KR20220129773A - Lamination apparatus for manufacturing a secondary cell battery - Google Patents

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Abstract

A lamination device for manufacturing a secondary battery according to the present invention includes: a pair of heating rollers disposed on both sides of an electrode assembly for secondary batteries in which a positive electrode and a negative electrode are coupled to each other with a separator therebetween to provide heating heat so that the separator, positive electrode, and negative electrode of the secondary battery electrode assembly are thermally bonded to each other; a pair of cooling rollers disposed on both sides of the secondary battery electrode assembly to provide cooling heat to the secondary battery electrode assembly thermally bonded by the heating rollers; and a thermoelectric element assembly disposed between the heating rollers and the cooling rollers to generate electricity according to the temperature difference between the heating heat of the heating rollers and the cooling heat of the cooling rollers. The present invention is to minimize power consumption.

Description

이차전지 제조용 라미네이션 장치{LAMINATION APPARATUS FOR MANUFACTURING A SECONDARY CELL BATTERY}Lamination device for secondary battery manufacturing {LAMINATION APPARATUS FOR MANUFACTURING A SECONDARY CELL BATTERY}

본 발명은 이차전지 제조용 라미네이션 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양전극과 음전극 사이에 분리막이 배치된 이차전지용 전극 조립체를 열 접합으로 제조하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a lamination device for manufacturing a secondary battery, and more particularly, to a lamination device for manufacturing a secondary battery for manufacturing an electrode assembly for a secondary battery in which a separator is disposed between a positive electrode and a negative electrode by thermal bonding.

이차전지는 일반적으로 많이 사용되는 일반 건전지와 같은 일차전지(primary battery)와 달리 전기를 충전하여 사용하는 배터리이다. 이차전지는 외부 전원으로부터 제공되는 전류가 양전극과 음전극 사이에서 물질의 산화와 환원 반응 과정 중 생성되는 전기를 충전하는 방식으로 반영구적으로 사용 가능한 전지이다. 이러한 이차전지는 기본적으로 분리막, 양전극, 음전극 및 전해질 등의 핵심소재로 구성된 것으로 1회용으로 사용 후 폐기하여 재활용이 불가한 단점을 갖는 일차전지를 대체함과 함께 복수 회 충전할 수 있는 장점이 있어 친환경적인 효과가 있다.A secondary battery is a battery that is used by charging electricity, unlike a primary battery such as a general battery that is generally used a lot. A secondary battery is a battery that can be used semi-permanently in a way that an electric current provided from an external power source charges electricity generated during the oxidation and reduction reaction of a material between a positive electrode and a negative electrode. These secondary batteries are basically composed of core materials such as separators, positive electrodes, negative electrodes, and electrolytes, and have the advantage of being able to charge multiple times as well as replacing primary batteries that have the disadvantage that they cannot be recycled after being used for one-time use. It has an eco-friendly effect.

이차전지는 최근 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 스마트폰 등의 휴대 단말기, 노트북과 같은 휴대용 컴퓨터 및 전기 자동차 등에 사용되고 있다. 특히, 최근 들어 이차전지는 전기 자동차의 개발 증가 및 사용 증가에 따라 전기 자동차 산업 분야에서 관심도가 매우 높음과 함께 사용률도 증가하고 있다.Secondary batteries have recently been widely used in various industrial fields. For example, it is used in a portable terminal such as a smart phone, a portable computer such as a notebook computer, and an electric vehicle. In particular, in recent years, with the increase in the development and use of electric vehicles, the secondary battery has a very high interest in the electric vehicle industry and its usage rate is also increasing.

이차전지의 종류는 충전 물질에 따라 니켈전지, 이온전지, 리튬이온전지, 폴리머전지, 리튬폴리머전지 및 리튬설파전지 등으로 구분되며, 현재는 주로 리튬 계열의 이차전지를 사용하고 있다. 리튬 계열의 이차전지는 양전극과 음전극 사이에 유기 전해질을 충진하여 충전과 방전을 반복하게 하며 무게가 가볍고 고용량으로 제조할 수 있으므로 스마트폰 및 전기 자동차 등에 많이 사용된다.Secondary batteries are classified into nickel batteries, ion batteries, lithium ion batteries, polymer batteries, lithium polymer batteries, lithium sulfa batteries, etc. depending on the charging material. Currently, lithium-based secondary batteries are mainly used. Lithium-based secondary batteries are widely used in smartphones and electric vehicles because they are light in weight and can be manufactured with high capacity by filling an organic electrolyte between the positive and negative electrodes to repeat charging and discharging.

상세하게 이차전지는 전극 조립체가 전해액과 함께 케이스에 포함되는 방식으로 제조된다. 전극 조립체는 제조 방법에 따라 스택형, 폴딩형 및 스택-폴딩형 등으로 구분된다. 스택-폴딩형 전극 조립체의 경우, 단위 조립체가 양전극과 음전극 사이에 분리막을 배치하고 순차적으로 적층되는 구조를 갖는다. 이러한 단위 조립체로 구성된 전극 조립체를 만들기 위해서는 양전극과 음전극 사이에 분리막을 접합하는 라미네이션(lamination) 제조 방식이 사용된다. 상기한 라미네이션 제조 방식은 같은 종류 또는 다른 종류의 필름 및 알루미늄박, 종이 등 두 개 이상을 겹쳐 붙이는 제조 방식으로서, 겹칠 때는 각 재료의 장점을 이용하면 가장 적합한 재질의 것을 얻을 수 있다.In detail, the secondary battery is manufactured in such a way that the electrode assembly is included in the case together with the electrolyte. The electrode assembly is classified into a stack type, a folding type, and a stack-folding type according to a manufacturing method. In the case of the stack-folding type electrode assembly, the unit assembly has a structure in which a separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode and sequentially stacked. In order to manufacture an electrode assembly composed of such a unit assembly, a lamination manufacturing method of bonding a separator between a positive electrode and a negative electrode is used. The lamination manufacturing method described above is a manufacturing method of overlapping two or more of the same or different types of films, aluminum foil, paper, etc., and when overlapping, the most suitable material can be obtained by using the advantages of each material.

