 촬영하는 제1 비전 센서(181); 상기 제2 전극(1122)이 상기 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 안착하기 전에, 상기 제2 전극(1122)의 상방에 배치되어 상기 제2 전극(1122)을 촬영하는 제2 비전 센서(182); 및 상기 제1 전극(1112)이 상기 상부 분리막 시트(1221)와 접착하면, 상기 제1 전극(1112)의 측방에 배치되어 상기 제1 전극(1112)을 촬영하는 제3 비전 센서(183)를 더 포함한다.
제1, 제2 및 제3 비전 센서(181, 182, 183)는 특정 영역을 촬영하여 특정 영역에 대한 이미지 신호를 수신함으로써 영상을 획득한다. 이를 위해 일반적으로 비전 센서에는, CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 등의 촬상 소자가 포함된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1, 제2 및 제3 비전 센서(181, 182, 183)는, 각각 상부 분리막 시트(1221)와 접착 전의 제1 전극(1112), 제2 전극(1122) 및 상부 분리막 시트(1221)와 접착 후의 제1 전극(1112)을 촬영하여, 영상을 획득할 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 단위 셀 제조 장치(1)는 이러한 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 영상을 통해, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 불량 여부를 판단할 수 있는 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 제어부는 상기 획득한 영상과 미리 저장된 양품의 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 영상을 비교하여, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 크기, 모양, 위치의 불량 여부 또는 파손 여부 등을 파악할 수 있다.
제1 비전 센서(181)는 제1 전극(1112)이 상부 분리막 시트(1221)와 접착하기 전에, 제1 전극(1112)의 상방에 배치되어 제1 전극(1112)을 촬영한다. 이러한 제1 비전 센서(181)는 제1 전극 테이블(31)의 상방에 배치되어, 제1 전극(1112)이 제1 헤더(141)에 흡착되기 전에, 제1 전극 테이블(31)에서 대기하는 제1 전극(1112)을 촬영할 수 있다. 그럼으로써, 제1 전극(1112)의 불량 여부 등을 용이하게 파악하고, 만약 불량인 경우에는 하부 분리막 시트(1211)에 안착되기 전에 제거할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 하부 분리막 시트(1211)의 상방에 배치되어, 하부 분리막 시트(1211)에 안착된 제1 전극(1112)을 촬영할 수도 있다.
제2 비전 센서(182)는 제2 전극(1122)이 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 안착하기 전에, 제2 전극(1122)의 상방에 배치되어 제2 전극(1122)을 촬영한다. 이러한 제2 비전 센서(182)는 제2 전극 테이블(32)의 상방에 배치되어, 제2 전극(1122)이 제2 헤더(142)에 흡착되기 전에, 제2 전극 테이블(32)에서 대기하는 제2 전극(1122)을 촬영할 수 있다. 그럼으로써, 제2 전극(1122)의 불량 여부 등을 용이하게 파악하고, 만약 불량인 경우에는 상부 분리막 시트(1221)에 안착되기 전에 제거할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 상부 분리막 시트(1221)의 상방에 배치되어, 상부 분리막 시트(1221)에 안착된 제2 전극(1122)을 촬영할 수도 있다.
제3 비전 센서(183)는 제1 전극(1112)이 상부 분리막 시트(1221)와 접착하면, 제1 전극(1112)의 측방에 배치되어 제1 전극(1112)을 촬영한다. 이러한 제3 비전 센서(183)는 제2 전극(1122)이 상부 분리막 시트(1221)에 안착된 후에, 제1 전극(1112)을 촬영할 수 있다. 그럼으로써, 제2 전극(1122)이 상부 분리막 시트(1221)에 안착되는 과정에서 제1 전극(1112)이 정위치에서 이탈하거나 제1 전극(1112)이 파손되더라도, 제1 전극(1112)의 불량 여부 등을 용이하게 파악할 수 있다.
