KR20230149037A - 전고체 전지의 바이셀 제조시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전고체 전지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 전고체 전지의 바이셀 제조에 관한 것이다. 본 발명의 실시형태에 따르면, 바이셀은, 양극; 상기 양극에 접합되는 음극; 및 상기 양극의 둘레를 감싸도록 배치되고, 상기 음극에 부착되는 보상부재를 포함한다.
Description
본 발명은 전고체 전지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 전고체 전지의 바이셀 제조에 관한 것이다.
이차전지는 충전이 가능한 에너지 저장장치이다. 이차전지에서는 대부분 액체 전해질인 유기용제를 기반으로 셀이 제작되므로 안정성과 에너지 밀도의 향상에 한계가 있다. 이에 최근에는 고체 전해질을 이용하는 전고체 전지의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
전고체 전지는 액체 전해질 대신에 고체 전해질을 사용하는바, 에너지 밀도 등의 성능 확보를 위하여 음극, 전해질, 양극 간 높은 수준의 계면 형성이 요구된다. 이를 위해, 전극 물질 및 전해질의 조직을 치밀하게 밀착시키기 위한 고압 프레스를 이용한 제조 공법이 개발되고 있다. 다만, 이러한 고압의 프레스 공법은 피가공물에 변형이나 파손을 야기할 수 있다.
이에 전고체 전지를 고압 프레스에 투입하기 전에 음극, 전해질, 양극 등의 박판 소재를 차례로 적층하여 계면 확보를 위한 반제품(바이셀, bi-cell)이 준비된다. 이때 적층되는 음극과 양극은 제품 설계에 따라 치수에 차이가 있을 수 있고, 이러한 치수 차이는 제품의 손상을 야기할 수 있다.
본 발명은 가압공정에서 발생할 수 있는 전극의 손상을 방지할 수 있는 전고체 전지의 바이셀 제조시스템을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 생산성이 향상된 전고체 전지의 바이셀 제조시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 바이셀은, 양극; 상기 양극에 접합되는 음극; 및 상기 양극의 둘레를 감싸도록 배치되고, 상기 음극에 부착되는 보상부재를 포함한다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 바이셀 제조방법은 복수의 음극이 연속적으로 형성되는 음극 연속체를 공급하는 단계; 및 복수의 보상부재가 연속적으로 형성되는 보상부재 연속체를 상기 음극 연속체 상에 부착하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 전고체 전지의 음극과 양극 사이의 치수 차이를 보상하여 가압공정에서 발생할 수 있는 전극의 손상을 방지할 수 있는 전고체 전지의 바이셀 제조시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 롤투롤 공정을 가능하게 함으로써 향상된 생산성을 갖는 전고체 전지의 바이셀 제조시스템이 제안된다.
본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바이셀의 사시도이고,
도 2는 도 1의 분해 사시도이고,
도 3은 도 1의 선 A-A'에 따른 단면도이고,
도 4는 도 1의 바이셀이 복수 개 적층된 스택 셀의 사시도이고,
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 보상부재의 정면도이고,
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 보상부재의 측면도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 보상부재 연속체를 도시하고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 보상부재 연속체가 전극 연속체에 부착된 상태를 도시하고,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 확장부를 갖는 보상부재 연속체를 도시하고,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 보상부재 연속체를 위한 보조요소를 도시하고,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 보상부재의 단면도이고,
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 보상부재를 포함하는 바이셀의 제조과정을 도시하고,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 개략적인 바이셀의 제조시스템을 도시하고,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 바이셀의 제조시스템을 도시한다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이고,
도 3은 도 1의 선 A-A'에 따른 단면도이고,
도 4는 도 1의 바이셀이 복수 개 적층된 스택 셀의 사시도이고,
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 보상부재의 정면도이고,
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 보상부재의 측면도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 보상부재 연속체를 도시하고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 보상부재 연속체가 전극 연속체에 부착된 상태를 도시하고,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 확장부를 갖는 보상부재 연속체를 도시하고,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 보상부재 연속체를 위한 보조요소를 도시하고,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 보상부재의 단면도이고,
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 보상부재를 포함하는 바이셀의 제조과정을 도시하고,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 개략적인 바이셀의 제조시스템을 도시하고,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 바이셀의 제조시스템을 도시한다.
