KR20230013621A - 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치 - Google Patents

전극 시트 가공 방법 및 가공 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230013621A
KR20230013621A KR1020220083589A KR20220083589A KR20230013621A KR 20230013621 A KR20230013621 A KR 20230013621A KR 1020220083589 A KR1020220083589 A KR 1020220083589A KR 20220083589 A KR20220083589 A KR 20220083589A KR 20230013621 A KR20230013621 A KR 20230013621A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
electrode sheet
mixture layer
processing
electrode mixture
Prior art date
Application number
KR1020220083589A
Other languages
English (en)
Inventor
이혁수
김태수
박동혁
이서준
이효진
김길우
박정현
이병희
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to DE212022000208.3U priority Critical patent/DE212022000208U1/de
Priority to PCT/KR2022/010132 priority patent/WO2023003247A1/ko
Publication of KR20230013621A publication Critical patent/KR20230013621A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D3/00Cutting work characterised by the nature of the cut made; Apparatus therefor
    • B26D3/06Grooving involving removal of material from the surface of the work
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 전극 집전체의 적어도 일면 상에 전극 합제층이 배치된 전극 시트를 준비하는 단계; 상기 전극 합제층의 두께 방향으로의 일부를 물리적 가공으로 제거하는 단계; 및 상기 전극 시트의 상기 전극 합제층이 제거된 영역을 재단하는 단계; 를 포함하는, 전극 시트 가공 방법을 제공한다.

Description

전극 시트 가공 방법 및 가공 장치 {electrode sheet processing method and apparatus}
본 발명은 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라, 재충전이 가능한 이차 전지는 다양한 모바일 기기의 에너지원으로서 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차 전지는 기존의 가솔린 차량이나 디젤 차량의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 에너지원으로서 또한 주목받고 있다.
이차 전지는 전극 조립체가 내장되는 전지 케이스의 형상에 따라 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지 및 파우치형 전지로 분류된다. 일반적으로, 전지 케이스에 내장되는 전극 조립체는 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형, 양극과 음극 사이에 분리막이 개재된 복수의 단위 셀들을 적층한 스택형, 및 단위 셀들을 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 분류된다.
이러한 이차 전지는 전극 집전체 상에 전극 활물질, 도전제, 바인더 등이 혼합된 전극 합제가 도포된 전극 시트를 가공하여 전극을 제조하고, 제조된 전극을 분리막과 함께 적층한 후, 전해액과 함께 전지 케이스에 내장 및 밀봉하여 제조할 수 있다.
한편, 전극 시트는 금형 또는 레이저 가공 등을 이용하여 가공할 수 있는데, 보다 정밀한 가공을 위하여는 레이저 가공이 선호된다. 그러나, 레이저 가공은 두꺼운 두께를 갖는 전극 시트를 가공하는 경우에는 적용이 어려운 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예는, 공정의 생산성이 향상된 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 스패터(spatter) 및 열 발생을 줄일 수 있는 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 가공 품질이 향상된 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 비용 절감이 가능한 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 가공 시 전극 시트의 흔들림을 보정할 수 있는 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 가공 영역의 정렬을 개선할 수 있는 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시 양태에 따르면, 전극 합제층의 두께 방향으로의 일부를 우선 제거한 후 전극 시트를 재단함으로써, 전술한 과제들을 달성할 수 있다. 이 때, 전극 합제층의 일부는 물리적 가공으로 제거될 수 있다. 상기 재단은 노칭 또는 커팅일 수 있다.
예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공방법은, 전극 집전체의 적어도 일면 상에 전극 합제층이 배치된 전극 시트를 준비하는 단계; 상기 전극 합제층의 두께 방향으로의 일부를 물리적 가공으로 제거하는 단계; 및 상기 전극 시트의 상기 전극 합제층이 제거된 영역을 재단하는 단계; 를 포함한다.
