WO2017171160A1 - 전극 조립체 제조 장치 및 방법과, 이를 이용해 제조한 전극 조립체 - Google Patents

전극 조립체 제조 장치 및 방법과, 이를 이용해 제조한 전극 조립체 Download PDF

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WO2017171160A1
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spiral
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이세용
이한웅
전성진
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(주)엔에스
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Definitions

  • the present invention relates to an electrode assembly manufacturing apparatus and method for manufacturing an electrode assembly by laminating an electrode and a separator, and an electrode assembly manufactured using the same.
  • a secondary battery is a battery that can be repeatedly used through a reverse charging process that converts chemical energy into electrical energy.
  • Types of secondary batteries include nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium-metal batteries, lithium-ion (Ni-Ion) batteries, and lithium-ion polymer batteries (Li-Ion).
  • Ni-Cd nickel-cadmium
  • Ni-MH nickel-hydrogen
  • lithium-metal batteries lithium-metal batteries
  • Li-ion batteries lithium-ion polymer batteries
  • Polymer Battery hereinafter referred to as "LIPB").
  • the secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, a separator, and stores and generates electricity using voltage differences between different positive and negative electrode materials.
  • discharge means to move electrons from a high voltage cathode to a low anode (generates electricity by the voltage difference between the anodes), and charge moves electrons from the anode to the cathode again.
  • the anode material receives electrons and lithium ions. To return to the original metal oxide. That is, when the secondary battery is charged, the charging current flows as the metal atoms move from the positive electrode to the negative electrode through the separator, and when discharged, the metal atoms move from the negative electrode to the positive electrode and the discharge current flows.
  • Such secondary batteries are attracting attention as energy sources that are widely used in IT products, automobile fields, and energy storage fields.
  • such secondary batteries are required for continuous use of secondary batteries for a long time, downsizing and weight reduction, and in the automotive field, high power, durability, and stability to solve the risk of explosion are required.
  • the energy storage field is to store surplus power produced by wind, photovoltaic power generation, and the like.
  • a secondary battery having a more relaxed condition may be applied as the secondary battery.
  • lithium secondary batteries have been researched and developed since the early 1970s, and in 1990, lithium ion batteries using carbon as a negative electrode instead of lithium metal were developed.
  • Lithium secondary batteries are characterized by a cycle life of 500 or more times and a short charging time of 1 to 2 hours, and have the highest sales elongation rate among secondary batteries and are about 30 to 40% lighter than nickel-hydrogen batteries and can be reduced in weight.
  • the lithium secondary battery has the highest voltage (3.0 to 3.7 V) per unit cell among the existing secondary batteries and has an excellent energy density, and thus may have characteristics optimized for mobile devices.
  • the lithium secondary battery is generally classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte.
  • a battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery
  • a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery.
  • the exterior material of the lithium secondary battery may be formed in various kinds, and typical types of exterior materials include cylindrical, prismatic, and pouches.
  • an electrode assembly including a cathode, a separator, and a separator (separator) interposed between the cathode and the anode is provided.
  • These electrode assemblies are classified into jelly-roll type (wound type) and stack type (laminated type) according to their structure.
  • This conventional stack / foldable electrode assembly manufacturing method not only complicates the rules for arranging the full cells or bicells in the separator strip, but also all the full cells or bicells included in the electrode assembly are pre-arranged in the separator strip. As the separator strip is wound in a state, the winding of the separator strip is very difficult. Therefore, the conventional stack / foldable electrode assembly manufacturing method is difficult to automate, and thus, there is a problem in that the production of the electrode assembly takes a long time and the productivity is lowered. In addition, the conventional stack / foldable electrode assembly manufacturing method has a problem in that inadvertent operation and error are likely to occur, and there is a high possibility that the performance of the secondary battery manufactured using the electrode assembly and the electrode assembly may be degraded.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide an electrode assembly manufacturing apparatus and method having an improved structure to facilitate automation and simplify the manufacturing process, and an electrode assembly manufactured using the same.
  • the electrode assembly manufacturing apparatus for solving the above problems has a first roll wound on one side of the separator strip, and a second roll wound on the other side of the separator strip,
  • Each of the first roll and the second roll is a separator supply unit for unwinding the separator strip and feeding the separator strip toward the core portion of the separator strip positioned between the first roll and the second roll;
  • a separator folding unit configured to wind the separator strip around the core part to form a separator spiral body including at least the core part and spirally folded around the core part;
  • the separator folding unit may be configured to surround the newly stacked first electrode member and the second electrode member with the separator strip whenever the first electrode member and the second electrode member are newly stacked on the separator spiral body.
  • the strip is wound to rotate the core part in one predetermined direction to form an electrode
  • a method of manufacturing an electrode assembly which includes: (a) a core provided between one side and the other side of the separator strip so as to spirally fold the separator strip that is elongated to have a strip shape. Wound around the core to form a separator spiral body in which the spiral layer is gradually increased with the core unit as a minimum unit, and alternately between the first electrode member and the second electrode member between the layers of the separator spiral body. And forming an electrode assembly by interposing the electrode assembly, wherein the step (a) comprises: (a1) stacking the first electrode member on one surface of the separator spiral body, and stacking the second electrode member on the separator spiral body.
  • An electrode assembly for solving the above problems, the core portion, and one end is connected to one end of the core portion, and the first spiral portion helically folded around the core portion;
  • a separator spiral having one end connected to the other end of the core part opposite to the one end of the core part and having a second spiral part spirally folded about the core part;
  • at least one first electrode member and at least one second electrode member having opposite polarities and alternately interposed between adjacent spiral layers of the separator spiral body to be spaced apart from each other by the separator spiral body.
  • Apparatus and method for manufacturing an electrode assembly according to the present invention, and an electrode assembly manufactured using the same have the following effects.
  • the present invention can perform the winding and folding operation of the separator strip at a fixed position corresponding to the core portion of the separator strip, so that all of the electrode members included in the electrode assembly are pre-arranged at predetermined intervals.
  • the time required for manufacturing the electrode assembly is reduced, and the automation of the manufacturing process of the electrode assembly is easy.
  • the present invention since the electrode assembly can be manufactured by simultaneously winding the separator strips supplied in both directions around the core part, it is possible to further reduce the time required for manufacturing the electrode assembly.
  • FIG. 1 is a front view of the electrode assembly manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the electrode assembly manufacturing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a front view of the second roll shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a front view of the separator folding unit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a plan view of the membrane folding unit shown in FIG.
  • FIG. 6 is a view illustrating an example in which the separator folding unit illustrated in FIG. 4 folds a separator strip in a spiral manner.
  • FIG. 7 is a plan view of a first electrode member according to one aspect.
  • FIG 8 is a plan view of a second electrode member according to one aspect.
  • FIGS. 7 and 8 are perspective views of an electrode assembly according to one aspect manufactured using the electrode members shown in FIGS. 7 and 8.
  • FIGS. 10 to 12 are views for explaining the stacking method of the electrode members shown in Figs.
  • FIG. 13 is a plan view of a first electrode member according to another aspect.
  • FIG. 14 is a plan view of a second electrode member according to another aspect.
  • FIG. 15 is a perspective view of an electrode assembly according to another aspect manufactured using the electrode members shown in FIGS. 13 and 14.
  • FIG. 16 is a plan view of the electrode assembly manufacturing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 17 is a plan view of the first electrode supply unit and the first electrode stacking unit shown in FIG. 16.
  • FIG. 17 is a plan view of the first electrode supply unit and the first electrode stacking unit shown in FIG. 16.
  • FIG. 18 is a front view of the first electrode supply unit and the first electrode stacking unit shown in FIG. 17.
  • FIG. 18 is a front view of the first electrode supply unit and the first electrode stacking unit shown in FIG. 17.
  • FIG. 19 is a view illustrating an example in which the first electrode stacking unit and the second electrode stacking unit illustrated in FIG. 16 stack electrode members on a separator spiral body.
  • FIG. 20 is a perspective view of an electrode assembly in which the winding of the separator strip and the lamination of the electrode members are completed by the electrode assembly manufacturing apparatus shown in FIG. 1.
  • FIG. 21 is a side view of the electrode assembly manufacturing apparatus shown in FIG. 1 showing the positional relationship of the cutting unit and the assembly transfer unit.
  • FIG. 22 is a view illustrating a cutting point of a separator spiral body and a separator strip using the cutting unit illustrated in FIG. 21.
  • FIG. 23 is a perspective view of the electrode assembly separated from the separator strip by the cutting unit shown in FIG. 21.
  • FIG. 24 shows a driving aspect of the assembly conveying unit shown in FIG. 21.
  • FIG. 25 is a perspective view of an electrode assembly in which a separator helix is fixed by a taping unit shown in FIG. 21.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view taken along line II ′ of the electrode assembly of FIG. 25.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view taken along line II ′ of the electrode assembly of FIG. 25.
  • FIG. 27 is a flowchart for describing an electrode assembly manufacturing method using the electrode assembly manufacturing apparatus illustrated in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a front view of an electrode assembly manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a side view of the electrode assembly manufacturing apparatus shown in FIG.
  • the electrode assembly manufacturing apparatus 1 (hereinafter referred to as 'electrode assembly manufacturing apparatus 1') according to a preferred embodiment of the present invention, the separator strip (F), the first electrode member (E1) and the second electrode member An electrode assembly manufacturing apparatus for manufacturing a stack / folding electrode assembly by stacking (E2) in a predetermined order.
  • the electrode assembly manufacturing apparatus 1 includes a separator supply unit 10 for supplying a separator strip F; A separator folding unit (20) for winding the separator strip (F) supplied from the separator supply unit (10) around its core portion (C) to form a spirally folded separator spiral (H); A first electrode supply unit 30 for supplying a first electrode member E1; A first electrode stacking unit 40 for stacking the first electrode member E1 supplied from the first electrode supply unit 30 on one surface of the separator spiral body H; A second electrode supply unit 50 for supplying a second electrode member E2; And a second electrode stacking unit 60 stacking the second electrode member E2 supplied from the second electrode supply unit 50 on the other surface of the separator spiral body H.
  • a separator supply unit 10 for supplying a separator strip F
  • a separator folding unit (20) for winding the separator strip (F) supplied from the separator supply unit (10) around its core portion (C) to form a spirally folded separator spiral (H)
  • a first electrode supply unit 30 for supplying
  • the separator supply unit 10 is a device for supplying a separator strip F for manufacturing the electrode assembly A.
  • FIG. 10 is a device for supplying a separator strip F for manufacturing the electrode assembly A.
  • the separator supply unit 10 includes a first roll 11 on which one side of the separator strip F is wound in advance, and a second roll 12 on which the other side of the separator strip F is wound in advance.
  • the material of the separator strip (F) is not particularly limited, and may be made of a material commonly used in the manufacture of the separator.
  • the core part C of the separator strip F refers to a winding core for winding the separator strip F in a state where the first electrode member E1 and the second electrode member E2 are interposed. It is provided in the middle part between one side and the other side of F).
  • One end of the core part C is connected to one side of the separator strip F wound around the first roll 11, and the other end of the core part C is a separator strip wound around the second roll 12 ( Connected to the other side of F).
  • the first roll 11 may unwind a separator strip F having a predetermined length in stages and supply it toward the core part C.
  • At least one first driven roller 10a and a first dancing roller 10b may be provided between the first roll 11 and the core part C.
  • the first driven roller 10a may be installed to seat the separator strip F1 supplied from the first roll 11, and guide the separator strip F to the core part C.
  • the first dancing roller 10b is reciprocated along a predetermined path to adjust the tension acting on the separator strip F1 and at the same time, the separator strip supplied from the first roll 11.
  • Temporarily stored (F1) can be delivered to the core (C).
  • the separator supply unit 10 includes a reference laser head 13 capable of irradiating a reference laser to a predetermined position of the first roll 11 and a camera 14 which detects the meandering of the separator strip F. ) May be further provided.
  • the reference laser emitted from the reference laser head 13 is always irradiated to a predetermined position of the first roll 11, by comparing the position of this reference laser and the separator strip F wound on the first roll 11 It may be confirmed whether the separator strip F is wound at a predetermined position. Therefore, when the separator strip F is not wound at a predetermined position, the position of the separator strip F may be adjusted to a predetermined position using a reference laser.
  • the camera 14 is installed to photograph the separator strip F1 supplied from the first roll 11, and the image of the separator strip F by using the image of the separator strip F photographed using the camera 14 is obtained. You can detect meandering. Therefore, when meandering of the separator strip F occurs, the path of the separator strip F may be compensated by the meandering angle to prevent deterioration of the quality of the secondary battery due to meandering.
  • the second roll 12 is wound with the other side of the separator strip F opposite to one side of the separator strip F described above.
  • the second roll 12 may unwind the separator strip F having a predetermined length in steps according to a manufacturing aspect of the electrode assembly A, and supply it toward the core part C.
  • At least one second driven roller 10c and a second dancing roller 10d may be installed between the second roll 12 and the core part C.
  • the second driven roll 10c may be installed to seat the separator strip F2 supplied from the second roll 12, and guide the separator strip F to the core part C.
  • the second dancing roller 10d is reciprocated along a predetermined path to adjust the tension acting on the separator strip F and at the same time, the separator strip supplied from the second roll 12. (F2) can be temporarily stored and delivered to the core part (C).
  • FIG. 3 is a front view of the second roll shown in FIG. 1.
  • one side of the separator strip F is wound on the first roll 11, and the other side of the separator strip F is wound on the second roll 12.
  • the fabric having a strip shape extending in the longitudinal direction is usually wound on a take-up roll so that one end is placed in a free end state and stored in a roll form.
  • the separator strip F is pre-wound and stored in roll form on the first roll 11 so that the other side is placed in the free end state, and the other side of the separator strip F in the free end state is the electrode. It may be wound on the second roll 12 as a ratio in the manufacture of the assembly (A).
  • the second roll 12 includes a winding jig 12a capable of holding or releasing the other end of the separator strip F, and a winding jig 12a of the second roll 12. It may have a first conveying member 12b reciprocating to be drawn into the interior of 12) or to be drawn out of the second roll 12.
  • the winding jig 12a may have a tong shape that is capable of gripping or releasing the other end of the separator strip F.
  • FIG. This winding jig 12a has a predetermined size so as to be allowed to go in and out through an opening (not shown) of the second roll 12.
  • the first transfer member 12b may be configured as a cylinder in which the winding jig 12a is fixed to the end of the cylinder rod 12c.
  • Such a 1st conveyance member 12b can reciprocately convey the cylinder rod 12c, and can make the winding jig 12a in and out of the 2nd roll 12 inside and outside.
  • the second roll 12 has a second roll (a) after the winding jig 12a grips the other end of the separator strip F, which is placed in a free end state between the first roll 11 and the second roll 12. In the state entered into the inside of 12) is driven to rotate in a predetermined direction, the other side of the separator strip (F) can be wound around its peripheral surface.
  • the second roll 12 may be rotationally driven in a direction opposite to the one direction when the separator strip F is supplied, and the separator roll F may be unwound and supplied toward the core part C.
  • FIG. 4 is a front view of the separator folding unit illustrated in FIG. 2
  • FIG. 5 is a plan view of the separator folding unit illustrated in FIG. 4
  • FIG. 6 is a view in which the separator folding unit illustrated in FIG. 4 spirally folds the separator strip. It is a figure which shows.
  • the separator folding unit 20 is a device for winding the separator strip F supplied from the separator supply unit 10 around the core portion C. As shown in FIG.
  • the electrode assembly manufacturing apparatus 1 folds the separator strip F helically to form a separator spiral body H, and between the first electrode member E1 and the second layer between the layers of the separator spiral body H.
  • the electrode assembly A is manufactured through the electrode member E2.
  • the separator folding unit 20, as shown in Figure 2 is installed between the first roll 11 and the second roll 12 to correspond to the core portion (C), the separator strip (F) Is wound around the core portion C to form a separator spiral body H including at least the core portion C and spirally folded around the core portion C.
  • the separator folding unit 20 includes the separator spiral body H and the first electrode member E1 and the second electrode member E2 stacked on the outer surfaces of the separator spiral body H. ), A folding jig 22 capable of holding or releasing gripping together, a rotating member 24 axially coupled with the folding jig 22, and rotating the folding jig 22, and folding the folding jig 22 as a separator spiral ( It may be provided with a second transfer member 26 capable of reciprocating to be close to the H) or away from the separation membrane spiral (H).
  • the newly stacked first electrode member E1 and the second electrode member E2 are formed on the outer surface of the core part C or the separator spiral body H, which are not yet wrapped by the separator strip F.
  • the first electrode member E1 and the second electrode member E2 in the stacked state are referred to.
  • the separator In order to stably wind the separator strip F around the core part C, the separator is held while holding both ends of the core part C, the separator spiral body H, and the electrode members F1 and F2. It is preferable to wind the strip F.
  • the folding jig 22, the rotation member 24, and the second transfer member 26 are respectively the core portion C, the separator spiral body H, and the electrode member F1. , F2) and the like are provided so that the pair is positioned therebetween.
  • the folding jig 22 holds or releases one end of the separator spiral body H and one end of the newly stacked first electrode member E1 and the second electrode member E2. It may have possible tongs 22a.
  • the folding jig 22 has an upper end and a lower end of one end of the separator spiral body H and the newly stacked first electrode member E1 and the second electrode member E2. It may have a pair of tongs (22a) to hold or release each of the upper and lower ends of one end of.
  • Rotating member 24, as shown in Figure 5, consisting of a motor, may be coupled to the axis of rotation of the folding jig 22.
  • the rotating member 24 rotates the folding jig 22 about the rotation axis, so that the first electrode member E1 and the newly stacked first spiral member H held by the folding jig 22 are formed.
  • the two electrode members E2 can be rotated together.
  • the second transfer member 26 is movably coupled to the linear rail 26a and the linear rail 26a provided to cross the lower side of the separator spiral body H. It may have a linear motor 26b reciprocating to be close to or separated from the separator spiral body (H).
  • the linear motor 26b is coupled to the rotating member 24 to separate the rotating member 24 and the folding jig 22 while reciprocating along the linear rail 26a. It may be reciprocated to approach the hull (H) or away from the membrane spiral (H).
  • the first electrode stacking unit 40 stacks the first electrode member E1 by pressure contacting one surface of the core portion C, and the second electrode stacking unit 60 stacks the second electrode member E2.
  • the other surface of the core portion C is pressed and laminated.
  • the second transfer member 26 transfers the rotating member 24 and the folding jig 22 toward the core portion C so that the folding jig 22 reaches the core portion C, and the core portion C ),
  • the folding jig 22 grips the core portion C and the first electrode member E1 and the second electrode member E2 stacked on the core portion C together.
  • the first electrode stacking unit 40 releases the pressing contact with respect to the first electrode member E1 stacked on one surface of the core portion C, and the second electrode electrode unit has the other surface of the core portion C.
  • the pressure contact with respect to the second electrode member E2 stacked on the substrate is released.
  • the rotating member 24 inverts and rotates the folding jig 22 in one predetermined direction, and the first electrode member laminated to the core part C and the core part C held by the folding jig 22. (E1) and the second electrode member E2 are reversely rotated in the one direction.
  • the first dancing roller 10b moves along a predetermined path to supply the separator strip F1 supplied from the first roll 11, which is temporarily stored, toward the core portion C, and also the second dancing roller. 10d moves along the predetermined path and supplies the separator strip F2 supplied from the second roll 12 temporarily stored toward the core portion C.
  • the separator strip F1 supplied from the first roll 11 side is pulled toward one end of the core part C by the tension acting when the core part C is reversely rotated, thereby pulling the core part C away. It is folded to surround the first electrode member E1 by being wound around the center.
  • the separator strip F2 supplied from the second roll 12 side is pulled toward the other end of the core part C by the tension acting when the core part C is reversely rotated, thereby pulling the core part C away. It is folded to surround the second electrode member E2 by being wound around the center.
  • the separator spiral body (H) has a core unit (C) as a minimum unit, and each time the core unit (C) or the separator spiral body (H) is inverted and rotated once, the core portion (C) or the separator spiral body ( The number of layers is increased by one layer by the separator strip F wound newly in H).
  • the first spiral portion H1 and the second spiral portion H2 form a double spiral structure in which the first spiral portion H1 and the second spiral portion H2 extend parallel to each other along the same spiral direction with respect to the core portion C and at least some sections thereof face each other.
  • the first electrode stacking unit 40 stacks the new first electrode member E1 by pressing and contacting one surface of the separator spiral body H, that is, the outermost side surface of the second spiral portion H2, and then stacking the second electrode member E1.
  • the electrode stacking unit 60 stacks the new second electrode member E2 on the other surface of the separator spiral body H, that is, on the outermost side of the first spiral portion H1.
  • the folding jig 22 grips the previously held core portion C and the first electrode member E1 and the second electrode member E2, and the second transfer member 26 is rotated.
  • the 24 and the folding jig 22 are conveyed together to be separated from the separator spiral body H.
  • the rotating member 24 reversely rotates the folding jig 22 in the one direction or the opposite direction opposite to the one direction, thereby causing the folding jig 22 to be returned to its original state.
  • any one of the pair of legs of the tongs 22a of the folding jig 22 is always in contact only with the first electrode member E1 and the other is always only with the second electrode member E2. This is to prevent particles of any kind of electrode member from contacting the legs of the tongs 22a from being transferred to other kinds of electrode members.
  • the second transfer member 26 transfers the rotating member 24 and the folding jig 22 toward the separation membrane spiral H so that the folding jig 22 reaches the separation membrane spiral H.
  • the folding jig 22 reaching the separator spiral body H includes the separator spiral body H folded to surround the previously stacked first electrode member E1 and the second electrode member E2 and such a separator. The first electrode member E1 and the second electrode member E2 newly stacked on the spiral body H are held together.
  • the rotating member 24 inverts and rotates the folding jig 22 in the one direction, so that the first electrode member E1 and the second electrode member E1 newly stacked on the separator spiral body H and the separator spiral body H are formed.
  • the electrode member E2 is reversely rotated together in the one direction.
  • the first dancing roller 10b moves along a predetermined path to supply the separator strip F1 supplied from the temporarily stored first roll 11 toward the core portion C and further to the second portion.
  • the dancing roller 10d moves along a predetermined path and supplies the separator strip F2 supplied from the temporarily stored second roll 12 toward the core portion C. As shown in FIG.
  • the separator strip F1 supplied from the first roll 11 is pulled toward one end of the separator spiral body H by the tension acting when the separator spiral body H is reversely rotated, and thus the core part C ) Is newly wound around the separator spiral body (H) to be folded to surround the newly stacked second electrode member (E2).
  • the separator strip F2 supplied from the second roll 12 is pulled toward the other end of the separator spiral body C by the tension acting when the separator spiral body H is reversely rotated, and thus the core portion C ) Is newly wound around the separator spiral body (H) to be folded to surround the newly stacked first electrode member (E1).
  • the separator folding unit 20 is newly stacked every time the first electrode member E1 and the second electrode member E2 are newly stacked on the outer surface of the separator spiral body H including at least the core portion C.
  • the separator strip F may be wound around the core part C so as to surround the first electrode member E1 and the second electrode member E2 with the separator strip F.
  • the first electrode members E1 and the second electrode members E2 have a core portion C between the core layer C and the lowermost layer of the first spiral portion H1 closest to the core portion C.
