KR20220068741A - Device of evaluating the degree of secession of electrode active material and method of evaluating the degree of secession of electrode active material - Google Patents

Device of evaluating the degree of secession of electrode active material and method of evaluating the degree of secession of electrode active material Download PDF

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김상은
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이현섭
이명한
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Abstract

The present invention relates to an electrode active material desorption evaluation device, and an electrode active material desorption evaluation method. The electrode active material desorption evaluation device comprises: a cutting simulation device cutting an electrode of a structure where an electrode mixture layer is formed on a current collector; and a high-speed camera capturing a cutting process of the electrode.

Description

전극 활물질 탈리 평가 장치 및 전극 활물질 탈리 평가 방법{DEVICE OF EVALUATING THE DEGREE OF SECESSION OF ELECTRODE ACTIVE MATERIAL AND METHOD OF EVALUATING THE DEGREE OF SECESSION OF ELECTRODE ACTIVE MATERIAL}Electrode active material desorption evaluation apparatus and electrode active material desorption evaluation method

본 발명은 전극 활물질의 탈리 정도를 평가하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 커팅 모사 장치를 사용하여 전극 활물질의 탈리 정도를 평가하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for evaluating the degree of desorption of an electrode active material, and more particularly, to an apparatus and method for evaluating the degree of desorption of an electrode active material using a cutting simulating device.

최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.Recently, rechargeable batteries capable of charging and discharging have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is attracting attention as an energy source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, etc., which have been proposed as a way to solve air pollution of conventional gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels. Accordingly, the types of applications using secondary batteries are diversifying due to the advantages of secondary batteries, and it is expected that secondary batteries will be applied to more fields and products in the future than now.

이러한 이차전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 하며, 그 중 전해액의 누액 가능성이 적으며, 제조가 용이한 리튬이온 폴리머 전지의 사용량이 늘어나고 있다. 일반적으로, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류되며, 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다.These secondary batteries are sometimes classified into lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lithium polymer batteries, etc. depending on the composition of the electrode and electrolyte. is increasing In general, secondary batteries, depending on the shape of the battery case, a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is built in a cylindrical or prismatic metal can, and a pouch-type battery in which the electrode assembly is built in a pouch-type case of an aluminum laminate sheet The electrode assembly built into the battery case consists of a positive electrode, a negative electrode, and a separator structure interposed between the positive electrode and the negative electrode, and is a power generating element capable of charging and discharging. It is classified into a jelly-roll type wound with a separator interposed therebetween, and a stack type in which a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween.

상기 양극 및 음극은 각각 양극 집전체 및 음극 집전체에 양극 활물질을 포함하는 양극 슬러리 및 음극 활물질을 포함하는 음극 슬러리를 도포한 후, 이를 건조 및 압연하여 형성된다. 이 때 상기 양극 슬러리 및 음극 슬러리에는 활물질이 집전체로부터 탈리되는 것을 방지하기 위하여 바인더가 소량 첨가된다.The positive electrode and the negative electrode are formed by applying a positive electrode slurry containing a positive electrode active material and a negative electrode slurry containing a negative electrode active material to a positive electrode current collector and a negative electrode current collector, respectively, and drying and rolling them. At this time, a small amount of a binder is added to the positive electrode slurry and the negative electrode slurry to prevent the active material from being detached from the current collector.

그러나 이러한 경우에도 전극의 제조 과정에서, 예를 들어 전극의 커팅, 노칭, 슬리팅 및 라미네이팅 과정에서 집전체의 절단부에서 전극 활물질이 탈리되는 현상이 자주 발생한다. 이와 같이 전극 활물질이 집전체로부터 탈리될 경우 전극의 용량이 감소하는 문제가 발생하게 되며, 전극에서 나온 활물질 부스러기로 인한 단락이 발생할 수 있다. 즉 집전체에 대한 전극 활물질의 탈리 정도는 전지의 제조 공정성 및 전지의 성능에 영향을 주는 주요한 인자이므로, 이와 전극 활물질의 탈리 정도를 예측 및 평가하는 것이 중요하다. 다만, 전극 활물질의 탈리 정도를 예측하기 위한 평가 방법이 없기 때문에, 실제 공정을 거치지 않고서는 그 현상을 확인하기 어렵다.However, even in this case, the electrode active material is frequently detached from the cut portion of the current collector during the manufacturing process of the electrode, for example, in the process of cutting, notching, slitting, and laminating the electrode. As such, when the electrode active material is detached from the current collector, a problem in which the capacity of the electrode is reduced may occur, and a short circuit may occur due to the active material debris from the electrode. That is, since the degree of desorption of the electrode active material from the current collector is a major factor affecting the manufacturing processability of the battery and the performance of the battery, it is important to predict and evaluate the degree of desorption of the electrode active material. However, since there is no evaluation method for predicting the degree of desorption of the electrode active material, it is difficult to confirm the phenomenon without going through an actual process.

그러나, 실제 공정에서 전극 활물질은 대부분 절단 및 펀칭 등에 따라 탈리되는 경우가 대부분이므로 접착력 또는 박리 강도 측정만으로는 정확한 전극 접착력을 측정하기 어렵다는 문제가 있다.However, in the actual process, since most of the electrode active materials are detached due to cutting and punching, there is a problem in that it is difficult to accurately measure the adhesion of the electrode only by measuring the adhesion or peel strength.

따라서 전극 활물질의 탈리 정도를 예측 및 평가할 수 있는 기술 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a technology capable of predicting and evaluating the degree of desorption of the electrode active material.

한국공개특허 제10-2016-0085023호Korean Patent Publication No. 10-2016-0085023

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 간편하게 전극 활물질의 탈리 여부를 예측함으로써 공정 손실을 줄일 수 있는 전극 활물질 탈리 평가 장치 및 전극 활물질 탈리 평가 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrode active material desorption evaluation apparatus and an electrode active material desorption evaluation method, which can reduce process loss by simply predicting whether the electrode active material is desorbed.

본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 장치는, 집전체 상에 전극 합제층이 형성된 구조의 전극을 절단하는 커팅 모사 장치; 및 상기 전극의 절단 과정을 촬영하는 고속 카메라; 를 포함한다.Electrode active material desorption evaluation device according to the present invention, a cutting simulating device for cutting an electrode having a structure in which an electrode mixture layer is formed on a current collector; and a high-speed camera for photographing the cutting process of the electrode. includes

구체적인 예에서, 상기 커팅 모사 장치는, 전극의 하부에 위치하는 제1 커팅 부재; 전극의 상부에 위치하며, 전극을 절단하도록 하면에 날이 형성되되, 상기 날에는 폭 방향(TD 방향)을 따라 전극면에 대해 경사가 형성되는 제2 커팅 부재; 및 전극의 양 단을 고정시키기 위한 그립퍼를 포함한다.In a specific example, the cutting simulating device includes: a first cutting member positioned under the electrode; a second cutting member positioned above the electrode and having a blade formed on a lower surface to cut the electrode, the blade having an inclination with respect to the electrode surface along the width direction (TD direction); and a gripper for fixing both ends of the electrode.

상기 커팅 모사 장치는, 커팅 속도, 전극이 그립퍼에 의해 걸리는 장력(Tension), 제2 커팅 부재에 형성된 날과 전극면 사이의 각도, 길이 방향(MD 방향) 기준 제1 커팅 부재와 제2 커팅 부재 사이의 거리(Clearance) 및 그립퍼 사이의 거리를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 조절 가능하다.The cutting simulation device includes a cutting speed, a tension applied to the electrode by the gripper, an angle between the blade formed on the second cutting member and the electrode surface, and a first cutting member and a second cutting member based on the longitudinal direction (MD direction). At least one selected from the group consisting of a clearance between the grippers and a distance between the grippers is adjustable.

상기 고속 카메라는, 전극의 폭 방향 일측 사이드에 위치할 수 있다.The high-speed camera may be located on one side of the electrode in the width direction.

또한, 상기 고속 카메라는 상기 전극과 나란하게 위치할 수 있다.In addition, the high-speed camera may be positioned in parallel with the electrode.

또한, 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 방법은, 집전체 상에 전극 합제층이 형성된 구조의 전극을 커팅 모사 장치에 투입하는 단계; 상기 전극을 절단하면서, 절단 과정을 고속 카메라로 촬영하는 단계; 촬영된 이미지 또는 영상으로부터 전극 탈리 불량 여부를 판정하는 단계를 포함한다.In addition, the electrode active material detachment evaluation method according to the present invention comprises the steps of: inputting an electrode having a structure in which an electrode mixture layer is formed on a current collector into a cutting simulating device; while cutting the electrode, photographing the cutting process with a high-speed camera; and determining whether the electrode detachment is defective from the photographed image or image.