또 다른 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 장치는, 전극 집전체의 적어도 일면 상에 전극 합제층이 배치된 전극 시트를 이송하는 이송부; 상기 전극 합제층의 두께 방향으로의 일부를 물리적 가공으로 제거하는 제1 가공부; 및 상기 전극 시트의 상기 전극 합제층이 제거된 영역을 재단하는 제2 가공부; 를 포함하는, 전극 시트 가공 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공정의 생산성이 향상된 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 스패터(spatter) 및 열 발생을 방지할 수 있는 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가공 품질이 향상된 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 비용 절감이 가능한 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 가공 시 전극 시트의 흔들림을 보정할 수 있는 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 가공 영역의 정렬을 개선할 수 있는 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치를 제공할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 전술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 당업자가 본 명세서 및 첨부된 도면을 참고하여 인식할 수 있는 다른 효과를 가질 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 방법의 순서도다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 장치의 개략도다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트의 평면도다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명이 첨부된 도면이나 본 명세서에서 설명된 내용으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양한 형태로 구현될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 또한, 이해를 돕기 위해 첨부된 도면에는 구성이 다소 과장되어 도시되어 있을 수 있으며, 일부 구성이 생략되어 있을 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 방법의 순서도다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 방법은, 전극 집전체(11)의 적어도 일면 상에 전극 합제층(12)이 배치된 전극 시트(10)를 준비하는 단계; 상기 전극 합제층(12)의 두께 방향으로의 일부를 물리적 가공으로 제거하는 단계; 및 상기 전극 시트(10)의 상기 전극 합제층(12)이 제거된 영역을 재단하는 단계; 를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예의 각 단계 및 구성을 보다 자세히 설명한다. 한편, 상기 전극 시트(10)의 가공되는 영역은 특별히 제한되지 않으며 실시자의 의도에 따라 다양하게 변형될 수 있음을 미리 밝혀 둔다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 방법은, 전극 집전체(11)의 적어도 일면 상에 전극 합제층(12)이 배치된 전극 시트(10)를 준비하는 단계를 포함한다.
전극 시트(10)는 전극 집전체(11) 및 전극 합제층(12)을 포함한다. 전극 집전체(11) 및 전극 합제층(12)의 형성 재료로는 공지의 재료를 사용할 수 있다. 전극 합제층(12)은 전극 집전체(11)의 적어도 일면 상에 배치된다. 도면에 도시된 바와 같이, 전극 합제층(12)은 전극 집전체(11)의 양면 각각 상에 배치될 수 있다. 전극 집젠체(11)의 양면 각각 상에 배치된 전극 합제층(12)의 두께는 서로 동일할 수도 있으며, 서로 상이할 수도 있다. 또는, 전극 합제층(12)은 전극 집전체(11)의 일면 상에만 배치될 수도 있다.
상기 전극 시트(10)는 상기 전극 집전체(11) 상에 상기 전극 합제층(12)이 배치된 유지부 및 상기 전극 집전체(11) 상에 상기 전극 합제층(12)이 배치되지 않은 무지부를 포함할 수 있다. 무지부는 전극 시트(10)의 일 단부 또는 양 단부일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 방법은, 상기 전극 합제층(12)의 두께 방향으로의 일부를 물리적 가공으로 제거하는 단계를 포함한다.
본 명세서에서 “두께 방향'은”전극 집전체(11) 상에 전극 합제층(12)이 적층되는 방향이다. 달리 말하면, “두께 방향”은 전극 집전체(11)에서 전극 합제층(12)을 향하는 방향이다. 따라서, “두께 방향”은 상기 전극 시트(10), 전극 집전체(11) 및/또는 전극 합제층(12)의 일면과 수직한 방향일 수 있다.
전극 합제층(12)은 두께 방향으로의 일부를 제거하며, 따라서 상기 단계에서 전극 집전체(11)는 노출되지 않을 수 있다. 다만, 설계에 따라 전극 합제층(12)의 두께 방향으로의 전부를 제거하여 전극 집전체(11)를 노출시킬 수도 있으며, 전극 집전체(11)의 일부를 더 제거할 수도 있다. 예컨대, 전극 합제층(12)은 가공 전 두께의 30% 미만의 두께가 되도록 가공될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 전극 합제층(12)의 가공 깊이는 설계에 따라 조절이 가능하다.
