KR20240056283A

KR20240056283A - Roll to roll device and method of installing the electrode

Info

Publication number: KR20240056283A
Application number: KR1020220136731A
Authority: KR
Inventors: 김용한; 김민지; 이소라; 이소연; 장경민
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2022-10-21
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2024-04-30

Abstract

본 명세서는 공정대상시트를 공급하는 공급롤, 공정완료시트를 회수하는 회수롤, 및 상기 공급롤과 회수롤 사이에 복수개의 가이드롤을 포함하는 전극제조용 롤투롤 장치에서, 상기 공급롤에서 언와인딩된 상기 공정대상시트가 상기 가이드롤을 지나 상기 회수롤까지 이동하는 경로에 설치된 러버레일을 더 포함하며, 상기 러버레일은 상기 공급롤에서 언와인딩된 상기 공정대상시트의 단부가 고정되는 고정부가 구비되고, 상기 공정대상시트의 단부가 고정된 상기 러버레일이 상기 경로로 진행하면서, 상기 경로에 설치된 러버레일을 상기 공정대상시트로 대체하는 것인 전극제조용 롤투롤 장치 및 상기 러버레일을 이용하여 상기 경로를 따라 전극 설치하는 전극제조용 롤투롤 공정의 준비 방법에 관한 것이다.This specification is a roll-to-roll device for electrode manufacturing that includes a supply roll for supplying process target sheets, a recovery roll for recovering process-complete sheets, and a plurality of guide rolls between the supply roll and the recovery roll, and unwinding from the supply roll. It further includes a rubber rail installed in a path along which the process object sheet moves past the guide roll to the recovery roll, and the rubber rail is provided with a fixing part to which an end of the process object sheet unwound from the supply roll is fixed. As the rubber rail to which the end of the process target sheet is fixed proceeds in the path, the rubber rail installed in the path is replaced with the process target sheet using the roll-to-roll device for manufacturing electrodes and the rubber rail. It relates to a method of preparing a roll-to-roll process for electrode manufacturing in which electrodes are installed along a path.

Description

Roll-to-roll device for electrode manufacturing and preparation method for roll-to-roll process for electrode manufacturing {ROLL TO ROLL DEVICE AND METHOD OF INSTALLING THE ELECTRODE}

본 명세서는 전극제조용 롤투롤 장치 및 전극제조용 롤투롤 공정의 준비 방법에 관한 것이다. This specification relates to a roll-to-roll device for electrode manufacturing and a preparation method for a roll-to-roll process for electrode manufacturing.

최근 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되어 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 증가하고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력 저장장치에 관심도 크다.Recently, the price of energy sources has risen due to the depletion of fossil fuels, and concerns about environmental pollution have increased, leading to an increasing demand for eco-friendly alternative energy sources. Accordingly, research on various power production technologies such as nuclear power, solar power, wind power, and tidal power continues, and there is great interest in power storage devices to use the energy produced in this way more efficiently.

특히 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이러한 수요에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.In particular, as technology development and demand for mobile devices increase, the demand for batteries as an energy source is rapidly increasing. Much research is being conducted on batteries that can meet this demand.

대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께를 가지며 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높다. 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.Typically, in terms of battery shape, there is high demand for prismatic secondary batteries and pouch-shaped secondary batteries that have a thin thickness and can be applied to products such as mobile phones. In terms of materials, there is high demand for lithium secondary batteries such as lithium-ion batteries and lithium-ion polymer batteries, which have advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability.

일반적으로 이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 위치하는 분리막이 적층된 구조의 전극 조립체를 포함하는 구조이다. 상기 양극 및 음극은 기재 상에 활물질을 포함하는 슬러리를 코팅함으로써 제조된다.Generally, a secondary battery has a structure that includes an electrode assembly in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator positioned between the positive electrode and the negative electrode are stacked. The positive and negative electrodes are manufactured by coating a slurry containing an active material on a substrate.

이차전지를 제조하는 코팅, 건조, 열처리, 가압, 적층 등 다양한 공정을 롤투롤 장치를 기반으로 설계할 수 있다. 롤투롤 장치를 기반으로 공정을 수행하기 위해서는 공급롤과 회수롤 사이에 의도된 경로를 따라 공정대상시트를 설치해야 한다. 또한, 상기 공급롤은 공정대상시트를 최초 감겨있던 공정대상시트만큼만 공급이 가능하며, 공급롤을 교체하면 다시 상기 경로를 따라 공정대상시트를 설치해야 한다. Various processes for manufacturing secondary batteries, such as coating, drying, heat treatment, pressurization, and lamination, can be designed based on roll-to-roll devices. In order to perform a process based on a roll-to-roll device, a process target sheet must be installed along the intended path between the supply roll and the return roll. In addition, the supply roll can supply only the amount of the process object sheet on which the process object sheet was initially wound, and when the supply roll is replaced, the process object sheet must be installed again along the above path.

종전에는 상기 공정대상시트를 수동으로 설치했으며, 설치하면서 단선이 다수 발생했다. 단선이 발생하면 단선된 부분부터 다시 설치를 진행하거나, 처음부터 다시 설치작업을 해야 하기에 공정대상시트의 로스와 설치 시간이 긴 단점이 있었다. Previously, the process target sheet was installed manually, and many disconnections occurred during installation. If a wire break occurs, installation must be started again from the broken part or installation work must be done again from the beginning, which has the disadvantage of loss of process sheet and long installation time.

