KR20240056285A - Electrode assembly manufacturing equipment and manufacturing method for electrode assembly - Google Patents

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KR20240056285A
KR20240056285A KR1020220136741A KR20220136741A KR20240056285A KR 20240056285 A KR20240056285 A KR 20240056285A KR 1020220136741 A KR1020220136741 A KR 1020220136741A KR 20220136741 A KR20220136741 A KR 20220136741A KR 20240056285 A KR20240056285 A KR 20240056285A
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Abstract

본 출원은 전극 조립체 제조 장치 및 전극 조립체 제조 방법에 관한 것이다.This application relates to an electrode assembly manufacturing apparatus and an electrode assembly manufacturing method.

Description

전극 조립체 제조 장치 및 전극 조립체 제조 방법{ELECTRODE ASSEMBLY MANUFACTURING EQUIPMENT AND MANUFACTURING METHOD FOR ELECTRODE ASSEMBLY}Electrode assembly manufacturing apparatus and electrode assembly manufacturing method {ELECTRODE ASSEMBLY MANUFACTURING EQUIPMENT AND MANUFACTURING METHOD FOR ELECTRODE ASSEMBLY}

본 발명은 전극 조립체 제조 장치 및 전극 조립체 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly manufacturing apparatus and an electrode assembly manufacturing method.

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.Unlike primary batteries, secondary batteries can be recharged and have been extensively researched and developed in recent years due to their small size and high capacity. As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing.

이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.Secondary batteries are classified into coin-shaped batteries, cylindrical batteries, square-shaped batteries, and pouch-shaped batteries, depending on the shape of the battery case. In a secondary battery, the electrode assembly mounted inside the battery case is a power generating element capable of charging and discharging consisting of a stacked structure of electrodes and a separator.

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.The electrode assembly is a jelly-roll type that is wound with a separator between the sheet-like positive and negative electrodes coated with active material, and a stack type in which multiple positive and negative electrodes are sequentially stacked with a separator interposed. , and stack-type unit cells can be roughly classified into stack-and-fold type in which the unit cells are wound with a long length of separation film.

여기서, 유기/무기 복합 다공성 코팅층을 포함하는 분리막을 이용하여 분리막이 지그 재그로 폴딩되어 전극이 사이사이에 위치된 형태를 가지는 적층물을 그리퍼로 고정하고, 가열 및 가압을 하여 스택 앤 폴딩형의 전극 조립체를 제조하게 된다.Here, using a separator containing an organic/inorganic composite porous coating layer, the separator is folded in a zigzag manner and the laminate having electrodes positioned in between is fixed with a gripper and heated and pressed to create a stack-and-fold type. The electrode assembly is manufactured.

이 때, 전극을 적층하는 과정에서 전극과 분리막의 적층이 틀어지는 것을 방지하기 위해서 맨드렐(mandrel)로 고정하는 과정이 필요하며, 이 과정에서 맨드렐과 전극 및 분리막 사이에서 발생하는 마찰력에 의해서 전극 및 분리막의 손상이 발생하는 문제가 있어왔다.At this time, in order to prevent the stacking of the electrode and the separator from being distorted during the process of stacking the electrode, a process of fixing it with a mandrel is necessary. During this process, the friction force generated between the mandrel, the electrode, and the separator And there has been a problem of damage to the separator.

따라서, 맨드렐을 사용하여 적층하는 과정에서 전극 및 분리막의 손상을 방지하여 제조된 전극 조립체의 성능을 향상시킬 수 있는 방법이 필요한 상황이다.Therefore, there is a need for a method to improve the performance of the manufactured electrode assembly by preventing damage to the electrode and separator during the stacking process using a mandrel.

한국 공개특허 제10-2013-0132230호Korean Patent Publication No. 10-2013-0132230

본 발명은 전극 조립체 제조 장치 및 전극 조립체 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide an electrode assembly manufacturing apparatus and an electrode assembly manufacturing method.

본 발명의 일 실시상태는, 제1 전극을 스택 테이블에 공급하는 단계; 제2 전극을 스택 테이블에 공급하는 단계; 분리막을 스택 테이블에 공급하는 단계; 폴딩되는 상기 분리막 사이사이에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 교대로 배치되는 형태로 상기 제1 전극, 분리막 및 제2 전극을 스택 테이블 위에 적층축을 따라서 적층하여 적층물을 제조하는 단계; 및 상기 적층물을 제조한 이후, 상기 적층물을 가열 및 가압하는 히트 프레스(Heat Press) 단계를 포함하는 전극 조립체 제조 방법에 관한 것으로서, One embodiment of the present invention includes supplying a first electrode to a stack table; supplying a second electrode to a stack table; Supplying a separator to a stack table; manufacturing a laminate by stacking the first electrode, the separator, and the second electrode along a stacking axis on a stack table in a form where the first electrode and the second electrode are alternately arranged between the folded separators; And after manufacturing the laminate, it relates to a method of manufacturing an electrode assembly including a heat press step of heating and pressurizing the laminate,

상기 적층물을 제조하는 단계는The step of manufacturing the laminate is

(S1) 상기 스택 테이블 위에 분리막을 적층하고, 상기 적층된 분리막 위에 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 적층하는 단계; (S2) 상기 적층된 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)로 고정하는 단계; (S3) 상기 스택 테이블을 좌우로 이동시키거나 상기 분리막을 좌우로 이동시키면서 상기 맨드렐(mandrel)로 고정된 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 감싸도록 상기 분리막을 적층하는 단계; 및 (S4) 상기 분리막이 적층된 후, 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 대한 상기 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)의 고정을 해제하는 단계; (S5) 상기 맨드렐(mandrel)의 고정을 해제한 후, 상기 분리막 위에 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 적층하는 단계를 포함하고, 상기 (S1) 내지 (S5) 단계를 1 회 이상 진행하는 것이고, (S1) stacking a separator on the stack table and stacking the first electrode or the second electrode on the stacked separator; (S2) fixing the stacked first or second electrodes with a mandrel having an air outlet; (S3) stacking the separator to surround the first or second electrode fixed with the mandrel while moving the stack table to the left or right or the separator to the left or right; and (S4) after the separator is laminated, releasing the fixation of the mandrel having the air outlet to the first electrode or the second electrode; (S5) After releasing the fixation of the mandrel, laminating the first electrode or the second electrode on the separator, and performing the steps (S1) to (S5) one or more times. and

상기 적층된 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)로 고정하는 단계; 및 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 대한 상기 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)의 고정을 해제하는 단계는 각각 상기 맨드렐의 공기 사출구에서 공기를 분사하는 단계를 포함하는 것인 전극 조립체 제조 방법을 제공한다.fixing the stacked first or second electrodes with a mandrel having an air outlet; and the step of releasing the fixation of the mandrel having the air outlet to the first electrode or the second electrode includes spraying air from the air outlet of the mandrel, respectively. A manufacturing method is provided.

본 발명의 일 실시상태는, 제1 전극, 분리막 및 제2 전극을 적층시켜 전극 조립체를 제조하는 전극 조립체 장치로서, 폴딩되는 상기 분리막 사이사이에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 교대로 배치되는 형태로 적층축을 따라서 적층되는 적층물을 제조하는 스택 테이블; 상기 스택 테이블에 상기 분리막을 공급하는 분리막 공급부; 상기 스택 테이블에 상기 제1 전극을 공급하는 제1 전극 공급부; 상기 스택 테이블에 상기 제2 전극을 공급하는 제2 전극 공급부; 상기 제1 전극 공급부로부터 공급되는 상기 제1 전극을 상기 스택 테이블에 적층시키는 제1 전극 스택부; 상기 제2 전극 공급부로부터 공급되는 상기 제2 전극을 상기 스택 테이블에 적층시키는 제2 전극 스택부; 상기 적층된 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 고정하는 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel); 및 상기 적층물을 가열 및 가압하여 상기 제1 전극, 상기 분리막 및 상기 제2 전극 사이를 접착시키는 프레스부를 포함하는 전극 조립체 제조 장치를 제공한다.One embodiment of the present invention is an electrode assembly device for manufacturing an electrode assembly by stacking a first electrode, a separator, and a second electrode, wherein the first electrode and the second electrode are alternately disposed between the folded separators. A stack table for manufacturing a laminate that is stacked along a stacking axis in the form of a stack; a separator supply unit that supplies the separator to the stack table; a first electrode supply unit supplying the first electrode to the stack table; a second electrode supply unit supplying the second electrode to the stack table; a first electrode stack unit that stacks the first electrode supplied from the first electrode supply unit on the stack table; a second electrode stack unit that stacks the second electrode supplied from the second electrode supply unit on the stack table; a mandrel having an air outlet for fixing the stacked first or second electrodes; and a press unit that heats and presses the laminate to adhere the first electrode, the separator, and the second electrode.

본 출원의 실시상태에 따른 전극 조립체 제조 장치 및 전극 조립체 제조 방법은 전극 및 분리막을 적층하여 제조되는 전극 조립체의 제조 과정에서 셀손상을 방지할 수 있다.The electrode assembly manufacturing apparatus and electrode assembly manufacturing method according to the embodiment of the present application can prevent cell damage during the manufacturing process of the electrode assembly manufactured by laminating electrodes and separators.

본 출원의 실시상태에 따른 전극 조립체 제조 장치 및 전극 조립체 제조 방법은 전극 조립체의 제조 과정에서 셀손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 과정에서의 전극 조립체를 구성하는 전극의 틀어짐을 방지할 수 있어, 에너지 밀도가 향상된 전극 조립체를 제공할 수 있다.The electrode assembly manufacturing apparatus and electrode assembly manufacturing method according to the embodiment of the present application can not only prevent cell damage during the manufacturing process of the electrode assembly, but also prevent distortion of the electrodes constituting the electrode assembly during the manufacturing process. , it is possible to provide an electrode assembly with improved energy density.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치를 예시적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치의 개념을 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치를 통해 제조되는 전극 조립체를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 구체적인 일 실시양태에 따른 맨드렐을 개략적으로 도식화하여 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치의 프레스부를 예시적으로 나타낸 사시도이다.
도 6(a)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 제1 프레스부(50)를 도시한 사시도이고, 도 6(b)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 제2 프레스부(60)를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에서 스택 테이블을 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에서 제1 전극 안착 테이블을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에서 제2 전극 안착 테이블을 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에서 제1 석션 헤드를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에서 제1 석션 헤드를 나타낸 저면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에서 맨드렐 및 스택 테이블을 나타낸 평면도이다.
1 is a plan view illustrating an electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a front view showing the concept of an electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view exemplarily showing an electrode assembly manufactured through an electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 schematically shows a mandrel according to a specific embodiment of the present invention.
Figure 5 is a perspective view illustrating a press unit of an electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 6(a) is a perspective view showing the first press unit 50 according to an exemplary embodiment of the present invention, and Figure 6(b) shows the second press unit 60 according to an exemplary embodiment of the present invention. This is a perspective view.
Figure 7 is a perspective view showing a stack table in the electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a perspective view showing a first electrode seating table in the electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is a perspective view showing a second electrode seating table in the electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a perspective view showing a first suction head in the electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a bottom view showing a first suction head in the electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is a plan view showing a mandrel and a stack table in the electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구성에만 한정되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice it. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the configuration described herein.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In this specification, when a part 'includes' a certain component, this means that it does not exclude other components but may further include other components, unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서 'p 내지 q'는 'p 이상, q 이하'를 의미한다. In this specification, 'p to q' means 'p or more and q or less.'

본 명세서에서 "적층축"은 제1 전극, 분리막 및 제2 전극이 적층된 적층물의 적층 방향과 평행한 방향으로 연장된 축을 의미한다. As used herein, “stacking axis” refers to an axis extending in a direction parallel to the stacking direction of a laminate in which a first electrode, a separator, and a second electrode are stacked.

본 명세서에 있어서, "맨드렐"은 상기 스택 테이블 상에서 폴딩되는 상기 분리막 사이사이에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 교대로 배치되는 형태로 상기 제1 전극, 분리막 및 제2 전극이 적층된 적층물을 제조하는 과정에서 제1 전극 또는 제2 전극을 적층하기 위해서 상기 스택 테이블에 적층된 적층물을 파지하는 기능을 수행하는 것으로, 가열 및 가압을 하는 과정에서 상기 적층물을 파지하는 그리퍼와는 그 기능이 상이한 것이다.In this specification, a "mandrel" is a stack of the first electrode, the separator, and the second electrode in a form in which the first electrode and the second electrode are alternately arranged between the separators folded on the stack table. A gripper that performs the function of holding the laminate on the stack table in order to stack the first electrode or the second electrode in the process of manufacturing the laminate, and grips the laminate in the process of heating and pressing; has a different function.

