KR20240041670A - 전극 두께 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전극 두께 측정 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명의 전극 두께 측정 방법은 측정 대상물인 전극을 준비하는 단계; 상기 전극 상에 잉크를 코팅하는 단계; 및 상기 잉크가 코팅된 전극의 두께를 측정하는 단계; 를 포함하고, 상기 전극의 두께는 상기 전극의 표면에 쏘아져서 반사되는 레이저를 통해 측정되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전극 두께 측정 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명의 전극 두께 측정 방법은 상기 전극의 표면에 쏘아져서 반사되는 레이저를 통해 두께를 측정하는데 있어서, 잉크 코팅을 이용하여 상기 두께 측정의 정확도를 향상시킨 것을 특징으로 한다.
도 1은 이차전지에 사용되는 전극(10)의 단면을 나타낸 것으로, 상기 전극(10)은 도시된 것처럼 일측에 전극 탭(40)이 도출된 집전체(50), 상기 집전체(50) 상에 코팅된 활물질층(20) 및 상기 활물질층(20)의 단부에 코팅된 절연층(30)을 포함한다.
배터리 제조에서 이와 같은 전극의 두께 측정은 안정성에 있어 매우 중요한 검사 항목이며, 현재 전극 생산 공정에서는 로터리 케필러리, 마우저, 공초점 장비 등으로 전극의 두께를 측정하고 있다.
로터리 케필러리의 장비의 경우 상대적으로 정밀한 측정이 어렵다는 문제가 있으며, 마우저 장비는 포인트 두께 측정이 용이하다는 장점이 있으나 반대로 두께 프로파일에 대한 정보를 얻을 수 없다는 단점이 있다. 즉, 상기 마우저 장비를 이용하면 전극 탭부터 절연층 및 활물질층까지 연속적으로 두께가 변화되는 정도를 측정하는 것이 어렵다.
공초점 장비는 레이저를 이용하여 시료에 조사된 후 반사되는 빛을 검출하여 두께 측정을 하는 방식이며, 물질의 특성에 따라 정확도가 달라질 수 있다는 위험 요소가 있다. 특히, 투명한 물체에 대한 측정 정확도가 떨어진다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 전극의 두께를 보다 정확하게 측정할 수 있는 방법을 제공할 목적을 갖는다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 측정 대상물인 전극을 준비하는 단계; 상기 전극 상에 잉크를 코팅하는 단계; 및 상기 잉크가 코팅된 전극의 두께를 측정하는 단계; 를 포함하고, 상기 전극의 두께는 상기 전극의 표면에 쏘아져서 반사되는 레이저를 통해 측정되는 것을 특징으로 하는 전극 두께 측정 방법을 제공한다.
상기 전극의 두께는 레이저를 조사하는 두께 측정 유닛을 이용하여 측정될 수 있다.
상기 두께 측정 유닛은 공초점 레이저 현미경일 수 있다.
상기 잉크는 스퍼터(sputter) 방식 또는 스프레이(spray) 방식에 의해 전극 표면에 코팅될 수 있다.
상기 전극에 코팅된 잉크는 상기 전극 탭 상에서 얇은 박막층을 형성할 수 있다.
상기 잉크는 상기 전극의 가장자리에 코팅될 수 있다.
상기 전극은, 집전체, 상기 집전체 상에 코팅된 활물질층 및 상기 집전체의 일측으로 도출된 전극 탭을 포함하고, 상기 잉크는 상기 활물질층 및 전극 탭 상에 코팅될 수 있다.
상기 전극은 상기 집전체 상에서 상기 활물질층의 단부에 형성된 절연층을 더 포함하고, 상기 잉크는 상기 절연층 상에 코팅될 수 있다.
상기 전극의 반사율은 상기 절연층에서 가장 낮을 수 있다.
상기 잉크는 유색의 염료 및 유색의 안료 중 적어도 어느 하나의 성분을 포함할 수 있다.
상기 전극 상에 코팅된 잉크의 두께는 상기 전극 두께의 10% 이하일 수 있다.
