KR20230032989A - Electrode driving roller and notching device comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전극 주행롤러 및 이를 포함하는 노칭 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode running roller and a notching device including the same.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라, 재충전이 가능한 이차전지는 다양한 모바일 기기의 에너지원으로서 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는 기존의 가솔린 차량이나 디젤 차량의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기 자동차, 하이브리드 자동차 등의 에너지원으로서 또한 주목받고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, rechargeable secondary batteries are widely used as energy sources for various mobile devices. In addition, secondary batteries are also attracting attention as an energy source for electric vehicles, hybrid vehicles, etc., which are proposed as a solution to air pollution of existing gasoline vehicles or diesel vehicles.
이차전지는 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.Secondary batteries are classified into coin-type batteries, cylindrical batteries, prismatic batteries, and pouch-type batteries according to the shape of a battery case in which an electrode assembly is embedded. In general, an electrode assembly built into a battery case is a jelly-roll type wound with a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode, a stacked type in which a plurality of unit cells are stacked with a separator interposed between a positive electrode and a negative electrode, and a separator film for unit cells. It is classified as a stack/folding type wound with
이러한 이차전지는 전극 집전체 상에 전극 활물질, 도전재, 바인더 등이 혼합된 전극 합제를 도포한 후 건조하여 전극을 제조하고, 제조된 전극을 분리막과 함께 적층하여 전극 조립체를 제조한 후, 전해액과 함께 전지 케이스에 내장 및 밀봉하여 제조할 수 있다. 상기 전극 조립체는 제조방법에 따라 스택형, 폴딩형, 스택-폴딩형 등으로 구분된다. 스택형 또는 스택-폴딩형 전극 조립체의 경우, 단위 조립체가 양극과 음극이 분리막을 사이에 두고 순차적으로 적층되는 구조로 이루어져 있다. 이러한 전극 조립체를 만들기 위해서는 전극 탭이 형성된 양극과 음극을 먼저 제조하는 것이 필요하다.In such a secondary battery, an electrode is prepared by applying an electrode mixture in which an electrode active material, a conductive material, a binder, etc. are mixed on an electrode current collector, and then drying the mixture, and then stacking the prepared electrode together with a separator to prepare an electrode assembly, and then an electrolyte solution. It can be manufactured by embedding and sealing the battery case together. The electrode assembly is classified into a stack type, a folding type, a stack-folding type, and the like according to a manufacturing method. In the case of a stack type or stack-folding type electrode assembly, a unit assembly has a structure in which positive electrodes and negative electrodes are sequentially stacked with a separator interposed therebetween. In order to make such an electrode assembly, it is necessary to first manufacture a positive electrode and a negative electrode on which electrode tabs are formed.
즉, 전극 탭이 형성된 단위 전극을 제조하기 위해서는 먼저 일면 또는 양면에 전극 활물질이 도포되어 있는 연속적인 전극 시트에 전극 탭을 형성하는 노칭(notching) 과정이 필요하다. 상기 노칭 과정은 일반적으로 다이 상에 전극 시트를 위치시키고, 프레스를 사용하여 전극 시트의 일부를 타발하는 공정으로 이루어진다. 여기서, 전극 시트는 프레스의 동작에 동기화되어 주행하는 주행롤러에 의해 이송되고, 순차적으로 타발되어 전극 탭들을 형성한다.That is, in order to manufacture unit electrodes having electrode tabs, a notching process of forming electrode tabs in a continuous electrode sheet having one or both surfaces coated with an electrode active material is first required. The notching process generally consists of a process of placing an electrode sheet on a die and punching out a part of the electrode sheet using a press. Here, the electrode sheets are transported by traveling rollers that travel in synchronization with the operation of the press, and are sequentially punched out to form electrode tabs.