본 명세서에서 "그리퍼"는 상기 적층물을 가열 및 가압하는 과정에서 상기 적층물을 고정하는 기능을 수행하는 것으로 상술한 바와 같이 맨드렐과는 그 기능이 상이한 것을 의미한다.In this specification, “gripper” means that it performs the function of fixing the laminate in the process of heating and pressurizing the laminate, and has a different function from the mandrel as described above.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.In describing the present invention, detailed descriptions of related known technologies that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

본 발명의 일 실시상태는, 제1 전극을 스택 테이블에 공급하는 단계; 제2 전극을 스택 테이블에 공급하는 단계; 분리막을 스택 테이블에 공급하는 단계; 폴딩되는 상기 분리막 사이사이에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 교대로 배치되는 형태로 상기 제1 전극, 분리막 및 제2 전극을 스택 테이블 위에 적층축을 따라서 적층하여 적층물을 제조하는 단계; 및 상기 적층물을 제조한 이후, 상기 적층물을 가열 및 가압하는 히트 프레스(Heat Press) 단계를 포함하는 전극 조립체 제조 방법에 관한 것으로서, One embodiment of the present invention includes supplying a first electrode to a stack table; supplying a second electrode to a stack table; Supplying a separator to a stack table; manufacturing a laminate by stacking the first electrode, the separator, and the second electrode along a stacking axis on a stack table in a form where the first electrode and the second electrode are alternately arranged between the folded separators; And after manufacturing the laminate, it relates to a method of manufacturing an electrode assembly including a heat press step of heating and pressurizing the laminate,

상기 적층물을 제조하는 단계는The step of manufacturing the laminate is

(S1) 상기 스택 테이블 위에 분리막을 적층하고, 상기 적층된 분리막 위에 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 적층하는 단계; (S2) 상기 적층된 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)로 고정하는 단계; (S3) 상기 스택 테이블을 좌우로 이동시키거나 상기 분리막을 좌우로 이동시키면서 상기 맨드렐(mandrel)로 고정된 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 감싸도록 상기 분리막을 적층하는 단계; 및 (S4) 상기 분리막이 적층된 후, 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 대한 상기 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)의 고정을 해제하는 단계; (S5) 상기 맨드렐(mandrel)의 고정을 해제한 후, 상기 분리막 위에 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 적층하는 단계를 포함하고, 상기 (S1) 내지 (S5) 단계를 1 회 이상 진행하는 것이고, (S1) stacking a separator on the stack table and stacking the first electrode or the second electrode on the stacked separator; (S2) fixing the stacked first or second electrodes with a mandrel having an air outlet; (S3) stacking the separator to surround the first or second electrode fixed with the mandrel while moving the stack table to the left or right or the separator to the left or right; and (S4) after the separator is laminated, releasing the fixation of the mandrel having the air outlet to the first electrode or the second electrode; (S5) After releasing the fixation of the mandrel, laminating the first electrode or the second electrode on the separator, and performing the steps (S1) to (S5) one or more times. and

상기 적층된 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)로 고정하는 단계; 및 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 대한 상기 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)의 고정을 해제하는 단계는 각각 상기 맨드렐의 공기 사출구에서 공기를 분사하는 단계를 포함하는 것인 전극 조립체 제조 방법을 제공한다.fixing the stacked first or second electrodes with a mandrel having an air outlet; and the step of releasing the fixation of the mandrel having the air outlet to the first electrode or the second electrode includes spraying air from the air outlet of the mandrel, respectively. A manufacturing method is provided.

본 출원의 실시상태에 따른 전극 조립체 제조 방법은 상기 제1 전극, 분리막 및 제2 전극을 스택 테이블 위에 적층축을 따라서 적층하여 적층물을 제조하는 과정에서 공기 사출구를 갖는 맨드렐을 사용하여 맨드렐에 의한 전극의 고정 및 고정 해제를 반복하는 과정에서 상기 맨드렐의 공기 사출구에서 공기를 분사하는 단계를 포함하기 때문에, 상기 맨드렐과 전극 및 분리막에서 발생하는 마찰력을 최소화하여 맨드렐이 전극과 분리막에 가하는 데미지를 최소화할 수 있다. 즉, 전극 조립체의 제조 과정에서 셀손상을 방지할 수 있고, 제조 과정에서의 전극 조립체를 구성하는 전극의 틀어짐을 방지할 수 있어, 에너지 밀도가 향상된 전극 조립체를 제공할 수 있다. The electrode assembly manufacturing method according to the embodiment of the present application uses a mandrel having an air ejection port in the process of manufacturing a laminate by stacking the first electrode, separator, and second electrode along the stacking axis on a stack table. Since the process of repeating the fixing and unfixing of the electrode includes the step of spraying air from the air outlet of the mandrel, the friction force generated from the mandrel, electrode, and separator is minimized to ensure that the mandrel is connected to the electrode. Damage to the separator can be minimized. That is, cell damage can be prevented during the manufacturing process of the electrode assembly, and distortion of the electrodes constituting the electrode assembly can be prevented during the manufacturing process, thereby providing an electrode assembly with improved energy density.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 맨드렐의 공기 사출구에서 공기를 분사하는 단계는 0.5MPa 내지 1.5MPa의 압력 조건으로 1초 내지 10초 동안 공기를 분사하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로 0.5MPa 내지 1.5MPa의 압력 조건으로 1초 내지 10초 동안, 바람직하게는 1.0MPa 내지 1.3MPa의 압력 조건으로 3초 내지 8초 동안 공기를 분사하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the step of spraying air from the air ejection port of the mandrel may be spraying air for 1 to 10 seconds under a pressure condition of 0.5 MPa to 1.5 MPa. More specifically, air may be sprayed for 1 to 10 seconds at a pressure of 0.5 MPa to 1.5 MPa, preferably for 3 to 8 seconds at a pressure of 1.0 MPa to 1.3 MPa.

상기 조건을 만족시키는 경우, 분사되는 공기의 압력으로 인한 전극 및 분리막의 적층 상태가 흐트러지거나, 전극 및 분리막이 손상이 발생하는 것을 효과적으로 방지하면서도 상기 맨드렐이 움직이는 과정에서 적층되는 전극 및 분리막과 맨드렐 사이에서 발생하는 마찰력을 감소시켜 전극 및 분리막의 손상을 최소화 할 수 있다.When the above conditions are satisfied, the stacking state of the electrodes and separators due to the pressure of the sprayed air is disturbed or damage to the electrodes and separators is effectively prevented, and the electrodes, separators, and mands stacked in the process of moving the mandrel are maintained. Damage to electrodes and separators can be minimized by reducing friction that occurs between reels.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 적층물을 제조한 이후, 상기 적층물을 가열 및 가압하는 히트 프레스(Heat Press) 단계는 상기 적층물을 그리퍼로 파지하고 적층물을 가열 및 가압하는 제1 차 히트 프레스 단계; 및 상기 제1 차 히트 프레스 단계 이후, 상기 그리퍼의 파지를 중지하고, 상기 적층물을 가열 및 가압하는 제2 차 히트 프레스 단계를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, after manufacturing the laminate, the heat press step of heating and pressurizing the laminate includes a first step of holding the laminate with a gripper and heating and pressing the laminate. Primary heat press step; And after the first heat press step, it may include a second heat press step of stopping the gripping of the gripper and heating and pressing the laminate.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 적층물을 그리퍼로 파지하고 적층물을 가열 및 가압하는 제1 차 히트 프레스 단계는 상기 적층물을 그리퍼를 이용하여 상기 적층물의 상면을 가압하여 고정시키는 단계; 상기 그리퍼로 고정된 적층물 및 스텍 테이블을 상기 적층물 및 상기 스텍 테이블의 두께의 합보다 긴 거리로 이격되어 있는 한 쌍의 가압블럭 사이로 이동시키는 단계; 상기 한 쌍의 가압블럭을 상기 적층물의 적층 방향을 따라서 서로 가까워지록 이동시킴으로써 고정된 상기 적층물을 가압하는 단계; 및 상기 적층물을 가압하는 동안 상기 스텍 테이블 또는 상기 한 쌍의 가압블럭이 포함하는 히터에 의해 상기 적층물을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the first heat press step of holding the laminate with a gripper and heating and pressing the laminate includes fixing the laminate by pressing the upper surface of the laminate using a gripper; moving the laminate and the stack table fixed by the gripper between a pair of pressing blocks spaced apart by a distance longer than the sum of the thicknesses of the laminate and the stack table; pressurizing the fixed laminate by moving the pair of pressure blocks to be closer to each other along the stacking direction of the laminate; and heating the laminate by a heater included in the stack table or the pair of pressurizing blocks while pressing the laminate.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 차 히트 프레스 단계 이후, 상기 그리퍼의 파지를 중지하고, 상기 적층물을 가열 및 가압하는 제2 차 히트 프레스 단계는 상기 제1 차 히트 프레스 단계 이후 상기 적층물의 가열 및 가압을 중지하는 단계; 상기 그리퍼를 상기 적층물로부터 이격시키는 단계; 및 상기 한 쌍의 가압블럭을 상기 그리퍼가 이격된 적층물의 적층 방향을 따라서 서로 가까워지록 이동시킴으로써 고정된 상기 적층물을 가압하는 단계를 포함하고, 상기 적층물을 가압하는 동안 상기 스텍 테이블 또는 한 쌍의 가압블럭이 포함하는 히터에 의해 상기 적층물을 가열하는 단계를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, after the first heat press step, the second heat press step of stopping the grip of the gripper and heating and pressing the laminate is performed after the first heat press step. stopping heating and pressurizing the laminate; separating the gripper from the stack; And a step of pressing the fixed stack by moving the pair of press blocks so that the gripper approaches each other along the stacking direction of the spaced apart stack, and while pressing the stack, the stack table or the pair It may include the step of heating the laminate by a heater included in the pressurizing block.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 차 히트 프레스 단계 이후 상기 적층물의 가열 및 가압을 중지하는 단계는 상기 적층물의 가열을 중지하는 단계; 및 상기 한 쌍의 가압블럭을 상기 적층물의 적층 방향을 따라서 서로 멀어지도록 이동시킴으로써 고정된 상기 적층물에 대한 가압을 중지하는 단계를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the step of stopping heating and pressurizing the laminate after the first heat press step includes stopping heating of the laminate; And it may include stopping the pressurization of the fixed stack by moving the pair of pressure blocks away from each other along the stacking direction of the stack.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 그리퍼를 상기 적층물로부터 이격시키는 단계는 상기 그리퍼를 이용하여 상기 적층물의 상면을 가압하는 것을 중지하는 단계; 및 상기 그리퍼를 상기 적층물로부터 이격시키는 단계를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the step of separating the gripper from the laminate includes stopping pressing the upper surface of the laminate using the gripper; And it may include separating the gripper from the stack.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 스텍 테이블 또는 상기 한 쌍의 가압블럭은 히터를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the stack table or the pair of pressurizing blocks may include a heater.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 스텍 테이블은 가압블럭은 히터를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the stack table pressurizing block may include a heater.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 한 쌍의 가압블럭은 히터를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the pair of pressurizing blocks may include a heater.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 스텍 테이블 및 상기 한 쌍의 가압블럭은 모두 히터를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, both the stack table and the pair of pressurizing blocks may include heaters.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 차 히트 프레스 단계는 65℃ 내지 90℃의 온도 조건 및 1Mpa 내지 3Mpa의 압력 조건으로 10초 내지 30초 동안 상기 적층물을 가열 및 가압하는 것일 수 있다. 더 바람직하게는 65℃ 내지 75℃의 온도 조건 및 1.5Mpa 내지 2Mpa의 압력 조건으로 10초 내지 20초동안 적층물을 가열 및 가압하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the first heat press step may be to heat and press the laminate for 10 seconds to 30 seconds under a temperature condition of 65°C to 90°C and a pressure condition of 1Mpa to 3Mpa. . More preferably, the laminate may be heated and pressed for 10 to 20 seconds at a temperature of 65°C to 75°C and a pressure of 1.5Mpa to 2Mpa.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 차 히트 프레스 단계는 50℃ 내지 90℃의 온도 조건 및 1Mpa 내지 6Mpa의 압력 조건으로 5초 내지 60초, 바람직하게는 65℃ 이상, 90℃ 이하의 온도 조건 및 1.5Mpa 내지 6Mpa의 압력 조건으로 5초 내지 30초동안 적층물을 가열 및 가압하는 것일 수 있다. 더욱 바람직하게는 65℃ 내지 85℃의 온도 조건 및 3Mpa 내지 5.5Mpa의 압력 조건으로 7초 내지 25초동안 적층물을 가열 및 가압하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the second heat press step is performed at a temperature of 50°C to 90°C and a pressure of 1Mpa to 6Mpa for 5 to 60 seconds, preferably at 65°C or higher and 90°C or lower. The laminate may be heated and pressed for 5 to 30 seconds under temperature conditions and pressure conditions of 1.5Mpa to 6Mpa. More preferably, the laminate may be heated and pressed for 7 to 25 seconds at a temperature of 65°C to 85°C and a pressure of 3Mpa to 5.5Mpa.

