KR20230068512A - 전극 시트의 열주름 모사장치 및 이를 이용한 모사방법 - Google Patents

전극 시트의 열주름 모사장치 및 이를 이용한 모사방법 Download PDF

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권중근
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Abstract

본 발명은 본 발명은 전극 시트의 열주름 모사장치 및 이를 이용한 모사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 활물질이 도포된 전극 시트를 건조하는 과정에서 발생하는 전극 시트의 열주름 모사장치로서, 전극 시트(S)의 양측 단부를 고정한 채 소정 길이 연신되도록 인장하중을 가하는 전극 시트 고정부; 상기 전극 시트 고정부를 감싸면서 소정 온도로 가온하는 온도조절부; 및 상기 온도 조절부의 이동을 위한 레일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사장치 및 이를 이용한 모사방법에 관한 것이다.

Description

전극 시트의 열주름 모사장치 및 이를 이용한 모사방법{Simulating Apparatus For Thermal Wrinkles of Electrode Sheet And Simulating Method using the Same}
본 발명은 전극 시트의 열주름 모사장치 및 이를 이용한 모사방법 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극 건조 장치와 동일한 조건에서 테스트를 수행하여 열주름 현상의 원인 규명과 최적의 건조 조건 확립에 기여할 수 있는 전극 시트의 열주름 모사장치 및 이를 이용한 모사방법에 관한 것이다.
스마트폰, 노트북, 디지털 카메라 등 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지에 관한 기술이 활발해지고 있다. 또한, 이차 전지는 대기오염 물질을 유발하는 화석 연료의 대체 에너지원으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 및 에너지 저장 디바이스(ESS) 등에 적용되고 있다.
현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다.
이와 같은 이차전지는 전극조립체와 전해액 등이 전지 케이스 내에 수용되어 형성되는 것이 일반적이다.
전극조립체는 긴 시트형의 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 후 권취되는 구조로 이루어지는 젤리-롤형 조립체, 또는 장방형의 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되는 구조의 스택형 조립체, 단위셀들이 긴 분리 필름에 의해 권취되는 스택-폴딩형 조립체, 또는 전지 셀들이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되어 서로 간에 부착되는 라미네이션-스택형 조립체 등으로 이루어지는 것이 일반적이다.
또한, 전해질은 일반적으로 통용되는 액체전해질 외에도, 고체전해질이나, 고체전해질에 첨가제를 부가하여 액체와 고체 중간형태를 띄는 겔 형태의 준고체 전해질로 치환되기도 한다.
이와 같은 전극조립체는 전지 케이스에 수납되며, 전지 케이스의 종류에 따라 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류할 수 있다.
한편, 이러한 이차전지의 전극을 제조하는 방법으로는, 활물질, 도전재 및 바인더 등을 용매에 분산시켜 제조한 슬러리를 전극 집전체 상에 도포하고, 건조하는 등의 과정을 거치게 된다.
이때 전극을 건조하는 방법으로는 시트형의 전극을 롤에 권취된 상태로 건조 장치에 투입하여 건조시키는 방법도 있으나, 이 경우 중첩된 상태에서 건조 과정을 거치게 되므로, 내부와 외부의 건조 정도에 차이가 나는 문제가 있다.
도 1은 종래의 전극 건조 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 2는 종래의 전극 건조 장치를 사용하여 전극 시트를 챔버에 투입하기 전(a)과 후(b)의 무지부 상태를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 전극 건조 장치는 내부가 비어 있는 챔버(11), 가열 수단(12) 및 가이드 롤(13)을 포함하여, 전극 시트(20)를 통과시키면서 건조하게 된다.
이와 같은 장치에 의하면 전극 시트(20)를 고르게 건조할 수 있는 장점이 있으나, 전극 시트(20) 전체에 걸쳐서 가열되므로, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 무지부, 즉 활물질이 도포되지 않고 전극 집전체가 노출된 부분에는 열 주름이 발생하게 된다.
이와 같은 열 주름 현상이 발생하는 것을 최소화하거나 방지하기 위하여 추가적인 연구가 수행되고 있으며, 특히 전극 건조 장치와 동일한 조건에서 테스트를 수행하여 그 원인을 규명하려고 시도하고 있다.
