KR20220017617A - 이차전지용 양극전극 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법 - Google Patents

이차전지용 양극전극 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법 Download PDF

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Abstract

이차전지용 양극전극 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지용 양극전극 제조 시스템은 이차전지용 양극전극을 제조하는 제조 시스템으로서, 양극기재가 권취된 언와인더, 상기 언와인더로부터 공급되는 상기 양극기재의 일면에, 상기 양극기재의 이송방향을 기준으로 양측 설정위치에 절연물질을 코팅하는 제1코팅 유닛, 상기 절연물질이 코팅된 상기 양극기재를 가열하여 상기 절연물질을 건조시키는 제1건조로, 상기 제1건조로로부터 공급되는 상기 양극기재 상의 절연물질 사이에 양극 슬러리를 코팅하는 제2코팅 유닛, 및 상기 절연물질과 양극 슬러리가 코팅된 양극기재를 가열하여 건조시키는 제2건조로를 포함한다.

Description

이차전지용 양극전극 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법{SECONDARY BATTERY ELECTRODE MANUFACTURING SYSTEM AND ELECTRODE MANUFACTURING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 이차전지용 양극전극의 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액상의 절연물질을 도포하고, 건조시킨 후, 겔상의 양극 슬러리를 도포하는 공정 순서로 이루어져 상기 절연물질과 양극 슬러리가 혼합되는 것을 방지할 수 있는 이차전지용 양극전극 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지는 양극전극, 분리막, 및 음극전극 구조의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류될 수 있다.
예를 들어, 상기 이차전지는 긴 시트형의 양극전극과 음극전극 사이에 분리막이 개재된 상태에서 권취된 구조의 젤리-롤(권취형) 전극조립체, 또는 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극전극과 음극전극 사이에 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체 등으로 분류될 수 있다.
최근에는, 상기 스택형 전극조립체를 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 전지케이스에 내장한 구조의 파우치형 전지가 낮은 제조비, 적은 중량, 용이한 형태 변형 등을 이유로, 많은 관심을 모으고 있다.
그러나, 상기 스택형 전극조립체는 일측에 전극리드가 돌출되어 있는 양극전극 및 음극전극 사이에 분리막이 개재된 상태로 적층되어 있는 구조로, 외부로부터의 열원노출, 내부단락 등에 의해 온도가 상승하여 상기 분리막이 수축하는 경우 양극전극 및 음극전극의 일부가 접촉되어 단락이 유발되는 문제점이 발생한다.
특히, 비정상적인 조건에 의해 분리막의 수축하는 경우, 돌출되어 있는 양극전극 또는 음극전극의 전극리드의 일부 부위가 다른 극성을 가지는 전극과 접촉되는 일이 발생할 수 있으며, 이러한 현상은 이차전지의 안전성을 크게 저하시키고 수명을 단축하는 원인이 되고 있다.
이에, 상기한 문제점들을 해결하기 위해 상기 음극전극보다 상대적으로 크기가 큰 양극전극 상의 설정위치에 절연부를 형성하여 상기 음극전극과의 접촉을 차단하는 기술이 개발되었다.
상기 양극전극에 형성되는 절연부는 상기 양극전극의 전극리드와 전극부 사이에 형성되며, 그 길이를 형성함에 있어서, 정밀성이 요구된다.
더불어, 상기 절연부와 맞닿는 전극부 형성에 있어서도 정밀성이 요구된다.