상기 조건을 만족하면서 가열 및 가압하는 경우, 상기 제1 전극, 분리막 및 제2 전극에 손상을 시키지 않으면서 상기 제1 전극, 분리막 및 제2 전극의 적층물의 전극 및 분리막의 접착이 용이하고, 제조된 전극 조립체의 성능이 우수할 수 있다.When heating and pressing while satisfying the above conditions, adhesion of the electrode and separator of the laminate of the first electrode, separator, and second electrode is easy without damaging the first electrode, separator, and second electrode, and can be manufactured. The performance of the electrode assembly can be excellent.

본 출원의 일 실시 상태는 본 발명의 일 실시상태는, 제1 전극, 분리막 및 제2 전극을 적층시켜 전극 조립체를 제조하는 전극 조립체 장치로서, 폴딩되는 상기 분리막 사이사이에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 교대로 배치되는 형태로 적층축을 따라서 적층되는 적층물을 제조하는 스택 테이블; 상기 스택 테이블에 상기 분리막을 공급하는 분리막 공급부; 상기 스택 테이블에 상기 제1 전극을 공급하는 제1 전극 공급부; 상기 스택 테이블에 상기 제2 전극을 공급하는 제2 전극 공급부; 상기 제1 전극 공급부로부터 공급되는 상기 제1 전극을 상기 스택 테이블에 적층시키는 제1 전극 스택부; 상기 제2 전극 공급부로부터 공급되는 상기 제2 전극을 상기 스택 테이블에 적층시키는 제2 전극 스택부; 상기 적층된 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 고정하는 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel); 및 상기 적층물을 가열 및 가압하여 상기 제1 전극, 상기 분리막 및 상기 제2 전극 사이를 접착시키는 프레스부를 포함하는 전극 조립체 제조 장치를 제공한다.One embodiment of the present application is an electrode assembly device for manufacturing an electrode assembly by stacking a first electrode, a separator, and a second electrode, wherein the first electrode and the separator are positioned between the folded separators. A stack table for manufacturing a laminate in which second electrodes are alternately arranged along the stacking axis; a separator supply unit that supplies the separator to the stack table; a first electrode supply unit supplying the first electrode to the stack table; a second electrode supply unit supplying the second electrode to the stack table; a first electrode stack unit that stacks the first electrode supplied from the first electrode supply unit on the stack table; a second electrode stack unit that stacks the second electrode supplied from the second electrode supply unit on the stack table; a mandrel having an air outlet for fixing the stacked first or second electrodes; and a press unit that heats and presses the laminate to adhere the first electrode, the separator, and the second electrode.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치의 프레스부를 예시적으로 나타낸 사시도이다.Figure 5 is a perspective view illustrating a press unit of an electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1, 도 2 및 도 5를 참고하면, 프레스부(180)는 한 쌍의 가압블럭(181,182)을 포함하여, 한 쌍의 가압블럭(181,182)이 상호 마주보는 방향으로 이동되며, 상기 가압블럭(181, 182) 사이에 제1 전극(11), 분리막(14) 및 제2 전극(12)의 적층물이 배치될 수 있다. 이후, 상기 프레스부(180)는 상기 적층물을 가열 및 가압하면서 상기 적층된 제1 전극(11), 분리막(14), 및 제2 전극(12)을 가압하여 제1 전극(11), 분리막(14), 및 제2 전극(12) 사이를 접착시킬 수 있다.Referring to FIGS. 1, 2, and 5, the press unit 180 includes a pair of pressing blocks 181 and 182, and the pair of pressing blocks 181 and 182 are moved in a direction facing each other, and the pressing blocks 181 and 182 are moved in a direction facing each other. A stack of the first electrode 11, the separator 14, and the second electrode 12 may be disposed between (181 and 182). Thereafter, the press unit 180 heats and presses the laminate while pressing the stacked first electrode 11, separator 14, and second electrode 12 to form the first electrode 11 and the separator. (14), and the second electrode 12 can be bonded.

아울러, 프레스부(180)는 한 쌍의 가압블럭(181,182)을 가열하는 프레스 히터(183,184)를 더 포함하여, 한 쌍의 가압블럭(181,182)이 상기 적층물을 가열 및 가압할 수 있다. 이에 따라, 상기 적층물 내의 제1 전극(11), 분리막(14), 및 제2 전극(12) 사이의 열융착이 보다 잘 이루어져 보다 견고한 접착이 가능할 수 있다.In addition, the press unit 180 further includes press heaters 183 and 184 that heat a pair of pressing blocks 181 and 182, so that the pair of pressing blocks 181 and 182 can heat and pressurize the laminate. Accordingly, heat fusion between the first electrode 11, the separator 14, and the second electrode 12 in the laminate may be better achieved, thereby enabling more robust adhesion.

한 쌍의 가압블럭(181,182)은 가압면의 가로 및 세로 길이는 상기 적층물의 가로 및 세로 길이보다 더 길게 형성될 수 있다. 그리고, 한 쌍의 가압블럭(181,182)은 제1 가압블럭(181) 및 제2 가압블럭(182)을 포함하고, 제1 가압블럭(181) 및 제2 가압블럭(182)은 직육면체 형태의 사각형 블록으로 구비될 수 있다.The horizontal and vertical lengths of the pressing surfaces of the pair of pressing blocks 181 and 182 may be formed to be longer than the horizontal and vertical lengths of the stack. In addition, the pair of pressure blocks 181 and 182 includes a first pressure block 181 and a second pressure block 182, and the first pressure block 181 and the second pressure block 182 are rectangular in the shape of a rectangular parallelepiped. It can be provided as a block.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 전극 조립체 제조 장치는 상기 스택 테이블을 좌우로 이동시키는 스택 테이블 이동부; 또는 상기 분리막을 좌우로 이동시키는 분리막 가이드부를 포함하는 것일 수 있다. 상기 스택 테이블 이동부 및 분리막 가이드부는 각각 상기 스택 테이블 및 상기 분리막을 좌우로 이동시키는 기능을 수행하는 것이라면 그 형태가 제한되지 아니하고, 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 장치가 사용될 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the electrode assembly manufacturing apparatus includes a stack table moving unit that moves the stack table left and right; Alternatively, it may include a separator guide portion that moves the separator left and right. The form of the stack table moving unit and the separator guide unit is not limited as long as they respectively perform the function of moving the stack table and the separator left and right, and devices commonly used in the relevant field may be used.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 프레스부는 한 쌍의 가압블럭 및 상기 가압블럭을 가열하는 프레스 히터를 더 포함하여, 한 쌍의 상기 가압블럭이 상호 마주보는 방향으로 이동되며 상기 적층물을 면 가압하고, 상기 프레스 히터에 의해 상기 적층물을 가열하는 것일 수 있다. 상기 프레스부로 인한 가열 및 가압 조건은 상술한 제1 차 히트 프레스 단계 및 제2 차 히트 프레스 단계에 관한 내용이 적용될 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the press unit further includes a pair of pressurizing blocks and a press heater for heating the pressurizing blocks, and the pair of pressurizing blocks are moved in directions facing each other and face the laminate. It may be pressurizing and heating the laminate using the press heater. The heating and pressurizing conditions due to the press unit can be applied to the first heat press step and the second heat press step described above.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 프레스부에 의한 가열 및 가압을 진행하는 과정에서 상기 제1 전극, 상기 분리막 및 상기 제2 전극이 적층된 적층물을 고정하는 그리퍼를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 그리퍼는 상술한 제1 차 히트 프레스 단계에서 적용되는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, a gripper for fixing the stack of the first electrode, the separator, and the second electrode may be further included during heating and pressurization by the press unit. Specifically, the gripper may be applied in the first heat press step described above.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 프레스부는 제1 프레스부 및 제2 프레스부를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 제1 프레스부 및 제2 프레스부는 각각 상술한 제1 차 히트 프레스 단계 및 제2 차 히트 프레스 단계에 적용되는 것일 수 있으며, 가열 조건 및 가압 조건은 상술한 내용이 적용될 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the press unit may include a first press unit and a second press unit. Specifically, the first press unit and the second press unit may be applied to the first heat press step and the second heat press step described above, respectively, and the heating conditions and pressurization conditions described above may be applied.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 프레스부는 한 쌍의 제1 가압블럭을 포함하고, 한 쌍의 제1 가압블럭의 가압면은 상기 그리퍼에 대응되는 형태의 홈을 포함하고, 상기 홈 외의 가압면은 평면으로 구비되는 것일 수 있다. 즉, 상기 제1 프레스부는 상술한 제1 차 히트 프레스 단계에서 적용되는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the first press unit includes a pair of first pressing blocks, and the pressing surface of the pair of first pressing blocks includes a groove of a shape corresponding to the gripper, and the groove The external pressing surface may be provided as a flat surface. That is, the first press unit may be applied in the first heat press step described above.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 프레스부는 한 쌍의 제2 가압블럭을 포함하고, 한 쌍의 제2 가압블럭의 가압면은 평면으로 구비되는 것일 수 있다. 즉, 상기 제2 프레스부는 상술한 제2 차 히트 프레스 단계에서 적용되는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the second press unit may include a pair of second pressing blocks, and the pressing surfaces of the pair of second pressing blocks may be provided as flat surfaces. That is, the second press unit may be applied in the second heat press step described above.

도 6(a)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 제1 프레스부(50)를 도시한 사시도이고, 도 6(b)는 본 발명의 일 실시상태에 따른 제2 프레스부(60)를 도시한 사시도이다.Figure 6(a) is a perspective view showing the first press unit 50 according to an exemplary embodiment of the present invention, and Figure 6(b) shows the second press unit 60 according to an exemplary embodiment of the present invention. This is a perspective view.

도 6(a)를 참고하면 제1 프레스부(50)는 그리퍼(51)로 적층물(S)을 고정한 상태로 가열 및 가압할 수 있다. 상기 제1 프레스부(50)는 한 쌍의 제1 가압블럭(50a. 50b)으로 구성되어 있고, 상기 한 쌍의 제1 가압블럭(50a. 50b)은 상기 그리퍼(51)의 고정부(51b)와 대응되는 형태의 홈을 제외하면 가압하는 가압면이 모두 평면으로 구비되어 있다.Referring to FIG. 6(a), the first press unit 50 can heat and press the laminate S while fixing it with the gripper 51. The first press unit 50 is composed of a pair of first pressing blocks 50a and 50b, and the pair of first pressing blocks 50a and 50b are connected to the fixing portion 51b of the gripper 51. ) Except for the groove of the corresponding shape, all pressurizing surfaces are provided as flat surfaces.

상기 그리퍼(51)는 상기 적층물(S)의 길이(x) 및 높이(y)와 대응되거나, 적층물(S)의 길이(x) 및 높이(y) 보다 넓게 구비된 본체(51a)와 본체(51a)의 일면에 복수개가 구비되고 적층물(S)의 폭(z) 방향을 따라 기둥 또는 판 형태로 구비되는 고정부(51b)를 포함할 수 있다. 여기서, 적층물(S)의 길이(x)는 적층물(S)의 한 끝에서 다른 끝까지 거리가 가장 긴 부분을 의미하고, 높이(y)는 적층물(S)의 적층 방향의 거리를 의미하고, 폭(z)은 적층물(S)의 상면을 가로로 건너지른 거리를 의미할 수 있다. The gripper 51 includes a main body 51a that corresponds to the length (x) and height (y) of the stack (S) or is provided wider than the length (x) and height (y) of the stack (S). A plurality of fixing parts 51b may be provided on one side of the main body 51a and may be provided in the form of a pillar or plate along the width (z) direction of the laminate S. Here, the length (x) of the stack (S) refers to the longest distance from one end of the stack (S) to the other end, and the height (y) refers to the distance in the stacking direction of the stack (S). And the width (z) may mean the distance horizontally crossing the upper surface of the stack (S).

