KR20220061845A - Electrode for lithium secondary battery and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 리튬 이차전지용 전극 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode for a lithium secondary battery and a method for manufacturing the same.
일반적인 이차전지는 충전이 불가능한 일차전지와 달리, 충방전이 가능한 전지를 말하며, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 전자기기 또는 전기 자동차 등에 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이차전지는 작동 전압이 3.6V 가량으로, 전자 장비의 전원으로 많이 사용되는 니켈-카드뮴 전지 또는 니켈-수소 전지보다 약 3배의 용량을 가지며, 단위 중량당 에너지 밀도가 높기 때문에 그 활용 정도가 폭발적으로 증가되는 추세이다.A general secondary battery refers to a battery that can be charged and discharged, unlike a primary battery that cannot be charged, and is widely used in electronic devices such as cell phones, notebook computers, camcorders, etc. or electric vehicles. In particular, the lithium secondary battery has an operating voltage of about 3.6V, has about three times the capacity of a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, which are often used as power sources for electronic equipment, and has a high energy density per unit weight. There is a trend of explosive increase in severity.
이차전지의 제조 공정 중에 전지의 고용량 및 고밀도의 배터리 셀을 구현을 위해서는 전극 공정에서 압연 공정이 중요하다. 압연 공정이란 전극 공정에서 한 쌍의 롤러 사이에 전극을 통과시켜 목표로 하는 배터리 셀의 설계 두께로 눌러주는 공정을 말한다. During the manufacturing process of the secondary battery, the rolling process is important in the electrode process in order to realize high capacity and high density battery cells of the battery. The rolling process refers to a process in which an electrode is passed between a pair of rollers in the electrode process and pressed to the target battery cell design thickness.
그러나 이와 같은 공정에 있어서, 전극의 일부변형으로 인한 주름 및 파단 현상이 증가하여 제품 품질 및 생산성에 크게 영향을 미치고 있어 개선이 필요하다.However, in such a process, wrinkles and fractures due to partial deformation of the electrode increase, which greatly affects product quality and productivity, so improvement is required.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above and other problems.
본 발명은 배터리 셀의 전극 주름생성을 최소화하는 리튬 이차전지용 전극 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an electrode for a lithium secondary battery that minimizes wrinkling of the electrode in a battery cell, and a method for manufacturing the same.
본 발명은 배터리 셀의 전극에 대해 전극 탭 연결공정시 소착 문제를 방지하는 리튬 이차전지용 전극 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an electrode for a lithium secondary battery that prevents a problem of burning during an electrode tap connection process with respect to an electrode of a battery cell, and a method for manufacturing the same.
본 발명은 압연공정시 배터리 셀의 전극의 파단을 최소화하는 리튬 이차전지용 전극 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an electrode for a lithium secondary battery that minimizes breakage of the electrode of a battery cell during a rolling process, and a method for manufacturing the same.
본 발명은 배터리 셀의 전극 불량을 방지하는 리튬 이차전지용 전극 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 다른(another) 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide an electrode for a lithium secondary battery that prevents electrode failure of a battery cell and a method for manufacturing the same.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 금속으로 형성된 집전체(electric collector)와 상기 집전체의 일부에 도포되는 슬러리(slurry)로 구성되는 리튬 이차전지용 전극으로서, 상기 집전체 중에서 상기 슬러리가 도포된 부분 및 상기 슬러리를 포함하는, 도포부; 그리고 상기 집전체 중에서 상기 슬러리가 도포되지 않은 나머지 부분을 포함하는, 무지부를 포함하고, 상기 무지부는, 상기 도포부로부터 연장되는 제1 무지부; 그리고 상기 제1 무지부로부터 연장되어 형성되며 전극 탭에 결합되는 탭 연결부를 구비하는 제 2 무지부를 포함하며, 상기 제1 무지부의 인장강도는 상기 탭 연결부의 인장강도 보다 크고, 상기 집전체 중에서 상기 슬러리가 도포된 부분의 인장강도 대비 상기 제1 무지부의 인장강도의 비율은 0.65 내지 0.85인, 리튬 이차전지용 전극이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention to achieve the above or other object, an electrode for a lithium secondary battery comprising an electric collector formed of a metal and a slurry applied to a part of the current collector, the current collector an applicator comprising a portion to which the slurry is applied and the slurry from among; and an uncoated portion including the remaining portion of the current collector to which the slurry is not applied, wherein the uncoated portion includes: a first uncoated portion extending from the applying portion; and a second uncoated portion extending from the first uncoated portion and having a tab connection portion coupled to the electrode tab, wherein the tensile strength of the first uncoated portion is greater than the tensile strength of the tab connection portion, and wherein the tensile strength of the first uncoated portion is greater than that of the current collector. A ratio of the tensile strength of the first uncoated region to the tensile strength of the portion to which the slurry is applied is 0.65 to 0.85, an electrode for a lithium secondary battery may be provided.
본 발명의 다른(another) 측면에 따르면, 금속으로 형성된 집전체와 상기 집전체의 일부에 도포되는 슬러리로 구성되는 리튬 이차전지용 전극을 제조하는 방법으로서, 상기 집전체의 적어도 일 면에 상기 슬러리를 도포하여, 상기 리튬 이차전지용 전극을 상기 슬러리가 도포된 도포 영역과 상기 슬러리가 도포되지 않은 무지 영역으로 구분하는, 슬러리 도포 단계(S110); 상기 무지 영역은 상기 도포 영역에 인접한 제1 무지부와 상기 제1 무지부에 연결되며 전극 탭에 결합되는 탭 연결부와 상기 탭 연결부에서 연장되는 절단부를 포함하고, 상기 절단부를 가열하는, 가열 단계(S120); 그리고 상기 가열된 전극을 압연하는, 압연 단계(S130)를 포함하고, 상기 도포 영역의 집전체의 인장강도 대비 상기 제1 무지부의 인장강도의 비율은 0.65 내지 0.85인, 리튬 이차전지용 전극의 제조방법(S100)이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an electrode for a lithium secondary battery comprising a current collector formed of a metal and a slurry applied to a portion of the current collector, wherein the slurry is applied to at least one surface of the current collector. a slurry application step (S110) of dividing the electrode for a lithium secondary battery into an application region to which the slurry is applied and an uncoated region to which the slurry is not applied; The uncoated region includes a first uncoated region adjacent to the application region, a tab connection portion connected to the first uncoated region and coupled to an electrode tab, and a cut portion extending from the tab connection portion, and heating the cut portion ( S120); and a rolling step (S130) of rolling the heated electrode, wherein the ratio of the tensile strength of the first uncoated region to the tensile strength of the current collector in the application region is 0.65 to 0.85, a method of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery (S100) may be provided.
