KR20230139517A - 전극 조립체 제조장치 - Google Patents
전극 조립체 제조장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230139517A KR20230139517A KR1020220037935A KR20220037935A KR20230139517A KR 20230139517 A KR20230139517 A KR 20230139517A KR 1020220037935 A KR1020220037935 A KR 1020220037935A KR 20220037935 A KR20220037935 A KR 20220037935A KR 20230139517 A KR20230139517 A KR 20230139517A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrode assembly
- manufacturing apparatus
- assembly manufacturing
- fixing
- edge portion
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 36
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 35
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 35
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 3
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 2
- -1 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001955 polyphenylene ether Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0404—Machines for assembling batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
본 발명은 하나 이상의 제1 전극, 분리막 및 제2 전극이 적층된 적층물을 파지하여 고정하는 고정부 및 상기 고정부를 히팅하며 가압하는 프레스부를 포함하고, 상기 고정부는 서로 성질이 상이한 2 이상의 부분을 포함하는 것인 전극 조립체 제조장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전극 조립체 제조장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 전극 조립체 접착 시 전극 조립체로 열전달율을 증가시켜 전극 조립체의 들뜸 및 주름 현상을 방지할 수 있는 전극 조립체 제조장치에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리필름으로 권취한 스택 앤 폴딩형으로 대략 분류할 수 있다.
종래 스택 앤 폴딩형 전극 조립체를 제조하는 공정은 전극과 분리막을 적층한 전극 조립체의 틀어짐을 방지하기 위해 그리퍼 또는 고정부로 전극 조립체를 고정한 상태에서 가열 프레스로 적층물을 가열 및 가압하여 전극과 분리막을 접착시켰다.
그러나, 종래 전극 조립체 제조 공정은 그리퍼 또는 고정부에 의해 가열 프레스에서 전극 조립체로 열 전달율이 감소하거나 열 전달이 고르지 않아 전극과 분리막의 접착력이 감소되거나 전극 조립체의 위치에 따라 접착력 차이가 생기는 등의 문제로 인해 전극 조립체의 접착력 균일성 확보에 한계가 있었다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프레스부에서 전극 조립체로 열 전달율을 증가시켜 전극 조립체의 접착력의 균일성을 확보할 수 있는 전극 조립체 제조장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시상태는 하나 이상의 제1 전극, 분리막 및 제2 전극이 적층된 적층물을 파지하여 고정하는 고정부 및 상기 고정부를 히팅하며 가압하는 프레스부를 포함하고, 상기 고정부는 서로 성질이 상이한 2 이상의 부분을 포함하는 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 고정부는 상기 적층물과 접하는 면을 포함하는 중앙부 및 상기 중앙부를 둘러싸는 테두리부를 포함하고, 상기 중앙부와 상기 테두리부는 이종 소재로 구비되는 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 중앙부는 상기 테두리부 보다 열전도율이 높고, 상기 테두리부는 상기 중앙부보다 강도가 높은 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 중앙부는 은, 구리, 금, 알루미늄 및 두랄루민 중 어느 하나를 포함하는 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 테두리부는 스틸 계열, 탄소강, 스테인레스강 및 엔지니어링 플라스틱 중 어느 하나를 포함하는 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 중앙부는 상기 고정부 전체 면적 100%를 기준으로 40% 내지 90%차지하고, 상기 테두리부는 상기 고정부 전체 면적 100%를 기준으로 10% 내지 60%를 차지하는 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 테두리부는 상기 적층물에 접촉하지 않는 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 중앙부와 상기 테두리부는 이격되어 구비되는 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 중앙부와 상기 테두리부를 결합하는 결합부를 더 포함하는 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 결합부는 리베트 결합 및 T형 스크류 결합 중 어느 하나의 방식에 의해 상기 중앙부와 상기 테두리부를 결합하는 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 고정부는 한 쌍의 고정블럭을 포함하며, 한 쌍의 상기 고정블럭은 상호 마주보는 방향으로 이동되며 상기 적층물 중 어느 하나 이상을 면 가압하는 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 한 쌍의 상기 고정블럭은 상기 적층물과 접촉하여 가압하는 가압면이 평면인 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 프레스부는 한 쌍의 가열블럭을 포함하고, 한 쌍의 상기 가열블럭은 각각 상기 고정부와 접촉되는 일면에 가열판이 구비되는 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 프레스부는 한 쌍의 가열블럭을 포함하고, 한 쌍의 상기 가열블럭은 각각 내부에 가열부가 포함되는 것인 전극 조립체 제조장치를 제공한다.