구체적으로, 상기 커팅 모사 장치는, 전극의 하부에 위치하는 제1 커팅 부재; 전극의 상부에 위치하며, 전극을 절단하도록 하면에 날이 형성되되, 상기 날에는 폭 방향(TD 방향)을 따라 전극면에 대해 경사가 형성되는 제2 커팅 부재; 및 전극의 양 단을 고정시키기 위한 그립퍼를 포함할 수 있다.Specifically, the cutting simulation device, the first cutting member located under the electrode; a second cutting member positioned above the electrode and having a blade formed on a lower surface to cut the electrode, the blade having an inclination with respect to the electrode surface along the width direction (TD direction); and grippers for fixing both ends of the electrode.

이 때, 절단 과정에서 전극 합제층이 집전체로부터 들뜨는 경우 상기 전극을 불량으로 판정할 수 있다.At this time, when the electrode mixture layer is lifted from the current collector during the cutting process, the electrode may be determined as defective.

또한, 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 방법은 커팅 조건 또는 전극의 제조 조건 중 적어도 하나를 달리하여 전극을 절단하고, 이로부터 전극 탈리 불량 여부를 판정하는 단계를 더 포함할 수 잇다.In addition, the electrode active material detachment evaluation method according to the present invention may further include cutting the electrode by changing at least one of a cutting condition or an electrode manufacturing condition, and determining whether the electrode detachment is defective therefrom.

구체적인 예에서, 상기 커팅 조건은 커팅 속도, 전극이 그립퍼에 의해 걸리는 장력(Tension), 제2 커팅 부재에 형성된 날과 전극면 사이의 각도, 길이 방향(MD 방향) 기준 제1 커팅 부재와 제2 커팅 부재 사이의 거리(Clearance) 및 그립퍼 사이의 거리를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이다.In a specific example, the cutting conditions include a cutting speed, a tension applied to the electrode by the gripper, an angle between the blade formed on the second cutting member and the electrode surface, and the first and second cutting members in the longitudinal direction (MD direction). At least one selected from the group comprising a distance between the cutting members (Clearance) and a distance between the grippers.

또한, 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 방법은 전극의 제조 조건 별 전극 활물질의 탈리 발생이 최소화되는 커팅 조건을 도출하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the electrode active material desorption evaluation method according to the present invention may further include deriving a cutting condition in which desorption of the electrode active material is minimized for each manufacturing condition of the electrode.

상기 전극 활물질의 탈리 발생이 최소화되는 커팅 조건을 도출하는 단계는, 전극의 제조 조건 및 커팅 조건과 전극 활물질 탈리 불량 여부와의 상관관계를 도출하는 과정을 포함할 수 있다.The step of deriving the cutting conditions in which the occurrence of desorption of the electrode active material is minimized may include deriving a correlation between the manufacturing conditions and cutting conditions of the electrode and whether the desorption of the electrode active material is defective.

또한, 상기 전극의 제조 조건 및 커팅 조건과 전극 활물질 탈리 불량 여부와의 상관관계를 도출하는 과정은, 전극의 제조 조건 및 커팅 조건을 변경하여 전극 활물질 탈리 불량 여부를 측정하면서, 전극의 제조 조건 및 커팅 조건에 따른 전극 활물질 탈리 불량 여부에 대한 데이터베이스를 구축하는 과정을 포함할 수 있다.In addition, the process of deriving the correlation between the manufacturing conditions and cutting conditions of the electrode and whether the electrode active material detachment is defective is changing the manufacturing conditions and cutting conditions of the electrode to measure whether the electrode active material detachment is defective, the electrode manufacturing conditions and It may include the process of building a database on whether the electrode active material detachment is defective according to the cutting conditions.

이 때, 전극 활물질의 탈리 발생이 최소화되는 커팅 조건은 상기 데이터베이스로부터 도출될 수 있다.In this case, the cutting conditions for minimizing the occurrence of desorption of the electrode active material may be derived from the database.

본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 방법은, 전극을 제조한 후 실제 공정에 투입하여 탈리 정도를 평가할 필요 없이 간이 커팅 모사 장치를 사용하여 여러 커팅 조건을 조절하면서 전극 활물질의 탈리 정도를 평가함으로써 여러 공정 변수에 따른 탈리 정도를 비교 및 평가하고, 공정 최적화를 통해 전극 활물질의 탈리를 개선할 수 있다.In the electrode active material desorption evaluation method according to the present invention, the desorption degree of the electrode active material is evaluated while adjusting various cutting conditions using a simple cutting simulating device without the need to evaluate the desorption degree by putting it into an actual process after manufacturing the electrode. Desorption of the electrode active material can be improved by comparing and evaluating the degree of desorption according to variables and optimizing the process.

또한 본 발명은 상기 전극 활물질의 탈리 불량 여부를 전극의 투입 전에 미리 예측함으로써 불량 발생 및 공정 손실을 최소화할 수 있다.In addition, the present invention can minimize the occurrence of defects and process losses by predicting in advance whether the electrode active material is defective in detachment before the electrode is inserted.

도 1은 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 커팅 모사 장치의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 커팅 모사 장치를 사용하여 전극을 절단하는 과정을 나타낸 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 방법의 순서를 나타낸 흐름도이다.
도 6은 고속 카메라를 사용하여 전극의 절단 과정을 촬영한 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 방법에서, 전극 활물질의 탈리 정도를 확인하는 방법을 나타낸 개략도이다.
1 is a block diagram showing the configuration of an electrode active material desorption evaluation apparatus according to the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of the cutting simulation device according to the present invention.
3 and 4 are schematic views showing the process of cutting the electrode using the cutting simulating device according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating the procedure of the electrode active material desorption evaluation method according to the present invention.
6 is a photograph of a cutting process of an electrode using a high-speed camera.
7 is a schematic diagram illustrating a method for determining the degree of desorption of an electrode active material in the method for evaluating desorption of an electrode active material according to the present invention.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 “상에” 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Also, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, it includes not only the case where the other part is “directly on” but also the case where there is another part in between. Conversely, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “under” another part, it includes not only cases where it is “directly under” another part, but also cases where another part is in between. In addition, in the present application, “on” may include the case of being disposed not only on the upper part but also on the lower part.

또한, 본 발명에서, 전극의 길이 방향(또는 MD 방향)은 그립퍼 사이에 고정된 전극에 대하여, 그립퍼를 연결하는 직선이 연장되는 방향(x축 방향)을 의미하며, 전극의 폭 방향(TD 방향)이란 전극면 상에서 상기 길이 방향에 수직한 방향을 의미한다.In addition, in the present invention, the longitudinal direction (or MD direction) of the electrodes means a direction in which a straight line connecting the grippers extends (x-axis direction) with respect to the electrodes fixed between the grippers, and the width direction (TD direction) of the electrodes. ) means a direction perpendicular to the longitudinal direction on the electrode surface.

이하 본 발명에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of an electrode active material desorption evaluation apparatus according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 장치(1)는, 집전체 상에 전극 합제층이 형성된 구조의 전극을 절단하는 커팅 모사 장치(100); 및 상기 전극의 절단 과정을 촬영하는 고속 카메라(200); 를 포함한다.Referring to FIG. 1, the electrode active material desorption evaluation device 1 according to the present invention includes a cutting simulating device 100 for cutting an electrode having a structure in which an electrode mixture layer is formed on a current collector; And a high-speed camera 200 for photographing the cutting process of the electrode; includes

전술한 바와 같이, 종래에는 탈리 평가를 위해서 제조된 전극을 실제 공정에 투입하거나, 전극의 접착력을 측정하였다. 그러나 이 경우 공정이 복잡해지며, 전극 활물질의 접착력이 실제 탈리 정도를 반영하지 못한다는 문제가 있다.As described above, in the prior art, an electrode prepared for evaluation of detachment was put into an actual process, or adhesive strength of the electrode was measured. However, in this case, the process is complicated, and there is a problem that the adhesive force of the electrode active material does not reflect the actual degree of detachment.

본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 장치는, 전극을 제조한 후 실제 공정에 투입하여 탈리 정도를 평가할 필요 없이 간이 커팅 모사 장치를 사용하여 여러 커팅 조건을 조절하면서 전극 활물질의 탈리 정도를 평가함으로써 여러 공정 변수에 따른 탈리 정도를 비교 및 평가하고, 공정 최적화를 통해 전극 활물질의 탈리를 개선할 수 있다.The electrode active material desorption evaluation apparatus according to the present invention uses a simple cutting simulating device to control various cutting conditions without the need to evaluate the desorption degree by putting it into an actual process after manufacturing the electrode. By evaluating the desorption degree of the electrode active material Desorption of the electrode active material can be improved by comparing and evaluating the degree of desorption according to variables and optimizing the process.