상기 전극 시트의 표면은 활물질이 도포되어 있는 유지부와 활물질이 도포되어 있지 않은 무지부로 이루어져 있고, 주행롤러는 원통형으로 이루어져 있다. 상기 전극 시트는 주행롤러의 외주면에 밀착되며 이동하는데, 상기 전극 시트가 주행롤러를 주행할 때, 전극 시트 표면의 유지부와 무지부는 각각의 마찰계수가 상이하여 롤러와의 장력에 있어서 차이가 발생한다. 따라서, 무지부가 꺾이거나 유지부와 무지부의 경계에서 파단이 발생하는 등의 문제가 있다.The surface of the electrode sheet is composed of a holding portion coated with an active material and a non-coating portion not coated with the active material, and the traveling roller is formed in a cylindrical shape. The electrode sheet moves in close contact with the outer circumferential surface of the traveling roller. When the electrode sheet travels on the traveling roller, the holding portion and the uncoated portion of the surface of the electrode sheet have different coefficients of friction, resulting in a difference in tension with the roller. do. Therefore, there are problems such as bending of the uncoated portion or breakage at the boundary between the holding portion and the uncoated portion.
따라서, 상기 문제점을 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technology capable of solving the above problems.
본 발명은 주행롤러에 의해 전극 시트가 이송될 때, 전극 시트의 유지부 및 무지부의 경계면에서 파단이 발생하는 문제를 해결할 수 있는 전극 주행롤러를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an electrode traveling roller capable of solving the problem of breakage occurring at the interface between the holding portion and the uncoated portion of the electrode sheet when the electrode sheet is transported by the traveling roller.
또한, 본 발명은 상기 주행롤러를 포함하는 노칭장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a notching device including the traveling roller.
상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above purpose,
본 발명은 집전체에 전극 활물질이 코팅된 전극 시트를 주행시키는 전극 주행롤러로서,The present invention is an electrode running roller that travels an electrode sheet coated with an electrode active material on a current collector,
상기 주행롤러는 원통형 구간; 및 상기 원통형 구간의 일측 단부에서 연장되는 테이퍼 구간;을 포함하며,The traveling roller is a cylindrical section; And a tapered section extending from one end of the cylindrical section; includes,
상기 테이퍼 구간은 테이퍼 구간 말단부를 향하여 외경이 점차 감소하는 형태인 전극 주행롤러를 제공한다.The tapered section provides an electrode running roller in which an outer diameter gradually decreases toward the end of the taper section.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 원통형 구간의 길이 및 테이퍼 구간의 길이 비율은 4:1 내지 1:1일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the ratio of the length of the cylindrical section and the length of the tapered section may be 4:1 to 1:1.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 테이퍼 구간은 상부가 절단된 원뿔 형태일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the tapered section may have a cone shape with an upper portion cut off.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 테이퍼 구간은 원통형 구간 외주면을 기준으로 중심축을 향하여 0.2 내지 0.5의 각도로 기울어진 외주면을 형성하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the tapered section may form an outer circumferential surface inclined at an angle of 0.2 to 0.5 toward the central axis based on the outer circumferential surface of the cylindrical section.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 전극 시트는 전극 활물질이 코팅된 유지부 및 전극 활물질이 코팅되지 않은 무지부를 포함하며,In one embodiment of the present invention, the electrode sheet includes a holding portion coated with an electrode active material and a plain portion not coated with an electrode active material,
상기 전극 주행롤러는 테이퍼 구간에 상기 무지부가 위치하게 배치되는 것일 수 있다.The electrode running roller may be disposed so that the uncoated portion is located in a taper section.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 전극 주행롤러는 원통형 구간과 테이퍼 구간의 경계부에 전극 시트의 유지부가 위치되도록 배치되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electrode running roller may be disposed such that the holding part of the electrode sheet is positioned at the boundary between the cylindrical section and the tapered section.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 전극 시트는 무지부를 제외한 부분이 상기 원통형 구간의 외주면에 접촉되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, a portion of the electrode sheet excluding the uncoated portion may be in contact with the outer circumferential surface of the cylindrical section.