일 예로, 상온하에서 활물질이 도포된 전극 시트를 일정 길이 늘여 이때 요구되는 인장 하중을 측정하고, 건조 조건과 동일한 상태로 가온하여 인장 하중을 측정한다. 그리고 나서 다시 상온 상태로 유지시키면서 인장 하중을 측정함으로써, 실제 전극의 건조 조건과 동일한 조건에서 인장 하중을 평가하고, 이러한 결과를 바탕으로 최적의 건조 과정 내지 장치 개선을 도모하고 있다.
하지만 고온 상태에서 인장 하중을 측정하는 것이 쉽지 않다. 통상 인장 하중을 측정할 시에는 UTM(Universal Testing Machine)을 사용하는데 UTM을 일정 온도범위로 가온하는 것이 용이하지 않다. 물론 UTM을 수용할 수 있을 정도의 큰 챔버를 사용하는 것도 가능하지만, 이 경우 UTM에 장착된 각종 센서류는 고온에 견디지 못하기 때문에 UTM을 통째로 챔버에 수납시키는 것이 불가능하다. 게다가 전극 시트의 열 주름 현상 모사 테스트 시에는 연신 범위가 수 mm에 불과하므로, 가급적 UTM의 이동을 자제하면서 수행해만 정확한 결과를 얻을 수 있다.
한국등록특허공보 제2167118호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 전극 시트의 무지부에서 발생하는 열주름 현상을 모사할 수 있는 전극 시트의 열주름 모사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명에서는 전극 시트의 무지부에서 발생하는 열주름 현상을 모사하기 위한 열주름 모사방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극 시트의 열주름 모사장치는, 활물질이 도포된 전극 시트를 건조하는 과정에서 발생하는 전극 시트의 열주름 모사장치로서, 전극 시트(S)의 양측 단부를 고정한 채 소정 길이 연신되도록 인장하중을 가하는 전극 시트 고정부(100); 상기 전극 시트 고정부(100)를 감싸면서 소정 온도로 가온하는 온도조절부(200); 및 상기 온도 조절부(200)의 이동을 위한 레일(300);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명의 전극 시트의 열주름 모사장치에서, 상기 전극 시트 고정부(100)는, 상기 전극 시트(S)의 상측 단부를 고정하기 위한 제1 고정부(111´)가 구비된 제1 홀딩부(111), 및 상기 제1 홀딩부(111) 아래에 위치하여 상기 전극 시트(S)의 하측 단부를 고정하기 위한 제2 고정부(112´)가 구비된 제2 홀딩부(112)로 구성된 홀딩부(110); 상기 제1 홀딩부(111)와 연결된 제1 로딩바(121), 및 상기 제2 홀딩부(112)를 지지하는 제2 로딩부(122)로 구성된 로딩부(120); 상기 제1 로딩바(121)를 상하로 이동시키기 위한 구동부(130); 소정 길이 연장된 채 수직하게 위치하는 수직바(141), 및 상기 수직바(141)를 따라 상하로 이동하며 일측이 상기 구동부(130)와 연결된 수평바(142)로 구성된 지지프레임(140); 상기 지지프레임(150)에 연결되어 상기 전극 시트(S)의 연신길이와 인장하중을 제어 및 측정하는 제어부(150); 및 상기 제2 홀딩부(112) 및 수직바(141) 하단부를 지지하는 지지다이(160);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명의 전극 시트의 열주름 모사장치에서, 상기 온도 조절부(200)는, 상기 전극 시트 고정부(100) 양측면에 위치하는 제1 부재(210)와 제2 부재(220)로 구성되되, 제1 부재(210)는 장방형 플레이트인 제1 커버부(211), 및 상기 제1 커버부(211)가 이동할 수 있도록 제1 커버부(211) 하단부에 장착된 제1 바퀴(213)를 포함하고, 제2 부재(220)는 장방형 플레이트인 제2 커버부(221), 및 상기 제2 커버부(221)가 이동할 수 있도록 제2 커버부(221) 하단부에 장착된 제2 바퀴(223)를 포함하고, 상기 제1 커버부(211) 및/또는 제2 커버부(221) 내측면에는 전극 시트 고정부(100)를 소정 온도로 유지하기 위한 히팅부가 구비된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명의 전극 시트의 열주름 모사장치에서, 상기 전극 시트 고정부(100)가 위치하는 방향을 향하도록 상기 제1 커버부(211)의 상부는 아치형인 것을 특징으로 한다.