본 발명에 따른 리튬 이차전지용 전극 및 그의 제조방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the electrode for a lithium secondary battery according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described as follows.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 셀의 전극 주름생성을 최소화하는 리튬 이차전지용 전극 및 그의 제조방법이 제공될 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, an electrode for a lithium secondary battery that minimizes the generation of wrinkles in the electrode of a battery cell and a method for manufacturing the same may be provided.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 셀의 전극에 대해 전극 탭 연결공정시 소착 문제를 방지하는 리튬 이차전지용 전극 및 그의 제조방법이 제공될 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, there may be provided an electrode for a lithium secondary battery and a method of manufacturing the same for preventing a problem of burning during an electrode tab connection process with respect to an electrode of a battery cell.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 압연공정시 배터리 셀의 전극의 파단을 최소화하는 리튬 이차전지용 전극 및 그의 제조방법이 제공될 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, an electrode for a lithium secondary battery that minimizes the breakage of the electrode of a battery cell during a rolling process and a method for manufacturing the same may be provided.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리 셀의 전극 불량을 방지하는 리튬 이차전지용 전극 및 그의 제조방법이 제공될 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, there may be provided an electrode for a lithium secondary battery that prevents electrode failure of a battery cell and a method for manufacturing the same.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극과 가열장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 압연공정을 거친 후에 전극을 전극 밀도와 인장강도에 따라 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극에 전극 탭을 연결하는 과정을 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view of an electrode according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an electrode and a heating device according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph showing the electrode according to the electrode density and tensile strength after the rolling process.
4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrode according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a process of connecting an electrode tab to an electrode according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.The configuration shown in the embodiments and drawings described in this specification is only a preferred example of the disclosed invention, and there may be various modifications that can replace the embodiments and drawings of the present specification at the time of filing of the present application.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.In addition, the same reference numerals or reference numerals in each drawing of the present specification indicate parts or components that perform substantially the same functions.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.In addition, the terminology used herein is used to describe the embodiments, and is not intended to limit and/or limit the disclosed invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 본 명세서에서 사용한 “제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는” 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.In addition, terms including ordinal numbers such as “first” and “second” used in this specification may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms are It is used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. The term “and/or” includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA (field-programmable gate array)/ASIC (application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.In addition, terms such as "~ part", "~ group", "~ block", "~ member", and "~ module" may mean a unit for processing at least one function or operation. For example, the terms may refer to at least one process processed by at least one hardware such as a field-programmable gate array (FPGA)/application specific integrated circuit (ASIC), at least one software stored in a memory, or a processor. there is.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following drawings attached to the present specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical spirit of the present invention together with the above-described content of the present invention, so the present invention is described in such drawings It should not be construed as being limited only to the matters.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극(10)은 배터리 셀에 포함될 수 있다. 전극(10)은, “리튬 이차전지용 전극”이라 칭할 수 있다. 전극(10)은, 양전극(positive electrode) 또는/및 음전극(negative electrode)일 수 있다.Referring to FIG. 1 , an