본 발명의 실시상태들에 따른 전극 조립체 제조장치에 따르면, 프레스부에서 전극 조립체로 열 전달율을 증가시켜 전극 조립체의 균일한 접착력을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 고정부와 프레스부로 적층물에 열과 압력을 가하는 개념을 설명하기 위한 측면도이다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 고정부를 도시한 평면도이고, 도 2(b)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 고정부를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시상태에 따른 고정부를 도시한 단면도이다.
도 4(a)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 결합부가 고정부에 결합되는 개념을 설명하기 위한 평면도이고, 도 4(b)는 도 4(a)의 A-A' 을 절단한 단면도이다.
도 5(a)는 본 발명의 다른 실시상태에 따른 고정부와 결합부가 결합되는 개념을 설명하기 위한 평면도이고, 도 5(b)는 도 5(a)의 B-B' 을 절단한 단면도이고, 도 5(c)는 도 5(a)의 C-C' 을 절단한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시상태들에 따른 중앙부 및 테두리부의 단면 구조를 예시한 것이다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 고정부를 도시한 평면도이고, 도 2(b)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 고정부를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시상태에 따른 고정부를 도시한 단면도이다.
도 4(a)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 결합부가 고정부에 결합되는 개념을 설명하기 위한 평면도이고, 도 4(b)는 도 4(a)의 A-A' 을 절단한 단면도이다.
도 5(a)는 본 발명의 다른 실시상태에 따른 고정부와 결합부가 결합되는 개념을 설명하기 위한 평면도이고, 도 5(b)는 도 5(a)의 B-B' 을 절단한 단면도이고, 도 5(c)는 도 5(a)의 C-C' 을 절단한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시상태들에 따른 중앙부 및 테두리부의 단면 구조를 예시한 것이다.
본 발명에 대한 상세한 설명은 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위한 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 하거나, 어떤 구조와 형상을 “특징”으로 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하거나 다른 구조와 형상을 배제한다는 것이 아니라, 다른 구성요소, 구조 및 형상을 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 제시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 실시예의 의한 발명의 내용을 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 도면은 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 도면에 의하여 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 고정부(10)과 프레스부(20)로 적층체에 열과 압력을 가하는 개념을 설명하기 위한 측면도이다.
고정부(10)은 하나 이상의 제1 전극, 분리막 및 제2 전극이 적층된 적층물을 파지하여 고정하는 것으로, 한 쌍의 고정블럭을 포함할 수 있다. 즉, 고정부(10)은 제1 고정블럭(11) 및 제2 고정블럭(12)을 포함하고, 제1 및 제2 고정블럭(11, 12)은 상호 마주보는 방향으로 이동되며, 적층물 중 어느 하나 이상을 면 가압하여 적층물을 고정할 수 있다.
제1 및 제2 고정블럭(12)은 적층물과 접촉하여 가압하는 가압면이 평면으로 구비될 수 있다. 여기서, 가압면은 제1 및 제2 고정블럭(12)이 적층물과 접촉되는 면으로, 적층물의 평단면 형상에 대응되는 형상으로 구비될 수 있다.