상기 잉크는 용매를 포함하고, 상기 잉크를 코팅하는 단계 이후, 상기 잉크에 포함된 용매를 건조시키는 건조 단계가 더 포함될 수 있다.
상기 잉크는 잉크젯프린터에 의해 상기 전극 상에 고속 분사되어 코팅될 수 있다.
상기 잉크의 점도는 5cP 내지 100cP 일 수 있다.
상기 전극 상에 코팅된 잉크의 두께는 10㎚ 내지 100㎚ 일 수 있다.
본 발명에 의하면, 전극 두께를 측정하는데 있어서, 상기 전극에 포함된 각 구성들의 고유 성분에 상관없이 두께를 정확하게 측정할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 전극에 대한 단면을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 전극 두께 측정 방법에 대한 순서도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 전극 두께 측정 방법에 대한 순서도를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각 하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이 고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양 한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에 서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명은 전극 두께 측정 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명의 전극 두께 측정 방법은 상기 전극의 표면에 쏘아져서 반사되는 레이저를 통해 두께를 측정하는데 있어서, 잉크 코팅을 이용하여 상기 두께 측정의 정확도를 향상시킨 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 전극 두께 측정 방법에 대한 순서도를 간단히 나타낸 것이다.
이하, 상기 순서도를 참조하여 본 발명의 전극 두께 측정 방법에 대해 각 단계별로 설명한다.
(제1 실시형태)
본 발명의 제1 실시형태에 따른 전극 두께 측정 방법은 상기 전극의 전극 탭 및 활물질층의 두께를 측정하는 것이 특징이다.
준비 단계(S1)
측정 대상물인 전극을 준비하는 단계이다.
상기 전극은 구체적으로 집전체, 활물질층 및 전극 탭으로 구성되어 있다.
상기 집전체는 기본적으로 금속을 포함하고 있으며, 전극의 극성에 따라 포함되는 금속의 종류가 달라질 수 있다.
상기 집전체는 구리, 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상기 전극 탭은 상기 집전체의 일측 또는 양측으로 도출되어 형성된다. 보다 구체적으로 상기 전극 탭은 상기 집전체의 일부는 노칭함으로써 형성될 수 있고, 따라서 상기 전극 탭은 상기 집전체와 동일한 소재의 금속을 포함한다.
상기 활물질층은 상기 집전체 상에 코팅되어 형성된다. 바람직하게 상기 집전체의 가장자리로부터 소정 간격 이격되도록 코팅되고, 상기 활물질층은 상기 전극 탭을 덮지않도록 형성된다.
상기 집전체는 상기 활물질층이 코팅되는 전극부와 상기 활물질층이 코팅되지 않은 무지부로 구분될 수 있으며, 상기 전극 탭은 상기 집전체의 무지부에서 도출된다.
상기 활물질층은 기본적으로 전극 활물질을 포함하고, 필요에 따라 바인더 및 도전재 등을 더 포함할 수 있다.
상기 전극 활물질은 전극의 극성에 따라 달리 선택할 수 있다.
잉크 코팅 단계(S2)
상기 전극 상에 잉크를 코팅하는 단계이다.
상기 잉크는 유색을 갖는 것이 바람직하고, 상기 전극 상에 코팅된 잉크는 상기 전극 중 두께를 측정하기 위한 부분에 코팅되어 덮는다.
상기 전극 상에 코팅되는 잉크의 점도가 너무 낮으면 상기 잉크가 목적하는 전극 부위에서 벗어나 흐르는 문제가 생길 수 있고, 상기 잉크의 점도가 너무 높으면 코팅이 원활하게 진행되지 않아 공정의 효율성이 떨어지는 문제가 생길 수 있다. 따라서 상기 잉크의 점도는 5cP 내지 100cP 인 것이 바람직하다.
상기 전극에 코팅된 잉크는 상기 전극 상에서 얇은 박막층을 형성한다.
상기 박막층을 형성하는 잉크는 상기 전극의 두께 측정에 방해되지 않기 위해 최소한의 두께로 전극 상에 형성된다.