상기 전극 합제층(12)의 두께 방향으로의 일부를 제거하는 가공 방법은 특별히 제한되는 것은 아니며, 물리적 가공, 레이저 가공 등일 수 있다. 다만, 상기 전극 합제층(12)의 두께 방향으로의 일부를 제거하는 가공 방법은 물리적 가공이 바람직할 수 있다. 물리적 가공은 가공 대상인 전극 합제층(12)과 직접 접촉하여 가공하는 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극 합제층(12)의 일부를 제거함으로써 전극 시트(10)의 두께를 줄인 후 전극 시트(10)를 재단함으로써, 공정의 생산성 및 가공 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 물리적 가공을 통해 전극 합제층(12)의 일부를 제거하는 경우, 스패터 및 열 발생을 줄여 가공 품질을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 비용 절감이 가능하므로, 레이저 가공보다 바람직할 수 있다. 더욱, 물리적 가공은 전극 시트(10)와 직접 접촉하여 가공을 수행하므로, 가공 시 전극 시트(10)의 흔들림을 보정할 수 있다.
물리적 가공은 블레이드(blade)(110)로 수행할 수 있다. 블레이드는 휠(wheel), 나이프(knife) 등일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 전극 합제층(12)과 직접 접촉하여 가공을 수행할 수 있는 도구라면 제한없이 사용이 가능하다.
한편, 전술한 바와 같이 전극 합제층(12)은 전극 집전체(11)의 양면 각각 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 전극 합제층(12)의 두께 방향으로의 일부를 물리적 가공으로 제거하는 것은 전극 집전체(11)의 양면 각각 상에 배치된 전극 합제층(12) 각각의 일부를 제거하는 것일 수 있다. 전극 집전체(11)의 일면 상에 배치된 전극 합제층(12)은 제1 블레이드(110t)로 제거하고 전극 집전체(11)의 타면 상에 배치된 전극 합제층(12)은 제2 블레이드(110b)로 제거할 수 있다. 전극 집전체(11)의 양면 각각 상에 배치된 전극 합제층(12) 각각은 동시에 제거할 수도 있으며, 순차적으로 제거할 수도 있다.
다만, 상기 전극 합제층(12)의 두께 방향으로의 일부를 물리적 가공으로 제거하는 단계는 전극 집전체(11)의 양면 각각 상에 배치된 전극 합제층(12) 중 어느 하나의 일부만을 제거하는 것일 수 있다. 예컨대, 전극 집전체(11)의 일면 상에 배치된 전극 합제층(12)만을 제거하고 전극 집전체(11)의 타면 상에 배치된 전극 합제층(12)은 제거하지 않더라도 후 공정에서 레이저 가공 등으로 용이하게 재단이 가능한 두께라면, 양면 가공은 필요하지 않을 수 있기 때문이다.
도면 상, 상기 물리적 가공을 통해 상기 전극 합제층(12)에 'V'자 형상의 홈이 형성되는 것으로 도시하였으나, 물리적 가공 후 전극 합제층(12)에 형성되는 홈의 형상, 크기 등은 특별히 제한되지 않는다. 전극 집전체(11)의 양면 각각 상에 배치된 전극 합제층(12) 각각에 형성되는 홈의 형상, 크기 등은 서로 동일할 수도 있으며, 서로 상이할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 방법은, 상기 전극 시트(10)의 상기 전극 합제층(12)이 제거된 영역을 재단하는 단계를 포함한다.
이 때, 상기 전극 시트(10)의 상기 전극 합제층(12)이 제거된 영역 이외의 영역도 함께 재단할 수 있다. 즉, 상기 전극 시트(10)의 상기 전극 합제층이 제거된 영역을 재단하는 단계는 상기 전극 시트(10)의 상기 전극 합제층이 제거된 영역만을 재단하는 단계로 한정 해석되지 않는다. 예컨대, 상기 단계에서, 상기 전극 시트(10)의 무지부를 더 재단할 수 있다. 또는, 상기 전극 시트(10)의 상기 전극 합제층(12)이 제거된 영역 중 일부만을 재단할 수도 있다.
상기 재단은 노칭(notching) 또는 커팅(cutting)일 수 있다. 노칭은 전극 탭을 형성하는 공정을 의미하고, 커팅은 전극 시트를 개별 전극으로 절단하는 공정을 의미한다. 이에 대하여는, 도 3에 관련된 설명에서 추가로 설명하기로 한다.