발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
전술한 바와 같이, 전고체 전지 제조 시 적층되는 음극과 양극에는 치수 차이가 발생할 수 있다. 이때 음극과 양극간 치수 차이를 보상하기 위한 부재가 사용될 수 있지만 낱장 단위로 부착하고 있어서 양산성이 낮다.
이에 본 발명은 전고체 전지의 음극과 양극간 치수 차이를 보상할 수 있는 보상부재를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 음극과 양극에 대하여 보상부재가 연속적으로 부착될 수 있게 하는, 연속적이고 대량 생산이 가능한 전고체 전지의 바이셀 제조방법을 제시하고자 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 바이셀(B)은 양극(10), 음극(20) 및 보상부재(30)를 포함한다. 양극(10)과 음극(20)은 서로에 대하여 적층되고, 양극(10)과 음극(20) 사이에는 고체 전해질이 개재된다. 또한, 음극(20)의 타측면에도 고체 전해질이 형성될 수 있다. 그리고 보상부재(30)는 양극(10)과 음극(20) 모두에 접하도록 배치된다. 일 구현예에서, 양극(10)의 양극 단자(12)와 음극(20)의 음극 단자(22)는 서로에 대하여 반대에 위치할 수 있다.
바이셀(B)이 적층되면 도 4에 도시된 바와 같은 스택 셀(S)이 구성된다. 이때 보상부재(30)는 이웃하는 바이셀(B)과 구조적으로 상호 보완되어 작용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 보상부재(30)는 절연층을 형성하고, 가압 공정에서의 손상을 방지할 수 있다. 구체적으로, 보상부재(30)는 전고체 전지의 제조 시 가압 공정에서 양극(10)과 음극(20)의 치수 차이로 인해 발생되는 절연 파괴 등의 손상을 방지할 수 있다. 비제한적인 예로서, 보상부재(30)는 절연 테이프일 수 있다.
도 5a 내지 5b를 참조하면, 보상부재(30)는 프레임의 형태로 구성된다. 도면에는 직사각형의 프레임 형태가 도시되어 있지만, 보상부재(30)의 형상이 본 형상으로 제한되는 것은 아니고 양극(10)과 음극(20)의 형상에 따라 변경될 수 있다. 본 발명의 구현예에 따르면, 보상부재(30)의 내측 둘레 안쪽으로는 양극(10)이 배치된다. 음극(20)은 보상부재(30)의 외측 둘레와 대략 일치하도록 배치된다. 보상부재(30)의 내측 둘레는 양극(10)의 삽입을 위해 양극(10)의 둘레보다는 적어도 같게 또는 크게 형성되고, 음극(20)의 둘레보다는 작게 형성된다. 그리고 보상부재(30)의 외측 둘레는 음극(20)의 둘레와 적어도 같게 또는 크게 구비된다. 보상부재(30)는 음극(20)에 먼저 부착한 뒤 동시가공을 하여 음극(20)의 치수 및 형상과 동일하게 구비될 수 있다.
보상부재(30)는 제1 면(30a) 및 제2 면(30b)을 포함한다. 예를 들어, 제1 면(30a) 측에서 양극(10)이 삽입되고, 제2 면(30b) 측에서 음극(20)이 보상부재(30)에 부착된다. 즉, 양극(10)은 보상부재(30)의 제1 면(30a)을 통해 보상부재(30)의 내측 둘레면(32)에 접할 수 있고, 음극(20)은 보상부재(30)의 제2 면(30b)에 부착된다. 또한, 반대의 경우도 가능할 수 있다. 즉, 설명의 명확성을 위하여 제1 면과 제2 면의 용어를 사용하지만 제1 면(30a)과 제2 면(30b)은 보상부재(30)의 일 측면과 반대측의 타 측면을 일컫는 것이다. 이하 본 명세서에서 일관성을 위해 제2 면(30b)에 음극(20)이 부착되는 것으로 설명하기로 한다.
