KR20210154051A - 전극 제조방법 및 상기 전극 제조방법에 의해 제조된 전극 - Google Patents

전극 제조방법 및 상기 전극 제조방법에 의해 제조된 전극 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 전극 시트의 양면에 전극 탭 형성부를 제외한 나머지 부위에 전극제 코팅부를 형성하는 단계, (b) 상기 전극제 코팅부가 형성된 전극 시트를 건조 및 압연하는 단계, (c) 상기 전극 시트를 노칭부로 이송하는 단계, 및 (d) 상기 전극 시트를 노칭하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (d) 이전에, 제1비전센서를 사용하여 상기 전극제 코팅부의 미스매치를 확인하는 과정을 진행함으로써 전극 시트가 휘거나 처짐이 발생하더라도 상기 전극 시트의 노칭 불량을 최소화할 수 있는 전극 제조방법 및 상기 전극 제조방법에 의해 제조된 전극에 대한 것이다.

Description

전극 제조방법 및 상기 전극 제조방법에 의해 제조된 전극 {Method for Manufacturing Electrode and Electrode Manufactured Using the Same}
본원 발명은 전극 제조방법 및 상기 전극 제조방법에 의해 제조된 전극에 대한 것으로서, 구체적으로, 전극 시트에서 전극제 코팅부의 미스매치를 실시간으로 확인하면서 상기 전극 시트를 노칭함으로써, 노칭 불량을 감소시킬 수 있는 전극 제조방법 및 상기 전극 제조방법에 의해 제조된 전극에 대한 것이다.
충방전이 가능한 리튬 이차전지는 와이어리스 모바일 기기(wireless mobile device) 또는 신체에 착용하는 웨어러블 기기(wearable device)의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있을 뿐만 아니라, 대기 오염을 유발하는 기존의 가솔린 차량 및 디젤 차량에 대한 대안으로 제시되는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로도 사용되고 있다.
상기 리튬 이차전지의 전극은 전극판의 일면 또는 양면에 전극제가 코팅되어 있는 코팅부와 전극제가 코팅되지 않은 미코팅부를 포함하고, 상기 미코팅부에 전극 탭이 형성될 수 있다.
상기 전극의 제조 과정은, 롤 형태로 권취된 전극 시트에서 전극 탭이 형성될 부분을 제외한 나머지 부분에 전극제를 코팅하는 단계, 상기 전극제를 건조 및 압연하는 단계, 상기 전극 시트를 슬리팅하는 단계, 및 슬리팅된 상기 전극 시트를 단위 전극으로 노칭하는 단계를 포함한다.
상기 전극제를 코팅하는 단계는, 상기 전극 시트의 양면에 전극제 코팅부를 형성하는 과정으로 진행될 수 있는데, 이 과정에서 상기 전극 시트의 양면에 형성된 전극제 코팅부들의 위치에 미스매치가 발생할 수 있다.
또한 상기 전극제 코팅부를 압연하는 과정에서 상기 전극제 코팅부가 퍼질 수 있는데, 이와 같은 과정에서 상기 전극 시트의 양면에 형성된 코팅부들의 위치에 미스매치가 발생할 수 있다.
이와 관련하여, 도 1은 미스매치가 발생한 전극 시트의 사시도를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 전극 시트 호일(120)의 상면 및 하면에는 전극제 코팅부가 형성되어 있다. 전극 시트 호일(120)의 상면에 형성된 전극제 코팅부(111)와 미코팅부의 경계선은, 전극 시트 호일(120)의 하면에 형성된 전극제 코팅부(112)와 미코팅부의 경계선과 불일치하게 형성되었다. 즉, 전극제 코팅부(111)와 전극제 코팅부(112)의 끝단에서 서로 어긋난 미스매치가 발생하는데, 상기 미코팅부에 전극 탭을 형성하기 위한 노칭 위치에 따라, 전극 탭의 상면에 코팅부가 포함될 수 있다.
상기 미스매치의 정도는 제품의 불량율과 관계가 있기 때문에, 적절한 범위에서 설정될 수 있다. 따라서, 전극 탭의 크기 및 코팅부의 면적을 고려하여 전극제 코팅부와 미코팅부의 경계가 되는 미스매치 거리(a)를 설정할 수 있다.