  • FIG. ) Between the lowest layer of the second spiral portion H2 closest to the core and the core portion C, and between any one layer of the first spiral portion H1 and the second spiral portion H2 adjacent to each other. Intervening alternately.
  • the separator folding unit 20 as shown in FIG. 6, the first electrode member E1 and the second electrode member E2 are alternately interposed between the layers of the separator spiral body H.
  • the electrode assembly A can be formed.
  • the separator spiral body H is formed by winding the separator strip F around the core portion C, and the first electrode member E1 and the second electrode member E2 are formed in the separator spiral body H. Since the layers are alternately interposed between the layers, the cross-sectional area of the electrode assembly A depends on the cumulative winding length of the separator strip F and the cumulative stacking number of the first electrode member E1 and the second electrode member E2. Correspondingly increased in stages. As a result, the separator strip necessary for wrapping the first electrode member E1 and the second electrode member E2 newly stacked on the separator spiral body H with the separator strip F wound around the separator spiral body H is newly wound.
  • the supply length of (F) increases stepwise in correspondence with the cumulative winding length of the separator strip F and the cumulative number of electrodes of the first electrode member E1 and the second electrode member E2. Accordingly, the first roll 11 and the second roll 12 have electrodes according to the cumulative winding length of the separator strip F and the cumulative stacking number of the first electrode member E1 and the second electrode member E2, respectively.
  • the feed length of the separator strip F is increased step by step.
  • the total number of stacked layers of the first electrode member E1 and the second electrode member E2 is not particularly limited, and the thickness of the first electrode member E1 and the second electrode member E2 and the capacity of the secondary battery are not particularly limited. , Etc., may be determined according to predetermined process conditions. As such, when the number of the first electrode members E1 is stacked in the second electrode members E2 is determined, the total winding length of the separator strip F required to form the electrode assembly A is equal to that of the first electrode members E1. It is determined corresponding to the total number of stacked layers of the second electrode member E2.
  • the first spiral portion H1 of the separator spiral body H is connected to one side of the separator strip F wound around the first roll 11, and the second spiral portion H2 of the separator spiral body H is formed.
  • the question is how to block the connection between the two lines.
  • the last first electrode member E1 and the second electrode member E2 are laminated on the separator spiral body H, and then the separator strip F is attached to the separator spiral body ( The other side of the separator strip F so that the first spiral portion H1 extends relatively longer than the second spiral portion H2 to cover the end portion of the second spiral portion H2 when the coil is finally wound up to H). It is wound up by this predetermined winding length.
  • the separator strip F may cover the end portions of the second spiral portion H2 when the first spiral portion H1 is reversely rotated.
  • the other side of is wound by a predetermined winding length.
  • the winding jig 12a of the second roll 12 has the other end of the separator strip F wound around the core portion C in the separator spiral body H so that the second spiral portion H2 may be wound.
  • the other end of the separator strip (F) is gripped at a predetermined time to form an end. Then, the other end of the separator strip F, which is released from the winding jig 12a and is in a free end state, is naturally wound around the core portion C in the separator spiral body H, so that the second spiral portion H2 is wound. End of the.
  • the first spiral portion H1 is relatively compared to the second roll 12 so that the first spiral portion H1 completely covers the end portion of the second spiral portion H2.
  • a long length of separator strip F is wound up.
  • an end portion of the first spiral portion H1 connected to the remaining separator strip F1 not wound around the separator spiral body H may be cut using the cutting unit 70 to be described later.
  • the separator folding unit 20 winds the separator strip F, which is supplied toward the core portion C in both directions, around the core portion C in the separator spiral body H, thereby separating the separator strip F.
  • a separator spiral body H having a double helix structure spirally folded around the core portion C may be formed.
  • the separator folding unit 20 renews the separator strip F whenever the first electrode member E1 and the second electrode member E2 are newly stacked on both surfaces of the separator spiral body H described above. By winding, the newly stacked first electrode member E1 and the second electrode member E2 may be wrapped with the newly wound separator strip F.
  • the winding and folding operations of the separator strip F and the lamination operations of the electrode members E1 and E2 may be performed together at a position corresponding to the predetermined core portion C.
  • FIG. have. That is, the winding and folding operations of the separator strip F may be performed together at a fixed position corresponding to the core part C.
  • the electrode assembly manufacturing apparatus 1 manufactures a conventional stack / foldable electrode assembly in which full-cells or bi-cells are sequentially rolled up while moving the separator strip arranged at predetermined intervals from one end of the separator strip to the other end.
  • the time required for manufacturing the electrode assembly A can be reduced, the automation of the manufacturing process of the electrode assembly A can be easily performed, and the deterioration of the secondary battery due to operational errors or carelessness can be effectively prevented. have.
  • the electrode assembly manufacturing apparatus 1 can simultaneously manufacture the electrode assembly A by winding the separator strip F supplied from both directions about the core part C, the electrode assembly A can be manufactured. The time required for manufacturing can be further reduced.
  • FIG. 7 is a plan view of a first electrode member according to an aspect
  • FIG. 8 is a plan view of a second electrode member according to an aspect
  • FIG. 9 is a view manufactured using the electrode members shown in FIGS. 7 and 8.
  • 10 and 12 are views for explaining a method of stacking electrode members illustrated in FIGS. 7 and 8.
  • FIG. 13 is a plan view of a first electrode member according to another aspect
  • FIG. 14 is a plan view of a second electrode member according to another aspect
  • FIG. 15 is another plan manufactured using the electrode members shown in FIGS. 13 and 14.
  • the kind of electrode member which can be used as 1st electrode member E1 and 2nd electrode member E2 is not specifically limited.
  • the first electrode member E1 is a positive electrode which is a unit having a predetermined area
  • the second electrode member E2 is a negative electrode which is a unit having a predetermined area.
  • a positive electrode tab E4 is provided at one end E3 of the first electrode member E1, and at one end E5 of the second electrode member E2.
  • the negative electrode tab E6 is provided.
  • the first electrode stacking unit 40 has a positive electrode tab E4 having a separator spiral body.
  • the first electrode member E1 is stacked on one surface of the separator spiral body H such that the first electrode member E1 is protruded to the outside through the gap between the layers of H.
  • the second electrode stacking unit 60 corresponds to the negative electrode tab ( The second electrode member E2 should be stacked on the other side of the separator spiral body H so that E6) protrudes to the outside through the gap between the layers of the separator spiral body H.
  • the positive electrode tab E4 may be provided at a position spaced apart from the center of the one end E3 of the first electrode member E1 by a predetermined interval, and the negative electrode tab may be provided.
  • E6 may be provided at a position spaced apart from the center of one end E5 of the second electrode member E2 by a predetermined interval.
  • the electrode members E1 and E2 are formed of the electrode tabs E4 and E6. It is preferable that the electrode tabs E4 and E6, which are positioned together at the same side ends of A) but have the same polarity with each other, are stacked to be aligned in a line. That is, it is preferable that the first electrode members E1 are stacked so that the positive electrode tabs E4 are aligned in a line, and the second electrode members E2 are stacked so that the negative electrode tabs E6 are aligned in a line. As such, when the electrode members E1 and E2 are aligned, the electrode tabs E4 and E6 having polarities that have mutual polarity may be easily connected to each other.
  • the electrode assembly manufacturing apparatus 1 each time the electrode members (E1, E2) are newly stacked on the separator spiral (H), newly stacked electrode members Inverting the separator spiral body H and the electrode members E1 and E2 around the core part C so as to surround (E1, E2) with the separator strip F wound around the separator spiral body H. Rotate Due to this, when the electrode members E1 and E2 are reversely rotated, the positions of the electrode tabs E4 and E6 are reversed with respect to the center of one end E3 and E5 of the electrode members E1 and E2. .
  • the electrode members E1 and E2 are simply stacked without consideration of the position reversal of the electrode tabs E4 and E6, the positive electrode tabs E4 and the negative electrode tabs E6 are not aligned in a line and are zigzag. There is a risk of alignment.
  • the electrode assembly manufacturing apparatus 1 includes the electrode members E1 and E2 so that the positions of the electrode tabs E4 and E6 are alternately changed every time the stacking members E1 and E2 are stacked. Laminated.
  • the positive electrode tab E4 is either based on the center of one end E3 of the first electrode member E1.
  • the first electrode member E1 disposed so as to be eccentric and the positive electrode tab E4 are eccentric to the other side opposite to one of the above with respect to the center of the one end E3 of the first electrode member E1.
  • the first electrode member E1 may be alternately stacked on the separator spiral body H.
  • the negative electrode tab E6 may be formed based on the center of one end E5 of the second electrode member E2.
  • the second electrode member E2 disposed so as to be eccentric to one side, and the second electrode arranged so that the negative electrode tab E6 is eccentric to one side with respect to the center of one end E5 of the second electrode member E2.
  • the member E2 can be alternately laminated on the spray film spiral H.
  • the electrode assembly manufacturing apparatus 1, in order to align the electrode tabs (E4, E6) having the same polarity with each other in a line, as shown in FIGS. 10 and 12, the positive electrode tabs (E4) and the negative electrode tabs ( The electrode members E1 and E2 may be stacked such that the eccentric directions of E6 are opposite to each other.
  • the positive electrode tabs E4 may be aligned in one end of the electrode assembly A
  • the negative electrode tabs E6 may be aligned in one end of the electrode assembly A.
  • the electrode tabs E4 and E6 have been described as being spaced apart from the central portion of one end E3 and E5 of the electrode members E1 and E2 by a predetermined interval, but is not limited thereto. That is, as shown in FIGS. 13 and 14, the electrode tabs E4 ′ and E6 ′ may be formed at the centers of one end E3 ′ and E5 ′ of the electrode members E1 ′ and E2 ′. . Then, even though the electrode members E1 'and E2' are inverted, the positions of the electrode tabs E4 'and E6' are kept constant, so the problem of position inversion of the electrode tabs E4 'and E6' is not considered. You don't have to.
  • the electrode members E1' and E2 ' are formed of the positive electrode tab E4'.
  • the negative electrode tab E6 ′ are preferably laminated so as to protrude outwards through the gaps between the layers of the separator helix H and to be located at opposite ends of the electrode assembly A ′.
  • FIG. 16 is a plan view of the electrode assembly manufacturing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 17 is a plan view of the first electrode supply unit and the first electrode stacking unit shown in FIG. 16.
  • FIG. 18 is a front view of the first electrode supplying unit and the first electrode stacking unit shown in FIG. 17, and FIG. 19 shows that the first electrode stacking unit and the second electrode stacking unit shown in FIG. It is a figure which shows the aspect which laminated
  • the first electrode stacking unit 40 stacks the first electrode member E1 supplied from the first electrode supply unit 30 on one surface of the separator spiral body H
  • the second electrode stacking unit 60 stacks the second electrode member E2 supplied from the second electrode supply unit 50 on the other surface of the separator spiral body H.
  • the first electrode supply unit 30 and the first electrode stacking unit 40 may have one side of the electrode assembly manufacturing apparatus 1 to correspond to one surface of the separator spiral body H.
  • the second electrode supply unit 50 and the second electrode stacking unit 60 are provided on the other side of the electrode assembly manufacturing apparatus 1 so as to correspond to the other surface of the separator spiral body H.
  • the second electrode supply unit 50 and the second electrode stacking unit 60 may be formed of the first electrode supply unit 30 and the first electrode stacking unit 40 with the separator spiral body H therebetween, respectively.
  • the first electrode supply unit 30 and the first electrode stack except that they are installed symmetrically and are devices for stacking the second electrode member E2 on the other side of the membrane spiral body H. It has the same configuration as the unit 40.
  • the electrode supply units 30 and 50 and the electrode stacking units 40 and 60 will be described by taking the case of manufacturing the electrode assembly A as an example.
  • Description of the electrode supply units 30 and 50 and the electrode stacking units 40 and 60 is an electrode assembly except for the difference between the electrode assembly A and the electrode assembly A '. Of course, it can be applied in common in the case of manufacturing (A ').
  • the first electrode supply unit 30 is a device for supplying the first electrode member E1 to be laminated on one surface of the separator spiral body H.
  • the first electrode supply unit 30 is installed to be spaced apart from one surface of the separator spiral body H by a predetermined interval.
  • the first electrode supply unit 30 includes the first stacking trays 32a and 32b on which the first electrode member E1 is stacked, and the first electrode member E1.
  • Predetermined arrangement mode of the first electrode supplier 34 to supply the first electrode stacking unit 40 from the stacking trays 32a and 32b and the first electrode member E1 supplied from the first electrode supply 34. It is provided with a first electrode aligner 36 to be aligned and transferred to the first electrode stacked unit 40.
  • the first electrode supply unit 30 transfers the first electrode member E1 supplied from the first electrode supplier 34 to the first electrode stack unit 40 via the first electrode aligner 36. It is preferably configured to be, but is not limited thereto. That is, the first electrode aligner 36 may be omitted so that the first electrode supplier 34 can directly supply the first electrode member E1 to the first electrode stacking unit 40.
  • the first electrode supply unit 30 will be described with an example in which the first electrode aligner 36 is provided.
  • the first stacking trays 32a and 32b are provided with a pair such that the first electrode members E1 composed of the anode, which is a unit, are respectively stacked.
  • the material of the positive electrode usable as the first electrode member E1 is not particularly limited, and the first electrode member E1 may be made of the same material as the positive electrode generally used for manufacturing the electrode assembly.
  • the first stacking trays 32a and 32b are installed such that the first electrode aligner 36 is positioned between the first stacking trays 32a and 32b and the separator spiral body H. It is installed symmetrically with the rotation axis 34c of the first electrode supplier 34 interposed therebetween so as to correspond to the rotation paths of the first supply arms 34a and 34b of 34.
  • the first stacking trays 32a and 32b are formed of an imaginary line (not shown) connecting the rotating shaft 34c of the first electrode feeder 34 to the center of one surface of the separator spiral body H. 1 Virtual lines (not shown) connecting central portions of the stacking trays 32a and 32b are installed to be perpendicular to each other.
  • one of the first stacking trays 32a and 32b is loaded with the first electrode member E1 so that the positive electrode tab E4 faces the separator spiral body H.
  • the first electrode member E1 is loaded in the first stacking trays 32a and 32b of the cathode so that the positive electrode tab E4 faces the opposite side of the separator helix. That is, the first electrode members E1 are stacked on the first stacking trays 32a and 32b so as to be symmetrical to each other.
  • the first stacking trays 32a and 32b have an anode tab E4 eccentric to one side of the center of one end E3 of the first electrode member E1.
  • the first electrode supplier 34 has one end connected to each other to form a predetermined angle, and is rotated about the rotation shaft 34c provided at the one end, and the first stacking trays 32a, A pair of first supply arms 34a and 34b capable of holding or releasing the first electrode member E1 mounted on 32b) is provided.
  • the first electrode supplier 34 has a first electrode stacking unit 40 and a first alignment plate 36a to be described later about the rotation axis 36j of the first alignment plate 36a. It is installed so as to be spaced by an integral multiple of the rotation angle interval of, for example, 180 °.
  • the first supply arms 34a and 34b may have a rotation shaft 34c coupled to a driving motor (not shown) to rotate about the rotation shaft 34c.
  • the first supply arms 34a and 34b are disposed between the rotation shaft 34c and the first stacking trays 32a and 32b so that they may face the first stacking trays 32a and 32b when rotated along the rotation shaft 34c. It has a relatively high installation height compared with the length corresponding to the space
  • the first supply arms 34a and 34b may include any one of the first stacking trays 32a and 32b to which the first supply arms 34a and 34b correspond. ) Is provided at a predetermined angle so that the other first supply arms 34a and 34b may face the first alignment member 36b of the first electrode aligner 36 to be described later.
  • the first supply arms 34a and 34b may be provided perpendicular to each other.
  • the first supply arms 34a and 34b respectively have a first vacuum adsorption pad 34d capable of vacuum adsorption or desorption of the first electrode member E1 in order to grip or release the first electrode member E1. It can have The number of installations of the first vacuum suction pad 34d is not particularly limited, and the first supply arms 34a and 34b may each include at least one agent so as to stably hold or release the first electrode member E1. One vacuum suction pad 34d may be provided.
  • This first electrode supplier 34 is stopped when the first alignment plate 36a of the first electrode aligner 36, which will be described later, is rotated by a predetermined angle and then stopped.
  • the first vacuum suction pad 34d of the first supply arms 34a and 34b of the first grip arm grasps the first electrode member E1 from one of the first stacking trays 32a and 32b and at the same time,
  • the first electrode aligner by the first vacuum suction pad 34d of the supply arms 34a and 34b releases the first electrode member E1 held in advance from the other first stacking trays 32a and 32b. It is driven to seat on the first alignment member 36b of any one of 36. As shown in FIG.
  • the first electrode supplier 34 driven as described above is arranged such that the positive electrode tab E4 is eccentric to one side of the center of the one end E3 of the first electrode member E1.
  • the first electrode member E1 disposed so that the first electrode member E1 and the positive electrode tab E4 are eccentrically to the other side with respect to the center of the one end E3 of the first electrode member E1. It can be supplied to the electrode aligner 36 alternately.
  • the first electrode aligner 36 is provided to be positioned between the first electrode supplier 34 and the separator spiral body H. As shown in FIG. As shown in FIG. 17, the first electrode aligner 36 is rotated by a predetermined rotation angle interval about the rotation axis 36j and then driven to repeat to stop for a predetermined time ( 36a and the first alignment plate 36a are radially installed to be spaced apart from each other by the rotation angle interval about the rotation axis 36j of the first alignment plate 36a, and the first electrode member E1 is predetermined. It may have a plurality of first alignment members 36b to align in a batch form.
  • the first alignment plate 36a is driven such that the rotating shaft 36j is axially coupled with a drive motor (not shown) to rotate for the rotation angle interval about the rotating shaft 36j and then stops for a predetermined time.
  • a drive motor not shown
  • the rotation angle interval is not particularly limited, and for example, the first alignment plate 36a may be driven to repeat stopping after being rotated by 90 °.
  • the first alignment members 36b are radially installed on the first alignment plate 36a so as to be spaced apart from each other by an angle interval equal to the rotation angle interval of the first alignment plate 36a.
  • the rotation angle interval of the first alignment plate 36a is 90 °
  • the four first alignment members 36b are radially disposed to be spaced apart from each other by 90 ° to the first alignment plate 36a. Can be.
  • any one of the first alignment members 36b is stopped.
  • the first alignment plate 36a may be disposed at a predetermined position to face the first electrode stacker 44.
  • the angular spacing between the one first alignment member 36b and the other first alignment member 36b is the first electrode supplier 34 and the first electrode.
  • the angular spacing, i.e., 180 degrees, between the lamination units 40 is the same.
  • the first alignment members 36b may include a pair of first alignment bars 36c provided to be reciprocally moved in the width direction of the first electrode member E1, and in the length direction of the first electrode member E1.
  • a pair of second alignment bars 36d reciprocally provided, a cylinder 36e for reciprocating the alignment bar of any one of the first alignment bars 36c and the second alignment bars 36d, and a cylinder ( 36e) has a connecting link 36f interconnecting the first alignment bars 36c and the second alignment bars 36d such that when the one of the alignment bars is reciprocated, the other alignment bars are also reciprocated together.
  • link link 36f is hinged so that one end of the link core 36g is rotated in a clockwise or counterclockwise direction about the axis of rotation 36h, and one end is eccentric from the axis of rotation 36h.
  • the other end has a plurality of link bars 36i which are hinged to any one of the alignment bars corresponding thereto.
  • the first alignment members 36b are provided, when the cylinder 36e moves the alignment bar away from the link core 36g, the remaining alignment bars are also transported away from the link core 36g, When the cylinder 36e transfers the alignment bar closer to the link core 36g, the remaining alignment bars are also transported closer to the link core 36g. Accordingly, the first alignment members 36b are released from the first vacuum suction pad 34d of the first supply arms 34a and 34b with the alignment bars spaced apart from each other, as shown in FIG. 17. When the first electrode member E1 is seated in a region between the alignment bars, the alignment bars are driven to contact the first electrode member E1, so that the first electrode member E1 may be aligned in a predetermined arrangement.
  • the first electrode members E1 mounted on the first stacking trays 32a and 32b may stick together due to static electricity or other causes.
  • the two or more first electrode members E1 may be supplied together in a state of being stuck together and stacked together on one surface of the separator spiral body H, which may adversely affect the performance of the secondary battery.
  • the first electrode supply unit 30, as shown in FIGS. 17 and 18, includes a first electrode supply 34 and a first electrode around a rotation axis 36j of the first alignment plate 36a.
  • the member 36b may further include a first electrode detector 38 capable of detecting whether two or more first electrode members E1 are seated. As shown in FIG. 17, when the first electrode supplier 34 and the first electrode stacking unit 40 are spaced 180 ° about the rotation axis 36j of the first alignment plate 36a, the first electrode The detector 38 may be installed between the first electrode supply 34 and the first electrode stacking unit 40 so as to be spaced 90 ° from the first electrode supply 34 and the first electrode stacking unit 40, respectively.
  • the structure of the first electrode detector 38 is not particularly limited, and the first electrode detector 38 may be configured as a two-piece sensor that is commonly used.
  • the 1st electrode laminated unit 40 is a member for laminating
  • the first electrode stacking unit 40 rotates the first alignment plate 36a about the rotation axis 36j of the first electrode supplier 34 and the first alignment plate 36a. It is installed so as to be spaced by an integral multiple of the angular interval, for example, 180 °. As shown in FIG. 18, the first electrode stacking unit 40 is rotated by a predetermined rotation angle interval about the rotation axis 42a and then driven to repeat stopping for a predetermined time.
  • the first electrode member E1 seated on the first alignment member 36b is provided with a plurality of first electrode stackers 44 that can be stacked on one surface of the separator spiral body H.
  • the first laminated plate 42 is driven such that the rotating shaft 42a is axially coupled with a drive motor (not shown), and is repeatedly rotated by the rotation angle interval about the rotating shaft 42a to stop for a predetermined time.
  • a drive motor not shown
  • the first stacking plate 42 may be formed in advance from the first electrode sorter 36 so that the first electrode stacker 44 and the first electrode sorter 36 do not interfere with each other. Installed at regular intervals.
  • the rotation angle interval of the first laminated plate 42 is not particularly limited, and for example, the first laminated plate 42 may be driven to repeat stopping after being rotated by 90 °. Moreover, it is preferable that the 1st laminated plate 42 has the same drive period as the 1st alignment plate 36a of the 1st electrode aligner 36 mentioned above. That is, the first laminated plate 42 is driven to rotate and stop simultaneously with the first alignment plate 36a.
  • the first electrode stacker 44 is radially installed on the first stacking plate 42 so as to be spaced apart from each other by the same angular gap as the rotational angular gap of the first stacking plate 42.
  • the rotation angle interval of the first laminated plate 42 is 90 °
  • the four first electrode stackers 44 may be arranged to be spaced apart from each other by 90 °.
  • the first electrode stacker 44 may be stacked. While the group 44 faces the first electrode member E1 seated on one of the first alignment members 36b, the other first electrode stacker 44 is connected to one surface of the separator spiral body H. It may be disposed at a predetermined position of the first laminated plate 42 to face.