상기 잉크는 다양한 방식에 의해 상기 전극 상에 코팅될 수 있으나, 바람직하게 상기 잉크는 스퍼터(sputter) 방식 또는 스프레이(spray) 방식에 의해 상기 전극 표면에 코팅될 수 있다.
보다 바람직하게 상기 잉크는 잉크젯프린터에 의해 상기 전극 상에 고속 분사되어 코팅될 수 있다.
상기 잉크젯프린터를 이용하여 잉크를 코팅하면, 잉크의 로딩량을 조절하는 것이 수월하다는 장점이 있고, 상기 전극 상에서 원하는 구역에 비교적 정확하게 잉크를 코팅할 수 있다는 효과를 갖는다.
상기 전극 상에 코팅된 잉크의 두께는 상기 전극 두께의 10% 이하이다. 더욱 바람직하게 상기 잉크의 두께는 상기 전극 두께의 5% 이하이다. 이때, 상기 전극 상에 코팅된 잉크의 두께가 상기 전극 두께의 10%를 초과하면 상기 잉크의 두께로 인해 측정된 전극의 두께값의 정확성이 떨어질 염려가 있다.
본 발명의 전극 두께는 상기 전극의 표면에 레이저를 쏘는 방식으로 측정될 수 있는데, 이때 쏘아진 레이저의 반사되는 정도가 상기 측정의 정확성에 영향을 미친다. 즉, 상기 전극의 표면에 쏘아져서 반사되는 레이저를 통해 상기 전극의 두께 정도를 측정할 수 있다.
상기 전극 상에 코팅된 잉크 즉, 박막층의 두께는 바람직하게 10㎚ 내지 100㎚ 이다. 이때, 상기 박막층의 두께가 10㎚ 미만이면 두께를 측정하고자 하는 부위의 반사율 향상 효과를 얻지 못하게 되고, 추후 측정 단계(S3)에서 레이저를 통한 두께 측정의 정확도가 떨어지는 문제가 생긴다. 또한 상기 박막층의 두께가 100㎚ 초과하면 상기 박막층이 차지하는 두께 비율이 과도하게 증가되어 실제 측정하고자하는 전극의 두께를 측정하는 것에 장애가 될 수 있다.
상기 유색의 잉크는 상기 전극 표면의 반사율을 증가시키는 역할을 한다.
상기 잉크는 유색의 염료 및 유색의 안료 중 적어도 어느 하나의 성분을 포함한다.
상기 염료는 유기 염료, 산성 염료, 직접 염료, 반응성 염료, 분산성 염료 및 솔벤트 염료 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 안료는 카본 블랙, 황화철, 산화티탄, 크롬산납 및 황화수은 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기 안료를 포함할 수 있고, 또는 유기 안료를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 사용되는 잉크는 상기 염료 및 안료 중 어느 하나의 성분의 분산성을 높이고 코팅성을 향상시키기 위해 용매를 더 포함한다. 상기 용매는 일반적인 잉크에 포함되는 어떠한 것도 이용될 수 있다. 예컨대, 상기 용매는 물을 포함할 수 있다.
일반적으로 상기 전극의 두께 정보는 상기 전극의 어느 일부분만 측정하거나, 또는 전극 탭, 집전체 및 활물질층 등을 동시에 측정하여 얻을 수 있다. 따라서 상기 잉크는 상기 전극의 전체 표면에 코팅될 필요는 없으며, 바람직하게 전극 탭, 집전체 및 활물질층이 위치한 상기 전극의 어느 한 가장자리에 코팅 된다.
구체적으로, 상기 집전체에서 무지부의 두께 및 활물질층의 두께를 측정하기 위해, 상기 잉크는 상기 집전체의 무지부 및 전극부 상의 활물질층에 코팅될 수 있다.
또한, 상기 전극 탭의 두께를 측정하기 위해, 상기 잉크는 상기 전극 탭 표면에 코팅될 수 있다.