또 본 발명의 전극 시트의 열주름 모사장치에서, 상기 전극 시트 고정부(100)가 위치하는 방향을 향하도록 상기 제2 커버부(221)의 상부는 아치형인 것을 특징으로 한다.
또 본 발명의 전극 시트의 열주름 모사장치에서, 상기 제1 커버부(211)의 양측부 또는 일측부에는 상기 전극 시트 고정부(100)가 위치하는 방향을 향해 연장부가 구비된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명의 전극 시트의 열주름 모사장치에서, 상기 제2 커버부(221)의 양측부 또는 일측부에는 상기 전극 시트 고정부(100)가 위치하는 방향을 향해 연장부가 구비된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명의 전극 시트의 열주름 모사장치에서, 상기 제1 커버부(211) 및/또는 제2 커버부(221) 내측면 가장자리에는 전극 시트 고정부(100)를 소정 온도로 유지할 수 있도록 에어커튼을 형성하기 위한 복수개의 분사노즐이 구비된 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 전극 시트의 열주름 모사방법은, 상온에서 전극 시트 고정부(100)에 전극 시트를 고정하는 (a)단계; 연신 길이를 설정한 후 하중을 가하여 인장력을 측정하는 (b)단계; 상기 전극 시트 고정부(100) 양측면을 커버하도록 상기 온도 조절부(200)를 이동시킨 후 인장력을 측정하는 (c)단계; 및 상기 전극 시트 고정부(100)가 상온에 노출될 수 있도록 상기 온도 조절부(200)를 이동시킨 후 인장력을 측정하는 (d)단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 전극 시트의 열주름 모사방법에서, 상기 (c)단계에서의 온도 조절부(200)는 미리 소정 온도로 가온된 상태인 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 전극 시트의 열주름 모사방법에서, 상기 (c)단계에서는 온도 조절부(200)를 상기 전극 시트 고정부(100) 양측면에 위치시킨 이후에 소정 온도로 가온하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 전극 시트의 열주름 모사방법에서, 상기 (c)단계와 (d)단계에서의 온도 조절부(200)는 레일(300)을 따라 이동하는 것을 특징으로 한다.
또 본 발명에 따른 전극 시트의 열주름 모사방법에서, 상기 (c)단계에서는, 상기 제1 커버부(211) 및/또는 제2 커버부(221) 내측면 가장자리를 따라 위치하는 분사노즐에 의해 에어커튼이 형성된 상태인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전극 시트의 열주름 모사장치 및 이를 이용한 모사방법에 의하면, 측정할 전극 시트를 잡고 있는 홀딩부 중심으로 가온하는 것이 가능하여 열에 의한 장치의 고장이나 오작동을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한 본 발명의 전극 시트의 열주름 모사장치 및 이를 이용한 모사방법에 의하면, 측정할 전극 시트가 장착된 전극 시트 고정부는 그대로 두고 홀딩부 중심으로 가온하기 위한 온도 조절부만을 이동시킴으로써, 측정 결과를 신뢰성을 높일 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 종래의 전극 시트 건조 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 종래의 전극 시트 건조 장치를 사용하여 전극 시트를 챔버에 투입하기 전(a)과 후(b)의 무지부 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 시트 고정부의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 시트 고정부의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 시트 고정부의 홀딩부 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 시트의 열주름 모사장치를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시한 전극 시트의 열주름 모사장치 정면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 시트의 열주름 모사장치 정면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 시트의 열주름 모사장치 정면도이다.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 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, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우만이 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 전극 시트의 열주름 모사장치 및 이를 이용한 모사방법에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 시트 고정부의 측면도, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 시트 고정부의 정면도 그리고 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 시트 고정부의 홀딩부 사시도이다.
본 발명에 따른 전극 시트의 열주름 모사장치는 활물질이 도포된 전극 시트를 건조하는 과정에서 발생하는 전극 시트의 열주름 현상의 발생 원인을 파악하여 최적 조건에서 건조 공정을 수행할 수 있도록 하기 위한 모사장치다.