또한, 본 발명은 전지셀의 생산 공정에서 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질이 코팅되어 있는 연속 적인 전극 시트에 전극 탭을 형성하기 위한 노칭 장지로서,In addition, the present invention is a notching device for forming an electrode tab on a continuous electrode sheet in which an electrode active material is coated on one or both sides of a current collector in the production process of a battery cell,
상기 전극 시트의 일부에 전극 탭이 형성될 수 있도록 전극 시트를 타발하는 프레스;a press for punching out an electrode sheet to form an electrode tab on a portion of the electrode sheet;
상기 프레스에 의해 타발된 스크랩이 배출될 수 있도록, 상기 프레스에 대응하는 형상의 개구가 형성되어 있는 다이; 및a die in which an opening corresponding to the shape of the press is formed so that the scrap punched by the press can be discharged; and
상기 프레스의 동작에 동기화되어 프레스로 전극 시트를 이송하는 상기 본 발명의 전극 주행롤러를 포함하는 노칭 장치를 제공한다.Provided is a notching device including the electrode running roller of the present invention that transfers the electrode sheet to the press in synchronization with the operation of the press.
본 발명의 전극 주행롤러는 원통형 구간의 일측 단부에 연장되는 테이퍼 구간을 포함하고, 상기 테이퍼 구간에 전극 시트의 무지부를 배치함에 따라, 전극 주행시 전극 시트의 유지부와 무지부의 경계에서 발생하는 파단을 감소시킬 수 있다.The electrode running roller of the present invention includes a tapered section extending at one end of the cylindrical section, and by disposing the uncoated portion of the electrode sheet in the taper section, it is possible to prevent breakage occurring at the boundary between the holding portion and the uncoated portion of the electrode sheet during electrode travel. can reduce
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 주행롤러를 나타낸 사시도이다.
도 2는 전극 시트의 단면도이다.
도 3은 종래의 전극 주행롤러를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 주행롤러가 적용된 상태를 예시적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 주행롤러를 포함하는 노칭 장치를 나타낸 정면도이다.
도 6은 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 전극 주행롤러의 최대유효응력을 측정하여 나타낸 그래프이다.1 is a perspective view showing an electrode running roller according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of an electrode sheet.
3 is a perspective view showing a conventional electrode running roller.
4 is a perspective view illustratively showing a state in which an electrode running roller according to an embodiment of the present invention is applied.
5 is a front view showing a notching device including an electrode running roller according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the measured maximum effective stress of the electrode running rollers of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, based on the accompanying drawings, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 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.In addition, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to best describe his/her 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 done.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 주행롤러를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing an electrode running roller according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 주행롤러(100)는 집전체(11)에 전극 활물질이 코팅된 전극 시트(10)를 주행시키는 전극 주행롤러(100)로서, 상기 주행롤러(100)는 원통형 구간(110) 및 상기 원통형 구간(110)의 일측 단부에서 연장되는 테이퍼 구간(120)을 포함한다. 상기 테이퍼 구간(120)은 테이퍼 구간(120) 말단부를 향하여 외경이 점차 감소하는 형태이다.Referring to FIG. 1 , the
여기서, 도 2를 참고하면 상기 전극 시트(10)는 집전체(11)의 일면 또는 양면에 전극 활물질이 코팅된 유지부(12) 및 전극 활물질이 코팅되지 않은 무지부(13)을 포함할 수 있다. Here, referring to FIG. 2 , the
구체적으로 상기 전극 시트(10)의 유지부(12)는 전극 주행롤러(100)의 주행 방향을 따라 전극 활물질이 연속적으로 코팅된 것일 수 있다. 또한, 상기 무지부(13)는 전극 주행롤러(100)의 주행방향의 측부에 전극 활물질이 코팅되지 않은 것일 수 있다.Specifically, the
또한, 상기 전극 주행롤러(100)에서 상기 전극 시트(10)의 무지부(13)는 주행롤러(100)의 테이퍼 구간(120)에 위치하게 배치될 수 있다.In addition, in the
도 3은 종래의 일 실시예에 따른 전극 주행롤러를 나타낸 사시도이다.3 is a perspective view showing an electrode traveling roller according to a conventional embodiment.