또한, 상기 절연층의 두께를 측정하기 위해, 상기 잉크는 상기 절연층 표면에 코팅될 수 있다.
본 발명의 전극 두께 측정 방법은, 상기 잉크를 코팅 하는 잉크 코팅 단계(S2) 이후, 상기 잉크에 포함된 용매를 건조시키 건조 단계가 더 포함될 수 있다.
상기 잉크에 포함된 용매 성분이 전극의 두께를 측정하기 위해 쏘아지는 레이저를 굴절시키거나 또는 부분 흡수하여 상기 측정의 정확도를 낮출 위험이 있다. 따라서, 상기 전극 상에 코팅된 잉크를 신속히 건조시키는 것이 바람직하다.
이때, 상기 건조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 상기 전극의 손상없이 잉크에 포함된 용매를 신속히 증발시킬 수 있는 어떠한 방법 및 장치도 사용 가능하다.
측정 단계(S3)
상기 잉크가 코팅된 전극의 두께를 측정하는 단계이다.
상기 전극의 두께는 레이저를 조사하는 두께 측정 유닛을 이용하여 측정될 수 있으며, 바람직하게 상기 전극의 두께는 공초점 레이저 현미경을 이용하여 측정될 수 있다.
상기 두께 측정 유닛은 상기 전극 중 잉크가 코팅된 부위에 레이저를 조사 및 반사시키는 방법으로 해당 위치의 전극 두께를 측정한다.
상기 두께 측정 유닛의 측정 정확성은 쏘아진 레이저가 반사되는 사물의 반사율에 영향을 받는다. 즉, 해당 사물의 반사율이 낮아질수록 해당 위치에서의 정확한 두께를 산출하지 못한다.
본 발명의 전극 두께 측정 방법은 해당 사물의 표면에 유식의 잉크를 코팅시키고, 해당 위치에서의 반사율을 향상시킴으로써 측정의 정확성을 높일 수 있다.
상기 두께 측정 유닛은 수평 방향으로 이동하며 연속적인 측정이 가능하다. 즉, 상기 전극의 일측으로부터 타측까지 이동하며 상기 전극의 각 부위별 두께의 변화를 측정하는 것이 가능하다.
따라서, 상기 두께 측정 유닛은 상기 전극 상에서 잉크가 코팅된 부위의 전체적인 두께 변화량을 측정할 수 있다.
(제2 실시형태)
본 발명의 제2 실시형태에 따른 전극 두께 측정 방법은 전극에 포함된 활물질층 및 전극 탭의 두께뿐만 아니라 절연층의 두께를 추가로 측정하는 것을 특징으로 한다.
준비 단계(S1)
측정 대상물인 전극을 준비하는 단계이다.
상기 전극은 구체적으로 집전체, 활물질층 및 전극 탭으로 구성되어 있다.
상기 집전체는 기본적으로 금속을 포함하고 있으며, 전극의 극성에 따라 포함되는 금속의 종류가 달라질 수 있다.
상기 집전체는 구리, 아연 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속을 포함할 수 있다.
상기 전극 탭은 상기 집전체의 일측 또는 양측으로 도출되어 형성된다. 보다 구체적으로 상기 전극 탭은 상기 집전체의 일부는 노칭함으로써 형성될 수 있고, 따라서 상기 전극 탭은 상기 집전체와 동일한 소재의 금속을 포함한다.
상기 활물질층은 상기 집전체 상에 코팅되어 형성된다. 바람직하게 상기 집전체의 가장자리로부터 소정 간격 이격되도록 코팅되고, 상기 활물질층은 상기 전극 탭을 덮지않도록 형성된다.
상기 집전체는 상기 활물질층이 코팅되는 전극부와 상기 활물질층이 코팅되지 않은 무지부로 구분될 수 있으며, 상기 전극 탭은 상기 집전체의 무지부에서 도출된다.
상기 활물질층은 기본적으로 전극 활물질을 포함하고, 필요에 따라 바인더 및 도전재 등을 더 포함할 수 있다.