고정부(10)는 서로 성질이 상이한 2 이상의 부분을 포함할 수 있다. 고정부(10)는 중앙부(C)와 중앙부(C)를 둘러싸는 테두리부(S)를 포함할 수 있다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 고정부(10)을 도시한 평면도이고, 도 2(b)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 고정부(10)을 도시한 측면도이다.
일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 고정블럭(12)은 적층물과 접하는 면을 포함하는 중앙부(C) 및 중앙부(C)를 둘러싸는 테두리부(S)를 포함하고, 중앙부(C)와 테두리부(S)는 이송 소재로 구비될 수 있다.
중앙부(C)는 고정부(10) 전체 면적 100%를 기준으로 40% 내지 90%를 차지하고, 테두리부(S)는 고정부(10) 전체 면적 100%를 기준으로 10% 내지 60%를 차지할 수 있다.
중앙부(C)의 적층물과 접촉되는 면의 넓이는 적층물의 단면적과 대응되거나, 적층물의 단면적 보다 더 넓은 면적으로 구비될 수 있다. 적층물의 단면적은 적층물을 평면으로 자른 면의 넓이를 의미할 수 있다.
그리고, 중앙부(C)는 테두리부(S) 보다 열전도율이 높은 물질을 포함할 수 있고, 테두리부(S) 보다 강도가 낮은 물질을 포함할 수 있다. 테두리부(S)는 중앙부(C) 보다 강도가 높은 물질이 포함될 수 있다.
테두리부(S)는 중앙부(C)의 측면 단부에 위치되고 적층물에 접촉하지 않을 수 있다.
예를 들어, 중앙부(C)는 은, 구리, 금, 알루미늄 및 두랄루민 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 테두리부(S)는 스틸(SUS) 계열, 탄소강, 스테인리스강 및 엔지니어링 플라스틱 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
스틸(SUS) 계열은 스테인레스강 또는 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 및 나이오븀 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
엔지니어링 플라스틱은 폴리아마드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리카보네이트(PC), 변성 폴리페닐렌에테르(PPE), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), GF-강화-폴리에틸렌테레프탈레이트(GF-PET), 초고분자량 폴리에틸렌(UHPE), 폴리술폰(PSF), 폴리에테르술폰(PES), 폴리페닐렌술파이드(PPS), 폴리알릴레이트(PAR), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에테르에테르케폰(PEEK), 폴리이미드(PI), 액정 폴리에스테르(LCP), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리아미노비스마레이미드(PABM) 및 폴리비스아미드트리아졸(BT)로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 또는 2종 이상일 수 있다. 바람직하게는 엔지니어링 플라스틱은 폴리에테르에테르케폰일 수 있다.
고정부(10)는 적층물과 접촉되는 일면에 테두리부(S)가 차지하는 면적과 반대면(고정부(10)의 타면)의 테두리부(S)가 차지하는 면적이 상이할 수 있다. 즉, 고정부(10) 타면을 차지하는 중앙부(C)의 길이는 고정부(10) 일면을 차지하는 중앙부(C) 길이 보다 짧을 수 있다. 여기서, 중앙부(C)의 길이는 적층물의 적층 방향과 수직되는 길이 중 가장 긴 길이를 의미한다.
도 6은 본 발명의 실시상태들에 따른 중앙부(C) 및 테두리부(S)의 단면 구조를 예시한 것이다.
예를 들어, 중앙부(C) 길이는 타면에서 일면으로 갈수록 일정한 비율로 증가되어 중앙부(C)와 테두리부(S)의 경계가 사선으로 형성될 수 있다. 또는, 중앙부(C)는 고정부(10) 타면에서 일면 방향으로 한 번의 길이 변화가 일어나 중앙부(C)의 단면이 계단 형태로 형성될 수 있다.
이때, 중앙부(C)의 측면과 대면되는 테두리부(S)의 면은 중앙부(C)의 측면 형태와 대응되게 제공되면 그 크기 및 형태는 특별히 한정하지 않는다.