한편, 제1 전극(1112)이 상부 분리막 시트(1221)와 접착하면, 제1 전극(1112)의 양 면이 모두 상부 분리막 시트(1221) 및 하부 분리막 시트(1211)에 접착되어 커버된다. 그러면 제3 비전 센서(183)가 제1 전극(1112)을 촬영하더라도, 선명한 영상을 획득하지 못할 수도 있다. 따라서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 분리막 시트(1221)의 상방에 별도의 광원(19)이 배치될 수 있다. 그리고 제1 전극(1112)이 상부 분리막 시트(1221)와 접착하면, 상부 분리막 시트(1221), 특히 제3 비전 센서(183)가 촬영하는 영역을 향해 광을 조사할 수 있다. 그럼으로써, 제3 비전 센서(183)가 더욱 선명한 영상을 획득할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)를 사용하면, 전극(11)과 분리막 시트(1211, 1221)를 적층하여 단위 셀(2)을 제조할 때, 전극(11)을 분리막 시트(1211, 1221) 상에 안착할 때마다 접착제를 미리 도포함으로써, 고가의 분리막을 사용하지 않더라도 전극(11)의 위치가 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 라미네이팅 공정을 수행할 필요가 없어, 라미네이터를 제거할 수 있으므로, 단위 셀 제조 장치(1)의 부피가 감소하고 제조 공정이 간소화될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1a)의 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)이 별도의 전극(11) 제조 공정에서 제조된 후 공급된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예예 따른 단위 셀 제조 장치(1a)는 상기 제1 전극(1112)이 형성되는 제1 전극 시트(1111)가 권출되는 제1 전극 릴(111) 및 상기 제2 전극(1122)이 형성되는 제2 전극 시트(1121)가 권출되는 제2 전극 릴(112)을 더 포함한다. 즉, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)이 단위 셀 제조 장치(1a)에서 제1 전극 시트(1111) 및 제2 전극 시트(1121)를 절단함으로써 곧바로 제조될 수 있다.
제1 전극 릴(111)은 제1 전극 시트(1111)가 권취된 릴이며, 제1 전극 시트(1111)가 상기 제1 전극 릴(111)로부터 권출된다. 그리고, 제2 전극 릴(112)은 제2 전극 시트(1121)가 권취된 릴이며, 제2 전극 시트(1121)가 상기 제2 전극 릴(112)로부터 권출된다. 이러한 제1 전극 시트(1111)가 절단되어 복수의 제1 전극(1112)이 형성되고, 제2 전극 시트(1121)가 절단되어 복수의 제2 전극(1122)이 형성된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1a)를 자세히 나타낸 측면 개략도이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예예 따르면 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 비전 센서(181)는 제1 전극(1112)이 상부 분리막 시트(1221)와 접착하기 전에, 제1 전극(1112)의 상방에 배치되어 제1 전극(1112)을 촬영한다. 이러한 제1 비전 센서(181)는 제1 커터(171)가 제1 전극 시트(1111)를 절단하여 제1 전극(1112)이 형성되면, 제1 전극(1112)이 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 안착하기 전에 제1 전극(1112)을 촬영할 수 있다. 제2 비전 센서(182)는 제2 커터(172)가 제2 전극 시트(1121)를 절단하여 제2 전극(1122)이 형성되면, 제2 전극(1122)이 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 안착하기 전에 제2 전극(1122)을 촬영할 수 있다. 그리고 제3 비전 센서(183)는 제1 전극(1112)이 상부 분리막 시트(1221)와 접착하면, 제1 전극(1112)의 측방에 배치되어 제1 전극(1112)을 촬영한다. 따라서, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 크기, 모양, 위치의 불량 여부 또는 파손 여부 등을 파악할 수 있다.
이와 같은 단위 셀 제조 장치(1a)를 사용하여 본 발명의 다른 실시예예 따른 단위 셀 제조 방법을 다음과 같이 수행할 수 있다.