  • the first electrode stacker 44 includes a second vacuum suction pad 44a capable of vacuum suction or suction release of the first electrode member E1 seated on the first alignment member 36b. And a third transfer member 44b capable of reciprocally conveying the second vacuum suction pad 44a so as to be close to the rotational axis 42a of the first laminated plate 42 or away from the rotational axis 42a of the first laminated plate 42.
  • the second vacuum suction pad 44a is provided at the end of the guide member 44d of the third transfer member 44b, which will be described later, so as to face one surface of the first alignment member 36b or the separator spiral body H. do.
  • the number of installations of the second vacuum suction pads 44a is not particularly limited, and the first electrode stacker 44 may include at least one second vacuum suction so as to stably hold or release the first electrode member E1. It may have a pad 44a.
  • the third transfer member 44b moves the cylinder rod 44e closer to the rotational axis 42a of the first laminated plate 42 or the rotational axis 42a of the first laminated plate 42.
  • a guide member 44d coupled with the cylinder rod 44e so as to be reciprocated with the cylinder rod 44e.
  • the second vacuum suction pad 44a is fixed to the end of the guide member 44d.
  • the third transfer member 44b then moves the second vacuum suction pad 44a closer to the rotational axis 42a of the first laminated plate 42 or away from the rotational axis 42a of the first laminated plate 42. It can be reciprocated.
  • the third transfer member 44b may include any one of various drive members that can translate in place of the cylinder 44c described above.
  • the first electrode stack unit 40 is stopped at the same time. After the second vacuum suction pad 44a of one of the first electrode stackers 44 is transferred toward the first alignment member 36b facing it, the first electrode member E1 is gripped and the other After the second vacuum suction pad 44a of one first electrode stacker 44 is transferred toward one surface of the separator spiral body H facing the membrane, the first electrode member E1 previously held therein is separated from the membrane spiral body. It is driven to make pressure contact with one surface of (H).
  • the first electrode stacking unit 40 includes the above-described folding in a state in which the other first electrode stacker 44 presses the first electrode member E1 to one surface of the separator spiral body H.
  • the other first electrode stacker 44 presses the first electrode member E1 to one surface of the separator spiral body H.
  • the other The second vacuum suction pad 44a of one first electrode stacker 44 is driven to release the first electrode member E1.
  • the first electrode member E1 desorbed from the second vacuum suction pad 44a in the state of being held by the folding jig 22 is applied to the separation membrane spiral H when the folding jig 22 is reversely rotated.
  • the folding jig 22 is reversely rotated.
  • the second electrode supply unit 50 and the second electrode stacking unit 60 supply the first electrode so that the second electrode member E2 composed of the cathode, which is a unit, can be supplied to the other surface of the separator spiral body H.
  • the second electrode supply unit 50 is a device for supplying the second electrode member E2 to be stacked on the other surface of the separator spiral body H.
  • the second electrode supply unit 50 includes a pair of second stacking trays 52a and 52b in which the second electrode member E2 composed of a cathode, which is a unit, is loaded symmetrically, respectively.
  • a second electrode supplier 54 for supplying the second electrode member E2 from the second stacking trays 52a and 52b to the second electrode stacking unit 50, and from the second electrode supply 54.
  • the second electrode aligner 56 and the two or more second electrode members E2 that align the second electrode member E2 arranged in a predetermined arrangement and transfer the second electrode member E2 to the second electrode stacking unit 60 are separated from each other. It is provided with a second electrode detector 58 that can detect whether or not it is supplied together in a stuck state.
  • the material of the negative electrode usable as the second electrode member E2 is not particularly limited, and the second electrode member E2 may be made of the same material as that of the negative electrode generally used for manufacturing the electrode assembly.
  • the second electrode member E2 is loaded on one of the second stacking trays 52a and 52b so that the negative electrode tab E6 faces the separator spiral body H.
  • the second electrode member E2 is loaded in the second stacking trays 52a and 52b of the cathode so that the negative electrode tab E6 faces the separator spiral body H. That is, the second electrode members E2 are stacked on the second stacking trays 52a and 52b so as to be symmetrical to each other.
  • the second electrode trays 52a and 52b may include a second electrode member disposed such that the negative electrode tab E6 is eccentrically oriented with respect to the center of the one end E5 of the second electrode member E2.
  • the negative electrode tab E6 may alternately supply the second electrode member E2 disposed so as to be eccentric to the other side with respect to the center of the one end E5 of the second electrode member E2.
  • the second electrode member E2 may be stacked on the separator spiral body H so that the negative electrode tabs E6 are aligned in a line.
  • the second electrode supplier 54 has one side end connected to each other to form a predetermined angle, and rotates around the rotation shaft 54c provided at the one end, and the second stacking trays 52a, A pair of second supply arms 54a and 54b capable of holding or releasing the second electrode member E2 mounted on 52b) is provided.
  • the second supply arms 54a and 54b each include at least one third vacuum suction pad capable of vacuum suction or suction release of the second electrode member E2 in order to grip or release the second electrode member E2. It may have 54d.
  • the second electrode supplier 54 is stopped when the second alignment plate 56a of the second electrode aligner 56 to be described later is rotated by a predetermined angle and then stopped.
  • the third vacuum suction pad 54d of the second supply arms 54a and 54b of the second supply arm 54a and 54b grips the second electrode member E2 from one of the second stacking trays 52a and 52b
  • the supply arm 54a or 54b releases the second electrode member E2 previously grasped from the other second stacking trays 52a and 52b to release any one of the second electrode aligners 56. It is driven to rest on the alignment member 56b.
  • the second electrode supplier 54 driven as described above has the second electrode member E2 disposed such that the negative electrode tab E6 is eccentric to one side with respect to the center of the one end E5 of the second electrode member E2. And a second electrode member E2, which is arranged such that the negative electrode tab E6 is eccentrically to the other side with respect to the center of the one end E5 of the second electrode member E2, to the second electrode aligner 56.
  • a second electrode member E2 which is arranged such that the negative electrode tab E6 is eccentrically to the other side with respect to the center of the one end E5 of the second electrode member E2, to the second electrode aligner 56.
  • the second electrode aligner 56 is provided to be positioned between the second electrode supplier 54 and the separator spiral body H. As shown in FIG. As shown in FIG. 16, the second electrode aligner 56 is rotated about a rotation axis 56j by a predetermined rotation angle interval, and then is driven to repeat the second alignment plate (which stops for a predetermined time ( 56a and a plurality of agents radially installed on the second alignment plate 56a so as to be spaced apart from each other by the rotation angle interval about the rotation axis 56j and aligning the second electrode member E2 in a predetermined arrangement. It may have two alignment members 56b.
  • the second alignment plate 56a is driven such that the rotation shaft 56j is axially coupled with a drive motor (not shown), and then rotates about the rotation angle 56j by the rotation angle interval and then stops for a predetermined time.
  • a drive motor not shown
  • the rotation angle interval is not particularly limited, and for example, the second alignment plate 56a may be driven to repeat stopping after being rotated by 90 °.
  • the second alignment members 56b are radially installed on the second alignment plate 56a so as to be spaced apart from each other by an angle interval equal to the rotation angle interval of the second alignment plate 56a.
  • an angle interval equal to the rotation angle interval of the second alignment plate 56a.
  • four second alignment members 56b are placed 90 degrees on the second alignment plate 56a. It can be arranged radially to be spaced apart from each other by °.
  • the second electrode detector 58 is formed of the second electrode supplier 54 and the second electrode stacking unit 60 and the second alignment plate 56a about the rotation axis 56j of the second alignment plate 56a, respectively. It is installed between the second electrode supplier 54 and the second electrode stacking unit 60 so as to be spaced by an integral multiple of the rotation angle interval, and at least two second electrode members E2 are seated on the second alignment member 56b. It can be composed of two detection sensors capable of detecting whether or not. As shown in FIG.
  • the second electrode The detector 58 may be installed between the second electrode supply 54 and the second electrode stacking unit 60 so as to be spaced 90 ° from the second electrode supply 54 and the second electrode stacking unit 60, respectively.
  • the second electrode lamination unit 60 is a member for laminating the second electrode member E2 supplied from the second electrode supply unit 50 to the other surface of the separator spiral body H. Next, as shown in FIG.
  • the second electrode stacking unit 60 rotates the second alignment plate 56a about the rotation axis 56j of the second electrode supplier 54 and the second alignment plate 56a. It is installed so as to be spaced by an integral multiple of the angular interval, for example, 180 °. As shown in FIG. 19, the second electrode stacking unit 60 is rotated about a predetermined rotation angle interval about the rotation axis 62a and then driven to repeat the stop for a predetermined time. Radial installation to the 62 and the second laminated plate 62 so as to be spaced apart from each other by the same angular interval with the rotation angle interval of the second laminated plate 62 about the rotation axis 62a of the second laminated plate 62. And a plurality of second electrode stackers 64 capable of stacking the second electrode member E2 seated on the second alignment member 56b on the other surface of the separator spiral body H.
  • the second laminated plate 62 is driven such that the rotation shaft 62a is axially coupled with a drive motor (not shown), and is repeatedly rotated by the rotation angle interval about the rotation shaft 62a to stop for a predetermined time.
  • the rotation angle interval of the second laminated plate 62 is not particularly limited, and for example, the second laminated plate 62 may be driven to repeat stopping after being rotated by 90 °.
  • the 2nd laminated plate 62 has the same drive period as the 2nd alignment plate 56a of the 2nd electrode aligner 56 mentioned above. That is, the second laminated plate 62 is driven to rotate and stop simultaneously with the second alignment plate 56a.
  • the second electrode laminate 64 is radially installed on the second laminate plate 62 so as to be spaced apart from each other by the same angle interval as the rotation angle interval of the second laminate plate 62.
  • the rotation angle interval of the second stack plate 62 is 90 °
  • the four second electrode stackers 64 may be arranged to be spaced apart from each other by 90 °.
  • the second electrode stacker 64 may include at least one fourth vacuum suction pad capable of vacuum suction or suction release of the second electrode member E2 seated on the second alignment member 56b.
  • a fourth transfer capable of reciprocally conveying the 64a and the fourth vacuum suction pad 64a so as to be close to the rotational axis 62a of the second laminated plate 62 or away from the rotational axis 62a of the second laminated plate 62. It has a member 64b.
  • the fourth conveying member 64b is configured to bring the cylinder rod 64e closer to the rotational axis 62a of the second laminated plate 62 or to the rotational axis 62a of the second laminated plate 62.
  • a guide member 64d coupled with the cylinder rod 64e to be reciprocated together with the cylinder rod 64e.
  • the fourth vacuum suction pad 64a is fixed to the end of the guide member 64d.
  • the fourth transfer member 64b may move the fourth vacuum suction pad 64a closer to the rotational axis 62a of the second laminated plate 62 or away from the rotational axis 62a of the second laminated plate 62. It can be reciprocated.
  • such a 4th conveyance member 64b may be provided with any one of the various drive members which can translate
  • the second electrode stacking unit 60 may be stopped at the same time after the second alignment plate 56a and the second stacking plate 62 are rotated by a predetermined rotation angle, respectively.
  • the fourth vacuum suction pad 64a of any one second electrode stacker 64 is transferred toward the second alignment member 56b facing it, and then the second electrode member E2 is gripped.
  • the fourth vacuum adsorption pad 64a of the other second electrode stacker 64 is transferred to the other surface of the separator spiral body H facing the second electrode member E2, and the second electrode member E2 previously held therein is removed. It is driven to make pressure contact with the other surface of the hull H.
  • the second electrode stacking unit 60 includes the above-described folding in a state in which the second electrode stacker 64 presses the second electrode member E2 to the other surface of the separator spiral body H.
  • the jig 22 grips the separator spiral body H and the second electrode member E2 press-contacted to the separator spiral body H by the second electrode stacker 64
  • the other The fourth vacuum suction pad 64a of one second electrode stacker 64 is driven to desorb the second electrode member E2.
  • the second electrode member E2 desorbed from the fourth vacuum adsorption pad 64a while held by the folding jig 22 is applied to the separation membrane spiral H when the folding jig 22 is reversely rotated.
  • the folding jig 22 is reversely rotated.
  • the electrode supply units 30 and 50 and the electrode stacking units 40 and 60 are used, the first electrode member E1 composed of the anode and the second electrode member E2 composed of the cathode are respectively formed in the positive electrode tab ( The positions of E4) and the negative electrode tab E6 can be fed and stacked so as to be alternately inverted. Then, the electrode assembly manufacturing apparatus 1 is laminated on the separator spiral body H and the separator spiral body H by using the aforementioned separator folding unit 20 whenever the new electrode members E1 and E2 are stacked.
  • the positive electrode tabs E4 automatically move the electrode assembly A aligned with the positive electrode tabs E4, and the negative electrode tabs E6 are aligned with the negative electrode tabs E6. Since it can be manufactured with, it is possible to further reduce the manufacturing time of the electrode assembly (A).
  • the first electrode member E1 composed of the anode, which is a unit body, and the second electrode member E2 composed of the cathode, which is a unit body, are laminated on the separator spiral body H to form an electrode assembly ( A) has been described as being manufactured, but is not limited thereto.
  • the first electrode member E1 is a first unit cell (not shown) in which an anode, a separator, and a cathode are stacked so that any one of an anode and a cathode is laminated on both outermost layers
  • the second electrode The member E2 may be a second unit cell (not shown) in which an anode, a separator, and a cathode are stacked such that the other electrode of the anode and the cathode is laminated on both outermost layers, respectively.
  • the separator refers to a unit formed by cutting the separator strip to have an area corresponding to the anode and the cathode.
  • the separator is preferably one having the same material as the separator strip (F) described above, but is not limited thereto.
  • FIG. 20 is a perspective view of the electrode assembly in which the winding of the separator strip and the stacking of the electrode members are completed by the electrode assembly manufacturing apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 21 is a view illustrating a positional relationship between the cutting unit and the assembly transfer unit. 22 is a side view of the electrode assembly manufacturing apparatus, and FIG. 22 is a view for explaining a method of cutting a connection point between a separator spiral body and a separator strip using the cutting unit illustrated in FIG. 21.
  • FIG. 23 is a perspective view of an electrode assembly separated from the separator strip by the cutting unit shown in FIG. 21,
  • FIG. 24 is a view showing a driving aspect of the assembly transfer unit shown in FIG. 21, and
  • FIG. 25 is shown in FIG. 21. It is a perspective view of the electrode assembly in which the separator spiral body was fixed by the taping unit.
  • the electrode assembly A having completed the winding of the separator strip F and the lamination of the first electrode member E1 and the second electrode member E2 is completed from the first roll 11.
  • the supplied separator strip F1 and the first spiral portion H1 are connected to each other. Therefore, in order to complete the manufacture of the electrode assembly (A), the cutting of the end of the first spiral portion (H1) connected with the separator strip (F1) supplied from the first roll 11, and disconnected from the separator strip (F1) It is additionally required to fix the end of the first spiral portion H1.
  • the electrode cooking apparatus 1 includes a cutting unit 70 for cutting the separator strip F1 supplied from the first roll 11 and an electrode assembly as shown in FIG. 21.
  • the assembly transfer unit 80 capable of transferring A) along a predetermined path, the taping unit 90 for fixing the separator spiral body H of the electrode assembly A with a tape, and the separator spiral body H are taped. It further comprises a loading unit 100 on which the assembled electrode assembly (A) is loaded.
  • the cutting unit 70 is an apparatus for cutting the separator strip F1 supplied from the first roll 11.
  • the cutting unit 70 is provided between the electrode assembly A and the first roll 11. As illustrated in FIG. 22, the cutting unit 70 includes a main body 72 provided to be reciprocated in a horizontal direction so as to move away from or close to the electrode assembly A, and the first roll 11. At least one guide roller 74 for guiding the separator strip (F1) supplied from the toward the main body 72, and a cutter 76 capable of cutting the separator strip (F1) supplied from the first roll (11) do.
  • the main body 72 is provided in the area
  • the main body 72 may be coupled to a driving member (not shown) and may be reciprocated in a horizontal direction so as to move away from the power supply assembly A or close to the electrode assembly A.
  • the guide roller 74 is configured to allow the separator strip F1 supplied from the first roll 11 to pass between the body 72 and the guide roller 74. It is installed on one side. Then, as shown in FIG. 22, when the main body 72 is moved away from the electrode assembly A, it is connected to the separator strip F1 and the separator strip F1 supplied from the first roll 11. The end of the first spiral portion H1 is guided toward the main body 72 by the first guide roller 74 and pulled away from the electrode assembly A.
  • the cutter 76 moves the end of the separator strip F1 and the first spiral portion H1 supplied with the main body 72 from the first roll 11 away from the electrode assembly A. As shown in FIG. It is installed on one surface of the main body 72 so as to face the separator strip (F1) supplied from the first roll 11 when pulled to lose. The cutter 76 is moved to the separator strip F1 supplied from the first roll 11 and is connected to the end of the separator strip F1 and the first spiral portion H1 supplied from the first roll 11. Can be cut. However, as described above, each of the first roll 11 and the second roll 12 has a separation membrane having a predetermined length such that the first spiral portion H1 extends relatively longer than the second spiral portion H2. The strip F is fed. Thus, as shown in FIG.
  • the first spiral portion H1 is disconnected from the separator strip F1 supplied from the first roll 11 in a state in which it extends longer than the second spiral portion H2.
  • the electrode assembly A is formed such that the first spiral portion H1 covers the end portion of the second spiral portion H2.
  • the assembly conveying unit 80 is a device for conveying the electrode assembly A along a predetermined path so as to perform a taping operation and a loading operation.
  • the assembly transfer unit 80 tapes the electrode assembly A separated from the separator strip F1 supplied from the first roll 11 by the cutting unit 70. ) And a section between the separator folding unit 20 and the loading unit 100 so as to be transported to the loading unit 100 to be reciprocated.
  • the assembly conveying unit 80 includes a conveying jig 82 capable of gripping and releasing the electrode assembly A, and a fifth conveying member 84 capable of conveying the conveying jig 82 along a predetermined path. Can be.
  • the transfer jig 82 has a tong structure that can hold or release the electrode assembly A.
  • the transfer jig 82 includes a pressure roller 82a capable of pressing an end portion of the first spiral portion H1 that is pulled away from the electrode assembly A along the separator strip F1. Can be mounted.
  • the fifth transfer member 84 is provided in an area between the separator folding unit 20 and the loading unit 100.
  • the fifth transfer member 84 may be coupled to the transfer jig 82 through the connecting bar 82b to reciprocally transfer the transfer jig 82 in the vertical direction and the horizontal direction, respectively.
  • the transfer jig 82 is moved by the fifth transfer member 84 when the main body 72 of the cutting unit 70 is moved away from the electrode assembly A, as shown in FIG. 22.
  • the main body 72 of the cutting unit 70 is moved into the formed space.
  • the transfer jig 82 is moved toward the electrode assembly A to be in pressure contact with the end of the first spiral portion H1 drawn toward the cutting unit 70, as shown in FIG. A predetermined tension can be applied to (H1). Then, the cutting unit 70 can cut the end of the first spiral portion H1 more smoothly in a tense state.
  • the transfer jig 82 is moved to the loading unit 100 via the taping unit 90, and then the electrode assembly A is attached to the seating member 102 of the loading unit 100. ) Can be delivered.
  • the taping unit 90 is a device for fixing the separator spiral body H separated from the separator strip F. As shown in FIG.
  • the taping unit 90 is separated by the membrane folding unit 20 so that the electrode assembly A moving toward the loading unit 100 can pass while being held by the transfer jig 82. And between the loading unit 100. As shown in FIG. 25, the taping unit 90 attaches a tape T to an end portion of the first spiral portion H1 which is separated from the separator strip F and is in a free end state. It can be fixed to the outer surface of H). Then, the first spiral portion H1 is fixed in a state surrounding the end of the second spiral portion H2, so that the stacked state of the separator spiral body H and the electrode members E1 and E2 can be more stably maintained. have.
  • the stacking unit 100 is a device for loading and storing the completed electrode assembly A.
  • the stacking unit 100 is installed to allow the electrode assembly A, which has passed through the taping unit 90, to enter, as shown in FIGS. 16 and 21.
  • the stacking unit 100 includes a seating member 102 for mounting the electrode assembly A received from the transfer jig 82 that has passed through the taping unit 90 onto the conveyor belt 104, and a seating member 102. It comprises a conveyor belt 104 for transporting the electrode assembly (A) seated by the stack to be stacked in a stacking box (not shown).
  • FIG. 26 is a cross-sectional view taken along line II ′ of the electrode assembly illustrated in FIG. 25.
  • an electrode assembly A manufactured by using the electrode assembly manufacturing apparatus 1 may be formed between a spirally folded separator spiral body H and adjacent spiral layers of the separator spiral body H. Electrode members E1 and E2 interposed therebetween.
  • the separator spiral body (H), the core portion (C), one end is connected to one end of the core portion (C), the first spiral portion (H1) helically folded around the core portion (C) And a second spiral portion H2 having one end connected to the other end of the core portion C opposite to the one end portion of the core portion C and spirally folded about the core portion C.
  • the first helix portion H1 and the second helix portion H2 form a double helix structure extending in parallel with each other along the same helix direction and having at least some sections facing each other.
  • the core portion C has a flat plate shape having a predetermined area and is located at the center of the separation membrane spiral H. As shown in FIG. 26, the core portion C has a flat plate shape having a predetermined area and is located at the center of the separation membrane spiral H. As shown in FIG. 26, the core portion C has a flat plate shape having a predetermined area and is located at the center of the separation membrane spiral H. As shown in FIG. 26, the core portion C has a flat plate shape having a predetermined area and is located at the center of the separation membrane spiral H. As shown in FIG.
  • the first spiral portion H1 includes a plurality of first interposition portions H1a provided in parallel with the core portion C, and a first lowermost layer closest to the core portion C among the first interposition portions H1a.
  • a plurality of first connection parts H1b are connected to the interposition part H1a to the core part C or to connect a pair of first interposition parts H1a adjacent to each other among the first interposition parts H1a.
  • the first interposition portions H1a have a flat plate shape having a predetermined area and are provided in parallel with the core portion C. As shown in FIG.
  • the first connecting parts H1b are provided to form a predetermined angle with the core part C and the first interposition parts H1a so that the first spiral part H1 can be folded in a spiral manner.
  • the cross-sectional area of the electrode assembly A is increased according to the cumulative winding length of the separator strip F and the cumulative stacking number of the electrode members F1 and F2.
  • the length of each first interposition portion H1a and each first connection portion H1b is longer from the core portion C toward the outside of the electrode assembly A.
  • the first spiral portion H1 may cover the other end of the second spiral portion H2 opposite to one end of the second spiral portion H2 connected to one end of the core portion C. It extends longer than (H2).
  • the first spiral portion H1 may include a first interposing portion H2a positioned at the outermost portion of the electrode assembly C among the second interposing portions H2a. It extends longer than the second spiral portion H2 so as to cover the interposition portion H1a.
  • the present invention is not limited thereto, and the second spiral portion H2 may extend to the first spiral portion H1.
  • the second spiral portion H2 includes a plurality of second interposition portions H2a provided in parallel with the core portion C, and a second lowermost layer closest to the core portion C among the second interposition portions H2a.
  • a plurality of second connection parts H2b are connected to the interposition part H2a to the core part C or to connect a pair of second interposition parts H2a adjacent to each other among the second interposition parts H2a.