따라서, 상기한 절연부와 전극부를 포함하는 양극전극를 형성하는 방법에 대한 연구개발이 필요하다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 액상의 절연물질을 도포하고, 건조시킨 후, 겔상의 양극 슬러리를 도포하는 공정 순서로 이루어져 상기 절연물질과 양극 슬러리가 혼합되는 것을 방지하는 이차전지용 양극전극 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 이차전지용 양극전극을 제조하는 제조 시스템으로서, 양극기재가 권취된 언와인더, 상기 언와인더로부터 공급되는 상기 양극기재의 일면에, 상기 양극기재의 이송방향을 기준으로 양측 설정위치에 절연물질을 코팅하는 제1코팅 유닛, 상기 절연물질이 코팅된 상기 양극기재를 가열하여 상기 절연물질을 건조시키는 제1건조로, 상기 제1건조로로부터 공급되는 상기 양극기재 상의 절연물질 사이에 양극 슬러리를 코팅하는 제2코팅 유닛, 및 상기 절연물질과 양극 슬러리가 코팅된 양극기재를 가열하여 건조시키는 제2건조로를 포함하는 양극전극 제조 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1코팅 유닛은 액상의 상기 절연물질을 수용하는 팬, 및 상기 팬의 내부에서, 회전축을 통해 회전 가능하게 장착되고, 상기 절연물질이 외주면에 형성된 일정형상의 코팅면에 의해 상기 양극기재의 일면에 코팅되어 절연부를 형성하도록 구성되는 그라비아롤을 포함할 수 있다.
또한, 상기 그라비아롤은 상기 팬에 담긴 절연물질에 일정영역 침지되도록 설치되고, 길이방향 중앙을 기준으로 양측 외주면에 상기 코팅면을 형성하며, 상기 코팅면을 통해 상기 양극기재의 일면에 절연물질을 코팅하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 코팅면은 상기 그라비아롤의 길이방향 중앙을 기준으로 양측으로 대칭되는 외주면에, 설정형상의 음각성형을 통해 형성될 수 있다.
또한, 상기 절연물질이 코팅되는 상기 양극기재 상의 설정위치는 상기 양극전극의 양단에 형성되는 리드부와, 중앙부에 형성되는 전극부 사이에 위치될 수 있다.
또한, 상기 제2 코팅 유닛은 내부 유로를 통해 공급되는 상기 양극 슬러리를 노즐을 통해 상기 양극기재에 코팅하는 슬롯 다이 코터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 슬롯 다이 코터는 상기 양극기재 사이와의 갭을 조절하여 상기 양극 슬러리의 도포두께를 설정하고, 상기 양극기재의 일면에 형성된 양측 절연물질 사이에 상기 양극 슬러리를 도포하여 전극부를 형성하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 양극기재에 절연물질과 양극 슬러리가 코팅되어 건조된 양극필름을 회수하는 리와인더를 더 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 하나 또느 다수의 실시 예에서는 양극전극 제조 시스템을 이용하여 양극전극을 제조하는 제조 방법으로서, 언와인더에 권취된 양극기재를 풀어 복수개의 롤러를 통해 제1코팅 유닛에 이송하는 제1단계, 상기 제1코팅 유닛에 의해 상기 양극기재의 이송방향을 기준으로 일면의 양측 설정위치에 절연물질을 코팅하는 제2단계, 제1건조로에 상기 양극기재를 통과시키면서 상기 절연물질을 건조시켜 절연부를 형성하는 제3단계, 상기 제1건조로를 통과한 양극기재의 절연부 사이에 제2코팅 유닛을 통해 양극 슬러리를 코팅하는 제4단계, 및 제2건조로에 상기 양극기재를 통과시키면서 상기 양극 슬러리를 건조시켜 전극부를 형성하는 제5단계를 포함하는 양극전극 제조 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제2단계는 팬에 수용된 절연물질에 일정영역 침지된 그라비아롤이 회전하는 단계, 상기 절연물질을 상기 그라비아롤의 외주면에 형성된 코팅면에 묻히는 단계, 및 상기 그라비아롤을 상기 양극기재와 접촉시켜 상기 그라비아롤의 회전에 의해 상기 코팅면에 대응하는 상기 양극기재의 설정위치에 절연물질을 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2단계는 상기 양극전극의 양단에 형성되는 리드부와, 중앙부에 형성되는 전극부 사이에 상기 절연물질을 코팅하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 제4단계는 상기 양극기재와 슬롯 다이 코터 사이의 갭을 조절하는 단계, 및 상기 슬롯 다이 코터의 내부 유로를 통해 양극 슬러리를 공급하고, 노즐을 통해 상기 양극 슬러리를 상기 양극기재에 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제5단계 이후에, 상기 제2건조로를 통과한 양극필름을 복수개의 롤러를 통해 