한편, 이차전지용 전극 조립체는 양전극과 음전극 사이에 분리막을 배치하여 라미네이션 제조 방식으로 상호 간에 접착에 의해 제조된다. 이차전지용 전극 조립체를 제조하는 방식은 우선 필름 형상의 양전극과 음전극 사이에 분리막을 배치하고 히팅 롤러를 통과시켜 양전극, 음전극 및 분리막을 상호 열 접합한다. 그리고, 히팅 롤러를 통과한 이차전지용 전극 조립체의 양전극, 음전극 및 분리막 사이에 히팅 열에 의한 들뜸 현상이 발생할 수 있기 때문에 히팅 롤러를 통과한 이차전지용 전극 조립체는 냉각 롤러로 통과시킨다.On the other hand, the electrode assembly for a secondary battery is manufactured by bonding to each other in a lamination manufacturing method by disposing a separator between the positive electrode and the negative electrode. In the method of manufacturing an electrode assembly for a secondary battery, a separator is first disposed between a film-shaped positive electrode and a negative electrode, and the positive electrode, the negative electrode, and the separator are thermally bonded to each other by passing through a heating roller. And, since a lifting phenomenon due to heating heat may occur between the positive electrode, the negative electrode, and the separator of the secondary battery electrode assembly that has passed through the heating roller, the secondary battery electrode assembly that has passed through the heating roller is passed through the cooling roller.

여기서, 이차전지용 전극 조립체를 제조하기 위해 히팅 열을 제공하는 히팅 롤러와 냉각 열을 제공하는 냉각 롤러가 연속적으로 배치되어 있으며, 각각의 히팅 롤러와 냉각 롤러는 히팅 열과 냉각 열을 발생하기 위해서 전력 소모가 크므로, 전력 소모를 감소할 수 있는 기술 개발이 요구되었다.Here, in order to manufacture the electrode assembly for a secondary battery, a heating roller providing heating heat and a cooling roller providing cooling heat are continuously arranged, and each heating roller and cooling roller consumes power to generate heating heat and cooling heat. Therefore, the development of a technology capable of reducing power consumption was required.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0099032 : 직접 가열수단을 갖는 코팅장치용 히팅롤러 장치Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2009-0099032 : Heating roller device for coating device having direct heating means

본 발명의 목적은 이차전지용 전극 조립체의 제조 시 히팅 롤러와 냉각 롤러에서 사용되는 전력 소모를 최소화하기 위해서 히팅 롤러와 냉각 롤러 사이의 온도 차이를 이용하여 전기를 생성할 수 있도록 구조가 개선된 이차전지 제조용 라미네이션 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is a secondary battery with an improved structure so that electricity can be generated by using the temperature difference between the heating roller and the cooling roller in order to minimize the power consumption used in the heating roller and the cooling roller when manufacturing an electrode assembly for a secondary battery To provide a lamination apparatus for manufacturing.

상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 분리막을 사이에 두고 양전극과 음전극이 대향 결합되는 이차전지용 전극 조립체의 양측면에 배치되어 상기 이차전지용 전극 조립체의 상기 분리막, 상기 양전극 및 상기 음전극이 상호 간에 열 접합되도록 히팅 열을 제공하는 한 쌍의 히팅 롤러와, 상기 이차전지용 전극 조립체의 양측면에 배치되어 상기 히팅 롤러에 의해 열 접합된 상기 이차전지용 전극 조립체에 냉각 열을 제공하는 한 쌍의 냉각 롤러와, 상기 히팅 롤러와 상기 냉각 롤러 사이에 배치되어 상기 히팅 롤러의 히팅 열과 상기 냉각 롤러의 냉각 열의 온도 차이에 따른 전기를 생성하는 열전소자 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치에 의해 이루어진다.A means for solving the above problems is disposed on both sides of an electrode assembly for a secondary battery in which a positive electrode and a negative electrode are oppositely coupled to each other with a separator therebetween according to the present invention, so that the separator, the positive electrode and the negative electrode of the electrode assembly for a secondary battery are thermally connected to each other A pair of heating rollers for providing heating heat to be bonded; and a thermoelectric assembly disposed between the heating roller and the cooling roller to generate electricity according to a temperature difference between the heating heat of the heating roller and the cooling heat of the cooling roller.

여기서, 상기 열전소자 조립체는 상기 히팅 롤러와 상기 냉각 롤러 사이에서 이동되는 상기 이차전지용 전극 조립체를 사이에 두고 양측에 한 쌍으로 배치될 수 있다.Here, the thermoelectric element assembly may be disposed as a pair on both sides with the electrode assembly for secondary batteries moving between the heating roller and the cooling roller therebetween.