상기 고정부(51b)는 상기 본체(51a)의 높이 방향을 따라 위치 조절이 가능하여 상기 고정부(51b)는 적층물(S)의 상면 및 하면과 접촉하여 적층물(S), 적층물(S) 을 고정할 수 있다. 이후, 상기 제1 프레스부(50)에 포함된 한 쌍의 제1 가압블럭(50a. 50b)은 상호 마주보는 방향으로 이동되며 적층물(S) 및 그리퍼(51) 중 어느 하나 이상을 면 가압하여, 상기 적층물(S)에 포함된 전극 및 분리막 사이를 접착시킬 수 있다.The fixing part 51b can be positioned along the height direction of the main body 51a, so that the fixing part 51b is in contact with the upper and lower surfaces of the laminate S and the laminate S, the laminate ( S) can be fixed. Thereafter, the pair of first pressing blocks (50a and 50b) included in the first press unit 50 are moved in directions facing each other and pressurize one or more of the stacked product (S) and the gripper (51). Thus, adhesion can be achieved between the electrode and the separator included in the laminate (S).

도 6(b)를 참고하면 제2 프레스부(60)는 상기 제1 프레스부(50)에 의해 1차적으로 가열 및 가압된 적층물(S)을 최종적으로 가열 및 가압할 수 있다. 상기 제2 프레스부(60)는 한 쌍의 제2 가압블럭(60a. 60b)을 포함하며, 한 쌍의 가압블럭(61, 62)은 상호 마주보는 방향으로 이동되며 적층물(S)을 면 가압할 수 있다. 또한, 상기 제2 프레스부(60)에 포함된 한 쌍의 제2 가압블럭(60a. 60b)은 적층물(S)과 접촉하여 가압하는 가압면이 모두 평면으로 구비될 수 있다.Referring to FIG. 6(b), the second press unit 60 can finally heat and pressurize the laminate S that was initially heated and pressed by the first press unit 50. The second press unit 60 includes a pair of second pressure blocks 60a and 60b, and the pair of pressure blocks 61 and 62 are moved in directions facing each other and press the laminate S. It can be pressurized. In addition, the pair of second pressing blocks 60a and 60b included in the second press unit 60 may have all flat pressing surfaces that contact and press the laminate S.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극 공급부는 상기 제1 전극이 상기 제1 전극 스택부에 의해 상기 스택 테이블에 적층되기 전에 안착되는 제1 전극 안착 테이블을 포함하고, 상기 제2 전극 공급부는 상기 제2 전극이 상기 제2 전극 스택부에 의해 상기 스택 테이블에 적층되기 전에 안착되는 제2 전극 안착 테이블을 포함할 수 있다. In an exemplary embodiment of the present application, the first electrode supply unit includes a first electrode seating table on which the first electrode is placed before being stacked on the stack table by the first electrode stack unit, and the second electrode The supply unit may include a second electrode seating table on which the second electrode is placed before being stacked on the stack table by the second electrode stack unit.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극 스택부는 상기 제1 전극 안착 테이블에 안착된 상기 제1 전극을 진공 흡입하는 제1 석션 헤드를 포함하고, 상기 제2 전극 스택부는 상기 제2 전극 안착 테이블에 안착된 상기 제2 전극을 진공 흡입하는 제2 석션 헤드를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the first electrode stack unit includes a first suction head for vacuum suctioning the first electrode seated on the first electrode seating table, and the second electrode stack unit includes the second electrode. It may include a second suction head that vacuum-suctions the second electrode seated on the seating table.

상술한 바와 같이 본 출원의 일 실시상태에 따른 전극 조립체 제조 장치는 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)을 포함하고, 상기 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)은 공기를 주입할 수 있는 공기 주입구; 및 1 이상의 공기 사출구를 포함하는 것으로서, 상기 공기 사출구는 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 또는 상기 분리막의 일면과 마주보는 방향으로 형성되는 것일 수 있다. 즉, 본 출원에 따른 전극 조립체 제조 장치 및 전극 조립체 제조 방법 모두 상기 공기 사출구를 갖는 맨드렐을 포함할 수 있다. As described above, the electrode assembly manufacturing apparatus according to an exemplary embodiment of the present application includes a mandrel having an air ejection port, and the mandrel having the air ejection port is capable of injecting air. Inlet; and one or more air ejection ports, wherein the air ejection ports may be formed in a direction facing one surface of the first electrode, the second electrode, or the separator. That is, both the electrode assembly manufacturing apparatus and the electrode assembly manufacturing method according to the present application may include a mandrel having the air ejection port.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치(100)는 스택 테이블(110)과, 분리막(14)을 공급하는 분리막 공급부(120)와, 제1 전극(11)을 공급하는 제1 전극 공급부(130)와, 제2 전극(12)을 공급하는 제2 전극 공급부(140)와, 제1 전극(11)을 스택 테이블(110)에 적층시키는 제1 전극 스택부(150)와, 제2 전극(12)을 스택 테이블(110)에 적층시키는 제2 전극 스택부(160), 및 제1 전극(11), 분리막(14), 및 제2 전극(12) 사이를 접착시키는 프레스부(180)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치(100)는 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)이 스택 테이블(110)에 적층될 때 고정하는 맨드렐(170)을 더 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, the electrode assembly manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a stack table 110, a separator supply unit 120 that supplies the separator 14, and a first electrode ( A first electrode supply unit 130 that supplies 11), a second electrode supply unit 140 that supplies the second electrode 12, and a first electrode that stacks the first electrode 11 on the stack table 110. A second electrode stack unit 160 that stacks the stack unit 150 and the second electrode 12 on the stack table 110, and the first electrode 11, the separator 14, and the second electrode 12 ) includes a press unit 180 that bonds between the two. In addition, the electrode assembly manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention further includes a mandrel 170 for fixing the first electrode 11 and the second electrode 12 when they are stacked on the stack table 110. It can be included.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극, 상기 분리막 및 상기 제2 전극은 각각 가열되면서 스택 테이블에 공급되는 것일 수 있다. Additionally, in one embodiment of the present invention, the first electrode, the separator, and the second electrode may be supplied to the stack table while being heated.

즉, 상기 분리막 공급부는 상기 분리막을 가열하면서 상기 스택 테이블에 공급할 수 있으며, 상기 제1 전극 공급부 및 상기 제2 전극 공급부는 각각 제1 전극 및 제2 전극을 가열하면서 상기 스택 테이블에 제1 전극 및 제2 전극을 공급하는 것일 수 있다.That is, the separator supply unit may supply the separator to the stack table while heating the separator, and the first electrode supply unit and the second electrode supply unit may heat the first electrode and the second electrode, respectively, while supplying the first electrode and the second electrode to the stack table. It may be supplying a second electrode.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치 또는 전극 조립체 제조 방법을 통해 제조되는 전극 조립체를 예시적으로 나타낸 단면도이다. Figure 3 is a cross-sectional view illustrating an electrode assembly manufactured through an electrode assembly manufacturing apparatus or an electrode assembly manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치(100)는 제1 전극(11), 분리막(14), 및 제2 전극(12)을 적층시켜 전극 조립체(10)를 제조하는 장치이다.Referring to Figures 1 to 3, the electrode assembly manufacturing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention stacks the first electrode 11, the separator 14, and the second electrode 12 to form an electrode assembly ( 10) It is a device that manufactures.

도 3에 나타난 바와 같이 일반적으로 전극 조립체(10)는 충방전이 가능한 발전소자로서, 제1 전극(11), 분리막(14), 및 제2 전극(12)이 교대로 적층되어 결집된 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 전극 조립체(10)는 예를 들어 분리막(14)이 지그 재그 형태로 폴딩되고, 폴딩되는 분리막(14) 사이사이에 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)이 교대로 배치되는 형태일 수 있다. 이때, 전극 조립체(10)는 최외각을 분리막(14)이 감싼 형태로 구비될 수 있다.As shown in FIG. 3, the electrode assembly 10 is generally a power generation element capable of charging and discharging, and is composed of a first electrode 11, a separator 14, and a second electrode 12 alternately stacked and assembled. can be formed. Here, the electrode assembly 10 is, for example, the separator 14 is folded in a zigzag shape, and the first electrode 11 and the second electrode 12 are alternately disposed between the folded separators 14. It may be in the form. At this time, the electrode assembly 10 may be provided in a form where the outermost layer is surrounded by a separator 14.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)은 공기를 주입할 수 있는 공기 주입구; 및 1 이상의 공기 사출구를 포함하는 것으로서, 상기 공기 사출구는 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 또는 상기 분리막의 일면과 마주보는 방향으로 형성되는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the mandrel having the air injection port includes an air injection port through which air can be injected; and one or more air ejection ports, wherein the air ejection ports may be formed in a direction facing one surface of the first electrode, the second electrode, or the separator.

본 출원의 일 실시상태에 있어서, 상기 공기 사출구의 직경은 1㎜ 미만일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present application, the diameter of the air injection port may be less than 1 mm.

도 4는 본 출원에 따른 공기 사출구를 갖는 맨드렐의 모습을 예시적으로 나타낸 단면도이다.Figure 4 is a cross-sectional view illustrating a mandrel with an air ejection port according to the present application.

도 1 내지 4를 참고하면, 본 출원에 따른 맨드렐(mandrel)은 공기를 주입할 수 있는 공기 주입구(a) 및 1 이상의 공기 사출구(b)를 포함하고 있다. 즉, A-A'의 방향으로 다수의 공기 사출구(b)가 형성되어 있음을 확인할 수 있다. 이 때, 상기 1 이상의 공기 사출구(b)는 각각 상기 제1 전극(11), 상기 제2 전극(12) 또는 상기 분리막(14)의 일면과 마주보는 방향으로 형성되되 있다. 즉, 상기 제1 전극(11), 분리막(14) 및 제2 전극(12)의 적층물의 적층 과정에서 1 이상의 공기 사출구(b)는 제1 전극(11) 및 분리막(14)과 마주보거나, 제2 전극(12) 및 분리막(14)과 마주보도록 형성될 수 있다.Referring to Figures 1 to 4, the mandrel according to the present application includes an air inlet (a) through which air can be injected and one or more air ejection ports (b). That is, it can be confirmed that a plurality of air ejection ports (b) are formed in the direction A-A'. At this time, the one or more air injection ports (b) are formed in a direction facing one surface of the first electrode 11, the second electrode 12, or the separator 14, respectively. That is, in the process of stacking the laminate of the first electrode 11, the separator 14, and the second electrode 12, one or more air ejection ports (b) face the first electrode 11 and the separator 14. , may be formed to face the second electrode 12 and the separator 14.

또한, A-A'의 방향으로 본 단면도에서 확인할 수 있듯이 공기 주입구(a)를 통해서 공기가 주입되면, 각각의 공기 사출구(b)를 통해서 공기가 분사될 수 있으다. 이 때, 공기 주입구(a)의 반대면은 막혀 있는 구조를 가지고 있기 때문에, 일정 압력을 가지는 공기를 분사하기 더욱 용이한 구조를 가지고 있다.In addition, as can be seen in the cross-sectional view in the direction A-A', when air is injected through the air injection port (a), air can be sprayed through each air injection port (b). At this time, since the opposite side of the air inlet (a) has a closed structure, it has a structure that makes it easier to spray air with a certain pressure.

이러한 구조를 가짐으로써, 스택 테이블(110)을 이동시키거나 분리막(14)을 이동시키면서 제1 전극(11) 또는 제2 전극(12)을 감싸도록 분리막(14)을 적층하기 위해서 전극을 맨드렐(170)로 고정하거나, 제1 전극(11) 또는 제2 전극(12)을 감싸도록 분리막(14)을 적층한 후, 다음 전극을 적층하기 위해서 상기 맨드렐(170)에 의한 전극 고정을 해제하는 과정에서 상기 공기 주입구(a)를 통해서 주입된 공기를 상기 1 이상의 공기 사출구(b)를 통해서 배출할 수 있다.By having this structure, the electrode is placed on a mandrel in order to stack the separator 14 to surround the first electrode 11 or the second electrode 12 while moving the stack table 110 or moving the separator 14. After fixing with (170) or stacking the separator 14 to surround the first electrode 11 or the second electrode 12, fixing the electrode by the mandrel 170 is released to stack the next electrode. In the process, the air injected through the air inlet (a) may be discharged through the one or more air ejection ports (b).

그 결과, 상기 맨드렐이 움직이는 과정에서 적층되는 전극 및 분리막과 맨드렐 사이에서 발생하는 마찰력을 감소시켜 전극 및 분리막의 손상을 최소화 할 수 있다.As a result, damage to the electrodes and separators can be minimized by reducing friction that occurs between the mandrel and the electrodes and separators stacked during the mandrel's movement.