이송시켜 리와인더에 회수하는 제6단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 양극전극 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법은 제1코팅 유닛을 이용하여 액상의 절연물질을 도포하고, 제1건조로를 통해 상기 절연물질을 건조시켜 절연부를 형성한 후, 상기 절연부 사이에 양극 슬러리를 도포하는 공정 순서로 이루어져 상기 절연물질과 양극 슬러리가 혼합되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 양극전극 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법은 제1코팅 유닛에 그라비아롤을 적용함으로써, 정밀성을 요하는 절연부의 형성에 용이하게 사이즈제어가 가능한 이점이 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극을 포함하는 이차전지의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극 제조 시스템의 전체 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극 제조 시스템에 적용되는 제1코팅 유닛의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극 제조 시스템에 적용되는 제2코팅 유닛의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
또한, 하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 양극전극 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법은 이차전지에 포함되는 양극전극에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극을 포함하는 이차전지의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극의 구성도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 상기 이차전지(1)는 음극전극(3), 분리막(5), 및 양극전극(7)이 순차적으로 적층되어 파우치(15) 등에 패키지될 수 있다.
상기 음극전극(3)은 음극기재(300)의 양단부에 리드부(10)를 형성하고, 상기 리드부(10) 사이에 전극부(130)를 형성하여 이루어진다.
마찬가지로 상기 양극전극(7)은 양극기재(700)의 양단부에 리드부(10)를 형성하고, 상기 리드부(10) 사이에 전극부(13)를 형성하여 이루어진다.
상기한 음극전극(3)과 양극전극(7) 사이에는 분리막(5)이 개재된다.
이러한 이차전지(1)는 상기 양극전극(7)의 길이방향 길이(L1)보다 음극전극(3)의 길이방향 길이(미도시)가 더 짧게 이루어진다.
상기한 음극전극(3)과 양극전극(7)의 서로 상이한 크기에 의해, 상기 음극전극(3)과 양극전극(7)을 상호 겹쳤을 때, 상기 음극전극(3)의 전극부(130)와 양극전극(7)의 리드부(10)가 상호 접촉되면, 단락(short)이 발생하는 문제점이 있다.
이에, 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법은 상기한 문제점을 방지하기 위한 것으로, 상기 양극전극(7)의 제조에 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극 제조 시스템의 전체 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극 제조 시스템에 적용되는 제1코팅 유닛의 구성도이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극 제조 시스템에 적용되는 제2코팅 유닛의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 상기 양극전극 제조 시스템은 언와인더(20), 제1코팅 유닛(30), 제1건조로(50), 제2코팅 유닛(60), 제2건조로(70), 및 리와인더(80)의 순서로 배치되어 공급되는 양극기재(700)를 가공하여 양극전극(7)으로 제조할 수 있다.
본 실시 예에서, 상기 언와인더(20)는 롤에 양극기재(700)가 권취되어 있다.
예를 들어, 상기 양극기재(700)는 알루미늄 호일(Al-foil)을 포함할 수 있다.
상기 언와인더(20)는 상기 양극기재(700)를 풀어 공급하도록 구성된다.
상기 언와인더(20)의 후방에는 제1코팅 유닛(30)이 배치된다.
도 4를 참조하면, 상기 제1코팅 유닛(30)은 상기 언와인더(20)로부터 복수개의 롤러를 경유하면서 공급되는 양극기재(700)의 일면에, 상기 양극기재(700)의 이송방향(D)을 기준으로 양측 설정위치에 절연물질(17)을 코팅한다.