상기 전극 활물질은 전극의 극성에 따라 달리 선택할 수 있다.
본 발명의 전극은 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 절연층은 상기 활물질층이 집전체 상에 코팅될 때, 상기 활물질층의 단부가 일정 경사각을 가질 수 있도록 지지하고, 또한 각 전극의 단부가 단락되는 현상을 방지하는 역할을 한다.
상기 절연층은 상기 집전체 상에서 상기 활물질층의 단부에 형성된다. 구체적으로 상기 절연층은 상기 활물질층의 테두리를 따라 형성될 수 있으며, 상기 활물질층과 전극 탭 사이의 경계부에 형성될 수 있다.
상기 절연층의 두께는 상기 활물질층의 두께 보다 두껍게 형성된다.
상기 절연층은 절연성을 나타내는 무기입자와 바인더가 혼합된 구조를 가질 수 있다. 하나의 예로서, 상기 절연층은 금속 산화물 및 폴리비닐리덴 플루 오라이드(PVdF), 폴리비닐리덴 플루오라이드 공중합체, 폴리비닐알콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아크릴레이트 고무, 폴리메타크릴레이트, 폴리비닐아세테이트 및 스티렌-부타디엔 고무 중 1종 이상의 바인더를 포함할 수 있다.
잉크 코팅 단계(S2)
상기 전극 상에 잉크를 코팅하는 단계이다.
상기 잉크는 유색을 갖는 것이 바람직하고, 상기 전극 상에 코팅된 잉크는 상기 전극 중 두께를 측정하기 위한 부분에 코팅되어 덮는다.
상기 전극 상에 코팅되는 잉크의 점도가 너무 낮으면 상기 잉크가 목적하는 전극 부위에서 벗어나 흐르는 문제가 생길 수 있고, 상기 잉크의 점도가 너무 높으면 코팅이 원활하게 진행되지 않아 공정의 효율성이 떨어지는 문제가 생길 수 있다. 따라서 상기 잉크의 점도는 5cP 내지 100cP 인 것이 바람직하다.
상기 전극에 코팅된 잉크는 상기 전극 상에서 얇은 박막층을 형성한다.
상기 박막층을 형성하는 잉크는 상기 전극의 두께 측정에 방해되지 않기 위해 최소한의 두께로 전극 상에 형성된다.
상기 잉크는 다양한 방식에 의해 상기 전극 상에 코팅될 수 있으나, 보다 바람직하게 상기 잉크는 스퍼터(sputter) 방식 또는 스프레이(spray) 방식에 의해 상기 전극 표면에 코팅될 수 있다.
보다 바람직하게 상기 잉크는 잉크젯프린터에 의해 상기 전극 상에 고속 분사되어 코팅될 수 있다.
상기 잉크젯프린터를 이용하여 잉크를 코팅하면, 잉크의 로딩량을 조절하는 것이 수월하다는 장점이 있고, 상기 전극 상에서 원하는 구역에 비교적 정확하게 잉크를 코팅할 수 있다는 효과를 갖는다.
상기 전극 상에 코팅된 잉크의 두께는 상기 전극 두께의 10% 이하이다. 더욱 바람직하게 상기 잉크의 두께는 상기 전극 두께의 5% 이하이다. 이때, 상기 전극 상에 코팅된 잉크의 두께가 상기 전극 두께의 10%를 초과하면 상기 잉크의 두께로 인해 측정된 전극의 두께값의 정확성이 떨어질 염려가 있다.
본 발명의 전극 두께는 상기 전극의 표면에 레이저를 쏘는 방식으로 측정될 수 있는데, 이때 쏘아진 레이저의 반사되는 정도가 상기 측정의 정확성에 영향을 미친다. 즉, 상기 전극의 표면에 쏘아져서 반사되는 레이저를 통해 상기 전극의 두께 정도를 측정할 수 있다.