상기 열전소자 조립체는 상기 히팅 롤러와 상기 냉각 롤러 사이에 접촉 배치되어 열전도에 따른 히팅 열과 냉각 열이 열 전달되는 브래킷과, 상기 브래킷 내부에 배치되어 상기 히팅 롤러와 상기 냉각 롤러에 각각 접촉된 상기 브래킷으로부터 제공된 히팅 열과 냉각 열의 온도 차이에 따른 제벡 효과(Seebeck effect)에 의해 전기를 생성하는 열전소자를 포함할 수 있다.The thermoelectric element assembly includes a bracket disposed in contact between the heating roller and the cooling roller to transfer heating heat and cooling heat according to heat conduction, and the bracket disposed inside the bracket and in contact with the heating roller and the cooling roller, respectively The thermoelectric element may include a thermoelectric element that generates electricity by a Seebeck effect according to a temperature difference between heating heat and cooling heat provided from the .

한편, 상기 열전소자 조립체는 상기 히팅 롤러의 외표면과 상기 냉각 롤러의 외표면에 일정 간격을 두고 배치되어 열 복사에 따른 히팅 열과 냉각 열이 열 전달되는 브래킷과, 상기 브래킷 내부에 배치되어 상기 브래킷에 열 전달된 히팅 열 및 냉각 열의 온도 차이에 따른 제벡 효과에 의해 전기를 생성하는 열전소자를 포함할 수 있다.On the other hand, the thermoelectric element assembly is disposed at a predetermined interval on the outer surface of the heating roller and the outer surface of the cooling roller, heating heat and cooling heat according to heat radiation is transferred to a bracket, and the bracket is disposed inside the bracket It may include a thermoelectric element for generating electricity by the Seebeck effect according to the temperature difference between the heating heat and the cooling heat transferred heat to the .

상기 브래킷은 구리(Cu) 재질을 포함할 수 있다.The bracket may include a copper (Cu) material.

또한, 상기 이차전지 제조용 라미네이션 장치는 상기 열전소자 조립체에 전기적으로 연결되어 상기 열전소자 조립체로부터 생성된 전기를 저장하는 전기 저장부를 더 포함할 수 있다.In addition, the lamination apparatus for manufacturing a secondary battery may further include an electric storage unit electrically connected to the thermoelectric element assembly to store electricity generated from the thermoelectric element assembly.

상기 브래킷은 상기 히팅 롤러로부터 히팅 열이 전달되는 제 1브래킷과 상기 냉각 롤러로부터 냉각 열이 전달되는 제 2브래킷의 상호 결합에 의해 형성되며, 상기 열전소자 조립체는 상기 제 1브래킷과 상기 제 2브래킷 사이에는 각각 히팅 열과 냉각 열을 차단하는 단열부재를 더 포함할 수 있다.The bracket is formed by mutual coupling of a first bracket to which heating heat is transmitted from the heating roller and a second bracket to which cooling heat is transmitted from the cooling roller, and the thermoelectric element assembly includes the first bracket and the second bracket. It may further include a heat insulating member for blocking each of the heating heat and cooling heat therebetween.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치의 효과는 양전극, 음전극 및 분리막을 이차전지용 전극 조립체로 제조할 때 발생하는 히팅 열과 냉각 열의 온도 차이를 이용하여 전기를 생성함으로써, 라미네이션 공정 시 전력 소모를 감소할 수 있을 뿐만 아니라 전력 효율을 향상할 수 있다.The effect of the lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to the present invention is to generate electricity using the temperature difference between the heating heat and the cooling heat generated when the positive electrode, the negative electrode, and the separator are manufactured as an electrode assembly for a secondary battery, thereby reducing power consumption during the lamination process. Not only that, but also the power efficiency can be improved.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치의 개략 구성도,
도 2는 도 1에 도시된 이차전지 제조용 라미네이션 장치의 히팅 롤러, 냉각 롤러 및 열전소자 조립체의 분해 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 이차전지 제조용 라미네이션 장치의 히팅 롤러, 냉각롤러 및 열전소자 조립체의 결합 사시도,
도 4는 도 2에 도시된 열전소자 조립체의 분해 사시도,
도 5는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 도 2에 도시된 Ⅴ-Ⅴ 선의 단면도,
도 6은 도 3에 도시된 Ⅵ-Ⅵ 선의 단면도,
도 7은 도 3에 도시된 A 영역의 확대도,
도 8은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치의 단면도,
도 9는 본 발명의 제 3실시 예에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치의 단면도이다.1 is a schematic configuration diagram of a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to embodiments of the present invention;
2 is an exploded perspective view of a heating roller, a cooling roller, and a thermoelectric element assembly of the lamination device for manufacturing a secondary battery shown in FIG. 1;
3 is a combined perspective view of a heating roller, a cooling roller, and a thermoelectric element assembly of the lamination device for manufacturing a secondary battery shown in FIG. 2;
4 is an exploded perspective view of the thermoelectric element assembly shown in FIG. 2;
5 is a cross-sectional view taken along the line V-V shown in FIG. 2 according to the first embodiment of the present invention;
6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI shown in FIG. 3;
7 is an enlarged view of area A shown in FIG. 3;
8 is a cross-sectional view of a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to a second embodiment of the present invention;
9 is a cross-sectional view of a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to a third embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예들에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

설명하기에 앞서, 본 발명의 실시 예들에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치는 제 1 내지 제 3실시 예로 구분되어 있으나, 각각의 실시 예에서 동일한 구성 명칭에 대해서는 동일한 도면 부호로 기재하였음을 미리 밝혀둔다.Prior to the description, although the lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to the embodiments of the present invention is divided into the first to third embodiments, it should be noted that the same reference numerals are used for the same component names in each embodiment.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치의 개략 구성도, 도 2는 도 1에 도시된 이차전지 제조용 라미네이션 장치의 히팅 롤러, 냉각 롤러 및 열전소자 조립체의 분해 사시도, 그리고도 3은 도 2에 도시된 이차전지 제조용 라미네이션 장치의 히팅 롤러, 냉각롤러 및 열전소자 조립체의 결합 사시도이다.1 is a schematic configuration diagram of a lamination device for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of a heating roller, a cooling roller, and a thermoelectric element assembly of the lamination device for manufacturing a secondary battery shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a combined perspective view of a heating roller, a cooling roller, and a thermoelectric element assembly of the lamination apparatus for manufacturing a secondary battery shown in FIG. 2 .