상기 재단은 레이저(310) 가공으로 수행될 수 있다. 이 때, 레이저 빔은 전극 합제층(12)이 전극 집전체(11)의 양면 각각 상에 배치된 경우라도, 전극 시트(10)의 일면 상에서만 조사할 수 있다. 다만, 필요에 따라, 레이저 빔은 전극 시트(10)의 양면 상에서 조사할 수도 있다. 레이저(310)로 가공되는 영역의 단면적은 물리적으로 가공된 영역의 단면적보다 좁을 수 있다. 여기서 단면적은 두께 방향과 수직한 면에서의 면적을 의미한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 방법은, 상기 전극 시트(10)의 상기 전극 합제층(12)이 제거된 영역을 감지하여 위치 정보 생성하고, 상기 위치 정보를 레이저(310)를 제어하는 컨트롤러(미도시)로 전송하는 단계; 를 더 포함할 수 잇다.
상기 전극 시트(10)의 상기 전극 합제층(12)이 제거된 영역은 비전(vision)을 통해 감지될 수 있으며, 레이저(310)가 감지된 위치 정보를 기초로 재단하게 함으로써 가공 영역의 정렬을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 방법은, 상기 전극 시트(10)를 이송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 전극 시트(10)는 일 방향으로 회전하는 롤러에 의해 이송되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
실시예들에 있어서, 전극 시트(10)는 양극에 사용될 수 있다. 음극용 전극 시트의 경우, 1회 또는 2회의 레이저 공정에 의해서도 쉽게 가공이 될 수 있다. 하지만, 상기 양극을 레이저 공정에 의해서만 가공할 경우, 상기 양극의 물성으로 인해 3회 이상의 레이저 공정이 진행되어야 한다. 따라서, 레이저 공정으로 인해 드는 비용 절감을 위해, 적은 비용으로 진행 가능한 물리적 공정이 1차로 진행된 후 레이저 공정을 진행하는 것이 바람직하다. 상기 물리적 공정이 진행될 경우, 레이저 공정이 1회만 진행되어도 전술한 바와 같이 적은 비용으로 전극 시트를 가공할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 적은 비용으로 이용 가능한 물리적 공정 및 세밀하게 절단을 진행할 수 있는 레이저 공정을 모두 이용하여 양극용 전극 시트를 가공할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명으로 음극용 전극 시트를 가공할 경우, 제2 가공부(300)만을 이용할 수도 있다.
이상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 방법을 설명하였으나, 본 발명의 전극 시트 가공 방법이 전술한 내용으로 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 방법은 본 명세서에서 설명하지 않은 단계를 더 포함할 수 있음은 물론이다. 뿐만 아니라, 전술한 단계 중 일부 단계가 생략되거나 각 단계의 순서가 변경되어 실시될 수도 있다. 경우에 따라, 전술한 단계 중 둘 이상은 동시에 수행될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 장치의 개략도다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트 가공 장치는 제1 가공부(100), 비전부(200), 제2 가공부(300) 및 이송부(400)를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예의 각 구성을 도면을 참고하여 보다 자세히 설명한다.
제1 가공부(100)는 상기 전극 합제층(12)의 두께 방향으로의 일부를 물리적 가공으로 제거한다.
제1 가공부(100)는 블레이드(110)를 포함할 수 있다. 전극 집전체(11)의 일면 상에 배치된 전극 합제층(12)을 제거하는 제1 블레이드 (110t) 및 전극 집전체(11)의 타면 상에 배치된 전극 합제층(12)을 제거하는 제2 블레이드 (110b)를 포함할 수 있다. 다만, 전극 집전체(11)의 일면 또는 타면 상에 배치된 전극 합제층(12)만을 제거하는 경우, 상기 전극 합제층(12)의 일 영역을 재단하는 블레이드(110)는 단수로 구성될 수도 있다.
전극 집전체(11)의 양면 각각 상에 배치된 전극 합제층(12) 각각을 동시에 제거하는 경우, 제1 블레이드(110t) 및 제2 블레이드(110b)는 두께 방향으로 서로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 전극 집전체(11)의 양면 각각 상에 배치된 전극 합제층(12) 각각을 순차적으로 제거하는 경우, 제1 블레이드(110t) 및 제2 블레이드(110b)는 전극 시트(10)의 이송 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.