전극(10)은 집전체(20, current collector)를 포함할 수 있다. 집전체(20)는 “전극 집전체”라 칭할 수 있다. 집전체(20)는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 집전체(20)는 금속 호일(metal foil)일 수 있다. 집전체(20)는 일 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 집전체(20)는 길이 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. The
전극(10)은 슬러리(30, slurry)를 포함할 수 있다. 슬러리(30)는 “전극 물질(electrode material)”이라 칭할 수 있다. 슬러리(30)는, 집전체(20)의 일부에 도포될 수 있다.The
전극(10)은, 슬러리(30)가 집전체(20)에 도포된 영역과 나머지 영역으로 구분되거나 구획될 수 있다. 예를 들어 전극(10)은, 도포부(40, coated part)와 무지부(50, uncoated part)를 포함할 수 있다. The
도포부(40)는, 전극(10) 중에서 슬러리(30)가 집전체(20)에 도포된 부분을 의미할 수 있다. 예를 들어, 도포부(40)는, 슬러리(30)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도포부(40)는, 집전체(20) 중에서 슬러리(30)가 도포된 부분을 포함할 수 있다.The
무지부(50)는, 집전체(20) 중에서 슬러리(30)가 도포되지 않은 부분을 포함할 수 있다. 즉 무지부(50)는, 전극(10) 중에서 도포부(40)를 제외한 부분을 의미할 수 있다. 도포부(40)와 무지부(50)는, 집전체(20)의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다.The
배터리 셀의 제조공정 중 고용량 및 고밀도 배터리 셀 구현을 위해서는 압연 공정이 중요하다. 압연 공정은, 전극(10)을 가공하는 공정 중 슬러리를 도포하는 공정의 다음 공정으로, 한 쌍의 압연롤러 사이에 전극(10)을 통과시켜 전극을 두께 방향으로 압착하는 공정을 말한다. During the battery cell manufacturing process, the rolling process is important for realizing high capacity and high density battery cells. The rolling process is a process following the process of applying the slurry in the process of processing the
도포부(40)의 두께는 슬러리(30)로 인하여 무지부(50)의 두께 보다 더 클 수 있다. 따라서 전극(10)을 압연하는 과정에서, 도포부(40)는 압력을 받고, 무지부(50)는 압력을 받지 않을 수 있다. 이로 인하여, 도포부(40)의 집전체(20)는 압력에 의하여 연신(stretching)되는 반면, 무지부(50)의 집전체(20)는 연신 되지 않을 수 있다. 도포부(40)의 집전체(20)는, 집전체(20) 중에서 슬러리(30)가 도포된 부분을 의미할 수 있다.The thickness of the
이 때문에 도포부(40)와 무지부(50)의 경계 부위에서 집전체(20)의 변형이 발생할 수 있다. 집전체(20)의 변경은 집전체(20)의 파단으로 이어질 수 있다. 일반적으로 전극 밀도가 높아질수록 또는/및 집전체(20)의 두께가 얇아질수록, 집전체(20)의 변형이 발생할 확률 또는 집전체(20)가 파단될 확률이 커질 수 있다. 전극 밀도는, 슬러리(30)의 밀도를 의미할 수 있다.For this reason, deformation of the
이로 인해 압연공정에서의 수율(yield) 및 가동률(operating rate)이 저하되는데 현재 이를 해결하기 위해 압연공정에 앞서, 무지부(50)를 가열하여 인장강도(tensile strength)를 낮춤으로써 도포부(40)와 무지부(50)의 경계 부위에서 집전체(20)의 변형 또는/및 파단이 억제될 수 있다.Due to this, the yield and operating rate in the rolling process are lowered. In order to solve this problem, the
하지만 무지부(50)의 온도를 너무 높게 올리면, 무지부(50)와 전극 탭을 초음파 용접을 통해 접합하는 과정에서, 무지부(50)가 초음파 가열 금형에 달라 붙는 소착(燒着)이 발생될 수 있다. However, if the temperature of the
무지부(50)의 온도를 상대적으로 낮게 올리면, 무지부(50)와 전극 탭을 초음파 용접을 통해 접합하는 과정에서, 소착이 발생할 확률은 감소하나 압연 공정에서 집전체(20)의 변형 또는/및 파단이 발생할 확률이 높아질 수 있다.When the temperature of the
무지부(50)를 가열하는 가열장치(70, 도 2 참조)의 출력 파워(output power)와 형태(configuration)를 최적화함으로써, 압연공정에서 전극(10)의 파단 및 전극 탭 연결 공정에서 소착을 동시에 해결할 수 있다.By optimizing the output power and configuration of the heating device 70 (refer to FIG. 2) that heats the
전극(10)의 전극 밀도는, 3.6g/cc 내지 3.8g/cc일 수 있다. 전극 밀도는, 슬러리(30)의 질량 밀도로서, 압연 공정을 통과한 슬러리(30)의 질량 밀도(mass density)를 의미할 수 있다.The electrode density of the
슬러리(30)는, 활물질(active material), 바인더(binder), 그리고 도전제(conductive agent)의 혼합물(mixture)일 수 있다. 활물질은, 양극(positive electrode)에 사용되는 양극 활물질(active material for cathode)과 음극(negative electrode)에 사용되는 음극 활물질(active material for anode)로 구분될 수 있다. 활물질은, 양극 활물질과 음극 활물질 중에서 적어도 하나를 의미할 수 있다.The
슬러리(30)는, 양극 슬러리와 음극 슬러리 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 양극 슬러리는, 양극 활물질을 포함할 수 있다. 음극 슬러리는, 음극 활물질을 포함할 수 있다.The
집전체(20)는, 양극 집전체와 음극 집전체 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 양극 집전체는, 양극(positive electrode)에서 사용되는 집전체일 수 있다. 음극 집전체는, 음극(negative electrode)에서 사용되는 집전체일 수 있다. 집전체(20)는, 금속 박판(metal foil)으로 구성될 수 있다.The
무지부(50)는 제1 무지부(51)와 제2 무지부(52)를 포함할 수 있다. 제1 무지부(51)는 도포부(40)에 연결될 수 있다. 제2 무지부(52)는, 도포부(40)에 이격될 수 있다. 제1 무지부(51)는, 도포부(40)와 제2 무지부(52)의 사이에 배치될 수 있다. 제1 무지부(51)는, 도포부(40)와 제2 무지부(52)를 연결할 수 있다. The
제1 무지부(51)는 도포부(40)에서 연장되어 형성될 수 있다. 제1 무지부(51)는 설정된 인장강도를 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 무지부(52)에 열(heat)을 가함으로써, 제1 무지부(51)는 설정된 인장강도를 가질 수 있다. 제1 무지부(51)의 인장강도는 17kgf/mm2 내지 24kgf/mm2 일 수 있다. 예를 들어, 제1 무지부(51)의 인장강도는 17kgf/mm2 일 수 있다.The first
제2 무지부(52)는 제 1 무지부(51)로부터 연장되어 형성될 수 있다. 제2 무지부(52)는 전극 탭(80, 도 5 참조)에 결합될 수 있다. 제 1 무지부영역(51)이 설정된 인장강도를 가질 수 있도록, 제2 무지부(52)는 열처리될 수 있다. 가열 공정에 의한 열처리를 통해, 무지부(50)의 인장강도는, 제1 무지부(51)에서 제2 무지부(52)로 갈수록 순차적으로 작아질 수 있다. The second
제2 무지부(52)는, 탭 연결부(52a)와 절단부(52b)를 포함할 수 있다. 탭 연결부(52a)는, 제1 무지부(51)에 연결되며, 전극 탭(80, 도 5 참조)에 결합될 수 있다. 탭 연결부(52a)는 설정된 인장강도를 갖도록 구성될 수 있다. 제1 무지부(51)의 설정된 인장강도를 제1 인장강도, 탭 연결부(52a)의 설정된 인장강도를 제2 인장강도라 할 수 있다. The second
탭 연결부(52a)는, 제2 무지부(52)의 열처리를 통해, 제2 인장강도를 가질 수 있다. 무지부(50)의 인장강도는, 제1 무지부(51)에서 제2 무지부(52)의 단부를 향할수록 작을 수 있다. 제1 무지부(51)는, 설정된 인장강도를 갖도록 구성될 수 있다. The