또한 본 발명은 상기 전극 활물질의 탈리 정도를 전극의 투입 전에 미리 예측함으로써 불량 발생 및 공정 손실을 최소화할 수 있다.In addition, the present invention can minimize the occurrence of defects and process losses by predicting the degree of desorption of the electrode active material in advance before the electrode is inserted.

이하 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 장치에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the electrode active material desorption evaluation device according to the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명에 따른 커팅 모사 장치의 구조를 나타낸 모식도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 커팅 모사 장치를 사용하여 전극을 절단하는 과정을 나타낸 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the structure of the cutting simulation device according to the present invention, Figures 3 and 4 are schematic views showing the process of cutting the electrode using the cutting simulation device according to the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 장치(1)는 전극(10)을 절단하기 위한 커팅 모사 장치(100)를 포함한다. 한편, 상기 전극은 후술하는 바와 같이 집전체 상에 전극 합제층이 형성된 구조이다.1 to 4 , the electrode active material desorption evaluation device 1 according to the present invention includes a cutting simulating device 100 for cutting the electrode 10 . Meanwhile, the electrode has a structure in which an electrode mixture layer is formed on a current collector, as will be described later.

상기 커팅 모사 장치(100)는, 실제 공정에서 전극을 커팅하여 단위 전극으로 제조하는 커팅 장치와 동일한 기능을 가진 장치이다. 상기 커팅 모사 장치(100)는 전극(10)을 간편하게 커팅할 수 있도록 실제 커팅 장치만큼 규모가 클 필요가 없으며, 평가의 간소화 및 용이성을 위해 전극을 절단하기 위한 공정을 반영하는 최소한의 구성을 포함하면 족하다.The cutting simulating device 100 is a device having the same function as a cutting device for manufacturing unit electrodes by cutting electrodes in an actual process. The cutting simulating device 100 does not need to be as large as the actual cutting device so that the electrode 10 can be conveniently cut, and includes a minimal configuration that reflects the process for cutting the electrode for simplification and ease of evaluation. it is enough

구체적으로, 상기 커팅 모사 장치(100)는 전극(10)을 절단하기 위한 커팅 부재를 구비한다.Specifically, the cutting simulation device 100 is provided with a cutting member for cutting the electrode (10).

상기 커팅 부재는 전극(10)의 하부에 위치하는 제1 커팅 부재(110) 및 전극(10)의 상부에 위치하는 제2 커팅 부재(120)를 포함한다. 상기 커팅 부재(110, 120)는 전극과 대면하는 일측에 날이 형성된 블레이드 형상이며, 예를 들어 초경 재질의 블레이드를 사용할 수 있다.The cutting member includes a first cutting member 110 positioned below the electrode 10 and a second cutting member 120 positioned above the electrode 10 . The cutting members 110 and 120 have a blade shape in which a blade is formed on one side facing the electrode, and, for example, a blade made of a carbide material may be used.

상기 커팅 부재(110, 120)에서, 제1 커팅 부재(110)는 전극(10)의 하부에서 전극(10)을 지지한다. 상기 제2 커팅 부재(120)는, 전극(10)의 상부에서 전극(10)으로 하강하여 전극(10)을 절단한다. 상기 제1 커팅 부재(110) 및 제2 커팅 부재(120)는 그 일측에 형성된 날이 서로 접촉되지 않도록 전극의 길이 방향을 기준으로 서로 어긋나게 배열되어 있다. 이를 통해 제2 커팅 부재(120)가 하강하여 제1 커팅 부재(110)와 접촉하면 전극(10)에 전단력을 인가하여 전극을 절단하게 된다.In the cutting members 110 and 120 , the first cutting member 110 supports the electrode 10 under the electrode 10 . The second cutting member 120 descends from the upper portion of the electrode 10 to the electrode 10 to cut the electrode 10 . The first cutting member 110 and the second cutting member 120 are arranged to be shifted from each other in the longitudinal direction of the electrode so that the blades formed on one side thereof do not contact each other. Through this, when the second cutting member 120 descends and comes into contact with the first cutting member 110 , a shear force is applied to the electrode 10 to cut the electrode.

이를 위해, 상기 커팅 모사 장치(100)는 제2 커팅 부재(120)를 구동시킬 수 있는 구동 부재(140) 및 제2 커팅 부재(120)를 지지하고, 제2 커팅 부재(120)의 운동을 안내하는 가이드 부재(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 구동 부재(140)는, 예를 들어 모터 또는 공압 실린더일 수 있으며, 이 경우 모터의 회전 또는 공압 실린더에 의해 공급되는 공압에 의해 제2 커팅 부재를 하강시킬 수 있다. 한편, 가이드 부재(150)는 전극이 이루는 평면과 수직한 방향으로 형성된 기둥 형상이며, 제2 커팅 부재가 이동할 수 있는 레일이 형성되어 있다.To this end, the cutting simulation device 100 supports the driving member 140 and the second cutting member 120 capable of driving the second cutting member 120 , and controls the movement of the second cutting member 120 . It may further include a guide member 150 for guiding. The driving member 140 may be, for example, a motor or a pneumatic cylinder. In this case, the second cutting member may be lowered by rotation of the motor or pneumatic pressure supplied by the pneumatic cylinder. Meanwhile, the guide member 150 has a pillar shape formed in a direction perpendicular to a plane formed by the electrode, and a rail on which the second cutting member can move is formed.

본 발명에서, 상기 제2 커팅 부재(120)는 전극(10)을 절단하도록 전극(10)과 대면하는 하면에 날이 형성된다. 이 때 상기 날에는 전극(10)의 폭 방향을 따라 전극면에 대해 경사가 형성된다. 즉 도 3과 같이 상기 제2 커팅 부재(120)에 형성된 날은 폭 방향 일측 단부에서 타측 단부로 갈수록 연속적으로 전극(10)과의 거리가 증가 또는 감소하게 된다. 이와 같이 제2 커팅 부재(120)에 형성된 날에 경사가 형성됨으로써 제2 커팅 부재(120)가 제1 커팅 부재(110)와 상호작용시 전극(10)과 점 접촉을 하게 되며, 이에 따라 적은 압력으로 쉽게 전극(10)을 절단할 수 있게 된다.In the present invention, a blade is formed on a lower surface of the second cutting member 120 facing the electrode 10 to cut the electrode 10 . In this case, the blade is inclined with respect to the electrode surface along the width direction of the electrode 10 . That is, as shown in FIG. 3 , the distance from one end to the other end of the blade formed on the second cutting member 120 in the width direction increases or decreases continuously with the electrode 10 . As described above, the slope is formed on the blade formed on the second cutting member 120 , so that the second cutting member 120 makes point contact with the electrode 10 when interacting with the first cutting member 110 . It becomes possible to cut the electrode 10 easily with pressure.

또한, 상기 커팅 모사 장치(100)는, 전극의 양 단을 고정시키기 위한 그립퍼(130)를 포함할 수 있다. 그립퍼(130)는 커팅 모사 장치(100)의 양 측에 위치하는 제1 그립퍼(131) 및 제2 그립퍼(132)를 포함하며, 제1 그립퍼 및 제2 그립퍼의 중간 지점에 커팅 부재(110, 120)가 위치하게 된다.In addition, the cutting simulating device 100 may include a gripper 130 for fixing both ends of the electrode. The gripper 130 includes first grippers 131 and second grippers 132 positioned on both sides of the cutting simulation device 100, and a cutting member 110 at an intermediate point between the first gripper and the second gripper. 120) is located.

한편, 본 발명에 따른 커팅 모사 장치(100)는 장치의 치수 및 커팅 조건들을 변경 가능하도록 설계되어 있다. 구체적으로, 상기 커팅 모사 장치(100)는 커팅 속도, 전극(10)이 그립퍼(130)에 의해 걸리는 장력(Tension), 제2 커팅 부재(120)에 형성된 날과 전극면 사이의 각도, 길이 방향(MD 방향) 기준 제1 커팅 부재(110)와 제2 커팅 부재(120) 사이의 거리 및 그립퍼(130) 사이의 거리를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 조절 가능하다. 이에 관한 구체적인 내용은 후술하는 바와 같다.On the other hand, the cutting simulation device 100 according to the present invention is designed to be able to change the dimensions and cutting conditions of the device. Specifically, the cutting simulating device 100 includes a cutting speed, a tension applied to the electrode 10 by the gripper 130 , an angle between the blade formed on the second cutting member 120 and the electrode surface, and a longitudinal direction. At least one selected from the group including the distance between the reference first cutting member 110 and the second cutting member 120 and the distance between the gripper 130 (MD direction) can be adjusted. Specific details on this will be described later.

이를 위해, 커팅 모사 장치(100)는 상기 제1 커팅 부재(110) 또는 제2 커팅 부재(120)가 교체 가능하도록 탈착될 수 있으며, 상기 그립퍼(130)의 위치를 조절할 수 있다.To this end, the cutting simulating device 100 may be detachably detachable such that the first cutting member 110 or the second cutting member 120 can be replaced, and the position of the gripper 130 may be adjusted.