제1 블레이드(110t) 및 제2 블레이드(110b) 각각의 개수는 특별히 제한되지 않으며, 단수 또는 복수일 수 있다. 예컨대, 도면에 도시된 바와 같이, 제1 블레이드(110t) 및 제2 블레이드(110b) 각각은 전극 시트(10)의 양 단부 각각에 배치될 수 있다. 노칭 공정 시 상기 전극 시트(10)의 일 단부에 전극 탭을 형성하고 타 단부를 절단하는 경우, 이와 같은 구조로 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 제1 블레이드(110t) 및 제2 블레이드(110b) 각각은 전극 시트(10)의 일 단부에만 배치될 수도 있다. 예컨대, 노칭 공정 시 타 단부의 절단이 필요하지 않은 경우, 전술한 구조로 배치될 수 있다. 다만, 블레이드(110)의 개수 및 배치 형태는 특별히 제한되지 않으며, 전극 시트(10)의 가공하고자 하는 영역에 따라 얼마든지 변형이 가능하다.
비전부(200)는 상기 전극 시트(10)의 상기 전극 합제층(12)이 제거된 영역을 감지하고, 상기 감지된 영역의 위치 정보 생성하여, 상기 위치 정보를 레이저(310)를 제어하는 컨트롤러(미도시)로 전송할 수 있다. 상기 컨트롤러는 상기 비전부(200)로부터 전송받은 위치 정보로부터 상기 레이저(310)로 가공하고자 하는 영역을 설정할 수 있다. 이를 통해, 레이저(310)가 감지된 위치 정보를 기초로 재단하게 함으로써 가공 영역의 정렬을 개선할 수 있다.
비전부(200)는 도면에 도시된 바와 같이, 전극 시트(10)의 일면 상에만 배치될 수도 있으며, 도면에 도시된 바와 달리 전극 시트(10)의 양면 상에 배치될 수도 있다. 전극 시트(10)의 일면 상에 복수의 블레이드(110)가 배치되는 경우, 전극 시트(10)의 일면 상에는 상기 복수의 블레이드(110) 각각에 의해 제거된 영역 각각을 감지하는 복수의 비전부(200)가 배치될 수 있다.
제2 가공부(300)는 상기 전극 시트(10)의 상기 전극 합제층(12)이 제거된 영역을 재단한다.
제2 가공부(300)는 레이저(310)를 포함할 수 있다. 레이저(310)의 개수는 특별히 제한되지 않으며, 단수 또는 복수일 수 있다. 예컨대, 도면에 도시된 바와 같이, 레이저(310)는 전극 시트(10)의 양 단부 각각에 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 레이저(310)는 전극 시트(10)의 일 단부에만 배치될 수도 있다. 다만, 레이저(310)의 개수 및 배치 형태 역시 특별히 제한되지 않으며, 블레이드(110)와 마찬가지로 전극 시트(10)의 재단하고자 하는 영역에 따라 얼마든지 변형이 가능하다.
실시예들에 있어서, 전극 시트(10)는 양극에 사용될 수 있다. 음극용 전극 시트의 경우, 1회 또는 2회의 레이저 공정에 의해서도 쉽게 가공이 될 수 있다. 하지만, 상기 양극을 레이저 공정에 의해서만 가공할 경우, 상기 양극의 물성으로 인해 3회 이상의 레이저 공정이 진행되어야 한다. 따라서, 레이저 공정으로 인해 드는 비용 절감을 위해, 적은 비용으로 진행 가능한 물리적 공정이 1차로 진행된 후 레이저 공정을 진행하는 것이 바람직하다. 상기 물리적 공정이 진행될 경우, 레이저 공정이 1회만 진행되어도 전술한 바와 같이 적은 비용으로 전극 시트를 가공할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 적은 비용으로 이용 가능한 물리적 공정 및 세밀하게 절단을 진행할 수 있는 레이저 공정을 모두 이용하여 양극용 전극 시트를 가공할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명으로 음극용 전극 시트를 가공할 경우, 제2 가공부(300)만을 이용할 수도 있다.
이송부(400)는 전극 집전체(11)의 적어도 일면 상에 전극 합제층(12)이 배치된 전극 시트(10)를 이송한다.
이송부(400)는 롤러일 수 있으며, 일 방향으로 회전함으로써 전극 시트(10)를 이송할 수 있다. 상기 롤러의 개수 및 위치는 도면에 도시된 것으로 제한되지 않음은 물론이다. 다만, 이송부(400)는 컨베이어 벨트 등으로 구현할 수도 있다.