공정대상시트를 롤투롤에 설치하는 시간과 작업자에 의한 에러를 줄이기 위한 해결방안의 모색이 필요하다. It is necessary to find a solution to reduce the time to install the process target sheet on roll-to-roll and the errors caused by workers.

본 명세서는 전극제조용 롤투롤 장치 및 전극제조용 롤투롤 공정의 준비 방법을 제공한다.This specification provides a roll-to-roll device for electrode manufacturing and a preparation method for a roll-to-roll process for electrode manufacturing.

본 명세서의 일 실시상태는 공정대상시트를 공급하는 공급롤, 공정완료시트를 회수하는 회수롤, 및 상기 공급롤과 상기 회수롤 사이에 복수개의 가이드롤을 포함하는 전극제조용 롤투롤 장치에서, 상기 공급롤에서 언와인딩된 상기 공정대상시트가 상기 가이드롤을 지나 상기 회수롤까지 이동하는 경로에 설치된 러버레일을 더 포함하며, 상기 공급롤에서 언와인딩된 상기 공정대상시트의 단부가 상기 러버레일의 일 단부에 고정되고, 상기 공정대상시트의 단부가 고정된 상기 러버레일이 상기 경로로 진행하면서, 상기 경로에 설치된 러버레일을 상기 공정대상시트로 대체하는 것인 전극제조용 롤투롤 장치를 제공한다. One embodiment of the present specification is a roll-to-roll device for manufacturing an electrode including a supply roll for supplying a process target sheet, a recovery roll for recovering a process-complete sheet, and a plurality of guide rolls between the supply roll and the recovery roll, It further includes a rubber rail installed in a path along which the process object sheet unwound from the supply roll moves through the guide roll to the recovery roll, and an end of the process object sheet unwound from the supply roll is of the rubber rail. Provided is a roll-to-roll device for manufacturing electrodes in which the rubber rail fixed at one end and the end of the process target sheet is fixed moves along the path, and replaces the rubber rail installed in the path with the process target sheet.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 러버레일의 일 단부에 고정된 상기 공정대상시트의 단부가 상기 회수롤측 마지막 가이드롤까지 이동하면, 상기 러버레일은 상기 공정대상시트의 단부와 분리될 수 있다.In another embodiment of the present specification, when the end of the process object sheet fixed to one end of the rubber rail moves to the last guide roll on the recovery roll side, the rubber rail may be separated from the end of the process object sheet.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 분리된 러버레일을 보관하는 보관부를 더 포함할 수 있다.In another embodiment of the present specification, a storage unit for storing the separated rubber rail may be further included.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 러버레일은 언와인딩된 상기 공정대상시트의 단부를 고정하도록 구비된 고정부를 포함하고, 상기 고정부는 절개홈, 테이프, 점착 덮개, 클립 또는 집게일 수 있다. In another embodiment of the present specification, the rubber rail includes a fixing part provided to fix the end of the unwinded processing target sheet, and the fixing part may be a cut groove, tape, adhesive cover, clip, or tongs.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 러버레일의 길이는 상기 경로의 거리보다 짧을 수 있다. In another embodiment of the present specification, the length of the rubber rail may be shorter than the distance of the path.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 러버레일의 재질은 합성고무일 수 있다.In another embodiment of the present specification, the material of the rubber rail may be synthetic rubber.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 러버레일의 두께는 상기 공정대상시트의 두께의 20배 이상 30배 이하일 수 있다. In another embodiment of the present specification, the thickness of the rubber rail may be 20 to 30 times the thickness of the process target sheet.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 공정대상시트는 전극일 수 있다. In another embodiment of the present specification, the process target sheet may be an electrode.

본 명세서 또 다른 실시상태는 공정대상시트를 공급하는 공급롤, 상기 공정완료시트를 회수하는 회수롤, 및 상기 공급롤과 상기 회수롤 사이에 복수개의 가이드롤을 포함하는 롤투롤 장치에 상기 공급롤에서 언와인딩된 상기 공정대상시트를 상기 복수개의 가이드롤을 지나 상기 회수롤까지 이동하는 경로를 따라 설치하는 전극제조용 롤투롤 공정의 준비 방법으로서, 상기 경로를 따라 러버레일을 설치하되, 상기 러버레일의 일 단부는 상기 경로 중 상기 공급롤에서 언와이딩된 상기 공정대상시트가 상기 공급롤에 가까운 제1 가이드롤에 위치하고, 상기 러버레일의 타 단부는 상기 경로 중 상기 제1 가이드롤보다 상기 회수롤에 가까운 제2 가이드롤에 위치도록 설치하는 단계; 상기 공급롤에서 언와인딩된 공정대상시트를 상기 제1 가이드롤에 위치하는 상기 러버레일의 일 단부에 고정하는 단계; 및 상기 공정대상시트의 단부가 고정된 상기 러버레일을 상기 경로로 진행시키면서, 상기 경로에 설치된 러버레일을 상기 공정대상시트로 대체하는 단계를 포함하는 전극제조용 롤투롤 공정의 준비 방법을 제공한다.Another embodiment of the present specification is a roll-to-roll device including a supply roll for supplying a process target sheet, a recovery roll for recovering the process-complete sheet, and a plurality of guide rolls between the supply roll and the recovery roll. A method of preparing a roll-to-roll process for electrode manufacturing in which the unwinded process object sheet is installed along a path that moves through the plurality of guide rolls to the recovery roll, wherein a rubber rail is installed along the path, wherein the rubber rail One end of the process object sheet unwound from the supply roll in the path is located on a first guide roll closer to the supply roll, and the other end of the rubber rail is located in the recovery area than the first guide roll in the path. Installing the second guide roll close to the roll; fixing the process target sheet unwound from the supply roll to one end of the rubber rail located on the first guide roll; and advancing the rubber rail on which the end of the process target sheet is fixed along the path, while replacing the rubber rail installed in the path with the process target sheet.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 러버레일의 일 단부에 고정된 상기 공정대상시트의 단부가 상기 제2 가이드롤까지 이동하면, 상기 공정대상시트의 단부와 상기 러버레일을 분리하는 단계; 및 상기 러버레일과 분리된 상기 공정대상시트의 단부를 상기 회수롤에 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다. In another embodiment of the present specification, when the end of the process object sheet fixed to one end of the rubber rail moves to the second guide roll, separating the end of the process object sheet and the rubber rail; And it may further include fixing an end of the process target sheet separated from the rubber rail to the recovery roll.