즉, 중앙부(C) 길이는 타면에서 일면으로 갈수록 일정한 비율로 증가될 때, 테두리부(S)는 직각 역삼각형의 형태로 제공되거나, 평행사변형의 형태로 제공될 수 있다.
그리고, 고정부(10)의 일면 넓이 100%를 기준으로 테두리부(S)는 0% 이상 내지 40% 이하를 차지할 수 있다.
고정부(10)는 중앙부(C)와 테두리부(S)가 이격되어 구비될 수 있다. 이때, 중앙부(C)와 테두리부(S)의 이격 거리는 공정온도에서 중앙부(C) 및 테두리부(S)가 열팽창항 때 고정부(10)의 형태가 변형되지 않을 정도, 즉, 이격 거리는 중앙부(C)와 테두리부(S)의 팽창 길이를 수용할 수 있는 정도의 거리일 수 있다.
그리고, 고정부(10)는 이종 소재를 포함함으로, 두 종류의 소재는 열팽창 계수가 상이할 수 있다.
고정부(10)가 프레스부(20)로부터 열을 공급받을 경우 두 종류의 소재는 각각 열팽창하게 되는데, 이때 이종 소재의 열팽창 계수 차이에 의해 간섭이 발생할 수 있고, 이로 인해 고정부(10)가 휘거나 변형될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시상태에 따른 고정부(10)을 도시한 측면도이다. 예를 들어, 고정부(10)는 중앙부(C)가 알루미늄을 포함하고, 테두리부(S)가 스틸을 포함할 수 있다. 알루미늄의 열팽장 계수는 24X10-6/℃이고, 스틸은 13X10-6/℃이다. 그리고, 고정부(10)는 중앙부(C)의 길이(LC)가 100㎜이고, 테두리부(S)의 길이(LS)는 50㎜이다. 중앙부(C)는 프레스부(20)로부터 열을 전달받아 온도가 100℃까지 증가하게 되고, 테두리부(S)는 중앙부(C)로부터 열을 부분 전달받으므로 온도가 30℃까지 증가할 수 있다.
이때, 중앙부(C)의 팽창길이는 0.24㎜이고, 테두리부(S)의 팽창길이는 0.0195㎜이므로, 중앙부(C)와 테두리부(S) 사이 이격 거리(L)는 0.26㎜ 이상으로 구비되어야 중앙부(C)와 테두리부(S) 사이 열팽창에 의한 간섭이 발생하지 않고 고정부(10)가 휘거나 변형되는 것을 방지할 수 있다.
전극 조립체 제조장치(100)는 고정부(10)의 중앙부(C)와 테두리부(S)를 결합하는 결합부(30)를 더 포함할 수 있다. 결합부(30)는 고정부(10)의 중앙부(C)와 테두리부(S)가 이격 분리되어 중앙부(C)와 테두리부(S)를 결합하는 것으로, 고정부(10)는 리베트 결합 및 T형 스크류 결합 중 어느 하나의 방식에 의해 중앙부(C)와 테두리부(S)를 결합할 수 있다.
도 4(a)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 결합부(30)가 고정부(10)에 결합되는 개념을 설명하기 위한 평면도이고, 도 4(b)는 도 4(a)의 A-A' 을 절단한 단면도이고, 도 5(a)는 본 발명의 다른 실시상태에 따른 고정부(10)와 결합부(30)가 결합되는 개념을 설명하기 위한 평면도이고, 도 5(b)는 도 5(a)의 B-B' 을 절단한 단면도이고, 도 5(c)는 도 5(a)의 C-C' 을 절단한 단면도이다.
도 4(a) 및 도 4(b)를 참고하면, 일 실시예에 따른 고정부(10)의 중앙부(C)는 중앙부(C)의 폭 방향으로 돌출된 제1 돌출부(C1)를 포함하고, 제1 돌출부(C1)는 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 여기서, 중앙부(C)의 폭 방향은 프레스부(20)의 가압방향과 수직한 방향 중, 중앙부(C)의 일 단면에서 타 단면까지 가장 길이가 긴 방향을 의미할 수 있다.