그 외에 다른 내용은 도 1에서 설명한 내용과 실질적으로 동일하게 적용이 가능한 바, 자세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 시트의 평면도다.
도 3(a)를 참고하면, 전극 시트(10)는 전극 집전체(11) 상에 전극 합제층(12)이 배치된 유지부 및 상기 전극 집전체(11) 상에 상기 전극 합제층(12)이 배치되지 않은 무지부를 포함한다. 무지부는 상기 전극 시트(10)의 양 단부에 배치된다.
노칭 공정에서, 무지부와 함께 유지부의 일부 영역을 가공하여 전극 탭을 형성하는 경우가 있다. 예컨대, 전극 시트(10)의 양 단부를 도면에 도시된 가공부(c)를 따라 재단하여 전극 탭을 형성할 수 있다. 또는, 전극 시트(10)의 일 단부만을 재단하여 전극 탭을 형성할 수도 있다. 이 때, 레이저로 재단하기 전, 본 발명의 일 실시예에 따라 유지부의 전극 합제층(12)의 두께 방향으로의 일부를 우선 제거함으로써 노칭 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 3(b)는, 노칭 후 전극 탭이 형성된 전극 시트(10)를 도시한다. 전극 시트(10)는 전극 탭 사이의 영역에서 가공부(c)를 따라 재단하여 개별 전극으로 분리할 수 있다. 이 때, 레이저로 재단하기 전, 본 발명의 일 실시예에 따라 전극 합제층(12)의 두께 방향으로의 일부를 우선 제거함으로써 커팅 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 적용 범위가 전술한 노칭 및 커팅 공정으로 한정되는 것은 아니며, 다양한 전극 시트(10)의 가공 공정에 적용될 수 있다.
이상으로, 본 발명의 일 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 실시 형태를 전술한 실시예로 제한하고자 하는 것은 아니다. 당업자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 본 명세서 및 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 전부 또는 일부 구성을 생략, 변경, 치환하거나 다른 구성을 추가하는 등 본 발명의 일 실시예를 적절히 변형하여 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서, 제1, 제2 등의 순번은 구성요소를 서로 구별하기 위한 것이며, 구성요소 간의 우선순위를 의미하거나 절대적인 순번을 의미하는 것이 아니다. 본 명세서의 일부분에서 제1 구성요소는 본 명세서의 다른 부분에서 제2 구성요소로 지칭될 수도 있다.
본 명세서의 용어 및 표현은 광범위하게 해석되어야 하며 제한적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 본 명세서에서, '포함'한다라는 표현은 언급된 구성 이외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서, 단수형의 표현은 문맥 상 명시적으로 배제되지 않는 한 복수형을 포함한다. 또한, 각 실시예들은 서로 조합이 가능하며, 모순되지 않는 한 특정 실시예에서 설명된 내용은 다른 실시예에도 적용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 전극 집전체의 적어도 일면 상에 전극 합제층이 배치된 전극 시트를 준비하는 단계;
    상기 전극 합제층의 두께 방향으로의 일부를 물리적 가공으로 제거하는 단계; 및
    상기 전극 시트의 상기 전극 합제층이 제거된 영역을 재단하는 단계; 를 포함하는,
    전극 시트 가공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물리적 가공은 블레이드(blade)로 수행되는,
    전극 시트 가공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 재단은 레이저 가공으로 수행되는,
    전극 시트 가공 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전극 시트의 상기 전극 합제층이 제거된 영역을 감지하고, 상기 감지된 영역의 위치 정보 생성하여, 상기 위치 정보를 레이저를 제어하는 컨트롤러로 전송하는 단계; 를 더 포함하는,
    전극 시트 가공 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 재단은 노칭(notching) 또는 커팅(cutting)인,
    전극 시트 가공 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전극 합제층은 상기 전극 집전체의 양면 각각 상에 배치되며,
    상기 전극 합제층의 두께 방향으로의 일부를 물리적 가공으로 제거하는 단계는 상기 전극 집전체의 양면 각각 상에 배치된 상기 전극 합제층 각각의 일부를 제거하는,
    전극 시트 가공 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전극 시트는 양극에 사용되는, 전극 시트 가공 방법.