본 명세서 다른 실시상태에서, 분리된 상기 러버레일을 보관하는 단계를 더 포함할 수 있다. In another embodiment of the present specification, the step of storing the separated rubber rail may be further included.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 공정대상시트의 단부가 고정된 상기 회수롤을 회전시켜 상기 공정대상시트를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다. In another embodiment of the present specification, the step of recovering the process target sheet by rotating the recovery roll on which the end of the process target sheet is fixed may be further included.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 롤루롤 장치를 사용하면, 롤과 롤 사이에 공정대상시트를 설치하는 와인딩 공정에서 작업자에 의한 에러가 줄어드는 장점이 있다. Using the roll-to-roll device according to an embodiment of the present specification has the advantage of reducing operator errors in the winding process of installing a process object sheet between rolls.

본 명세서의 다른 실시상태에 따른 롤루롤 장치를 사용하면, 롤과 롤 사이에 공정대상시트를 설치하는 와인딩 공정의 작업시간이 단축되는 장점이 있다. Using the roll-to-roll device according to another embodiment of the present specification has the advantage of shortening the working time of the winding process of installing the process target sheet between rolls.

본 명세서의 또 다른 실시상태에 따른 롤루롤 장치를 사용하면, 롤과 롤 사이에 공정대상시트를 설치하는 와인딩 공정에서 에러에 의해 버려지는 공정대상시트를 줄일 수 있다. By using the roll-to-roll device according to another embodiment of the present specification, it is possible to reduce the number of process object sheets discarded due to errors in the winding process of installing the process object sheet between rolls.

도 1은 종래에 수동으로 공정대상시트를 롤투롤 장치에 설치할 때, 단선이 발생하는 것을 도시한 것이다.
도 2 내지 4는 본 명세서의 일 실시상태에 따라 러버레일을 사용하여 롤투롤 장치에 공정대상시트를 설치하는 일련의 과정을 순차적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 명세서의 다른 실시상태에 따라 러버레일을 사용하여 롤투롤 장치에 공정대상시트를 설치한 후 전극을 제조하기 위한 공정을 수행하는 것을 도시한 것이다.
도 6은 본 명세서의 또 다른 실시상태에 따라 러버레일의 다양한 고정부에 공정대상시트의 단부를 고정하는 것은 도시한 것이다.
도 7은 전극판의 구조를 나타낸다.
도 8은 전극 적층체의 권취 공정을 나타낸다.
도 9는 무지부의 절곡면에 집전 플레이트가 용접되는 공정을 나타낸다.Figure 1 shows that a disconnection occurs when a process target sheet is manually installed in a conventional roll-to-roll device.
Figures 2 to 4 sequentially illustrate a series of processes for installing a process object sheet on a roll-to-roll device using a rubber rail according to an exemplary embodiment of the present specification.
Figure 5 illustrates performing a process for manufacturing an electrode after installing a process target sheet on a roll-to-roll device using a rubber rail according to another embodiment of the present specification.
Figure 6 shows fixing the end of the process object sheet to various fixing parts of the rubber rail according to another embodiment of the present specification.
Figure 7 shows the structure of the electrode plate.
Figure 8 shows the winding process of the electrode laminate.
Figure 9 shows a process in which a current collection plate is welded to the curved surface of the uncoated portion.

이하에서는 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 도면은 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 도면에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the drawings are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the drawings.

도 1은 종래에 수동으로 공정대상시트를 롤투롤 장치(500)에 설치할 때, 단선이 발생하는 것을 도시한 것이다.Figure 1 shows that a disconnection occurs when a process object sheet is manually installed in the roll-to-roll device 500 in the related art.