  • the second interposition portions H2a have a flat plate shape having a predetermined area and are provided in parallel with the core portion C. As shown in FIG.
  • the second connection parts H2b are provided to have a predetermined angle with the core part C and the second interposition parts H2a so that the second spiral part H2 can be folded in a spiral manner.
  • the first spiral portion H1 and the second spiral portion H2 have a second interposed portion H1a of at least a portion of the first interposed portions H1a.
  • the first connecting portion H1b of at least some of the first connecting portions H1b faces the second interposing portion H2a of at least some of the interposing portions H2a, and the first connecting portion H1b of the at least some of the second connecting portions H2b is formed. 2 is provided facing the connection portion (H2b).
  • the electrode members E1 and E2 are alternately interposed between adjacent spiral layers of the separator spiral body H so as to have opposite polarities and are separated from each other by the separator spiral body H.
  • One first electrode member E1 and at least one second electrode member E2 are provided.
  • the first electrode members E1 and the second electrode members E2 are disposed between the core portion C and the first interposition portion H1a of the lowest layer closest to the core portion C and the core portion C. It interposes alternately between the 2nd interposition part H2a and core part C of the lowest lowest layer adjacent to each other, and the 1st interposition part H1a and the 2nd interposition part H2a which adjoin each other.
  • the first electrode members E1 are provided at one end E3 of each of the first electrode members E1, and the spiral layers adjacent to each other of the separator spiral body H are shown in FIG. 25.
  • a positive electrode tab E4 protrudes out of the electrode assembly A through the gap therebetween.
  • the second electrode members E2 are respectively provided at one end E5 of each second electrode member E2 as shown in FIG. 25 and adjacent to each other of the membrane spiral H.
  • the negative electrode tab E6 protrudes out of the electrode assembly A through the gap between the spiral layers.
  • the first electrode members E1 and the second electrode members E2 have such a positive electrode tab E4 and a negative electrode tab E6 at the same side end of the electrode assembly A.
  • FIG. It is preferably arranged to be located.
  • the positive electrode tab E4 may be provided at a position spaced apart from the center of the one end E3 of the first electrode member E1 by a predetermined interval, and the negative electrode tab E6.
  • the silver may be provided at a position spaced apart from the central portion of the one end E5 of the second electrode member E2 by a predetermined interval.
  • the first electrode members E1 and the second electrode members E2 the positive electrode tabs E4 are aligned with the positive electrode tabs E4, and the negative electrode tabs are aligned.
  • (E6) is preferably arranged such that the negative electrode tabs (E6) are aligned in a row.
  • the electrode assembly A includes a first electrode member E1 composed of an anode as a unit and a second electrode member E2 composed of a cathode as a unit, interposed between the layers of the separator spiral body H.
  • the electrode assembly (A) is a full cell of the anode / separator / cathode structure or a bicell of the anode / (cathode) / separator / cathode (anode) / separator / anode (cathode) structure
  • the manufacturing process of the full cell or bicell can be omitted, and the arrangement method of the electrode members E1 and E2 is simple and has a compact structure.
  • the electrode assembly (A) can improve the productivity by reducing the manufacturing time, the automation of the manufacturing process is easy, and the electrode assembly (A) and the electrode assembly (A) by minimizing defects due to errors or carelessness in the manufacturing process ) To improve the quality of the secondary battery manufactured.
  • FIG. 27 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an electrode assembly using the electrode assembly manufacturing apparatus shown in FIG. 1.
  • the electrode assembly manufacturing method may be provided between one side and the other side of the separator strip F so as to fold in a spiral the separator strip F extended to have a strip shape. Winding around the core portion C, forming a spiral layer in which the spiral layer is gradually increased with the core portion C as a minimum unit, and between the layers of the membrane spiral body H. Forming an electrode assembly A by alternately interposing the first electrode member E1 and the second electrode member E2 (S 10), and winding the separator spiral body H in step S 10.
  • step S 10 the first electrode member E1 is stacked on one surface of the separator spiral body H, and the second electrode member E2 is laminated on the separator spiral body H.
  • wrapping the newly wound separator strip (F) in H) (S 18).
  • the steps S 14 and S 18 are repeatedly performed until the first electrode member E1 and the second electrode member E2 are stacked in a predetermined number on the separator spiral body H.
  • step S 14 before the step S 18 is first performed, the first electrode member E1 is stacked on one surface of the core part C, and the second electrode member E2 is stacked on the core part C.
  • the first electrode member E1 is laminated on the outermost side of the separator spiral body H, and the second electrode member E2 is stacked after the step S 18 is performed for the first time. It is carried out by laminating on the outermost surface of the separator spiral body (H).
  • the separator strip F is pulled toward the core part C from both sides of the one side and the other side to form the core part. It is wound around (C) and folded in a spiral to form a separator spiral body (H).
  • the separator spiral body (H) is connected to one end of the core portion (C) and the first spiral portion (H1) formed by spirally folding the separator strip (F) supplied in one direction of the separator strip (F);
  • the second spiral portion H2 is connected to the other end of the core portion C and is formed by spirally folding the separator strip F supplied in the other direction of the separator strip F.
  • the separator strip F is pulled toward the core portion C to form a separator spiral body H having the first spiral portion H1 and the second spiral portion H2.
  • the step S 14 and the step S 18 are performed or performed simultaneously with the step S 18, and the separator strip F is directed toward the core part C in both the one side and the other side. It further comprises the step of supplying (S 16).
  • step S 16 as in steps S 14 and S 18, the first electrode member E1 and the second electrode member E2 are repeatedly stacked to a predetermined number of times in the separator spiral body H. Perform.
  • step S 16 corresponds to an increase in the cross-sectional area of the electrode assembly A according to the cumulative winding length of the separator strip F and the cumulative stacking number of the first electrode member E1 and the second electrode member E2.
  • the supply length of the separator strip F is increased stepwise.
  • step S 16 after the last first electrode member E1 and the second electrode member E2 are stacked on the separator spiral body H in step S 14, a separator strip ( When F) is newly wound on the separator spiral body H so as to surround the last first electrode member E1 and the second electrode member E2, the first spiral portion H1 is the second spiral portion H2.
  • the membrane strips F having a predetermined length are respectively supplied toward the core part C in both directions so as to extend relatively longer to cover the end portions of the second helix part H2.
  • step S 20 the remaining separator strip F1 and the first spiral part H1 which are not wound on the separator spiral body H among the separator strips F supplied in one direction of the separator strip F may be formed.
  • the separation of the separator spiral body H from the remaining separator strip F1 is performed by cutting the connection point at the end of the. Then, the first spiral portion H1 extends longer than the second spiral portion H2 to cover the end portion of the second spiral portion H2.
  • step S 30 is performed by fixing the end of the first spiral portion H1 cut in step S 20 to the outer surface of the separator spiral body H using the tape T. Then, the separator spiral body H of the electrode assembly A is more firmly fixed while wrapping the first electrode member E1 and the second electrode member E2 alternately interposed between the layers.
  • step S 40 the electrode assembly A having the end of the first spiral portion H1 taped in the step S 30 is loaded at a predetermined loading position.
  • the first electrode member E1 may be configured as a positive electrode which is a unit provided with the positive electrode tab E4, and the second electrode member E2 may be configured as a negative electrode which is a unit provided with the negative electrode tab E6.
  • step S 14 the first electrode member E1 and the first electrode member E1 and the first electrode member E1 and the first electrode member E1 and E6 are respectively protruded to the outside through a gap between the respective layers of the separator spiral body H.
  • the second electrode member E2 may be stacked on the separator spiral body H.
  • the positive electrode tab E4 is provided at one end E3 of the first electrode member E1, but is provided at a position spaced apart from the center of the one end E3 of the first electrode member E1 by a predetermined interval.
  • the negative electrode tab E6 may be provided at one end E5 of the second electrode member E2 and spaced apart from the center of one end E5 of the second electrode member E2 by a predetermined distance. Can be prepared.
  • the step S 10 is performed before the step S 14, and the positive electrode tab E4 is disposed so as to be eccentric to one side with respect to the center of the one end E3 of the first electrode member E1.
  • the first electrode member E1 and the positive electrode tab E4 alternated with each other so that the first electrode member E1 is arranged to be eccentric to the other based on the central portion of one end E3 of the first electrode member E1.
  • the second electrode member E2 and the negative electrode tab E6 disposed so that the negative electrode tab E6 is eccentric to one side with respect to the center of the one end E5 of the second electrode member E2.
  • step S 12 the pair of first electrode trays 32a and 32b are disposed so that the positive electrode tab E4 is eccentric to the other side with respect to the center of the one end E3 of the first electrode member E1. And alternately receive and supply the first electrode member E1 from each other, so that the negative electrode tab E6 is eccentrically different from each other based on the center of one end E5 of the second electrode member E2.
  • the second electrode member E2 may be alternately received and supplied from the pair of second electrode trays 52a and 52b arranged to be supplied.
  • step S 14 the first electrode member E1 and the second electrode member E2 supplied in the step S 12 are respectively arranged, and the positive electrode tabs E4 are aligned in a row with the positive electrode tabs E4, and the negative electrode
  • the tabs E6 may be performed by stacking the separator spirals H so that the negative electrode tabs E6 are aligned in a row.
  • step S 14 may be performed such that the positive electrode tab E4 and the negative electrode tab E6 protrude outward through the same side end of the electrode assembly A.

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Abstract

본 발명은, 전극 조립체 제조 장치에 관한 것으로서, 분리막 스트립의 일측이 권취된 제1 롤, 및 상기 분리막 스트립의 타측이 권취된 제2 롤을 구비하며, 상기 제1 롤과 상기 제2 롤은 각각 상기 분리막 스트립을 권출하여 상기 제1 롤과 상기 제2 롤 사이에 위치하는 상기 분리막 스트립의 코어부 쪽을 향해 공급하는 분리막 공급 유닛; 상기 분리막 스트립을 상기 코어부를 중심으로 권취하여, 상기 코어부를 중심으로 나선형으로 폴딩되는 분리막 나선체를 형성하는 분리막 폴딩 유닛; 제1 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 일면에 적층하는 제1 전극 적층 유닛; 및 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 타면에 적층하는 제2 전극 적층 유닛을 포함한다.

Description

전극 조립체 제조 장치 및 방법과, 이를 이용해 제조한 전극 조립체
본 발명은, 전극과 분리막을 적층하여 전극 조립체를 제조할 수 있는 전극 조립체 제조 장치 및 방법과, 이를 이용해 제조한 전극 조립체에 관한 것이다.
본 출원은 2016년 4월 1일자 한국 특허 출원 제10-2016-0040466호, 2016년 4월 4일자 한국 특허 출원 제10-2016-0041212호, 2016년 7월 29일자 한국 특허 출원 제10-2016-0097312호, 및 2016년 7월 29일자 한국 특허 출원 제10-2016-0097313호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
일반적으로 이차전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 방전과 역방향인 충전과정을 통하여 반복 사용이 가능한 전지이다. 이차전지의 종류로는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈-수소(Ni-MH) 전지, 리튬-금속 전지, 리튬-이온(Ni-Ion) 전지 및 리튬-이온 폴리머 전지(Li-Ion Polymer Battery, 이하 "LIPB"라 함) 등이 있다.
이차전지는 양극, 음극, 전해질, 분리막으로 구성되며, 서로 다른 양극 및 음극 소재의 전압 차이를 이용하여 전기를 저장 및 발생시킨다. 여기서, 방전이란 전압이 높은 음극에서 낮은 양극으로 전자를 이동시키는 것이며(양극의 전압 차이만큼 전기를 발생), 충전이란 전자를 다시 양극에서 음극으로 이동시키는 것으로 이때 양극 물질은 전자와 리튬 이온을 받아들여 원래의 금속 산화물로 복귀하게 된다. 즉, 이차전지는 충전될 때 금속 원자가 분리막을 통하여 양극에서 음극으로 이동함에 따라 충전 전류가 흐르게 되고, 반대로 방전될 때 금속 원자는 음극에서 양극으로 이동하며 방전 전류가 흐르게 된다.
이러한 이차전지는 IT제품, 자동차분야 및 에너지 저장분야 등에서 널리 사용됨으로써 각광받는 에너지원으로 주목 받고 있다. 이러한 이차전지에 대하여, IT제품 분야에서는 이차전지의 장시간 연속사용과, 소형화 및 경량화 등이 요구되고 있으며, 자동차 분야에서는 고출력, 내구성 및 폭발위험을 해소하기 위한 안정성 등이 요구되고 있다. 에너지 저장분야는, 풍력, 태양광 발전 등으로 생산한 잉여전력을 저장하는 것으로, 이차 전지가 고정형으로 사용됨에 따라 보다 완화된 조건의 이차전지를 적용할 수 있다.
이러한 이차전지 중 리튬 이차전지는 1970년대 초부터 연구개발이 진행되었고, 1990년 리튬 금속 대신 탄소를 음극으로 이용한 리튬 이온전지가 개발되면서 실용화되었다. 리튬 이차전지는, 500회 이상의 사이클 수명과 1 내지 2시간의 짧은 충전 시간을 특징으로 하여, 이차전지 중 가장 판매 신장률이 높고 니켈-수소 전지에 비해서 30 내지 40% 정도 가벼워 경량화가 가능하다. 또한, 리튬 이차전지는 현존하는 이차전지 중 단위전지 당 전압(3.0 내지 3.7 V)이 가장 높고 에너지 밀도가 우수하여, 이동 기기에 최적화된 특성을 가질 수 있다.
이러한 리튬 이차전지는 일반적으로 전해액의 종류에 따라 액체 전해질 전지, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머전지라 한다. 또한, 리튬 이차전지의 외장재는 여러가지 종류로 형성될 수 있고, 대표적인 외장재의 종류는 원통형(Cylindrical), 각형(Prismatic), 파우치(Pouch) 등이 있다.
상기 리튬 이차전지의 외장재 내부에는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막(세퍼레이터, Separator)로 구성된 전극 조립체가 구비된다. 이러한 전극 조립체는 그것의 구조에 따라 크게 젤리-롤형(권취형), 스택형(적층형) 등으로 구분된다.
또한, 최근에는 젤리-롤형 전극 조립체와 스택형 전극 조립체의 문제점을 개선하기 위하여, 일정한 단위 크기의 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell) 또는 양극/(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 구조의 바이셀(bicell)을 긴 길이의 연속적인 분리막 스트립을 이용하여 적층한 스택/폴딩형 전극 조립체가 개발되었다.
이러한 종래의 스택/폴딩형 전극 조립체 제조 방법은, 풀셀들 또는 바이셀들을 분리막 스트립에 배열하는 규칙이 복잡할 뿐만 아니라, 전극 조립체에 포함된 풀셀들 또는 바이셀들 전부가 분리막 스트립에 미리 배열된 상태에서 분리막 스트립을 권취하므로 분리막 스트립의 권취 과정이 매우 까다로울 수밖에 없다. 따라서, 종래의 스택/폴딩형 전극 조립체 제조 방법은, 자동화가 어려우므로, 전극 조립체의 제조에 많은 시간이 소요되어 생산성이 떨어진다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 스택/폴딩형 전극 조립체 제조 방법은, 작업상의 부주의나 오류가 발생하기 용이하여 전극 조립체 및 전극 조립체를 이용해 제조한 이차 전지의 성능이 저하될 우려가 크다는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동화가 용이하고 제조 공정이 단순화 되도록 구조를 개선한 전극 조립체 제조 장치 및 방법과, 이를 이용해 제조한 전극 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치는, 분리막 스트립의 일측이 권취된 제1 롤, 및 상기 분리막 스트립의 타측이 권취된 제2 롤을 구비하며, 상기 제1 롤과 상기 제2 롤은 각각 상기 분리막 스트립을 권출하여 상기 제1 롤과 상기 제2 롤 사이에 위치하는 상기 분리막 스트립의 코어부 쪽을 향해 공급하는 분리막 공급 유닛; 상기 분리막 스트립을 상기 코어부를 중심으로 권취하여, 상기 코어부를 적어도 포함하며 상기 코어부를 중심으로 나선형으로 폴딩된 분리막 나선체를 형성하는 분리막 폴딩 유닛; 제1 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 일면에 적층하는 제1 전극 적층 유닛; 및 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 타면에 적층하는 제2 전극 적층 유닛을 포함하며; 상기 분리막 폴딩 유닛은, 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재가 상기 분리막 나선체에 새로 적층될 때마다 새로 적층된 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 상기 분리막 스트립으로 감싸줄 수 있도록 상기 분리막 스트립을 권취하여 상기 코어부를 미리 정해진 일 방향으로 회전시켜, 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재가 상기 분리막 나선체의 각 층들 사이에 개재된 전극 조립체를 형성한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 전극 조립체 제조 방법은, (a) 스트립 형상을 갖도록 길게 연장된 분리막 스트립을 나선형으로 폴딩되도록 상기 분리막 스트립의 일측과 타측 사이에 마련된 코어부를 중심으로 권취하여, 상기 코어부를 최소 단위로 하여 나선층이 단계적으로 증가되는 분리막 나선체를 형성함과 함께, 상기 분리막 나선체의 각 층들 사이에 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 교번적으로 개재시켜 전극 조립체를 구성하는 단계를 포함하며, 상기 (a) 단계는, (a1) 상기 제1 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 일면에 적층하고, 상기 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 타면에 적층하는 단계; 및 (a2) 상기 분리막 스트립을 나선형으로 폴딩되도록 상기 코어부를 중심으로 권취하여, 상기 (a1) 단계에서 적층된 제1 및 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체 새로 권취된 분리막 스트립으로 감싸주는 단계를 포함하며; 상기 (a1) 및 (a2) 단계는, 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재가 미리 정해진 개수만큼 적층될 때까지 반복적으로 수행한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 전극 조립체는, 코어부와, 일단이 상기 코어부의 일측 단부와 연결되며, 상기 코어부를 중심으로 나선형으로 폴딩된 제1 나선부와, 일단이 상기 코어부의 일측 단부와 반대되는 상기 코어부의 타측 단부와 연결되며, 상기 코어부를 중심으로 나선형으로 폴딩된 제2 나선부를 구비하는 분리막 나선체; 및 서로 반대 극성을 갖고, 상기 분리막 나선체에 의해 서로 이격되도록 상기 분리막 나선체의 서로 인접한 나선층들 사이에 교번적으로 개재되는 적어도 하나의 제1 전극 부재들과 적어도 하나의 제2 전극 부재들을 포함한다.
본 발명에 따른 전극 조립체 제조 장치 및 방법과, 이를 이용해 제조한 전극 조립체는 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 본 발명은, 분리막 스트립의 코어부에 대응하는 고정된 위치에서 분리막 스트립의 권취 및 폴딩 작업을 수행할 수 있으므로, 전극 조립체에 포함된 전극 부재들 전부가 미리 정해진 간격으로 미리 배열된 분리막 스트립을 분리막 스트립의 일단에서 타단 쪽으로 이동하면서 순차적으로 말아주어야 하는 종래의 스택/폴딩형 전극 조립체의 제조 방법이 비해, 전극 조립체의 제조에 소요되는 시간이 절감되며, 전극 조립체의 제조 공정의 자동화가 용이하고, 작업상의 오류나 부주의 등으로 인한 전극 조립체 및 전극 조립체를 이용해 제조한 이차전지의 품질 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.
둘째, 본 발명은, 코어부를 중심으로 양 방향에서 공급된 분리막 스트립을 동시에 권취하여 전극 조립체를 제조할 수 있으므로, 전극 조립체의 제조에 소요되는 시간을 더욱 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치의 정면도.
도 2는 도 1에 도시된 전극 조립체 제조 장치의 측면도.
도 3은 도 1에 도시된 제2 롤의 정면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 분리막 폴딩 유닛의 정면도.
도 5는 도 4에 도시된 분리막 폴딩 유닛의 평면도.
도 6은 도 4에 도시된 분리막 폴딩 유닛이 분리막 스트립을 나선형으로 폴딩하는 양상을 나타내는 도면.
도 7은 일 양상에 따른 제1 전극 부재의 평면도.
도 8은 일 양상에 따른 제2 전극 부재의 평면도.
도 9는 도 7 및 도 8에 도시된 전극 부재들을 이용해 제조한 일 양상에 따른 전극 조립체의 사시도.
도 10 내지 도 12는 도 7 및 도 8에 도시된 전극 부재들의 적층 방법을 설명하기 위한 도면들.
도 13은 다른 양상에 따른 제1 전극 부재의 평면도.
도 14는 다른 양상에 따른 제2 전극 부재의 평면도.
도 15는 도 13 및 도 14에 도시된 전극 부재들을 이용해 제조한 다른 양상에 따른 전극 조립체의 사시도.
도 16은 도 1에 도시된 전극 조립체 제조 장치의 평면도.
도 17은 도 16에 도시된 제1 전극 공급 유닛과 제1 전극 적층 유닛의 평면도.
도 18은 도 17에 도시된 제1 전극 공급 유닛과 제1 전극 적층 유닛의 정면도.
도 19는 도 16에 도시된 제1 전극 적층 유닛과 제2 전극 적층 유닛이 분리막 나선체에 전극 부재들을 적층하는 양상을 나타내는 도면.
도 20은 도 1에 도시된 전극 조립체 제조 장치에 의해 분리막 스트립의 권취와 전극 부재들의 적층이 완료된 전극 조립체의 사시도.
도 21은 커팅 유닛과 조립체 이송 유닛의 위치 관계를 나타내는 도 1에 도시된 전극 조립체 제조 장치의 측면도.
도 22는 도 21에 도시된 커팅 유닛을 이용해 분리막 나선체와 분리막 스트립의 연결점을 커팅하는 양상을 나타내는 도면.
도 23은 도 21에 도시된 커팅 유닛에 의해 분리막 스트립으로부터 분리된 전극 조립체의 사시도.
도 24는 도 21에 도시된 조립체 이송 유닛의 구동 양상을 나타내는 도면.
도 25는 도 21에 도시된 테이핑 유닛에 의해 분리막 나선체가 고정된 전극 조립체의 사시도.
도 26은 도 25에 도시된 전극 조립체의 Ⅰ-Ⅰ' 단면도.
도 27은 도 1에 도시된 전극 조립체 제조 장치를 이용한 전극 조립체 제조 방법을 설명하기 위한 순서도.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치의 정면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 전극 조립체 제조 장치의 측면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전극 조립체 제조 장치(1)(이하, '전극 조립체 제조 장치(1)'라고 함)는, 분리막 스트립(F), 제1 전극 부재(E1) 및 제2 전극 부재(E2)를 미리 정해진 순서로 적층하여 스택/폴딩형 전극 조립체를 제조하기 위한 전극 조립체 제조 장치에 관한 것이다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 이러한 전극 조립체 제조 장치(1)는, 분리막 스트립(F)을 공급하는 분리막 공급 유닛(10); 분리막 공급 유닛(10)으로부터 공급된 분리막 스트립(F)을 그 코어부(C)를 중심으로 권취하여 나선형으로 폴딩된 분리막 나선체(H)를 형성하는 분리막 폴딩 유닛(20); 제1 전극 부재(E1)를 공급하는 제1 전극 공급 유닛(30); 제1 전극 공급 유닛(30)으로부터 공급된 제1 전극 부재(E1)를 분리막 나선체(H)의 일면에 적층하는 제1 전극 적층 유닛(40); 제2 전극 부재(E2)를 공급하는 제2 전극 공급 유닛(50); 및 제2 전극 공급 유닛(50)으로부터 공급된 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)의 타면에 적층하는 제2 전극 적층 유닛(60);을 포함한다.