본 발명의 실시 예들에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치(10)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 히팅 롤러(200), 냉각 롤러(300) 및 열전소자 조립체(500)를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치(10)는 본체(100) 및 전기 저장부(700)(도 9 참조)를 포함한다. 이차전지 제조용 라미네이션 장치(10)는 필름, 즉 롤 방식으로 공급되는 양전극(A), 음전극(C) 및 분리막(S)을 상호 간에 열 접합하여 이차전지용 전극 조립체(E)를 제조한다.As shown in FIGS. 1 to 3 , the lamination apparatus 10 for manufacturing a secondary battery according to embodiments of the present invention includes a heating roller 200 , a cooling roller 300 , and a thermoelectric element assembly 500 . In addition, the lamination apparatus 10 for manufacturing a secondary battery according to embodiments of the present invention includes a body 100 and an electric storage unit 700 (see FIG. 9 ). The lamination apparatus 10 for manufacturing a secondary battery manufactures an electrode assembly (E) for a secondary battery by thermally bonding a film, that is, a positive electrode (A), a negative electrode (C), and a separator (S) supplied in a roll manner to each other.

본체(100)는 히팅 롤러(200), 냉각 롤러(300) 및 열전소자 조립체(500)를 수용한다. 본체(100)는 본 발명에서는 도시하지 않았지만 히팅 롤러(200) 및 냉각 롤러(300)에 연결되는 전원선 및 다양한 구동 장치를 포함한다.The body 100 accommodates the heating roller 200 , the cooling roller 300 , and the thermoelectric element assembly 500 . Although not shown in the present invention, the main body 100 includes a power line connected to the heating roller 200 and the cooling roller 300 and various driving devices.

히팅 롤러(200)는 분리막(S)을 사이에 두고 양전극(A)과 음전극(C)이 대향 결합되는 이차전지용 전극 조립체(E)의 양측면에 한 쌍으로 배치된다. 즉, 히팅 롤러(200)는 양전극(A)과 음전극(C) 사이에 분리막(S)이 배치된 필름의 이동 방향에 대해 가로 방향으로 양측면 배치된다. 히팅 롤러(200)는 이차전지용 전극 조립체(E)의 양전극(A), 음전극(C) 및 분리막(S)이 상호 열 접합되도록 양전극(A), 음전극(C) 및 분리막(S)에 히팅 열(H; 도 6, 도 8 및 도 9 참조)을 제공한다. 본 발명의 일 실시 예로서 히팅 롤러(200)는 히팅수단, 롤링수단 및 전원수단 등으로 구성될 수 있고, 본 발명에서는 히팅 롤러(200)의 구성을 주요 기술적 구성 및 특징이 아니므로 상세한 설명은 생략한다.The heating roller 200 is disposed as a pair on both sides of the electrode assembly (E) for a secondary battery to which the positive electrode (A) and the negative electrode (C) are oppositely coupled with the separator (S) interposed therebetween. That is, the heating roller 200 is disposed on both sides in a transverse direction with respect to the moving direction of the film in which the separator S is disposed between the positive electrode A and the negative electrode C. The heating roller 200 is heated to the positive electrode (A), the negative electrode (C) and the separator (S) so that the positive electrode (A), the negative electrode (C) and the separator (S) of the electrode assembly (E) for a secondary battery are thermally bonded to each other. (H; see FIGS. 6, 8 and 9). As an embodiment of the present invention, the heating roller 200 may be composed of a heating means, a rolling means, and a power supply means. omit

냉각 롤러(300)는 이차전지용 전극 조립체(E)의 양측면에 배치된다. 냉각 롤러(300)는 히팅 롤러(200)를 통과한 이차전지용 전극 조립체(E)를 사이에 두고 양측면에 한 쌍으로 배치된다. 냉각 롤러(300)는 냉각수단, 롤링수단 및 전원수단 등으로 구성될 수 있으나, 본 발명에서는 주요 기술적 구성 및 특징이 아니므로 세부적인 내용은 생략한다. 냉각 롤러(300)는 히팅 롤러(200)를 통과하여 양전극(A), 음전극(C) 및 분리막(S)이 열 접합된 이차전지용 전극 조립체(E)에 냉각 열(L; 도 4 내지 도 6 참조)을 제공한다. 상세하게 냉각 롤러(300)는 히팅 롤러(200)를 통과한 이차전지용 전극 조립체(E)의 양전극(A), 음전극(C) 및 분리막(S) 사이에서 열 접합에 의해 들뜸 현상이 발생할 수 있으므로, 들뜸 현상을 제거 또는 방지하기 위해 히팅 롤러(200)를 통과한 이차전지용 전극 조립체(E)에 냉각 열(L)을 제공한다.The cooling roller 300 is disposed on both sides of the electrode assembly E for a secondary battery. The cooling roller 300 is disposed as a pair on both sides of the secondary battery electrode assembly (E) that has passed through the heating roller 200 therebetween. The cooling roller 300 may be composed of a cooling means, a rolling means and a power supply means, but in the present invention, the details are omitted because they are not the main technical configuration and characteristics. The cooling roller 300 passes through the heating roller 200 and provides a cooling heat L; FIGS. see) is provided. In detail, the cooling roller 300 may cause a lifting phenomenon by thermal bonding between the positive electrode (A), the negative electrode (C) and the separator (S) of the electrode assembly (E) for a secondary battery that has passed through the heating roller 200 . , provides cooling heat (L) to the electrode assembly (E) for a secondary battery that has passed through the heating roller 200 in order to remove or prevent the lifting phenomenon.