롤투롤 장치(500)를 이용하여 전극을 제조하기 위해서는, 공급롤(100)과 회수롤(200) 사이에 복수의 가이드롤(1~20)을 설치하고, 적절한 위치에 전극을 제조하기 위한 장비를 구비한다. 준비된 롤투롤 장치(500)에 공정대상시트(300)이 공급롤(100)에서 언와인딩되어 공정이 완료된 공정완료시트(350)가 회수롤(200)로 회수될 수 있도록, 일련의 경로에 공정완료시트(350)를 수동으로 걸어 회수롤(200)까지 당겨 고정하였다. 이 같은 공정은 공급롤(100)을 교체할 때마다 이루어져야하는 필수 과정이다. 이 과정에서, 힘조절의 실패로 단선되거나, 가이드롤(1~20)을 누락시켜 잘못 설치하는 등의 빈번한 휴먼에러가 발생하였고, 이를 통해 전극재료의 손실이 컸다. In order to manufacture electrodes using the roll-to-roll device 500, a plurality of guide rolls (1 to 20) are installed between the supply roll 100 and the recovery roll 200, and equipment is used to manufacture electrodes at appropriate positions. is provided. The process object sheet 300 is unwound from the supply roll 100 in the prepared roll-to-roll device 500, and the process is carried out in a series of paths so that the completed process sheet 350 can be recovered to the recovery roll 200. The finished sheet (350) was manually pulled and fixed to the recovery roll (200). This process is an essential process that must be performed every time the supply roll 100 is replaced. In this process, frequent human errors occurred, such as disconnection due to failure in force control or incorrect installation of guide rolls (1 to 20), which resulted in significant loss of electrode material.

본 명세서는 러버레일을 통해 공정대상시트를 설치하여 휴먼에러를 줄이고 전극재료의 손실을 줄일 수 있다. In this specification, human error can be reduced and loss of electrode materials can be reduced by installing a process target sheet through a rubber rail.

본 명세서의 일 실시상태의 전극제조용 롤투롤 장치는 공급롤(100), 회수롤(200) 및 가이드롤(1~20)을 포함한다.The roll-to-roll device for electrode manufacturing according to an exemplary embodiment of the present specification includes a supply roll 100, a recovery roll 200, and guide rolls 1 to 20.

상기 공급롤(100)에서 언와인딩된 상기 공정대상시트(300)이 상기 가이드롤(1~20)을 지나 상기 회수롤(200)까지 이동하는 경로에 러버레일(400)을 설치하고, 상기 공정대상시트(300)의 단부가 고정된 상기 러버레일(400)이 상기 경로로 진행하면서, 상기 경로에 설치된 러버레일(400)을 상기 공정대상시트(300)로 대체할 수 있다.A rubber rail 400 is installed in the path along which the process object sheet 300 unwound from the supply roll 100 moves through the guide rolls 1 to 20 to the recovery roll 200, and the process As the rubber rail 400 to which the end of the target sheet 300 is fixed moves along the path, the rubber rail 400 installed in the path can be replaced with the process target sheet 300.

상기 러버레일(400)의 고정부(450)에 고정된 상기 공정대상시트(300)의 단부가 도 4와 같이 상기 회수롤(200)측 마지막 가이드롤(20)까지 이동하면, 상기 러버레일(400)은 상기 공정대상시트(300)의 단부와 분리될 수 있다.When the end of the process object sheet 300 fixed to the fixing part 450 of the rubber rail 400 moves to the last guide roll 20 on the recovery roll 200 side as shown in FIG. 4, the rubber rail ( 400) may be separated from the end of the process target sheet 300.

이렇게 분리된 러버레일은 보관하는 보관부에 별도로 보관되었다가, 공급롤(100)의 교체 시에 다시 상기 경로에 설치하고, 공정대상시트(300)의 단부를 고정부(450)에 고정하여 경로에 설치된 러버레일(400)을 상기 공정대상시트(300)로 대체하면서, 공정대상시트(300)을 설치할 수 있다. The rubber rail separated in this way is stored separately in the storage unit, and is installed again in the above path when the supply roll 100 is replaced, and the end of the process object sheet 300 is fixed to the fixing part 450 to connect to the path. The process object sheet 300 can be installed while replacing the rubber rail 400 installed in with the process object sheet 300.

도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 일 실시상태에 따라 러버레일(400)을 사용하여 일련의 과정을 통해 공정대상시트를 롤투롤 장치에 설치할 수 있다. 경로에 설치된 러버레일(400)을 당기는 것은 수동으로 하거나, 별도의 동력장치를 이용할 수 있다. As shown in FIGS. 2 to 4, a process object sheet can be installed in a roll-to-roll device through a series of processes using the rubber rail 400 according to an exemplary embodiment of the present specification. Pulling the rubber rail 400 installed in the path can be done manually or using a separate power device.

상기 러버레일(400)의 고정부(450)는 절개홈(451), 테이프(453), 점착 덮개(452), 클립 또는 집게일 수 있으며, 러버레일(400)의 진행을 방해하지 않으면서, 공정대상시트(300)을 고정할 수 있다면 그 형태와 구성은 특별히 한정하지 않는다. The fixing part 450 of the rubber rail 400 may be a cut groove 451, a tape 453, an adhesive cover 452, a clip, or tongs, and does not interfere with the progress of the rubber rail 400, As long as the process target sheet 300 can be fixed, its shape and configuration are not particularly limited.

도 6(a)와 같이, 상기 고정부(450)는 절개홈(451)이며, 절개된 홈 사이에 공정대상시트(300)의 단부를 끼워 고정할 수 있다. As shown in Figure 6 (a), the fixing part 450 is a cut groove 451, and the end of the process sheet 300 can be inserted and fixed between the cut grooves.