먼저, 분리막 공급 유닛(10)은, 전극 조립체(A)를 제조하기 위한 분리막 스트립(F)을 공급하는 장치이다.
분리막 공급 유닛(10)은, 분리막 스트립(F)의 일측이 미리 권취된 제1 롤(11)과, 분리막 스트립(F)의 타측이 미리 권취된 제2 롤(12)을 구비한다. 분리막 스트립(F)의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 분리막의 제조에 통상적으로 사용되는 재질로 구성될 수 있다.
제1 롤(11)과 제2 롤(12)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 그 사이에 분리막 스트립(F)의 코어부(C)가 위치하도록 미리 정해진 거리만큼 서로 이격되어 설치된다. 분리막 스트립(F)의 코어부(C)란, 분리막 스트립(F)을 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)가 개재된 상태로 권취하기 위한 권취 코어를 말하며, 분리막 스트립(F)의 일측과 타측 사이의 중간부에 마련된다. 코어부(C)의 일측 단부는 제1 롤(11)에 권취된 분리막 스트립(F)의 일측과 연결되고, 코어부(C)의 타측 단부는 제2 롤(12)에 권취된 분리막 스트립(F)의 타측과 연결된다.
제1 롤(11)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 분리막 스트립(F)의 일측이 롤 형태로 권취된다. 이러한 제1 롤(11)은, 전극 조립체(A)의 제조 양상에 따라 미리 정해진 길이의 분리막 스트립(F)을 단계적으로 권출하여 코어부(C)를 향해 공급할 수 있다.
제1 롤(11)과 코어부(C) 사이에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 제1 종동 롤러(10a)와 제1 댄싱 롤러(10b)가 각각 설치될 수 있다. 제1 종동 롤러(10a)는 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)이 안착되도록 설치되며, 분리막 스트립(F)을 코어부(C)로 안내할 수 있다. 제1 댄싱 롤러(10b)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 경로를 따라 왕복 이동되어 분리막 스트립(F1)에 작용하는 장력을 조절함과 동시에 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)을 임시적으로 저장해 두었다가 코어부(C)에 전달할 수 있다.
그런데, 제1 롤(11)이 분리막 스트립(F)의 사행 기타 원인에 의해 분리막 스트립(F)을 코어부(C)에 일정하게 공급하지 못하면 이차전지의 품질에 악 영향을 주게 된다. 이를 해결하기 위하여, 분리막 공급 유닛(10)은, 제1 롤(11)의 미리 정해진 위치에 기준 레이저를 조사 가능한 기준 레이저 헤드(13)와, 분리막 스트립(F)의 사행을 감지한 카메라(14)를 더 구비할 수 있다.
기준 레이저 헤드(13)로부터 방출된 기준 레이저는 제1 롤(11)의 미리 정해진 위치에 항상 조사되므로, 이러한 기준 레이저와 제1 롤(11)에 권취된 분리막 스트립(F)의 위치를 비교하여 분리막 스트립(F)이 미리 정해진 위치에 권취되었는지 여부를 확인할 수 있다. 따라서, 분리막 스트립(F)이 미리 정해진 위치에 권취되지 못한 경우에는, 분리막 스트립(F)의 위치를 기준 레이저를 이용해 미리 정해진 위치로 조절할 수 있다.
카메라(14)는 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)을 촬영 가능하게 설치되며, 이러한 카메라(14)를 이용해 촬영한 분리막 스트립(F)의 이미지를 이용해 분리막 스트립(F)의 사행을 감지할 수 있다. 따라서, 분리막 스트립(F)의 사행이 발생한 경우에는, 분리막 스트립(F)의 경로를 사행 각도만큼 보상하여 사행으로 인한 이차전지의 품질 저하를 방지할 수 있다.
제2 롤(12)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전술한 분리막 스트립(F)의 일측과 반대되는 분리막 스트립(F)의 타측이 권취된다. 제2 롤(12)은, 전극 조립체(A)의 제조 양상에 따라 미리 정해진 길이의 분리막 스트립(F)을 단계적으로 권출하여 코어부(C)를 향해 공급할 수 있다.
제2 롤(12)과 코어부(C) 사이에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 제2 종동 롤러(10c)와 제2 댄싱 롤러(10d)가 각각 설치될 수 있다. 제2 종동 롤(10c)는 제2 롤(12)로부터 공급된 분리막 스트립(F2)이 안착되도록 설치되며, 분리막 스트립(F)을 코어부(C)로 안내할 수 있다. 제2 댄싱 롤러(10d)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 경로를 따라 왕복 이동되어 분리막 스트립(F)에 작용하는 장력을 조절함과 동시에 제2 롤(12)로부터 공급된 분리막 스트립(F2)을 임시적으로 저장해 두었다가 코어부(C)에 전달할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 제2 롤의 정면도이다.
전술한 바와 같이, 제1 롤(11)에는 분리막 스트립(F)의 일측이 권취되고 제2 롤(12)에는 분리막 스트립(F)의 타측이 권측된다. 그런데, 통상적으로 길이 방향을 따라 길게 연장된 스트립 형상을 갖는 원단은 일단이 자유단 상태로 놓이도록 권취롤에 권취되어 롤 형태로 보관된다. 예를 들어, 분리막 스트립(F)은 타측이 자유단 상태로 놓이도록 일측이 제1 롤(11)에 롤 형태로 미리 권취되어 보관되며, 자유단 상태로 놓인 분리막 스트립(F)의 타측은 전극 조립체(A)의 제조 시에 비로서 제2 롤(12)에 권취될 수 있다.
이를 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 롤(12)은, 분리막 스트립(F)의 타측 단부를 파지하거나 파지 해제 가능한 권취 지그(12a)와, 권취 지그(12a)를 제2 롤(12)의 내부로 인입하거나 제2 롤(12)의 외부로 인출할 수 있도록 왕복 이송 가능한 제1 이송 부재(12b)를 가질 수 있다.
권취 지그(12a)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 분리막 스트립(F)의 타측 단부를 파지하거나 파지 해제 가능한 집게 형태를 가질 수 있다. 이러한 권취 지그(12a)는, 제2 롤(12)의 개구부(미도시)를 통해 출입 가능하도록 미리 정해진 크기를 갖는다.
제1 이송 부재(12b)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더 로드(12c)의 단부에 권취 지그(12a)가 고정된 실린더로 구성될 수 있다. 이러한 제1 이송 부재(12b)는, 실린더 로드(12c)를 왕복 이송하여 권취 지그(12a)를 제2 롤(12)의 내외부로 출입시킬 수 있다.
제2 롤(12)은, 권취 지그(12a)가 제1 롤(11)과 제2 롤(12) 사이에 자유단 상태로 놓인 분리막 스트립(F)의 타측 단부를 파지한 후 제2 롤(12)의 내부로 진입한 상태에서 미리 정해진 일 방향으로 회전 구동되어, 분리막 스트립(F)의 타측을 그 둘레면에 권취할 수 있다. 또한, 제2 롤(12)은, 분리막 스트립(F)의 공급 시에는 상기 일 방향의 반대 방향으로 회전 구동되어, 분리막 스트립(F)을 권출하여 코어부(C)를 향해 공급할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 분리막 폴딩 유닛의 정면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 분리막 폴딩 유닛의 평면도이며, 도 6은 도 4에 도시된 분리막 폴딩 유닛이 분리막 스트립을 나선형으로 폴딩하는 양상을 나타내는 도면이다.
다음으로, 분리막 폴딩 유닛(20)은, 분리막 공급 유닛(10)으로부터 공급된 분리막 스트립(F)을 코어부(C)를 중심으로 권취하기 위한 장치이다.
전극 조립체 제조 장치(1)는, 분리막 스트립(F)을 나선형으로 폴딩하여 분리막 나선체(H)를 형성하고 이러한 분리막 나선체(H)의 각 층들 사이에 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 개재시켜 전극 조립체(A)를 제조한다. 이를 위하여, 분리막 폴딩 유닛(20)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 코어부(C)에 대응하도록 제1 롤(11)과 제2 롤(12) 사이에 설치되어, 분리막 스트립(F)을 코어부(C)를 중심으로 권취하여, 코어부(C)를 적어도 포함하며 코어부(C)를 중심으로 나선형으로 폴딩된 분리막 나선체(H)를 형성한다.
이러한 분리막 폴딩 유닛(20)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 분리막 나선체(H) 및 분리막 나선체(H)의 외면에 새로 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 함께 파지하거나 파지 해제 가능한 폴딩 지그(22)와, 폴딩 지그(22)와 축 결합되어, 폴딩 지그(22)를 회전시키는 회전 부재(24)와, 폴딩 지그(22)를 분리막 나선체(H)와 가까워지거나 분리막 나선체(H)로부터 멀어지도록 왕복 이송 가능한 제2 이송 부재(26)를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 새로 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)란, 분리막 스트립(F)에 의해 아직 감싸지지 못한 채 코어부(C) 또는 분리막 나선체(H)의 외면에 적층된 상태인 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 말한다.
분리막 스트립(F)을 코어부(C)를 중심으로 안정적으로 권취하기 위해서는 코어부(C), 분리막 나선체(H), 전극 부재들(F1, F2) 등의 양측 단부를 파지한 상태에서 분리막 스트립(F)을 권취하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 폴딩 지그(22)와, 회전 부재(24)와, 제2 이송 부재(26)는 각각 코어부(C), 분리막 나선체(H) 및 전극 부재(F1, F2) 등이 그 사이에 위치하도록 한 쌍이 마련된다.
폴딩 지그(22)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 분리막 나선체(H)의 일단 및 상기 새로 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)의 일단을 파지하거나 파지 해제 가능한 집게(22a)를 가질 수 있다. 바람직하게, 폴딩 지그(22)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 분리막 나선체(H)의 일단의 상단부와 하단부 및 상기 새로 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)의 일단의 상단부와 하단부를 각각 파지하거나 파지 해제할 수 있도록 한 쌍의 집게(22a)를 가질 수 있다.
회전 부재(24)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 모터로 구성되며, 폴딩 지그(22)의 회전축과 축 결합될 수 있다. 이러한 회전 부재(24)는, 폴딩 지그(22)를 회전축을 중심으로 회전시켜, 폴딩 지그(22)에 파지된 분리막 나선체(H)의 및 상기 새로 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 함께 회전시킬 수 있다.
제2 이송 부재(26)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 분리막 나선체(H)의 하측을 가로지르도록 마련되는 리니어 레일(26a)과, 리니어 레일(26a)에 이동 가능하게 결합되며, 분리막 나선체(H)와 가까워지거나 분리막 나선체(H)로부터 멀어지도록 왕복 이동 가능한 리니어 모터(26b)를 가질 수 있다. 특히, 리니어 모터(26b)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전 부재(24)와 결합되어, 리니어 레일(26a)을 따라 왕복 이동하면서 회전 부재(24)와 폴딩 지그(22)를 분리막 나선체(H)와 가까워지거나 분리막 나선체(H)로부터 멀어지도록 왕복 이송할 수 있다.
이하에서는, 도 6을 참조하여, 분리막 스트립(F), 제1 전극 부재(E1) 및 제2 전극 부재(E2)를 적층하여 전극 조립체(A)를 형성하는 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 제1 전극 적층 유닛(40)은 제1 전극 부재(E1)를 코어부(C)의 일면에 가압 접촉시켜 적층하고, 제2 전극 적층 유닛(60)은 제2 전극 부재(E2)를 코어부(C)의 타면에 가압 접촉시켜 적층한다.
다음으로, 제2 이송 부재(26)는 폴딩 지그(22)가 코어부(C)에 이르도록 회전 부재(24)와 폴딩 지그(22)를 코어부(C) 쪽으로 이송하고, 코어부(C)에 이른 폴딩 지그(22)는 코어부(C) 및 코어부(C)에 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 함께 파지한다.
이후에, 제1 전극 적층 유닛(40)은 코어부(C)의 일면에 적층된 제1 전극 부재(E1)에 대한 가압 접촉을 해제하고, 제2 전극 전극 유닛은 코어부(C)의 타면에 적층된 제2 전극 부재(E2)에 대한 가압 접촉을 해제한다.
다음으로, 회전 부재(24)는 폴딩 지그(22)를 미리 정해진 일 방향으로 반전 회전시켜, 폴딩 지그(22)에 파지된 코어부(C) 및 코어부(C)에 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 상기 일 방향으로 반전 회전시킨다. 이와 동시에 제1 댄싱 롤러(10b)는 미리 정해진 경로를 따라 이동하여 임시적으로 저장해 둔 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)을 코어부(C)를 향해 공급하고 또한 제2 댄싱 롤러(10d)는 미리 정해진 경로를 따라 이동하여 임시적으로 저장해 둔 제2 롤(12)로부터 공급된 분리막 스트립(F2)을 코어부(C)를 향해 공급한다.
그러면, 제1 롤(11) 쪽에서 공급된 분리막 스트립(F1)은, 코어부(C)가 반전 회전될 때 작용하는 장력에 의해 코어부(C)의 일측 단부 쪽으로 끌어 당겨져 코어부(C)를 중심으로 권취됨으로써 제1 전극 부재(E1)를 감싸도록 폴딩된다. 또한, 제2 롤(12) 쪽에서 공급된 분리막 스트립(F2)은, 코어부(C)가 반전 회전될 때 작용하는 장력에 의해 코어부(C)의 타측 단부 쪽으로 끌어 당겨져 코어부(C)를 중심으로 권취됨으로써 제2 전극 부재(E2)를 감싸도록 폴딩된다.
이러한 과정에 의해 제1 롤(11)과 제2 롤(12) 사이 영역에는, 코어부(C), 코어부(C)의 일측 단부와 연결되며 나선형으로 폴딩된 제1 나선부(H1), 및 코어부(C)의 타측 단부와 연결되며 나선형으로 폴딩된 제2 나선부(H2)를 갖는 분리막 나선체(H)가 형성된다. 이러한 분리막 나선체(H)는, 코어부(C)를 최소 단위로 하며, 코어부(C) 또는 분리막 나선체(H)가 1회 반전 회전될 때마다 코어부(C) 또는 분리막 나선체(H)에 새로 권취된 분리막 스트립(F)에 의해 그 층수가 1층씩 증가된다. 즉, 제1 나선부(H1)와 제2 나선부(H2)는, 코어부(C) 또는 분리막 나선체(H)가 1회 반전 회전될 때마다 그 나선층 수가 1층씩 증가되는 것이다. 이러한 제1 나선부(H1)와 제2 나선부(H2)는, 코어부(C)를 중심으로 동일한 나선 방향을 따라 서로 평행하게 연장되며 적어도 일부 구간이 서로 대면하는 이중 나선 구조를 형성한다.
이후에, 제1 전극 적층 유닛(40)은 새로운 제1 전극 부재(E1)를 분리막 나선체(H)의 일면 즉, 제2 나선부(H2)의 최외측면에 가압 접촉시켜 적층하고, 제2 전극 적층 유닛(60)은 새로운 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)의 타면 즉, 제1 나선부(H1)의 최외측면에 가압 접촉시켜 적층한다.
다음으로, 폴딩 지그(22)는 이전에 파지해 둔 코어부(C) 및 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 파지 해제하고, 제2 이송 부재(26)는 회전 부재(24)와 폴딩 지그(22)를 분리막 나선체(H)로부터 멀어지도록 함께 이송한다.
이처럼 폴딩 지그(22)가 코어부(C) 및 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 파지 해제할 경우에, 분리막 나선체(H), 제1 전극 부재(E1) 및 제2 전극 부재(E2)의 적층 상태는 제1 전극 적층 유닛(40)과 제2 전극 적층 유닛(60)으로부터 인가된 가압력과 분리막 나선체(H)에 작용하는 장력에 의해 여전히 유지된다.
이후에, 회전 부재(24)는 폴딩 지그(22)를 상기 일 방향 또는 상기 일 방향과 반대되는 반대 방향으로 반전 회전시켜, 폴딩 지그(22)를 원 상태로 본원시킨다.
이는, 폴딩 지그(22)에 구비된 집게(22a)의 한 쌍의 다리들 중 어느 하나는 항상 제1 전극 부재(E1)하고만 접촉시키고 또한 다른 하나는 항상 제2 전극 부재(E2)하고만 접촉시켜, 집게(22a)의 다리에 묻은 어느 종류의 전극 부재의 파티클이 다른 종류의 전극 부재에 옮겨 묻는 것을 방지하기 위함이다.
다음으로, 제2 이송 부재(26)는, 폴딩 지그(22)가 분리막 나선체(H)에 이르도록 회전 부재(24)와 폴딩 지그(22)를 분리막 나선체(H) 쪽으로 이송한다. 또한, 분리막 나선체(H)에 이른 폴딩 지그(22)는, 이전에 적층한 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 감싸도록 폴딩된 분리막 나선체(H) 및 이러한 분리막 나선체(H)에 새로 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 함께 파지한다.
이후에, 회전 부재(24)는 폴딩 지그(22)를 상기 일 방향으로 반전 회전시켜, 분리막 나선체(H) 및 분리막 나선체(H)에 새로 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 상기 일 방향으로 함께 반전 회전시킨다. 이와 동시에 제1 댄싱 롤러(10b)는, 미리 정해진 경로를 따라 이동하여, 임시적으로 저장해 둔 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)을 코어부(C)를 향해 공급하고 또한 제2 댄싱 롤러(10d)는, 미리 정해진 경로를 따라 이동하여, 임시적으로 저장해 둔 제2 롤(12)로부터 공급된 분리막 스트립(F2)을 코어부(C)를 향해 공급한다.
그러면, 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)은, 분리막 나선체(H)가 반전 회전될 때 작용하는 장력에 의해 분리막 나선체(H)의 일측 단부 쪽으로 끌어 당겨져 코어부(C)를 중심으로 분리막 나선체(H)에 새로 권취됨으로써 상기 새로 적층된 제2 전극 부재(E2)를 감싸도록 폴딩된다. 또한, 제2 롤(12)로부터 공급된 분리막 스트립(F2)은, 분리막 나선체(H)가 반전 회전될 때 작용하는 장력에 의해 분리막 나선체(C)의 타측 단부 쪽으로 끌어 당겨져 코어부(C)를 중심으로 분리막 나선체(H)에 새로 권취됨으로써 상기 새로 적층된 제1 전극 부재(E1)를 감싸도록 폴딩된다.
이처럼 분리막 폴딩 유닛(20)은, 코어부(C)를 적어도 포함하는 분리막 나선체(H)의 외면에 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)가 새로 적층될 때마다 새로 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 분리막 스트립(F)으로 감싸줄 수 있도록 분리막 스트립(F)을 코어부(C)를 중심으로 권취할 수 있다. 그러면, 제1 전극 부재들(E1)과 제2 전극 부재들(E2)은, 코어부(C)와 가장 인접한 제1 나선부(H1)의 최하층과 코어부(C) 사이, 코어부(C)와 가장 인접한 제2 나선부(H2)의 최하층과 코어부(C) 사이, 및 서로 인접하는 제1 나선부(H1)의 어느 한 층과 제2 나선부(H2)의 어느 한 층 사이에 교번적으로 개재된다. 이를 통해 분리막 폴딩 유닛(20)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)가 분리막 나선체(H)의 각 층들 사이에 교번적으로 개재된 전극 조립체(A)를 형성할 수 있다.
한편, 분리막 나선체(H)는 분리막 스트립(F)이 코어부(C)를 중심으로 권취되어 형성되고 또한 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)는 이러한 분리막 나선체(H)의 각 층들 사이에 교번적으로 개재되므로, 전극 조립체(A)의 단면적은 분리막 스트립(F)의 누적 권취 길이와 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)의 누적 적층 개수에 대응하여 단계적으로 증가된다. 이로 인해, 분리막 나선체(H)에 새로 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)에 새로 권취되는 분리막 스트립(F)으로 감싸주는데 필요한 분리막 스트립(F)의 공급 길이는, 분리막 스트립(F)의 누적 권취 길이와 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)의 누적 전극 개수에 대응하여 단계적으로 증가한다. 따라서, 제1 롤(11)과 제2 롤(12)은 각각, 분리막 스트립(F)의 누적 권취 길이와 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)의 누적 적층 개수에 따른 전극 조립체(A)의 단면적의 증가분에 대응하여, 분리막 스트립(F)의 공급 길이를 단계적으로 증가시킨다.
한편, 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)의 총 적층 개수는, 특별히 한정되지 않으며, 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)의 두께, 이차전지의 용량, 등 미리 정해진 공정 조건에 따라 결정될 수 있다. 이처럼 제1 전극 부재(E1)가 제2 전극 부재(E2)의 적층 개수가 결정되면, 전극 조립체(A)를 형성하는데 필요한 분리막 스트립(F)의 총 권취 길이는 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)의 총 적층 개수에 대응하여 결정된다.
그런데, 분리막 나선체(H)의 제1 나선부(H1)는 제1 롤(11)에 권취된 분리막 스트립(F)의 일측과 연결되고 또한 분리막 나선체(H)의 제2 나선부(H2)는 제2 롤(12)에 권취된 분리막 스트립(F)의 타측과 연결된다. 따라서, 분리막 스트립(F)을 전술한 총 권취 길이만큼 공급한 후에는 제1 나선부(H1) 및 제2 나선부(H2)와, 분리막 나선체(H)에 권취되지 않은 잔여 분리막 스트립(F) 사이의 연결을 어떻게 차단할지가 문제된다.
이를 해결하기 위하여, 제2 롤(12)에는, 마지막 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)가 분리막 나선체(H)에 적층한 후 분리막 스트립(F)을 분리막 나선체(H)에 마직막으로 권취할 때 제1 나선부(H1)가 제2 나선부(H2)에 비해 상대적으로 길게 연장되어 제2 나선부(H2)의 단부를 덮을 수 있도록 분리막 스트립(F)의 타측이 미리 정해진 권취 길이만큼 권취된다. 즉, 제2 롤(12)에는, 마지막 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)가 분리막 나선체(H)에 적층되어 분리막 폴딩 유닛(20)이 분리막 나선체(H), 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 함께 파지한 후 반전 회전 시킬 때 제1 나선부(H1)가 제2 나선부(H2)의 단부를 덮을 수 있도록 분리막 스트립(F)의 타측이 미리 정해진 권취 길이만큼 권취되는 것이다.
또한, 제2 롤(12)의 권취 지그(12a)는, 분리막 스트립(F)의 타측 단부가 분리막 나선체(H)에 코어부(C)를 중심으로 권취되어 제2 나선부(H2)의 단부를 이루도록 미리 정해진 시기에 분리막 스트립(F)의 타측 단부를 파지 해제한다. 그러면, 권취 지그(12a)로부터 파지 해제되어 자유단 상태가 된 분리막 스트립(F)의 타측 단부는 자연스럽게 분리막 나선체(H)에 코어부(C)를 중심으로 권취되어 제2 나선부(H2)의 단부를 이루게 된다.