다음으로 도 4는 도 2에 도시된 열전소자 조립체의 분해 사시도, 도 5는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 도 2에 도시된 Ⅴ-Ⅴ 선의 단면도이고, 도 6은 도 3에 도시된 Ⅵ-Ⅵ 선의 단면도, 도 7은 도 3에 도시된 A 영역의 확대도, 그리고 도 8은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치의 단면도이다.Next, FIG. 4 is an exploded perspective view of the thermoelectric element assembly shown in FIG. 2 , FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V shown in FIG. 2 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 6 is the VI shown in FIG. 3 . A cross-sectional view taken along the line -VI, FIG. 7 is an enlarged view of area A shown in FIG. 3 , and FIG. 8 is a cross-sectional view of a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to a second embodiment of the present invention.

열전소자 조립체(500)는 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 히팅 롤러(200)와 냉각 롤러(300) 사이에 배치된다. 열전소자 조립체(500)는 히팅 롤러(200)의 히팅 열(H)과 냉각 롤러(300)의 냉각 열(L)의 온도 차이에 따른 전기를 생성한다. 열전소자 조립체(500)는 한 쌍으로 배치되는 히팅 롤러(200)와 냉각 롤러(300)에 대응하여 이차전지용 전극 조립체(E)를 사이에 두고 한 쌍으로 배치된다.The thermoelectric element assembly 500 is disposed between the heating roller 200 and the cooling roller 300 as shown in FIGS. 4 to 8 . The thermoelectric assembly 500 generates electricity according to a temperature difference between the heating heat H of the heating roller 200 and the cooling heat L of the cooling roller 300 . The thermoelectric element assembly 500 is arranged as a pair with the electrode assembly E for secondary batteries interposed therebetween corresponding to the heating roller 200 and the cooling roller 300 arranged as a pair.

도 4 내지 도 7에 도시된 본 발명의 제 1실시 예에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치(10)의 열전소자 조립체(500)는 브래킷(520)과 열전소자(540)를 포함한다. 또한, 열전소자 조립체(500)는 커버(550), 커버 체결부재(560), 단열부재(580) 및 브래킷 체결부재(590)를 더 포함한다. 브래킷(520)은 히팅 롤러(200)와 냉각 롤러(300) 사이에 접촉 배치되어 열 전도에 따른 히팅 열(H)과 냉각 열(L)이 전달된다. 브래킷(520)은 히팅 열(H)과 냉각 열(L)의 열 전달률이 높은 구리(Cu) 재질로 제작된다. 물론, 구리 재질로 제작된 브래킷(520)은 일 실시 예일 뿐, 구리 재질과 유사한 열 전달률을 갖는 알루미늄 등의 다른 금속으로도 제작할 수 있다.The thermoelectric element assembly 500 of the lamination apparatus 10 for manufacturing a secondary battery according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 4 to 7 includes a bracket 520 and a thermoelectric element 540 . In addition, the thermoelectric element assembly 500 further includes a cover 550 , a cover fastening member 560 , a heat insulating member 580 , and a bracket fastening member 590 . The bracket 520 is disposed in contact between the heating roller 200 and the cooling roller 300 so that heating heat (H) and cooling heat (L) according to heat conduction are transmitted. The bracket 520 is made of a copper (Cu) material having a high heat transfer rate of heating heat (H) and cooling heat (L). Of course, the bracket 520 made of a copper material is only an example, and may be made of other metals such as aluminum having a heat transfer rate similar to that of a copper material.

브래킷(520)의 일측은 히팅 롤러(200)의 외표면에 접촉되고 타측은 냉각 롤러(300)의 외표면에 접촉되어 열 전도에 의해 히팅 열(H)과 냉각 열(L)을 전달한다. 상세하게 본 발명의 일 실시 예로서, 브래킷(520)은 제 1브래킷(522)과 제 2브래킷(524)을 포함한다. 제 1브래킷(522)과 제 2브래킷(524)은 열전소자(540)를 사이에 두고 상호 결합한다. 제 1브래킷(522)은 히팅 롤러(200)로부터 히팅 열이 전달되고, 제 2브래킷(524)은 냉각 롤러(300)로부터 냉각 열이 전달된다. 제 1브래킷(522)과 제 2브래킷(524)은 열전소자(540)가 배치되는 영역을 관통하는 브래킷 체결부재(590)에 의해 체결된다. 여기서, 히팅 롤러(200)와 브래킷(520) 사이 및 냉각 롤러(300)와 브래킷(520) 사이는 히팅 롤러(200)와 냉각 롤러(300)가 각각 회전할 수 있도록 마찰 저항을 최소화 하는 것이 바람직하다.One side of the bracket 520 is in contact with the outer surface of the heating roller 200 and the other side is in contact with the outer surface of the cooling roller 300 to transfer heating heat (H) and cooling heat (L) by heat conduction. In detail, as an embodiment of the present invention, the bracket 520 includes a first bracket 522 and a second bracket 524 . The first bracket 522 and the second bracket 524 are coupled to each other with the thermoelectric element 540 interposed therebetween. Heating heat is transmitted from the heating roller 200 to the first bracket 522 , and cooling heat is transmitted from the cooling roller 300 to the second bracket 524 . The first bracket 522 and the second bracket 524 are fastened by a bracket fastening member 590 penetrating the region where the thermoelectric element 540 is disposed. Here, it is preferable to minimize frictional resistance between the heating roller 200 and the bracket 520 and between the cooling roller 300 and the bracket 520 so that the heating roller 200 and the cooling roller 300 can rotate, respectively. do.

