KR20230122932A - 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법 - Google Patents

이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230122932A
KR20230122932A KR1020220019794A KR20220019794A KR20230122932A KR 20230122932 A KR20230122932 A KR 20230122932A KR 1020220019794 A KR1020220019794 A KR 1020220019794A KR 20220019794 A KR20220019794 A KR 20220019794A KR 20230122932 A KR20230122932 A KR 20230122932A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode sheet
unit
drying
secondary battery
electrode
Prior art date
Application number
KR1020220019794A
Other languages
English (en)
Inventor
허준규
김석
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 KR1020220019794A priority Critical patent/KR20230122932A/ko
Priority to PCT/KR2023/002211 priority patent/WO2023158215A1/ko
Publication of KR20230122932A publication Critical patent/KR20230122932A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0245Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to a moving work of indefinite length, e.g. to a moving web
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/12Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation being performed after the application
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/14Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation involving heating or cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H35/00Delivering articles from cutting or line-perforating machines; Article or web delivery apparatus incorporating cutting or line-perforating devices, e.g. adhesive tape dispensers
    • B65H35/04Delivering articles from cutting or line-perforating machines; Article or web delivery apparatus incorporating cutting or line-perforating devices, e.g. adhesive tape dispensers from or with transverse cutters or perforators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/30Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements
    • 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
    • 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
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • 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
    • H01M4/0471Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00Handled material; Storage means
    • B65H2701/10Handled articles or webs
    • B65H2701/19Specific article or web
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극을 슬리팅하는 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 전극활물질이 도포 및 건조된 전극 시트를 권출하는 언와인더부; 상기 언와인더부의 후방에 마련되며, 상기 언와인더부로부터 상기 전극 시트를 공급받아 건조하는 건조부; 상기 건조부의 후방에 마련되며, 상기 건조부로부터 상기 전극 시트를 공급받아 상기 전극 시트를 커팅하여 복수의 단위 전극 시트를 형성하는 슬리팅부; 및 상기 슬리팅부의 후방에 마련되며, 상기 슬리팅부로부터 상기 단위 전극 시트를 공급받아 권취하는 리와인더부를 포함하는 이차전지 제조장치를 제공한다.

Description

이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법{Secondary battery manufacturing apparatus and secondary battery manufacturing method using the same}
본 발명은 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극을 슬리팅하는 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 핸드폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
이와 같은 이차전지는 전극과 분리막이 교대로 적층된 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하며, 상기 전극조립체는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되는 구조를 가진다.
그리고 상기 이차전지는 전극을 제조하는 전극 제조공정과, 제조된 전극과 분리막을 적층하여 전극조립체를 조립하는 전극조립체 조립공정과, 제조된 전극조립체를 케이스에 수용하여 이차전지를 제조하는 공정을 포함한다.
여기서 상기 전극 제조공정은, 일반적으로 전극 시트에 전극활물질을 코팅 및 건조하는 코팅 공정, 상기 코팅 공정 이후 전극을 압착하는 프레스 공정, 상기 프레스 공정 이후 전극을 미리 설정된 폭으로 절단 가공하는 슬리팅 공정을 포함한다.
그런데 종래에는 상기 슬리팅 공정 이후 및 전극조립체 조립공정 이전, 슬리팅 공정에서 형성된 단위 전극들을 건조시키는 건조 공정을 추가로 수행하였다. 다만, 상기 건조 공정은 분할된 단위 전극들을 취합하여 작업자가 상기 단위 전극 들을 진공 건조 설비에 각각 투입하게 되므로 작업이 불연속적이고, 시간이 많이 소요되므로 전극 제조 공정의 생산성을 낮추는 문제가 있었다. 이에 상기 문제를 해결하기 위한 기술의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 전극의 슬리팅 장치에 건조 장치를 도입하여 하나의 설비에서 전극 건조와 슬리팅을 모두 수행함으로써 전극 생산성을 크게 높일 수 있는 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 전극활물질이 도포 및 건조된 전극 시트를 권출하는 언와인더부; 상기 언와인더부의 후방에 마련되며, 상기 언와인더부로부터 상기 전극 시트를 공급받아 건조하는 건조부; 상기 건조부의 후방에 마련되며, 상기 건조부로부터 상기 전극 시트를 공급받아 상기 전극 시트를 커팅하여 복수의 단위 전극 시트를 형성하는 슬리팅부; 및 상기 슬리팅부의 후방에 마련되며, 상기 슬리팅부로부터 상기 단위 전극 시트를 공급받아 권취하는 리와인더부를 포함하는 이차전지 제조장치를 제공한다.