예를 들어, 중앙부(C)는 한 쌍의 제1 돌출부(C1)가 마주보는 측면에 구비되고, 한 쌍의 제1 돌출부(C1)는 서로 이격되어 위치될 수 있다.
또는, 돌출부(C1)는 중앙부(C)의 측면을 따라 구비되고, 돌출부(C1)는 중앙부(C)의 높이 보다 낮은 높이로 구비될 수 있다. 그리고, 돌출부(C1)의 일면은 중앙부(C)의 일면과 같은 선상에 위치될 수 있다. 여기서, 중앙부(C) 및 돌출부(C1)의 일면 및 타면은 프레스부(20)와 마주보는 면을 의미할 수 있고, 측면은 일면 및 타면을 연결하는 면을 의미할 수 있다.
예를 들어, 돌출부(C1)는 중앙부(C)의 폭 방향으로 한 번의 길이 변화가 있는 계단형 형태로 제공될 수 있다.
이때, 결합부(30)는 돌출부(C1)의 위치와 대응되는 위치에 결합될 수 있고, 결합부(30)는 리베트 형태로 고정부(10)의 타면에서 일면 방향으로 테두리부(S)를 관통하고 중앙부(C)에 고정되어 중앙부(C) 및 테두리부(S)를 결합할 수 있다. 결합부(30)가 관통되는 테두리부(S)는 돌출부(C1)의 타면에 적층된 영역일 수 있다.
또는, 결합부(30)는 고정부(10)의 일 측면에서 타 측면 방향으로 테두리부(S)를 관통하여 중앙부(C)에 고정될 수 있다.
즉, 결합부(30)는 테두리부(S)를 완전히 관통하고, 중앙부(C)에는 결합부(30)의 일부만 삽입될 수 있다.
테두리부(S)는 결합부(30)가 삽입되는 결합홀(도시되지 않음)이 포함될 수 있는데, 결합부(30)는 결합홀에 삽입되어 중앙부(C)까지 인입될 수 있다. 이때, 결합부(30)는 결합홀의 내면과 이격되어 위치될 수 있다.
즉, 일 실시예에 따른 고정부(10)는 중앙부(C)가 열팽창에 의해 부피가 증가될 때, 증가된 중앙부(C)의 길이 또는 폭 수용할 수 있게, 중앙부(C)와 테두리부(S) 사이 및 결합홀과 결합부(30) 사이 이격 거리가 포함될 수 있다.
결합부(30)가 둥근 리베트, 둥근 접시 리베트, 납짝 리베트, 납짝 접시 리베트, T형 스크류 등과 같이 고정부(10)에 결합된 후 돌출되는 머리 부분이 포함될 경우, 테두리부(S)는 결합부(30)의 머리 부분이 위치되는 부분에 일정 깊이의 홈이 더 포함될 수 있다.
도 5(a), 도 5(b) 및 도 5(c)를 참고하면, 다른 실시예에 따른 고정부(10)는 돌출부(C1)가 중앙부(C)의 측면을 따라 구비되고, 중앙부(C) 측면의 중심에 위치될 수 있다. 즉, 다른 실시예에 따른 고정부(10)는 돌출부(C1)의 일면 및 타면이 중앙부(C)의 일면 및 타면과 동일 선상에 위치되지 않을 수 있다.
테두리부(S)는 중앙부(C) 측면에 돌출된 돌출부(C1)를 수용할 수 있는 수용홈(S1)이 구비될 수 있다. 돌출부(C1)와 수용홈(도시되지 않음)은 이격되어 위치될 수 있다. 예를 들어, 테두리부(S)는 단면이 'ㄷ' 자 또는 H빔 형태로 구비될 수 있다.