여기서 상기 설정위치는 양극전극(7)의 양단에 형성되는 리드부(10)와, 중앙부에 형성되는 전극부(13) 사이에 위치된다.
이러한 제1코팅 유닛(30)은 액상의 상기 절연물질(17)을 수용하는 팬(31)과, 상기 팬(31)의 내부에서 상기 절연물질(17)에 일정영역 침지되도록 설치되는 그라비아(Gravure)롤(36)을 포함한다.
상기 팬(31)은 별도의 저장탱크(32)로부터 상기 절연물질(17)이 계속해서 공급되면서 수용되도록 오목한 볼(bowl) 형상으로 이루어진다.
이때, 상기 저장탱크(32)는 내부의 교반기(33)에 의해 저장된 절연물질(17)을 교반시키고, 상기 팬(31)과 연결된 공급호스(34)의 일측에 설치된 조절밸브(35)에 의해 일정량의 절연물질(17)이 상기 팬(31)에 공급되도록 구성된다.
그리고 상기 그라비아롤(36)은 상기 양극기재(700)의 길이방향의 길이(L1: 도 2참조)에 대응하는 길이(L2)를 가지는 원기둥 형상으로 이루어져 회전축(37)을 통해 상기 팬(31)의 내부에 회전 가능하게 배치된다.
상기 그라비아롤(36)은 길이(L2)방향 중앙을 기준으로 양측 외주면에 대칭되게 코팅면(38)을 형성한다.
또한, 상기 그라비아롤(36)은 상기 코팅면(38)을 통해 상기 양극기재(700)의 일면에 절연물질(17)을 코팅하도록 구성된다.
이때, 상기 코팅면(38)은 상기 그라이바롤의 외주면에 설정형상의 음각성형을 통해 형성된다.
즉, 상기 그라비아롤(36)은 상기 음각성형 시, 음각의 형상에 따라 상기 절연부(11)의 형상을 다르게 표현할 수 있다.
더불어, 상기 그라이바롤의 일측에는 외주면과 맞닿는 블레이드(blade, 39)가 설치된다.
이러한 그라비아롤(36)은 제1백업롤(40)과 서로 맞물려 회전하면서, 상기 절연물질(17)이 외주면에 형성된 코팅면(38)에 의해 상기 양극기재(700)의 일면과 맞닿아 코팅되어 절연부(11)를 형성하도록 구성되는 것이다.
상기한 제1코팅 유닛(30)의 후방에는 제1건조로(50)가 배치된다.
본 실시 예에서, 상기 제1건조로(50)는 액상의 상기 절연물질(17)이 코팅된 상기 양극기재(700)를 가열하여 상기 절연물질(17)을 건조시킨다.
상기 제1건조로(50)는 가열챔버(51) 내부로 상기 양극기재(700)가 통과하게 되고, 덕트(53)를 통해 유입되는 고온풍에 의해 액상의 절연물질(17)을 건조시키게 된다.
상기 양극기재(700)는 제1건조로(50)를 통과하면서 절연물질(17)이 건조되어 절연부(11)로 이루어지게 된다.
상기 제1건조로(50)의 구성은 널리 알려진 기술로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기한 제1건조로(50)의 후방에는 제2코팅 유닛(60)이 배치된다.
도 5를 참조하면, 상기 제2코팅 유닛(60)은 상기 제1건조로(50)로부터 복수개의 롤러를 경유하면서 공급되는 양극기재(700) 상의 절연물질(17), 즉, 절연물질(17)이 건조되어 형성된 절연부(11) 사이에 양극 슬러리(19)를 코팅한다.
예를 들어, 상기 양극 슬러리(19)는 겔상의 전기전도도 물질로 이루어진다.