제1 노즐(131)이 하부 분리막 시트(1211)의 상방을 향하는 일면(1212) 중 적어도 일부에 접착제를 도포하면(S101), 제1 커터(171)가 제1 전극 릴(111)로부터 권출된 제1 전극 시트(1111)를 절단하여 제1 전극(1112)을 형성한다. 그리고 이러한 제1 전극(1112)은 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 곧바로 안착될 수 있다(S102). 한편, 제2 노즐(132)이 상부 분리막 시트(1221)의 상방을 향하는 일면(1222) 중 적어도 일부에 접착제를 도포하면(S103), 제1 닙 롤(161)이 상부 분리막 시트(1221)의 양면을 상하반전시킨다(S104). 그 후, 제3 노즐(133)이 양면이 상하반전된 상부 분리막 시트(1221)의 상방을 향하는 타면(1223) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하면(S105), 제2 커터(172)가 제2 전극 릴(112)로부터 권출된 제2 전극 시트(1121)를 절단하여 제2 전극(1122)을 형성한다. 그리고 이러한 제2 전극(1122)은 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 곧바로 안착될 수 있다(S106). 제3 커터(173)가 이와 같이 형성된 제2 적층체(22)를 일정 간격으로 절단함으로써, 단위 셀(2)이 제조될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 단위 셀 제조 장치 2: 단위 셀
11: 전극 13: 노즐
15: 가이드 롤 17: 커터
19: 광원 21: 제1 적층체
22: 제2 적층체 31: 제1 전극 테이블
32: 제2 전극 테이블 111: 제1 전극 릴
112: 제2 전극 릴 121: 하부 분리막 릴
122: 상부 분리막 릴 131: 제1 노즐
132: 제2 노즐 133: 제3 노즐
141: 제1 헤더 142: 제2 헤더
161: 제1 닙 롤 162: 제2 닙 롤
171: 제1 커터 172: 제2 커터
173: 제3 커터 181: 제1 비전 센서
182: 제2 비전 센서 183: 제3 비전 센서
1111: 제1 전극 시트 1112: 제1 전극
1121: 제2 전극 시트 1122: 제2 전극
1211: 하부 분리막 시트 1212: 하부 분리막 시트의 일면
1221: 상부 분리막 시트 1222: 상부 분리막 시트의 일면
1223: 상부 분리막 시트의 타면

Claims (19)

  1. 하부 분리막 시트가 권출되는 하부 분리막 릴;
    권출된 상기 하부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제1 노즐;
    상부 분리막 시트가 권출되는 상부 분리막 릴;
    권출된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제2 노즐;
    접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 일면이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트의 일면에 안착된 제1 전극의 상면과 접착하도록, 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 제1 닙 롤을 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    접착제가 도포된 상기 하부 분리막 시트의 일면에 제1 전극을 안착시키는 제1 헤더를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극이 형성되는 제1 전극 시트가 권출되는 제1 전극 릴을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극이 상기 상부 분리막 시트와 접착하기 전에, 상기 제1 전극의 상방에 배치되어 상기 제1 전극을 촬영하는 제1 비전 센서를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 닙 롤은,
    상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극 및 상기 상부 분리막 시트가 순서대로 적층되어 형성된 제1 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제1 적층체에 압력을 인가하는 단위 셀 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    양면이 상하반전된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제3 노즐을 더 포함하는 셀 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 타면에 제2 전극이 안착하면, 상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막 시트 및 상기 제2 전극이 순서대로 적층되어 형성된 제2 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 제2 닙 롤을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 타면에 제2 전극을 안착시키는 제2 헤더를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 전극이 형성되는 제2 전극 시트가 권출되는 제2 전극 릴을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 전극이 상기 상부 분리막 시트의 타면에 안착하기 전에, 상기 제2 전극의 상방에 배치되어 상기 제2 전극을 촬영하는 제2 비전 센서를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하는 커터를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극이 상기 상부 분리막 시트와 접착하면, 상기 제1 전극의 측방에 배치되어 상기 제1 전극을 촬영하는 제3 비전 센서를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극이 상기 상부 분리막 시트와 접착하면, 상기 상부 분리막 시트의 상방에 배치되어 상기 상부 분리막 시트를 향해 광을 조사하는 광원을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  14. 하부 분리막 릴로부터 하부 분리막 시트가 권출되는 단계;
    권출된 상기 하부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제1 노즐이 접착제를 도포하는 단계;
    접착제가 도포된 상기 하부 분리막 시트의 일면에, 제1 전극이 안착하는 단계;
    상부 분리막 릴로부터 상부 분리막 시트가 권출되는 단계;
    권출된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제2 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 및