또한, 제1 롤(11)에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 나선부(H1)가 제2 나선부(H2)의 단부를 완전히 덮을 수 있도록 제2 롤(12)에 비해 상대적으로 긴 길이의 분리막 스트립(F)이 권취된다. 한편, 분리막 나선체(H)에 권취되지 않는 잔여 분리막 스트립(F1)과 연결된 제1 나선부(H1)의 단부는 후술할 커팅 유닛(70)을 이용해 커팅할 수 있다.
이처럼 분리막 폴딩 유닛(20)은, 양 방향에서 코어부(C)를 향해 공급되는 분리막 스트립(F)을 분리막 나선체(H)에 코어부(C)를 중심으로 권취함으로써, 분리막 스트립(F)이 코어부(C)를 중심으로 나선형으로 폴딩된 이중 나선 구조의 분리막 나선체(H)를 형성할 수 있다. 또한, 분리막 폴딩 유닛(20)은, 전술한 분리막 나선체(H)의 양면에 각각 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)가 새로 적층될 때마다 분리막 스트립(F)을 새로 권취하여, 상기 새로 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 상기 새로 권취된 분리막 스트립(F)으로 감싸줄 수 있다.
이러한 분리막 폴딩 유닛(20)을 이용하면, 분리막 스트립(F)의 권취 및 폴딩 작업과 전극 부재들(E1, E2)의 적층 작업을 미리 정해진 코어부(C)와 대응하는 위치에서 함께 수행할 수 있다. 즉, 코어부(C)에 대응하는 고정된 위치에서 분리막 스트립(F)의 권취 및 폴딩 작업을 함께 수행할 수 있는 것이다. 따라서, 전극 조립체 제조 장치(1)는, 풀셀들 또는 바이셀들이 미리 정해진 간격으로 배열된 분리막 스트립을 분리막 스트립의 일단에서 타단 쪽으로 이동하면서 순차적으로 말아주어야 하는 종래의 스택/폴딩형 전극 조립체의 제조 방법에 비해, 전극 조립체(A)의 제조에 소요되는 시간이 절감되며, 전극 조립체(A)의 제조 공정의 자동화가 용이하고, 작업상의 오류나 부주의 등으로 인한 이차전지의 품질 저하를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 전극 조립체 제조 장치(1)는, 코어부(C)를 중심으로 양 방향에서 공급된 분리막 스트립(F)을 동시에 권취하여 전극 조립체(A)를 제조할 수 있으므로, 전극 조립체(A)의 제조에 소요되는 시간을 더욱 절감할 수 있다.
도 7은 일 양상에 따른 제1 전극 부재의 평면도이며, 도 8은 일 양상에 따른 제2 전극 부재의 평면도이고, 도 9는 도 7 및 도 8에 도시된 전극 부재들을 이용해 제조한 일 양상에 따른 전극 조립체의 사시도이며, 도 10 내지 도 12는 도 7 및 도 8에 도시된 전극 부재들의 적층 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
또한, 도 13은 다른 양상에 따른 제1 전극 부재의 평면도이며, 도 14는 다른 양상에 따른 제2 전극 부재의 평면도이며, 도 15는 도 13 및 도 14에 도시된 전극 부재들을 이용해 제조한 다른 양상에 따른 전극 조립체의 사시도이다.
제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)로서 사용 가능한 전극 부재의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 전극 부재(E1)는 미리 정해진 면적을 갖는 단위체인 양극이고, 제2 전극 부재(E2)는 미리 정해진 면적을 갖는 단위체인 음극일 수 있다. 또한, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)에는 양극 탭(E4)이 마련되고, 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)에는 음극 탭(E6)이 마련된다.
전극 탭들(E4, E6)이 마련됨에 따라, 전극 조립체 제조 장치(1)를 이용해 전극 조립체(A)를 제조할 경우에, 제1 전극 적층 유닛(40)은 양극 탭(E4)이 분리막 나선체(H)의 각 층들 사이의 간격을 통해 외부로 돌출되도록 제1 전극 부재(E1)를 분리막 나선체(H)의 일면에 적층하고, 이에 대응하여 제2 전극 적층 유닛(60)은 음극 탭(E6)이 분리막 나선체(H)의 각 층들 사이의 간격을 통해 외부로 돌출되도록 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)의 타면에 적층하여야 한다.
그런데, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 양극 탭(E4)은 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격된 위치에 마련될 수 있고, 음극 탭(E6)은 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격된 위치에 마련될 수 있다.
이러한 전극 부재들(E1, E2)를 이용해 전극 조립체(A)를 제조할 경우에, 도 9에 도시된 바와 같이, 전극 부재들(E1, E2)은 전극 탭들(E4, E6)이 전극 조립체(A)의 서로 동일한 측 단부에 함께 위치하되, 서로 같은 극성을 갖는 전극 탭들(E4, E6)끼리 일렬로 정렬되도록 적층되는 것이 바람직하다. 즉, 제1 전극 부재들(E1)은 양극 탭들(E4)끼리 일렬로 정렬되도록 적층되고, 제2 전극 부재들(E2)은 음극 탭들(E6)끼리 일렬로 정렬되도록 적층되는 바람직하다. 이처럼 전극 부재들(E1, E2)을 정렬하면, 서로 갖는 극성을 갖는 전극 탭들(E4, E6)를 용이하게 전기적으로 연결할 수 있다.
그런데, 전극 조립체 제조 장치(1)는, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 전극 부재들(E1, E2)이 분리막 나선체(H)에 새로 적층될 때마다, 새로 적층된 전극 부재들(E1, E2)을 분리막 나선체(H)에 새로 권취되는 분리막 스트립(F)으로 감싸줄 수 있도록 분리막 나선체(H)와 전극 부재들(E1, E2)을 코어부(C)를 중심으로 반전 회전시킨다. 이로 인해, 전극 부재들(E1, E2)이 반전 회전될 때, 전극 탭들(E4, E6)의 위치는 전극 부재들(E1, E2)의 일측 단부(E3, E5)의 중심부를 기준으로 반전된다. 따라서, 이러한 전극 탭들(E4, E6)의 위치 반전에 대한 고려 없이 전극 부재들(E1, E2)을 단순히 적층하면, 양극 탭들(E4)과 음극 탭들(E6)이 각각 일렬로 정렬되지 못하고 지그재그로 정렬될 우려가 있다.
이를 해결하기 위하여, 전극 조립체 제조 장치(1)는, 적층 부재들(E1, E2)을 적층할 때마다 전극 탭들(E4, E6)의 위치가 교번적으로 바뀌도록 전극 부재들(E1, E2)을 적층한다.
예를 들어, 전극 조립체 제조 장치(1)는, 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 양극 탭(E4)이 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)의 중심부를 기준으로 어느 한쪽으로 편심되도록 배치된 제1 전극 부재(E1)와, 양극 탭(E4)이 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)의 중심부를 기준으로 상기 어느 한쪽과 반대되는 다른 한쪽으로 편심되도록 배치된 제1 전극 부재(E1)를 분리막 나선체(H)에 교번적으로 적층할 수 있다.
예를 들어, 전극 조립체 제조 장치(1)는, 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 음극 탭(E6)이 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)의 중심부를 기준으로 상기 다른 한쪽으로 편심되도록 배치된 제2 전극 부재(E2)와, 음극 탭(E6)이 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)의 중심부를 기준으로 상기 어느 한쪽으로 편심되도록 배치된 제2 전극 부재(E2)를 분사막 나선체(H)에 교번적으로 적층할 수 있다.
이때, 전극 조립체 제조 장치(1)는, 서로 같은 극성을 갖는 전극 탭들(E4, E6)끼리 일렬로 정렬시키기 위하여, 도 10 및 도 12에 도시된 바와 같이, 양극 탭들(E4)과 음극 탭들(E6)의 편심 방향이 서로 반대되도록 전극 부재들(E1, E2)을 적층할 수 있다. 이를 통해, 도 9에 도시된 바와 같이, 양극 탭들(E4)을 전극 조립체(A)의 일측 단부에 일렬로 정렬시킬 수 있고, 음극 탭들(E6)을 전극 조립체(A)의 일측 단부에 일렬로 정렬시킬 수 있다.
한편, 전극 탭들(E4, E6)은 전극 부재들(E1, E2)의 일측 단부(E3, E5)의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격되어 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 전극 탭들(E4', E6')은 전극 부재들(E1', E2')의 일측 단부(E3', E5')의 중심부에 형성될 수도 있다. 그러면, 전극 부재들(E1', E2')이 반전되어도 전극 탭들(E4', E6')의 위치가 일정하게 유지되므로, 전극 탭들(E4', E6')의 위치 반전에 대한 문제는 고려하지 않아도 된다. 이러한 전극 부재들(E1', E2')을 이용해 전극 조립체(A')를 제조할 경우에, 도 15에 도시된 바와 같이, 전극 부재들(E1', E2')은 양극 탭(E4')과 음극 탭(E6')이 각각 분리막 나선체(H)의 각 층들 사이의 간격을 통해 외부로 돌출되되 전극 조립체(A')의 서로 반대 측 단부에 위치하도록 적층되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 양극 탭들(E4')을 전극 조립체(A')의 일측 단부에 일렬로 정렬시킬 수 있고, 음극 탭들(E6')을 전극 조립체(A')의 타측 단부에 일렬로 정렬시킬 수 있다.
도 16은 도 1에 도시된 전극 조립체 제조 장치의 평면도이며, 도 17은 도 16에 도시된 제1 전극 공급 유닛과 제1 전극 적층 유닛의 평면도이다.
또한, 도 18은 도 17에 도시된 제1 전극 공급 유닛과 제1 전극 적층 유닛의 정면도이며, 도 19는 도 16에 도시된 제1 전극 적층 유닛과 제2 전극 적층 유닛이 분리막 나선체에 전극 부재들을 적층하는 양상을 나타내는 도면이다.
전술한 바와 같이, 제1 전극 적층 유닛(40)은 제1 전극 공급 유닛(30)으로부터 공급된 제1 전극 부재(E1)를 분리막 나선체(H)의 일면에 적층하고, 제2 전극 적층 유닛(60)은 제2 전극 공급 유닛(50)으로부터 공급된 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)의 타면에 적층한다. 이를 위하여, 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 전극 공급 유닛(30)과 제1 전극 적층 유닛(40)은, 분리막 나선체(H)의 일면과 대응하도록 전극 조립체 제조 장치(1)의 일측에 설치되고, 제2 전극 공급 유닛(50)과 제2 전극 적층 유닛(60)은, 분리막 나선체(H)의 타면과 대응하도록 전극 조립체 제조 장치(1)의 타측에 설치된다. 또한, 제2 전극 공급 유닛(50) 및 제2 전극 적층 유닛(60)은 각각, 분리막 나선체(H)를 사이에 두고 제1 전극 공급 유닛(30) 및 제1 전극 적층 유닛(40)과 대칭적으로 설치된다는 점과, 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)의 타면에 적층하기 위한 장치들이라는 점을 제외하고는, 제1 전극 공급 유닛(30) 및 제1 전극 적층 유닛(40)과 동일한 구성을 갖는다.
설명의 편의를 위해 이하에서는, 전극 조립체(A)를 제조하는 경우를 예로 들어 전극 공급 유닛들(30, 50)과 전극 적층 유닛들(40, 60)에 대하여 설명하기로 한다. 이러한 전극 공급 유닛들(30, 50)과 전극 적층 유닛들(40, 60)에 대한 설명은, 전술한 전극 조립체(A)와 전극 조립체(A')의 차이점에 대한 내용을 제외하고는 전극 조립체(A')를 제조하는 경우에도 공통적으로 적용될 수 있음은 물론이다.
먼저, 제1 전극 공급 유닛(30)은, 분리막 나선체(H)의 일면에 적층하고자 하는 제1 전극 부재(E1)를 공급하기 위한 장치이다.
제1 전극 공급 유닛(30)은, 도 16에 도시된 바와 같이, 분리막 나선체(H)의 일면으로부터 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 설치된다. 이러한 제1 전극 공급 유닛(30)은, 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 전극 부재(E1)가 적재되는 제1 적재 트레이(32a, 32b)와, 제1 전극 부재(E1)를 제1 적재 트레이(32a, 32b)로부터 제1 전극 적층 유닛(40)에 공급하는 제1 전극 공급기(34)와, 제1 전극 공급기(34)로부터 공급된 제1 전극 부재(E1)를 미리 정해진 배치 양상으로 정렬하여 제1 전극 적층 유닛(40)에 전달하는 제1 전극 정렬기(36)를 구비한다.
여기서, 제1 전극 공급 유닛(30)은 제1 전극 공급기(34)로부터 공급된 제1 전극 부재(E1)가 제1 전극 정렬기(36)를 경유하여 제1 전극 적층 유닛(40)에 전달되도록 구성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 전극 정렬기(36)는 제1 전극 공급기(34)가 제1 전극 적층 유닛(40)에 제1 전극 부재(E1)를 직접 공급할 수 있도록 생략될 수도 있다. 이하에서는, 이러한 제1 전극 정렬기(36)가 구비되는 경우를 예로 들어 제1 전극 공급 유닛(30)에 대해 설명하기로 한다.
제1 적재 트레이(32a, 32b)는, 도 17에 도시된 바와 같이, 단위체인 양극으로 구성된 제1 전극 부재(E1)가 각각 적재되도록 한 쌍이 마련된다. 제1 전극 부재(E1)로서 사용 가능한 양극의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 제1 전극 부재(E1)는 전극 조립체의 제조에 일반적으로 사용되는 양극과 동일한 재질로 구성될 수 있다.
제1 적재 트레이들(32a, 32b)은, 제1 적재 트레이들(32a, 32b)과 분리막 나선체(H) 사이에 제1 전극 정렬기(36)가 위치하도록 설치되되, 제1 전극 공급기(34)의 제1 공급암들(34a, 34b)의 회전 경로에 대응하도록 제1 전극 공급기(34)의 회전축(34c)을 사이에 두고 대칭적으로 설치된다. 바람직하게는, 제1 적재 트레이들(32a, 32b)은, 제1 전극 공급기(34)의 회전축(34c)과 분리막 나선체(H)의 일면의 중심부를 연결한 가상선(미도시)과 제1 적재 트레이들(32a, 32b)의 중심부를 연결한 가상선(미도시)이 서로 수직을 이루도록 설치된다.
도 17에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 제1 적재 트레이(32a, 32b)에는 양극 탭(E4)이 분리막 나선체(H) 쪽을 향하도록 제1 전극 부재(E1)가 적재되며, 다른 하나의 제1 적재 트레이(32a, 32b)에는 양극 탭(E4)이 분리막 나선체(H)의 반대 쪽을 향하도록 제1 전극 부재(E1)가 적재된다. 즉, 제1 적재 트레이들(32a, 32b)에는, 제1 전극 부재(E1)가 좌우 대칭을 이루도록 각각 적재되는 것이다. 그러면, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 적재 트레이들(32a, 32b)은, 양극 탭(E4)이 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)의 중심부를 기준으로 어느 한쪽으로 편심되도록 배치된 제1 전극 부재(E1)와 양극 탭(E4)이 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)의 중심부를 기준으로 다른 한쪽으로 편심되도록 배치된 제1 전극 부재(E1)를 교번적으로 공급할 수 있다. 이를 통해, 양극 탭들(E4)이 일렬로 정렬되도록 제1 전극 부재(E1)를 분리막 나선체(H)에 적층할 수 있다.
제1 전극 공급기(34)는, 도 17에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 각도를 이루도록 일측 단부가 서로 연결되며 상기 일측 단부에 마련된 회전축(34c)을 중심으로 회전되고 제1 적재 트레이들(32a, 32b)에 적재된 제1 전극 부재(E1)를 파지하거나 파지 해제 가능한 한 쌍의 제1 공급암들(34a, 34b)을 구비한다. 제1 전극 공급기(34)는, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 정렬 플레이트(36a)의 회전축(36j)을 중심으로 제1 전극 적층 유닛(40)과 후술할 제1 정렬 플레이트(36a)의 회전 각도 간격의 정수배, 예를 들어, 180° 만큼 이격되도록 설치된다.
제1 공급암들(34a, 34b)은, 회전축(34c)이 구동 모터(미도시)와 축 결합되어 회전축(34c)을 중심으로 회전될 수 있다. 제1 공급암들(34a, 34b)은, 회전축(34c)을 따라 회전될 때 제1 적재 트레이(32a, 32b)와 대면될 수 있도록 회전축(34c)과 제1 적재 트레이(32a, 32b) 사이 간격과 대응되는 길이 및 제1 적재 트레이(32a, 32b)의 설치 높이에 비해 상대적으로 높은 설치 높이를 갖는다.
제1 공급암들(34a, 34b)은, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 제1 공급암(34a, 34b)이 이와 대응하는 어느 하나의 제1 적재 트레이(32a, 32b)와 대면될 때 다른 하나의 제1 공급암(34a, 34b)이 후술할 제1 전극 정렬기(36)의 제1 정렬 부재(36b)와 대면될 수 있도록 미리 정해진 각도를 이루게 마련된다. 예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 공급암들(34a, 34b)은 서로 수직을 이루게 마련될 수 있다.
제1 공급암들(34a, 34b)은 각각, 제1 전극 부재(E1)를 파지하거나 파지 해제하기 위하여, 제1 전극 부재(E1)를 진공 흡착 또는 흡착 해제 가능한 제1 진공 흡착 패드(34d)를 가질 수 있다. 제1 진공 흡착 패드(34d)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않으며, 제1 공급암들(34a, 34b)은 각각 제1 전극 부재(E1)를 안정적으로 파지하거나 파지 해제할 수 있도록 적어도 하나의 제1 진공 흡착 패드(34d)를 가질 수 있다.
이러한 제1 전극 공급기(34)는, 도 17에 도시된 바와 같이, 후술할 제1 전극 정렬기(36)의 제1 정렬 플레이트(36a)가 미리 정해진 각도만큼 회전된 후 정지될 때, 어느 하나의 제1 공급암(34a, 34b)의 제1 진공 흡착 패드(34d)가 어느 하나의 제1 적재 트레이(32a, 32b)로부터 제1 전극 부재(E1)를 파지함과 동시에 다른 하나의 제1 공급암(34a, 34b)의 제1 진공 흡착 패드(34d)가 다른 하나의 제1 적재 트레이(32a, 32b)로부터 미리 파지해 둔 제1 전극 부재(E1)를 파지 해제하여 제1 전극 정렬기(36)의 어느 하나의 제1 정렬 부재(36b)에 안착시키도록 구동된다. 이처럼 구동되는 제1 전극 공급기(34)는, 도 17에 도시된 바와 같이, 양극 탭(E4)이 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)의 중심부를 기준으로 어느 한쪽으로 편심되도록 배치된 제1 전극 부재(E1) 및 양극 탭(E4)이 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)의 중심부를 기준으로 다른 한쪽으로 편심되도록 배치된 제1 전극 부재(E1)를 제1 전극 정렬기(36)에 교번적으로 공급할 수 있다.
제1 전극 정렬기(36)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 전극 공급기(34)와 분리막 나선체(H)에 사이에 위치하도록 설치된다. 제1 전극 정렬기(36)는, 도 17에 도시된 바와 같이, 회전축(36j)을 중심으로 미리 정해진 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 제1 정렬 플레이트(36a)와, 제1 정렬 플레이트(36a)에 제1 정렬 플레이트(36a)의 회전축(36j)을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 상호 이격되도록 방사형으로 설치되며, 제1 전극 부재(E1)를 미리 정해진 배치 형태로 정렬하는 복수의 제1 정렬 부재들(36b)을 가질 수 있다.
제1 정렬 플레이트(36a)는, 회전축(36j)이 구동 모터(미도시)와 축 결합되어, 회전축(36j)을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 턴테이블 구조를 갖는다. 상기 회전 각도 간격은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 제1 정렬 플레이트(36a)는 90° 회전된 후 정지하기를 반복하도록 구동될 수 있다.
제1 정렬 부재들(36b)은, 제1 정렬 플레이트(36a)의 회전 각도 간격과 동일한 각도 간격만큼 상호 이격되도록 제1 정렬 플레이트(36a)에 방사형으로 설치된다. 예를 들어, 제1 정렬 플레이트(36a)의 회전 각도 간격이 90°인 경우에, 4개의 제1 정렬 부재들(36b)이 제1 정렬 플레이트(36a)에 90° 만큼 상호 이격되도록 방사형으로 배치될 수 있다. 또한, 제1 정렬 부재들(36b)은, 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 정렬 플레이트(36a)가 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 어느 하나의 제1 정렬 부재(36b)가 어느 하나의 제1 공급암(34a, 34b)의 제1 진공 흡착 패드(34d)와 대면됨과 동시에 다른 하나의 제1 정렬 부재(36b)가 후술할 제1 전극 적층 유닛(40)의 어느 하나의 제1 전극 적층기(44)와 대면되도록 제1 정렬 플레이트(36a)의 미리 정해진 위치에 배치될 수 있다. 여기서, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 어느 하나의 제1 정렬 부재(36b)와 상기 다른 하나의 제1 정렬 부재(36b) 사이의 각도 간격은, 제1 전극 공급기(34)와 제1 전극 적층 유닛(40) 사이의 간도 간격과 동일한 각도 간격 즉, 180 °이다.
제1 정렬 부재들(36b)은, 제1 전극 부재(E1)의 폭 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 제1 정렬바들(36c)과, 제1 전극 부재(E1)의 길이 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 제2 정렬바들(36d)과, 제1 정렬바들(36c)과 제2 정렬바들(36d) 중 어느 하나의 정렬바를 왕복 이송하는 실린더(36e)와, 실린더(36e)에 의해 상기 어느 하나의 정렬바가 왕복 이송될 때 나머지 정렬바들도 함께 왕복 이송되도록 제1 정렬바들(36c)과 제2 정렬바들(36d)을 상호 연결하는 연결 링크(36f)를 갖는다. 또한, 연결 링크(36f)는, 회전축(36h)을 중심으로 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 회전되는 링크 코어(36g)와, 일단이 링크 코어(36g)에 회전축(36h)으로부터 편심되도록 힌지 결합되고 타단이 정렬바들 중 이와 대응하는 어느 하나의 정렬바에 힌지 결합되는 복수의 링크바들(36i)을 갖는다.
이처럼 제1 정렬 부재들(36b)이 마련됨에 따라, 실린더(36e)가 상기 어느 하나의 정렬바를 링크 코어(36g)로부터 멀어지도록 이송하면 나머지 정렬바들도 링크 코어(36g)로부터 멀어지도록 이송되고, 실린더(36e)가 상기 어느 하나의 정렬바를 링크 코어(36g)와 가까워지도록 이송하면 나머지 정렬바들도 링크 코어(36g)와 가까워지도록 이송된다. 따라서, 제1 정렬 부재들(36b)은, 도 17에 도시된 바와 같이, 정렬바들이 서로 이격 배치된 상태에서 제1 공급암(34a, 34b)의 제1 진공 흡착 패드(34d)로부터 파지 해제된 제1 전극 부재(E1)가 정렬바들 사이 영역에 안착되면, 정렬바들이 제1 전극 부재(E1)와 접촉되도록 구동됨으로써 제1 전극 부재(E1)를 미리 정해진 배치 형태로 정렬할 수 있다.
