WO2017052283A1 - 전극용 압연 롤 및 이를 포함하는 압연 장치 - Google Patents

전극용 압연 롤 및 이를 포함하는 압연 장치 Download PDF

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WO2017052283A1
WO2017052283A1 PCT/KR2016/010686 KR2016010686W WO2017052283A1 WO 2017052283 A1 WO2017052283 A1 WO 2017052283A1 KR 2016010686 W KR2016010686 W KR 2016010686W WO 2017052283 A1 WO2017052283 A1 WO 2017052283A1
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crown
rolling
curved portion
size
roll
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PCT/KR2016/010686
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French (fr)
Inventor
윤덕중
손영웅
이범혁
임예훈
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주식회사 엘지화학
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a rolling roll for an electrode and a rolling apparatus including the same.
  • FIGS. 2 and 3 are conceptual diagrams for describing an operating state of a rolling roll in an electrode rolling process.
  • the manufacturing process of a lithium secondary battery largely includes an electrode process, and the electrode process is classified into an active material mixing process, an electrode coating process, a rolling process, a slitting process, a winding process, and the like.
  • a rolling process is a process of reducing the thickness of the electrode after a coating process, raising a capacity density, and compressing to a desired thickness. That is, the coated electrode is manufactured as a high density electrode through a rolling process to have a target thickness and density. Rolling is the process of passing an electrode between two rolls to produce a product of the desired thickness.
  • a rolling apparatus for electrode rolling includes a pair of rolling rolls 20 and 30.
  • the electrode produced due to the bending deformation of the rolled roll is thicker in the center of the width than the thickness of the side edges, resulting in poor quality.
  • a hot rolling method for lowering the rigidity of the electrode 10 is conventionally used, or a method of suppressing bending by applying back pressure to both ends of the rolling roll is used.
  • the reverse rolling and the back pressure increase method have a limit in producing a high density battery due to the increase in design cost and inefficient investment.
  • the present invention is to solve the problem to provide a rolling roll for the electrode and a rolling device comprising the same that can reduce the thickness variation in the width direction during electrode rolling.
  • a pair of rolling rolls provided to pass the electrode, the pair of rolling rolls is 100 to 170 of the electrode having a thickness of 200 to 300 ⁇ m It is provided so that it may be rolled in the thickness of micrometer, each rolling roll has a crown curved part which consists of a flat part and a crown curve in the direction from the width direction center toward each edge one by one, and the said crown curved part becomes small diameter toward the edge
  • a rolling device provided to build is provided.
  • the crown size at the crown curved portion is determined as a quadratic function of linear pressure.
  • the rolling roll may be provided such that the length of the flat portion is 30% to 70% with respect to the length from the center in the width direction to the edge.
  • the rolling roll, the length of the flat portion may be 100 to 200mm.
  • the size ( ⁇ ) of the crown at the crown curved portion may be determined from the following general formula (1).
  • F linear pressure (ton / cm).
  • linear pressure (F) may be 0.5 to 3.5.
  • the size of the crown may be determined within an error range of 2 ⁇ m to the value calculated from the general formula (1).
  • a boundary area between the planar portion and the crown curved portion may be formed as a curved portion.
  • the crown size of the crown curved portion may be determined to be 8 ⁇ m or less.
  • the crown size of the crown curved portion may be determined to be more than 8 ⁇ m, 14 ⁇ m or less.
  • the crown size of the crown curved portion may be determined to be more than 8 ⁇ m, 30 ⁇ m or less.
  • the rolling roll in turn has a crown curved portion consisting of a flat portion and a crown curve along the direction from the center in the width direction toward each edge, the crown The curved portion is provided to have a smaller diameter toward the edge, and a rolling roll is provided in which the size ⁇ of the crown at the crown curved portion is determined from the following general formula (1).
  • F linear pressure (ton / cm).
  • the linear pressure (F) may be 0.5 to 3.5.
  • boundary area between the planar portion and the crown curved portion may be formed as a curved portion.
  • the crown size of the crown curved portion may be determined to be 8 ⁇ m or less.
  • the crown size of the crown curved portion may be determined to be more than 8 ⁇ m, 14 ⁇ m or less.