상기 전극 상에 코팅된 잉크 즉, 박막층의 두께는 바람직하게 10㎚ 내지 100㎚ 이다. 이때, 상기 박막층의 두께가 10㎚ 미만이면 두께를 측정하고자 하는 부위의 반사율 향상 효과를 얻지 못하게 되고, 추후 측정 단계(S3)에서 레이저를 통한 두께 측정의 정확도가 떨어지는 문제가 생긴다. 또한 상기 박막층의 두께가 100㎚ 초과하면 상기 박막층이 차지하는 두께 비율이 과도하게 증가되어 실제 측정하고자하는 전극의 두께를 측정하는 것에 장애가 될 수 있다.
상기 유색의 잉크는 상기 전극 표면의 반사율을 증가시키는 역할을 한다.
상기 잉크는 유색의 염료 및 유색의 안료 중 적어도 어느 하나의 성분을 포함한다.
상기 염료는 유기 염료, 산성 염료, 직접 염료, 반응성 염료, 분산성 염료 및 솔벤트 염료 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 안료는 카본 블랙, 황화철, 산화티탄, 크롬산납 및 황화수은 중 적어도 어느 하나를 포함하는 무기 안료를 포함할 수 있고, 또는 유기 안료를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 사용되는 잉크는 상기 염료 및 안료 중 어느 하나의 성분의 분산성을 높이고 코팅성을 향상시키기 위해 용매를 더 포함한다. 상기 용매는 일반적인 잉크에 포함되는 어떠한 것도 이용될 수 있다. 예컨대, 상기 용매는 물을 포함할 수 있다.
일반적으로 상기 전극의 두께 정보는 상기 전극의 어느 일부분만 측정하거나, 또는 전극 탭, 집전체 및 활물질층 등을 동시에 측정하여 얻을 수 있다. 따라서 상기 잉크는 상기 전극의 전체 표면에 코팅될 필요는 없으며, 바람직하게 전극 탭, 집전체 및 활물질층이 위치한 상기 전극의 어느 한 가장자리에 코팅 된다.
구체적으로, 상기 집전체에서 무지부의 두께 및 활물질층의 두께를 측정하기 위해, 상기 잉크는 상기 집전체의 무지부 및 전극부 상의 활물질층에 코팅될 수 있다.
또한, 상기 전극 탭의 두께를 측정하기 위해, 상기 잉크는 상기 전극 탭 표면에 코팅될 수 있다.
또한, 상기 절연층의 두께를 측정하기 위해, 상기 잉크는 상기 절연층 표면에 코팅될 수 있다.
측정 단계(S3)
상기 잉크가 코팅된 전극의 두께를 측정하는 단계이다.
상기 전극의 두께는 레이저를 조사하는 두께 측정 유닛을 이용하여 측정될 수 있으며, 바람직하게 상기 전극의 두께는 공초점 레이저 현미경을 이용하여 측정될 수 있다.
상기 두께 측정 유닛은 상기 전극 중 잉크가 코팅된 부위에 레이저를 조사 및 반사시키는 방법으로 해당 위치의 전극 두께를 측정한다.
상기 두께 측정 유닛의 측정 정확성은 쏘아진 레이저가 반사되는 사물의 반사율에 영향을 받는다. 즉, 해당 사물의 반사율이 낮아질수록 해당 위치에서의 정확한 두께를 산출하지 못한다.
본 발명의 전극 두께 측정 방법은 해당 사물의 표면에 유식의 잉크를 코팅시키고, 해당 위치에서의 반사율을 향상시킴으로써 측정의 정확성을 높일 수 있다.
상기 절연층은 상기 전극 탭 및 활물질층의 반사율 보다 낮기 때문에 레이저를 이용하여 두께를 측정하는 것에 있어서 상기 전극 탭 또는 활물질층 보다 어려움이 있다. 다만, 반사율이 낮은 상기 절연층 상에 잉크를 코팅할 경우, 상기 절연층에서도 다른 활물질층 및 전극 탭에서의 두께 측정 정확도를 얻을 수 있다.
상기 두께 측정 유닛은 수평 방향으로 이동하며 연속적인 측정이 가능하다. 즉, 상기 전극의 일측으로부터 타측까지 이동하며 상기 전극의 각 부위별 두께의 변화를 측정하는 것이 가능하다.