한편, 제1 적재 트레이(32a, 32b)에 적재된 제1 전극 부재들(E1)은 정전기 기타 원인으로 인하여 서로 들러 붙는 경우가 있다. 이로 인해, 2매 이상의 제1 전극 부재들(E1)이 서로 들러 붙은 상태로 함께 공급되어 분리막 나선체(H)의 일면에 함께 적층됨으로써 이차전지의 성능에 악영향을 주게 될 우려가 있다. 이를 해결하기 위하여, 제1 전극 공급 유닛(30)은, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 정렬 플레이트(36a)의 회전축(36j)을 중심으로 제1 전극 공급기(34) 및 제1 전극 적층 유닛(40)과 각각 제1 정렬 플레이트(36a)의 회전 각도 간격의 정수 배만큼 이격되도록 제1 전극 공급기(34)와 제1 전극 적층 유닛(40) 사이에 설치되며, 제1 정렬 부재(36b)에 2매 이상의 제1 전극 부재(E1)가 안착되었는지 여부를 감지 가능한 제1 전극 감지기(38)를 더 구비할 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 전극 공급기(34)와 제1 전극 적층 유닛(40)이 제1 정렬 플레이트(36a)의 회전축(36j)을 중심으로 180° 이격된 경우에, 제1 전극 감지기(38)는 제1 전극 공급기(34) 및 제1 전극 적층 유닛(40)과 각각 90° 이격되도록 제1 전극 공급기(34)와 제1 전극 적층 유닛(40) 사이에 설치될 수 있다. 이러한 제1 전극 감지기(38)의 구조는 특별히 한정되지 않으며, 제1 전극 감지기(38)는 통상적으로 사용되는 2매 감지 센서로 구성될 수 있다.
다음으로, 제1 전극 적층 유닛(40)은, 제1 전극 공급 유닛(30)으로부터 공급된 제1 전극 부재(E1)를 분리막 나선체(H)의 일면에 적층하기 위한 부재이다.
제1 전극 적층 유닛(40)은, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 전극 공급기(34)와 제1 정렬 플레이트(36a)의 회전축(36j)을 중심으로 제1 정렬 플레이트(36a)의 회전 각도 간격의 정수배, 예를 들어, 180° 만큼 이격되도록 설치된다. 이러한 제1 전극 적층 유닛(40)은, 도 18에 도시된 바와 같이, 회전축(42a)을 중심으로 미리 정해진 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 제1 적층 플레이트(42)와, 제1 적층 플레이트(42)에 제1 적층 플레이트(42)의 회전축(42a)을 중심으로 제1 적층 플레이트(42)의 회전 각도 간격과 동일한 각도 간격만큼 상호 이격되도록 방사형으로 설치되며, 제1 정렬 부재(36b)에 안착된 제1 전극 부재(E1)를 분리막 나선체(H)의 일면에 적층 가능한 복수의 제1 전극 적층기들(44)을 구비한다.
제1 적층 플레이트(42)는, 회전축(42a)이 구동 모터(미도시)와 축 결합되어, 회전축(42a)을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 턴 테이블 구조를 갖는다. 이러한 제1 적층 플레이트(42)는, 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 전극 적층기(44)와 제1 전극 정렬기(36)가 서로 간섭하지 않도록 제1 전극 정렬기(36)로부터 미리 정해진 간격만큼 이격되어 설치된다.
제1 적층 플레이트(42)의 회전 각도 간격은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 제1 적층 플레이트(42)는 90° 회전된 후 정지하기를 반복하도록 구동될 수 있다. 또한, 제1 적층 플레이트(42)는, 전술한 제1 전극 정렬기(36)의 제1 정렬 플레이트(36a)와 동일한 구동 주기를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 제1 적층 플레이트(42)는, 제1 정렬 플레이트(36a)와 동시에 회전 및 정지되도록 구동되는 것이다.
제1 전극 적층기(44)는, 제1 적층 플레이트(42)의 회전 각도 간격과 동일한 각도 간격만큼 상호 이격되도록 제1 적층 플레이트(42)에 방사형으로 설치된다. 예를 들어, 제1 적층 플레이트(42)의 회전 각도 간격이 90° 인 경우에, 4개의 제1 전극 적층기들(44)이 90° 만큼 상호 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 전극 적층기들(44)은, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 제1 적층 플레이트(42)가 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 어느 하나의 제1 전극 적층기(44)가 어느 하나의 제1 정렬 부재(36b)에 안착된 제1 전극 부재(E1)와 대면됨과 동시에 다른 하나의 제1 전극 적층기(44)가 분리막 나선체(H)의 일면과 대면되도록 제1 적층 플레이트(42)의 미리 정해진 위치에 배치될 수 있다.
제1 전극 적층기(44)는, 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 정렬 부재(36b)에 안착된 제1 전극 부재(E1)를 진공 흡착 또는 흡착 해제 가능한 제2 진공 흡착 패드(44a)와, 제2 진공 흡착 패드(44a)를 제1 적층 플레이트(42)의 회전축(42a)과 가까워지거나 제1 적층 플레이트(42)의 회전축(42a)으로부터 멀어지도록 왕복 이송 가능한 제3 이송 부재(44b)를 갖는다.
제2 진공 흡착 패드(44a)는, 제1 정렬 부재(36b) 또는 분리막 나선체(H)의 일면과 대면할 수 있도록 후술할 제3 이송 부재(44b)의 안내 부재(44d)의 단부에 설치된다. 제2 진공 흡착 패드(44a)의 설치 개수는 특별히 한정되지 않으며, 제1 전극 적층기(44)는 제1 전극 부재(E1)를 안정적으로 파지하거나 파지 해제할 수 있도록 적어도 하나의 제2 진공 흡착 패드(44a)를 가질 수 있다.
제3 이송 부재(44b)는, 도 18에 도시된 바와 같이, 실린더 로드(44e)를 제1 적층 플레이트(42)의 회전축(42a)과 가까워지거나 제1 적층 플레이트(42)의 회전축(42a)으로부터 멀어지도록 왕복 이송 가능한 실린더(44c)와, 실린더 로드(44e)와 함께 왕복 이송될 수 있도록 실린더 로드(44e)와 결합되는 안내 부재(44d)를 구비할 수 있다. 또한, 안내 부재(44d)의 단부에는 제2 진공 흡착 패드(44a)가 고정된다. 그러면, 제3 이송 부재(44b)는, 제2 진공 흡착 패드(44a)를 제1 적층 플레이트(42)의 회전축(42a)과 가까워지거나 제1 적층 플레이트(42)의 회전축(42a)으로부터 멀어지도록 왕복 이송할 수 있다. 이러한 제3 이송 부재(44b)는, 전술한 실린더(44c) 대신에 병진 운동 가능한 다양한 구동 부재 중 어느 하나를 구비할 수도 있다.
이러한 제1 전극 적층 유닛(40)은, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 제1 정렬 플레이트(36a)와 제1 적층 플레이트(42)가 미리 정해진 회전 각도만큼 회전된 후 동시에 정지될 때, 어느 하나의 제1 전극 적층기(44)의 제2 진공 흡착 패드(44a)가 이와 대면되는 제1 정렬 부재(36b) 쪽으로 이송된 후 제1 전극 부재(E1)를 파지함과 함께, 다른 하나의 제1 전극 적층기(44)의 제2 진공 흡착 패드(44a)가 이와 대면되는 분리막 나선체(H)의 일면 쪽으로 이송된 후 미리 파지해 둔 제1 전극 부재(E1)를 분리막 나선체(H)의 일면에 가압 접촉시키도록 구동된다.
또한, 제1 전극 적층 유닛(40)은, 상기 다른 하나의 제1 전극 적층기(44)가 제1 전극 부재(E1)를 분리막 나선체(H)의 일면에 가압 접촉시킨 상태에서 전술한 폴딩 지그(22)가 분리막 나선체(H)와 및 상기 다른 하나의 제1 전극 적층기(44)에 의해 분리막 나선체(H)에 가압 접촉된 제1 전극 부재(E1)를 파지하면, 상기 다른 하나의 제1 전극 적층기(44)의 제2 진공 흡착 패드(44a)가 제1 전극 부재(E1)를 흡착 해제하도록 구동된다. 그러면, 폴딩 지그(22)에 파지된 상태에서 제2 진공 흡착 패드(44a)로부터 흡착 해제된 제1 전극 부재(E1)는, 폴딩 지그(22)가 반전 회전될 때 분리막 나선체(H)에 새로 권취되는 분리막 스트립(F)에 의해 감싸짐으로써 분리막 나선체(H)의 각 층들 사이에 개재된다.
한편, 제2 전극 공급 유닛(50) 및 제2 전극 적층 유닛(60)은, 단위체인 음극으로 구성된 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)의 타면에 공급할 수 있도록 제1 전극 공급 유닛(30) 및 제1 전극 적층 유닛(40)과 분리막 나선체(H)를 사이에 두고 좌우 대칭적으로 설치된다는 점을 제외하고는, 제1 전극 공급 유닛(30) 및 제1 전극 적층 유닛(40)과 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 제2 전극 공급 유닛(50) 및 제2 전극 적층 유닛(60)에 대하여는 간략히 설명하기로 한다.
먼저, 제2 전극 공급 유닛(50)은, 분리막 나선체(H)의 타면에 적층하고자 하는 제2 전극 부재(E2)를 공급하기 위한 장치이다.
제2 전극 공급 유닛(50)은, 도 16에 도시된 바와 같이, 단위체인 음극으로 구성된 제2 전극 부재(E2)가 대칭적으로 각각 적재되는 한 쌍의 제2 적재 트레이들(52a, 52b)과, 제2 전극 부재(E2)를 제2 적재 트레이들(52a, 52b)로부터 제2 전극 적층 유닛(50)에 공급하는 제2 전극 공급기(54)와, 제2 전극 공급기(54)로부터 공급된 제2 전극 부재(E2)를 미리 정해지 배치 양상으로 정렬하여 제2 전극 적층 유닛(60)에 전달하는 제2 전극 정렬기(56)와, 2매 이상의 제2 전극 부재(E2)가 서로 들러 붙은 상태로 함께 공급되었는지 여부를 감지 가능한 제2 전극 감지기(58)를 구비한다. 제2 전극 부재(E2)로서 사용 가능한 음극의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 제2 전극 부재(E2)는 전극 조립체의 제조에 일반적으로 사용되는 음극과 동일한 재질로 구성될 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 제2 적재 트레이(52a, 52b)에는 음극 탭(E6)이 분리막 나선체(H) 쪽을 향하도록 제2 전극 부재(E2)가 적재되며, 다른 하나의 제2 적재 트레이(52a, 52b)에는 음극 탭(E6)이 분리막 나선체(H)의 반대 쪽을 향하도록 제2 전극 부재(E2)가 적재된다. 즉, 제2 적재 트레이들(52a, 52b)에는, 제2 전극 부재(E2)가 좌우 대칭을 이루도록 각각 적재되는 것이다. 그러면, 제2 전극 트레이들(52a, 52b)은, 음극 탭(E6)이 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)의 중심부를 기준으로 어느 한쪽으로 편심되도록 배치된 제2 전극 부재(E2)와 음극 탭(E6)이 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)의 중심부를 기준으로 다른 한쪽으로 편심되도록 배치된 제2 전극 부재(E2)를 교번적으로 공급할 수 있다. 이를 통해, 음극 탭들(E6)이 일렬로 정렬되도록 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)에 적층할 수 있다.
제2 전극 공급기(54)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 각도를 이루도록 일측 단부가 서로 연결되며 상기 일측 단부에 마련된 회전축(54c)을 중심으로 회전되고 제2 적재 트레이들(52a, 52b)에 적재된 제2 전극 부재(E2)를 파지하거나 파지 해제 가능한 한 쌍의 제2 공급암들(54a, 54b)을 구비한다. 제2 공급암들(54a, 54b)은 각각, 제2 전극 부재(E2)를 파지하거나 파지 해제하기 위하여, 제2 전극 부재(E2)를 진공 흡착 또는 흡착 해제 가능한 적어도 하나의 제3 진공 흡착 패드(54d)를 가질 수 있다.
이러한 제2 전극 공급기(54)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 후술할 제2 전극 정렬기(56)의 제2 정렬 플레이트(56a)가 미리 정해진 각도만큼 회전된 후 정지될 때, 어느 하나의 제2 공급암(54a, 54b)의 제3 진공 흡착 패드(54d)가 어느 하나의 제2 적재 트레이(52a, 52b)로부터 제2 전극 부재(E2)를 파지함과 동시에 다른 하나의 제2 공급암(54a, 54b)이 다른 하나의 제2 적재 트레이(52a, 52b)로부터 미리 파지해 둔 제2 전극 부재(E2)를 파지 해제하여 제2 전극 정렬기(56)의 어느 하나의 제2 정렬 부재(56b)에 안착시키도록 구동된다. 이처럼 구동되는 제2 전극 공급기(54)는, 음극 탭(E6)이 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)의 중심부를 기준으로 어느 한쪽으로 편심되도록 배치된 제2 전극 부재(E2) 및 음극 탭(E6)이 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)의 중심부를 기준으로 다른 한쪽으로 편심되도록 배치된 제2 전극 부재(E2)를 제2 전극 정렬기(56)에 교번적으로 공급할 수 있다.
제2 전극 정렬기(56)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 전극 공급기(54)와 분리막 나선체(H)에 사이에 위치하도록 설치된다. 제2 전극 정렬기(56)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 회전축(56j)을 중심으로 미리 정해진 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 제2 정렬 플레이트(56a)와, 제2 정렬 플레이트(56a)에 회전축(56j)을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 상호 이격되도록 방사형으로 설치되며, 제2 전극 부재(E2)를 미리 정해진 배치 형태로 정렬하는 복수의 제2 정렬 부재들(56b)을 가질 수 있다.
제2 정렬 플레이트(56a)는, 회전축(56j)이 구동 모터(미도시)와 축 결합되어, 회전축(56j)을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 턴테이블 구조를 갖는다. 상기 회전 각도 간격은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 제2 정렬 플레이트(56a)는 90° 회전된 후 정지하기를 반복하도록 구동될 수 있다.
제2 정렬 부재들(56b)은, 제2 정렬 플레이트(56a)의 회전 각도 간격과 동일한 각도 간격만큼 상호 이격되도록 제2 정렬 플레이트(56a)에 방사형으로 설치된다. 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 정렬 플레이트(56a)의 회전 각도 간격이 90°인 경우에, 4개의 제2 정렬 부재들(56b)이 제2 정렬 플레이트(56a)에 90° 만큼 상호 이격되도록 방사형으로 배치될 수 있다.
제2 전극 감지기(58)는, 제2 정렬 플레이트(56a)의 회전축(56j)을 중심으로 제2 전극 공급기(54) 및 제2 전극 적층 유닛(60)과 각각 제2 정렬 플레이트(56a)의 회전 각도 간격의 정수 배만큼 이격되도록 제2 전극 공급기(54)와 제2 전극 적층 유닛(60) 사이에 설치되며, 제2 정렬 부재(56b)에 2매 이상의 제2 전극 부재(E2)가 안착되었는지 여부를 감지 가능한 2매 감지 센서로 구성될 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 전극 공급기(54)와 제2 전극 적층 유닛(60)이 제2 정렬 플레이트(56a)의 회전축(56j)을 중심으로 180° 이격된 경우에, 제2 전극 감지기(58)는 제2 전극 공급기(54) 및 제2 전극 적층 유닛(60)과 각각 90° 이격되도록 제2 전극 공급기(54)와 제2 전극 적층 유닛(60) 사이에 설치될 수 있다.
다음으로, 제2 전극 적층 유닛(60)은, 제2 전극 공급 유닛(50)으로부터 공급된 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)의 타면에 적층하기 위한 부재이다.
제2 전극 적층 유닛(60)은, 도 16에 도시된 바와 같이, 제2 전극 공급기(54)와 제2 정렬 플레이트(56a)의 회전축(56j)을 중심으로 제2 정렬 플레이트(56a)의 회전 각도 간격의 정수배, 예를 들어, 180° 만큼 이격되도록 설치된다. 이러한 제2 전극 적층 유닛(60)은, 도 19에 도시된 바와 같이, 회전축(62a)을 중심으로 미리 정해진 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 제2 적층 플레이트(62)와, 제2 적층 플레이트(62)에 제2 적층 플레이트(62)의 회전축(62a)을 중심으로 제2 적층 플레이트(62)의 회전 각도 간격과 동일한 각도 간격만큼 상호 이격되도록 방사형으로 설치되며, 제2 정렬 부재(56b)에 안착된 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)의 타면에 적층 가능한 복수의 제2 전극 적층기들(64)을 구비한다.
제2 적층 플레이트(62)는, 회전축(62a)이 구동 모터(미도시)와 축 결합되어, 회전축(62a)을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 턴 테이블 구조를 갖는다. 제2 적층 플레이트(62)의 회전 각도 간격은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 제2 적층 플레이트(62)는 90° 회전된 후 정지하기를 반복하도록 구동될 수 있다. 또한, 제2 적층 플레이트(62)는, 전술한 제2 전극 정렬기(56)의 제2 정렬 플레이트(56a)와 동일한 구동 주기를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 제2 적층 플레이트(62)는, 제2 정렬 플레이트(56a)와 동시에 회전 및 정지되도록 구동되는 것이다.
제2 전극 적층기(64)는, 제2 적층 플레이트(62)의 회전 각도 간격과 동일한 각도 간격만큼 상호 이격되도록 제2 적층 플레이트(62)에 방사형으로 설치된다. 예를 들어, 제2 적층 플레이트(62)의 회전 각도 간격이 90°인 경우에, 4개의 제2 전극 적층기들(64)이 90° 만큼 상호 이격되도록 배치될 수 있다.
제2 전극 적층기(64)는, 도 19에 도시된 바와 같이, 제2 정렬 부재(56b)에 안착된 제2 전극 부재(E2)를 진공 흡착 또는 흡착 해제 가능한 적어도 하나의 제4 진공 흡착 패드(64a)와, 제4 진공 흡착 패드(64a)를 제2 적층 플레이트(62)의 회전축(62a)과 가까워지거나 제2 적층 플레이트(62)의 회전축(62a)으로부터 멀어지도록 왕복 이송 가능한 제4 이송 부재(64b)를 갖는다.
제4 이송 부재(64b)는, 도 19에 도시된 바와 같이, 실린더 로드(64e)를 제2 적층 플레이트(62)의 회전축(62a)과 가까워지거나 제2 적층 플레이트(62)의 회전축(62a)으로부터 멀어지도록 왕복 이송 가능한 실린더(64c)와, 실린더 로드(64e)와 함께 왕복 이송될 수 있도록 실린더 로드(64e)와 결합되는 안내 부재(64d)를 구비할 수 있다. 또한, 안내 부재(64d)의 단부에는 제4 진공 흡착 패드(64a)가 고정된다. 그러면, 제4 이송 부재(64b)는, 제4 진공 흡착 패드(64a)를 제2 적층 플레이트(62)의 회전축(62a)과 가까워지거나 제2 적층 플레이트(62)의 회전축(62a)으로부터 멀어지도록 왕복 이송할 수 있다. 한편, 이러한 제4 이송 부재(64b)는, 전술한 실린더(64c) 대신에 병진 운동 가능한 다양한 구동 부재 중 어느 하나를 구비할 수도 있다.
이러한 제2 전극 적층 유닛(60)은, 도 16 및 도 19에 도시된 바와 같이, 제2 정렬 플레이트(56a)와 제2 적층 플레이트(62)가 각각 미리 정해진 회전 각도만큼 회전된 후 동시에 정지될 때, 어느 하나의 제2 전극 적층기(64)의 제4 진공 흡착 패드(64a)가 이와 대면되는 제2 정렬 부재(56b) 쪽으로 이송된 후 제2 전극 부재(E2)를 파지함과 함께, 다른 하나의 제2 전극 적층기(64)의 제4 진공 흡착 패드(64a)가 이와 대면되는 분리막 나선체(H)의 타면 쪽으로 이송된 후 미리 파지해 둔 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)의 타면에 가압 접촉시키도록 구동된다.
또한, 제2 전극 적층 유닛(60)은, 상기 다른 하나의 제2 전극 적층기(64)가 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)의 타면에 가압 접촉시킨 상태에서 전술한 폴딩 지그(22)가 분리막 나선체(H)와 및 상기 다른 하나의 제2 전극 적층기(64)에 의해 분리막 나선체(H)에 가압 접촉된 제2 전극 부재(E2)를 파지하면, 상기 다른 하나의 제2 전극 적층기(64)의 제4 진공 흡착 패드(64a)가 제2 전극 부재(E2)를 흡착 해제하도록 구동된다. 그러면, 폴딩 지그(22)에 파지된 상태에서 제4 진공 흡착 패드(64a)로부터 흡착 해제된 제2 전극 부재(E2)는, 폴딩 지그(22)가 반전 회전될 때 분리막 나선체(H)에 새로 권취되는 분리막 스트립(F)에 의해 감싸짐으로써 분리막 나선체(H)의 각 층들 사이에 개재된다.
이처럼 전극 공급 유닛들(30, 50)과 전극 적층 유닛들(40, 60)을 이용하면, 양극으로 구성된 제1 전극 부재(E1)와 음극으로 구성된 제2 전극 부재(E2)를 각각 양극 탭(E4)과 음극 탭(E6)의 위치가 교번적으로 반전되도록 공급 및 적층할 수 있다. 그러면, 전극 조립체 제조 장치(1)는, 새로운 전극 부재들(E1, E2)이 적층될 때마다 전술한 분리막 폴딩 유닛(20)을 이용해 분리막 나선체(H) 및 분리막 나선체(H)에 적층된 전극 부재들(E1, E2)을 반전 회전시키더라도 양극 탭들(E4)은 양극 탭들(E4)끼리 그리고 음극 탭들(E6)은 음극 탭들(E6)끼리 일렬로 정렬된 전극 조립체(A)를 자동으로 제조할 수 있으므로, 전극 조립체(A)의 제조 시간을 더욱 절감할 수 있다.
한편, 전극 조립체 제조 장치(1)를 이용해 단위체인 양극으로 구성된 제1 전극 부재(E1)와, 단위체인 음극으로 구성된 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)에 적층하여 전극 조립체(A)를 제조하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 전극 부재(E1)는, 양극과 음극 중 어느 하나의 전극이 양측 최외각층에 각각 적층되도록 양극, 분리막, 음극이 적층된 제1 단위셀(미도시)이고, 제2 전극 부재(E2)는, 양극과 음극 중 다른 하나의 전극이 양측 최외각층에 각각 적층되도록 양극, 분리막, 음극이 적층된 제2 단위셀(미도시)일 수도 있다. 여기서, 분리막이란, 양극 및 음극과 대응하는 면적을 갖도록 분리막 스트립을 절단하여 형성한 단위체를 말한다. 이러한 분리막은, 전술한 분리막 스트립(F)과 동일한 재질을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 20은 도 1에 도시된 전극 조립체 제조 장치에 의해 분리막 스트립의 권취와 전극 부재들의 적층이 완료된 전극 조립체의 사시도이며, 도 21은 커팅 유닛과 조립체 이송 유닛의 위치 관계를 나타내는 도 1에 도시된 전극 조립체 제조 장치의 측면도이며, 도 22는 도 21에 도시된 커팅 유닛을 이용해 분리막 나선체와 분리막 스트립의 연결점을 커팅하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 도 21에 도시된 커팅 유닛에 의해 분리막 스트립으로부터 분리된 전극 조립체의 사시도이며, 도 24는 도 21에 도시된 조립체 이송 유닛의 구동 양상을 나타내는 도면이며, 도 25는 도 21에 도시된 테이핑 유닛에 의해 분리막 나선체가 고정된 전극 조립체의 사시도이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 분리막 스트립(F)의 권취, 및 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)의 적층이 완료된 전극 조립체(A)는, 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)과 제1 나선부(H1)가 연결된 상태를 갖는다. 따라서, 전극 조립체(A)의 제조를 완료하기 위해서는 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)과 연결된 제1 나선부(H1)의 단부의 커팅과, 분리막 스트립(F1)과 연결 해제된 제1 나선부(H1)의 단부를 고정하는 작업 등이 추가적으로 요구된다.