도 3을 참고하면, 종래의 전극 주행롤러(100)는 원통형 구간(110) 및 상기 원통형 구간의 외주면에 단차(S1)가 형성되도록 원통형 구간(110)의 지름 보다 작은 가변 구간(130)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the conventional
이 때 전극 시트(10)의 유지부(12)는 원통형 구간(110)의 외주면에 접촉되는 위치에 배치될 수 있으며, 상기 무지부(13)는 주행롤러(100)의 가변 구간(130)에 위치하게 배치될 수 있다. 또한, 유지부(12)와 무지부(13)의 경계면은 원통형 구간(110)의 외주면에 접촉될 수 있다. 그로 인해 전극 주행롤러(100)의 주행시 원통형 구간(110)이 상기 유지부(12)와 무지부(13)의 경계면에 직접적으로 닿아 외력으로 작용하므로 응력을 차단 및 분산시켜주는 효과가 미미하다. 그에 따라 주행롤러(100)에 의해 전극 시트(10)가 이송될 때 전극 시트(10)에 파단이 발생하는 문제가 있다.At this time, the
이에 본 발명에서는 원통형 구간(110)의 일측 단부에서 연장되는 테이퍼 구간(120)을 포함하는 전극 주행롤러(100)를 제공하여 상기의 문제점을 해결하고자 하였다.Accordingly, the present invention attempted to solve the above problems by providing an
이하에서, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예인 전극 주행롤러(100)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, referring to FIG. 1 , the
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 원통형 구간의 길이(L) 및 테이퍼 구간의 길이(C) 비율은 4:1 내지 1:1일 수 있으며, 바람직하게는 3:2 내지 7:3일 수 있다. 상기의 비율 범위에서 전극 시트(10)의 유지부(12)와 무지부(13)의 경계에서 발생하는 응력을 감소시킬 수 있어 전극 시트(10)에 발생하는 파단을 개선할 수 있다. 구체적으로, 전극 시트(10)의 유지부(12)와 무지부(13)의 경계에서 발생하는 최대 유효응력이 50MPa 이상일 경우, 전극 시트(10)에 파단이 발생할 수 있다. 그러나 원통형 구간의 길이(L) 및 테이퍼 구간의 길이(C) 비율이 4:1 내지 1:1이면 전극 시트(10)의 유지부(12)와 무지부(13)의 경계에서 발생하는 최대 유효응력이 50MPa 미만이며, 그에 따라 전극 시트(10)에서 파단이 발생하는 문제를 개선시킬 수 있다. 만약, 원통형 구간의 길이(L) 및 테이퍼 구간의 길이(C) 비율이 4:1 내지 1:1의 범위 밖일 경우에는 응력이 50MPa 이상으로 발생하여 전극 시트(10)에 발생하는 파단 문제 개선 효과가 낮다.In one embodiment of the present invention, the ratio of the length (L) of the cylindrical section and the length (C) of the tapered section may be 4: 1 to 1: 1, preferably 3: 2 to 7: 3 there is. Within the above ratio range, stress generated at the boundary between the holding
또한, 본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 테이퍼 구간(120)은 상부가 절단된 원뿔 형태일 수 있으며, 원통형 구간(110)의 외주면을 기준으로 중심축(P)를 향하여 0.2 내지 0.5의 각도, 바람직하게는 0.25 내지 0.35의 각도로 기울어진 외주면을 형성하는 것일 수 있다. 상기 각도 범위에서 전극 시트(10)의 무지부(13)와 테이퍼 구간(120)의 접촉을 최소화할 수 있어 전극 시트(10)의 파단 발생을 개선할 수 있다.In addition, in one embodiment of the present invention, the tapered
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 주행롤러가 적용된 상태를 예시적으로 나타낸 사시도이다. 4 is a perspective view illustratively showing a state in which an electrode running roller according to an embodiment of the present invention is applied.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 주행롤러(100)는 테이퍼 구간(120)에 전극 시트(10)의 무지부(13)가 위치하게 배치되며, 상기 전극 주행롤러(100)는 원통형 구간(110)과 테이퍼 구간(120)의 경계부에 전극 시트(10)의 유지부(12)가 배치될 수 있다. 또한, 상기 전극 시트(10)는 무지부(13)를 제외한 부분이 상기 원통형 구간(110)의 외주면에 접촉될 수 있다.Referring to FIG. 4 , in the
따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 주행롤러(100)는 전극 시트(10)의 주행시 전극 시트(10)가 외주면에 밀착되는 원통형 구간(110)의 일측 단부에 테이퍼 구간(120)을 형성시켜 전극 시트(10)에서 전극 활물질이 코팅되지 않은 무지부(13)를 제외한 부분이 원통형 구간(110)의 외주면에 밀착될 수 있어, 무지부(13)와 유지부(12)의 경계면에서 발생하는 파단을 방지할 수 있다. Therefore, the