테두리부(S)는 수용홈(S1)에 돌출부(C1)를 위치시키기 위해 제1 테두리부(S1) 및 제2 테두리부(S2)을 포함할 수 있고, 결합부(30)는 제1 및 제2 테두리부(S1, S2)를 고정할 수 있다.
예를 들어, 테두리부(S)는 중앙부(C)를 둘러싸는 구성으로, 고정부(10)의 평면도를 기준으로 액자 형태로 제공될 수 있는데, 이때, 제1 테두리부(S1)는 'ㄷ' 자 형태로 구비되고, 제2 테두리부(S2) 'ㅣ' 자 형태로 구비될 수 있다.
결합부(30)는 제1 및 제2 테두리부(S1, S2)가 접촉하는 부분에 테두리부(S)의 일 측면에서 타 측면 방향으로 관통되어, 제1 및 제2 테두리부(S1, S2)를 결합할 수 있다.
중앙부(C)는 수용홈이 돌출부(C1)를 감합하는 형태로 구비됨으로써, 중앙부(C)와 테두리부(S)를 고정하는 구성은 생략 가능할 수 있고, 결합부(30)와 테두리부(S) 사이는 이격되지 않을 수 있다.
프레스부(20)는 고정부(10)를 히팅하며 가압하는 것으로, 한 쌍의 가열블럭(21, 22)을 포함할 수 있다. 즉, 프레스부(20)는 제1 가열블럭(21) 및 제2 가열블럭(22)을 포함하고, 제1 및 제2 가열블럭(21, 22)은 상호 마주보는 방향으로 이동되며 제1 및 제2 고정블럭(12) 각각의 일면을 가압하여 열을 공급할 수 있다.
한 쌍의 가열블럭(21, 22)은 각각 고정부(10)와 접촉되어 고정부(10)를 가열하는 가열면을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 프레스부(20)는 한 쌍의 가열블럭(21, 22)의 가열면에 가열판(23)이 구비되는 형태로 제공될 수 있다. 이때, 가열판(23)은 고정부(10)와 접촉하는 면이 평면으로 구비될 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 프레스부(20)는 내부에 가열부(도시되지 않음)가 포함될 수 있다. 가열부는 전력을 공급받아 가열되는 선, 판, 막대 등의 형태로 프레스부(20) 내부에 포함될 수 있다.
이때, 프레스부(20)는 가열부에서 발생되는 열을 고정부(10)로 전달하기 위해 열 전도성이 있는 물질을 포함할 수 있다.
그리고, 가열판(23) 및 가열부은 외부 전원으로부터 전력을 공급받거나, 프레스부(20)의 타면에 전원이 더 포함되어, 가열판(23)은 프레스부(20)에 결합된 전원으로부터 전력을 공급받을 수 있다.