후술하는 바와 같이, 본 발명은 상기와 같은 커팅 조건 및 전극의 제조 조건들을 변경하면서, 전극의 제조 조건 별 전극 활물질의 탈리 발생이 최소화되는 커팅 조건을 도출할 수 있다.As will be described later, the present invention can derive cutting conditions that minimize the occurrence of detachment of the electrode active material for each electrode manufacturing condition while changing the cutting conditions and the electrode manufacturing conditions as described above.

또한, 도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 장치(1)는 전극(10)의 절단 과정을 촬영하는 고속 카메라(200)를 더 포함한다.In addition, referring to FIGS. 1 and 4 , the electrode active material desorption evaluation apparatus 1 according to the present invention further includes a high-speed camera 200 for photographing the cutting process of the electrode 10 .

본 발명은 빠르게 진행되어 육안 또는 일반적인 화상 카메라로 확인이 어려운 절단 순간 전극의 모습을 고속 카메라를 통해 촬영할 수 있으며, 이를 통해 절단 순간 전극 및 전극 합제층의 거동을 살핌으로써 전극 탈리 여부를 예측할 수 있다. 상기 고속 카메라에 관한 구체적인 내용은 통상의 기술자에게 공지된 사항이므로 자세한 설명을 생략한다.The present invention progresses rapidly, and the appearance of the electrode at the moment of cutting, which is difficult to confirm with the naked eye or a general image camera, can be photographed through a high-speed camera, and through this, whether or not the electrode is detached can be predicted by examining the behavior of the electrode and the electrode mixture layer at the moment of cutting. . Specific details of the high-speed camera are known to those skilled in the art, and thus detailed description thereof will be omitted.

한편, 도 4를 참조하면, 상기 고속 카메라(200)는 상기 전극(10)의 일 측면에 위치한다. 더욱 상세하게는, 상기 고속 카메라(200)는 전극(10)의 폭 방향(TD 방향) 일측 사이드에 위치한다. 아울러, 상기 고속 카메라(200)는 상기 전극(10)과 나란하게 위치함으로써 전극(10)의 측면을 촬영할 수 있다. 집전체 상에 전극 합제층이 형성된 전극의 층상 구조 및 전극의 절단 순간 상기 층상 구조에 일어나는 변화가 원활하게 촬영될 수 있도록 고속 카메라(200)를 전극(10)의 일측 사이드에서 전극(10)과 나란하게 배열하는 것이다. 아울러, 상기 고속 카메라는 전극에 대하여 일정 간격 이격되도록 위치시킬 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 4 , the high-speed camera 200 is located on one side of the electrode 10 . More specifically, the high-speed camera 200 is located on one side of the electrode 10 in the width direction (TD direction). In addition, the high-speed camera 200 can photograph the side of the electrode 10 by being positioned in parallel with the electrode 10 . A high-speed camera 200 is installed from one side of the electrode 10 to the electrode 10 so that the layered structure of the electrode having the electrode mixture layer formed on the current collector and the change occurring in the layered structure at the moment of cutting the electrode can be smoothly photographed. to arrange them side by side. In addition, the high-speed camera may be positioned to be spaced apart from the electrode by a predetermined interval.

또한, 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 장치는, 상기 커팅 모사 장치 및 고속 카메라의 작동을 동시에 제어할 수 있는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 고속 카메라가 전극이 절단되는 순간을 정확히 촬영할 수 있도록 커팅 모사 장치 및 고속 카메라의 작동을 동시에 제어할 수 있다.In addition, the electrode active material desorption evaluation apparatus according to the present invention may further include a controller (not shown) capable of simultaneously controlling the operation of the cutting simulating device and the high-speed camera. The control unit may simultaneously control the operation of the cutting simulation device and the high-speed camera so that the high-speed camera can accurately photograph the moment when the electrode is cut.

또한 본 발명은 전극 활물질 탈리 평가 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for evaluating electrode active material detachment.

도 5는 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 방법의 순서를 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating the procedure of the electrode active material desorption evaluation method according to the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 방법은, 집전체 상에 전극 합제층이 형성된 구조의 전극을 커팅 모사 장치에 투입하는 단계(S10); 상기 전극을 절단하면서, 절단 과정을 고속 카메라로 촬영하는 단계(S20); 촬영된 이미지 또는 영상으로부터 전극 탈리 불량 여부를 판정하는 단계(S30)를 포함한다.Referring to Figure 5, the electrode active material desorption evaluation method according to the present invention, the step of putting an electrode having a structure in which an electrode mixture layer is formed on a current collector into a cutting simulating device (S10); While cutting the electrode, photographing the cutting process with a high-speed camera (S20); and determining whether the electrode detachment is defective from the photographed image or image (S30).

본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 방법은, 전극을 제조한 후 실제 공정에 투입하여 탈리 정도를 평가할 필요 없이 간이 커팅 모사 장치를 사용하여 여러 커팅 조건을 조절하면서 전극 활물질의 탈리 정도를 평가함으로써 여러 공정 변수에 따른 탈리 정도를 비교 및 평가하고, 공정 최적화를 통해 전극 활물질의 탈리를 개선할 수 있다.In the electrode active material desorption evaluation method according to the present invention, the desorption degree of the electrode active material is evaluated while adjusting various cutting conditions using a simple cutting simulating device without the need to evaluate the desorption degree by putting it into an actual process after manufacturing the electrode. Desorption of the electrode active material can be improved by comparing and evaluating the degree of desorption according to variables and optimizing the process.

또한 본 발명은 상기 전극 활물질의 탈리 정도를 전극의 투입 전에 미리 예측함으로써 불량 발생 및 공정 손실을 최소화할 수 있다.In addition, the present invention can minimize the occurrence of defects and process losses by predicting the degree of desorption of the electrode active material in advance before the electrode is inserted.

이하 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 방법의 각 단계에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, each step of the electrode active material desorption evaluation method according to the present invention will be described in detail.

<전극의 제조><Production of electrode>

먼저 평가 대상이 되는 전극이 제조된다.First, an electrode to be evaluated is manufactured.

상기 전극은 집전체 상에 전극 활물질을 포함하는 전극 슬러리를 도포하고, 건조 및 압연하여 전극 합제층이 형성된 구조일 수 있다.The electrode may have a structure in which an electrode mixture layer is formed by applying an electrode slurry including an electrode active material on a current collector, drying and rolling the electrode slurry.

상기 집전체는 양극 집전체 또는 음극 집전체일 수 있고, 상기 전극 활물질은 양극 활물질 또는 음극 활물질일 수 있다. 또한 상기 전극 슬러리는 전극 활물질 외에 도전재 및 바인더를 더 포함할 수 있다.The current collector may be a positive electrode current collector or a negative electrode current collector, and the electrode active material may be a positive electrode active material or a negative electrode active material. In addition, the electrode slurry may further include a conductive material and a binder in addition to the electrode active material.

또한 상기 전극은 양극 또는 음극일 수 있는데, 더욱 상세하게는, 활물질의 탈리 이슈가 자주 발생하는 음극일 수 있다.In addition, the electrode may be a positive electrode or a negative electrode, and more specifically, may be a negative electrode in which an active material desorption issue frequently occurs.

본 발명에서, 양극 집전체의 경우 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.In the present invention, the positive electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 μm. The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum or stainless steel. Carbon, nickel, titanium, silver, etc. surface-treated on the surface of the can be used. The current collector may increase the adhesion of the positive electrode active material by forming fine irregularities on the surface thereof, and various forms such as a film, sheet, foil, net, porous body, foam body, and non-woven body are possible.

음극 집전체용 시트의 경우, 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.In the case of a sheet for a negative electrode current collector, it is generally made to a thickness of 3 to 500 μm. Such a negative current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery. For example, the surface of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, copper or stainless steel. Carbon, nickel, titanium, a surface-treated material such as silver, aluminum-cadmium alloy, etc. may be used. In addition, like the positive electrode current collector, the bonding strength of the negative electrode active material may be strengthened by forming fine irregularities on the surface, and may be used in various forms such as a film, sheet, foil, net, porous body, foam, non-woven body, and the like.