상기 언와인더부는, 상기 전극 시트를 권출하는 적어도 하나의 언와인더 롤러를 포함하며; 상기 리와인더부는, 상기 단위 전극 시트를 권취하는 적어도 하나의 리와인더 롤러를 포함하고; 상기 언와인더 롤러 및 상기 리와인더 롤러는, 상호 동기화되어 회전할 수 있다.
상기 건조부는, 내부에 상기 전극 시트가 통과하는 건조공간이 형성된 가열본체; 및 상기 건조공간에 마련되어, 상기 전극 시트의 표면을 직접 가열하여 상기 전극 시트에 남아 있는 수분을 건조하는 복수의 가열부재를 포함할 수 있다.
상기 건조부는, 상기 건조공간에서 서로 다른 위치에 마련되어 상기 전극 시트의 이송 방향을 전환시키는 복수의 롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 가열부재는, 상기 전극 시트의 양쪽 표면에 대응되어 구비되어 상기 전극 시트의 양쪽 표면을 동시에 건조할 수 있다.
상기 가열부재는 적외선 램프를 포함할 수 있다.
상기 건조부는, 상기 전극 시트의 수분 함유량을 200ppm 이하로 건조시킬 수 있다.
상기 슬리팅부는, 상기 전극 시트를 사이에 두고 한 쌍으로 마련되는 본체; 및 상기 본체에 고정 설치되며 상기 전극 시트의 이송 방향을 따라 상기 전극 시트를 커팅하는 적어도 하나의 커터를 포함할 수 있다.
상기 단위 전극 시트의 너비는 700mm 미만일 수 있다.
또한 본 발명은, 전극활물질이 도포 및 건조된 전극 시트를 권출하는 언와인딩단계; 상기 언와인딩단계 이후, 상기 전극 시트를 건조하는 건조단계; 상기 건조단계 이후, 건조된 상기 전극 시트를 커팅하여 복수의 단위 전극 시트를 형성하는 슬리팅단계: 및 상기 슬리팅단계 이후, 상기 단위 전극 시트를 권취하는 리와인딩단계를 포함하며; 상기 언와인딩단계, 상기 건조단계, 상기 슬리팅 단계 및 상기 리와인딩단계는 연속적으로 수행되는 이차전지 제조방법을 제공한다.
본 발명의 이차전지 제조장치는, 건조부 및 슬리팅부를 포함하여 전극의 슬리팅 및 건조를 하나의 장치에서 수행하므로 공정을 통합시켜 중복 장치를 제거하여 설비를 간소화시킬 수 있으며, 설비 공간을 축소시키고 양산 시의 투자 비용을 절감시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 이차전지 제조장치는, 전극의 슬리팅 및 건조를 하나의 장치에서 연속적으로 수행하므로 전극 제조에 소요되는 시간을 감축시키고 전극 수율을 향상시켜 생산성을 크게 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 건조부는, 전극 시트의 표면을 직접 가열하는 가열부재를 포함함으로써 전극에 남아 있는 수분을 신속하게 건조할 수 있어 작업 시간을 크게 단축하고, 생산성을 크게 높일 수 있다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 이차전지 제조장치를 보여주는 개념도이다.
도 2는, 도 1의 이차전지 제조장치에서 건조부의 모습을 보다 상세하게 보여주는 도면이다.
도 3은, 도 1의 이차전지 제조장치에서 슬리팅부가 전극 시트를 절단하여 단위 전극 시트를 형성하는 모습을 보다 상세하게 보여주는 개념도이다.