본 출원의 일 실시 상태에 있어서, 상기 분리막 공급부는 상기 분리막이 권취되는 분리막 롤을 더 포함할 수 있다. 상기 분리막 롤에 권취된 분리막이 점점 풀어지며 스택 테이블로 공급될 수 있다. 즉, 상기 분리막은 분리막 시트의 형태일 수 있다.In one embodiment of the present application, the separator supply unit may further include a separator roll on which the separator is wound. The separator wound around the separator roll is gradually unwound and may be supplied to the stack table. That is, the separator may be in the form of a separator sheet.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에서 스택 테이블을 나타낸 사시도이다.Figure 7 is a perspective view showing a stack table in the electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 7을 참고하면, 스택 테이블(Stack table)(110)은 폴딩되는 분리막(14) 사이사이에 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)이 교대로 배치되는 형태로 제1 전극(11), 분리막(14), 및 제2 전극(12)이 적층될 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 7, the stack table 110 has first electrodes 11 and second electrodes 12 alternately arranged between folded separators 14. The electrode 11, the separator 14, and the second electrode 12 may be stacked.

또한, 스택 테이블(110)은 제1 전극(11), 분리막(14), 및 제2 전극(12)이 적층되는 테이블 몸체(111) 및 테이블 몸체(111)를 가열하여, 적층되는 적층물(S)을 히팅(Heating)하는 스택 테이블 히터(112)를 포함할 수 있다.In addition, the stack table 110 heats the table body 111 and the table body 111 on which the first electrode 11, the separator 14, and the second electrode 12 are stacked, and the stacked product ( It may include a stack table heater 112 that heats S).

상기 제1 전극(11)은 양극으로 구성되고, 상기 제2 전극(12)은 음극으로 구성될 수 있지만, 본 발명이 여기에 반드시 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 전극(11)이 음극으로 구성되고, 제2 전극(12)이 양극으로 구성될 수 있다.The first electrode 11 may be configured as an anode, and the second electrode 12 may be configured as a cathode, but the present invention is not necessarily limited thereto. For example, the first electrode 11 may be configured as a cathode. It is composed of, and the second electrode 12 may be composed of an anode.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에서 제1 전극 안착 테이블을 나타낸 사시도이다.Figure 8 is a perspective view showing a first electrode seating table in the electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 8을 참고하면, 제1 전극 공급부(130)는 제1 전극(11)을 가열하면서 제1 전극 스택부(150)로 공급할 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 8 , the first electrode supply unit 130 may supply the first electrode 11 to the first electrode stack unit 150 while heating the first electrode 11 .

또한, 제1 전극 공급부(130)는 제1 전극(11)이 제1 전극 스택부(150)에 의해 스택 테이블(110)에 적층되기 전에 안착되는 제1 전극 안착 테이블(131) 및 제1 전극 안착 테이블(131)을 가열하여 제1 전극(11)을 가열하는 제1 전극 히터(132)를 포함할 수 있다.In addition, the first electrode supply unit 130 includes a first electrode seating table 131 and a first electrode on which the first electrode 11 is placed before being stacked on the stack table 110 by the first electrode stack unit 150. It may include a first electrode heater 132 that heats the first electrode 11 by heating the seating table 131.

한편, 제1 전극 공급부(130)는 제1 전극(11)이 시트(Sheet) 형태로 권취되는 제1 전극 롤(133)과, 제1 전극 롤(133)에 권취된 시트 형태의 제1 전극(11)이 풀어지며 공급될 때 일정간격으로 절단하여 소정 크기의 제1 전극(11)을 형성시키는 제1 커터(cutter)(134)와, 제1 커터(134)에 절단된 제1 전극(11)을 이동시키는 제1 컨베이어 벨트(conveyer belt)(135)와, 제1 컨베이어 벨트(135)에 의해 이송되는 제1 전극(11)을 진공 흡착하여 제1 전극 안착 테이블(131)에 안착시키는 제1 전극 공급 헤드(136)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제1 커터(134)는 시트 형태의 제1 전극(11)을 절단 시 단부에 제1 전극 탭(11a)이 돌출 형성되도록 커팅 할 수 있다.Meanwhile, the first electrode supply unit 130 includes a first electrode roll 133 in which the first electrode 11 is wound in the form of a sheet, and a first electrode in the form of a sheet wound on the first electrode roll 133. A first cutter 134 that cuts at regular intervals when the (11) is released and supplied to form a first electrode 11 of a predetermined size, and a first electrode cut by the first cutter 134 ( 11), which moves the first conveyor belt 135 and the first electrode 11 transported by the first conveyor belt 135 by vacuum suction and seating it on the first electrode seating table 131. It may further include a first electrode supply head 136. Here, the first cutter 134 can cut the sheet-shaped first electrode 11 so that the first electrode tab 11a protrudes at the end.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에서 제2 전극 안착 테이블을 나타낸 사시도이다.Figure 9 is a perspective view showing a second electrode seating table in the electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 9를 참고하면, 제2 전극 공급부(140)는 제2 전극(12)을 히팅시키며 제2 전극 스택부(160)로 공급할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 9 , the second electrode supply unit 140 may heat the second electrode 12 and supply it to the second electrode stack unit 160 .

또한, 제2 전극 공급부(140)는 제2 전극(12)이 제2 전극 스택부(160)에 의해 스택 테이블(110)에 적층되기 전에 안착되는 제2 전극 안착 테이블(141) 및 제2 전극 안착 테이블(141)을 가열하여 제2 전극(12)을 히팅시키는 제2 전극 히터(142)를 포함할 수 있다.In addition, the second electrode supply unit 140 includes a second electrode seating table 141 and a second electrode on which the second electrode 12 is placed before being stacked on the stack table 110 by the second electrode stack unit 160. It may include a second electrode heater 142 that heats the second electrode 12 by heating the seating table 141.

한편, 제2 전극 공급부(140)는 제2 전극(12)이 시트(Sheet) 형태로 권취되는 제2 전극 롤(143)과, 제2 전극 롤(143)에 권취된 시트 형태의 제2 전극(12)이 풀어지며 공급될 때 일정간격으로 절단하여 소정 크기의 제2 전극(12)을 형성시키는 제2 커터(144)와, 제2 커터(144)에 절단된 제2 전극(12)을 이동시키는 제2 컨베이어 벨트(145)와, 제2 컨베이어 벨트(145)에 의해 이송되는 제2 전극(12)을 진공 흡착하여 제2 전극 안착 테이블(141)에 안착시키는 제2 전극 공급 헤드(146)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2 커터(144)는 시트 형태의 제2 전극(12)을 절단 시 단부에 제2 전극 탭(12a)이 돌출 형성되도록 커팅 할 수 있다.Meanwhile, the second electrode supply unit 140 includes a second electrode roll 143 on which the second electrode 12 is wound in the form of a sheet, and a second electrode in the form of a sheet wound on the second electrode roll 143. When the (12) is released and supplied, the second cutter 144 is cut at regular intervals to form the second electrode 12 of a predetermined size, and the second electrode 12 cut by the second cutter 144 is cut. A second conveyor belt 145 that moves, and a second electrode supply head 146 that vacuum-adsorbs the second electrode 12 transported by the second conveyor belt 145 and places it on the second electrode seating table 141. ) may further be included. Here, the second cutter 144 can cut the sheet-shaped second electrode 12 so that the second electrode tab 12a protrudes at the end.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극 스택부는 상기 제1 전극 안착 테이블에 안착된 상기 제1 전극을 진공 흡입하는 제1 석션 헤드를 포함하고, 상기 제2 전극 스택부는 상기 제2 전극 안착 테이블에 안착된 상기 제2 전극을 진공 흡입하는 제2 석션 헤드를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the first electrode stack unit includes a first suction head for vacuum suctioning the first electrode mounted on the first electrode mounting table, and the second electrode stack unit includes the second electrode. It may include a second suction head that vacuum-suctions the second electrode seated on the seating table.

도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에서 제1 석션 헤드를 나타낸 사시도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에서 제1 석션 헤드를 나타낸 저면도이다.Figure 10 is a perspective view showing a first suction head in the electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, and Figure 11 is a bottom view showing the first suction head in the electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. .

도 1, 도 2, 도 10 및 도 11을 참고하면, 제1 전극 스택부(150)는 제1 전극(11)을 스택 테이블(110)에 적층시킬 수 있다.Referring to FIGS. 1, 2, 10, and 11, the first electrode stack unit 150 may stack the first electrode 11 on the stack table 110.

또한, 제1 전극 스택부(150)는 제1 석션 헤드(151)와, 제1 이동부(153)를 포함할 수 있다.Additionally, the first electrode stack unit 150 may include a first suction head 151 and a first moving unit 153.

제1 석션 헤드(151)는 제1 전극 안착 테이블(131)에 안착된 제1 전극(11)을 진공 흡입할 수 있다. 이때, 제1 석션 헤드(151)는 바닥면(151b)에 진공 흡입구(151a)가 형성되어 진공 흡입구(151a)를 통해 제1 전극(11)을 흡입하여 제1 전극(11)을 제1 석션 헤드(151)의 바닥면(151b)에 고정시킬 수 있다. 여기서, 제1 석션 헤드(151)는 진공 흡입구(151a)와 진공흡입 장치(미도시)를 연결하는 통로가 내부에 형성될 수 있다.The first suction head 151 can vacuum suction the first electrode 11 mounted on the first electrode seating table 131. At this time, the first suction head 151 has a vacuum suction port 151a formed on the bottom surface 151b, and suctions the first electrode 11 through the vacuum suction port 151a. It can be fixed to the bottom surface (151b) of the head 151. Here, the first suction head 151 may have a passage connecting the vacuum suction port 151a and the vacuum suction device (not shown) formed therein.

제1 이동부(153)는 제1 석션 헤드(151)가 제1 전극 안착 테이블(131)에 안착된 제1 전극(11)을 스택 테이블(110)에 적층시킬 수 있도록 제1 석션 헤드(151)를 스택 테이블(110)로 이동시킬 수 있다.The first moving unit 153 is a first suction head 151 so that the first suction head 151 can stack the first electrode 11 seated on the first electrode seating table 131 on the stack table 110. ) can be moved to the stack table 110.

또한, 제2 전극 스택부(160)는 제2 전극(12)을 스택 테이블(110)에 적층시킬 수 있다. 여기서, 제2 전극 스택부(160)는 전술한 제1 전극 스택부(150)와 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 이때, 제2 전극 스택부(160)는 제2 석션 헤드(161)와, 제2 이동부(163)를 포함할 수 있다.Additionally, the second electrode stack unit 160 may stack the second electrode 12 on the stack table 110. Here, the second electrode stack unit 160 may have the same structure as the above-described first electrode stack unit 150. At this time, the second electrode stack unit 160 may include a second suction head 161 and a second moving unit 163.

제2 석션 헤드(161)는 제2 전극 안착 테이블(141)에 안착된 제2 전극(12)을 진공 흡입할 수 있다.The second suction head 161 may vacuum suction the second electrode 12 mounted on the second electrode seating table 141.

제2 이동부(163)는 제2 석션 헤드(161)가 제1 전극 안착 테이블(141)에 안착된 제2 전극(12)을 스택 테이블(110)에 적층시킬 수 있도록 제2 석션 헤드(161)를 스택 테이블(110)로 이동시킬 수 있다.The second moving unit 163 is a second suction head 161 so that the second suction head 161 can stack the second electrode 12 mounted on the first electrode seating table 141 on the stack table 110. ) can be moved to the stack table 110.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치에서 맨드렐 및 스택 테이블을 나타낸 평면도이다.Figure 12 is a plan view showing a mandrel and a stack table in the electrode assembly manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2, 도 4 및 도 12를 참고하면, 맨드렐(170)은 스택 테이블(110)에 제1 전극(11) 또는 제2 전극(12)이 적층될 때, 제1 전극(11) 또는 제2 전극(12)을 파지하며 스택 테이블(110)에 고정할 수 있다. Referring to FIGS. 2, 4, and 12, when the first electrode 11 or the second electrode 12 is stacked on the stack table 110, the mandrel 170 is connected to the first electrode 11 or the second electrode 12. 2 The electrode 12 can be held and fixed to the stack table 110.