본 발명에서 양극 활물질은, 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM'yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the positive active material is a material capable of causing an electrochemical reaction, as a lithium transition metal oxide, containing two or more transition metals, for example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) substituted with one or more transition metals. ), layered compounds such as lithium nickel oxide (LiNiO 2 ); lithium manganese oxide substituted with one or more transition metals; Formula LiNi 1-y M y O 2 (wherein M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn or Ga, including at least one of the above elements, 0.01≤y≤0.7) Lithium nickel-based oxide represented by; Li 1+z Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , Li 1+z Ni 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 O 2 , etc. Li 1+z Ni b Mn c Co 1-(b+c+d ) M d O (2-e) A e (where -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d <1, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si or Y, and A = F, P or Cl) a lithium nickel cobalt manganese composite oxide; Formula Li 1+x M 1-y M' y PO 4-z X z where M = transition metal, preferably Fe, Mn, Co or Ni, M' = Al, Mg or Ti, X = F, S, or N, and -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 olivine-based lithium metal phosphate represented by), but is not limited thereto.

음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.The negative electrode active material includes, for example, carbon such as non-graphitizable carbon and graphitic carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me' y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : metal composite oxides such as Al, B, P, Si, elements of Groups 1, 2, and 3 of the periodic table, halogen; 0<x≤1;1≤y≤3;1≤z≤8); lithium metal; lithium alloy; silicon-based alloys; tin-based alloys; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , metal oxides such as Bi 2 O 5 ; conductive polymers such as polyacetylene; A Li-Co-Ni-based material or the like can be used.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.The conductive material is typically added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the positive active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change in the battery. For example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; carbon black, such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로오즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in bonding between the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is typically added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, poly propylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butyrene rubber, fluororubber, various copolymers, and the like.

<전극의 절단 및 탈리 불량 측정><Measurement of electrode cutting and detachment failure>

전극이 제조되면, 상기 전극을 커팅 모사 장치에 투입하여 절단하는 단계가 수행된다.When the electrode is manufactured, the step of cutting the electrode by putting the electrode into a cutting simulating device is performed.

전술한 바와 같이, 상기 커팅 모사 장치는 전극(10)의 하부에 위치하는 제1 커팅 부재(110); 전극(10)의 상부에 위치하며, 전극을 절단하도록 하면에 날이 형성되되, 상기 날에는 폭 방향(TD 방향)을 따라 전극면에 대해 경사가 형성되는 제2 커팅 부재(120); 및 전극의 양 단을 고정시키기 위한 그립퍼(130)를 포함한다. 상기 전극은 그립퍼(130) 사이에서 양 단부가 그립퍼(130)에 의해 고정된 후, 상기 제2 커팅 부재(120)의 하강 운동에 의해 절단된다.As described above, the cutting simulating device includes a first cutting member 110 positioned under the electrode 10; a second cutting member 120 positioned on the electrode 10 and having a blade formed on the lower surface to cut the electrode, the blade having an inclination with respect to the electrode surface along the width direction (TD direction); and a gripper 130 for fixing both ends of the electrode. After both ends of the electrode are fixed between the grippers 130 by the grippers 130 , the electrode is cut by the descending movement of the second cutting member 120 .

이 과정에서 제1 커팅 부재(110) 또는 제2 커팅 부재(120)가 전극(10)과 마찰되며, 전극(10)이 전단력을 받아 구부러지게 되는데, 이 과정에서 전극 합제층 내 전극 활물질이 집전체로부터 탈리된다. 특히, 제2 커팅 부재(120)에 형성된 날과 직접적으로 접촉한 부분에 탈리가 주로 발생하게 된다.In this process, the first cutting member 110 or the second cutting member 120 rubs against the electrode 10, and the electrode 10 is bent by shear force. In this process, the electrode active material in the electrode mixture layer is collected. detached from the whole. In particular, detachment mainly occurs in a portion in direct contact with the blade formed on the second cutting member 120 .

본 발명은 이와 같이 절단 과정에서 나타나는 탈리 형상을 고속 카메라를 통해 촬영한다. 그리고, 상기 촬영된 이미지 또는 영상으로부터 상기 전극의 탈리 불량 여부를 판정하게 된다. 여기서, 전극의 탈리 불량이란 전극 활물질의 탈리 정도가 소정 기준을 벗어나는 경우를 말한다.In the present invention, the tally shape appearing in the cutting process as described above is photographed by a high-speed camera. Then, it is determined whether the detachment of the electrode is defective from the photographed image or image. Here, the poor detachment of the electrode refers to a case in which the degree of detachment of the electrode active material deviates from a predetermined standard.

도 6은 고속 카메라를 사용하여 전극의 절단 과정을 촬영한 사진이다.6 is a photograph of a cutting process of an electrode using a high-speed camera.

본 발명에서, 절단 과정에서 전극 합제층이 집전체로부터 들뜨는 경우 상기 전극을 불량으로 판정하게 된다. 즉 도 6의 (a)와 같이 집전체 상의 전극 합제층이 절단 과정에서 틈 발생 없이 집전체 상에 붙어 있는 경우 전극을 양품으로 판정하게 되고, 도 6의 (b)와 같이 커팅 부재에 부근의 전극 합제층이 집전체로부터 들뜨게 되어 집전체와 전극 합제층 사이에 틈이 발생할 경우 전극을 불량으로 판정한다. 이와 같이 불량으로 판정된 전극과 동일한 조건의 전극은 실제 공정에 투입되었을 경우에도 불량이 발생될 것으로 예측될 수 있다. 즉 본 발명은 절단 과정을 고속 카메라로 촬영하고, 촬영된 영상 또는 이미지 분석만으로 탈리 불량 여부를 판단하므로, 탈리된 부분의 면적을 측정하거나, 탈리된 활물질의 양을 측정하는 과정이 불필요하다.In the present invention, when the electrode mixture layer is lifted from the current collector during the cutting process, the electrode is determined to be defective. That is, when the electrode mixture layer on the current collector is attached to the current collector without any gaps during the cutting process as shown in FIG. When the electrode mixture layer is lifted from the current collector and a gap occurs between the current collector and the electrode mixture layer, the electrode is judged as defective. As described above, even when the electrode having the same condition as the electrode determined to be defective is put into an actual process, it can be predicted that a defect will occur. That is, in the present invention, since the cutting process is photographed with a high-speed camera, and whether detachment is defective only by analyzing the captured image or image, the process of measuring the area of the detached portion or measuring the amount of the detached active material is unnecessary.

또한, 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 방법은 커팅 조건 또는 전극의 제조 조건 중 적어도 하나를 달리하여 전극을 절단하고, 이로부터 전극 탈리 불량 여부를 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이로부터 다양한 커팅 조건 및 전극의 제조 조건에 따른 탈리 불량 여부를 예측하는 것이 가능하다.In addition, the electrode active material detachment evaluation method according to the present invention may further include cutting the electrode by changing at least one of a cutting condition or an electrode manufacturing condition, and determining whether the electrode detachment is defective therefrom. From this, it is possible to predict whether there is a detachment defect according to various cutting conditions and manufacturing conditions of the electrode.

한편, 본 발명에서, 상기 커팅 조건은 커팅 모사 장비의 치수 또는 동작과 관련된 것이다. 구체적으로, 상기 커팅 조건은 커팅 속도, 전극이 그립퍼에 의해 걸리는 장력(Tension), 제2 커팅 부재에 형성된 날과 전극면 사이의 각도, 길이 방향(MD 방향) 기준 제1 커팅 부재와 제2 커팅 부재 사이의 거리(Clearance) 및 그립퍼 사이의 거리를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나이다.On the other hand, in the present invention, the cutting condition is related to the size or operation of the cutting simulation equipment. Specifically, the cutting conditions are the cutting speed, the tension applied by the gripper to the electrode, the angle between the blade formed on the second cutting member and the electrode surface, and the first cutting member and the second cutting based on the longitudinal direction (MD direction). At least one selected from the group consisting of a distance between members and a distance between grippers.

구체적으로, 상기 커팅 속도는 전극(10)의 상부에 위치하는 제2 커팅 부재(120)가 전극(10)에 접촉되었을 때의 하강 속도를 의미한다.Specifically, the cutting speed refers to a descending speed when the second cutting member 120 positioned above the electrode 10 comes into contact with the electrode 10 .

또한, 전극(10)이 그립퍼(130)에 의해 걸리는 장력(Tension)이란, 전극(10)의 양측 단부에 위치하여 전극을 고정하는 그립퍼(130)에 의해 전극(10)이 팽팽하게 당겨지는 정도를 의미한다.In addition, the tension applied to the electrode 10 by the gripper 130 is the degree to which the electrode 10 is pulled taut by the grippers 130 positioned at both ends of the electrode 10 to fix the electrode. means

또한, 도 4를 참조하면, 제2 커팅 부재(120)에 형성된 날에는 전술한 바와 같이 소정 각도(θ)로 경사가 형성됨으로써 제2 커팅 부재가(120) 제1 커팅 부재(110)와 상호작용 시 전극과 점 접촉을 유도할 수 있다. 본 발명은 상기 제2 커팅 부재(120)에 형성된 날의 경사가 전극면과 이루는 각도(θ)를 조절하면서 최적의 커팅 조건을 도출할 수 있다.In addition, referring to FIG. 4 , on the blade formed on the second cutting member 120 , a slope is formed at a predetermined angle θ as described above, so that the second cutting member 120 and the first cutting member 110 are mutually Upon action, it may induce point contact with the electrode. In the present invention, optimal cutting conditions can be derived while adjusting the angle θ formed by the inclination of the blade formed on the second cutting member 120 with the electrode surface.