전극 조립체 제조장치(100)는 전처리 유닛(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 전처리 유닛은 고정부(10)에 공급되는 적층물을 제조하는 것으로, 제1 전극 공급부, 분리막 공급부 및 제2 전극 공급부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 제1 전극, 분리막 및 제2 전극은 고정부(10)에 공급될 수 있는데, 예를 들어, 제1 전극, 분리막 및 제2 전극이 제1 고정블럭(11)에 공급되면, 제2 고정블럭(12)이 제1 고정블럭(11) 방향으로 이동되어 적층물을 고정할 수 있다. 즉, 한 쌍의 고정블럭(11, 12) 중 제1 전극, 분리막 및 제2 전극이 공급되어 적층되는 고정블럭은 이동하지 않고 위치가 고정될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 전극 조립체 제조장치
10: 고정부
11: 제1 고정블럭
12: 제2 고정블럭
20: 프레스부
21: 제1 가열블럭
22: 제2 가열블럭
23: 가열판
30: 결합부
C: 중앙부
C1: 돌출부
S: 테두리부
S1: 제1 테두리부
S2: 제2 테두리부
10: 고정부
11: 제1 고정블럭
12: 제2 고정블럭
20: 프레스부
21: 제1 가열블럭
22: 제2 가열블럭
23: 가열판
30: 결합부
C: 중앙부
C1: 돌출부
S: 테두리부
S1: 제1 테두리부
S2: 제2 테두리부
Claims (14)
- 하나 이상의 제1 전극, 분리막 및 제2 전극이 적층된 적층물을 파지하여 고정하는 고정부 및
상기 고정부를 히팅하며 가압하는 프레스부를 포함하고,
상기 고정부는 서로 성질이 상이한 2 이상의 부분을 포함하는 것인 전극 조립체 제조장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 고정부는 상기 적층물과 접하는 면을 포함하는 중앙부 및 상기 중앙부를 둘러싸는 테두리부를 포함하고,
상기 중앙부와 상기 테두리부는 이종 소재로 구비되는 것인 전극 조립체 제조장치. - 청구항 2에 있어서, 상기 중앙부는 상기 테두리부 보다 열전도율이 높고,
상기 테두리부는 상기 중앙부보다 강도가 높은 것인 전극 조립체 제조장치. - 청구항 2에 있어서, 상기 중앙부는 은, 구리, 금, 알루미늄 및 두랄루민 중 어느 하나를 포함하는 것인 전극 조립체 제조장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 테두리부는 스틸 계열, 탄소강, 스테인레스강 및 엔지니어링 플라스틱 중 어느 하나를 포함하는 것인 전극 조립체 제조장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 중앙부는 상기 고정부 전체 면적 100%를 기준으로 40% 내지 90%차지하고,
상기 테두리부는 상기 고정부 전체 면적 100%를 기준으로 10% 내지 60%를 차지하는 것인 전극 조립체 제조장치. - 청구항 2에 있어서, 상기 테두리부는 상기 적층물에 접촉하지 않는 것인 전극 조립체 제조장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 중앙부와 상기 테두리부는 이격되어 구비되는 것인 전극 조립체 제조장치.
- 청구항 8에 있어서, 상기 중앙부와 상기 테두리부를 결합하는 결합부를 더 포함하는 전극 조립체 제조장치.
- 청구항 9에 있어서, 상기 결합부는 리베트 결합 및 T형 스크류 결합 중 어느 하나의 방식에 의해 상기 중앙부와 상기 테두리부를 결합하는 것인 전극 조립체 제조장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 고정부는 한 쌍의 고정블럭을 포함하며,
한 쌍의 상기 고정블럭은 상호 마주보는 방향으로 이동되며 상기 적층물 중 어느 하나 이상의 면을 가압하는 것인 전극 조립체 제조장치. - 청구항 11에 있어서, 한 쌍의 상기 고정블럭은 상기 적층물과 접촉하여 가압하는 가압면이 평면인 것인 전극 조립체 제조장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 프레스부는 한 쌍의 가열블럭을 포함하고,
한 쌍의 상기 가열블럭은 각각 상기 고정부와 접촉되는 일면에 가열판이 구비되는 것인 전극 조립체 제조장치. - 청구항 1에 있어서, 상기 프레스부는 한 쌍의 가열블럭을 포함하고,
한쌍의 상기 가열블럭은 각각 내부에 가열부가 포함되는 것인 전극 조립체 제조장치.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220037935A KR20230139517A (ko) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 전극 조립체 제조장치 |
| PCT/KR2023/004030 WO2023191415A1 (ko) | 2022-03-28 | 2023-03-27 | 전극 조립체 제조장치 |
| CN202380013351.3A CN117882226A (zh) | 2022-03-28 | 2023-03-27 | 用于制造电极组件的设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220037935A KR20230139517A (ko) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 전극 조립체 제조장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230139517A true KR20230139517A (ko) | 2023-10-05 |
Family
ID=88202675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220037935A KR20230139517A (ko) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | 전극 조립체 제조장치 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230139517A (ko) |