전극 시트(S)의 양측 단부를 고정한 채 소정 길이 연신되도록 하중을 가하여 인장력을 측정하기 위한 전극 시트 고정부(100)와, 실제 전극 시트의 건조 조건을 구현할 수 있도록 전극 시트 고정부(100)를 감싸면서 소정 온도로 가온하는 온도조절부, 그리고 온도 조절부를 전후 또는 좌우로의 이동을 도와 주기 위한 레일을 포함하여 구성된다.
먼저 도 3 내지 5를 참조하면서 전극 시트 고정부(100)에 관해 상세하게 설명하기로 한다.
전극 시트 고정부(100)는 홀딩부(110), 로딩부(120), 구동부(130), 지지프레임(140), 제어부(150), 지지다이(160) 및 다리(170)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 홀딩부(110)는 측정할 전극 시트(S)를 고정하기 위한 것으로, 상호 분리된 상태로 위치하는 한 쌍, 즉 제1 홀딩부(111)와 제2 홀딩부(112)로 이루어진다.
제1 고정부(111´)가 구비된 제1 홀딩부(111)는 전극 시트(S)의 상측 단부를 고정하며, 제2 고정부(112´)가 구비된 제2 홀딩부(112)는 전극 시트(S)의 타단이 하측 단부를 고정한다.
여기서, 설정된 인장 하중을 견딜 수 있다면 고정 방법은 특별히 제한하지 않지만, 폴리이미드 필름 등의 고온 내열 테이프로 전극 시트(S)의 양단부를 고정할 수 있다.
로딩부(120)는 제1 홀딩부(111)와 제2 홀딩부(112)와의 간격을 넓혀 전극 시트(S)에 인장 하중을 가하기 위한 것으로, 제1 홀딩부(111)와 연결된 제1 로딩바(121), 및 제2 홀딩부(112)를 아래에서 지지하는 제2 로딩부(122)로 구성될 수 있다.
여기서, 제1 로딩바(121)와 제2 로딩부(122) 모두 독립적으로 이동해도 무방하지만, 상대적으로 상부에 위치하는 제1 홀딩부(111)를 위로 당겨 인장력을 측정하는 것이 유리하므로, 제1 홀딩부(111)와 연결된 제1 로딩바(121)만 이동 가능해도 무방하다.
구동부(130)는 제어부(150)에 의해 설정된 길이 만큼 전극 시트(S)가 늘어 나도록 제1 로딩바(121)를 상하로 이동시키기 위한 구성이다.
계속해서, 지지프레임(140)은 전술한 제1 로딩바(121)를 지지하기 위한 것으로, 소정 길이 연장된 채 수직하게 위치하는 수직바(141), 그리고 수직바(141)를 따라 상하로 이동하며 일측은 구동부(130)와 연결되어 있는 수평바(142)로 구성될 수 있고, 상기와 같은 움직임이 가능하다면 특별히 제한하지 않는다.
제어부(150)는 전극 시트(S)의 늘어난 길이와 이때의 인장 하중을 제어 및 측정하기 위한 것으로, 가급적 수직바(141) 상부에 위치하는 것이 좋다. 이는 인장 하중 측정 시, 실제의 건조로와 유사한 온도 범위로 가온해야 하는데 이로 인해 제어부(150)가 손상을 받거나 제대로 작동하지 못하는 것을 방지하기 위함이다.
지지다이(160)는 전술한 홀딩부(110), 로딩부(120), 구동부(130), 지지프레임(140) 및 제어부(150)을 견고하게 지지하기 위한 구성이다. 구체적으로, 제2 홀딩부(112)의 하단부와 수직바(141) 하단부가 지지다이(160)에 고정된다.
한편, 필요에 따라서는 지지다이(160)가 수평을 유지할 수 있도록 길이 조절이 가능한 복수개의 다리(170)가 지지다이(160) 저면에 구비될 수 있다.
또 도면에는 도시하지 않았지만 전극 시트(S) 인근의 온도를 측정할 수 있도록 홀딩부(110)나 수직바(141)에 온도센서가 구비될 수 있고, 측정한 온도는 제어부(150)로 전송되어 저장될 수 있다.
다음은 전극 시트 고정부(200)를 감싸면서 소정 온도로 가온하기 위한 온도조절부에 관해 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 시트의 열주름 모사장치를 보여주는 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시한 전극 시트의 열주름 모사장치 정면도이다.