한편, 제1 커팅 부재(110)와 제2 커팅 부재(120) 사이의 거리는 클리어런스(clearance)라고도 하며, 도 3에 나타낸 바와 같이 길이 방향(MD 방향)을 기준으로 한 거리(d1)를 의미한다. 전술한 바와 같이, 제1 커팅 부재(110)와 제2 커팅 부재(120)는 전극에 대하여 전단력을 인가하기 위해 그 끝단이 서로 부딪히지 않도록 길이 방향으로 어긋나게 위치해 있는데, 도 3을 참조하면 제1 커팅 부재(110)와 제2 커팅 부재(120) 사이의 거리는 어긋나게 위치한 각 커팅 부재 사이의 거리를 의미한다.On the other hand, the distance between the first cutting member 110 and the second cutting member 120 is also referred to as clearance, and as shown in FIG. 3 , refers to a distance d 1 based on the longitudinal direction (MD direction). do. As described above, the first cutting member 110 and the second cutting member 120 are displaced in the longitudinal direction so that their ends do not collide with each other in order to apply a shear force to the electrode. Referring to FIG. 3 , the first cutting member The distance between the member 110 and the second cutting member 120 means a distance between each cutting member that is positioned to be displaced.

또한, 그립퍼(130) 사이의 거리란, 전극의 양 단을 고정하는 제1 그립퍼 및 제2 그립퍼 사이의 거리(d2)를 의미한다.In addition, the distance between the grippers 130 means a distance d 2 between the first and second grippers fixing both ends of the electrodes.

한편, 본 발명에서, 전극의 제조 조건이란 전극의 제조 과정에서의 모든 조건을 포함하는바, 예를 들어, 전극의 제조 조건은 전극 합제층의 조성, 전극의 건조 조건 및 전극의 두께, 및 전극의 압연 조건 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the electrode manufacturing conditions include all conditions in the electrode manufacturing process. For example, the electrode manufacturing conditions include the composition of the electrode mixture layer, the drying conditions of the electrode and the thickness of the electrode, and the electrode It may include at least one or more of the rolling conditions of

<탈리 발생이 최소화되는 커팅 조건 도출><Deduction of cutting conditions that minimize the occurrence of detachment>

또한, 본 발명은 전극의 제조 조건 별 전극 활물질의 탈리 발생이 최소화되는 커팅 조건을 도출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 탈리 발생이 최소화되는 커팅 조건을 도출하는 단계는, 전극의 제조 조건 및 커팅 조건 별로 탈리 발생이 최소화되는 기준값을 도출하는 단계일 수 있다.In addition, the present invention may further include the step of deriving cutting conditions that minimize the occurrence of detachment of the electrode active material for each manufacturing condition of the electrode. For example, the step of deriving a cutting condition in which the occurrence of desorption is minimized may be a step of deriving a reference value in which the occurrence of desorption is minimized for each electrode manufacturing condition and cutting condition.

구체적인 예에서, 전극의 제조 조건 별 전극 활물질의 탈리 발생이 최소화되는 커팅 조건을 도출하는 단계는, 전극의 제조 조건 및 커팅 조건과 전극 활물질 탈리 불량 여부와의 상관관계를 도출하는 과정을 포함한다. 여기서 전극의 제조 조건 및 커팅 조건과 전극 활물질 탈리 불량 여부와의 상관관계란 전극의 제조 조건 및 커팅 조건에 따른 전극 활물질 탈리 불량 여부의 경향성을 의미한다.In a specific example, deriving the cutting conditions for minimizing the occurrence of desorption of the electrode active material according to the manufacturing conditions of the electrode includes deriving a correlation between the manufacturing conditions and cutting conditions of the electrode and whether the electrode active material is defective. Here, the correlation between the manufacturing conditions and cutting conditions of the electrode and whether the electrode active material detachment is defective means the tendency of the electrode active material detachment defect depending on the electrode manufacturing conditions and the cutting conditions.

아울러, 전극의 제조 조건 및 커팅 조건과 전극 활물질 탈리 정도와의 상관관계를 도출하는 과정은, 전극의 제조 조건 및 커팅 조건을 변경하여 전극 활물질 탈리 불량 여부를 측정하면서 전극의 제조 조건 및 커팅 조건에 따른 전극 활물질 탈리 불량 여부에 대한 데이터베이스를 구축하는 과정을 포함한다. 이를 위해, 상기 전극의 조성을 달리하여 전극을 다수 개 제조하고, 특정 조성을 갖는 전극에 대해 커팅 조건을 변경해가면서 전극을 절단하고, 이 과정에서 고속 카메라로 절단 과정을 촬영한 후 촬영된 이미지 또는 영상으로부터 불량 여부를 판정할 수 있다. 그 결과는 메모리 등의 저장시스템에 누적될 수 있으며, 이러한 데이터베이스는 표 또는 그래프 등의 시각자료로 기록될 수 있다. 이 때 측정의 정확도를 위해 최대한 많은 수의 전극에 대하여 측정을 수행하는 것이 바람직하다.In addition, the process of deriving the correlation between the electrode manufacturing conditions and cutting conditions and the degree of desorption of the electrode active material is to change the manufacturing conditions and cutting conditions of the electrode to measure whether the electrode active material is defective while measuring the electrode manufacturing conditions and cutting conditions. It includes the process of building a database on whether the electrode active material detachment is defective. To this end, a plurality of electrodes are manufactured by varying the composition of the electrodes, and the electrodes are cut while changing cutting conditions for an electrode having a specific composition, and in this process, the cutting process is photographed with a high-speed camera, and then from the captured image or video. Defects can be determined. The results may be accumulated in a storage system such as a memory, and the database may be recorded as visual data such as tables or graphs. In this case, it is desirable to perform measurement for as many electrodes as possible for measurement accuracy.

전극의 제조 조건 별 전극 활물질의 탈리 발생이 최소화되는 및 커팅 조건은 상기 데이터베이스로부터 도출될 수 있다. 구체적으로, 상기 데이터베이스로부터 전극의 제조 조건 및 커팅 조건 별 탈리를 최소화하기 위한 기준값을 설정할 수 있다. 상기 기준값은, 예를 들어 고속 카메라 촬영 결과 양품으로 판정된 경우의 커팅 조건으로부터 설정될 수 있다.Desorption of the electrode active material for each electrode manufacturing condition is minimized and cutting conditions may be derived from the database. Specifically, it is possible to set a reference value for minimizing detachment for each electrode manufacturing condition and cutting condition from the database. The reference value may be set, for example, from a cutting condition when a high-speed camera photographing result is determined to be a good product.

전술한 바와 같이, 상기 커팅 조건은 커팅 속도, 전극이 그립퍼에 의해 걸리는 장력(Tension), 제2 커팅 부재에 형성된 날과 전극면 사이의 각도, 길이 방향(MD 방향) 기준 제1 커팅 부재와 제2 커팅 부재 사이의 거리(Clearance) 및 그립퍼 사이의 거리를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.As described above, the cutting conditions are the cutting speed, the tension applied to the electrode by the gripper, the angle between the blade formed on the second cutting member and the electrode surface, and the first cutting member and the second cutting member in the longitudinal direction (MD direction). 2 It may be at least one selected from the group including a distance between the cutting members (Clearance) and a distance between the grippers.

이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be given to help the understanding of the present invention be described in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following examples. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.

실시예 1Example 1

<전극 제조><Electrode manufacturing>

음극 활물질로서 기능하는 인조흑연과 천연흑연(중량비: 90:10)를 97.5중량부, 결합제로서 기능하는 스티렌-부타디엔 고무(SBR)를 1.4중량부, 카르복시메틸 셀룰로스(CMC)를 1.1중량부 혼합해서, 음극 합제를 조제했다. 이 음극 합제를 용매로서 기능하는 이온 교환수에 분산시키는 것에 의해, 음극 슬러리를 제조했다. 이 슬러리를 두께 8 ㎛의 구리 호일의 양면에 코팅하였다. 이후 적외선 히터(MIR)를 통해 전극을 건조하고, 건조된 전극을 압착하여 도 7과 같이 전극 합제층(11)이 형성된 전극(10)을 제조하였다. 최종 전극의 두께는 217㎛였다.97.5 parts by weight of artificial graphite and natural graphite (weight ratio: 90:10) functioning as an anode active material, 1.4 parts by weight of styrene-butadiene rubber (SBR) functioning as a binder, 1.1 parts by weight of carboxymethyl cellulose (CMC) , a negative electrode mixture was prepared. A negative electrode slurry was prepared by dispersing this negative electrode mixture in ion-exchanged water functioning as a solvent. This slurry was coated on both sides of a copper foil having a thickness of 8 μm. Thereafter, the electrode was dried through an infrared heater (MIR), and the dried electrode was compressed to prepare an electrode 10 having an electrode mixture layer 11 formed thereon as shown in FIG. 7 . The thickness of the final electrode was 217 μm.