| CN (1) | CN117882226A (ko) |
| WO (1) | WO2023191415A1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08138722A (ja) | 1994-11-09 | 1996-05-31 | Toshiba Battery Co Ltd | 電極隔離紙積層体の製造装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001068144A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Toshiba Battery Co Ltd | 捲回型電極の製造装置 |
| JP2007234474A (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-13 | Toyota Motor Corp | 燃料電池の製造装置 |
| JP2010092733A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体並びにその製造方法及び製造装置 |
| KR101596263B1 (ko) * | 2013-05-23 | 2016-02-22 | 주식회사 엘지화학 | 전지 두께 측정용 지그 및 이를 사용하여 전지의 두께를 측정하는 방법 |
| JP6861127B2 (ja) * | 2017-08-28 | 2021-04-21 | 日産自動車株式会社 | 電極の製造方法および製造装置 |
| KR20220037935A (ko) | 2020-09-18 | 2022-03-25 | 한국전자통신연구원 | 물리적 특성을 기반으로 전기차 충전기의 이상 탐지 방법 및 장치 |
-
2022
- 2022-03-28 KR KR1020220037935A patent/KR20230139517A/ko unknown
-
2023
- 2023-03-27 CN CN202380013351.3A patent/CN117882226A/zh active Pending
- 2023-03-27 WO PCT/KR2023/004030 patent/WO2023191415A1/ko active Application Filing
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08138722A (ja) | 1994-11-09 | 1996-05-31 | Toshiba Battery Co Ltd | 電極隔離紙積層体の製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023191415A1 (ko) | 2023-10-05 |
| CN117882226A (zh) | 2024-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8932740B2 (en) | Battery cell and method of manufacturing the same | |
| US11563232B2 (en) | Lamination apparatus and method for secondary battery | |
| CN109638313B (zh) | 燃料电池的单体电池的制造方法 | |
| KR102065556B1 (ko) | 전극 조립체 폴딩 장치 및 이를 이용한 전극 조립체 폴딩 방법 | |
| KR102054467B1 (ko) | 이차전지용 플라즈마 발생장치 및 그를 포함하는 라미네이션 시스템 | |
| EP3503277B1 (en) | Plasma generator for secondary battery | |
| US20170222247A1 (en) | Method of producing fuel cell stack and method of producing metal separator for fuel cell | |
| US20210091404A1 (en) | Separator, battery module and battery module production method | |
| US20170125835A1 (en) | Method of manufacturing secondary battery | |
| JP2020533743A (ja) | バッテリーセル装着装置及びその方法 | |
| US20220231356A1 (en) | Secondary cell and method for manufacturing the same | |
| KR20230139517A (ko) | 전극 조립체 제조장치 | |
| KR20210097903A (ko) | 파우치형 배터리의 충방전용 그립퍼 및 이를 구비한 파우치형 배터리의 충방전 장치 | |
| KR20170104827A (ko) | 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지 | |
| US11982686B2 (en) | Electrode lead gripper for pressure activation device | |
| US10756356B2 (en) | Manufacturing method of separator for fuel cell | |
| JP2022522343A (ja) | 電池モジュールおよびその製造方法 | |
| JPH07130393A (ja) | 非水電解液二次電池及びその製造方法 | |
| WO2018105666A1 (ja) | 押圧構造及び押圧ユニット | |
| KR20180092051A (ko) | 분리막 잉여부를 접합시키는 전지셀 제조방법 | |
| US11329322B2 (en) | Battery module | |
| KR20210015282A (ko) | 전극 조립체의 제조 방법 | |
| US20200388800A1 (en) | Sealing Device for Secondary Battery | |
| CN115279530B (zh) | 包括电极接片固定部的焊接设备及使用其的电极接片焊接方法 | |
| US20230318159A1 (en) | Electrochemical device and electronic device |