  • the crown size of the crown curved portion may be determined to be more than 8 ⁇ m, 30 ⁇ m or less.
  • the length of the crown curved portion may be 150 to 250mm.
  • the rolling roll, the length of the flat portion may be 100 to 200mm.
  • the thickness variation in the width direction during electrode rolling may be reduced.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a rolling device for explaining an electrode rolling step.
  • 2 and 3 are conceptual views for explaining an operation state of the rolling roll in the electrode rolling process.
  • 4 to 6 are plan views showing a rolling roll associated with one embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph illustrating thickness variation of an electrode during a rolling process using the rolling roll illustrated in FIG. 6.
  • each component member may be exaggerated or reduced. Can be.
  • FIG. 4 to 6 are plan views showing a rolling roll according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a graph for explaining the thickness variation of the electrode during the rolling process using the rolling roll shown in FIG.
  • the crown means the diameter difference between the center and the edge of the rolling roll.
  • the size ( ⁇ ) of the crown means the difference between the center diameter and the edge diameter of the rolled roll.
  • the positive crown represents a case where the center diameter is relatively large and the edge diameter is small.
  • the negative crown has a relatively small central diameter and a small edge diameter.
  • a positive crown may be applied to the rolling roll 40 to reduce the thickness variation of the electrode, and when a small linear pressure is required, such as a negative electrode, the negative crown is rolled. It can be applied to 50 to reduce the thickness variation of the electrode.
  • the crown size ⁇ at the crown curved portion is determined as a quadratic function of linear pressure.
  • the size ( ⁇ ) of the crown can be determined by the following general formula (1).
  • F linear pressure (ton / cm).
  • the size ( ⁇ ) of the crown can be determined differently depending on the linear pressure during electrode rolling.
  • the electrode rolling process is carried out through the rolling device 100
  • the rolling device 100 includes a pair of rolling rolls 110 provided to pass the electrode.
  • the rolling apparatus 100 includes a supply unit for supplying an electrode having a thickness of 200 to 300 ⁇ m to the pair of rolling rolls 110.
  • the pair of rolling rolls is provided such that the electrode (see Fig. 1) having a thickness of 200 to 300 m is rolled to a thickness of 100 to 170 m.
  • each of the rolling rolls 110 is a crown curved portion 130 formed of a flat portion 120 and a crown curve along a direction from the width direction center C of the rotation axis R toward each edge.
  • the crown curved portion 130 is provided so as to decrease in diameter toward the edge of the rolling roll (110). That is, the crown curved portion 130 is formed to have a positive crown.
  • the rolling roll 110, the length (a) of the flat portion 120 is 30% to 70% of the length (L) (half width) from the center (C) in the width direction (x-axis direction) to the edge It may be prepared to be.
  • the rolling roll 110, the length (a) of the flat portion 120 may be 100 to 200mm.
  • the crown size ⁇ at the crown curved portion is determined as a quadratic function of linear pressure.
  • the size ( ⁇ ) of the crown in the crown curved portion 130 may be determined from the following general formula (1).
  • F represents a linear pressure (ton / cm), for example, the linear pressure (F) may be 0.5 to 3.5.
  • the size ( ⁇ ) of the crown may be determined within an error range of 2 ⁇ m to a value calculated from the general formula 1 in consideration of the back pressure control effect.
  • boundary area between the planar portion 120 and the crown curved portion 130 may be formed as a curved portion.
  • each rolling roll 110 is provided so that the diameter difference of a width direction center and an edge may be equal to the magnitude
  • the crown size of the crown curved portion when the electrode pressure, when the linear pressure is less than 1 ton / cm, the crown size of the crown curved portion may be determined to be 8 ⁇ m or less. In addition, when the linear pressure is 1 ton / cm or more, less than 2 ton / cm, the crown size of the crown curved portion may be determined to be more than 8 ⁇ m, 14 ⁇ m or less. In addition, when the linear pressure is 3 ton / cm or more, the crown size of the crown curved portion may be determined to be more than 8 ⁇ m, 30 ⁇ m or less.