<전극의 절단 및 불량 여부 판단><Determining whether the electrode is cut or defective>

상기 도 2 내지 도 4에 도시괸 커팅 장치를 사용하여 전극을 도 7과 같이 길이 방향(MD 방향)에 수직한 방향(A)으로 절단하였다. 이 때 커팅 속도를 0.12m/s, 제2 커팅 부재에 형성된 날과 전극면 사이의 각도를 1°, 그립퍼 사이의 거리를 22mm로 하였다.The electrode was cut in the direction (A) perpendicular to the longitudinal direction (MD direction) as shown in FIG. 7 using the cutting device shown in FIGS. 2 to 4 . At this time, the cutting speed was 0.12 m/s, the angle between the blade formed on the second cutting member and the electrode surface was 1°, and the distance between the grippers was 22 mm.

또한, 절단 과정에서, 고속 카메라를 사용하여 절단 과정을 촬영하였다. 상기 고속 카메라는 Photron社 Fastcam Mini UX100을 사용하였으며, 2000fps의 속도로 절단 과정을 촬영하였다. 이후 촬영된 이미지로부터 탈리 불량 여부를 판정하였으며, 도 6의 (a)와 같은 경우를 양품으로, (b)와 같은 경우를 불량으로 판정하였다. 그 결과를 표 2에 도시하였다.In addition, during the cutting process, a high-speed camera was used to photograph the cutting process. The high-speed camera used Photron's Fastcam Mini UX100, and the cutting process was photographed at a speed of 2000 fps. Afterwards, it was determined whether the detachment was defective from the photographed image, and the case as shown in (a) of FIG. The results are shown in Table 2.

실시예 2 내지 10Examples 2 to 10

전극의 제조 조건, 구체적으로 전극 합제층 내 SBR 및 CMC의 함량을 달리하였으며, 건조 조건, 전극의 두께를 달리하여 전극을 제조하였다. 각 실시예에 따른 조건을 하기 표 1에 도시하였다. 이 때, 표 1에서, 실시예 7 및 실시예 8에 따른 전극은 2단 압연 전극으로, 압연 과정이 두 번 수행된 것을 의미하며, 구체적으로 1차 압연에서 목표 두께의 50 내지 90%를 압연한 후 바로 2차 압연에서 목표 두께에 도달하도록 압연하는 공정을 거친 전극을 의미한다.Electrodes were manufactured by varying the manufacturing conditions of the electrode, specifically, the contents of SBR and CMC in the electrode mixture layer, and different drying conditions and thickness of the electrode. The conditions according to each Example are shown in Table 1 below. At this time, in Table 1, the electrodes according to Examples 7 and 8 are two-stage rolled electrodes, meaning that the rolling process is performed twice, and specifically, rolling 50 to 90% of the target thickness in the primary rolling It refers to an electrode that has undergone a process of rolling to reach the target thickness in the secondary rolling immediately after the second rolling.

활물질/SBR/CMC의 함량(중량부)Content of active material/SBR/CMC (parts by weight) 건조 조건dry conditions 전극의 두께(㎛)Electrode thickness (㎛) 실시예 1Example 1 97.5/1.4/1.197.5/1.4/1.1 MIRMIR 217217 실시예 2Example 2 97.5/1.4/1.197.5/1.4/1.1 MIRMIR 217217 실시예 3Example 3 97.5/1.4/1.197.5/1.4/1.1 열풍 건조hot air dry 217217 실시예 4Example 4 95.7/3.2/1.195.7/3.2/1.1 MIRMIR 217217 실시예 5Example 5 95.7/3.2/1.195.7/3.2/1.1 열풍 건조hot air dry 208208 실시예 6Example 6 95.7/3.2/1.195.7/3.2/1.1 열풍 건조hot air dry 217217 실시예 7Example 7 95.7/3.2/1.195.7/3.2/1.1 열풍 건조hot air dry 1차 압연: 217
2차 압연: 208
1st rolling: 217
Second rolling: 208
실시예 8Example 8 95.7/3.2/1.195.7/3.2/1.1 열풍 건조hot air dry 1차 압연: 222
2차 압연: 208
1st rolling: 222
Second rolling: 208
실시예 9Example 9 95.5/3.2/1.395.5/3.2/1.3 MIRMIR 217217 실시예 10Example 10 95.5/3.2/1.395.5/3.2/1.3 열풍 건조hot air dry 217217

또한 상기 실시예 2 내지 10에 따른 전극을 실시예 1과 동일한 방법으로 전극을 절단 후 불량 여부를 판단하였다. 그 결과를 표 2에 도시하였다. In addition, after cutting the electrodes according to Examples 2 to 10 in the same manner as in Example 1, it was determined whether the electrode was defective. The results are shown in Table 2.

실험예Experimental example

실시예 1 내지 10에 따른 전극에 대하여, 절단 후 전극 활물질의 탈리량을 측정하였다. 전극 활물질의 탈리량이란 탈리가 발생한 부분의 길이 대비 탈리된 전극 활물질의 무게로, 하기 식 1과 같이 계산될 수 있다.For the electrodes according to Examples 1 to 10, the amount of desorption of the electrode active material after cutting was measured. The desorption amount of the electrode active material is the weight of the desorbed electrode active material compared to the length of the portion where the desorption occurs, and may be calculated as in Equation 1 below.

[식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

탈리량 측정 결과는 하기 표 2에 도시하였다.Desorption amount measurement results are shown in Table 2 below.

불량 여부bad or not 탈리량(mg/m)Desorption amount (mg/m) 실시예 1Example 1 불량error 142.7142.7 실시예 2Example 2 불량error 168.4168.4 실시예 3Example 3 불량error 167.2167.2 실시예 4Example 4 양호Good 2.32.3 실시예 5Example 5 양호Good 28.828.8 실시예 6Example 6 양호Good 27.127.1 실시예 7Example 7 양호Good 16.216.2 실시예 8Example 8 양호Good 19.319.3 실시예 9Example 9 양호Good 0.80.8 실시예 10Example 10 양호Good 6.36.3

표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 장치에 의해 불량으로 판정된 실시예 1 내지 3은 탈리량이 모두 100mg/m을 초과했으며, 양품으로 판정된 실시예 4 내지 10은 탈리량이 50mg/m 미만으로 탈리량이 실시예 1 내지 3에 비해 매우 적음을 알 수 있다.Referring to Table 2, Examples 1 to 3 determined to be defective by the electrode active material desorption evaluation device according to the present invention exceeded 100 mg/m in all the desorption amounts, and Examples 4 to 10 determined to be good products had a desorption amount of 50 mg It can be seen that the amount of desorption is less than /m, which is very small compared to Examples 1 to 3.

또한, 본 발명은 이와 같은 탈리 불량 여부를 토대로 전극의 제조 조건 별로 활물질의 탈리가 최소화되는 커팅 조건을 도출할 수 있다.In addition, the present invention can derive a cutting condition in which the detachment of the active material is minimized for each manufacturing condition of the electrode based on whether such detachment is defective.