즉, 제1 무지부(51)의 인장강도는 탭 연결부(52a)의 인장강도 보다 크고, 탭 연결부(52a)의 인장강도는 절단부(52b)의 인장강도 보다 클 수 있다. 절단부(52b)는, 열처리가 이루어진 후, 절단되어 탭 연결부(52a)로부터 분리될 수 있다(도 5 참조). 탭 연결부(52a)는 “제2 무지부 영역”이라 칭할 수 있다. 절단부(52b)는 “제3 무지부 영역”이라 칭할 수 있다. 제1 무지부(51)는 “제1 무지부 영역”이라 칭할 수 있다.That is, the tensile strength of the first
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극과 가열장치를 나타낸 도면이다. 도 2에서 무지부(50)는 설명의 편의상 각 영역이 구획되게 도시되어 설명되나, 무지부(50)에 관한 본 발명의 범위는 도 2에 한정되지 않는다. 무지부(50)의 각 영역은 구획되는 구성없이 연속적으로 연결될 수 있다.2 is a view showing an electrode and a heating device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2 , the
도 2를 참조하면, 가열 장치(70)는 전극(10)을 가열할 수 있다. 가열 장치(70)는, 전극(10)의 압연이 이루어지기 전에, 무지부(50)를 가열할 수 있다. 가열 장치(70)는 유도 가열 방식(Induction Heating Annealing, IHA)으로 무지부(50)를 가열할 수 있다. 유도 가열(induction heating)은 전자기 유도를 이용하여 금속 물체를 가열시키는 방법을 의미할 수 있다. 가열 장치(70)는, 출력 파워를 조절함으로써, 무지부(50)의 온도를 제어할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
가열 장치(70)는, 전극(10)을 압연하는 장치(이하, “압연 장치”)와 제어적으로 연동될 수 있다. 예를 들어, 가열 장치(70)의 출력 파워는, 압연 장치의 공정 속도에 의존할 수 있다. 또한 가열 장치(70)의 출력 파워는, 전극(10)의 재질 및 태양에 따라 달라질 수 있다. The
가열 장치(70)는 유도 가열 유닛(72)과 차폐 부재(74)를 포함할 수 있다.The
유도 가열 유닛(72)은, 전자기 유도 작용을 이용하여, 전극(10)에 유도 전류가 흐르도록 할 수 있다. 전극(10)에 유도 전류가 흐르면, 전극(10)에서 열(heat)이 발생시킬 수 있다. 유도 가열 유닛(72)은, 코일(coil)을 포함할 수 있다. 유도 가열 유닛(72)은, 고주파의 전류를 형성할 수 있다.The
차폐 부재(74)의 적어도 일부는, 유도 가열 유닛(72)과 전극(10)의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(74)의 적어도 일부는, 유도 가열 유닛(72)과 도포부(40)의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(74)의 적어도 일부는, 유도 가열 유닛(72)과 제1 무지부(51)의 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(74)의 적어도 일부는, 유도 가열 유닛(72)과 탭 연결부(52a)의 사이에 배치될 수 있다. At least a portion of the shielding
차폐 부재(74)는, 유도 가열 유닛(72)에서 발생된 자속(magnetic flux)을 차폐하는 효과를 가질 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(74)에 입사된 자속(또는 자기장)의 적어도 일부는, 차폐 부재(74)에 의해 더 이상 진행하지 않을 수 있다. 예를 들어, 유도 가열 유닛(72)에서 발생되어 도포부(40)를 향하는 자속의 적어도 일부는, 차폐 부재(74)에 의해 차폐될 수 있다. 예를 들어, 유도 가열 유닛(72)에서 발생되어 제1 무지부(51)로 향하는 자속의 적어도 일부는, 차폐 부재(74)에 의해 차폐될 수 있다. 예를 들어, 유도 가열 유닛(72)에서 발생되어 탭 연결부(52a)로 향하는 자속의 적어도 일부는, 차폐 부재(74)에 의해 차폐될 수 있다.The shielding
전극(10) 중에서 기 설정된 부분이 유도 가열 유닛(72)에 의해 가열될 수 있다. 예를 들어, 절단부(52b)는 유도 가열 유닛(72)에 의해 가열될 수 있다. 유도 가열 유닛(72)은, 주로(mainly) 절단부(52b)를 가열시킬 수 있다. 차폐 부재(74)의 비투자율(relative permeability)은 10이상일 수 있다. 예를 들어, 차폐 부재(74)는 강자성 물질(ferromagnetic material)을 포함한 소재로 형성될 수 있다. A predetermined portion of the
차폐 부재(74)는 노출부(76)를 포함할 수 있다. 노출부(76)는, 노출 공간(78)을 형성할 수 있다. 유도 가열 유닛(72)은, 노출 공간(78)을 통해 무지부(50)에 노출될 수 있다. 예를 들어 노출 공간(78)은, 절단부(52b)와 유도 가열 유닛(72)의 사이에 위치할 수 있다. 노출부(76)는, “자기장 노출부”라 칭할 수 있다. The shielding
유도 가열 유닛(72)에서 발생된 자속(magnetic flux)은 노출부(76)를 통과하여 집전체(20)에 입사할 수 있다. 예를 들어 노출 공간(78)을 통과한 자속(magnetic flux)은 무지부(50)의 적어도 일부에 입사할 수 있다. 이러한 구성을 통해, 가열 장치(70)는 전극(10) 중에서 특정 영역을 주로 가열할 수 있다. Magnetic flux generated by the
예를 들어, 가열 장치(70)는 제2 무지부(52)를 주로 가열하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 절단부(52b)에서 발생되는 열은, 제1 무지부(51)로 전달될 수 있다. 예를 들어, 가열 장치(70)는 절단부(52b)를 주로 가열하도록 구성될 수 있다. For example, the
유도 가열 유닛(72)은 노출 공간(78)을 통해 절단부(52b)와 마주할 수 있다. 다른(another) 예를 들면, 유도 가열 유닛(72)은 노출 공간(78)을 통해 절단부(52b)의 외측 공간과 마주할 수 있다. 가열 장치(70)는 유도 가열을 통해 절단부(52b)를 국부적으로 가열할 수 있다. 절단부(52b)에서 발생되는 열은, 제1 무지부(51)로 열전도(heat-conduction)될 수 있다. The
이하는 가열 공정에 따른 전극(10)의 인장강도 등의 변화를 알기 위한 실험에 관한 내용이다. 도 1 내지 도 3과 표1을 참고하여 설명한다. 도 3은 압연공정을 거친 후에 전극(10)을 전극 밀도와 인장강도에 따라 나타낸 사진이다. 도 3에 표시된 인장강도는 제1 무지부(51)의 인장강도를 의미할 수 있다. The following is the content of the experiment to know the change of the tensile strength of the
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 무지부(51)의 길이는 제1 길이(L1)이고, 탭 연결부(52a)의 길이는 제2 길이(L2)이며, 절단부(52b)의 길이는 제3 길이(L3)일 수 있다. 무지부(50)의 길이는, 무지부(50)가 도포부(40)에서 연장되는 방향을 기준으로 측정될 수 있다.1 to 3 , the length of the first
예를 들어, 무지부(50)의 전체 길이는 15mm 일 수 있다. 제1 길이(L1)는 5mm 일 수 있다. 제2 무지부(52)의 길이는, 제2 길이(L2)와 제3 길이(L3)의 합(合)으로서, 10mm 일 수 있다. 예를 들어, 제2 길이(L2)는 7mm 일 수 있고, 제3 길이(L3)는 3mm 일 수 있다. 제1 길이(L1), 제2 길이(L2), 그리고 제3 길이(L3)는, 상기 예시에 한정되지 않으며, 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경될 수 있다.For example, the total length of the
영역intensive heating
area
온도
(℃)maximum heating
temperature
(℃)
인장강도 (kgf/mm2)By area of Mujibu
Tensile strength (kgf/mm 2 )
상태wrinkle
state
소착 발생 횟수
(10회 기준)for ultrasonic welding
Number of occurrences of seizures
(Based on 10 episodes)
횟수
(500m 기준)break
number
(based on 500m)
(무지부 주름 : O는 양호, Δ는 약간 심함, X는 매우 심함을 의미)(Crinkle on the cheek area: O means good, Δ means slightly severe, X means very severe)
표 1은, 무지부(50)의 집중 가열 영역과 최대 가열 온도를 달리하였을 때, 압연 공정 이후 무지부(50)의 인장강도 및 주름 상태, 초음파 용접 공정에서 발생된 소착 횟수(초음파 용접 10회 당), 그리고 압연 공정 이후 전극(10)의 파단 횟수(전극을 500m 이송하는 과정에서)를 나타낸 것이다. 표 1에서 무지부(50)가 가열되기 이전 무지부(50)의 인장강도는 25kgf/mm2 이다. 표 1에서 압연 공정 이후 전극(10)의 전극 밀도는 3.65g/cc 이다. 표 1에서 가열되기 이전 무지부(50)의 인장강도는, 가열되기 이전 도포부(40)의 집전체(20)의 인장강도와 동일할 수 있다.Table 1 shows the tensile strength and wrinkle state of the