예를 들어, 상기 미스매치 거리를 좁히면 전극제 코팅부 형성 과정에서 불량율이 증가하게 되고, 상기 미스매치 거리를 넓히면 노칭된 전극의 일면에만 코팅부가 형성되는 등 불량 전극의 생산이 증가하게 된다. 따라서, 상기 미스매치 거리를 적절하게 설정할 필요가 있다.
그러나, 상기 미스매치 거리에 해당되어 전극제 코팅부 형성 과정에서 정상제품으로 판정된 경우라도, 전극 시트의 노칭 공정까지 전극 시트가 이송되는 과정에서 전극 시트가 휘거나 처지는 변형이 일어남에 따라 노칭 공정에서 발생하는 불량율을 낮추기 어려울 수 있다.
이와 관련하여, 특허문헌 1은 양극, 분리막 및 음극이 적층된 상태가 되도록, 상기 양극과 음극을 투입하는 동안 불량발생을 모니터링하는 단계에서 전극의 상면에 도포된 유지부의 끝단위치와 상기 전극의 하면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치가 미리 정해진 범위 내에 있는지 여부로 불량을 판정하는 전극조립체의 제조방법을 개시한다.
그러나, 상기 특허문헌 1은 전극의 상면 및 하면에 도포된 유지부의 끝단위치 사이의 미스매치를 검출할 수 있으나, 전극의 노칭 단계에서의 불량 발생을 감소시키기 위한 방법을 제시하지 못하고 있다.
특허문헌 2는 전극 시트의 양측 단부로부터 재단된 스트랩을 동시에 권취하여 회수할 수 있는 회수 롤러부를 포함하는 레이저 노칭장치에 대한 것으로서, 상기 특허문헌 2의 레이저 노칭장치는 상기 전극 시트로부터 노칭된 스트랩을 회수 롤러를 통해 권취하여 회수함으로써 작업의 연속성을 향상시키고 있으나, 전극 시트가 휘거나 처지는 경우에 노칭 불량을 방지할 수 있는 방법을 개시하지 못하고 있다.
이와 같이, 전극제 코팅부의 미스매치가 발생한 전극 시트의 노칭 불량을 최소화할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
한국 공개특허공보 제 2019-0134068 호 (2019.12.04) 한국 등록특허공보 제 1761973 호 (2017.07.20)
본원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 전극 시트에서 전극제 코팅부의 미스매치가 발생한 경우, 노칭기의 위치를 실시간으로 조정하여 노칭 불량이 생기는 것을 최소화할 수 있는 전극 제조방법 및 상기 전극 제조방법에 의해 제조된 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원 발명에 따른 전극 제조방법은, (a) 전극 시트의 양면에 전극 탭 형성부를 제외한 나머지 부위에 전극제 코팅부를 형성하는 단계, (b) 상기 전극제 코팅부가 형성된 전극 시트를 건조 및 압연하는 단계, (c) 상기 전극 시트를 노칭부로 이송하는 단계, 및 (d) 상기 전극 시트를 노칭하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (d) 이전에, 제1비전센서를 사용하여 상기 전극제 코팅부의 미스매치를 확인하는 과정을 진행할 수 있다.
본원 발명에 따른 전극 제조방법에서, 상기 단계 (d)는 레이저를 이용하여 진행될 수 있다.
본원 발명에 따른 전극 제조방법에서, 상기 단계 (d)는 상기 전극제 코팅부를 커팅하는 과정을 포함할 수 있다.
본원 발명에 따른 전극 제조방법은, 상기 전극제 코팅부의 위치가 미스매치 허용범위에서 벗어나는 경우, 상기 레이저의 위치를 조정한 후 노칭하는 단계를 포함할 수 있다.
본원 발명에 따른 전극 제조방법은, 상기 제1비전센서에서 측정한 결과에 따라 노칭기의 위치 조정이 실시간으로 이루어질 수 있다.
본원 발명에 따른 전극 제조방법에서, 상기 제1비전센서는 노칭기와 인접하게 나란히 배치될 수 있다.
본원 발명에 따른 전극 제조방법에서, 상기 전극제 코팅부의 미스매치 거리는 양극 및 음극 각각에서 다르게 설정될 수 있다.