또한, 맨드렐(170)은 스택 테이블(110)에 제1 전극(11)을 스택(Stack) 시 스택 테이블(110)의 최상측에 적층된 제1 전극(11)의 상면을 가압하여 고정하고, 스택 테이블(110)에 제2 전극(12)을 스택 시 스택 테이블(110)의 최상측에 적층된 제2 전극(12)의 상면을 가압하여 고정할 수 있다. 또한, 상기 스택 테이블(110) 상에 적층된 상기 제1 전극(11), 상기 분리막(14) 및 상기 제2 전극(12)의 적층물의 상면을 가압하여 고정할 수 있다.In addition, the mandrel 170 presses and fixes the upper surface of the first electrode 11 stacked on the uppermost side of the stack table 110 when stacking the first electrode 11 on the stack table 110. When stacking the second electrode 12 on the stack table 110, the upper surface of the second electrode 12 stacked on the uppermost side of the stack table 110 can be pressed and fixed. Additionally, the upper surface of the stack of the first electrode 11, the separator 14, and the second electrode 12 stacked on the stack table 110 can be fixed by pressing.

즉, 분리막(14) 사이사이에 제1 전극(11) 및 제2 전극(12)이 위치되며 적층되며 적층물을 형성 시, 맨드렐(170)은 적층물에서 최상위에 위치되는 면을 스택 테이블(110) 방향으로 가압하는 방식으로 파지하여 적층물이 스택 테이블(110)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다. That is, when the first electrode 11 and the second electrode 12 are positioned between the separators 14 and stacked to form a stack, the mandrel 170 is placed on the uppermost surface of the stack table. The stacked material can be prevented from being separated from the stack table 110 by holding it by applying pressure in the (110) direction.

한편, 맨드렐(170)은 예를 들어 제1 맨드렐(171a, 171b) 및 제2 맨드렐(172a, 172b)을 포함하여, 제1 전극(11) 또는 제2 전극(12)의 양측을 고정할 수 있다.Meanwhile, the mandrel 170 includes, for example, first mandrels 171a and 171b and second mandrels 172a and 172b, and connects both sides of the first electrode 11 or the second electrode 12. It can be fixed.

또한, 이 과정에서 상술한 바와 같이 스택 테이블(110)을 이동시키거나 분리막(14)을 이동시키면서 제1 전극(11) 또는 제2 전극(12)을 감싸도록 분리막(14)을 적층하기 위해서 전극을 맨드렐(170)로 고정하거나, 제1 전극(11) 또는 제2 전극(12)을 감싸도록 분리막(14)을 적층한 후, 다음 전극을 적층하기 위해서 상기 맨드렐(170)에 의한 전극 고정을 해제하는 과정에서 상기 공기 주입구(a)를 통해서 주입된 공기를 상기 1 이상의 공기 사출구(b)를 통해서 배출할 수 있다.In addition, in this process, as described above, the stack table 110 is moved or the separator 14 is moved to stack the separator 14 to surround the first electrode 11 or the second electrode 12. After fixing the separator 14 with the mandrel 170 or stacking the separator 14 to surround the first electrode 11 or the second electrode 12, the electrode is used by the mandrel 170 to stack the next electrode. In the process of releasing the fixation, the air injected through the air inlet (a) may be discharged through the one or more air ejection ports (b).

본 출원은 상기 맨드렐을 공기 사출구를 갖는 맨드렐을 사용하는 것으로서, 구체적인 모습은 도 4에 나타난 바와 같으며, 도 4에 나타난 공기 사출구를 갖는 맨드렐의 형태는 제1 맨드렐(171a, 171b) 및 제2 맨드렐(172a, 172b) 중 하나의 형태를 보여주는 것이며, 모든 맨드렐의 구조는 동일하다. This application uses a mandrel having an air ejection port, and the specific appearance is as shown in FIG. 4, and the form of the mandrel having an air ejection port shown in FIG. 4 is the first mandrel (171a). , 171b) and the second mandrel (172a, 172b), and the structures of all mandrels are the same.

이후, 맨드렐(170)이 제1 전극(11) 또는 제2 전극(12)을 파지한 후 스택 테이블(110) 또는 분리막(14)이 좌우로 이동하면서 상기 분리막(14)이 분리막 롤(122)에서 풀어지며 스택 테이블(110) 측으로 공급될 수 있다. 한편, 예를 들어 스택 테이블(110)은 스텍 테이블 이동부(미도시)와 연결 또는 결합되어 좌우로 이동할 수 있고, 상기 분리막은 분리막 가이드부(미도시)에 의해서 좌우로 이동하면서 스택 테이블에 공급될 수 있다. Thereafter, after the mandrel 170 holds the first electrode 11 or the second electrode 12, the stack table 110 or the separator 14 moves left and right, and the separator 14 is moved to the separator roll 122. ) and can be supplied to the stack table 110. Meanwhile, for example, the stack table 110 can be moved left and right by being connected or combined with a stack table moving part (not shown), and the separator is supplied to the stack table while moving left and right by a separator guide part (not shown). It can be.

본 명세서에 있어서, 전극 조립체 제조 장치에 대한 설명은 전극 조립체 제조 방법에 적용될 수 있으며, 그 반대도 마찬가지일 수 있다. In this specification, description of the electrode assembly manufacturing apparatus may be applied to the electrode assembly manufacturing method, and vice versa.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 양극은 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다. 이 때 사용되는 물질은 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 물질이 사용될 수 있다.In addition, in one embodiment of the present invention, the positive electrode is manufactured by, for example, applying a mixture of a positive electrode active material, a conductive material, and a binder on a positive electrode current collector and then drying it, and if necessary, a filler is added to the mixture. Additional may be added. The materials used at this time may be materials commonly used in the relevant field.

구체적으로, 상기 양극 활물질은 예를 들어, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.Specifically, the positive electrode active material may be, for example, a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) or lithium nickel oxide (LiNiO 2 ) or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxide with the formula Li 1+x Mn 2-x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 , etc.; lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 , and Cu 2 V 2 O 7 ; Nisite-type lithium nickel oxide represented by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Chemical formula LiMn 2 - x M Lithium manganese complex oxide expressed as Ni, Cu or Zn); LiMn 2 O 4 in which part of Li in the chemical formula is replaced with an alkaline earth metal ion; disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 etc. may be mentioned, but it is not limited to these alone.

구체적으로, 상기 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있으나, 상세하게는 알루미늄일 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다. 또한. 상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께일 수 있다. Specifically, the positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, or aluminum or stainless steel. The surface of the stainless steel may be surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, etc., but specifically, it may be aluminum. The current collector can increase the adhesion of the positive electrode active material by forming fine irregularities on its surface, and can be in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous materials, foams, and non-woven materials. also. The positive electrode current collector may generally have a thickness of 3 ㎛ to 500 ㎛.

상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가될 수 있다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은The conductive material can typically be added in an amount of 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. These conductive materials are not particularly limited as long as they are conductive without causing chemical changes in the battery.

아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.No, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may be used.

상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 50 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component that assists in the bonding of the active material and the conductive material and the bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 50% by weight based on the total weight of the mixture containing the positive electrode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, and polyethylene. , polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butyrene rubber, fluorine rubber, and various copolymers.

상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.The filler is selectively used as a component to suppress expansion of the positive electrode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material that does not cause chemical changes in the battery. For example, olipine polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fiber and carbon fiber are used.

또한, 본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 음극은 음극 집전체 상에 상기 음극 활물질을 도포, 건조 및 프레싱하여 제조되며, 필요에 따라 상기에서와 같은 도전재, 바인더, 충진제 등이 선택적으로 더 포함될 수 있다. 이 경우에도 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 물질이 사용될 수 있다.In addition, in one embodiment of the present invention, the negative electrode is manufactured by applying, drying, and pressing the negative electrode active material on a negative electrode current collector, and if necessary, conductive materials, binders, fillers, etc. as described above are optionally further added. may be included. In this case as well, materials commonly used in the relevant field may be used.

구체적으로, 상기 음극 활물질은, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe’yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me’: Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4 및 Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.Specifically, the negative electrode active material includes, for example, carbon such as non-graphitizable carbon and graphitic carbon; LixFe 2 O 3 (0≤x≤1), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B , P, Si, elements of groups 1, 2, and 3 of the periodic table, halogens; 0<x≤1;1≤z≤8); lithium metal; lithium alloy; silicon-based alloy; tin-based alloy; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 and metal oxides such as Bi 2 O 5 ; Conductive polymers such as polyacetylene; Li-Co-Ni based materials, etc. can be used.

이러한 음극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의This negative electrode current collector is not particularly limited as long as it is conductive without causing chemical changes in the battery, for example, copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, copper or stainless steel.

표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다. 또한, 상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께일 수 있다. Surface treatment with carbon, nickel, titanium, silver, etc., aluminum-cadmium alloy, etc. can be used. In addition, like the positive electrode current collector, the bonding power of the negative electrode active material can be strengthened by forming fine irregularities on the surface, and can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous materials, foams, and non-woven materials. Additionally, the negative electrode current collector may generally have a thickness of 3 ㎛ to 500 ㎛.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 분리막은 유/무기 복합 다공성의 SRS(Safety-Reinforcing Separators) 분리막일 수 있다. 상기 SRS 분리막은 폴리올레핀 계열 분리막 기재상에 무기물 입자와 바인더 고분자를 포함하는 코팅층 성분이 도포된 구조일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the separator may be an organic/inorganic composite porous SRS (Safety-Reinforcing Separator) separator. The SRS separator may have a structure in which a coating layer component including inorganic particles and a binder polymer is applied on a polyolefin-based separator substrate.

이러한 SRS 분리막은 무기물 입자의 내열성으로 인해 고온 열수축이 발생하지 않는바, 침상 도체에 의해 전극조립체가 관통되더라도, 안전 분리막의 연신율을 유지할 수 있다.This SRS separator does not undergo high-temperature heat shrinkage due to the heat resistance of the inorganic particles, so even if the electrode assembly is penetrated by the needle-shaped conductor, the elongation of the safety separator can be maintained.

이러한, SRS 분리막은 분리막 기재 자체에 포함된 기공 구조와 더불어 코팅층 성분인 무기물 입자들간의 빈 공간(interstitial volume)에 의해 형성된 균일한 기공 구조를 가질 수 있고, 상기 기공은 전극조립체에 가해지는 외부의 충격을 상당히 완화 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기공을 통해 리튬 이온의 원활한 이동이 이루어지고, 다량의 전해액이 채워져 높은 함침율을 나타낼 수 있으므로, 전지의 성능 향상을 함께 도모할 수 있다.This SRS separator may have a uniform pore structure formed by the pore structure contained in the separator substrate itself as well as the interstitial volume between the inorganic particles that are components of the coating layer, and the pores are formed by the external force applied to the electrode assembly. Not only can the impact be significantly alleviated, but lithium ions can move smoothly through the pores, and a large amount of electrolyte can be filled to achieve a high impregnation rate, thereby improving battery performance.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 분리막은 폭방향을 기준으로 양극 및 음극의 폭보다 양측으로 연장되어 있는 분리막 잉여부를 가지고 있으며, 상기 분리막 잉여부의 양측부의 일면 또는 양면에 분리막 수축 방지를 위해 분리막의 두께보다 두꺼운 코팅층이 형성되어 있는 구조로 구성되어 있다. In one embodiment of the present invention, the separator has a separator surplus portion extending on both sides of the width of the anode and the cathode based on the width direction, and a separator is formed on one or both sides of both sides of the separator surplus portion to prevent separator shrinkage. It is composed of a structure in which a coating layer thicker than the thickness of is formed.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 분리막 잉여부는 각각 분리막의 폭을 기준으로 5% 내지 12%의 크기일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the surplus portion of the separator may each have a size of 5% to 12% of the width of the separator.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코팅층은 일측의 분리막 잉여부의 폭을 기준으로 50% 내지 90%의 크기로 분리막 양면에 코팅될 수 있다. 또한, 상기 양면의 코팅층들의 폭은 서로 동일하거나 다른 크기일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the coating layer may be coated on both sides of the separator in a size of 50% to 90% of the width of the surplus portion of the separator on one side. Additionally, the widths of the coating layers on both sides may be the same or different sizes.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코팅층은 무기물 입자 및 바인더 고분자를 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the coating layer may include inorganic particles and a binder polymer.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리올레핀 계열 분리막 성분의 예로는 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 유도체 등이 있다.In one embodiment of the present invention, examples of the polyolefin-based separator component include high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, low-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, polypropylene, or derivatives thereof.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코팅층의 두께는 상기 제1 전극 또는 제2 전극의 두께보다 작은 크기일 수 있다. 구체적인 예에서, 상기 코팅층의 두께는 제1 전극 또는 제2 전극의 두께의 30% 내지 99% 크기일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the coating layer may be smaller than the thickness of the first electrode or the second electrode. In a specific example, the thickness of the coating layer may be 30% to 99% of the thickness of the first electrode or the second electrode.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코팅층은 습식 코팅 또는 건식 코팅에 의해 이루어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the coating layer may be formed by wet coating or dry coating.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기재와 코팅층은 폴리올레핀 계열 분리막 기재 표면의 기공과 코팅층이 상호 엉켜있는 형태(anchoring)로 존재하여 분리막 기재와 활성층이 물리적으로 견고하게 결합할 수 있다. 이 때, 상기 기재와 활성층은 물리적 결합력과 분리막 상에 존재하는 기공 구조를 고려하여 9 : 1 내지 1 : 9의 두께 비를 가질 수 있으며, 상세하게는 5 : 5의 두께 비를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the substrate and the coating layer exist in a form in which pores and the coating layer on the surface of the polyolefin-based separator substrate are entangled with each other (anchoring), so that the separator substrate and the active layer can be physically firmly bonded. At this time, the substrate and the active layer may have a thickness ratio of 9:1 to 1:9, in consideration of the physical bonding force and the pore structure present on the separator, and in detail, may have a thickness ratio of 5:5.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 무기물 입자는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 무기물 입자가 사용될 수 있다. 상기 무기물 입자는 무기물 입자들간 빈 공간의 형성을 가능하게 하여 미세 기공을 형성하는 역할과 물리적 형태를 유지할 수 있는 일종의 스페이서(spacer) 역할을 겸하게 된다. 또한, 상기 무기물 입자는 일반적으로 200℃ 이상의 고온이 되어도 물리적 특성이 변하지 않는 특성을 갖기 때문에, 형성된 유/무기 복합 다공성 필름이 탁월한 내열성을 갖게 된다.In one embodiment of the present invention, the inorganic particles may be inorganic particles commonly used in the art. The inorganic particles enable the formation of empty spaces between the inorganic particles, forming fine pores, and also serve as a kind of spacer that can maintain the physical shape. In addition, since the inorganic particles generally have the property that their physical properties do not change even at high temperatures of 200°C or higher, the formed organic/inorganic composite porous film has excellent heat resistance.