도 1 내지 도 3과 표 1을 참조하면, 무지부(50)의 특정 영역만을 선택적으로 가열하는 경우에도 무지부(50)의 영역별 인장강도가 모두 변화될 수 있다. 이는 무지부(50)의 열전도성에 기인할 수 있다. 1 to 3 and Table 1, even when only a specific area of the
무지부(50)의 주름은, 직접 압력을 받는 도포부(40)의 연신율과 압력을 받지 않는 무지부(50)의 연신율 사이의 차이로 인해, 도포부(40)와 무지부(50)의 경계에 인접한 제1 무지부(51)에서 발생할 수 있다. 이 때 제1 무지부(51)의 인장강도가 주름 발생 정도에 영향을 미칠 수 있다. Wrinkles of the
실시예 1과 비교예 4를 대비해보면, 실시예 1의 경우 무지부(50)의 단부인 절단부(52b)를 집중 가열하여 제1 무지부(51)의 인장강도가 19 kgf/mm2 이고, 비교예 4의 경우 제1 무지부(51)를 집중 가열하여 제1 무지부(51)의 인장강도가 10kgf/mm2 이다. 비교예 4에서 제1 무지부(51)의 인장강도가, 실시예 1에서 제1 무지부(51)의 인장강도 보다 상당히 낮음에도 불구하고, 실시예 1에서 주름 상태가 비교예 4에서 주름 상태 보다 양호하다. Comparing Example 1 and Comparative Example 4, in the case of Example 1, the tensile strength of the first
비교예 4에서와 같이 제1 무지부(51)를 집중 가열할 경우 제1 무지부(51)에서 발생된 열이 도포부(40)의 집전체(20)에 전달되어, 도포부(40)에서 집전체(20)의 인장강도와 제1 무지부(51)의 인장강도 사이의 차이가 크지 않을 수 있다. 도포부(40)에서 집전체(20)의 인장강도와 제1 무지부(51)의 인장강도 사이의 차이가 크지 않으면, 압연 공정에서 제1 무지부(51)의 변형이 발생될 가능성이 높을 수 있다. 비교예 4와 비교예 1을 비교해보면, 비교예 1에서 제1 무지부(51)의 인장강도(14kgf/mm2)가 비교예 4에서 제1 무지부(51)의 인장강도(10kgf/mm2) 보다 높음에도, 비교예 1에서 주름 상태가 비교예 4에서 주름 상태 보다 양호하다. As in Comparative Example 4, when the first
비교예 1에서 집중 가열 영역이 무지부(50) 전체이고 비교예 4에서 집중 가열 영역이 제1 무지부(51)이므로, 비교예 1에서 도포부(40)의 집전체(20)에 전달되는 열(heat)이 비교예 4에서 도포부(40)의 집전체(20)에 전달되는 열(heat) 보다 작고, 따라서 비교예 1에서 도포부(40)의 집전체(20)와 제1 무지부(51) 사이의 인장강도 차이는 비교예 4에서 도포부(40)의 집전체(20)와 제1 무지부(51) 사이의 인장강도 차이 보다 커서, 비교예 1에서 주름 상태가 비교예 4에서 주름 상태 보다 양호한 것으로 볼 수 있다. In Comparative Example 1, since the intensive heating region is the entire
실시예 1에서와 같이 무지부(50)의 단부인 절단부(51b)를 집중 가열할 경우, 절단부(51b)에서 발생된 열은 탭 연결부(51a)를 거쳐 제1 무지부(51)에 도달할 수 있다. 열전도를 통해 제1 무지부(51)가 열을 제공받으므로, 제1 무지부(51) 중에서 탭 연결부(51a)에 인접한 부분의 온도가 제1 무지부(51) 중에서 도포부(40)에 인접한 부분의 온도 보다 높을 수 있다. 즉 비교예 4에 대비하여, 제1 무지부(51)의 인장강도가 낮아지더라도 도포부(40)의 집전체(20)의 인장강도는 상대적으로 미미하게 낮아질 수 있다.When the cut portion 51b, which is the end of the
제1 무지부(51)의 온도를 높여서 제1 무지부(51)의 인장강도를 낮추되 도포부(40)에서 집전체(20)의 인장강도를 유지시키는 것이, 제1 무지부(51)의 변형을 억제하는 방법일 수 있다. 실시예 1에서와 같이 제1 무지부(51) 중에서 도포부(40)의 맞은편 부분에서 열이 전도되도록 하면, 주름 상태가 양호할 수 있다. By increasing the temperature of the first
제1 무지부(51) 중에서 도포부(40)의 맞은편 부분에서 도포부(40)를 향하여 열이 전도되므로, 도포부(40)에서 집전체(20)의 인장강도는 제1 무지부(51)의 인장강도 보다 크고, 제1 무지부(51)의 인장강도는 탭 연결부(52a)의 인장강도 보다 크며, 탭 연결부(52a)의 인장강도는 절단부(52b)의 인장강도 보다 클 수 있다.Since heat is conducted toward the
비교예 2와 비교예 3을 대비해보면, 비교예 2에서 제1 무지부(51)의 인장강도는 16kgf/mm2 이고 주름 상태는 약간 심하며, 비교예 3에서 제1 무지부(51)의 인장강도는 17kgf/mm2 이고 주름 상태는 양호하다. 비교예 2와 3에서 무지부(50) 전체가 집중 가열된다 하더라도, 제1 무지부(51)에서 도포부(40)의 집전체(20)에 전달되는 열에 의해, 비교예 2에서 도포부(40)의 집전체(20)의 인장강도와 제1 무지부(51)의 인장강도 사이의 차이는, 비교예 3에서 도포부(40)의 집전체(20)의 인장강도와 제1 무지부(51)의 인장강도 사이의 차이 보다 작을 수 있다. Comparing Comparative Example 2 and Comparative Example 3, the tensile strength of the first
표 1에서 확인되는 바와 같이, 전극 밀도가 3.65g/cc인 전극(10)에 있어서, 제1 무지부(51)의 인장강도가 17kgf/mm2 보다 작은 경우 무지부(50)의 주름 발생 정도가 심해짐을 확인할 수 있다. 즉 표 1을 참조하면, 비교예 1, 비교예 2, 그리고 비교예 4에서 제1 무지부(51)의 인장강도는 17kgf/mm2 보다 작으며 주름 상태가 양호하지 않았다. As can be seen in Table 1, in the
반면 비교예 3, 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3에서 제1 무지부(51)의 인장강도는 17kgf/mm2 이상 24kgf/mm2 이하이며 주름 상태가 양호하다. 즉 제1 무지부(51)의 인장강도가 17kgf/mm2 내지 24kgf/mm2 인 경우, 무지부(50)의 주름 개선에 효과가 있음을 확인할 수 있다.On the other hand, in Comparative Examples 3, 1, 2, and 3, the tensile strength of the first
표 1에서 나타난 인장강도와 주름 상태의 상관 관계로부터, 제1 무지부(51)에서의 인장강도가 일정 수준 이하로 감소하면 무지부(50)가 연질화가 되어 무지부(50)는 주름 발생에 취약해지는 것으로 이해될 수 있다.From the correlation between the tensile strength and the wrinkle state shown in Table 1, when the tensile strength in the first
다만 도 3에서 볼 수 있듯이 밀도가 낮은 3.55g/cc인 전극의 경우에는 도포부(40)에 가해지는 압력이 감소함에 따라 도포부(40)와 무지부(50) 사이 연신율 차이가 감소하게 되고 이로 인해 제 1 무지부영역(51)의 인장강도에 따른 주름의 차이도 밀도가 높은 전극(10)에 비해 상대적으로 줄어들게 됨을 확인할 수 있다.However, as can be seen in FIG. 3 , in the case of an electrode having a low density of 3.55 g/cc, as the pressure applied to the
도 3을 참조하면, 전극 밀도가 3.55g/cc인 전극(10)은 전극 밀도가 3.65g/cc인 전극(10)에 비하여 압연 공정에서 상대적으로 적은 압력을 받을 수 있다. 따라서 전극 밀도가 3.55g/cc인 전극(10)에서 도포부(40)와 무지부(50) 사이의 연신율 차이는, 전극 밀도가 3.65g/cc인 전극(10)에서 도포부(40)와 무지부(50) 사이의 연신율 차이 보다 작을 수 있다. Referring to FIG. 3 , the
이와 같은 이유로, 전극 밀도가 낮은 전극(10)에서 발생되는 주름의 상태는, 전극 밀도가 높은 전극(10)에서 발생되는 주름의 상태 보다 더 좋을 수 있다.For this reason, the state of wrinkles occurring in the
제1 무지부(51)의 인장강도가 일정 범위이고 제1 무지부(51)의 인장강도가 탭 연결부(52a)의 인장강도 보다 크면, 무지부(50)의 주름 상태가 양호할 수 있다. 예를 들어, 실시예 1, 2, 3 및 비교예 3과 비교예 1, 2, 4를 대비해보면, 제1 무지부(51)의 인장강도가 16.5kgf/mm2 보다 크고 20.5kgf/mm2 보다 작은 범위에서 무지부(50)의 주름 상태가 양호할 수 있다. 달리 말하면, 도포부(40)의 집전체(20)의 인장강도 대비 제1 무지부(51)의 인장강도의 비율이 0.65 내지 0.85이면, 무지부(50)의 주름 상태가 양호할 수 있다. When the tensile strength of the first