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 노칭 장치를 설명하기로 한다.Hereinafter, a notching device according to an embodiment of the present invention will be described.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 주행롤러를 포함하는 노칭 장치를 나타낸 정면도이다.5 is a front view showing a notching device including an electrode running roller according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노칭 장치(200)는 전극 시트(10)를 주행시키는 전극 주행롤러(100)를 포함한다.Referring to FIG. 5 , the notching
보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 노칭 장치(200)는 프레스(210), 다이(220) 및 전극 주행롤러(100)로 이루어져 있고, 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질이 도포되어 있는 연속적인 전극 시트(10)가 노칭 장치(200)의 전극 주행롤러(100) 위로 주행하게 된다.More specifically, the notching
상기 프레스(210)는 전극 시트(10)에 전극 탭이 형성될 수 있도록 전극 시트(10)를 일정 간격으로 타발하고, 전극 주행롤러(100)는 프레스(210)의 동작에 동기화되어 프레스(210)로 전극 시트(10)를 이송하는 기능을 수행한다.The
또한, 다이(220)는 프레스(210)에 의해 타발된 스크랩이 배출될 수 있도록 프레스(210)에 대응하는 형상의 개구(221)가 형성되어 있다.In addition, the
상기 전극 주행롤러(100)는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른다.The
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred embodiments are presented to aid understanding of the present invention, but the following examples are merely illustrative of the present invention, and it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope and spirit of the present invention. However, it is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3. 전극 주행롤러의 제조Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3. Manufacturing of electrode running rollers
하기 표 1과 같이 원통형 구간의 길이(L) 및 테이퍼 구간의 길이(C) 비율을 갖는 실시예 1 내지 4 및 비교예 2 내지 3의 전극 주행롤러를 제조하였다. As shown in Table 1 below, electrode running rollers of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 2 to 3 having a ratio of the length (L) of the cylindrical section and the length (C) of the tapered section were manufactured.
또한, 테이퍼 구간 대신 가변 구간을 포함하는 비교예 1의 전극 주행롤러를 제조하였다. In addition, an electrode running roller of Comparative Example 1 including a variable section instead of a tapered section was manufactured.
실험예 1. 전극 주행롤러의 최대 유효응력 측정Experimental Example 1. Measurement of the maximum effective stress of the electrode running roller
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 전극 주행롤러를 이용하여 전극 시트를 주행시켰을 때 전극 시트의 무지부 및 유지부의 경계면에서 발생하는 최대 유효응력을 측정하였다. When the electrode sheet was driven using the electrode running rollers of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, the maximum effective stress generated at the interface between the uncoated portion and the holding portion of the electrode sheet was measured.
상기 최대 유효응력의 측정은 가상 검증 모델인 유연 다물체 동역학 기법으로 측정하였으며, 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The maximum effective stress was measured by a flexible multi-body dynamics technique, which is a virtual verification model, and the measurement results are shown in Table 2 below.