열전소자(540)는 브래킷(520) 내부에 배치된다. 열전소자(540)는 히팅 롤러(200)와 냉각 롤러(300)에 각각 접촉된 브래킷(520)으로부터 제공된 히팅 열(H)과 냉각 열(L)의 온도 차이에 따른 제벡 효과(Seebeck effect)에 의해 전기를 생성한다. 열전소자(540)에 의해 생성된 전기는 히팅 롤러(200) 또는 냉각 롤러(300)를 구동하는 전력으로 사용되거나 미도시된 이차전지 제조용 라미네이션 장치(10)의 다른 구성을 구동하기 위한 전력으로 사용될 수 있다. 각각의 열전소자(540)는 미도시된 전원선에 의해 연결된다. 열전소자(540)는 본 발명의 일 실시 예로서 사각 형상을 가지며 브래킷(520)의 길이 방향을 따라 복수 개로 배치되나, 이에 한정되지 않고 설계 변경에 따라 원형뿐만 아니라 삼각형 또는 오각형과 같은 다각형 형상을 가지며 브래킷(520)의 길이 방향을 따라 배치될 수도 있다.The thermoelectric element 540 is disposed inside the bracket 520 . The thermoelectric element 540 has a Seebeck effect according to the temperature difference between the heating heat H and the cooling heat L provided from the bracket 520 in contact with the heating roller 200 and the cooling roller 300, respectively. electricity is generated by Electricity generated by the thermoelectric element 540 is used as electric power to drive the heating roller 200 or the cooling roller 300, or used as electric power to drive other components of the lamination apparatus 10 for manufacturing a secondary battery (not shown). can Each thermoelectric element 540 is connected by a power line (not shown). As an embodiment of the present invention, the thermoelectric element 540 has a rectangular shape and is arranged in plurality along the longitudinal direction of the bracket 520, but is not limited thereto. According to design changes, not only circular but also polygonal shapes such as triangles or pentagons are provided. and may be disposed along the longitudinal direction of the bracket 520 .

커버(550)는 브래킷(520) 내부에 삽입 수용되는 열전소자(540)를 커버한다. 커버(550)는 본 발명의 일 실시 예로서, 브래킷(520)의 함물 영역에 배치된다. 커버(550)는 열전소자(540)의 교체 및 유지 보수를 위하여 커버 체결부재(560)에 의해 체결된다.The cover 550 covers the thermoelectric element 540 inserted and accommodated in the bracket 520 . The cover 550 is disposed in the containment area of the bracket 520 as an embodiment of the present invention. The cover 550 is fastened by the cover fastening member 560 for replacement and maintenance of the thermoelectric element 540 .

단열부재(580)는 제 1브래킷(522)과 제 2브래킷(524) 사이에 배치되어 제 1브래킷(522)과 제 2브래킷(524) 사이에서 히팅 열과 냉각 열을 상호 차단한다. 상세하게 설명하면, 단열부재(580)는 제 1브래킷(522)과 제2브래킷(524) 사이에 배치되어 제 1브래킷(522)의 히팅 열이 제 2브래킷(524)으로 열 전달되는 것을 차단 및 제 2브래킷(524)의 냉각 열이 제 1브래킷(522)으로 열 전달되는 것을 차단한다. 이렇게 단열부재(580)는 제 1브래킷(522)과 제 2브래킷(524) 사이에서 상호 열 전달을 차단하여 열전소자(540)의 효율을 향상한다. 본 발명의 일 실시 예로서, 단열부재(580)는 세라믹, 테플론(teflron) 및 절연 고무 등이 사용될 수 있다.The heat insulating member 580 is disposed between the first bracket 522 and the second bracket 524 to block heating heat and cooling heat between the first bracket 522 and the second bracket 524 . In detail, the heat insulating member 580 is disposed between the first bracket 522 and the second bracket 524 to block the heating heat of the first bracket 522 from being transferred to the second bracket 524 . and the cooling heat of the second bracket 524 blocks heat transfer to the first bracket 522 . In this way, the heat insulating member 580 blocks heat transfer between the first bracket 522 and the second bracket 524 to improve the efficiency of the thermoelectric element 540 . As an embodiment of the present invention, the heat insulating member 580 may be made of ceramic, Teflon, insulating rubber, or the like.