도 4는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이차전지 제조방법의 흐름을 보여주는 흐름도이다.
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다
또한, 본 명세서 및 청구범위에 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.
이차전지 제조장치
본 발명은 전극활물질이 도포 및 건조된 전극 시트(1)를 권출하는 언와인더부(100); 상기 언와인더부(100)의 후방에 마련되며, 상기 언와인더부(100)로부터 상기 전극 시트(1)를 공급받아 건조하는 건조부(200); 상기 건조부(200)의 후방에 마련되며, 상기 건조부(200)로부터 상기 전극 시트(1)를 공급받아 상기 전극 시트(1)를 커팅하여 복수의 단위 전극 시트(1')를 형성하는 슬리팅부(300); 및 상기 슬리팅부(300)의 후방에 마련되며, 상기 슬리팅부(300)로부터 상기 단위 전극 시트(1')를 공급받아 권취하는 리와인더부(400)를 포함하는 이차전지 제조장치를 제공한다.
먼저 상기 언와인더부(100)는, 전극활물질이 도포 및 건조된 전극 시트(1)를 권출하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다. 이때 상기 전극활물질이 도포 및 건조된 전극 시트(1)는 당업계에서 코팅(coating) 공정이 완료되어 코팅된 전극 시트(1)로 이해됨이 바람직하다.
구체적으로 상기 언와인더부(100)는, 상기 전극 시트(1)를 권출하는 적어도 하나의 언와인더 롤러(120) 및 상기 언와인더 롤러(120)를 회전 가능하도록 지지하는 본체(110)를 포함할 수 있다.
여기서 언와인더 롤러(120)는 전극활물질이 도포 및 건조되어 롤 형태로 감긴 전극 시트(1)를 회전에 의하여 권출함으로써 후술하는 건조부(200)에 상기 전극 시트(1)를 공급할 수 있다.
이때 상기 언와인더 롤러(120)는 후술하는 리와인더 롤러(420)와 상호 동기화되어 동일한 속도로 회전할 수 있으며, 이에 전극 시트(1) 및 단위 전극 시트(1')가 이차전지 제조장치 상에서 연속적으로 이송될 수 있게 함으로써 공정 생산성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 언와인더부(100)로부터 권출된 전극 시트(1)는 상기 언와인더부(100)의 후방에 마련된 건조부(200)에 전달될 수 있다.
여기서 상기 건조부(200)는, 상기 언와인더부(100)의 후방에 마련되며, 상기 언와인더부(100)로부터 상기 전극 시트(1)를 공급받아 건조하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
구체적으로 상기 건조부(200)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 언와인더부(100)와 후술하는 슬리팅부(300) 사이에 마련되어, 상기 전극 시트(1)가 상기 언와인더부(100)로부터 권출된 후 상기 슬리팅부(300)로 공급되기 전까지 상기 전극 시트(1)를 건조할 수 있다.
즉 상기 건조부(200)는 상기 전극 시트(1)가 상기 언와인더부(100)로부터 후술하는 슬리팅부(300)로 이송되는 과정에서 상기 전극 시트(1)를 이송과 동시에 건조시키므로 상기 전극 시트(1)의 건조에 소요되는 시간을 최소화할 수 있다.
이때 상기 건조부(200)는, 상기 언와인더부(100)로부터 공급된 전극 시트(1)를 이후 추가 건조 공정을 생략할 수 있을 만큼 충분히 건조시킴이 바람직할 수 있다. 예를 들어 상기 건조부(200)는, 상기 전극 시트(1)가 상기 슬리팅부(300)로 공급되기 전까지 상기 전극 시트(1)의 수분 함유량을 200ppm 이하로 건조시킬 수 있다.
이러한 건조부(200)는, 내부에 상기 전극 시트(1)가 통과하는 건조공간(S)이 형성된 가열본체(210); 및 상기 건조공간(S)에 마련되어, 상기 전극 시트(1)의 표면을 직접 가열하여 상기 전극 시트(1)에 남아 있는 수분을 건조하는 복수의 가열부재(220)를 포함할 수 있다.