상기 제2코팅 유닛(60)은 내부 유로(63)를 통해 공급되는 양극 슬러리(19)를 노즐(65)을 통해 상기 양극기재(700)에 코팅하는 슬롯 다이 코터(61)를 포함할 수 있다.
상기 슬롯 다이 코터(61)는 제2백업롤(67)과 맞물려 회전하면서 상기 양극기재(700)에 양극 슬러리(19)를 코팅한다.
상기 슬롯 다이 코터(61)는 상기 양극기재(700) 사이와의 갭을 조절하여 상기 양극 슬러리(19)의 도포두께를 조절할 수 있다.
이러한 슬롯 다이 코터(61)는 상기 양극기재(700)의 일면에 형성된 양측 절연물질(17) 사이에 상기 양극 슬러리(19)를 도포하여 전극부(13)를 형성하도록 구성된다.
이러한 슬롯 다이 코터(61)는 코팅속도가 빠르고, 코팅두께의 조절이 용이한 이점이 있다.
상기한 제2코팅 유닛(60)의 후방에는 제2건조로(70)가 배치된다.
본 실시 예에서, 상기 제2건조로(70)는, 상기 제1건조로(50)와 마찬가지로 겔상의 양극 슬러리(19)가 코팅된 상기 양극기재(700)를 가열하여 상기 양극 슬러리(19)를 건조시킨다.
상기 제2건조로(70)는 가열챔버(71) 내부로 상기 양극기재(700)가 통과하게 되고, 덕트(73)를 통해 유입되는 고온풍에 의해 겔상의 양극 슬러리(19)를 건조시키게 된다.
상기 양극기재(700)는 제2건조로(70)를 통과하면서 양극 슬러리(19)가 건조되어 전극부(13)로 이루어지게 된다.
상기 제1건조로(50)의 구성은 널리 알려진 기술로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
마지막으로, 상기 제2건조로(70)의 후방에는 리와인더(80)가 배치된다.
상기 리와인더(80)는 상기 양극기재(700)에 절연물질(17)과 양극 슬러리(19)가 코팅되어 건조된 양극필름(90)을 회수한다.
이러한 리와인더(80)는 다음 공정으로 이송되어 상기 양극필름(90)을 일정크기로 절단한 후, 상기 절연부(11)의 외측에 대응하는 양극기재(700)를 노칭하여 리드부(10)를 형성할 수 있다.
상기와 같은 양극전극 제조 시스템을 이용하여 양극전극(7)를 제조하는 제조 방법은 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 양극전극 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6을 참조하면, 언와인더(20)에 권취된 양극기재(700)를 풀어 복수개의 롤러를 통해 제1코팅 유닛(30)에 이송한다(S1).
상기 제1코팅 유닛(30)에 의해 상기 양극기재(700)의 이송방향(D)을 기준으로 일면의 양측 설정위치에 절연물질(17)을 코팅한다(S2).
이때, 팬(31)에 수용된 절연물질(17)에 일정영역 침지된 그라비아롤(36)이 회전하면서, 상기 그라비아롤(36)의 외주면에 형성된 코팅면(38)에 절연물질(17)이 묻게 된다.
상기 그라비아롤(36)을 상기 양극기재(700)와 접촉시킨다.
상기 그라비아롤(36)의 회전에 의해 상기 코팅면(38)에 대응하는 상기 양극기재(700)의 설정위치에 절연물질(17)이 코팅된다.
이때, 상기 설정위치는 양극전극(7)의 양단에 형성되는 리드부(10)와, 중앙부에 형성되는 전극부(13) 사이로 정의할 수 있다(도 2 참조).
상기 리드부(10)는 양극기재(700)의 양단부를 노칭하여 형성할 수 있고, 전극부(13)는 양극 슬러리(19)를 코팅한 후, 건조하여 형성할 수 있다(S3).
다음으로, 제1건조로(50)에 양극기재(700)를 통과시키면서 상기 절연물질(17)을 건조시켜 절연부(11)를 형성한다.