  8. 전극 집전체의 적어도 일면 상에 전극 합제층이 배치된 전극 시트를 이송하는 이송부;
    상기 전극 합제층의 두께 방향으로의 일부를 물리적 가공으로 제거하는 제1 가공부; 및
    상기 전극 시트의 상기 전극 합제층이 제거된 영역을 재단하는 제2 가공부; 를 포함하는,
    전극 시트 가공 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 가공부는 블레이드를 포함하는,
    전극 시트 가공 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 가공부는 레이저를 포함하는,
    전극 시트 가공 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전극 시트의 상기 전극 합제층이 제거된 영역을 감지하고, 상기 감지된 영역의 위치 정보 생성하여, 상기 위치 정보를 상기 레이저를 제어하는 컨트롤러로 전송하는 비전부; 를 더 포함하는,
    전극 시트 가공 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 전극 합제층은 상기 전극 집전체의 양면 각각 상에 배치되며,
    상기 블레이드는 각각 상기 전극 집전체의 양면 각각 상에 배치된 상기 전극 합제층 각각의 일부를 제거하는 제1 블레이드 및 제2 블레이드를 포함하는,
    전극 시트 가공 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 전극 시트는 양극에 사용되는, 전극 시트 가공 장치.
KR1020220083589A 2021-07-19 2022-07-07 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치 KR20230013621A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE212022000208.3U DE212022000208U1 (de) 2021-07-19 2022-07-12 Verarbeitetes Elektrodenblatt und Vorrichtung zur Verarbeitung eines Elektrodenblatts
PCT/KR2022/010132 WO2023003247A1 (ko) 2021-07-19 2022-07-12 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210094432 2021-07-19
KR20210094432 2021-07-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230013621A true KR20230013621A (ko) 2023-01-26

Family

ID=85110865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220083589A KR20230013621A (ko) 2021-07-19 2022-07-07 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230013621A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102182307B1 (ko) 패턴 지그 및 스크랩 배출부를 포함하고 있는 전극 제조 장치
CN113302777A (zh) 电极组件及其成型方法和生产系统、二次电池、电池模块以及装置
KR20170053892A (ko) 분할과 코팅을 동시에 수행하는 제조 공정성이 향상된 전극 시트 가공장치
KR101586121B1 (ko) 전극 가이드를 포함하는 라미네이션 장치
KR101759570B1 (ko) 전극 시트를 고정하는 구조의 롤러를 포함하는 노칭 장치
CN111316473B (zh) 用于制造电极的方法
KR101805529B1 (ko) 비대칭의 라운드 모서리를 포함하는 전극 탭을 구비한 전극조립체
CN109659472B (zh) 锂离子二次电池用分离器制造方法及切开方法
JP2023519948A (ja) 超音波切削機を含む電極組立体製造装置及びこれを用いた電極組立体製造方法
KR102236453B1 (ko) 각형 이차전지 셀 제조 장비에서 분리막의 접힘성을 향상시키기 위한 장치 및 방법
KR20230013621A (ko) 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치
CN218996752U (zh) 电极、二次电池以及电极制造设备
US10651508B2 (en) Method for producing an electrode stack for a battery cell and battery cell
JP6638562B2 (ja) マーキング装置
CN114552082A (zh) 电极外装体的制造方法
US11936033B2 (en) Electrode tab-feeding device including guide for positioning electrode tab at correct point
KR20220021841A (ko) 전극의 적층 특성을 개선한 음극시트 및 음극을 포함하는 전극조립체 및 그 제조방법
KR20210125281A (ko) 전극 제조 장치 및 방법
EP4343903A1 (en) Electrode cutting device and cell manufacturing device comprising same
WO2023003247A1 (ko) 전극 시트 가공 방법 및 가공 장치
KR20230018776A (ko) 전극 조립체 제조장치 및 전극 조립체 제조방법
EP4342623A1 (en) Electrode manufacturing device used for laser notching of electrode
EP4324588A1 (en) Electrode sheet notching apparatus and notching method
EP4106035A1 (en) Electrode assembly comprising anode and anode sheet having improved electrode stacking properties and manufacturing method therefor
US20240088520A1 (en) Method for manufacturing electrode assembly and electrode assembly manufactured therethrough