도포부(40)의 집전체(20)의 인장강도는, 가열 공정에 의해 변하지 않을 수 있다. 예를 들어, 표 3에서 집중 가열 영역이 절단부(52b)인 경우 열(heat)이 탭 연결부(52a)와 제1 무지부(51)를 거쳐 도포부(40)로 전달되므로, 도포부(40)에 전달되는 열(heat)은 미미하여, 도포부(40)의 집전체(20)의 인장강도는 가열 공정에 의해 변하지 않을 수 있다.The tensile strength of the
초음파 용접 공정에서 발생하는 소착의 경우, 초음파 용접이 탭 연결부(52a)에서 이루어지기 때문에, 탭 연결부(52a)의 인장강도가 중요할 수 있다. 표 1에서 확인되는 바와 같이, 탭 연결부(52a)의 인장강도가 15kgf/mm2 이상인 실시예 1 ~ 3과 비교예 3 및 4의 경우 10번의 테스트에서 소착이 발생하지 않았다. 반면 탭 연결부(52a)의 인장강도가 15kgf/mm2 미만인 비교예 1과 2의 경우 소착이 발생하게 되고 탭 연결부(52a)의 인장강도가 낮으면 소착 횟수가 많아짐을 알 수 있다. In the case of seizure occurring in the ultrasonic welding process, since ultrasonic welding is performed in the
탭 연결부(52a)의 인장강도가 제1 무지부(51)의 인장강도 보다 크지 않은 경우 무지부(50)의 주름 상태가 매우 심하지 않으므로, 탭 연결부(52a)의 인장강도가 20kgf/mm2 보다 작은 조건이 무지부(50)의 주름 상태가 양호할 필요조건일 수 있다. 즉 탭 연결부(52a)의 인장강도가 14.5kgf/mm2 이상 19.5kgf/mm2 이하인 조건은, 소착 횟수가 적고 무지부(50)의 주름 상태가 양호한 필요조건일 수 있다. 달리 말하면, 도포부(40)의 집전체(20)의 인장강도 대비 탭 연결부(52a)의 인장강도의 비율이 0.55 내지 0.8이면 소착이 억제될 수 있다.When the tensile strength of the
압연 과정에서 발생하는 파단은 절단부(52b)의 인장강도가 가장 큰 영향을 미칠 수 있다. 표 1에서 절단부(52b)의 인장강도가 13kgf/mm2 이하인 실시예 1, 2, 그리고 비교예 1의 경우 파단이 발생하지 않았다. 이 이유는, 압연 공정에서 발생하는 파단은 응력이 집중되는 절단부(52b)에서 시작되고, 절단부(52b)의 인장강도를 낮추면 파단 확률이 감소하기 때문이다.For fracture occurring during the rolling process, the tensile strength of the
실시예 2와 실시예 3을 대비해보면, 실시예 2에서 탭 연결부(52a)의 인장강도가 18kgf/mm2 이고 파단이 발생하지 않은 반면, 실시예 3에서 탭 연결부(52a)의 인장강도가 19kgf/mm2 이고 파단이 4회 발생하였다. 이로부터, 탭 연결부(52a)의 인장강도가 18.5kgf/mm2 이하인 조건이 파단 측면에서 유리함을 알 수 있다.Comparing Example 2 and Example 3, in Example 2, the tensile strength of the
위의 결과를 종합해 보면, 전극 밀도가 3.65g/cc인 전극(10)에 있어서, 절단부(52b)를 집중하여 가열하되 제1 무지부(51)의 인장강도가 16.5kgf/mm2 이상 20.5kgf/mm2 이하이고 탭 연결부(52a)의 인장강도가 14.5kgf/mm2 이상 18.5kgf/mm2 이하가 되도록 하면, 무지부(50)의 주름, 소착 및 파단이 개선될 수 있다. Taking the above results together, in the
달리 말하면, 전극 밀도가 3.65g/cc인 전극(10)에 있어서, 절단부(52b)를 집중하여 가열하되, 도포부(40)의 집전체(20)의 인장강도 대비 제1 무지부(51)의 인장강도의 비율이 0.65 내지 0.85이고, 도포부(40)의 집전체(20)의 인장강도 대비 탭 연결부(52a)의 인장강도의 비율이 0.55 내지 0.75이면, 무지부(50)의 주름, 소착 및 파단이 개선될 수 있다.In other words, in the
제1 무지부(51)의 인장강도가 탭 연결부(52a)의 인장강도 보다 크고, 탭 연결부(52a)의 인장강도가 절단부(52b)의 인장강도 보다 크게 하는 것이 무지부(50)의 주름, 소착 및 파단에 있어서 가장 유리한 조건일 수 있다. When the tensile strength of the first
탭 연결부(52a)의 길이인 제2 길이(L2)는 제1 무지부(51)의 길이인 제1 길이(L1) 보다 클 수 있다. 제2 길이(l2)가 제1 길이(L2) 보다 크면, 절단부(52b)를 주로 집중 가열하여 탭 연결부(52a)의 인장강도와 제1 무지부(51)의 인장강도 사이의 차이가 효과적으로 형성될 수 있다.The second length L2 that is the length of the
절단부(52b)는 전극 탭(80, 도 5 참조)의 부착 전에 제거되므로, 절단부(52b)는 배터리 셀의 성능에 직접적인 영향을 미치지 않을 수 있다. 그러나 절단부(52b)는, 압연 과정에서 파단을 개선하는 데 영향을 미칠 수 있다. Since the
이하는 배터리 셀의 전극을 가공하는 과정에 대해서 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법(S100)은 리튬 이차 전지용 전극의 제조 방법이라 칭할 수 있다.Hereinafter, a process of processing the electrode of the battery cell will be described. The electrode manufacturing method ( S100 ) according to an embodiment of the present invention may be referred to as a manufacturing method of an electrode for a lithium secondary battery.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법(S100)은 슬러리 도포 단계(S110)를 포함할 수 있다. 이 단계(S110)에서, 슬러리(30)는 집전체(20)의 적어도 하나의 면에 도포될 수 있다. 1 to 4 , the electrode manufacturing method ( S100 ) according to an embodiment of the present invention may include a slurry application step ( S110 ). In this step ( S110 ), the
집전체(20)는 도전성 금속 박판으로 형성될 수 있다. 집전체(20)는 금속 박판을 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속박판은 알루미늄으로 형성될 수 있다. 슬러리(30)는, 집전체(20)의 일면 또는 양면에 도포될 수 있다. 이 단계(S110)를 통해 전극(10)은, 도포부(40)와 무지부(50)로 구분될 수 있다.The
전극(10)의 영역은, 도포부(40)가 위치하는 영역과 무지부(50)가 위치하는 영역으로 구분될 수 있다. 도포부(40)는, “도포 영역”이라 칭할 수 있다. 무지부(50)는, “무지 영역”이라 칭할 수 있다. 예를 들어, 전극(10)은, 도포 영역(40)과 무지 영역(50)으로 구분될 수 있다.The region of the
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법(S100)은 가열 단계(S120)를 포함할 수 있다. 이 단계(S120)에서, 가열 장치(70)는 전극(10)을 가열할 수 있다. 예를 들어, 이 단계(S120)에서 가열 장치(70)는 절단부(52b)를 주로 가열할 수 있다. 달리 말하면, 이 단계(S120)에서 가열 장치(70)는 무지부(50)의 단부(end portion)를 주로 가열할 수 있다. 즉, 이 단계((S120)에서 가열 장치(70)는 무지 영역(50)의 단부(end portion)를 주로 가열할 수 있다.The electrode manufacturing method ( S100 ) according to an embodiment of the present invention may include a heating step ( S120 ). In this step ( S120 ), the
가열 단계(S120)는 노출부 형성 단계(S121)를 포함할 수 있다. 이 단계(S121)에서, 유도 가열 유닛(72)에서 발생된 자속(magnetic flux)이 기 설정된 범위로 한정되어 진행하도록, 차폐 부재(74)를 통해 노출 공간(78)이 형성될 수 있다. 이 단계(S121)에서, 유도 가열 유닛(72)에 의해 형성되는 자기장(magnetic field)이 기 설정된 범위로 한정되어 분포할 수 있다.The heating step ( S120 ) may include a step ( S121 ) of forming an exposed part. In this step ( S121 ), the