이어서, 상기 제1건조로(50)를 통과한 양극기재(700)의 절연부(11) 사이에 제2코팅 유닛(60)을 통해 양극 슬러리(19)를 코팅한다(S4).
이때, 상기 양극기재(700)와 슬롯 다이 코터(61) 사이의 갭을 조절하여 코팅 두께를 설정한다.
상기 슬롯 다이 코터(61)의 내부 유로(63)를 통해 양극 슬러리(19)를 공급하고, 노즐(65)을 통해 상기 양극 슬러리(19)를 상기 양극 기재에 코팅한다.
다음으로, 제2건조로(70)에 양극기재(700)를 통과시키면서 상기 양극 슬러리(19)를 건조시켜 전극부(13)를 형성한다(S5).
마지막으로, 상기 제2건조로(70)를 통과한 양극필름(90)을 복수개의 롤러를 통해 이송시켜 리와인더(80)에 회수하게 된다(S6).
상기와 같이 제조된 리와인더(80)는 다음 공정으로 이송되고, 상기 양극필름(90)을 일정길이로 절단한 후, 상기 절연부(11)의 외측에 대응하는 양극기재(700)를 노칭하여 리드부(10)를 형성할 수 있다.
따라서 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 양극전극의 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법은 제1코팅 유닛(30)을 이용하여 액상의 절연물질(17)을 도포하고, 제1건조로(50)를 통해 상기 절연물질(17)을 건조시켜 절연부(11)를 형성한 후, 상기 절연부(11) 사이에 양극 슬러리(19)를 도포하는 공정 순서로 이루어져 상기 절연물질(17)과 양극 슬러리(19)가 혼합되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 양극전극의 제조 시스템 및 이를 이용한 양극전극 제조 방법은 제1코팅 유닛(30)에 그라비아롤(36)을 적용함으로써, 정밀성을 요하는 절연부(11)의 형성에 용이하게 사이즈제어가 가능한 이점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 이차전지 3: 음극전극
300: 음극기재 5: 분리막
7: 양극전극 700: 양극기재
10: 리드부 11: 절연부
13: 전극부 15: 파우치
17: 절연물질 19: 양극 슬러리
20: 언와인더 30: 제1코팅 유닛
31: 팬 32: 저장탱크
33: 교반기 34: 공급호스
35: 조절밸브 36: 그라비아롤
37: 회전축 38: 코팅면
39: 블레이드 40: 제1백업롤
50: 제1건조로 51, 71: 가열챔버
53, 73: 덕트 60: 제2코팅 유닛
61: 슬롯 다이 코터 63: 내부 유로
65: 노즐 67: 제2백업롤
70: 제2건조로 80: 리와인더
90: 양극필름

Claims (13)

  1. 이차전지용 양극전극을 제조하는 제조 시스템으로서,
    양극기재가 권취된 언와인더;
    상기 언와인더로부터 공급되는 상기 양극기재의 일면에, 상기 양극기재의 이송방향을 기준으로 양측 설정위치에 절연물질을 코팅하는 제1코팅 유닛;
    상기 절연물질이 코팅된 상기 양극기재를 가열하여 상기 절연물질을 건조시키는 제1건조로;
    상기 제1건조로로부터 공급되는 상기 양극기재 상의 절연물질 사이에 양극 슬러리를 코팅하는 제2코팅 유닛; 및
    상기 절연물질과 양극 슬러리가 코팅된 양극기재를 가열하여 건조시키는 제2건조로;
    를 포함하는 이차전지용 양극전극 제조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1코팅 유닛은
    액상의 상기 절연물질을 수용하는 팬; 및
    상기 팬의 내부에서, 회전축을 통해 회전 가능하게 장착되고, 상기 절연물질이 외주면에 형성된 일정형상의 코팅면에 의해 상기 양극기재의 일면에 코팅되어 절연부를 형성하도록 구성되는 그라비아롤;
    을 포함하는 이차전지용 양극전극 제조 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 그라비아롤은