여기서 가열본체(210)는, 내부에 상기 전극 시트(1)가 통과하는 건조공간(S)이 형성된 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들어 상기 가열본체(210)는, 내부에 건조 공간이 형성된 사각 박스 형상을 가지며, 적어도 어느 일 면에 상기 전극 시트(1)가 통과할 수 있는 출입구가 마련될 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 가열본체(210)는 입구를 통해 건조공간(S)으로 전극 시트(1)를 유입시킬 수 있으며, 출구를 통해 건조공간(S)에 유입된 전극 시트(1)를 배출할 수 있다.
그리고 상기 가열부재(220)는, 상기 건조공간(S)에 마련되어, 상기 전극 시트(1)의 표면을 직접 가열하여 상기 전극 시트(1)에 남아 있는 수분을 건조하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
여기서 가열부재(220)는 상기 전극 시트(1)의 표면을 직접 가열할 수 있는 구성이라면 어떠한 구성이나 가능하다. 예를 들어 상기 가열부재(220)는 적외선 램프(infrared lamp)를 포함하여 상기 전극 시트(1)의 표면을 직접 가열할 수 있다. 이 경우, 전극 시트(1) 주변에 진공 상태를 형성하지 않더라도 전극 시트(1)를 효과적으로 건조시킬 수 있는 이점이 있다.
이러한 가열부재(220)는 상기 전극 시트(1)의 표면을 미리 설정된 온도로 가열하여 상기 전극 시트(1)를 건조시킬 수 있다. 여기서 미리 설정된 온도는 사용자에 의하여 다양하게 설정될 수 있으며, 예를 들어 160도 내지 180도 사이에서 설정될 수 있다.
한편, 상기 건조부(200)는, 상술한 가열부재(220)가 상기 건조공간(S) 내에서 고정 설치될 수 있도록 상기 가열부재(220)를 고정 지지하는 지지부(240)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 지지부(240)는 다양한 구성이 가능하다.
예를 들어 상기 지지부(240)는, 상기 가열본체(210) 내부 또는 후술하는 보조 지지부(250)에 고정되는 고정부(241) 및 상기 고정부(241)에 탈착 가능하게 결합되며 적어도 하나의 가열부재(220)가 설치되는 탈착부(242)를 포함할 수 있다.
이 경우, 복수의 가열부재(220) 교체 시 상기 탈착부(242)를 상기 고정부(241)로부터 탈거한 후, 가열부재(220)의 교체를 진행하고, 교체가 완료되면 탈착부(242)를 다시 고정부(241)에 결합하여 가열부재(220)의 유지보수를 용이하게 할 수 있다.
한편, 전술한 가열부재(220)는, 상기 전극 시트(1)를 신속하고 효과적으로 건조시키기 위하여 상기 전극 시트(1)의 양쪽 표면에 대응되어 구비됨으로써 상기 전극 시트(1)의 양쪽 표면을 동시에 건조할 수도 있다.
이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가열본체(210)의 내벽을 향하는 상기 전극 시트(1)의 일면을 건조하는 가열부재(220)는, 상기 가열본체(210)의 내벽을 따라 설치될 수 있으며, 상기 전극 시트(1)의 타면을 건조하는 가열부재(220)는 상기 건조공간(S)의 중앙부에 마련된 보조 지지부(250)에 설치될 수 있다. 여기서 상기 보조 지지부(250)은 상기 가열부재(220) 및/또는 상기 가열부재(220)를 지지하는 지지부(240)를 고정하기 위한 구성으로서, 다양한 구성을 가질 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 건조부(200)는, 상기 건조공간(S)에서 서로 다른 위치에 마련되어 상기 건조공간(S) 상에서 전극 시트(1)의 이송 방향을 전환시키는 복수의 롤러(230)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 건조공간(S)에 유입된 전극 시트(1)의 길이 및 체류시간이 늘어날 수 있으며, 가열부재(220)를 통한 건조 시간도 자연히 길어지므로 전극 시트(1)의 건조 효율이 향상될 수 있다.