도 6(b)와 같이, 상기 고정부(450)는 점착 덮개(452)이며, 돌출되어 일부 절개된 홈 사이에 공정대상시트(300)의 단부를 끼워 파지의 힘과 절개면의 점착력으로 고정할 수 있다. As shown in Figure 6 (b), the fixing part 450 is an adhesive cover 452, and the end of the process sheet 300 is inserted between the protruding and partially cut grooves and fixed by the force of grip and the adhesive force of the cut surface. can do.

도 6(c)와 같이, 상기 고정부(450)는 테이프(453)이며, 공정대상시트(300)의 단부와 그 주변의 러버레일(400)의 표면을 점착시켜 고정할 수 있다.As shown in Figure 6(c), the fixing part 450 is a tape 453, and can be fixed by adhering the end of the process sheet 300 and the surface of the rubber rail 400 around it.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 러버레일(400)의 길이는 상기 경로의 거리와 같거나, 길거나, 보다 짧을 수 있다. 상기 러버레일(400)의 길이는 상기 경로의 거리보다 짧아 경로 내 부족한 길이를 공급롤(100)에서 언와인딩된 공정대상시트(300)을 당겨와 고정부(450)에 연결할 수 있다. 이 경우 러버레일(400)을 필요한 만큼만 사용하여 여분의 러버레일(400)이 장치 내 장비들을 회손시키거나 작업자가 다치는 위험 등을 줄일 수 있다. In another embodiment of the present specification, the length of the rubber rail 400 may be equal to, longer than, or shorter than the distance of the path. The length of the rubber rail 400 is shorter than the distance of the path, so the process object sheet 300 unwound from the supply roll 100 can be pulled and connected to the fixing part 450 using the insufficient length in the path. In this case, by using only the rubber rail 400 as needed, the risk of the extra rubber rail 400 damaging equipment in the device or injuring workers can be reduced.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 러버레일(400)의 두께는 상기 공정대상시트(300)의 두께의 20배 이상 30배 이하일 수 있다. 구체적으로, 러버레일(400)의 두께는 4mm 내지 6mm일 수 있으며, 이때 공정대상시트(300)의 두께는 약 200μm일 수 있다. In another embodiment of the present specification, the thickness of the rubber rail 400 may be 20 to 30 times the thickness of the process target sheet 300. Specifically, the thickness of the rubber rail 400 may be 4 mm to 6 mm, and the thickness of the process target sheet 300 may be approximately 200 μm.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 러버레일(400)의 재질은 합성고무이며, 탄성, 강성, 내마모성, 반발탄성, 기계적 특성 등을 고려하여 선택할 수 있다. 예를 들면 상기 러버레일(400)은 부타디엔 러버 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. In another embodiment of the present specification, the material of the rubber rail 400 is synthetic rubber, and can be selected considering elasticity, rigidity, abrasion resistance, rebound elasticity, mechanical properties, etc. For example, the rubber rail 400 may use butadiene rubber, but is not limited thereto.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 러버레일(400)은 하나의 판일 수 있으며, 이때, 고정부(450)는 러버레일(400)의 양 말단에 구비될 수 있다. 나아가 상기 고정부(450)는 러버레일(400)의 표면 상에 이격되어 복수개로 구비될 수 있다. 이는 공정대상시트(300)의 설치시 필요에 따라 러버레일(400)의 표면과의 접촉면을 늘려 고정력을 증가시킬 수 있다. In another embodiment of the present specification, the rubber rail 400 may be a single plate, and in this case, the fixing parts 450 may be provided at both ends of the rubber rail 400. Furthermore, the fixing parts 450 may be provided in plural numbers spaced apart from each other on the surface of the rubber rail 400. This can increase the fixing force by increasing the contact surface with the surface of the rubber rail 400 as needed when installing the process target sheet 300.