도 6 및 7에 도시한 바와 같이 온도 조절부(200)는 전극 시트 고정부(100) 양측면에 위치하는 제1 부재(210)와 제2 부재(220)로 구성된다.
먼저 제1 부재(210)는 제1 커버부(211), 제1 히팅부(212), 제1 바퀴(213), 및 제1 로프(214)를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로 제1 커버부(211)는 전극 시트 고정부(100)의 일측 방향에 위치하며, 전극 시트 고정부(100)의 일측을 충분히 커버할 수 있도록 지면에 대해 길게 연장된 장방형 플레이트 형상이다.
제1 히팅부(212)는 제1 커버부(211) 내측면에 위치하여 전극 시트 고정부(100), 보다 상세하게는 전극 시트(S)가 고정되어 있는 홀딩부(110)를 소정 온도 범위가 되도록 가열한다.
여기서, 제1 히팅부(212) 소정 온도로 가열할 수 있는 공지의 다양한 열원, 예를 들면, 열코일이나 적외선 램프가 사용될 수 있으나 이에 제한하지 않는다.
제1 바퀴(213)는 제1 커버부(211) 하단부에 장착되어 있으며 제1 레일(310)를 따라 제1 커버부(211)를 전후로 이동시키기 위함이다.
한편, 제1 로프(214)는 제1 커버부(211)를 밀거나 당길 시 작업자가 손으로 잡거나 별도의 구동장치에 연결하기 위한 것이고, 비록 도면에는 일측 가장자리에 장착된 것으로 도시하고 있으나, 제1 커버부(211)의 측면에 마련되는 것도 가능하다.
계속해서, 제2 부재(220)는 제2 커버부(221), 제2 히팅부(222), 제2 바퀴(223), 제2 로프(224), 및 분사노즐(225)을 포함하여 구성된다.
제2 커버부(221)는 전극 시트 고정부(100)의 타측 방향에 위치할 수 있도록, 제1 커버부(211)와 소정 거리 이격된 상태에서 서로 마주 보도록 배치되며, 제1 커버부(211)와 외형이 동일하다.
또 제1 커버부(221) 내측면에 위치하는 제2 히팅부(222), 제2 커버부(221) 하단부에 장착된 제2 바퀴(223) 및 제2 커버부(221) 하단부에 장착된 제2 바퀴(223)는 전술한 제1 부재(220)의 제1 히팅부(212), 제1 바퀴(213) 및 제1 로프(214)와 동일하므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
한편 제2 부재(220)에는 분사노즐(225)이 더 구비될 수 있다. 전극 시트 고정부(100)에는 온도에 민감한 제어부(150)가 구비되어 있어 전극 시트 고정부(100) 전체를 가온하는 것이 불가능하다.
따라서 제어부(150)는 외부로 노출시키고 홀딩부(110) 중심으로 가열하는데, 이때 제1 커버부(211)와 제2 커버부(221)에 의해 형성된 공간은 이들 커버부가 위치하지 않는 부분이 노출될 수 밖에 없는 구조이고 따라서 홀딩부(110) 부근의 온도를 정확하게 조절하기 어려울 수 있다.
분사노즐(225)는 전술한 단점을 보완하기 위한 것으로 제2 커버부(221) 내측면 가장자리를 따라 복수개가 구비되어 에어커튼을 형성하여 홀딩부(110) 부근의 온도 조절이 용이하도록 하기 위함이다.
여기서, 분사노즐(225)을 통해 분사되는 에어는 가급적 홀딩부(110) 부근과 유사한 범위로 가온된 상태의 에어인 것이 바람직하다.
비록 도면에서는 제2 부재(220)에는 분사노즐(225)이 구비되어 있는 것으로 도시하고 있으나, 제2 부재(220) 대신에 제1 부재(210)에 구비되어도 무방하다.
또 히팅부는 제1 부재(210)와 제2 부재(220) 중 어느 한 쪽에만 구비될 수도 있다.