제1 면(30a)에는 스택 셀(S)에서 바이셀(B) 사이를 고정시키도록 접착제가 미리 도포될 수 있다. 특히, 제1 면(30a)에 도포되는 접착제는 열에 의해 활성화되는 접착제일 수 있다. 즉, 열활성화 접착제는 상온에서는 접착성이 없지만 가열 등에 의한 온도 상승에 따라 점착성을 갖는 물질일 수 있다. 또한, 제2 면(30b)에는 음극(20)을 고정시키도록 접착제가 사전에 도포될 수 있다. 제2 면(30b)에 도포되는 접착제는 상온에서 점착성을 갖는 물질일 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 순차적으로 음극(20)에 보상부재(30)가 부착된 뒤 보상부재(30)의 내측 둘레 안쪽에 양극(10)이 장착될 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 양극(10) 및 복수의 음극(20)은 각각 연속적으로 형성된다. 비제한적인 예로서, 연속적으로 형성되는 복수의 양극(10)과 복수의 음극(20)은 두루마리 형태로 마련될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 보상부재(30)가 연속적으로 형성되는 보상부재 연속체(40)가 마련된다. 비제한적인 예로서, 보상부재 연속체(40)는 롤 형태로 준비될 수 있다.
도 5a에 도시된 바와 같이 보상부재(30)가 낱장으로 마련되는 경우 생산성 확보에 한계가 존재한다. 보상부재(30) 낱장마다 개별적으로 양극(10)과 음극(20)을 부착해야 하므로 생산성이 떨어질 수밖에 없다. 따라서, 본 발명은 양극(10), 음극(20) 및 보상부재(30)를 모두 연속적인 롤 형태로 하여 롤투롤(roll-to-roll) 공법을 적용가능하게 함으로써 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
다만, 보상부재 연속체(40)는 롤 장비에서 이송되면서 장력이 가해질 경우 형상 불균형에 의한 변형이나 사행이 발생할 수 있다. 보상부재(30)가 변형되면 음극(20)과 보상부재(30) 부착 시 제품 불량의 원인이 될 수 있다.
음극(20), 보상부재(30), 양극(10) 순서대로 이들을 적층하기 위해서는 먼저, 도 7과 같이, 음극(20)이 롤 형태로 연속적으로 공급되는 음극 연속체(120)에 롤 형태로 연속적으로 공급되는 보상부재 연속체(40)가 부착된다.
합치된 음극-보상부재 부착체는 이후 타발 위치(P1)에서 타발과 컷팅 위치(P2)에서 컷팅을 거치고, 추가적으로 양극 연속체가 음극-보상부재 부착체에 부착됨으로써 바이셀(B)이 제조된다.
전술한 바와 같이, 프레임 형태로 구성되는 보상부재(30)는 롤투롤 생산에 따른 이송 중 변형, 파손을 방지하기 위하여 충분한 강성을 갖도록 구성된다. 이를 위하여 본 발명의 구현예에 따르면, 보상부재 연속체(40)에는 확장부(42)가 마련된다 (도 8 참조). 확장부(42)는 롤투롤 이송 시 타발과 컷팅이 이루어지는 지점까지 보상부재 연속체(40)의 형상 유지를 도모하고 추가의 강성을 제공할 수 있다.