본원 발명에 따른 전극 제조방법에서, 상기 단계 (d) 이후에, 노칭된 전극의 디멘션을 측정하는 제2비전센서가 배치되고, 상기 제2비전센서를 통해 노칭된 전극의 불량 여부를 판단할 수 있다.
본원 발명에 따른 전극 제조방법에서, 상기 단계 (b)와 단계 (c) 사이에 LPC(Line Position Control)센서, CPC(Center Position Control), 및 EPC(Edge Position Control) 중 적어도 어느 하나 이상이 배치될 수 있다.
본 발명은, 또한, 상기 전극 제조방법에 의해 제조된 전극을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원 발명에 따른 전극 제조방법 및 상기 전극 제조방법에 의해 제조된 전극을 사용하는 경우에는, 전극 시트의 전극제 코팅부의 미스매치에 따라 노칭기의 위치 조정이 실시간으로 이루어진다.
또한, 상기 전극제 코팅부의 미스매치를 확인하는 제1비전센서와 노칭기가 매우 인접하게 배치되기 때문에, 미스매치 확인 과정과 노칭 과정의 시간차를 최소화할 수 있다. 따라서, 미스매치 확인 후 노칭 전에 전극 시트의 변형 또는 전극 시트의 주행 방향 변경에 따라 노칭 불량이 생겼던 종래의 문제를 해결할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 전극 시트의 노칭 불량율을 현저히 감소시킬 수 있다.
도 1은 미스매치가 발생한 전극 시트의 사시도이다
도 2는 하나의 실시예에 따른 전극 제조과정을 나타내고 있다.
도 3은 다른 하나의 실시예에 따른 전극 제조과정을 나타내고 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본원 발명을 도면에 따른 실시예를 참조하여 설명하지만, 이는 본원 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본원 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
또한, 구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명으로 한정하지 않는다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 "또는"은 별도로 언급되지 않는 한 "및"을 포함하는 것이다. 그러므로 "A 또는 B를 포함하는"은 A를 포함하거나, B를 포함하거나, A 및 B를 포함하는 상기 3가지 경우를 모두 의미한다.
또한, 모든 수치 범위는 명확하게 제외한다는 기재가 없는 한, 양 끝의 값과 그 사이의 모든 중간값을 포함한다.
본 발명에 따른 전극 제조방법은, (a) 전극 시트의 양면에 전극 탭 형성부를 제외한 나머지 부위에 전극제 코팅부를 형성하는 단계, (b) 상기 전극제 코팅부가 형성된 전극 시트를 건조 및 압연하는 단계, (c) 상기 전극 시트를 노칭부로 이송하는 단계, 및 (d) 상기 전극 시트를 노칭하는 단계를 포함하고, 상기 단계 (d) 이전에, 제1비전센서를 사용하여 상기 전극제 코팅부의 미스매치를 확인하는 과정을 진행할 수 있다.
이와 관련하여, 도 2는 하나의 실시예에 따른 전극 제조과정을 나타내고 있다.
도 2를 참조하면, 전극 시트(220)의 상면 및 하면 양면에는 코팅장치(201)에 의한 전극제 코팅부(210)가 형성된다. 도 2는 전극 시트 및 코팅부의 측면을 도시하고 있기 때문에 미코팅부가 미도시 되어 있으나, 전극 탭 형성부를 제외한 나머지 부위에 전극제 코팅부(210)가 형성된다.
코팅부(210)가 형성된 전극 시트(220)는 화살표 방향을 따라 이송 롤러(207)에 의해 이송되면서 건조장치(202)를 통한 건조가 이루어지고, 압연 롤러(203)를 통과하면서 압연되어 코팅부(210)와 전극 시트(220)의 부착력이 증가한다.
상기 압연 롤러의 길이는, 상기 전극 시트의 주행 방향에 대해 수직 방향인 상기 전극 시트의 폭 보다 크게 형성될 수 있다.
이와 같은 경우, 상기 전극 시트의 폭 방향 전체에 균일한 압력을 인가하면서 코팅부를 압연할 수 있다. 상기 코팅부의 압연에 의해 상기 코팅부가 형성된 전극 시트 부분은 연신되는 반면, 미코팅부가 형성된 전극 시트 부분은, 상기 전극제의 두께에 의해 전극 시트와 상기 압연 롤러가 밀착되지 못하기 때문에 압연이 이루어질 수 없다.