온도 조절부(200)의 이동을 위한 레일(300)은 제1 레일(310)과 제2 레일(320)로 구성되는데, 제1 레일(310)에는 제1 바퀴(213) 그리고 제2 레일(320)에는 제2 바퀴(223)가 안착되어 제1 부재(210)와 제2 부재(220)의 이동 경로를 제공한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 시트의 열주름 모사장치 정면도이다. 도 6 및 7을 참조하면서 설명한 제1 실시예와 대비하여 제1 커버부(211) 와 제2 커버부(221)의 외형만 상이할 뿐 나머지 구성은 동일하다.
즉, 제2 실시예에서는 가온된 공기가 위로 유출되는 것을 방지하여 홀딩부(110) 부근의 온도 조절이 한층 용이하도록, 제1 커버부(211)의 상부와 제2 커버부(221)의 상부가 전극 시트 고정부(100)가 위치하는 방향을 향하도록 아치형이다.
물론 이들 중 어느 하나의 커버부 상부만 아치형이어도 소정의 효과를 기대할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 시트의 열주름 모사장치 정면도이다. 도 8을 참조하면서 설명한 제2 실시예와 대비하여 제1 커버부(211) 와 제2 커버부(221)의 외형만 상이할 뿐 나머지 구성은 동일하다.
즉, 제3 실시예에서는 가온된 공기가 전방이나 후방으로 유출되는 것을 방지하여 홀딩부(110) 부근의 온도 조절이 한층 용이하도록, 제1 커버부(211)의 양측부 또는 일측부와, 제2 커버부(221)의 양측부 또는 일측부가 전극 시트 고정부(100)가 위치하는 방향으로 절곡된 상태의 연장부가 구비되어 있다.
물론 이들 중 어느 하나의 커버부에만 연장부가 마련되어도 소정의 효과를 기대할 수 있다.
또 제1 실시예의 제1 커버부(211)와 제2 커버부(221)에 절곡된 상태의 연장부가 마련될 수 있음은 자명하다.
이어서, 전술한 본 발명의 전극 시트 열주름 모사장치를 사용하여 전극 시트의 열주름을 측정하는 방법에 관하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 전극 시트의 열주름 모사방법은, 상온(20~25℃)에서 전극 시트 고정부에 전극 시트를 고정하는 (a) 단계, 연신 길이를 설정한 후 하중을 가하여 인장력을 측정하는 (b) 단계, 전극 시트 고정부 양측면을 커버하도록 온도 조절부를 이동시킨 후 인장력을 측정하는 (c) 단계, 및 전극 시트 고정부가 상온(20~25℃)에 노출될 수 있도록 온도 조절부를 이동시킨 후 인장력을 측정하는 (d) 단계를 포함하여 구성된다.
여기서, 전극 시트의 열주름은 전극 시트 건조 시 빈번하게 발생하는 무지부, 즉 활물질이 코팅되지 않은 부분에서 발생하는 주름일 수 있다.
한편 (c) 단계에서는 온도 조절부의 온도를 미리 소정 온도로 가온된 상태에서 전극 시트 고정부 양측면을 커버하도록 이동시키거나, 전극 시트 고정부 양측면에 위치시킨 이후에 소정 온도로 가온하는 것도 가능하다.
또 (c) 단계에서는 커버부 내측면 가장자리를 따라 위치하는 분사노즐를 작동시켜 에어커튼이 형성된 상태에서 인장력을 측정할 수 있다.
게다가 (c) 단계에서의 온도는 실제 전극 시트 건조 시 적용되는 온도 범위, 예를 들어 150~200℃범위일 수 있고, 설정된 연신 길이는 0.5~2.0mm, 그리고 각 단계별 유지시간은 수분일 수 있으나, 이들은 얼마든지 변경 내지 조절이 가능하다.