도 9를 참조하여, 본 발명의 구현예에 따르면, 보상부재 연속체(40)는 보조요소(44)를 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 보조요소(44)는 PET(polyethylene terephthalate) 소재로 구성될 수 있다. 롤투롤 생산 시 보상부재 연속체(40)가 단독으로 이송되는 경우 인가되는 장력의 불균형에 의하여 변형, 사행이 발생될 수 있다. 이에 보조요소(44)가 롤 형태의 보상부재 연속체(40)에 함께 권취된다. 보조요소(44)를 포함하는 보상부재 연속체(40)는 음극(20)에 부착되기 전에는 보조요소(44)를 통해 지지되고, 음극(20)이 부착된 후에는 음극(20)에 의해 지지될 수 있다. 따라서, 롤투롤 생산 중 이송 시 보상부재 연속체(40)는 보조요소(44) 또는 전극(10, 20)에 의해 상시 지지되므로 보상부재(30)가 단독으로 이송되는 구간을 없앰으로써 이송에 의한 변형, 손상 문제를 해결할 수 있다.
도 10을 참조하여, 본 발명의 구현예에 따르면, 보상부재 연속체(40) 또는 각 보상부재(30)는 보호요소(46)를 더 포함할 수 있다. 보호요소(46)는 보상부재(30)의 접착제 도포 부분을 보호하도록 위치할 수 있다. 특히, 보호요소(46)는 보상부재(30)의 제2 면(30b) 측 (즉, 음극(20)이 부착되는 측)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 보상부재(30)의 제1 면(30a)에는 열활성화 접착제가 도포될 수 있는 제2 접착층(230)이 도포되고, 제2 접착층(230)에는 보조요소(44)가 부착된다. 보상부재(30)의 제2 면(30b)에 도포되는 제1 접착층(130)을 보호하도록 제1 접착층(130)에는 보호요소(46)가 배치될 수 있다. 이로 인하여 전극, 즉, 음극(20)을 부착하기 전에 제1 접착층(130)을 보호할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 접착층(230)은 스택 셀(S)에서 다른 바이셀(B)과의 고정력을 높이도록 구비된다.
도 11에 도시된 바와 같이, 복수의 층을 구비하는 보상부재 연속체(40) 또는 각 보상부재(30)는 롤투롤 공정에서 단독 이송 구간이 없다. 도 11의 첫번째 도식과 같이, 보상부재(30), 제1 접착층(130), 제2 접착층(230), 보조요소(44) 및 보호요소(46)의 복수의 층을 포함하는 보상부재 연속체(40)가 투입된다. 그리고 도 11의 두번째 도식과 같이 전극, 즉, 음극(20)과 합치 전에 보호요소(46)가 제거된다. 이 두 구간에서는 보조요소(44)에 의해 보상부재(30)가 지지된다. 그리고 도 11의 세번째 그림과 같이, 음극(20)이 제1 접착층(130)에 부착된다. 이때 보상부재(30)는 음극(20)과 보조요소(44)에 의해 중복적으로 지지된다. 도 11의 마지막 그림과 같이 음극(20)이 부착되면서 보조요소(44)는 제거된다. 이와 같이 본 발명에 따르면, 보상부재(30)의 단독 이송 구간이 없으므로 보상부재(30)의 변형, 사행이 최소화되어 롤투롤 공정에 적용이 보다 수월할 수 있다.
도 12를 참조하여, 보상부재(30)를 포함하는 바이셀(B)의 예시적인 제조방법을 설명한다. 특히, 전술한 바와 같이, 바이셀(B)은 롤투롤 공법에 따라 제조될 수 있다.