이와 같이, 상기 전극 시트의 코팅부는 압연되어 연신되고, 미코팅부는 미연신되는 결과, 전극 시트에서 코팅부만 늘어나서 처지는 현상이 생긴다. 즉, 상기 전극 시트의 주행 중 상기 전극 시트의 폭 방향 양측 끝단에서 측정되는 장력 차이가 발생하게 된다. 이와 같은 전극 시트의 처짐 현상은 전극의 노칭 공정에서 전극 시트가 파단되어 불량이 증가하는 원인이 될 수 있다.
따라서, 이송 롤러를 이용하여 전극 시트를 이송하는 과정에, 상기 전극 시트의 주행을 모니터링하고 보정하기 위한 보정장치들을 배치하고 있다.
예를 들어, LPC(Line Position Control)센서를 배치하여 전극제 코팅라인을 감지하여 전극 시트의 공급롤의 위치를 조절하거나, CPC(Center Position Control)센서 및/또는 EPC(Edge Position Control)센서를 배치하여 전극 시트의 중심부 위치 및/또는 가장자리 위치가 원위치에서 벗어나지 않는지 여부를 모니터링할 수 있다.
따라서, 전극 시트의 사행이 발생하는 경우, 상기 센서들이 이를 검출하여 이송 롤러의 방향을 조절하거나, 전극 시트 공급롤의 위치를 조절하여 전극 시트의 주행 방향을 제어할 수 있다.
노칭부로 이송된 전극 시트(220)는 노칭장치에 의해 노칭되어 전극 탭이 형성된다. 제1비전센서(204)는 주행 방향을 따를 때 상기 노칭부 이전에 배치되며, 상기 노칭부와 인접하게 나란히 배치된다. 즉, 전극 시트(220)가 노칭부에 도착하기 이전에, 제1비전센서(204)를 통해 전극제 코팅부(210)의 미스매치 거리가 측정된다.
구체적으로, 제1비전센서(204)는 전극 시트(220)의 상면 및 하면 각각에 배치되는 바, 상면에 도포된 전극제 코팅부의 끝단위치와 하면에 도포된 전극 코팅부의 끝단위치 사이의 거리인 미스매치 거리가 미리 정해진 범위 내에 있는지 여부를 측정한다.
상기 전극 시트의 상면 및 하면 각각에 형성된 전극제 코팅부의 끝단 위치가 노칭장치를 기준으로 어느 한쪽으로 함께 이동한 경우에는 노칭장치의 위치를 전극제 코팅부의 끝단 위치가 이동한 방향으로 이동하여 노칭을 할 수 있다.
또는 상기 전극 시트의 상면 및 하면 각각에 형성된 전극제 코팅부의 끝단 위치가 노칭장치를 기준으로 서로 멀어지는 다른 방향으로 이동하여 설정된 미스매치 거리보다 길어지는 경우에는 불량으로 판정될 수 있다.
일반적으로, 전극 시트는 압연 과정에서 연신되는 바, 압연 후 권취되었던 전극롤이 풀리면서 전극 시트가 취출되면, 전극 시트의 주행 방향이 직선으로 진행되지 않고, 미연신된 방향으로 휘는 현상이 발생한다. 또한, 연신이 과도하게 된 경우에는 전극이 처지는 현상이 발생할 수 있다.
또한, 종래에는 노칭장치 후에 배치된 비전센서를 통해 노칭된 전극의 미스매치를 측정하고, 상기 노칭장치 이전 단계에 있는 보정장치에 피드백을 주어 전극 시트의 주행방향에 대한 보정이 이루어졌다. 즉, 노칭 단계 이전에 전극 시트의 주행을 모니터링하지 않았기 때문에, 상기 보정장치에서 상기 노칭장치까지 전극 시트가 주행하면서 휨(캠버)이 발생하거나 전극제 코팅부의 미스매치가 발생하더라도, 상기 전극 시트의 휨과 미스매치 정도를 반영하여 노칭이 이루어질 수가 없었다.