즉, 본 발명은 본 발명에 따른 전극 활물질 탈리 평가 장치는, 전극을 제조한 후 실제 공정에 투입하여 탈리 정도를 평가할 필요 없이 간이 커팅 모사 장치를 사용하여 여러 커팅 조건을 조절하면서 전극 활물질의 탈리 정도를 평가함으로써 여러 공정 변수에 따른 탈리 정도를 비교 및 평가하고, 공정 최적화를 통해 전극 활물질의 탈리를 개선할 수 있다. 또한 본 발명은 상기 전극 활물질의 탈리 정도를 전극의 투입 전에 미리 예측함으로써 불량 발생 및 공정 손실을 최소화할 수 있다.That is, in the present invention, the electrode active material desorption evaluation apparatus according to the present invention uses a simple cutting simulating device without the need to evaluate the desorption degree by putting the electrode into an actual process after manufacturing the electrode, while adjusting various cutting conditions, the desorption degree of the electrode active material By evaluating the degree of desorption according to various process variables, it is possible to compare and evaluate the degree of desorption, and to improve desorption of the electrode active material through process optimization. In addition, the present invention can minimize the occurrence of defects and process losses by predicting the degree of desorption of the electrode active material in advance before the electrode is inserted.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the drawings disclosed in the present invention are for explanation rather than limiting the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these drawings. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 자명하다.Meanwhile, in this specification, terms indicating directions such as up, down, left, right, front, and back are used, but these terms are for convenience of explanation only, and may vary depending on the location of the object or the position of the observer. It is self-evident that

1: 전극 활물질 탈리 평가 장치
10: 전극
11: 전극 합제층
100: 커팅 모사 장치
110: 제1 커팅 부재
120: 제2 커팅 부재
130: 그립퍼
131: 제1 그립퍼
132: 제2 그립퍼
140: 구동 부재
150: 가이드 부재
200: 고속 카메라
1: Electrode active material desorption evaluation device
10: electrode
11: electrode mixture layer
100: cutting simulation device
110: first cutting member
120: second cutting member
130: gripper
131: first gripper
132: second gripper
140: drive member
150: guide member
200: high-speed camera

Claims (14)

집전체 상에 전극 합제층이 형성된 구조의 전극을 절단하는 커팅 모사 장치; 및
상기 전극의 절단 과정을 촬영하는 고속 카메라; 를 포함하는 전극 활물질 탈리 평가 장치.
A cutting simulating device for cutting an electrode having a structure in which an electrode mixture layer is formed on a current collector; and
A high-speed camera for photographing the cutting process of the electrode; Electrode active material desorption evaluation device comprising a.
제1항에 있어서,
상기 커팅 모사 장치는,
전극의 하부에 위치하는 제1 커팅 부재;
전극의 상부에 위치하며, 전극을 절단하도록 하면에 날이 형성되되, 상기 날에는 폭 방향(TD 방향)을 따라 전극면에 대해 경사가 형성되는 제2 커팅 부재; 및
전극의 양 단을 고정시키기 위한 그립퍼를 포함하는 전극 활물질 탈리 평가 장치.
According to claim 1,
The cutting simulating device,
a first cutting member positioned under the electrode;
a second cutting member positioned above the electrode and having a blade formed on a lower surface to cut the electrode, the blade being inclined with respect to the electrode surface in a width direction (TD direction); and
An electrode active material detachment evaluation device including a gripper for fixing both ends of the electrode.
제2항에 있어서,
상기 커팅 모사 장치는,
커팅 속도, 전극이 그립퍼에 의해 걸리는 장력(Tension), 제2 커팅 부재에 형성된 날과 전극면 사이의 각도, 길이 방향(MD 방향) 기준 제1 커팅 부재와 제2 커팅 부재 사이의 거리(Clearance) 및 그립퍼 사이의 거리를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나를 조절 가능한 것인 전극 활물질 탈리 평가 장치.
3. The method of claim 2,
The cutting simulating device,
Cutting speed, the tension applied to the electrode by the gripper, the angle between the blade formed on the second cutting member and the electrode surface, and the distance between the first cutting member and the second cutting member in the longitudinal direction (MD direction) (Clearance) And at least one selected from the group comprising the distance between the grippers is adjustable electrode active material detachment evaluation device.
제1항에 있어서,
상기 고속 카메라는, 전극의 폭 방향 일측 사이드에 위치하는 전극 활물질 탈리 평가 장치.
According to claim 1,
The high-speed camera is an electrode active material detachment evaluation device located on one side of the width direction of the electrode.
제4항에 있어서,
상기 고속 카메라는 상기 전극과 나란하게 위치하는 전극 활물질 탈리 평가 장치.
5. The method of claim 4,
The high-speed camera is an electrode active material detachment evaluation device positioned in parallel with the electrode.
집전체 상에 전극 합제층이 형성된 구조의 전극을 커팅 모사 장치에 투입하는 단계;
상기 전극을 절단하면서, 절단 과정을 고속 카메라로 촬영하는 단계;
촬영된 이미지 또는 영상으로부터 전극 탈리 불량 여부를 판정하는 단계를 포함하는 전극 활물질 탈리 평가 방법.
Putting an electrode having a structure in which an electrode mixture layer is formed on a current collector into a cutting simulating device;
while cutting the electrode, photographing the cutting process with a high-speed camera;
An electrode active material detachment evaluation method comprising the step of determining whether the electrode detachment is defective from the photographed image or image.
제6항에 있어서,
상기 커팅 모사 장치는,
전극의 하부에 위치하는 제1 커팅 부재;
전극의 상부에 위치하며, 전극을 절단하도록 하면에 날이 형성되되, 상기 날에는 폭 방향(TD 방향)을 따라 전극면에 대해 경사가 형성되는 제2 커팅 부재; 및
전극의 양 단을 고정시키기 위한 그립퍼를 포함하는 전극 활물질 탈리 평가 방법.
7. The method of claim 6,
The cutting simulating device,
a first cutting member positioned under the electrode;
a second cutting member positioned above the electrode and having a blade formed on a lower surface to cut the electrode, the blade being inclined with respect to the electrode surface in a width direction (TD direction); and
An electrode active material detachment evaluation method comprising a gripper for fixing both ends of an electrode.
제6항에 있어서,
절단 과정에서 전극 합제층이 집전체로부터 들뜨는 경우 상기 전극을 불량으로 판정하는 전극 활물질 탈리 평가 방법.
7. The method of claim 6,
An electrode active material detachment evaluation method for judging the electrode as defective when the electrode mixture layer is lifted from the current collector during the cutting process.
제7항에 있어서,
커팅 조건 또는 전극의 제조 조건 중 적어도 하나를 달리하여 전극을 절단하고, 이로부터 전극 탈리 불량 여부를 판정하는 단계를 더 포함하는 전극 활물질 탈리 평가 방법.
8. The method of claim 7,
The electrode active material detachment evaluation method further comprising cutting the electrode by changing at least one of the cutting conditions or the electrode manufacturing conditions, and determining whether the electrode detachment is defective therefrom.
제9항에 있어서,
상기 커팅 조건은 커팅 속도, 전극이 그립퍼에 의해 걸리는 장력(Tension), 제2 커팅 부재에 형성된 날과 전극면 사이의 각도, 길이 방향(MD 방향) 기준 제1 커팅 부재와 제2 커팅 부재 사이의 거리(Clearance) 및 그립퍼 사이의 거리를 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나인 전극 활물질 탈리 평가 방법.
10. The method of claim 9,
The cutting conditions are the cutting speed, the tension applied by the gripper to the electrode, the angle between the blade formed on the second cutting member and the electrode surface, and the distance between the first cutting member and the second cutting member in the longitudinal direction (MD direction). An electrode active material detachment evaluation method which is at least one selected from the group comprising a distance (Clearance) and a distance between the grippers.
제7항에 있어서,
전극의 제조 조건 별 전극 활물질의 탈리 발생이 최소화되는 커팅 조건을 도출하는 단계를 더 포함하는 전극 활물질 탈리 평가 방법.
8. The method of claim 7,
The electrode active material desorption evaluation method further comprising the step of deriving a cutting condition that minimizes the occurrence of desorption of the electrode active material for each manufacturing condition of the electrode.
제11항에 있어서,
전극 활물질의 탈리 발생이 최소화되는 커팅 조건을 도출하는 단계는,
전극의 제조 조건 및 커팅 조건과 전극 활물질 탈리 불량 여부와의 상관관계를 도출하는 과정을 포함하는 전극 활물질 탈리 평가 방법.
12. The method of claim 11,
The step of deriving a cutting condition that minimizes the occurrence of desorption of the electrode active material is,
An electrode active material desorption evaluation method, comprising the process of deriving a correlation between manufacturing conditions and cutting conditions of an electrode and whether or not the electrode active material detachment is defective.
제12항에 있어서,
전극의 제조 조건 및 커팅 조건과 전극 활물질 탈리 불량 여부와의 상관관계를 도출하는 과정은,
전극의 제조 조건 및 커팅 조건을 변경하여 전극 활물질 탈리 불량 여부를 측정하면서, 전극의 제조 조건 및 커팅 조건에 따른 전극 활물질 탈리 불량 여부에 대한 데이터베이스를 구축하는 과정을 포함하는 전극 활물질 탈리 평가 방법.
13. The method of claim 12,
The process of deriving the correlation between the manufacturing conditions and cutting conditions of the electrode and whether the electrode active material is defective or not,
An electrode active material detachment evaluation method comprising the process of constructing a database on whether electrode active material detachment is defective according to electrode manufacturing conditions and cutting conditions while measuring whether electrode active material detachment is defective by changing electrode manufacturing conditions and cutting conditions.
제13항에 있어서,
전극의 제조 조건 별 전극 활물질의 탈리 발생이 최소화되는 커팅 조건은 상기 데이터베이스로부터 도출되는 전극 활물질 탈리 평가 방법.

14. The method of claim 13,
The cutting conditions for minimizing the occurrence of desorption of the electrode active material for each electrode manufacturing condition are the electrode active material desorption evaluation method derived from the database.

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