  • each of the rolling rolls 110 comprises a pair of rolling rolls 110 provided to pass the electrode, each of the rolling rolls 110 from the width direction center (C) of the rotation axis (R) It has a crown surface portion 130 consisting of a flat portion 120 and a crown curve in the direction toward each edge in turn, and provided so as to decrease in diameter toward the edge from the crown curved portion 130, the crown curved portion ( In the 130 is provided a rolling apparatus 100 whose size ⁇ is determined from the general formula (1).
  • F represents linear pressure (ton / cm), and the linear pressure F may be 0.5 to 3.5.
  • the size of the crown may be determined within an error range of 2 ⁇ m to the value calculated from the general formula (1).
  • a rolling roll 110 for rolling an electrode has a flat surface portion 120 and a crown curved portion 130 made of a crown curve in a direction from the width direction center (C) of the rotation axis (R) toward each edge.
  • the rolling roll 110 is provided so that the diameter becomes smaller toward the edge of the rolling roll 110 in the crown curved portion 130, the crown size ( ⁇ ) in the crown curved portion 130 is from the general formula (1) Is determined.
  • F represents a linear pressure (ton / cm), for example, the linear pressure F may be 0.5 to 3.5.
  • the crown size of the crown curved portion may be determined to be 8 ⁇ m or less.
  • the crown size of the crown curved portion may be determined to be more than 8 ⁇ m, 14 ⁇ m or less.
  • the crown size of the crown curved portion may be determined to be more than 8 ⁇ m, 30 ⁇ m or less.
  • the length L of the rolling roll 110 from the width direction center to the edge is 300 mm
  • the length b of the crown curved portion 130 may be 150 to 250 mm
  • the rolling roll 110, the length (a) of the flat portion 120 may be 100 to 200mm.
  • L1 represents a thickness variation of an electrode in a rolling process using a rolling roll composed of flat portions from a center to an edge in a width direction
  • L2 represents a thickness variation of an electrode in a rolling process using a rolling roll illustrated in FIG. 6. Indicates.
  • the length L from the center to the edge in the width direction is 300 mm
  • the length a of the flat part 120 is 150
  • the size ⁇ of the crown determined from the general formula (1) is 12 ⁇ m.
  • the thickness variation is improved as compared to the general rolling roll toward the edge of the rolling roll 110.
  • Rolling rolls and a rolling apparatus comprising the same according to an embodiment of the present invention can reduce the thickness variation in the width direction during electrode rolling.

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Abstract

본 발명은 전극용 압연 롤 및 이를 포함하는 압연 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 전극을 통과시키도록 마련된 한 쌍의 압연 롤을 포함하고, 한 쌍의 압연 롤은 두께가 200 내지 300㎛인 전극이 100 내지 170㎛의 두께로 압연되도록 마련되며, 각각의 압연 롤은, 폭 방향 중심으로부터 각각의 가장자리를 향하는 방향을 따라 평면부 및 크라운 곡선으로 이루어지는 크라운 곡면부를 차례로 가지고, 상기 크라운 곡면부는 가장자리로 갈수록 직경이 작아지도록 마련된 압연 장치가 제공된다.

Description

전극용 압연 롤 및 이를 포함하는 압연 장치
본 발명은 전극용 압연 롤 및 이를 포함하는 압연 장치에 관한 것이다.
본 출원은 2015년 9월 25일자 한국 특허 출원 제10-2015-0136219호에 기초한우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
도 1은 전극 압연 공정을 설명하기 위한 압연 장치를 나타내는 개념도이고, 도 2 및 도 3은 전극 압연 공정 시, 압연 롤의 일 작동상태를 설명하기 위한 개념도이다.
리튬 이차전지의 제조 공정은 크게 전극 공정을 포함하며, 상기 전극 공정은 활물질 혼합 공정, 전극코팅 공정, 압연 공정, 슬리팅 공정, 권취 공정 등으로 구분된다.
이 중, 압연 공정은 코팅 공정이 끝난 전극의 두께를 축소시켜 용량 밀도를 높이고, 원하는 두께로 압축하는 공정이다. 즉, 코팅된 전극은 목표 두께와 밀도를 갖도록 압연 공정을 거쳐 고밀도 전극으로 제조된다. 압연은 두 개의 롤 사이에 전극을 통과시켜 원하는 두께의 제품을 만드는 공정이다.