그리고 (c)단계와 (d)단계에서의 온도 조절부는 레일을 따라 이동시키는 것이 바람직하다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
100: 전극 시트 고정부
110: 홀딩부
111: 제1 홀딩부 111´: 제1 고정부
112: 제2 홀딩부 112´: 제2 고정부
120: 로딩부
121: 제1 로딩바 122: 제2 로딩바
130: 구동부
140: 지지프레임
141: 수직바 142: 수평바
150: 제어부
160: 지지다이
170: 다리
200: 온도 조절부
210: 제1 부재
211: 제1 커버부 212: 제1 히팅부
213: 제1 바퀴 214: 제1 로프
220: 제2 부재
221: 제2 커버부 222: 제2 히팅부
223: 제2 바퀴 224: 제2 로프
225: 분사노즐
300: 레일
310: 제1 레일
320: 제2 레일
S : 전극 시트

Claims (13)

  1. 활물질이 도포된 전극 시트를 건조하는 과정에서 발생하는 전극 시트의 열주름 모사장치로서,
    전극 시트의 양측 단부를 고정한 채 소정 길이 연신되도록 인장하중을 가하는 전극 시트 고정부;
    상기 전극 시트 고정부를 감싸면서 소정 온도로 가온하는 온도조절부; 및
    상기 온도 조절부의 이동을 위한 레일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 시트 고정부는,
    상기 전극 시트의 상측 단부를 고정하기 위한 제1 고정부가 구비된 제1 홀딩부, 및 상기 제1 홀딩부 아래에 위치하여 상기 전극 시트의 하측 단부를 고정하기 위한 제2 고정부가 구비된 제2 홀딩부로 구성된 홀딩부;
    상기 제1 홀딩부와 연결된 제1 로딩바, 및 상기 제2 홀딩부를 지지하는 제2 로딩부로 구성된 로딩부;
    상기 제1 로딩바를 상하로 이동시키기 위한 구동부;
    소정 길이 연장된 채 수직하게 위치하는 수직바, 및 상기 수직바를 따라 상하로 이동하며 일측이 상기 구동부와 연결된 수평바로 구성된 지지프레임;
    상기 지지프레임에 연결되어 상기 전극 시트의 연신길이와 인장하중을 제어 및 측정하는 제어부; 및
    상기 제2 홀딩부 및 수직바 하단부를 지지하는 지지다이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 온도 조절부는, 상기 전극 시트 고정부 양측면에 위치하는 제1 부재와 제2 부재로 구성되되,
    제1 부재는 장방형 플레이트인 제1 커버부, 및 상기 제1 커버부가 이동할 수 있도록 제1 커버부 하단부에 장착된 제1 바퀴를 포함하고,
    제2 부재는 장방형 플레이트인 제2 커버부, 및 상기 제2 커버부가 이동할 수 있도록 제2 커버부 하단부에 장착된 제2 바퀴를 포함하고,
    상기 제1 커버부 및/또는 제2 커버부 내측면에는 전극 시트 고정부를 소정 온도로 유지하기 위한 히팅부가 구비된 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전극 시트 고정부가 위치하는 방향을 향하도록 상기 제1 커버부의 상부는 아치형인 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전극 시트 고정부가 위치하는 방향을 향하도록 상기 제2 커버부의 상부는 아치형인 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 커버부의 양측부 또는 일측부에는 상기 전극 시트 고정부가 위치하는 방향을 향해 연장부가 구비된 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제2 커버부의 양측부 또는 일측부에는 상기 전극 시트 고정부가 위치하는 방향을 향해 연장부가 구비된 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 커버부 및/또는 제2 커버부 내측면 가장자리에는 전극 시트 고정부를 소정 온도로 유지할 수 있도록 에어커튼을 형성하기 위한 복수개의 분사노즐이 구비된 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 전극 시트의 열주름 모사장치를 이용한 전극 시트의 열주름 모사방법으로서,
    상온에서 전극 시트 고정부에 전극 시트를 고정하는 (a)단계;
    연신 길이를 설정한 후 하중을 가하여 인장력을 측정하는 (b)단계;
    상기 전극 시트 고정부 양측면을 커버하도록 상기 온도 조절부를 이동시킨 후 인장력을 측정하는 (c)단계; 및
    상기 전극 시트 고정부가 상온에 노출될 수 있도록 상기 온도 조절부를 이동시킨 후 인장력을 측정하는 (d)단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (c)단계에서의 온도 조절부는 미리 소정 온도로 가온된 상태인 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 (c)단계에서는 온도 조절부를 상기 전극 시트 고정부 양측면에 위치시킨 이후에 소정 온도로 가온하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 (c)단계와 (d)단계에서의 온도 조절부는 레일을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 (c)단계에서는, 상기 제1 커버부 및/또는 제2 커버부 내측면 가장자리를 따라 위치하는 분사노즐에 의해 에어커튼이 형성된 상태인 것을 특징으로 하는 전극 시트의 열주름 모사장치.
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