따라서, 상기 두께 측정 유닛은 상기 전극 상에서 잉크가 코팅된 부위의 전체적인 두께 변화량을 측정할 수 있다.
이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
10: (종래 기술) 전극
20: (종래 기술) 활물질층
30: (종래 기술) 절연층
40: (종래 기술) 전극 탭
50: (종래 기술) 집전체
S1: 준비 단계
S2: 잉크 코팅 단계
S3: 측정 단계
20: (종래 기술) 활물질층
30: (종래 기술) 절연층
40: (종래 기술) 전극 탭
50: (종래 기술) 집전체
S1: 준비 단계
S2: 잉크 코팅 단계
S3: 측정 단계
Claims (15)
- 측정 대상물인 전극을 준비하는 단계;
상기 전극 상에 잉크를 코팅하는 단계; 및
상기 잉크가 코팅된 전극의 두께를 측정하는 단계; 를 포함하고,
상기 전극의 두께는 상기 전극의 표면에 쏘아져서 반사되는 레이저를 통해 측정되는 것을 특징으로 하는 전극 두께 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 전극의 두께는 레이저를 조사하는 두께 측정 유닛을 이용하여 측정되는 전극 두께 측정 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 두께 측정 유닛은 공초점 레이저 현미경인 전극 두께 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 잉크는 스퍼터(sputter) 방식 또는 스프레이(spray) 방식에 의해 전극 표면에 코팅되는 전극 두께 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 전극에 코팅된 잉크는 상기 전극 상에서 얇은 박막층을 형성하는 전극 두께 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 잉크는 상기 전극의 가장자리에 코팅되는 전극 두께 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 전극은,
집전체, 상기 집전체 상에 코팅된 활물질층 및 상기 집전체의 일측 또는 양측으로 도출된 전극 탭을 포함하고,
상기 잉크는 상기 활물질층 및 전극 탭 상에 코팅되는 전극 두께 측정 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 전극은 상기 집전체 상에서 상기 활물질층의 단부에 형성된 절연층을 더 포함하고,
상기 잉크는 상기 절연층 상에 코팅되는 전극 두께 측정 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 전극의 반사율은 상기 절연층에서 가장 낮은 전극 두께 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 잉크는 유색의 염료 및 유색의 안료 중 적어도 어느 하나의 성분을 포함하는 전극 두께 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 전극 상에 코팅된 잉크의 두께는 상기 전극 두께의 10% 이하인 전극 두께 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 잉크는 용매를 포함하고,
상기 잉크를 코팅하는 단계 이후, 상기 잉크에 포함된 용매를 건조시키는 건조 단계가 더 포함되는 전극 두께 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 잉크는 잉크젯프린터에 의해 상기 전극 상에 고속 분사되어 코팅되는 전극 두께 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 잉크의 점도는 5cP 내지 100cP 인 전극 두께 측정 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 전극 상에 코팅된 잉크의 두께는 10㎚ 내지 100㎚ 인 전극 두께 측정 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020220121000A KR20240041670A (ko) | 2022-09-23 | 2022-09-23 | 전극 두께 측정 방법 |
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| KR1020220121000A KR20240041670A (ko) | 2022-09-23 | 2022-09-23 | 전극 두께 측정 방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240041670A true KR20240041670A (ko) | 2024-04-01 |
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ID=90667013
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| KR1020220121000A KR20240041670A (ko) | 2022-09-23 | 2022-09-23 | 전극 두께 측정 방법 |
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|---|---|
| KR (1) | KR20240041670A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102217446B1 (ko) | 2017-06-30 | 2021-02-22 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 전극의 두께 측정장치 |
-
2022
- 2022-09-23 KR KR1020220121000A patent/KR20240041670A/ko unknown
Patent Citations (1)
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| KR102217446B1 (ko) | 2017-06-30 | 2021-02-22 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지용 전극의 두께 측정장치 |
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