또한, 상기 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전지의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 사용하는 경우, 전기 화학 소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상을 도모할 수 있으므로, 가능한 이온 전도도가 높은 것이 바람직하다. 또한, 상기 무기물 입자가 높은 밀도를 갖는 경우, 코팅시 분산시키는데 어려움이 있을 뿐만 아니라 전지 제조시 무게 증가의 문제점도 있으므로, 가능한 밀도가 작은 것이 바람직하다. 또한, 유전율이 높은 무기물인 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.Additionally, the inorganic particles are not particularly limited as long as they are electrochemically stable. That is, the inorganic particles that can be used in the present invention are not particularly limited as long as they do not cause oxidation and/or reduction reactions in the operating voltage range of the battery to which they are applied (e.g., 0 to 5 V based on Li/Li+). In particular, when using inorganic particles capable of ion transport, performance can be improved by increasing ionic conductivity within the electrochemical device, so it is desirable for the ionic conductivity to be as high as possible. In addition, when the inorganic particles have a high density, not only is it difficult to disperse them during coating, but there is also a problem of weight increase during battery manufacturing, so it is preferable that the density is as low as possible. In addition, in the case of an inorganic material with a high dielectric constant, it can contribute to increasing the degree of dissociation of electrolyte salts, such as lithium salts, in the liquid electrolyte, thereby improving the ionic conductivity of the electrolyte solution.

전술한 이유들로 인해, 상기 무기물 입자는 압전성(piezoelectricity)을 갖는 무기물 입자 및 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.For the above-mentioned reasons, the inorganic particles may be one or more types selected from the group consisting of inorganic particles having piezoelectricity and inorganic particles having lithium ion transport ability.

상기 압전성(piezoelectricity) 무기물 입자는 상압에서는 부도체이나, 일정 압력이 인가되었을 경우 내부 구조 변화에 의해 전기가 통하는 물성을 갖는 물질을 의미하는 것으로서, 유전율 상수가 100 이상인 고유전율 특성을 나타낼 뿐만 아니라 일정 압력을 인가하여 인장 또는 압축되는 경우 전하가 발생하여 한 면은 양으로, 반대편은 음으로 각각 대전됨으로써, 양쪽 면 간에 전위차가 발생하는 기능을 갖는 물질이다.The piezoelectric inorganic particles are insulators at normal pressure, but refer to a material that conducts electricity due to changes in its internal structure when a certain pressure is applied. It not only exhibits high dielectric constant characteristics with a dielectric constant of 100 or more, but also conducts electricity at a constant pressure. It is a material that has the function of generating a potential difference between both sides by generating an electric charge when it is stretched or compressed by applying a charge, making one side positively charged and the other side negatively charged.

상기와 같은 특징을 갖는 무기물 입자를 코팅층 성분으로 사용하는 경우, 침상 도체와 같은 외부 충격에 의해 양(兩) 전극의 내부 단락이 발생하는 경우 분리막에 코팅된 무기물 입자로 인해 양극과 음극이 직접 접촉하지 않을 뿐만 아니라, 무기물 입자의 압전성으로 인해 입자 내 전위차가 발생하게 되고 이로 인해 양(兩) 전극 간의 전자 이동, 즉 미세한 전류의 흐름이 이루어짐으로써, 완만한 전지의 전압 감소 및 이로 인한 안전성 향상을 도모할 수 있다.When inorganic particles with the above characteristics are used as a coating layer component, if an internal short circuit of the positive electrode occurs due to an external impact such as a needle-like conductor, the anode and cathode are in direct contact due to the inorganic particles coated on the separator. In addition, due to the piezoelectricity of the inorganic particles, a potential difference within the particle occurs, which causes electron movement between the two electrodes, that is, a minute flow of current, resulting in a gradual decrease in battery voltage and thus improved safety. It can be promoted.

상기 압전성을 갖는 무기물 입자의 예로는BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT) 및 hafnia (HfO2)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the inorganic particles having piezoelectricity include BaTiO 3 , Pb(Zr,Ti)O 3 (PZT), Pb 1-x La x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT), PB(Mg 3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 It may be one or more selected from the group consisting of (PMN-PT) and hafnia (HfO 2 ), but is not limited thereto.

상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 지칭하는 것으로서, 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 입자 구조 내부에 존재하는 일종의 결함(defect)으로 인해 리튬 이온을 전달 및 이동시킬 수 있기 때문에, 전지 내 리튬 이온 전도도가 향상되고, 이로 인해 전지 성능 향상을 도모할 수 있다.The inorganic particles having the ability to transport lithium ions refer to inorganic particles that contain lithium element but do not store lithium and have the function of moving lithium ions. The inorganic particles having the ability to transport lithium ions are present inside the particle structure. Since lithium ions can be transferred and moved due to a type of defect, lithium ion conductivity in the battery is improved, thereby improving battery performance.

상기 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자의 예로는 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0<x<2, 0<y<3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트 (LixAlyTiz(PO4)3, 0<x<2, 0<y<1, 0<z<3), (LiAlTiP)xOy 계열 glass(0<x<4, 0<y<13), 리튬란탄티타네이트 (LixLayTiO3, 0<x<2, 0<y<3), 리튬게르마니움티오포스페이트 (LixGeyPzSw, 0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), 리튬나이트라이드 (LixNy, 0<x<4, 0<y<2), SiS2(LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4) 계열 glass 및 P2S5 (LixPySz, 0<x<3, 0<y< 3, 0<z<7) 계열 glass로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of inorganic particles having the ability to transport lithium ions include lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3 , 0<x<2, 0<y<3), and lithium aluminum. Titanium phosphate (Li x Al y Ti z (PO 4 ) 3 , 0< x <2, 0<y<1, 0<z<3), ( LiAlTiP ) <y<13), lithium lanthanum titanate (Li x La y TiO 3 , 0<x<2, 0<y<3), lithium germanium thiophosphate (Li x Ge y P z S w , 0<x <4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), lithium nitride (Li x N y , 0<x<4, 0<y<2), SiS 2 (Li x Si y S z , 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4) series glass and P 2 S 5 (Li x P y S z , 0<x<3, 0<y<3, 0 It may be one or more types selected from the group consisting of <z<7) series glass, but is not limited thereto.

상기 코팅층 성분인 무기물 입자 및 바인더 고분자의 조성비는 크게 제약은 없으나, 10:90 내지 99:1 중량% 범위 내에서 조절 가능하며, 80:20 내지 99:1 중량% 범위가 바람직하다. 10:90 중량% 비 미만인 경우, 고분자의 함량이 지나치게 많게 되어 무기물 입자들 사이에 형성된 빈 공간의 감소로 인한 기공 크기 및 기공도가 감소되어 최종 전지 성능 저하가 야기되며, 반대로 99:1 중량% 비를 초과하는 경우, 고분자 함량이 너무 적기 때문에 무기물 사이의 접착력 약화로 인해 최종 유/무기 복합 다공성 분리막의 기계적 물성이 저하될 수 있다.The composition ratio of the inorganic particles and binder polymer, which are the components of the coating layer, is not particularly limited, but can be adjusted within the range of 10:90 to 99:1 weight%, and is preferably in the range of 80:20 to 99:1 weight%. If the ratio is less than 10:90% by weight, the polymer content becomes too high, resulting in a decrease in pore size and porosity due to a decrease in the empty space formed between the inorganic particles, resulting in a decrease in final battery performance, and conversely, at 99:1% by weight. If the ratio is exceeded, the mechanical properties of the final organic/inorganic composite porous separator may deteriorate due to weakening of the adhesion between inorganic materials because the polymer content is too small.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 바인더 고분자는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 바인더 고분자가 사용될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the binder polymer commonly used in the art may be used.

상기 유/무기 복합 다공성 분리막 중 코팅층은 전술한 무기물 입자 및 바인더 고분자 이외에, 통상적으로 알려진 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.The coating layer of the organic/inorganic composite porous separator may further include other commonly known additives in addition to the above-described inorganic particles and binder polymer.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코팅층은 활성층이라고 할 수도 있다. In one embodiment of the present invention, the coating layer may be referred to as an active layer.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 전극 조립체 제조 장치는 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for the purpose of specifically illustrating the present invention, and the electrode assembly manufacturing apparatus according to the present invention is not limited thereto. It can be said that various implementations are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

10: 전극 조립체
11: 제1 전극
11a: 제1 전극 탭
12: 제2 전극
12a: 제2 전극 탭
14: 분리막
15: 몰드
51: 그리퍼
51a: 본체
51b: 고정부
100,200: 전극 조립체 제조 장치
110: 스택 테이블
111: 테이블 몸체
112: 스택 테이블 히터
120: 분리막 공급부
121: 분리막 히팅부
122: 분리막 롤
130: 제1 전극 공급부
131: 제1 전극 안착 테이블
132: 제1 전극 히터
133: 제1 전극 롤
134: 제1 커터
135: 제1 컨베이어 벨트
136: 제1 전극 공급 헤드
140: 제2 전극 공급부
141: 제2 전극 안착 테이블
142: 제2 전극 히터
143: 제2 전극 롤
144: 제2 커터
145: 제2 컨베이어 벨트
146: 제2 전극 공급 헤드
150: 제1 전극 스택부
151: 제1 석션 헤드
151a: 진공 흡입구
151b: 바닥면
152: 제1 헤드 히터
153: 제1 이동부
160: 제2 전극 스택부
161: 제2 석션 헤드
162: 제2 헤드 히터
163: 제2 이동부
170: 맨드렐
171: 제1 맨드렐
172: 제2 맨드렐
a: 공기 주입구
b: 공기 사출구
180: 프레스부
181: 제1 가압블럭
182: 제2 가압블럭
183,184: 프레스 히터
S: 적층물
10: Electrode assembly
11: first electrode
11a: first electrode tab
12: second electrode
12a: second electrode tab
14: Separator
15: mold
51: Gripper
51a: main body
51b: fixing part
100,200: Electrode assembly manufacturing device
110: stack table
111: table body
112: Stack table heater
120: Separator supply unit
121: Separator heating unit
122: Separator roll
130: first electrode supply unit
131: First electrode seating table
132: first electrode heater
133: first electrode roll
134: first cutter
135: first conveyor belt
136: first electrode supply head
140: Second electrode supply unit
141: Second electrode seating table
142: second electrode heater
143: second electrode roll
144: second cutter
145: second conveyor belt
146: second electrode supply head
150: first electrode stack part
151: first suction head
151a: Vacuum inlet
151b: bottom surface
152: first head heater
153: first moving part
160: second electrode stack part
161: Second suction head
162: second head heater
163: Second moving unit
170: Mandrel
171: first mandrel
172: Second mandrel
a: air inlet
b: air outlet
180: Press department
181: First pressurizing block
182: Second pressurizing block
183,184: Press heater
S: Laminate

Claims (12)