    상기 팬에 담긴 절연물질에 일정영역 침지되도록 설치되고, 길이방향 중앙을 기준으로 양측 외주면에 상기 코팅면을 형성하며, 상기 코팅면을 통해 상기 양극기재의 일면에 절연물질을 코팅하도록 구성되는 이차전지용 양극전극 제조 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 코팅면은
    상기 그라비아롤의 길이방향 중앙을 기준으로 양측으로 대칭되는 외주면에, 설정형상의 음각성형을 통해 형성되는 이차전지용 양극전극 제조 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연물질이 코팅되는 상기 양극기재 상의 설정위치는
    상기 양극전극의 양단에 형성되는 리드부와, 중앙부에 형성되는 전극부 사이에 위치되는 이차전지용 양극전극 제조 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 코팅 유닛은
    내부 유로를 통해 공급되는 상기 양극 슬러리를 노즐을 통해 상기 양극기재에 코팅하는 슬롯 다이 코터를 포함하는 이차전지용 양극전극 제조 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 슬롯 다이 코터는
    상기 양극기재 사이와의 갭을 조절하여 상기 양극 슬러리의 도포두께를 설정하고, 상기 양극기재의 일면에 형성된 양측 절연물질 사이에 상기 양극 슬러리를 도포하여 전극부를 형성하도록 구성되는 이차전지용 양극전극 제조 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 양극기재에 절연물질과 양극 슬러리가 코팅되어 건조된 양극필름을 회수하는 리와인더;
    를 더 포함하는 이차전지용 양극전극 제조 시스템.
  9. 이차전지용 양극전극 제조 시스템을 이용하여 양극전극을 제조하는 제조 방법으로서,
    언와인더에 권취된 양극기재를 풀어 복수개의 롤러를 통해 제1코팅 유닛에 이송하는 제1단계;
    상기 제1코팅 유닛에 의해 상기 양극기재의 이송방향을 기준으로 일면의 양측 설정위치에 절연물질을 코팅하는 제2단계;
    제1건조로에 상기 양극기재를 통과시키면서 상기 절연물질을 건조시켜 절연부를 형성하는 제3단계;
    상기 제1건조로를 통과한 양극기재의 절연부 사이에 제2코팅 유닛을 통해 양극 슬러리를 코팅하는 제4단계; 및
    제2건조로에 상기 양극기재를 통과시키면서 상기 양극 슬러리를 건조시켜 전극부를 형성하는 제5단계;
    를 포함하는 이차전지용 양극전극 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2단계는
    팬에 수용된 절연물질에 일정영역 침지된 그라비아롤이 회전하는 단계;
    상기 절연물질을 상기 그라비아롤의 외주면에 형성된 코팅면에 묻히는 단계; 및
    상기 그라비아롤을 상기 양극기재와 접촉시켜 상기 그라비아롤의 회전에 의해 상기 코팅면에 대응하는 상기 양극기재의 설정위치에 절연물질을 코팅하는 단계;
    를 포함하는 이차전지용 양극전극 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2단계는
    상기 양극전극의 양단에 형성되는 리드부와, 중앙부에 형성되는 전극부 사이에 상기 절연물질을 코팅하는 단계인 이차전지용 양극전극 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제4단계는
    상기 양극기재와 슬롯 다이 코터 사이의 갭을 조절하는 단계; 및
    상기 슬롯 다이 코터의 내부 유로를 통해 양극 슬러리를 공급하고, 노즐을 통해 상기 양극 슬러리를 상기 양극기재에 코팅하는 단계;
    를 포함하는 이차전지용 양극전극 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제5단계 이후에,
    상기 제2건조로를 통과한 양극필름을 복수개의 롤러를 통해 이송시켜 리와인더에 회수하는 제6단계를 더 포함하는 이차전지용 양극전극 제조 방법.
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