도 1을 참조하면, 전극 압연을 위한 압연 장치는 한 쌍의 압연 롤(20, 30)을 포함한다. 전극(10)은 상기 한 쌍의 압연 롤 사이를 통과하는 과정에서 두께가 감소(t1=>t2)한다.
한편, 고밀도의 전극(10)을 생산하기 위해 압연 작업을 하면, 전극(10)이 두 개의 압연 롤을 벌리려고 하는 힘(선압)이 커서 룰의 굽힘이 발생하게 된다.
도 2에서와 같이, 압연 롤의 굽힘 변형으로 인해 생산된 전극은 양 측 가장자리 측 두께보다 폭 중심이 두껍게 생산되어 품질 불량 원인이 된다. 이러한 압연 공정에서 두께 편차를 해결하기 위해, 종래에는 전극(10)의 강성을 낮추기 위한 열간 압연 방식이 사용되거나, 압연 롤의 양 끝에 역압을 가하여 굽힘을 억제하는 방식이 사용되고 있다.
그러나 역간 압연과 역압 증가 방식은 설계비용 증가와 함께 투자 대비 효과가 떨어져 고밀도 전지를 생산하는데 한계를 갖는다.
본 발명은 전극 압연 시 폭 방향 두께 편차를 감소시킬 수 있는 전극용 압연 롤 및 이를 포함하는 압연 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 전극을 통과시키도록 마련된 한 쌍의 압연 롤을 포함하고, 한 쌍의 압연 롤은 두께가 200 내지 300㎛인 전극이 100 내지 170㎛의 두께로 압연되도록 마련되며, 각각의 압연 롤은, 폭 방향 중심으로부터 각각의 가장자리를 향하는 방향을 따라 평면부 및 크라운 곡선으로 이루어지는 크라운 곡면부를 차례로 가지고, 상기 크라운 곡면부는 가장자리로 갈수록 직경이 작아지도록 마련된 압연 장치가 제공된다.
또한, 크라운 곡면부에서 크라운의 크기는 선압의 2차 함수로 결정된다.
또한, 상기 압연 롤은, 평면부의 길이가 폭 방향 중심으로부터 가장자리까지의 길이에 대하여 30% 내지 70%가 되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 압연 롤은, 평면부의 길이가 100 내지 200mm일 수 있다.
또한, 크라운 곡면부에서 크라운의 크기(δ)는 하기 일반식 1로부터 결정될 수 있다.
[일반식 1]
Figure PCTKR2016010686-appb-I000001
상기 일반식 1에서, F는 선압(ton/cm)을 나타낸다.
또한, 상기 선압(F)은 0.5 내지 3.5일 수 있다.
또한, 상기 크라운의 크기는 일반식 1로부터 산출된 값에 2㎛의 오차 범위 이내에서 결정될 수 있다.
또한, 상기 평면부 및 상기 크라운 곡면부의 경계 영역은 곡면부로 형성될 수 있다.
또한, 선압이 1 ton/cm미만인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛이하로 결정될 수 있다. 또한, 선압이 1 ton/cm이상, 2 ton/cm미만인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛ 초과, 14㎛이하로 결정될 수 있다. 또한, 선압이 3 ton/cm이상인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛ 초과, 30㎛이하로 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전극을 압연시키기 위한 압연 롤로서, 압연 롤은 폭 방향 중심으로부터 각각의 가장자리를 향하는 방향을 따라 평면부 및 크라운 곡선으로 이루어지는 크라운 곡면부를 차례로 가지며, 상기 크라운 곡면부는 가장자리로 갈수록 직경이 작아지도록 마련되고, 크라운 곡면부에서 크라운의 크기(δ)는 하기 일반식 1로부터 결정되는 압연 롤이 제공된다.
[일반식 1]
Figure PCTKR2016010686-appb-I000002
상기 일반식 1에서, F는 선압(ton/cm)을 나타낸다.
상기 선압(F)은 0.5 내지 3.5일 수 있다.
또한, 상기 평면부 및 크라운 곡면부의 경계 영역은 곡면부로 형성될 수 있다.