최대 유효응력이 50MPa 이상이면 전극 시트에 파단이 발생할 수 있다.If the maximum effective stress is 50 MPa or more, fracture may occur in the electrode sheet.
상기 표 2의 결과에서, 원통형 구간의 일측 단부에서 연장되는 테이퍼 구간을 포함하는 실시예 1 내지 4의 전극 주행롤러는 최대 유효응력이 50MPa 미만인 결과를 보였다. 이로부터 본 발명의 전극 주행롤러는 전극 시트에 발생하는 파단을 예방할 수 있으며, 안정적으로 전극 시트를 이송시키는 것을 알 수 있다.In the results of Table 2, the electrode running rollers of Examples 1 to 4 including a tapered section extending from one end of the cylindrical section showed a result of less than 50 MPa in maximum effective stress. From this, it can be seen that the electrode running roller of the present invention can prevent breakage of the electrode sheet and stably transport the electrode sheet.
또한, 원통형 구간의 길이 및 테이퍼 구간의 길이 비율이 7:3인 실시예 1 및 3:2인 실시예 3이, 원통형 구간의 길이 및 테이퍼 구간의 길이 비율이 1:1인 실시예 2 및 4:1인 실시예 4 보다 최대 유효응력이 낮은 결과를 보였다. 상기 결과를 통해 원통형 구간의 길이 및 테이퍼 구간의 길이 비율이 3:2 내지 7:3인 것이 전극 시트의 파단 예방 측면에서 보다 바람직한 것도 알 수 있다.In addition, Example 1 in which the length ratio of the length of the cylindrical section and the length of the tapered section is 7:3 and Example 3 in which the length of the cylindrical section is 3:2 are Examples 2 and 4 in which the length ratio of the length of the cylindrical section and the length of the tapered section is 1:1 : 1 showed a lower maximum effective stress than Example 4. From the above results, it can be seen that the ratio of the length of the cylindrical section to the length of the tapered section is 3:2 to 7:3, which is more preferable in terms of preventing breakage of the electrode sheet.
비교예 1은 원통형 구간의 일측 단부에 테이퍼 구간 대신 가변 구간을 포함하는 전극 주행롤러로, 원통형 구간과 테이퍼 구간의 단차로 인해 최대 유효응력이 50MPa 이상인 결과를 보였으며, 이로부터 비교예 1의 전극 주행롤러는 전극 시트 이송시 파단이 발생을 예방할 수 없다는 것을 예측할 수 있다.Comparative Example 1 is an electrode running roller including a variable section instead of a taper section at one end of the cylindrical section, and the maximum effective stress was 50 MPa or more due to the step difference between the cylindrical section and the taper section. From this, the electrode of Comparative Example 1 It can be predicted that the running roller cannot prevent breakage during electrode sheet transfer.
또한, 비교예 2 및 비교예 3은 원통형 구간의 길이 및 테이퍼 구간의 길이 비율이 4:1 내지 1:1의 범위에 해당하지 않는 것으로, 단차가 형성된 비교예 1 보다는 낮은 최대 유효응력을 보였으나 50MPa 이상인 결과를 보였다. 상기 결과로부터 원통형 구간의 길이 및 테이퍼 구간의 길이 비율이 4:1 내지 1:1인 경우에만 최대 유효응력이 50MPa 미만이며, 이로부터 전극 시트에서 발생할 수 있는 파단을 예방할 수 있음을 알 수 있다.In addition, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 did not correspond to the range of 4: 1 to 1: 1 in the length ratio of the length of the cylindrical section and the length of the tapered section, and showed a lower maximum effective stress than Comparative Example 1 with a step difference. A result of more than 50 MPa was shown. From the above results, it can be seen that the maximum effective stress is less than 50 MPa only when the ratio of the length of the cylindrical section to the length of the tapered section is 4:1 to 1:1, and from this, breakage that may occur in the electrode sheet can be prevented.