제1 전극을 스택 테이블에 공급하는 단계;
제2 전극을 스택 테이블에 공급하는 단계;
분리막을 스택 테이블에 공급하는 단계;
폴딩되는 상기 분리막 사이사이에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 교대로 배치되는 형태로 상기 제1 전극, 분리막 및 제2 전극을 스택 테이블 위에 적층축을 따라서 적층하여 적층물을 제조하는 단계; 및
상기 적층물을 제조한 이후, 상기 적층물을 가열 및 가압하는 히트 프레스(Heat Press) 단계를 포함하는 전극 조립체 제조 방법에 관한 것으로서,
상기 적층물을 제조하는 단계는
(S1) 상기 스택 테이블 위에 분리막을 적층하고, 상기 적층된 분리막 위에 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 적층하는 단계;
(S2) 상기 적층된 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)로 고정하는 단계;
(S3) 상기 스택 테이블을 좌우로 이동시키거나 상기 분리막을 좌우로 이동시키면서 상기 맨드렐(mandrel)로 고정된 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 감싸도록 상기 분리막을 적층하는 단계; 및
(S4) 상기 분리막이 적층된 후, 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 대한 상기 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)의 고정을 해제하는 단계;
(S5) 상기 맨드렐(mandrel)의 고정을 해제한 후, 상기 분리막 위에 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 적층하는 단계를 포함하고,
상기 (S1) 내지 (S5) 단계를 1 회 이상 진행하는 것이고,
상기 적층된 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)로 고정하는 단계; 및 상기 제1 전극 또는 제2 전극에 대한 상기 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)의 고정을 해제하는 단계는 각각 상기 맨드렐의 공기 사출구에서 공기를 분사하는 단계를 포함하는 것인 전극 조립체 제조 방법.
Supplying a first electrode to a stack table;
supplying a second electrode to a stack table;
Supplying a separator to a stack table;
manufacturing a laminate by stacking the first electrode, the separator, and the second electrode along a stacking axis on a stack table in a form where the first electrode and the second electrode are alternately arranged between the folded separators; and
After manufacturing the laminate, it relates to a method of manufacturing an electrode assembly including a heat press step of heating and pressurizing the laminate,
The step of manufacturing the laminate is
(S1) stacking a separator on the stack table and stacking the first electrode or the second electrode on the stacked separator;
(S2) fixing the stacked first or second electrodes with a mandrel having an air outlet;
(S3) stacking the separator to surround the first or second electrode fixed with the mandrel while moving the stack table left or right or the separator left or right; and
(S4) After the separator is laminated, releasing the fixation of the mandrel having the air outlet to the first electrode or the second electrode;
(S5) After releasing the fixation of the mandrel, laminating the first electrode or the second electrode on the separator,
Steps (S1) to (S5) are performed one or more times,
fixing the stacked first or second electrodes with a mandrel having an air outlet; and the step of releasing the fixation of the mandrel having the air outlet to the first electrode or the second electrode includes spraying air from the air outlet of the mandrel, respectively. Manufacturing method.
청구항 1에 있어서,
상기 맨드렐의 공기 사출구에서 공기를 분사하는 단계는
0.5MPa 내지 1.5MPa의 압력 조건으로 1초 내지 10초 동안 공기를 분사하는 것인 전극 조립체 제조 방법.
In claim 1,
The step of spraying air from the air ejection port of the mandrel is
A method of manufacturing an electrode assembly comprising spraying air for 1 to 10 seconds under a pressure condition of 0.5 MPa to 1.5 MPa.
청구항 1에 있어서,
상기 적층물을 제조한 이후, 상기 적층물을 가열 및 가압하는 히트 프레스(Heat Press) 단계는
상기 적층물을 그리퍼로 파지하고 적층물을 가열 및 가압하는 제1 차 히트 프레스 단계; 및
상기 제1 차 히트 프레스 단계 이후, 상기 그리퍼의 파지를 중지하고, 상기 적층물을 가열 및 가압하는 제2 차 히트 프레스 단계를 포함하는 전극 조립체 제조 방법.
In claim 1,
After manufacturing the laminate, the heat press step of heating and pressing the laminate is
A first heat press step of holding the laminate with a gripper and heating and pressing the laminate; and
After the first heat press step, the electrode assembly manufacturing method includes a second heat press step of stopping the grip of the gripper and heating and pressing the laminate.
청구항 3에 있어서,
상기 적층물을 그리퍼로 파지하고 적층물을 가열 및 가압하는 제1 차 히트 프레스 단계는
상기 적층물을 그리퍼를 이용하여 상기 적층물의 상면을 가압하여 고정시키는 단계;
상기 그리퍼로 고정된 적층물 및 스텍 테이블을 상기 적층물 및 상기 스텍 테이블의 두께의 합보다 긴 거리로 이격되어 있는 한 쌍의 가압블럭 사이로 이동시키는 단계;
상기 한 쌍의 가압블럭을 상기 적층물의 적층 방향을 따라서 서로 가까워지록 이동시킴으로써 고정된 상기 적층물을 가압하는 단계; 및
상기 적층물을 가압하는 동안 상기 스텍 테이블 또는 상기 한 쌍의 가압블럭이 포함하는 히터에 의해 상기 적층물을 가열하는 단계를 포함하는 전극 조립체 제조 방법.
In claim 3,
The first heat press step of holding the laminate with a gripper and heating and pressing the laminate is
fixing the laminate by pressing the upper surface of the laminate using a gripper;
moving the laminate and the stack table fixed by the gripper between a pair of pressing blocks spaced apart by a distance longer than the sum of the thicknesses of the laminate and the stack table;
pressurizing the fixed laminate by moving the pair of pressure blocks to be closer to each other along the stacking direction of the laminate; and
A method of manufacturing an electrode assembly comprising heating the stack by a heater included in the stack table or the pair of pressing blocks while pressing the stack.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 차 히트 프레스 단계 이후, 상기 그리퍼의 파지를 중지하고, 상기 적층물을 가열 및 가압하는 제2 차 히트 프레스 단계는
상기 제1 차 히트 프레스 단계 이후 상기 적층물의 가열 및 가압을 중지하는 단계; 상기 그리퍼를 상기 적층물로부터 이격시키는 단계;
상기 한 쌍의 가압블럭을 상기 그리퍼가 이격된 적층물의 적층 방향을 따라서 서로 가까워지록 이동시킴으로써 고정된 상기 적층물을 가압하는 단계; 및
상기 적층물을 가압하는 동안 상기 스텍 테이블 및 한 쌍의 가압블럭이 포함하는 히터에 의해 상기 적층물을 가열하는 단계를 포함하는 전극 조립체 제조 방법.
In claim 3,
After the first heat press step, the gripping of the gripper is stopped, and the second heat press step of heating and pressing the laminate is performed.
stopping heating and pressurizing the laminate after the first heat press step; separating the gripper from the stack;
pressurizing the fixed laminate by moving the pair of press blocks so that the gripper approaches each other along the stacking direction of the spaced apart laminate; and
An electrode assembly manufacturing method comprising heating the stack by a heater included in the stack table and a pair of pressing blocks while pressing the stack.
청구항 1에 있어서,
상기 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)은
공기를 주입할 수 있는 공기 주입구; 및
1 이상의 공기 사출구를 포함하는 것으로서,
상기 공기 사출구는 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 또는 상기 분리막의 일면과 마주보는 방향으로 형성되는 것인 전극 조립체 제조 방법.
In claim 1,
The mandrel having the air ejection port is
An air inlet through which air can be injected; and
Containing one or more air ejection ports,
The method of manufacturing an electrode assembly wherein the air injection port is formed in a direction facing one surface of the first electrode, the second electrode, or the separator.
제1 전극, 분리막 및 제2 전극을 적층시켜 전극 조립체를 제조하는 전극 조립체 장치로서,
폴딩되는 상기 분리막 사이사이에 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극이 교대로 배치되는 형태로 적층축을 따라서 적층되는 적층물을 제조하는 스택 테이블;
상기 스택 테이블에 상기 분리막을 공급하는 분리막 공급부;
상기 스택 테이블에 상기 제1 전극을 공급하는 제1 전극 공급부;
상기 스택 테이블에 상기 제2 전극을 공급하는 제2 전극 공급부;
상기 제1 전극 공급부로부터 공급되는 상기 제1 전극을 상기 스택 테이블에 적층시키는 제1 전극 스택부;
상기 제2 전극 공급부로부터 공급되는 상기 제2 전극을 상기 스택 테이블에 적층시키는 제2 전극 스택부;
상기 적층된 상기 제1 전극 또는 제2 전극을 고정하는 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel); 및
상기 적층물을 가열 및 가압하여 상기 제1 전극, 상기 분리막 및 상기 제2 전극 사이를 접착시키는 프레스부를 포함하는 전극 조립체 제조 장치.
An electrode assembly device for manufacturing an electrode assembly by stacking a first electrode, a separator, and a second electrode,
a stack table for manufacturing a laminate in which the first electrodes and the second electrodes are alternately arranged between the folded separators along the stacking axis;
a separator supply unit that supplies the separator to the stack table;
a first electrode supply unit supplying the first electrode to the stack table;
a second electrode supply unit supplying the second electrode to the stack table;
a first electrode stack unit that stacks the first electrode supplied from the first electrode supply unit on the stack table;
a second electrode stack unit that stacks the second electrode supplied from the second electrode supply unit on the stack table;
a mandrel having an air outlet for fixing the stacked first or second electrodes; and
An electrode assembly manufacturing apparatus including a press unit that heats and presses the laminate to adhere the first electrode, the separator, and the second electrode.
청구항 7에 있어서,
상기 스택 테이블을 좌우로 이동시키는 스택 테이블 이동부; 또는 상기 분리막을 좌우로 이동시키는 분리막 가이드부를 포함하는 것인 전극 조립체 제조 장치.
In claim 7,
a stack table moving unit that moves the stack table left and right; Or an electrode assembly manufacturing apparatus comprising a separator guide part that moves the separator left and right.
청구항 7에 있어서,
상기 프레스부는 한 쌍의 가압블럭 및 상기 가압블럭을 가열하는 프레스 히터를 더 포함하여,
한 쌍의 상기 가압블럭이 상호 마주보는 방향으로 이동되며 상기 적층물을 면 가압하고,
상기 프레스 히터에 의해 상기 적층물을 가열하는 것인 전극 조립체 제조 장치.
In claim 7,
The press unit further includes a pair of pressurizing blocks and a press heater for heating the pressurizing blocks,
A pair of the pressure blocks are moved in directions facing each other and pressurize the laminate,
An electrode assembly manufacturing device that heats the laminate by the press heater.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 전극 공급부는 상기 제1 전극이 상기 제1 전극 스택부에 의해 상기 스택 테이블에 적층되기 전에 안착되는 제1 전극 안착 테이블을 포함하고,
상기 제2 전극 공급부는 상기 제2 전극이 상기 제2 전극 스택부에 의해 상기 스택 테이블에 적층되기 전에 안착되는 제2 전극 안착 테이블을 포함하는 전극 조립체 제조 장치.
In claim 7,
The first electrode supply unit includes a first electrode seating table on which the first electrode is placed before being stacked on the stack table by the first electrode stack unit,
The second electrode supply unit is an electrode assembly manufacturing apparatus including a second electrode seating table on which the second electrode is placed before the second electrode is stacked on the stack table by the second electrode stack unit.
청구항 10에 있어서,
상기 제1 전극 스택부는 상기 제1 전극 안착 테이블에 안착된 상기 제1 전극을 진공 흡입하는 제1 석션 헤드를 포함하고,
상기 제2 전극 스택부는 상기 제2 전극 안착 테이블에 안착된 상기 제2 전극을 진공 흡입하는 제2 석션 헤드를 포함하는 전극 조립체 제조 장치.
In claim 10,
The first electrode stack unit includes a first suction head that vacuum-suctions the first electrode mounted on the first electrode mounting table,
The second electrode stack unit is an electrode assembly manufacturing apparatus including a second suction head that vacuum-suctions the second electrode mounted on the second electrode mounting table.
청구항 7에 있어서,
상기 공기 사출구를 갖는 맨드렐(mandrel)은
공기를 주입할 수 있는 공기 주입구; 및
1 이상의 공기 사출구를 포함하는 것으로서,
상기 공기 사출구는 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 또는 상기 분리막의 일면과 마주보는 방향으로 형성되는 것인 전극 조립체 제조 장치.
In claim 7,
The mandrel having the air ejection port is
An air inlet through which air can be injected; and
Containing one or more air ejection ports,
The electrode assembly manufacturing apparatus is wherein the air injection port is formed in a direction facing one surface of the first electrode, the second electrode, or the separator.
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