또한, 선압이 1 ton/cm미만인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛이하로 결정될 수 있다. 또한, 선압이 1 ton/cm이상, 2 ton/cm미만인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛ 초과, 14㎛이하로 결정될 수 있다. 또한, 선압이 3 ton/cm이상인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛ 초과, 30㎛이하로 결정될 수 있다.
또한, 상기 압연 롤은 폭 방향 중심으로부터 가장자리까지의 길이가 300mm인 경우, 크라운 곡면부의 길이가 150 내지 250mm일 수 있다.
또한, 상기 압연 롤은, 평면부의 길이가 100 내지 200mm일 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 압연 롤 및 이를 포함하는 압연 장치에 따르면, 전극 압연 시 폭 방향 두께 편차를 감소시킬 수 있다.
도 1은 전극 압연 공정을 설명하기 위한 압연 장치를 나타내는 개념도이다.
도 2 및 도 3은 전극 압연 공정 시, 압연 롤의 일 작동상태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 압연 롤을 나타내는 평면도들이다.
도 7은 도 6에 도시된 압연 롤을 이용한 압연 공정 시 전극의 두께 편차를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 전극용 압연 롤 및 이를 포함하는 압연 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 압연 롤을 나타내는 평면도들이고, 도 7은 도 6에 도시된 압연 롤을 이용한 압연 공정 시 전극의 두께 편차를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 크라운이란 압연 롤의 중심과 가장자리의 직경 차이를 의미한다. 본 문서에서 크라운의 크기(δ)라 함은 압연 롤의 중심 직경과 가장자리 직경의 차이 값을 의미한다. 이때, 도 4를 참조하면, 양(+)의 크라운은 중심 직경이 상대적으로 크고, 가장자리의 직경이 작은 경우를 나타낸다. 또한, 도 5를 참조하면, 음(-)의 크라운은 중심 직경이 상대적으로 작고, 가장자리의 직경이 작은 경우를 나타낸다. 한편, 양극과 같이 선압이 크게 요구되는 경우에는 양의 크라운을 압연 롤(40)에 적용하여 전극의 두께 편차를 감소시킬 수 있고, 음극과 같이 선압이 작게 요구되는 경우에는 음의 크라운을 압연 롤(50)에 적용하여 전극의 두께 편차를 감소시킬 수 있다.
또한, 크라운 곡면부에서 크라운의 크기(δ)는 선압의 2차 함수로 결정된다. 특히, 크라운의 크기(δ)는 하기 일반식 1로 결정될 수 있다.
[일반식 1]
Figure PCTKR2016010686-appb-I000003
상기 일반식 1에서, F는 선압(ton/cm)을 나타낸다.
크라운의 크기(δ)는, 전극 압연 시 선압에 따라 다르게 결정될 수 있다. 또한, 크라운의 형상은 2가지가 있다. 예를 들어, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 압연 롤의 회전축의 폭 방향 중심으로부터 가장자리까지 2차 곡선으로 가공된 형상이 있고, 도 6에 도시된 바와 같이, 폭 방향 중심부터 일정 구간까지는 평면부로 형성되고, 이후 가장자리까지 2차 곡선 또는 사선으로 가공된 형상이 있다.
본 발명에서, 전극 압연 공정은 압연 장치(100)를 통해 수행되고, 압연 장치(100)는 전극을 통과시키도록 마련된 한 쌍의 압연 롤(110)을 포함한다. 또한, 압연 장치(100)는 두께가 200 내지 300㎛인 전극을 한 쌍의 압연 롤(110)로 공급하기 위한 공급부를 포함한다.
여기서, 한 쌍의 압연 롤은 두께가 200 내지 300㎛인 전극(10. 도 1 참조)이 100 내지 170㎛의 두께로 압연되도록 마련된다.
도 6를 참조하면, 각각의 압연 롤(110)은 회전 축(R)의 폭 방향 중심(C)으로부터 각각의 가장자리를 향하는 방향을 따라 평면부(120) 및 크라운 곡선으로 이루어지는 크라운 곡면부(130)를 차례로 갖는다. 또한, 상기 크라운 곡면부(130)는 압연 롤(110)의 가장자리로 갈수록 직경이 작아지도록 마련된다. 즉, 크라운 곡면부(130)는 양의 크라운을 갖도록 형성된다.