이에, 본 발명은, 노칭하는 과정 바로 이전 단계에서 전극제 코팅층의 미스매치 거리를 제1비전센서로 확인하고, 상기 미스매치 거리 데이터에 따라 노칭장치의 위치를 실시간으로 변경하여 전극 시트를 노칭하기 때문에, 전극 시트의 휨에 따른 편차 보정 및 전극제 코팅부의 미스매치의 보정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본원의 전극 제조방법을 사용하는 경우 노칭에 대한 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전극 제조방법에서, 양극과 음극의 미스매치 연산은 독립적으로 이루어지며, 불량 판정 기준은 상기 양극과 음극에서 다르게 셋팅될 수 있다. 상기 미스매치 거리 판단에 따른 불량 판정은 생산공정의 상황에 따라, 양극 및 음극 모두에서 실시되거나, 양극 및 음극 중 어느 한쪽에서만 실시될 수 있다.
예를 들어, 상기 미스매치 거리는 전극 시트의 상면에서 미코팅부와 코팅부의 경계를 감지하는 시점과, 전극 시트의 하면에서 미코팅부와 코팅부의 경계를 감지하는 시점 사이의 시간 차와 양극 및 음극의 투입속도를 변수로 연산될 수 있다.
또한, 상기 전극 시트의 상면에서 미코팅부와 코팅부의 경계를 감지하는 시점과 상기 전극 시트의 하면에서 미코팅부와 코팅부의 경계를 감지하는 시점 사이의 시간차는, 상기 미코팅부와 코팅부의 경계를 광학적으로 감지하며 상측의 특정위치에 배치된 제1비전센서와 하측의 특정위치에 배치된 제1비전센서를 통해 모니터링된다. 또한, 상기 양극 및 음극의 투입 속도는 상기 양극 및 음극이 전극롤에서 권취되는 동안 상기 양극 및 음극을 각각 투입하며 회전하는 이송롤러의 회전수로부터 연산될 수 있다.
상기 노칭부에는 레이저(205)를 통한 노칭이 이루어지는 바, 레이저(205)는 전극제 미코팅부 뿐 아니라, 전극제 코팅부도 커팅할 수 있다.
따라서, 레이저(205)를 이용하여 전극제 미코팅부에 전극 탭을 형성할 수 있고, 전극제 코팅부를 커팅하여 단위 전극을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전극 제조방법에서는 상기 미스매치 거리에 따라 실시간으로 레이저의 위치 조정이 이루어진다.
본 발명에서 노칭장치로 사용하는 레이저는 그린(Green) 레이저로서, 노칭 과정에서 발생하는 스패터를 현저히 줄이는 효과가 있다.
구체적으로, 본 발명에서 사용하는 그린 레이저의 스패터 개수는 20 개/㎟ 정도이고, 상기 스패터의 크기는 10 ㎛ 내지 30 ㎛ 정도이다. 반면에, 종래에 노칭장치로 사용한 IR레이저는 스패터의 개수가 1,000 개/㎟ 정도이고, 상기 스패터의 크기는 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 정도이다.
따라서, 본 발명과 같이 그린 레이저를 사용함으로써 발생하는 스패터의 개수가 현저히 줄어들 뿐 아니라, 스패터의 크기도 작아지게 되는 바, 전체적인 스패터의 양을 최소화할 수 있다.
이와 같이, 제1비전센서와 노칭부가 인접하게 배치되기 때문에, 제1비전센서에서 측정된 미스매치 거리 값이 유지된 상태로 전극 시트가 노칭부로 이송된다. 따라서, 제1비전센서에서 측정된 미스매치 거리에 따라 레이저의 위치를 실시간으로 조절하여 노칭하는 경우, 노칭 과정의 불량율을 최소화할 수 있다.
다른 하나의 실시예에서, 전극 제조과정에서 제1비전센서와 레이저가 동축 선상에 배치될 수 있다. 이와 같은 경우, 제1비전센서를 통한 전극 시트의 모니터링과 전극 시트(320)의 노칭이 동시에 이루어질 수 있다.
다만, 이와 같은 경우에는, 상기 레이저와 서로 마주보는 제1비전센서는 상기 레이저의 파워를 견딜 수 있도록 강도가 높은 케이스를 구비하는 것이 바람직하다.
도 3은 다른 하나의 실시예에 따른 전극 제조과정을 나타내고 있다.
도 3을 참조하면, 단위 전극의 제조과정까지는 도 2에 도시된 전극 제조과정과 동일한 과정을 통해 전극이 제조된다.