예를 들어 설명하면, 상기 복수의 롤러(230)는, 상기 건조공간(S)의 일 영역에 구비되는 제1 롤러(231), 상기 제1 롤러(231)의 상측에 구비되는 제2 롤러(232), 상기 제2 롤러(232)의 일측에 구비되는 제3 롤러(233), 상기 제3 롤러(233)의 하측에 구비되는 제4 롤러(234)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 복수의 롤러(230)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 건조공간(S)에서 우측 하부, 우측 상부, 좌측 상부 및 좌측 하부에 각각 마련될 수 있다. 이 경우, 상기 건조공간(S)에 유입된 전극 시트(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 가열 본체 내벽의 우측면, 상측면 및 좌측면을 따라 순차적으로 이송될 수 있다.
한편, 상기 건조부(200)에 의하여 건조된 전극 시트(1)는, 슬리팅부(300)에 의해 커팅되어 복수의 단위 전극 시트(1')로 형성될 수 있다.
구체적으로 상기 슬리팅부(300)는, 상기 건조부(200)의 후방에 마련되며, 상기 건조부(200)로부터 상기 전극 시트(1)를 공급받아 상기 전극 시트(1)를 커팅하여 복수의 단위 전극 시트(1')를 형성하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
예를 들어, 상기 슬리팅부(300)는, 상기 전극 시트(1)를 사이에 두고 한 쌍으로 마련되는 본체(310); 및 상기 본체(310)에 고정 설치되며 상기 전극 시트(1)의 이송 방향을 따라 상기 전극 시트(1)를 커팅하는 적어도 하나의 커터(320)를 포함할 수 있다.
여기서 본체(310)는, 상기 전극 시트(1)를 사이에 두고 한 쌍으로 마련되는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다. 구체적으로, 상기 본체(310)는, 상기 전극 시트(1)를 사이에 두고 상기 전극 시트(1)의 상측 및 하측에서 한 쌍으로 마련될 수 있으며, 상기 전극 시트(1)를 커팅하는 적어도 하나 이상의 커터(320)를 고정 지지할 수 있다.
그리고 상기 커터(320)는, 상기 본체(310)에 고정 설치되며 상기 전극 시트(1)의 이송 방향을 따라 상기 전극 시트(1)를 커팅하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다.
구체적으로 상기 커터(320)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전극 시트(1)의 이송 방향(도 3 기준 X 방향)에 나란하게 상기 전극 시트(1)를 커팅할 수 있다. 이때 상기 커터(320)의 개수 및 복수의 커터(320) 사이의 간격은 사용자가 원하는 단위 전극 시트(1') 너비에 따라 달라질 수 있다.
여기서 상기 단위 전극 시트(1')의 너비는 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 단위 전극 시트(1')의 너비는 700mm 미만일 수 있다. 보다 상세하게 상기 단위 전극 시트(1')의 너비는 87.5mm 미만으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 슬리팅부(300)에 의하여 형성된 단위 전극 시트(1')는, 리와인더부(400)에 의해 권취될 수 있다.
여기서 상기 리와인더부(400)는, 슬리팅부(300)의 후방에 마련되며, 상기 슬리팅부(300)로부터 상기 단위 전극 시트(1')를 공급받아 권취하는 구성으로서, 다양한 구성이 가능하다
구체적으로 상기 리와인더부(400)는, 상기 단위 전극 시트(1')를 권취하는 적어도 하나의 리와인더 롤러(420) 및 상기 리와인더 롤러(420)를 회전 가능하도록 지지하는 본체(410)를 포함할 수 있다.
여기서 리와인더 롤러(420)는 상기 단위 전극 시트(1')가 롤(roll) 형태로 감기도록 회전에 의하여 상기 단위 전극 시트(1')를 권취하는 구성으로서, 상술한 언와인더 롤러(120)와 상호 동기화되어 동일한 속도로 회전할 수 있다.