본 명세서 또 다른 실시상태는 공정대상시트(300)을 공급하는 공급롤(100), 상기 공정완료시트(350)를 회수하는 회수롤(200), 및 상기 공급롤(100)과 회수롤(200) 사이에 복수개의 가이드롤(1~20)을 포함하는 롤투롤 장치(500)에 상기 공급롤(100)에서 언와인딩된 상기 공정대상시트(300)을 상기 복수개의 가이드롤(1~20)을 지나 상기 회수롤(200)까지 이동하는 경로를 따라 설치하는 전극제조용 롤투롤 공정의 준비 방법으로서, 상기 경로를 따라 러버레일(400)을 설치하되, 상기 러버레일(400)의 일 단부는 상기 경로 중 상기 공급롤(100)에서 언와이딩된 상기 공정대상시트(300)이 상기 공급롤(100)에 가까운 제1 가이드롤에 위치하고, 상기 러버레일(400)의 타 단부는 상기 경로 중 상기 공정대상시트(300)이 상기 회수롤(200)에 가까운 제2 가이드롤에 위치도록 설치하는 단계; 상기 공급롤(100)에서 언와인딩된 공정대상시트(300)을 상기 제1 가이드롤에 위치하는 상기 러버레일(400)의 일 단부에 고정하는 단계; 및 상기 공정대상시트(300)의 단부가 고정된 상기 러버레일(400)을 상기 경로로 진행시키면서, 상기 경로에 설치된 러버레일(400)을 상기 공정대상시트(300)로 대체하는 단계를 포함하는 전극제조용 롤투롤 공정의 준비 방법을 제공한다.Another embodiment of the present specification includes a supply roll 100 for supplying a process object sheet 300, a recovery roll 200 for recovering the process completion sheet 350, and the supply roll 100 and the recovery roll 200. ) The process target sheet 300 unwound from the supply roll 100 is placed in the roll-to-roll device 500 including a plurality of guide rolls (1 to 20) between the plurality of guide rolls (1 to 20). A method of preparing a roll-to-roll process for electrode manufacturing installed along a path that passes through and moves to the recovery roll 200, wherein a rubber rail 400 is installed along the path, and one end of the rubber rail 400 is The process target sheet 300 unwinded from the supply roll 100 in the path is located on the first guide roll close to the supply roll 100, and the other end of the rubber rail 400 is located in the path. Installing the process object sheet 300 on a second guide roll close to the recovery roll 200; Fixing the process target sheet 300 unwound from the supply roll 100 to one end of the rubber rail 400 located on the first guide roll; And advancing the rubber rail 400, on which the end of the process target sheet 300 is fixed, along the path, and replacing the rubber rail 400 installed in the path with the process target sheet 300. A method of preparing a roll-to-roll process for electrode manufacturing is provided.

제1 가이드롤은 회수롤(200)보다 공급롤(100)에 가까운 가이드롤을 의미하며, 상기 경로 중 상기 공급롤(100)에서 언와이딩된 상기 공정대상시트가 첫번째, 두번째, 세번째, 네번째 또는 다섯번째로 지나는 가이드롤일 수 있다. The first guide roll refers to a guide roll that is closer to the supply roll 100 than the recovery roll 200, and the process target sheet unwinded from the supply roll 100 is moved to the first, second, third, and fourth positions in the path. Or it may be the fifth guide roll to pass.

제2 가이드롤은 공급롤(100)보다 회수롤(200)에 가까운 가이드롤을 의미하며, 상기 경로 중 상기 회수롤(200)로부터 첫번째, 두번째, 세번째, 네번째 또는 다섯번째 가이드롤일 수 있다. 제2 가이드롤은 상기 경로 중 상기 회수롤(200)로부터 첫번째 가이드롤, 즉 상기 경로 중 상기 공정대상시트(300)이 상기 회수롤(200)로 이동하기 전 마지막으로 지나는 가이드롤일 수 있다. The second guide roll refers to a guide roll that is closer to the recovery roll 200 than the supply roll 100, and may be the first, second, third, fourth, or fifth guide roll from the recovery roll 200 in the path. The second guide roll may be the first guide roll from the recovery roll 200 in the path, that is, the last guide roll that passes before the process target sheet 300 moves to the recovery roll 200 in the path.

전극제조용 롤투롤 공정의 준비 방법은 상술한 전극제조용 롤투롤 장치의 설명을 인용할 수 있다. The preparation method for the roll-to-roll process for electrode manufacturing can refer to the description of the roll-to-roll device for electrode manufacturing described above.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 러버레일의 고정부(450)에 고정된 상기 공정대상시트(300)의 단부가 상기 제2 가이드롤까지 이동하면, 상기 공정대상시트(300)의 단부와 상기 러버레일(400)을 분리하는 단계; 및 상기 러버레일(400)과 분리된 상기 공정대상시트(300)의 단부를 상기 회수롤(200)에 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In another embodiment of the present specification, when the end of the process object sheet 300 fixed to the fixing part 450 of the rubber rail moves to the second guide roll, the end of the process object sheet 300 and the rubber Separating the rail 400; And it may further include fixing the end of the process target sheet 300 separated from the rubber rail 400 to the recovery roll 200.

본 명세서 다른 실시상태에서, 분리된 상기 러버레일(400)을 보관하는 단계를 더 포함할 수 있다. In another embodiment of the present specification, a step of storing the separated rubber rail 400 may be further included.

본 명세서 다른 실시상태에서, 상기 공정대상시트(300)의 단부가 고정된 상기 회수롤(200)을 회전시켜 상기 공정대상시트(300)를 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.In another embodiment of the present specification, the step of recovering the process target sheet 300 by rotating the recovery roll 200 on which the end of the process target sheet 300 is fixed may be further included.

본 명세서의 일 실시상태에서, 상기 전극제조용 롤투롤 장치(500)는 활물질층 형성공정을 위한 장치일 수 있다. 이때, 상기 공정대상시트(300)은 집전체이며, 상기 공정완료시트(350)는 전극이고, 공급롤(100)과 회수롤(200) 사이에 활물질층 코팅을 위한 코팅장치, 건조장치 및 압연장치 중 적어도 하나 이상이 구비될 수 있다. In one embodiment of the present specification, the roll-to-roll device 500 for manufacturing an electrode may be a device for an active material layer forming process. At this time, the process target sheet 300 is a current collector, the process completion sheet 350 is an electrode, and a coating device, a drying device, and a rolling device for coating the active material layer between the supply roll 100 and the recovery roll 200 are used. At least one of the devices may be provided.