전극 또는 음극(20)이 권취되어 있는 음극 권출부(110)에서 복수의 음극(20)을 포함하는 음극 연속체(120)가 권출된다. 또한, 보상부재 연속체(40)가 권취된 보상부재 권출부(1200)로부터 보상부재 연속체(40)가 권출된다. 보상부재 연속체(40)는 롤커터(1300)를 통과하면서 형상이 가공된다. 이어 보호요소 권취부(140)에 의해 보상부재 연속체(40)의 보호요소(46)가 제거되면서 보상부재 연속체(40)는 합치유닛(150)으로 투입된다. 보상부재 연속체(40)로부터 제거된 보호요소(46)는 보호요소 권취부(140)에 와인딩된다. 그리고 보상부재 연속체(40)는 합치유닛(150)에서 음극 연속체(120)와 만나면서 음극(20)에 부착된다. 합치유닛(150)에서 보상부재 연속체(40)가 음극 연속체(120)에 부착되면서 보조요소 권취부(160)는 보상부재(30)의 제2 접착층(230)에 부착된 보조요소(44)를 권취하여 보상부재(30)로부터 제거한다. 이로써 음극 연속체(120)와 보상부재 연속체(40)의 부착이 완료된다. 또한, 권출부(110, 1200), 권취부(140, 160), 롤커터(1300), 합치유닛(150)은 서보모터를 통해 구동력을 구비할 수 있다.
이후 비전검사, 전극 가공 등이 실행될 수 있다. 먼저 합치된 음극 연속체(120)와 보상부재 연속체(40)는 보상부재 비전유닛(170)을 통해 검사되고, 보상부재(30)의 위치를 고려하여 프레스(180)에서 음극 단자(22)가 가공된다. 커터(190)를 통해 합치된 음극 연속체(120)와 보상부재 연속체(40)를 미리 설정된 크기로 컷팅한다. 이후 치수 비전유닛(200), 표면 비전유닛(210)을 통해 가공품의 치수와 표면 검사를 진행하고, 검사를 통과한 가공품은 적재함(220)에 적재한다.
본 발명의 구현예에 따르면, 도 13에 도시된 바와 같은 바이셀 제조장치가 제공될 수 있다. 도 12와 관련하여 설명된 내용은 그대로 적용될 수 있으므로 중복된 내용에 관해서는 설명을 생략하기로 한다.
공정 중에서 연속 영역(100)에서는 보상부재 연속체(40)와 음극 연속체(120)는 일정 장력, 일정한 속도로 제어된다. 간헐 영역(300)에서는 이송 거리에 대하여 정밀이송 제어가 적용될 수 있다. 이는 간헐 영역(300)에서 i) 보상부재(30)의 위치, 음극 단자(22)의 가공 위치, 음극(20)의 절단 위치 등을 일치시키고 ii) 보상부재(30)의 위치, 음극(20)의 치수, 표면 상태를 검사하기 위함이다.
간헐 영역(300)에서는 추가적으로 롤 피더, 그립 피더(2300) 등을 더 포함하여 보상부재(30)가 부착된 음극(20)을 보다 정밀하게 이송시킬 수 있고 프레스(180), 커터(190), 비전유닛(200, 210) 등이 역할을 수행할 정지 구간을 만들어 줄 수 있다.
또한, 제조장치는 EPC (Edge Position Control) 시스템(240)을 더 포함할 수 있다. 음극 권출부(110)에서 권출된 음극(20)과 보상부재 권출부(1200)에서 권출된 보상부재(30)는 합치유닛(150)에 도달하기 전에 EPC 시스템(240)을 통한 사행보정이 완료된다. 비제한적인 예로서, EPC 시스템(240)을 통한 사행 제어 시, 피벗 타입 또는 스풀(spool) 타입의 EPC 시스템이 구성될 수 있다.
제조장치는 장력제어용 댄서(dancer, 250)를 더 포함할 수 있다. 특히, 컷팅 구간 전후로 댄서(250)를 통한 장력 제어가 실행될 수 있다. 비제한적인 예로서, 파우더 브레이크, 파우더 클러치 등이 더 포함될 수도 있다. 댄서(250)를 통한 장력 제어의 경우 저마찰 실린더를 이용하여 장력 제어의 변동을 최소화할 수 있다. 파우더 브레이크, 파우더 클러치를 통한 장력 제어의 경우에는 로드 셀 등을 더 포함하여 이송 중인 이송대상의 장력을 감지하여 보상 제어할 수 있다.