도 3의 전극 제조과정에서는, 전극의 디멘션이 설정된 범위에 해당되는지 여부를 측정하기 위한 제2비전센서(206)가 후단에 배치된다. 제2비전센서(206)를 통해 단위 전극의 면적과 두께 등 전극의 디멘션의 불량 여부를 확인할 수 있다.
제2비전센서를 통해 불량 전극으로 판별된 전극은 외부로 배출시키고, 양품으로 판정된 전극은 전극을 보관하는 매거진에 정렬시켜 보관된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전극 제조방법을 사용하는 경우, 전극 시트의 미스매치를 모니터링 하는 과정과 상기 전극 시트를 노칭하는 과정이 거의 동시에 이루어지는 바, 모니터링 후에 전극 시트가 변형되거나 전극 시트의 주행 방향이 휘어질 수 있는 시간 간격 없이 노칭이 이루어질 수 있다.
따라서, 노칭 정확성을 높일 수 있다.
본원 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
111, 112, 210: 전극제 코팅부
120: 전극 시트 호일
201: 코팅장치
202: 건조장치
203: 압연 롤러
204: 제1비전센서
205: 레이저
206: 제2비전센서
207: 이송 롤러
220: 전극 시트
a: 미스매치 거리

Claims (10)

  1. (a) 전극 시트의 양면에 전극 탭 형성부를 제외한 나머지 부위에 전극제 코팅부를 형성하는 단계;
    (b) 상기 전극제 코팅부가 형성된 전극 시트를 건조 및 압연하는 단계;
    (c) 상기 전극 시트를 노칭부로 이송하는 단계; 및
    (d) 상기 전극 시트를 노칭하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 단계 (d) 이전에, 제1비전센서를 사용하여 상기 전극제 코팅부의 미스매치를 확인하는 과정을 진행하는 전극 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (d)는 레이저를 이용하여 진행되는 전극 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (d)는 상기 전극제 코팅부를 커팅하는 과정을 포함하는 전극 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 전극제 코팅부의 위치가 미스매치 허용범위에서 벗어나는 경우, 상기 레이저의 위치를 조정한 후 노칭하는 단계를 포함하는 전극 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제1비전센서에서 측정한 결과에 따라 노칭기의 위치 조정이 실시간으로 이루어지는 전극 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1비전센서는 노칭기와 인접하게 나란히 배치되는 전극 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전극제 코팅부의 미스매치 거리는 양극 및 음극 각각에서 다르게 설정되는 전극 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (d) 이후에, 노칭된 전극의 디멘션을 측정하는 제2비전센서가 배치되고, 상기 제2비전센서를 통해 노칭된 전극의 불량 여부를 판단하는 전극 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 (b)와 단계 (c) 사이에 LPC(Line Position Control)센서, CPC(Center Position Control)센서, 및 EPC(Edge Position Control)센서 중 적어도 어느 하나 이상이 배치되는 전극 제조방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 전극 제조방법에 의해 제조된 전극.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117718609A (zh) * 2024-02-07 2024-03-19 蔚来电池科技(安徽)有限公司 用于极片分切系统的控制方法及极片分切系统
CN117733374A (zh) * 2024-02-07 2024-03-22 蔚来电池科技(安徽)有限公司 极片分切设备及极片分切设备的控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101761973B1 (ko) 2013-11-29 2017-07-26 주식회사 엘지화학 레이저 노칭장치
KR20190134068A (ko) 2018-05-24 2019-12-04 주식회사 엘지화학 전극조립체의 제조방법 및 제조장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101761973B1 (ko) 2013-11-29 2017-07-26 주식회사 엘지화학 레이저 노칭장치
KR20190134068A (ko) 2018-05-24 2019-12-04 주식회사 엘지화학 전극조립체의 제조방법 및 제조장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117718609A (zh) * 2024-02-07 2024-03-19 蔚来电池科技(安徽)有限公司 用于极片分切系统的控制方法及极片分切系统
CN117733374A (zh) * 2024-02-07 2024-03-22 蔚来电池科技(安徽)有限公司 极片分切设备及极片分切设备的控制方法
CN117733374B (zh) * 2024-02-07 2024-05-10 蔚来电池科技(安徽)有限公司 极片分切设备及极片分切设备的控制方法
CN117718609B (zh) * 2024-02-07 2024-05-10 蔚来电池科技(安徽)有限公司 用于极片分切系统的控制方法及极片分切系统

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