    접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 일면이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트의 일면에 안착된 제1 전극의 상면과 접착하도록, 제1 닙 롤이 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 단계를 포함하는 단위 셀 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 단계에 있어서,
    상기 제1 닙 롤은,
    상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극 및 상기 상부 분리막 시트가 순서대로 적층되어 형성된 제1 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제1 적층체에 압력을 인가하는 단위 셀 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 단계 이후에,
    상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 제3 노즐이 접착제를 도포하는 단계를 더 포함하는 단위 셀 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    제3 노즐이 접착제를 도포하는 단계 이후에,
    접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 타면에, 제2 전극이 안착하는 단계를 더 포함하는 단위 셀 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 전극이 안착하는 단계 이후에,
    상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막 시트 및 상기 제2 전극이 순서대로 적층되어 형성된 제2 적층체의 양 면에 제2 닙 롤이 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 단계를 더 포함하는 단위 셀 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 단계 이후에,
    커터가 상기 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하는 단계를 더 포함하는 단위 셀 제조 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023136637A1 (ko) * 2022-01-14 2023-07-20 주식회사 엘지에너지솔루션 겔 폴리머 전해질 이차전지의 제조방법 및 이에 의해 제조된 겔 폴리머 전해질 이차전지
WO2023219285A1 (ko) * 2022-05-09 2023-11-16 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 셀, 이의 제조 장치, 및 이의 제조 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230275319A1 (en) * 2020-05-11 2023-08-31 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Method for Manufacturing Separator for Electrical Storage Device
KR20220011029A (ko) * 2020-07-20 2022-01-27 주식회사 엘지에너지솔루션 단위 셀 제조 장치 및 방법
CN114632658B (zh) * 2022-03-30 2023-05-30 营口中捷仕达隔板有限公司 一种电池隔膜生产用双面喷涂设备
KR20230149983A (ko) * 2022-04-21 2023-10-30 주식회사 엘지에너지솔루션 라미네이션 장치 및 단위 셀 제조 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100016619A (ko) 2007-05-02 2010-02-12 에낙스 가부시키가이샤 연속 세퍼레이터 및 시트형상 전극의 적층장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100363270B1 (ko) * 1999-12-20 2002-11-30 주식회사 코캄엔지니어링 리튬 2차 전지용 전극 조립체 및 리튬 2차 전지용 전극 조립체를 제조하기 위한 방법 및 장치
JP5561191B2 (ja) 2011-02-01 2014-07-30 株式会社Ihi 電極積層体の製造装置および製造方法
JP5291811B2 (ja) * 2012-01-11 2013-09-18 東レエンジニアリング株式会社 2次電池の製造方法および製造装置
JP6481258B2 (ja) * 2014-03-31 2019-03-13 日産自動車株式会社 電気デバイスのセパレータ接合方法、電気デバイスのセパレータ接合装置、および電気デバイス
KR102133915B1 (ko) * 2016-03-29 2020-07-15 주식회사 엘지화학 전극조립체의 불량검출시스템 및 불량검출방법
KR102106249B1 (ko) 2017-02-27 2020-04-29 가부시키가이샤 인비젼 에이이에스씨 재팬 모노 셀의 제조 방법
US11302994B2 (en) * 2017-02-27 2022-04-12 Envision Aesc Japan Ltd. Method for producing mono-cell
KR102223722B1 (ko) * 2017-10-24 2021-03-05 주식회사 엘지화학 이차전지용 라미네이션 장치 및 방법
EP3764449A4 (en) 2018-02-26 2021-11-24 Zeon Corporation PROCESS FOR MANUFACTURING A RECHARGEABLE BATTERY LAMINATE BODY
CN112534616A (zh) 2018-09-12 2021-03-19 日本瑞翁株式会社 二次电池用层叠体及二次电池以及其制造方法
US20220200038A1 (en) * 2019-12-10 2022-06-23 Lg Energy Solution, Ltd. Unit cell, and method and apparatus for manufacturing same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100016619A (ko) 2007-05-02 2010-02-12 에낙스 가부시키가이샤 연속 세퍼레이터 및 시트형상 전극의 적층장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023136637A1 (ko) * 2022-01-14 2023-07-20 주식회사 엘지에너지솔루션 겔 폴리머 전해질 이차전지의 제조방법 및 이에 의해 제조된 겔 폴리머 전해질 이차전지
WO2023219285A1 (ko) * 2022-05-09 2023-11-16 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 셀, 이의 제조 장치, 및 이의 제조 방법

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JP2023517563A (ja) 2023-04-26
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