제조장치는 조절 롤(260)을 더 포함할 수 있다. 조절 롤(260)은 롤커터(1300), 합치유닛(150)의 상류 및 하류, 보호요소(46) 박리지점, 보조요소(44) 박리지점 등의 웹(web) 각을 보정할 수 있다. 또한, 복수의 롤러(270)가 구비되어 음극(20), 보상부재(30)의 이송 경로를 적절히 안내할 수 있다. 도 13에서 도면부호가 표시되어 있지 않더라도 원에 직사각형 요소가 수반되는 것은 댄서(250)를, 원 안에 양방향 화살표가 배치된 것은 조절 롤(260)을 나타낸다.
본 명세서에서 음극(20)을 예로 들어 설명했으나 반드시 음극이 먼저 부착되어야 하는 것은 아니고, 양극(10)이 음극(20)을 대신할 수 있다. 또한, 반복적 기재의 회피를 위하여 양극(10)에 대한 설명은 생략하지만 본 개시의 내용을 바탕으로 통상의 기술자가 그것을 이해함에는 어려움이 없을 것이다.
본 발명에 따르면, 음극과 양극의 치수 차이를 보상하여 가압 공정에서 발생할 수 있는 전극 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 보상부재를 롤투롤 공정에 적용가능하게 함으로써 연속 생산을 가능하게 한다.
본 발명에 따르면, 롤투롤 공정에서 발생할 수 있는 보상부재의 연신, 변형 등을 최소화하여 품질을 확보하고 양산성을 확보할 수 있게 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
B: 바이셀
S: 스택 셀
P1: 타발 위치 P2: 컷팅 위치
10: 양극 12: 양극 단자
20: 음극 22: 음극 단자
30: 보상부재 30a: 제1 면
30b: 제2 면 32: 내측 둘레면
40: 보상부재 연속체 42: 확장부
44: 보조요소 46: 보호요소
100: 연속 영역 110: 음극 권출부
120: 음극 연속체 130: 제1 접착층
140: 보호요소 권취부 150: 합치유닛
160: 보조요소 권취부 170: 보상부재 비전유닛
180: 프레스 190: 커터
200: 치수 비전유닛 210: 표면 비전유닛
220: 적재함 230: 제2 접착층
240: EPC 시스템 250: 댄서
260: 조절 롤 270: 롤러
300: 간헐 영역 1200: 보상부재 권출부
1300: 롤커터 2300: 그립 피더
P1: 타발 위치 P2: 컷팅 위치
10: 양극 12: 양극 단자
20: 음극 22: 음극 단자
30: 보상부재 30a: 제1 면
30b: 제2 면 32: 내측 둘레면
40: 보상부재 연속체 42: 확장부
44: 보조요소 46: 보호요소
100: 연속 영역 110: 음극 권출부
120: 음극 연속체 130: 제1 접착층
140: 보호요소 권취부 150: 합치유닛
160: 보조요소 권취부 170: 보상부재 비전유닛
180: 프레스 190: 커터
200: 치수 비전유닛 210: 표면 비전유닛
220: 적재함 230: 제2 접착층
240: EPC 시스템 250: 댄서
260: 조절 롤 270: 롤러
300: 간헐 영역 1200: 보상부재 권출부
1300: 롤커터 2300: 그립 피더
Claims (18)
- 양극;
상기 양극에 접합되는 음극; 및
상기 양극의 둘레를 감싸도록 배치되고, 상기 음극에 부착되는 보상부재;
를 포함하는 것인 전고체 전지의 바이셀. - 청구항 1에 있어서, 상기 보상부재는 제1 면; 상기 제1 면의 반대측인 제2 면; 및 상기 제1 면 및 제2 면과 실질적으로 수직한 내측 둘레면을 포함하고,
상기 제1 면에는 음극이 부착되고, 상기 내측 둘레면에는 상기 양극이 삽입되는 것인 전고체 전지의 바이셀. - 청구항 2에 있어서, 상기 제1 면에는 상기 음극과의 접착을 위한 제1 접착층이 형성되고, 상기 제2 면에는 이웃하는 바이셀과 접착을 위한 제2 접착층이 형성되는 것인 전고체 전지의 바이셀.