이로써 상술한 언와인더 롤러(120)로부터 권출된 전극 시트(1)가 건조 및 슬리팅 공정을 마친 뒤, 단위 전극 시트(1')로 권취되는 과정이 연속적으로 수행될 수 있으므로 공정 생산성이 향상될 수 있다.
이때 상기 전극 시트(1) 및 단위 전극 시트(1')가 상기 이차전지 제조장치에서 이송되는 속도는 105mm/min 내지 115mm/min일 수 있으며, 예를 들어, 110mm/min일 수 있다.
이차전지 제조방법
한편, 본 발명은 전극활물질이 도포 및 건조된 전극 시트(1)를 권출하는 언와인딩단계(S10); 상기 언와인딩단계(S10) 이후, 상기 전극 시트(1)를 건조하는 건조단계(S20); 상기 건조단계(S20) 이후, 건조된 상기 전극 시트(1)를 커팅하여 복수의 단위 전극 시트(1')를 형성하는 슬리팅단계(S30): 및 상기 슬리팅단계(S30) 이후, 상기 단위 전극 시트(1')를 권취하는 리와인딩단계(S40)를 포함하는 이차전지 제조방법을 제공할 수 있다.
이때 본 발명에 따른 이차전지 제조방법은, 롤투롤(roll-to-roll) 공정으로 수행됨으로써 상기 언와인딩단계(S10), 상기 건조단계(S20), 상기 슬리팅 단계 및 상기 리와인딩단계(S40)가 연속적으로 수행될 수 있다. 여기서 롤투롤 공정은 휨 변형 가능한 전극 시트(1)가 롤러(roller)와 롤러 (roller) 사이를 이동하면서 각 공정의 단계가 수행되는 공정으로 이해될 수 있다.
먼저 상기 언와인딩단계(S10)는, 전극활물질이 도포 및 건조된 전극 시트(1)를 권출하는 단계로서, 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 이때 상기 전극활물질이 도포 및 건조된 전극 시트(1)는 당업계에서 코팅(coating) 공정이 완료되어 코팅된 전극 시트(1)로 이해됨이 바람직하다.
그리고 상기 언와인딩단계(S10)는, 언와인더부(100)에 의해 전극 시트(1)를 권출함으로써 수행될 수 있으며, 여기서 언와인더부(100)에 대한 구체적인 설명은 전술한 내용으로 갈음할 수 있다.
상기한 언와인딩단계(S10)의 수행 이후에는 상기 전극 시트(1)를 건조하는 건조단계(S20)가 수행될 수 있다.
여기서 건조단계(S20)는 상기 언와인딩단계(S10) 이후, 상기 전극 시트(1)를 건조하는 단계로서, 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
구체적으로, 상기 건조단계(S20)는, 상기 전극 시트(1)를 이후 추가 건조 공정을 수행할 필요가 없을 만큼 충분히 건조시킬 수 있다. 예를 들어 상기 건조단계(S20)는, 상기 전극 시트(1)의 수분 함유량을 200ppm 이하로 건조시킬 수 있다.
이러한 상기 건조단계(S20)는, 건조부(200)에 의하여 상기 전극 시트(1)를 건조시킴으로써 수행될 수 있으며, 상기 건조부(200)에 대한 보다 구체적인 내용은 전술한 내용으로 갈음할 수 있다.
상기한 건조단계(S20)의 수행 이후에는 상기 전극 시트(1)를 커팅하는 슬리팅 단계가 수행될 수 있다.
여기서 슬리팅단계(S30)는, 상기 건조단계(S20) 이후, 건조된 상기 전극 시트(1)를 커팅하여 복수의 단위 전극 시트(1')를 형성하는 단계로서, 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
구체적으로 상기 슬리팅단계(S30)는, 상기 전극 시트(1)의 이송 방향(도 3 기준 X 방향)에 나란하게 상기 전극 시트(1)를 커팅할 수 있다. 여기서 상기 단위 전극 시트(1')의 너비는 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 단위 전극 시트(1')의 너비는 700mm 미만일 수 있다. 보다 상세하게 상기 단위 전극 시트(1')의 너비는 87.5mm 미만일 수 있다.