한편, 도 8에 도시된 본 발명의 제 2실시 예에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치(10)의 열전소자 조립체(500)는 본 발명의 제 1실시 예에 도시된 바와 같이 브래킷(520), 열전소자(540), 커버(550), 커버 체결부재(560), 단열부재(580) 및 브래킷 체결부재(590)를 포함한다. 여기서, 본 발명의 제 2실시 예의 열전소자 조립체(500)의 브래킷(520)은 제 1실시 예의 브래킷(520)과 달리 히팅 롤러(200)의 외표면과 냉각 롤러(300)의 외표면에 각각 비접촉 된다. 즉, 본 발명의 제 2실시 예의 브래킷(520)은 히팅 롤러(200)의 외표면과 냉각 롤러(300)의 외표면에 일정 간격을 두고 배치되어 히팅 롤러(200) 및 냉각 롤러(300)로부터의 열 복사에 따른 히팅 열(H)과 냉각 열(L)이 열 전달된다.On the other hand, the thermoelectric element assembly 500 of the lamination device 10 for manufacturing a secondary battery according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 8 includes a bracket 520 and a thermoelectric element as shown in the first embodiment of the present invention. It includes an element 540 , a cover 550 , a cover fastening member 560 , a heat insulating member 580 , and a bracket fastening member 590 . Here, the bracket 520 of the thermoelectric element assembly 500 of the second embodiment of the present invention is different from the bracket 520 of the first embodiment on the outer surface of the heating roller 200 and the outer surface of the cooling roller 300, respectively. non-contact. That is, the bracket 520 of the second embodiment of the present invention is disposed on the outer surface of the heating roller 200 and the outer surface of the cooling roller 300 at a predetermined distance from the heating roller 200 and the cooling roller 300 . Heating heat (H) and cooling heat (L) according to the heat radiation of

열전소자(540)는 브래킷(520) 내부에 배치되고, 히팅 롤러(200) 및 냉각 롤러(300)로부터의 열 복사에 의해 브래킷(520)에 전달된 히팅 열(H)과 냉각 열(L)의 온도 차이에 따른 제벡 효과를 이용하여 전기를 생성한다. 열전소자(540)에 의해 생성된 전기는 본 발명의 제 1실시 예의 열전소자(540)에 의해 생성된 전기와 같이 히팅 롤러(200) 또는 냉각 롤러(300)를 구동하는 전력으로 사용되거나 미도시된 이차전지 제조용 라미네이션 장치(10)의 다른 구성을 구동하기 위한 전력으로 사용될 수 있다.The thermoelectric element 540 is disposed inside the bracket 520 , and the heating heat (H) and cooling heat (L) transferred to the bracket 520 by heat radiation from the heating roller 200 and the cooling roller 300 . Electricity is generated using the Seebeck effect according to the temperature difference. The electricity generated by the thermoelectric element 540 is used as electric power to drive the heating roller 200 or the cooling roller 300 like electricity generated by the thermoelectric element 540 of the first embodiment of the present invention, or not shown. It may be used as power for driving other components of the lamination device 10 for manufacturing a secondary battery.

마지막으로 도 9는 본 발명의 제 3실시 예에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치의 단면도이다.Finally, FIG. 9 is a cross-sectional view of a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to a third embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시 예에 따른 이차전지 제조용 라미네이션 장치(10)는 전기 저장부(700)를 더 포함한다. 여기서, 전기 저장부(700)는 도 9에서 도 6에 도시된 본 발명의 제 1실시 예의 열전소자 조립체(500)에 전기적으로 연결된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 제 2실시 예의 열전소자 조립체(500)에도 전기적으로 연결될 수 있다.As shown in FIG. 9 , the lamination apparatus 10 for manufacturing a secondary battery according to the third embodiment of the present invention further includes an electric storage unit 700 . Here, the electrical storage unit 700 is illustrated as being electrically connected to the thermoelectric element assembly 500 of the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 9 to 6 , but is not limited thereto. It may also be electrically connected to the thermoelectric assembly 500 .

전기 저장부(700)는 열전소자 조립체(500)에 연결되어 열전소자 조립체(500)로부터 생성된 전기를 저장한다. 즉, 전기 저장부(700)는 열전소자 조립체(500)가 제벡 효과에 의해 전기를 생성할 때 전기를 저장하는 축전지 역할을 수행한다. 전기 저장부(700)에 의해 저장된 전기는 히팅 롤러(200) 또는 냉각 롤러(300)의 작동 시 전력으로 사용될 수 있고, 또는 이차전지 제조용 라미네이션 장치(10)의 다른 구성 요소에 전력으로 사용될 수 있다.The electricity storage unit 700 is connected to the thermoelectric element assembly 500 to store electricity generated from the thermoelectric element assembly 500 . That is, the electricity storage unit 700 serves as a storage battery for storing electricity when the thermoelectric element assembly 500 generates electricity by the Seebeck effect. The electricity stored by the electricity storage unit 700 may be used as electric power when the heating roller 200 or the cooling roller 300 is operated, or may be used as electric power for other components of the lamination device 10 for manufacturing a secondary battery. .

이에, 양전극, 음전극 및 분리막을 이차전지용 전극 조립체로 제조할 때 발생하는 히팅 열과 냉각 열의 온도 차이를 이용하여 전기를 생성함으로써, 라미네이션 공정 시 전력 소모를 감소할 수 있을 뿐만 아니라 전력 효율을 향상할 수 있다.Accordingly, by generating electricity using the temperature difference between heating heat and cooling heat generated when the positive electrode, the negative electrode, and the separator are manufactured as an electrode assembly for a secondary battery, it is possible to reduce power consumption during the lamination process as well as improve power efficiency. have.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. can be understood as Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

10: 이차전지 제조용 라미네이션 장치 100: 본체
200: 히팅 롤러 300: 냉각 롤러
500: 열전소자 조립체 520: 브래킷
522: 제 1브래킷 524: 제 2브래킷
580: 단열부재
E: 이차전지용 전극 조립체 A: 양전극
C: 음전극 S: 분리막10: lamination device for manufacturing secondary battery 100: body
200: heating roller 300: cooling roller
500: thermoelectric element assembly 520: bracket
522: first bracket 524: second bracket
580: insulation member
E: electrode assembly for secondary battery A: positive electrode
C: negative electrode S: separator