- 청구항 3에 있어서, 상기 제2 접착층은 열에 의해 활성화되는 열 활성화 접착제인 것인 전고체 전지의 바이셀.
- 복수의 음극이 연속적으로 형성되는 음극 연속체를 공급하는 단계; 및
복수의 보상부재가 연속적으로 형성되는 보상부재 연속체를 상기 음극 연속체 상에 부착하는 단계;
를 포함하는 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법. - 청구항 5에 있어서, 상기 보상부재 연속체가 부착된 음극 연속체인 합치체를 각 음극별로 분리하는 단계;
를 더 포함하는 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법. - 청구항 6에 있어서, 분리된 각 음극 상에는 단일의 보상부재가 부착되는 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법.
- 청구항 5에 있어서, 상기 음극 연속체 및 보상부재 연속체는 롤투롤 공법에 의해 공급되는 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법.
- 청구항 6에 있어서, 각 음극별로 분리하는 단계는,
상기 합치체를 가공하는 단계를 포함하는 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법. - 청구항 9에 있어서, 상기 합치체를 가공하는 단계는,
상기 보상부재 연속체의 확장부를 커팅하는 단계를 포함하고,
상기 확장부는 상기 보상부재 연속체의 양 단에 마련되어 상기 음극 연속체의 외측으로 연장하는 부분인 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법. - 청구항 5에 있어서, 상기 보상부재 연속체를 음극 연속체 상에 부착하는 단계에서 또는 상기 단계 후,
상기 보상부재 연속체의 보조요소를 제거하는 단계를 더 포함하고, 상기 보조요소는 상기 음극 연속체가 부착되는 면의 반대측 면에 부착된 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법. - 청구항 5에 있어서, 상기 보상부재 연속체를 음극 연속체 상에 부착하는 단계 전,
상기 보상부재 연속체의 보호요소를 제거하는 단계를 더 포함하고, 상기 보호요소는 상기 음극 연속체가 부착되는 면에 부착된 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법. - 청구항 5에 있어서, 상기 음극 연속체 및 보상부재 연속체는 접합을 위해 롤 형태에서 권출되는 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법.
- 청구항 11에 있어서, 제거되는 상기 보조요소는 롤 형태로 권취되는 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법.
- 청구항 12에 있어서, 제거되는 상기 보호요소는 롤 형태로 권취되는 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법.
- 청구항 6에 있어서,
상기 보상부재 연속체가 부착된 음극 연속체인 합치체 및 분리된 상기 음극을 비전유닛에 의해 검사하는 단계;
를 더 포함하는 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법. - 청구항 6에 있어서, 상기 공급하는 단계 및 부착하는 단계는 연속적으로 실행되는 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법.
- 청구항 16에 있어서, 상기 검사하는 단계는 정밀 이송제어되는 것인 전고체 전지의 바이셀 제조방법.
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| KR1020220048191A KR20230149037A (ko) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | 전고체 전지의 바이셀 제조시스템 |
| US17/989,437 US20230335703A1 (en) | 2022-04-19 | 2022-11-17 | System for manufacturing bi-cell of all-solid-state battery |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220048191A KR20230149037A (ko) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | 전고체 전지의 바이셀 제조시스템 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| KR101905992B1 (ko) | 2016-10-28 | 2018-10-08 | 현대자동차주식회사 | 음극 계면이 안정화된 전고체 전지 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101905992B1 (ko) | 2016-10-28 | 2018-10-08 | 현대자동차주식회사 | 음극 계면이 안정화된 전고체 전지 |
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| US20230335703A1 (en) | 2023-10-19 |
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