이때, 상기 압연 롤(110)은, 평면부(120)의 길이(a)가 폭 방향(x축 방향) 중심(C)으로부터 가장자리까지의 길이(L)(반폭)에 대하여 30% 내지 70%가 되도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 압연 롤(110)은, 평면부(120)의 길이(a)가 100 내지 200mm일 수 있다.
한편, 크라운 곡면부에서 크라운의 크기(δ)는 선압의 2차 함수로 결정된다. 특히, 크라운 곡면부(130)에서 크라운의 크기(δ)는 하기 일반식 1로부터 결정될 수 있다.
[일반식 1]
Figure PCTKR2016010686-appb-I000004
상기 일반식 1에서, F는 선압(ton/cm)을 나타내며, 예를 들어 상기 선압(F)은 0.5 내지 3.5일 수 있다. 또한, 상기 크라운의 크기(δ)는, 역압 조절 효과를 함께 고려하여, 일반식 1로부터 산출된 값에 2㎛의 오차 범위 이내에서 결정될 수 있다.
또한, 상기 평면부(120) 및 상기 크라운 곡면부(130)의 경계 영역은 곡면부로 형성될 수 있다.
또한, 각각의 압연 롤(110)은, 폭 방향 중심과 가장자리의 직경 차이가 크라운의 크기와 동일하도록 마련된다. 즉, 각각의 압연 롤(110)은 평면부 및 크라운 곡면부만으로 구성될 수 있다.
또한, 예를 들어, 전극 압연 시, 선압이 1 ton/cm미만인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛이하로 결정될 수 있다. 또한, 선압이 1 ton/cm이상, 2 ton/cm미만인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛ 초과, 14㎛이하로 결정될 수 있다. 또한, 선압이 3 ton/cm이상인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛ 초과, 30㎛이하로 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전극을 통과시키도록 마련된 한 쌍의 압연 롤(110)을 포함하고, 각각의 압연 롤(110)은, 회전축(R)의 폭 방향 중심(C)으로부터 각각의 가장자리를 향하는 방향을 따라 평면부(120) 및 크라운 곡선으로 이루어지는 크라운 곡면부(130)를 차례로 가지며, 상기 크라운 곡면부(130)에서 가장자리로 갈수록 직경이 작아지도록 마련되고, 크라운 곡면부(130)에서 크라운의 크기(δ)는 상기 일반식 1로부터 결정되는 압연 장치(100)가 제공된다.
전술한 바와 같이, 일반식 1에서, F는 선압(ton/cm)을 나타내고, 상기 선압(F)은 0.5 내지 3.5일 수 있다. 또한, 상기 크라운의 크기는 일반식 1로부터 산출된 값에 2㎛의 오차 범위 이내에서 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 전극을 압연시키기 위한 압연 롤(110)이 제공된다. 상기 압연 롤(110)은 회전축(R)의 폭 방향 중심(C)으로부터 각각의 가장자리를 향하는 방향을 따라 평면부(120) 및 크라운 곡선으로 이루어지는 크라운 곡면부(130)를 차례로 갖는다. 상기 압연 롤(110)은 상기 크라운 곡면부(130)에서 압연 롤(110)의 가장자리로 갈수록 직경이 작아지도록 마련되고, 크라운 곡면부(130)에서 크라운의 크기(δ)는 상기 일반식 1로부터 결정된다.
전술한 바와 같이, 일반식 1에서, F는 선압(ton/cm)을 나타내고, 예를 들어 상기 선압(F)은 0.5 내지 3.5일 수 있다.
또한, 선압이 1 ton/cm미만인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛이하로 결정될 수 있다. 또한, 선압이 1 ton/cm이상, 2 ton/cm미만인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛ 초과, 14㎛이하로 결정될 수 있다. 또한, 선압이 3 ton/cm이상인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛ 초과, 30㎛이하로 결정될 수 있다.
또한, 상기 압연 롤(110)은 폭 방향 중심으로부터 가장자리까지의 길이(L)가 300mm인 경우, 크라운 곡면부(130)의 길이(b)가 150 내지 250mm일 수 있다. 또한, 상기 압연 롤(110)은, 평면부(120)의 길이(a)가 100 내지 200mm일 수 있다.