가열 단계(S120)는 무지부 가열 단계(S122)를 포함할 수 있다. 이 단계(S122)에서, 유도 가열 유닛(72)에서 발생된 자속 중에서 일부는 차폐 부재(74)에 의하여 차폐되고 다른 일부는 노출 공간(78)을 통과하여 무지부(50)에 입사할 수 있다. 예를 들어 이 단계(S122)에서 유도 가열 유닛(72)은 무지부(50)의 단부인 절단부(52b)를 주로 가열할 수 있다.The heating step ( S120 ) may include a heating step ( S122 ) of the uncoated area. In this step ( S122 ), some of the magnetic flux generated by the
가열 단계(S120)에서 유도 가열 유닛(72)은, 무지부(50)의 일부가 설정된 인장강도를 갖도록, 무지부(50)를 가열할 수 있다. 예를 들어, 탭 연결부(52a)가 설정된 인장강도인 제2 인장강도를 갖도록 절단부(52b)가 가열될 수 있다. 예를 들어, 제1 무지부(51)가 설정된 인장강도인 제1 인장강도를 갖도록 절단부(52b)가 가열될 수 있다. 예를 들어, 제1 무지부(51)는 제1 인장강도를 갖고, 탭 연결부(52a)는 제2 인장강도를 갖도록, 절단부(52b)가 가열될 수 있다.In the heating step S120 , the
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법(S100)은 압연 단계(S130)를 포함할 수 있다. 압연 단계(S130)는, 슬러리(30)와 집전체(20) 사이의 접착력이 증가되도록 전극(10)을 압착하는 단계일 수 있다. 압연 단계(S130)를 통해, 설정된 두께까지 전극(10)이 압착될 수 있다.The electrode manufacturing method ( S100 ) according to an embodiment of the present invention may include a rolling step ( S130 ). The rolling step ( S130 ) may be a step of compressing the
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법(S100)은, 절단부(52b)를 절단하는, 절단 단계(S135)를 포함할 수 있다. 이 단계(S135)에서, 절단부(52b)는 탭 연결부(52a)로부터 분리될 수 있다.The electrode manufacturing method ( S100 ) according to an embodiment of the present invention may include a cutting step ( S135 ) of cutting the cutting part ( 52b ). In this step (S135), the cut portion (52b) may be separated from the tab connection portion (52a).
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 방법(S100)은 탭 연결 단계(S140)를 포함할 수 있다. 탭 연결 단계(S140)는 압연 단계(S130) 이후 수행될 수 있다. 탭 연결 단계(S140)에서, 무지부(50)에 전극 탭(80, 도 5 참조)이 연결될 수 있다. 탭 연결 단계(S140)에서, 무지 영역(50)에 전극 탭(80, 도 5 참조)이 연결될 수 있다. 이 단계(S140)에서, 탭 연결부(52a)는 전극 탭(80, 도 5 참조)에 연결될 수 있다.The electrode manufacturing method ( S100 ) according to an embodiment of the present invention may include a tab connection step ( S140 ). The tap connection step ( S140 ) may be performed after the rolling step ( S130 ). In the tab connection step ( S140 ), the electrode tab 80 (refer to FIG. 5 ) may be connected to the
도 5에서는 설명의 편의를 위해 무지부(50)의 각 영역을 점선으로 구획하고 설명하였으나, 무지부(50)의 각 영역은 구획되는 구성 없이 연속적으로 연결될 수 있다. In FIG. 5 , each region of the
도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 복수의 제2 무지부(52)가 적층되어 용접될 수 있다. 도 5의 (c)를 참조하면, 절단부(52b)는 탭 연결부(52a)로부터 분리되어 제거될 수 있다. 도 5의 (d)를 참조하면, 제2 무지부(52)에서 절단부(52b)가 제거된 상태에서, 탭 연결부(52a)가 용접을 통해 전극 탭(80)에 연결되거나 결합될 수 있다. 이로써 전극(10)과 전극 탭(80)이 연결될 수 있다.Referring to FIGS. 5A and 5B , a plurality of second
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.In the above, specific embodiments have been shown and described. However, it is not limited only to the above-described embodiment, and those of ordinary skill in the art to which the invention pertains can make various changes without departing from the spirit of the invention described in the claims below. .
10 : 전극
20 : 집전체
30 : 슬러리
40 : 도포부
50 : 무지부
51 : 제1 무지부
52 : 제2 무지부
52a : 탭 연결부
52b : 절단부10: electrode 20: current collector
30: slurry 40: application part
50: uncoated region 51: first uncoated region
52: second
52b: cut
Claims (15)
상기 집전체 중에서 상기 슬러리가 도포된 부분 및 상기 슬러리를 포함하는, 도포부; 그리고
상기 집전체 중에서 상기 슬러리가 도포되지 않은 나머지 부분을 포함하는, 무지부를 포함하고,
상기 무지부는,
상기 도포부로부터 연장되는 제1 무지부; 그리고
상기 제1 무지부로부터 연장되어 형성되며 전극 탭에 결합되는 탭 연결부를 구비하는 제2 무지부를 포함하며,
상기 제1 무지부의 인장강도는 상기 탭 연결부의 인장강도 보다 크고,
상기 집전체 중에서 상기 슬러리가 도포된 부분의 인장강도 대비 상기 제1 무지부의 인장강도의 비율은 0.65 내지 0.85인,
리튬 이차전지용 전극.An electrode for a lithium secondary battery comprising an electric collector formed of a metal and a slurry applied to a part of the current collector,
an applicator comprising a portion of the current collector to which the slurry is applied and the slurry; And
Including a non-coated portion including the remaining portion of the current collector to which the slurry is not applied,
The uncoated part,
a first uncoated part extending from the application part; And
and a second uncoated portion extending from the first uncoated portion and having a tab connection portion coupled to the electrode tab,
The tensile strength of the first uncoated portion is greater than the tensile strength of the tab connection portion,
The ratio of the tensile strength of the first uncoated portion to the tensile strength of the portion to which the slurry is applied in the current collector is 0.65 to 0.85,
An electrode for a lithium secondary battery.
상기 집전체 중에서 상기 슬러리가 도포된 부분의 인장강도 대비 상기 탭 연결부의 인장강도의 비율은 0.55 내지 0.75인,
리튬 이차전지용 전극.According to claim 1,
The ratio of the tensile strength of the tab connection portion to the tensile strength of the portion to which the slurry is applied in the current collector is 0.55 to 0.75,
An electrode for a lithium secondary battery.