본 명세서의 일 실시상태에서, 상기 전극제조용 롤투롤 장치(500)는 양극, 분리막 및 음극이 적층된 적층체를 제조하기 위한 장치일 수 있다. 이때 상기 공정대상시트(300)은 양극, 분리막 및 음극이며, 각각을 공급하는 다수의 공급롤(100)을 구비하고 이들을 적층하고 고정하기 위한 압축롤이 구비될 수 있다. 상기 공정완료시트(350)는 전극 적층체이다. In one embodiment of the present specification, the roll-to-roll device 500 for manufacturing an electrode may be a device for manufacturing a laminate in which an anode, a separator, and a cathode are stacked. At this time, the process target sheet 300 is an anode, a separator, and a cathode, and may be provided with a plurality of supply rolls 100 for supplying each, and a compression roll for stacking and fixing them. The process completion sheet 350 is an electrode laminate.

본 명세서의 일 실시상태에서, 상기 전극제조용 롤투롤 장치(500)는 도 7과 같이 장변에 활물질이 도포되지 않은 장변측 무지부를 포함하는 전극을 공급하여, 상기 무지부를 레이저로 노칭(Notching)하는 공정을 수행할 수 있다. 이때, 공정대상시트(300)은 전극이며, 공정완료시트(350)는 노칭된 전극이다. 공급롤(100)과 회수롤(200) 사이에 노칭을 위한 레이저 장치가 구비될 수 있다. In one embodiment of the present specification, the roll-to-roll device 500 for manufacturing an electrode supplies an electrode including an uncoated portion on the long side where the active material is not applied to the long side as shown in FIG. 7, and notches the uncoated portion with a laser. The process can be performed. At this time, the process target sheet 300 is an electrode, and the process completion sheet 350 is a notched electrode. A laser device for notching may be provided between the supply roll 100 and the recovery roll 200.

이렇게 노칭된 전극은 분리막과 함께 적층되어, 권취롤을 형성하고, 노칭된 전극측에 집전 플레이트를 용접하여 탭이 없는 탭-리스 원통형 배터리 셀을 제조할 수 있다. The notched electrode is laminated with a separator to form a winding roll, and a current collection plate is welded to the notched electrode side to manufacture a tab-less cylindrical battery cell.

도 7 내지 도 9는 탭-리스 원통형 배터리 셀의 제조 과정을 보여주는 도면이다. 도 7은 전극판의 구조를 나타내고, 도 8은 전극 적층체의 권취 공정을 나타내고, 도 9는 무지부의 절곡면에 집전 플레이트가 용접되는 공정을 나타낸다.7 to 9 are diagrams showing the manufacturing process of a tab-less cylindrical battery cell. FIG. 7 shows the structure of the electrode plate, FIG. 8 shows the winding process of the electrode laminate, and FIG. 9 shows the process of welding the current collection plate to the curved surface of the uncoated portion.

도 7을 참조하면, 전극판은 쉬트 모양의 집전체(23)에 활물질(21)이 코팅된 구조를 가지며, 길이 방향(X)을 따라 한쪽 장변 측에 무지부(22)를 포함한다. Referring to FIG. 7, the electrode plate has a structure in which the active material 21 is coated on a sheet-shaped current collector 23, and includes an uncoated region 22 on one long side along the longitudinal direction (X).

전극 조립체(A)는 양극판(10)과 음극판(11)을 도 8에 도시된 것처럼 2장의 분리막(12)과 함께 순차적으로 적층시킨 후 일방향으로 권취시켜 제작한다. 이 때, 양극판(10)과 음극판(11)의 무지부는 서로 반대 방향으로 배치된다. 양극판(10)과 음극판(11)의 위치는 도시된 것과 반대로 변경될 수 있다.The electrode assembly (A) is manufactured by sequentially stacking the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 11 together with two separators 12 as shown in FIG. 8 and then winding them in one direction. At this time, the uncoated portions of the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 11 are arranged in opposite directions. The positions of the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 11 may be changed opposite to those shown.

권취 공정 이후, 양극판(10)의 양극 무지부(10a)과 음극판(11)의 음극 무지부(11a)는 코어측으로 절곡된다. 그 이후에는, 양극 무지부(10a)와 음극 무지부(11a)에 각각 집전 플레이트(30, 31)를 각각 용접시켜 결합시킨다.After the winding process, the positive electrode uncoated area 10a of the positive electrode plate 10 and the negative electrode uncoated area 11a of the negative electrode plate 11 are bent toward the core. After that, the current collection plates 30 and 31 are respectively welded and joined to the positive electrode uncoated area 10a and the negative electrode uncoated area 11a.

양극 무지부(10a)와 음극 무지부(11a)에는 별도의 전극 탭이 결합되어 있지 않으며, 집전 플레이트(30, 31)가 외부의 전극 단자와 연결되며, 전류 패스가 전극 조립체(A)의 권취 축 방향(화살표 참조)을 따라 큰 단면적으로 형성되므로 배터리 셀의 저항을 낮출 수 있는 장점이 있다. 저항은 전류가 흐르는 통로의 단면적에 반비례하기 때문이다.No separate electrode tabs are coupled to the positive electrode uncoated area 10a and the negative electrode uncoated area 11a, and the current collection plates 30 and 31 are connected to external electrode terminals, and the current pass through the winding of the electrode assembly A. Since it is formed with a large cross-sectional area along the axial direction (see arrow), it has the advantage of lowering the resistance of the battery cell. This is because resistance is inversely proportional to the cross-sectional area of the path through which the current flows.