상기한 슬리팅단계(S30)는, 슬리팅부(300)에 의하여 상기 전극 시트(1)를 커팅할 수 있으며, 상기 슬리팅부(300)에 대한 보다 구체적인 내용은 전술한 내용에 갈음할 수 있다.
한편, 상기 슬리팅단계(S30) 수행 이후에는 상기 단위 전극 시트(1')를 권취하는 리와인딩단계(S40)가 수행될 수 있다.
여기서 리와인딩단계(S40)는, 상기 슬리팅단계(S30) 이후, 상기 단위 전극 시트(1')를 권취하는 단계로서, 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
구체적으로 상기 리와인딩단계(S40)는, 리와인더부(400)에 의해 단위 전극 시트(1')를 권취함으로써 수행될 수 있으며, 여기서 리와인더부(400)에 대한 구체적인 설명은 전술한 내용으로 갈음할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
100: 언와인더부
110: 본체
120: 언와인더롤러
200: 건조부
210: 가열본체
220: 가열부재
230: 롤러
231: 제1 롤러
232: 제2 롤러
233: 제3 롤러
234: 제4 롤러
240: 지지부
241: 고정부
242: 탈착부
250: 보조 지지부
300: 슬리팅부
310: 본체
320: 커터
400: 리와인더부
410: 본체
420: 리와인더 롤러
S10: 언와인딩단계
S20: 건조단계
S30: 슬리팅단계
S40: 리와인딩단계
S: 건조공간

Claims (10)

  1. 전극활물질이 도포 및 건조된 전극 시트를 권출하는 언와인더부;
    상기 언와인더부의 후방에 마련되며, 상기 언와인더부로부터 상기 전극 시트를 공급받아 건조하는 건조부;
    상기 건조부의 후방에 마련되며, 상기 건조부로부터 상기 전극 시트를 공급받아 상기 전극 시트를 커팅하여 복수의 단위 전극 시트를 형성하는 슬리팅부; 및
    상기 슬리팅부의 후방에 마련되며, 상기 슬리팅부로부터 상기 단위 전극 시트를 공급받아 권취하는 리와인더부를 포함하는 이차전지 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 언와인더부는, 상기 전극 시트를 권출하는 적어도 하나의 언와인더 롤러를 포함하며;
    상기 리와인더부는, 상기 단위 전극 시트를 권취하는 적어도 하나의 리와인더 롤러를 포함하고;
    상기 언와인더 롤러 및 상기 리와인더 롤러는, 상호 동기화되어 회전하는 이차전지 제조장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 건조부는,
    내부에 상기 전극 시트가 통과하는 건조공간이 형성된 가열본체; 및
    상기 건조공간에 마련되어, 상기 전극 시트의 표면을 직접 가열하여 상기 전극 시트에 남아 있는 수분을 건조하는 복수의 가열부재를 포함하는 이차전지 제조장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 건조부는,
    상기 건조공간에서 서로 다른 위치에 마련되어 상기 전극 시트의 이송 방향을 전환시키는 복수의 롤러를 더 포함하는 이차전지 제조장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 가열부재는,
    상기 전극 시트의 양쪽 표면에 대응되어 구비되어 상기 전극 시트의 양쪽 표면을 동시에 건조하는 이차전지 제조장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 가열부재는 적외선 램프를 포함하는 이차전지 제조장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 건조부는, 상기 전극 시트의 수분 함유량을 200ppm 이하로 건조시키는 이차전지 제조장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬리팅부는,
    상기 전극 시트를 사이에 두고 한 쌍으로 마련되는 본체; 및
    상기 본체에 고정 설치되며 상기 전극 시트의 이송 방향을 따라 상기 전극 시트를 커팅하는 적어도 하나의 커터를 포함하는 이차전지 제조장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 단위 전극 시트의 너비는 700mm 미만인 이차전지 제조장치.