상기 리튬 이차전지용 전극의 전극 밀도는 3.6 내지 3.8 g/cc이고,
상기 제1 무지부의 인장강도는 16.5 내지 20.5 kgf/mm2 인,
리튬 이차전지용 전극.According to claim 1,
The electrode density of the electrode for the lithium secondary battery is 3.6 to 3.8 g/cc,
The tensile strength of the first uncoated part is 16.5 to 20.5 kgf / mm 2 of,
An electrode for a lithium secondary battery.
상기 리튬 이차전지용 전극의 전극 밀도는 3.6 내지 3.8 g/cc이고,
상기 탭 연결부의 인장강도는 14.5 내지 18.5 kgf/mm2 인,
리튬 이차전지용 전극.According to claim 1,
The electrode density of the electrode for the lithium secondary battery is 3.6 to 3.8 g/cc,
The tensile strength of the tab connection portion is 14.5 to 18.5 kgf / mm 2 of,
An electrode for a lithium secondary battery.
상기 제1 무지부가 연장되는 방향으로 상기 제1 무지부의 길이는,
상기 제2 무지부가 연장되는 방향으로 상기 탭 연결부의 길이 보다 작은,
리튬 이차전지용 전극.According to claim 1,
A length of the first uncoated portion in a direction in which the first uncoated portion extends is,
In a direction in which the second uncoated part is extended, the length of the tab connection part is smaller than that of the tab connection part;
An electrode for a lithium secondary battery.
상기 집전체의 적어도 일 면에 상기 슬러리를 도포하여, 상기 리튬 이차전지용 전극을 상기 슬러리가 도포된 도포 영역과 상기 슬러리가 도포되지 않은 무지 영역으로 구분하는, 슬러리 도포 단계(S110);
상기 무지 영역은 상기 도포 영역에 인접한 제1 무지부와 상기 제1 무지부에 연결되며 전극 탭에 결합되는 탭 연결부와 상기 탭 연결부에서 연장되는 절단부를 포함하고, 상기 절단부를 가열하는, 가열 단계(S120); 그리고
상기 가열된 전극을 압연하는, 압연 단계(S130)를 포함하고,
상기 도포 영역의 집전체의 인장강도 대비 상기 제1 무지부의 인장강도의 비율은 0.65 내지 0.85인,
리튬 이차전지용 전극의 제조방법(S100).A method for manufacturing an electrode for a lithium secondary battery comprising a current collector formed of a metal and a slurry applied to a part of the current collector,
A slurry application step (S110) of applying the slurry to at least one surface of the current collector to divide the electrode for a lithium secondary battery into an application region to which the slurry is applied and an uncoated region to which the slurry is not applied;
The uncoated region includes a first uncoated region adjacent to the application region, a tab connection portion connected to the first uncoated region and coupled to an electrode tab, and a cut portion extending from the tab connection portion, and heating the cut portion ( S120); And
Including a rolling step (S130) of rolling the heated electrode,
The ratio of the tensile strength of the first uncoated region to the tensile strength of the current collector in the application region is 0.65 to 0.85,
A method of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery (S100).
상기 가열 단계(S120)에서,
유도 가열 유닛이 고주파 전류를 형성하면, 자기장이 형성되어 유도 가열(Induction heating)에 의해 상기 무지 영역이 가열되는,
리튬 이차전지용 전극의 제조방법(S100).7. The method of claim 6,
In the heating step (S120),
When the induction heating unit generates a high-frequency current, a magnetic field is formed to heat the uncoated region by induction heating,
A method of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery (S100).
상기 가열 단계(S120)는,
상기 유도 가열 유닛으로부터 기설정된 범위로 자기장이 형성되도록, 차폐 부재가 상기 유도 가열 유닛과 상기 전극 사이에 배치되어 자기장 노출부를 형성하는 단계(S121); 그리고
상기 자기장 노출부를 통해 상기 무지 영역의 단부를 가열하는 단계(S122)를 포함하는 리튬 이차전지용 전극의 제조방법(S100).8. The method of claim 7,
The heating step (S120) is,
A shielding member is disposed between the induction heating unit and the electrode to form a magnetic field in a predetermined range from the induction heating unit to form a magnetic field exposure portion (S121); And
A method of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery (S100) comprising heating (S122) an end of the uncoated region through the magnetic field exposure part.
상기 무지부 가열 단계(S122)에서,
상기 유도 가열 유닛이 고주파 전류를 형성하여 형성된 자기장은, 상기 자기장 노출부를 통해 상기 절단부를 가열하는,
리튬 이차전지용 전극의 제조방법(S100).9. The method of claim 8,
In the uncoated area heating step (S122),
The magnetic field formed by the induction heating unit forming a high-frequency current, heating the cut portion through the magnetic field exposure portion,
A method of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery (S100).
상기 압연된 전극 중 상기 절단부를 절단하는 단계(S135)를 더 포함하는,
리튬 이차전지용 전극의 제조방법(S100).7. The method of claim 6,
Further comprising the step of cutting the cut portion of the rolled electrode (S135),
A method of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery (S100).
상기 절단 단계(S135) 이후 상기 탭 연결부에 상기 전극 탭을 연결하는 단계(S140)를 더 포함하는,
리튬 이차전지용 전극의 제조방법(S100).11. The method of claim 10,
After the cutting step (S135) further comprising the step (S140) of connecting the electrode tab to the tab connection portion,
A method of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery (S100).
상기 가열 단계 이후,
상기 제1 무지부의 인장강도는 상기 탭 연결부의 인장강도 보다 큰,
리튬 이차전지용 전극의 제조방법(S100).7. The method of claim 6,
After the heating step,
The tensile strength of the first uncoated portion is greater than the tensile strength of the tab connection portion,
A method of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery (S100).
상기 리튬 이차전지용 전극의 전극 밀도는 3.6 내지 3.8 g/cc 이고,
상기 제1 무지부의 인장강도는 16.5 내지 20.5 kgf/mm2 인,
리튬 이차전지용 전극의 제조방법(S100).7. The method of claim 6,
The electrode density of the electrode for the lithium secondary battery is 3.6 to 3.8 g/cc,
The tensile strength of the first uncoated part is 16.5 to 20.5 kgf / mm 2 of,
A method of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery (S100).
상기 도포 영역의 집전체의 인장강도 대비 상기 탭 연결부의 인장강도의 비율은 0.55 내지 0.75인,
리튬 이차전지용 전극의 제조방법(S100).7. The method of claim 6,
The ratio of the tensile strength of the tab connection part to the tensile strength of the current collector in the application area is 0.55 to 0.75,
A method of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery (S100).
상기 리튬 이차전지용 전극의 전극 밀도는 3.6 내지 3.8 g/cc 이고,
상기 탭 연결부의 인장강도는 14.5 내지 18.5 kgf/mm2 인,
리튬 이차전지용 전극의 제조방법(S100).15. The method of claim 14,
The electrode density of the electrode for the lithium secondary battery is 3.6 to 3.8 g/cc,
The tensile strength of the tab connection portion is 14.5 to 18.5 kgf / mm 2 of,
A method of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery (S100).
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