탭-리스 원통형 배터리 셀에서, 양극 무지부(10a) 및 음극 무지부(11a)와 각각의 집전 플레이트(30, 31)의 용접 특성을 향상시키기 위해서는 양극 무지부(10a)와 음극 무지부(11a)의 용접 지점에 강한 압력을 가하여 최대한 평평하게 양극 무지부(10a)와 음극 무지부(11a)를 절곡시켜야 한다.In a tab-less cylindrical battery cell, in order to improve the welding characteristics of the positive electrode uncoated area 10a and the negative electrode uncoated area 11a and each of the current collection plates 30 and 31, the positive electrode uncoated area 10a and the negative electrode uncoated area 11a are used. ) must be applied to the welding point to bend the positive electrode uncoated area 10a and the negative electrode uncoated area 11a as flat as possible.

이렇게 제조된 탭-리스 원통형 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩 및 이를 사용한 자동차, 자전거 등 운송수단을 제공할 수 있다.A battery pack containing the tab-less cylindrical battery cell manufactured in this way and a means of transportation such as a car or bicycle using the same can be provided.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the claims to be described.

1~20: 가이드롤
10: 양극판
10a: 양극 무지부
11: 음극판
11a: 무지부
12: 분리막
21: 활물질
22: 무지부
23: 집전체
30, 31: 집전 플레이트
33: 코어
A: 전극 조립체
100: 공급롤
200: 회수롤
300: 공정대상시트
350: 공정완료시트
400: 러버레일
450: 고정부
451: 절개홈
452: 점착 덮개
453: 테이프1~20: Guide roll
10: positive plate
10a: anode uncoated region
11: negative plate
11a: no part
12: Separator
21: active material
22: Mujibu
23: Householder
30, 31: Current collector plate
33: core
A: Electrode assembly
100: Supply roll
200: recovery roll
300: Process target sheet
350: Process completion sheet
400: Rubber rail
450: Fixing part
451: Cut groove
452: Adhesive cover
453: tape

Claims

Supply roll for supplying process target sheets,
A recovery roll for recovering process completion sheets, and
In a roll-to-roll device for electrode manufacturing including a plurality of guide rolls between the supply roll and the recovery roll,
It further includes a rubber rail installed on a path along which the process target sheet unwound from the supply roll moves through the guide roll to the recovery roll,
An end of the process target sheet unwound from the supply roll is fixed to one end of the rubber rail,
A roll-to-roll device for manufacturing an electrode, wherein the rubber rail on which the end of the process target sheet is fixed moves along the path, and the rubber rail installed in the path is replaced with the process target sheet.

In claim 1,
When the end of the process object sheet fixed to one end of the rubber rail moves to the last guide roll on the recovery roll side, the rubber rail is separated from the end of the process object sheet.

In claim 2,
A roll-to-roll device for manufacturing electrodes, further comprising a storage portion for storing the separated rubber rail.

In claim 1,
The rubber rail includes a fixing part provided to fix an end of the unwinded process target sheet,
A roll-to-roll device for manufacturing electrodes wherein the fixing part is a cut groove, tape, adhesive cover, clip, or forceps.

The roll-to-roll device for manufacturing electrodes according to claim 1, wherein the length of the rubber rail is shorter than the distance of the path.

The roll-to-roll device for manufacturing electrodes according to claim 1, wherein the rubber rail is made of synthetic rubber.

The roll-to-roll device for manufacturing electrodes according to claim 1, wherein the thickness of the rubber rail is 20 to 30 times the thickness of the process target sheet.

The roll-to-roll device according to claim 1, wherein the process object sheet is an electrode.

The process object unwound from the supply roll to a roll-to-roll device including a supply roll for supplying the process object sheet, a recovery roll for recovering the process completed sheet, and a plurality of guide rolls between the supply roll and the recovery roll. A method of preparing a roll-to-roll process for electrode manufacturing in which a sheet is installed along a path that moves through the plurality of guide rolls to the recovery roll,
Install a rubber rail along the above path,
One end of the rubber rail is located on a first guide roll close to the supply roll, where the process target sheet unwinds from the supply roll in the path, and the other end of the rubber rail is located in the first guide roll in the path. Installing the second guide roll closer to the recovery roll;
fixing the process target sheet unwound from the supply roll to one end of the rubber rail located on the first guide roll; and
A method of preparing a roll-to-roll process for electrode manufacturing, comprising the step of advancing the rubber rail on which the end of the process target sheet is fixed along the path and replacing the rubber rail installed in the path with the process target sheet.

In claim 9,
When the end of the process target sheet fixed to one end of the rubber rail moves to the second guide roll, separating the end of the process target sheet and the rubber rail; and
A method of preparing a roll-to-roll process for electrode manufacturing, further comprising fixing an end of the process object sheet separated from the rubber rail to the recovery roll.

In claim 10,
A method of preparing a roll-to-roll process for electrode manufacturing, further comprising the step of storing the separated rubber rail.

In claim 10,
A method of preparing a roll-to-roll process for electrode manufacturing, further comprising the step of recovering the process target sheet by rotating the recovery roll to which an end of the process target sheet is fixed.