10 : 전극 시트 11 : 집전체
12 : 유지부 13 : 무지부
100 : 전극 주행롤러 110 : 원통형 구간
120 : 테이퍼 구간 130 : 가변 구간
200 : 노칭 장치 210 : 프레스
220 : 다이 221 : 개구10: electrode sheet 11: current collector
12: holding part 13: uncoated part
100: electrode running roller 110: cylindrical section
120: taper section 130: variable section
200: notching device 210: press
220: die 221: opening
Claims (8)
상기 주행롤러는 원통형 구간; 및 상기 원통형 구간의 일측 단부에서 연장되는 테이퍼 구간;을 포함하며,
상기 테이퍼 구간은 테이퍼 구간 말단부를 향하여 외경이 점차 감소하는 형태인 전극 주행롤러.
An electrode running roller that travels an electrode sheet coated with an electrode active material on a current collector,
The traveling roller is a cylindrical section; And a tapered section extending from one end of the cylindrical section; includes,
The electrode running roller in which the outer diameter of the tapered section gradually decreases toward the distal end of the taper section.
상기 원통형 구간의 길이 및 테이퍼 구간의 길이 비율은 4:1 내지 1:1인 전극 주행롤러.
According to claim 1,
The length ratio of the length of the cylindrical section and the length of the tapered section is 4: 1 to 1: 1 electrode running roller.
상기 테이퍼 구간은 상부가 절단된 원뿔 형태인 전극 주행롤러.
According to claim 1,
The taper section is an electrode running roller having a cone shape with an upper portion cut off.
상기 테이퍼 구간은 원통형 구간 외주면을 기준으로 중심축을 향하여 0.2 내지 0.5의 각도로 기울어진 외주면을 형성하는 전극 주행롤러.
According to claim 1,
The tapered section forms an outer circumferential surface inclined at an angle of 0.2 to 0.5 toward the central axis based on the outer circumferential surface of the cylindrical section.
상기 전극 시트는 전극 활물질이 코팅된 유지부 및 전극 활물질이 코팅되지 않은 무지부를 포함하며,
상기 전극 주행롤러는 테이퍼 구간에 상기 무지부가 위치하게 배치되는 전극 주행롤러.
According to claim 1,
The electrode sheet includes a holding portion coated with an electrode active material and a plain portion not coated with an electrode active material,
The electrode running roller is disposed so that the uncoated portion is located in a taper section.
상기 전극 주행롤러는 원통형 구간과 테이퍼 구간의 경계부에 전극 시트의 유지부가 위치되도록 배치되는 전극 주행롤러.
According to claim 5,
The electrode running roller is disposed so that the holding portion of the electrode sheet is located at the boundary between the cylindrical section and the tapered section.
상기 전극 시트는 무지부를 제외한 부분이 상기 원통형 구간의 외주면에 접촉되는 전극 주행롤러.
According to claim 5,
An electrode traveling roller in which a portion of the electrode sheet, excluding the uncoated portion, contacts the outer circumferential surface of the cylindrical section.
상기 전극 시트의 일부에 전극 탭이 형성될 수 있도록 전극 시트를 타발하는 프레스;
상기 프레스에 의해 타발된 스크랩이 배출될 수 있도록, 상기 프레스에 대응하는 형상의 개구가 형성되어 있는 다이; 및
상기 프레스의 동작에 동기화되어 프레스로 전극 시트를 이송하는 상기 제1항 내지 7항 중 어느 한 항의 전극 주행롤러를 포함하는 노칭 장치.A notching device for forming an electrode tab on a continuous electrode sheet coated with an electrode active material on one or both sides of a current collector in the production process of a battery cell,
a press for punching out an electrode sheet to form an electrode tab on a portion of the electrode sheet;
a die in which an opening corresponding to the shape of the press is formed so that the scrap punched by the press can be discharged; and
A notching device comprising the electrode traveling roller according to any one of claims 1 to 7, which transfers the electrode sheet to the press in synchronization with the operation of the press.
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