Claims (7)

분리막을 사이에 두고 양전극과 음전극이 대향 결합되는 이차전지용 전극 조립체의 양측면에 배치되어, 상기 이차전지용 전극 조립체의 상기 분리막, 상기 양전극 및 상기 음전극이 상호 간에 열 접합되도록 히팅 열을 제공하는 한 쌍의 히팅 롤러와;
상기 이차전지용 전극 조립체의 양측면에 배치되어, 상기 히팅 롤러에 의해 열 접합된 상기 이차전지용 전극 조립체에 냉각 열을 제공하는 한 쌍의 냉각 롤러와;
상기 히팅 롤러와 상기 냉각 롤러 사이에 배치되어, 상기 히팅 롤러의 히팅 열과 상기 냉각 롤러의 냉각 열의 온도 차이에 따른 전기를 생성하는 열전소자 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.
A pair of providing heating heat so that the separator, the positive electrode, and the negative electrode of the electrode assembly for a secondary battery are thermally bonded to each other by being disposed on both sides of the electrode assembly for a secondary battery in which the positive electrode and the negative electrode are oppositely coupled with the separator therebetween a heating roller;
a pair of cooling rollers disposed on both sides of the secondary battery electrode assembly and providing cooling heat to the secondary battery electrode assembly thermally bonded by the heating roller;
and a thermoelectric assembly disposed between the heating roller and the cooling roller to generate electricity according to a temperature difference between the heating heat of the heating roller and the cooling heat of the cooling roller.
 제 1항에 있어서,
상기 열전소자 조립체는 상기 히팅 롤러와 상기 냉각 롤러 사이에서 이동되는 상기 이차전지용 전극 조립체를 사이에 두고 양측에 한 쌍으로 배치되는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.
The method of claim 1,
The thermoelectric element assembly is a lamination apparatus for manufacturing a secondary battery, characterized in that it is disposed as a pair on both sides with the electrode assembly for a secondary battery moving between the heating roller and the cooling roller therebetween.
 제 1항에 있어서,
상기 열전소자 조립체는,
상기 히팅 롤러와 상기 냉각 롤러 사이에 접촉 배치되어, 열 전도에 따른 히팅 열과 냉각 열이 열 전달되는 브래킷과;
상기 브래킷 내부에 배치되어, 상기 히팅 롤러와 상기 냉각 롤러에 각각 접촉된 상기 브래킷으로부터 제공된 히팅 열과 냉각 열의 온도 차이에 따른 제벡 효과(Seebeck effect)에 의해 전기를 생성하는 열전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.
The method of claim 1,
The thermoelectric element assembly,
a bracket disposed in contact between the heating roller and the cooling roller to transfer heating heat and cooling heat according to heat conduction;
and a thermoelectric element disposed inside the bracket to generate electricity by a Seebeck effect according to a temperature difference between heating heat and cooling heat provided from the bracket in contact with the heating roller and the cooling roller, respectively A lamination device for manufacturing secondary batteries.
 제 1항에 있어서,
상기 열전소자 조립체는,
상기 히팅 롤러의 외표면과 상기 냉각 롤러의 외표면에 일정 간격을 두고 배치되어, 열 복사에 따른 히팅 열과 냉각 열이 열 전달되는 브래킷과;
상기 브래킷 내부에 배치되어, 상기 브래킷에 열 전달된 히팅 열 및 냉각 열의 온도 차이에 따른 제벡 효과에 의해 전기를 생성하는 열전소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.
The method of claim 1,
The thermoelectric element assembly,
a bracket disposed at a predetermined interval on the outer surface of the heating roller and the outer surface of the cooling roller to transmit heating heat and cooling heat according to thermal radiation;
and a thermoelectric element disposed inside the bracket to generate electricity by a Seebeck effect according to a temperature difference between heating heat and cooling heat transferred to the bracket.
 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 브래킷은 구리(Cu) 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.
5. The method according to claim 3 or 4,
The bracket is a lamination device for manufacturing a secondary battery, characterized in that it comprises a copper (Cu) material.
 제 5항에 있어서,
상기 이차전지 제조용 라미네이션 장치는,
상기 열전소자 조립체에 전기적으로 연결되어, 상기 열전소자 조립체로부터 생성된 전기를 저장하는 전기 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.
6. The method of claim 5,
The lamination device for manufacturing the secondary battery,
The lamination apparatus for manufacturing a secondary battery according to claim 1, further comprising an electric storage unit electrically connected to the thermoelectric element assembly to store electricity generated from the thermoelectric element assembly.
 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
상기 브래킷은 상기 히팅 롤러로부터 히팅 열이 전달되는 제 1브래킷과 상기 냉각 롤러로부터 냉각 열이 전달되는 제 2브래킷의 상호 결합에 의해 형성되며,
상기 열전소자 조립체는 상기 제 1브래킷과 상기 제 2브래킷 사이에는 각각 히팅 열과 냉각 열을 차단하는 단열부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지 제조용 라미네이션 장치.5. The method according to claim 3 or 4,
The bracket is formed by mutual coupling of a first bracket to which heating heat is transmitted from the heating roller and a second bracket to which cooling heat is transmitted from the cooling roller,
The thermoelectric element assembly further comprises a heat insulating member between the first bracket and the second bracket to block heating heat and cooling heat, respectively.
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