도 7을 참조하면, L1은 폭 방향 중심에서 가장자리까지 모두 평면부로 구성된 압연 롤을 이용한 압연 공정 시 전극의 두께 편차를 나타내고, L2는 도 6에 도시된 압연 롤을 이용한 압연 공정 시 전극의 두께 편차를 나타낸다.
L2 그래프는, 폭 방향 중심으로부터 가장자리까지의 길이(L)가 300mm이고, 평면부(120)의 길이(a)가 150이며, 일반식 1로부터 결정된 크라운의 크기(δ)가 12㎛인 경우의 실시예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 압연 롤(110)의 가장 자리 측으로 갈수록 일반 압연 롤에 비하여 두께 편차가 개선되는 것을 확인할 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 압연 롤 및 이를 포함하는 압연 장치는 전극 압연 시 폭 방향 두께 편차를 감소시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 전극을 통과시키도록 마련된 한 쌍의 압연 롤을 포함하고,
    한 쌍의 압연 롤은 두께가 200 내지 300㎛인 전극이 100 내지 170㎛의 두께로 압연되도록 마련되며,
    각각의 압연 롤은, 폭 방향 중심으로부터 각각의 가장자리를 향하는 방향을 따라 평면부 및 크라운 곡선으로 이루어지는 크라운 곡면부를 차례로 가지고,
    크라운 곡면부는 가장자리로 갈수록 직경이 작아지도록 마련되며,
    크라운 곡면부에서 크라운의 크기는 선압의 2차 함수로 결정된 압연 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압연 롤은, 평면부의 길이가 폭 방향 중심으로부터 가장자리까지의 길이에 대하여 30% 내지 70%가 되도록 마련된 압연 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 압연 롤은, 평면부의 길이가 100 내지 200mm인 압연 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    크라운의 크기(δ)는 하기 일반식 1로부터 결정되는 압연 장치:
    [일반식 1]
    Figure PCTKR2016010686-appb-I000005
    상기 일반식 1에서, F는 선압(ton/cm)을 나타낸다.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 선압(F)은 0.5 내지 3.5인 압연 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 크라운의 크기는 일반식 1로부터 산출된 값에 2㎛의 오차 범위 이내에서 결정되는 압연 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 평면부 및 크라운 곡면부의 경계 영역은 곡면부로 형성된 압연 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    선압이 1 ton/cm미만인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛이하로 결정되고,
    선압이 1 ton/cm이상, 2 ton/cm미만인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛ 초과, 14㎛이하로 결정되며,
    선압이 3 ton/cm이상인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛ 초과, 30㎛이하로 결정되는 압연 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    각각의 압연 롤은, 폭 방향 중심과 가장자리의 직경 차이가 크라운의 크기와 동일하도록 마련된 압연 장치.
  10. 전극을 압연시키기 위한 압연 롤로서,
    압연 롤은 폭 방향 중심으로부터 각각의 가장자리를 향하는 방향을 따라 평면부 및 크라운 곡선으로 이루어지는 크라운 곡면부를 차례로 가지며,
    상기 크라운 곡면부는 가장자리로 갈수록 직경이 작아지도록 마련되고,
    크라운 곡면부에서 크라운의 크기(δ)는 하기 일반식 1로부터 결정되는 압연 롤:
    [일반식 1]
    Figure PCTKR2016010686-appb-I000006
    상기 일반식 1에서, F는 선압(ton/cm)을 나타낸다.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 선압(F)은 0.5 내지 3.5인 압연 롤.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 평면부 및 크라운 곡면부의 경계 영역은 곡면부로 형성된 압연 롤.
  13. 제 10 항에 있어서,
    선압이 1 ton/cm미만인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛이하로 결정되고,
    선압이 1 ton/cm이상, 2 ton/cm미만인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛ 초과, 14㎛이하로 결정되고,
    선압이 3 ton/cm이상인 경우, 크라운 곡면부의 크라운 크기는 8㎛ 초과, 30㎛이하로 결정되는 압연 롤.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 압연 롤은 폭 방향 중심으로부터 가장자리까지의 길이가 300mm인 경우, 크라운 곡면부의 길이가 150 내지 250mm인 압연 롤.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 압연 롤은, 평면부의 길이가 100 내지 200mm인 압연 롤.
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