  10. 전극활물질이 도포 및 건조된 전극 시트를 권출하는 언와인딩단계;
    상기 언와인딩단계 이후, 상기 전극 시트를 건조하는 건조단계;
    상기 건조단계 이후, 건조된 상기 전극 시트를 커팅하여 복수의 단위 전극 시트를 형성하는 슬리팅단계: 및
    상기 슬리팅단계 이후, 상기 단위 전극 시트를 권취하는 리와인딩단계를 포함하며;
    상기 언와인딩단계, 상기 건조단계, 상기 슬리팅 단계 및 상기 리와인딩단계는 연속적으로 수행되는 이차전지 제조방법.
KR1020220019794A 2022-02-15 2022-02-15 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법 KR20230122932A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220019794A KR20230122932A (ko) 2022-02-15 2022-02-15 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법
PCT/KR2023/002211 WO2023158215A1 (ko) 2022-02-15 2023-02-15 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220019794A KR20230122932A (ko) 2022-02-15 2022-02-15 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230122932A true KR20230122932A (ko) 2023-08-22

Family

ID=87578578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220019794A KR20230122932A (ko) 2022-02-15 2022-02-15 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20230122932A (ko)
WO (1) WO2023158215A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101790832B1 (ko) * 2014-10-28 2017-10-26 주식회사 엘지화학 리튬-황 전지용 전극의 제조방법 및 이를 위한 제조장치
KR102061057B1 (ko) * 2015-11-09 2019-12-31 주식회사 엘지화학 분할과 코팅을 동시에 수행하는 제조 공정성이 향상된 전극 시트 가공장치
KR102162773B1 (ko) * 2016-10-07 2020-10-07 주식회사 엘지화학 프리-슬리팅 공정을 포함하는 이차전지용 전극의 제조 방법
KR102516223B1 (ko) * 2017-08-17 2023-03-30 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 가열장치 및 그를 포함하는 이차전지용 제조시스템
KR20210008724A (ko) * 2019-07-15 2021-01-25 삼성에스디아이 주식회사 전극판 제조 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023158215A1 (ko) 2023-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6196675B2 (ja) 電極積層体を製造するための装置及びその方法
KR100814541B1 (ko) 이차전지 제조방법 및 이차전지 제조장치
JP6210352B2 (ja) 電極ガイドを含むラミネーション装置
JP2015532513A5 (ko)
KR102646568B1 (ko) 이차 전지의 전극 조립체의 제조 방법 및 기기
KR102277230B1 (ko) 언와인더 및 리와인더를 포함하는 전극 건조 장치
CN111342107A (zh) 一种热复合高速叠片机
JP6499997B2 (ja) リチウムイオン二次電池用セパレータ製造方法及びリチウムイオン二次電池用セパレータスリット方法
JP2012009281A (ja) 電池の製造方法および電池の製造装置
KR20230122932A (ko) 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법
JP5960915B1 (ja) セパレータ捲回体の製造方法およびセパレータのスリット方法
KR102253132B1 (ko) 2차 전지용 단위 셀 제조 방법, 장치 및 시스템
JP2018041625A (ja) 電極製造装置
CN211700479U (zh) 一种热复合高速叠片机
KR101717004B1 (ko) 세퍼레이터 제조 방법 및 슬릿 방법
CN210522982U (zh) 一种油性pvdf隔膜涂布系统
WO2016103757A1 (ja) スリット装置及びセパレータ捲回体の製造方法
JP2017145137A (ja) エキスパンダ装置、多孔質フィルム製造装置、および多孔質フィルム製造方法
CN110265699B (zh) 用于电芯制造的叠片方法和电芯极组制造装备
WO2023190220A1 (ja) 乾燥装置
KR20170037481A (ko) 슬릿 장치 및 세퍼레이터 권회체의 제조 방법
KR20230123372A (ko) 이차전지 제조장치 및 이를 이용하는 이차전지 제조방법
KR20230149037A (ko) 전고체 전지의 바이셀 제조시스템
CN115303865A (zh) 隔膜分切设备的传送方法、隔膜分切设备以及传送装置