이를 해결하기 위하여, 전극 조리체 제조 장치(1)는, 도 21에 도시된 바와 같이, 제1 롤(11)부터 공급된 분리막 스트립(F1)을 커팅하는 커팅 유닛(70)과, 전극 조립체(A)를 미리 정해진 경로를 따라 이송 가능한 조립체 이송 유닛(80)과, 전극 조립체(A)의 분리막 나선체(H)를 테이프로 고정하는 테이핑 유닛(90)과, 분리막 나선체(H)가 테이핑된 전극 조립체(A)가 적재되는 적재 유닛(100)을 더 포함한다.
먼저, 커팅 유닛(70)은, 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)을 커팅하기 위한 장치이다.
커팅 유닛(70)은, 전극 조립체(A)와 제1 롤(11) 사이에 설치된다. 커팅 유닛(70)은, 도 22에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(A)로부터 멀어지거나 전극 조립체(A)와 가까워지도록 수평 방향으로 왕복 이동 가능한 마련되는 본체(72)와, 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)을 본체(72) 쪽으로 안내하는 적어도 하나의 안내 롤러(74)와, 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)을 절단 가능한 커터(76)를 포함한다.
본체(72)는, 도 22에 도시된 바와 같이, 전극 조립체(A)와 제1 롤(11) 사이에 영역에 설치된다. 이러한 본체(72)는, 구동 부재(미도시)와 결합되어, 전급 조립체(A)로부터 멀어지거나 전극 조립체(A)와 가까워지도록 수평 방향으로 왕복 이동될 수 있다.
안내 롤러(74)는, 도 22에 도시된 바와 같이, 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)이 본체(72)와 안내 롤러(74) 사이로 통과할 수 있도록 본체(72)의 일면에 설치된다. 그러면, 도 22에 도시된 바와 같이, 본체(72)가 전극 조립체(A)와 멀어지도록 이동된 경우에, 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1) 및 분리막 스트립(F1)과 연결된 제1 나선부(H1)의 단부는 제1 안내 롤러(74)에 의해 본체(72) 쪽으로 안내되어 전극 조립체(A)로부터 멀어지도록 끌려 가게 된다. 이를 통해, 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)과 제1 나선부(H1)의 단부의 연결점에 소정의 장력을 인가함과 동시에, 후술할 조립체 이송 유닛(80)이 전극 조립체(A)를 파지하기 위한 공간을 커팅 유닛(70)과 전극 조립체(A) 사이에 형성할 수 있다.
커터(76)는, 도 22에 도시된 바와 같이, 본체(72)가 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1) 및제1 나선부(H1)의 단부를 전극 조립체(A)로부터 멀어지도록 끌고 갔을 때 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)과 대면되도록 본체(72)의 일면에 설치된다. 이러한 커터(76)는, 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1) 쪽으로 이동되어 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)과 제1 나선부(H1)의 단부의 연결점을 커팅할 수 있다. 그런데, 전술한 바와 같이, 제1 롤(11)과 제2 롤(12)은 각각, 제1 나선부(H1)가 제2 나선부(H2)에 비해 상대적으로 길게 연장되도록 미리 정해진 길이의 분리막 스트립(F)을 공급한다. 따라서, 도 23에 도시된 바와 같이, 제1 나선부(H1)는 제2 나선부(H2)보다 길게 연장된 상태로 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)과 연결 해제되며, 이를 통해 전극 조립체(A)는 제1 나선부(H1)가 제2 나선부(H2)의 단부를 덮도록 형성된다.
다음으로, 조립체 이송 유닛(80)은, 전극 조립체(A)를 테이핑 작업과 적재 작업을 수행할 수 있도록 미리 정해진 경로를 따라 이송하기 위한 장치이다.
조립체 이송 유닛(80)은, 도 21에 도시된 바와 같이, 커팅 유닛(70)에 의해 제1 롤(11)로부터 공급된 분리막 스트립(F1)과 분리된 전극 조립체(A)를 테이핑 유닛(90)과 적재 유닛(100)으로 이송 가능하도록 분리막 폴딩 유닛(20)과 적재 유닛(100) 사이 구간을 왕복 이동 가능하게 마련된다. 이러한 조립체 이송 유닛(80)은, 전극 조립체(A)를 파지 및 파지 해제 가능한 이송 지그(82)와, 이송 지그(82)를 미리 정해진 경로를 따라 이송 가능한 제5 이송 부재(84)를 구비할 수 있다.
이송 지그(82)는, 전극 조립체(A)를 파지하거나 파지 해제 가능한 집게 구조를 갖는다. 이러한 이송 지그(82)에는, 도 22에 도시된 바와 같이, 분리막 스트립(F1)을 따라 전극 조립체(A)로부터 멀어지도록 끌려간 제1 나선부(H1)의 단부를 가압 가능한 가압 롤러(82a)가 장착될 수 있다.
제5 이송 부재(84)는, 도 24에 도시된 바와 같이, 분리막 폴딩 유닛(20)과 적재 유닛(100) 사이 영역에 설치된다. 제5 이송 부재(84)는, 연결바(82b)를 통해 이송 지그(82)와 결합되어, 이송 지그(82)를 수직 방향과 수평 방향으로 각각 왕복 이송할 수 있다.
이송 지그(82)는, 도 22에 도시된 바와 같이, 커팅 유닛(70)의 본체(72)가 전극 조립체(A)로부터 멀어지도록 이동된 경우에, 제5 이송 부재(84)에 의해 전극 조립체(A) 쪽으로 이동됨으로써, 커팅 유닛(70)의 본체(72)가 이동되어 형성된 공간으로 진입된다. 이때, 이송 지그(82)는, 도 22에 도시된 바와 같이, 커팅 유닛(70) 쪽으로 끌어 당겨진 제1 나선부(H1)의 단부와 가압 접촉되도록 전극 조립체(A) 쪽으로 이동되어 제1 나선부(H1)에 소정을 장력을 인가할 수 있다. 그러면, 커팅 유닛(70)은, 제1 나선부(H1)의 단부를 긴장된 상태로 더욱 원활하게 커팅할 수 있다.
또한, 이송 지그(82)는, 도 24에 도시된 바와 같이, 커팅 유닛(70)의 커터(76)가 분리막 스트립(F)과 제1 나선부(H1)의 단부의 연결점을 커팅한 경우에, 전극 조립체(A) 쪽으로 더욱 깊게 이동된 후 전극 조립체(A)를 파지할 수 있다.
또한, 이송 지그(82)는, 도 24에 도시된 바와 같이, 테이핑 유닛(90)을 경유해 적재 유닛(100)으로 이동된 후 적재 유닛(100)의 안착 부재(102)에 전극 조립체(A)를 전달할 수 있다.
다음으로, 테이핑 유닛(90)은, 분리막 스트립(F)으로부터 분리된 분리막 나선체(H)를 고정하기 위한 장치이다.
테이핑 유닛(90)은, 도 21에 도시된 바와 같이, 이송 지그(82)에 의해 파지된 상태로 적재 유닛(100) 쪽으로 이동 중인 전극 조립체(A)가 통과할 수 있도록 분리막 폴딩 유닛(20)과 적재 유닛(100) 사이에 설치된다. 이러한 테이핑 유닛(90)은, 도 25에 도시된 바와 같이, 분리막 스트립(F)으로부터 분리되어 자유단 상태가 된 제1 나선부(H1)의 단부에 테이프(T)를 부착하여 분리막 나선체(H)의 외면에 고정할 수 있다. 그러면, 제1 나선부(H1)가 제2 나선부(H2)의 단부를 둘러싼 상태로 고정됨으로써 분리막 나선체(H)와 전극 부재들(E1, E2)의 적층 상태가 더욱 안정적으로 유지될 수 있다.
다음으로, 적재 유닛(100)은, 제조가 완료된 전극 조립체(A)를 적재하여 저장하기 위한 장치이다.
적재 유닛(100)은, 도 16 및 도 21에 도시된 바와 같이, 테이핑 유닛(90)을 통과한 전극 조립체(A)가 진입될 수 있도록 설치된다. 이러한 적재 유닛(100)은, 테이핑 유닛(90)을 통과한 이송 지그(82)로부터 전달 받은 전극 조립체(A)를 컨베이어 벨트(104)에 안착시키는 안착 부재(102)와, 안착 부재(102)에 의해 안착된 전극 조립체(A)를 이송하여 적재함(미도시)에 적층시키는 컨베이어 밸트(104)를 포함한다.
도 26은 도 25에 도시된 전극 조립체의 Ⅰ-Ⅰ' 단면도이다.
도 26을 참조하면, 전극 조립체 제조 장치(1)를 이용해 제조한 전극 조립체(A)는, 나선형으로 폴딩된 분리막 나선체(H)와, 분리막 나선체(H)의 서로 인접한 나선층들 사이에 각각 개재되는 전극 부재(E1, E2)를 포함한다.
먼저, 분리막 나선체(H)는, 코어부(C)와, 일단이 코어부(C)의 일측 단부와 연결되며, 코어부(C)를 중심으로 나선형으로 폴딩된 제1 나선부(H1)와, 일단이 상기 코어부(C)의 일측 단부와 반대되는 코어부(C)의 타측 단부와 연결되며, 코어부(C)를 중심으로 나선형으로 폴딩된 제2 나선부(H2)를 구비한다. 특히, 제1 나선부(H1)와 제2 나선부(H2)는, 동일한 나선 방향을 따라 서로 평행하게 연장되며 적어도 일부 구간이 서로 대면하는 이중 나선 구조를 형성한다.
코어부(C)는, 도 26에 도시된 바와 같이, 미리 정해진 면적을 갖는 평판 형상을 갖고, 분리막 나선체(H)의 중심부에 위치한다.
제1 나선부(H1)는, 코어부(C)와 평행하게 마련되는 복수의 제1 개재부들(H1a)과, 제1 개재부들(H1a) 중 코어부(C)와 가장 인접한 최하층의 제1 개재부(H1a)를 코어부(C)와 연결하거나 제1 개재부들(H1a) 중 서로 인접한 한 쌍의 제1 개재부들(H1a)을 연결하는 복수의 제1 연결부들(H1b)을 구비한다.
제1 개재부들(H1a)은, 미리 정해진 면적을 갖는 평판 형상을 갖고, 코어부(C)와 평행하게 마련된다. 제1 연결부들(H1b)은 제1 나선부(H1)가 나선형으로 폴딩될 수 있도록 코어부(C) 및 제1 개재부들(H1a)과 미리 정해진 각도를 이루게 마련된다.
그런데, 전극 조립체(A)의 단면적은 분리막 스트립(F)의 누적 권취 길이와 전극 부재(F1, F2)의 누적 적층 개수에 따라 증가된다. 이에 대응하여, 각각의 제1 개재부(H1a)와 각각의 제1 연결부(H1b)의 길이는 코어부(C)로부터 전극 조립체(A)의 외곽 쪽으로 갈수록 길어진다.
한편, 제1 나선부(H1)는, 코어부(C)의 일측 단부와 연결된 제2 나선부(H2)의 일단과 반대되는 제2 나선부(H2)의 타단을 덮을 수 있도록 제2 나선부(H2)에 비해 길게 연장된다. 예를 들어, 제1 나선부(H1)는, 도 26에 도시된 바와 같이, 제2 개재부들(H2a) 중 전극 조립체(C)의 최외곽에 위치하는 제2 개재부(H2a)를 제1 개재부(H1a)로 덮어줄 수 있도록 제2 나선부(H2)에 비해 길게 연장된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 나선부(H2)가 제1 나선부(H1)에 길게 연장될 수도 있다.
제2 나선부(H2)는, 코어부(C)와 평행하게 마련되는 복수의 제2 개재부들(H2a)과, 제2 개재부들(H2a) 중 코어부(C)와 가장 인접한 최하층의 제2 개재부(H2a)를 코어부(C)와 연결하거나 제2 개재부들(H2a) 중 서로 인접한 한 쌍의 제2 개재부들(H2a)을 연결하는 복수의 제2 연결부들(H2b)을 구비한다.
제2 개재부들(H2a)은, 미리 정해진 면적을 갖는 평판 형상을 갖고, 코어부(C)와 평행하게 마련된다. 제2 연결부들(H2b)은 제2 나선부(H2)가 나선형으로 폴딩될 수 있도록 코어부(C) 및 제2 개재부들(H2a)과 미리 정해진 각도를 이루게 마련된다.
한편, 제1 나선부(H1)와 제2 나선부(H2)는, 전술한 이중 나선 구조를 형성하기 위하여, 제1 개재부들(H1a) 중 적어도 일부의 제1 개재부(H1a)가 제2 개재부들(H2a) 중 적어도 일부의 제2 개재부(H2a)와 대면하고 또한 제1 연결부들(H1b) 중 적어도 일부의 제1 연결부(H1b)가 제2 연결부들(H2b) 중 적어도 일부의 제2 연결부(H2b)와 대면하게 마련된다.
다음으로, 전극 부재(E1, E2)는, 서로 반대 극성을 갖고 상기 분리막 나선체(H)에 의해 서로 분리되도록 상기 분리막 나선체(H)의 서로 인접한 나선층들 사이에 교번적으로 개재되는 적어도 하나의 제1 전극 부재들(E1)과 적어도 하나의 제2 전극 부재들(E2)을 구비한다.
제1 전극 부재들(E1)과 제2 전극 부재들(E2)은, 코어부(C)와 가장 인접한 최하층의 제1 개재부(H1a)와 코어부(C) 사이, 코어부(C)와 가장 인접한 최하층의 제2 개재부(H2a)와 코어부(C) 사이, 및 서로 인접하는 제1 개재부(H1a)와 제2 개재부(H2a) 사이에 교번적으로 개재된다.
제1 전극 부재들(E1)은 각각, 도 25에 도시된 바와 같이, 각각의 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)에 마련되며 분리막 나선체(H)의 서로 인접하는 나선층들 사이의 간격을 통해 전극 조립체(A)의 외부로 돌출되는 양극 탭(E4)을 구비한다. 이에 대응하여, 제2 전극 부재들(E2)은 각각, 도 25에 도시된 바와 같이, 각각의 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)에 마련되며 분리막 나선체(H)의 서로 인접하는 나선층들 사이의 간격을 통해 전극 조립체(A)의 외부로 돌출되는 음극 탭(E6)을 구비한다. 제1 전극 부재들(E1)과 제2 전극 부재들(E2)은, 도 25에 도시된 바와 같이, 이러한 양극 탭(E4)과 음극 탭(E6)이 전극 조립체(A)의 동일한 측 단부에 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다.
그런데, 도 25에 도시된 바와 같이, 양극 탭(E4)은 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격된 위치에 마련될 수 있고, 음극 탭(E6)은 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격된 위치에 마련될 수 있다. 이러한 경우에는, 도 25에 도시된 바와 같이, 제1 전극 부재들(E1)과 제2 전극 부재들(E2)은, 양극 탭들(E4)은 양극 탭들(E4)끼리 일렬로 정렬되고 또한 음극 탭들(E6)은 음극 탭들(E6)끼리 일렬로 정렬되도록 배치되는 것이 바람직하다.
이러한 전극 조립체(A)는, 분리막 나선체(H)의 각 층들 사이에 단위체인 양극으로 구성된 제1 전극 부재(E1)와 단위체인 음극으로 구성된 제2 전극 부재(E2)가 교번적으로 개재된 구조를 갖는다. 이로 인해, 전극 조립체(A)는, 양극/분리막/음극 구조의 풀셀(full cell) 또는 양극/(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 구조의 바이셀(bicell)을 적층하여 형성하는 종래의 스택/폴딩형 전극 조립체에 비해 풀셀 또는 바이셀의 제조 공정을 생략 가능하고, 전극 부재들(E1, E2)의 배열 방식이 간소하고, 컨팩트한 구조를 갖는다. 따라서, 전극 조립체(A)는, 제조 시간을 절감하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 제조 공정의 자동화가 용이하고, 제조 공정 상의 오류나 부주의로 인한 불량을 최소화하여 전극 조립체(A) 및 전극 조립체(A)를 이용해 제조한 이차전지의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 27은 도 1에 도시된 전극 조립체 제조 장치를 이용한 전극 조립체 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는, 도 27을 참조하여, 전술한 전극 조립체 제조 장치(1)를 이용한 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 전극 조립체 제조 방법을 설명하기로 한다.
도 27을 참조하면, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 전극 조립체 제조 방법은, 스트립 형상을 갖도록 길게 연장된 분리막 스트립(F)을 나선형으로 폴딩되도록 분리막 스트립(F)의 일측과 타측 사이에 마련된 코어부(C)를 중심으로 권취하여, 코어부(C)를 최소 단위로 하여 나선층이 단계적으로 증가되는 분리막 나선체(H)를 형성함과 함께, 분리막 나선체(H)의 각 층들 사이에 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 교번적으로 개재시켜 전극 조립체(A)를 구성하는 단계(S 10)와, 상기 S 10 단계에서 분리막 나선체(H)에 권취되지 않은 잔여 분리막 스트립(F1)과 분리막 나선체(H)의 연결점을 커팅하여 분리막 나선체(H)와 잔여 분리막 스트립(F1)을 분리하는 단계(S S20)와, 상기 S 20 단계에서 커팅된 분리막 나선체(H)의 절단부를 테이프를 이용해 고정하는 단계(S 30)와, 상기 S 30 단계에서 테이핑된 전극 조립체(A)를 미리 정해진 적재 위치에 적재하는 단계(S 40)를 포함한다.
먼저, 상기 S 10 단계는, 도 27에 도시된 바와 같이, 제1 전극 부재(E1)를 분리막 나선체(H)의 일면에 적층하고, 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)의 타면에 적층하는 단계(S 14); 및 분리막 스트립(F)을 나선형으로 폴딩되도록 코어부(C)를 중심으로 권취하여, 상기 S 14 단계에서 새로 적층된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)에 새로 권취된 분리막 스트립(F)으로 감싸주는 단계(S 18)를 포함한다. 이러한, 상기 S 14 단계 및 S 18 단계는, 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)가 분리막 나선체(H)에 미리 정해진 개수만큼 적층될 때까지 반복적으로 수행한다.
또한, 상기 S 14 단계는, 상기 S 18 단계가 최초로 수행되기 이전에는, 제1 전극 부재(E1)를 코어부(C)의 일면에 적층하고, 제2 전극 부재(E2)를 코어부(C)의 타면에 적층하여 수행하며, 상기 S 18 단계가 최초로 수행된 후에는, 제1 전극 부재(E1)를 분리막 나선체(H)의 최외측 일면에 적층하고, 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)의 최외측 타면에 적층하여 수행한다.
그런데, 상기 S 18 단계와 같이 분리막 스트립(F)을 코어부(C)를 중심으로 반전 회전시키면, 분리막 스트립(F)은 상기 일측과 타측 양 방향에서 상기 코어부(C) 쪽으로 끌어 당겨져 코어부(C)를 중심으로 권취되어 나선형으로 폴딩됨으로써 분리막 나선체(H)를 이루게 된다. 이러한 분리막 나선체(H)는, 코어부(C)의 일측 단부와 연결되며 분리막 스트립(F)의 일측 방향에서 공급된 분리막 스트립(F)이 나선형으로 폴딩되어 형성된 제1 나선부(H1)와, 코어부(C)의 타측 단부와 연결되며 분리막 스트립(F)의 타측 방향에서 공급된 분리막 스트립(F)이 나선형으로 폴딩되어 형성된 제2 나선부(H2)를 갖게 된다.
이처럼 분리막 스트립(F)이 코어부(C) 쪽으로 끌어 당겨져 제1 나선부(H1)와 제2 나선부(H2)를 갖는 분리막 나선체(H)를 이룸을 고려하여, 상기 S 10 단계는, 도 27에 도시된 바와 같이, 상기 S 14 단계와 상기 S 18 단계 사이에 수행하거나 상기 S 18 단계와 동시에 수행하며, 분리막 스트립(F)을 상기 일측과 타측 양 방향에서 코어부(C)를 향해 공급하는 단계(S 16)를 더 포함한다.
상기 S 16 단계는, 상기 S 14 단계와 상기 S 18 단계와 마찬가지로 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)가 분리막 나선체(H)에 미리 정해진 개수만큼 적층될 때까지 반복적으로 수행한다.
또한, 상기 S 16 단계는, 분리막 스트립(F)의 누적 권취 길이와 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)의 누적 적층 개수에 따른 전극 조립체(A)의 단면적의 증가분에 대응하여, 상기 S 16 단계를 반복적으로 수행할 때마다 분리막 스트립(F)의 공급 길이를 단계적으로 증가시켜 수행한다.
또한, 상기 S 16 단계는, 상기 S 14 단계에서 마지막 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)가 상기 분리막 나선체(H)에 적층된 후, 상기 S 18 단계에서 분리막 스트립(F)이 상기 마지막 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 감싸주도록 분리막 나선체(H)에 새로 권취된 경우에, 제1 나선부(H1)가 제2 나선부(H2)에 비해 상대적으로 길게 연장되어 제2 나선부(H2)의 단부를 덮을 수 있도록 미리 정해진 길이의 분리막 스트립(F)을 상기 양 방향에서 코어부(C)를 향해 각각 공급하여 수행한다.
다음으로, 상기 S 20 단계는, 분리막 스트립(F)의 일측 방향에서 공급된 분리막 스트립(F) 중 분리막 나선체(H)에 권취되지 않은 잔여 분리막 스트립(F1)과 제1 나선부(H1)의 단부의 연결점의 커팅을 통해 분리막 나선체(H)를 잔여 분리막 스트립(F1)으로부터 분리하여 수행한다. 그러면, 제1 나선부(H1)는, 제2 나선부(H2)보다 길게 연장되어 제2 나선부(H2)의 단부를 덮게 된다.
이후에, 상기 S 30 단계는, 상기 S 20 단계에서 커팅된 제1 나선부(H1)의 단부를 테이프(T)를 이용해 분리막 나선체(H)의 외면에 고정하여 수행한다. 그러면, 전극 조립체(A)의 분리막 나선체(H)는 각 층들 사이에 교번적으로 개재된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 감싼 상태로 더욱 단단하게 고정된다.
다음으로, 상기 S 40 단계는, 상기 S 30 단계에서 제1 나선부(H1)의 단부가 테이핑된 전극 조립체(A)를 미리 정해진 적재 위치에 적재하여 수행한다.
한편, 제1 전극 부재(E1)는 양극 탭(E4)이 마련된 단위체인 양극으로 구성될 수 있고, 제2 전극 부재(E2)는 음극 탭(E6)이 마련된 단위체인 음극으로 구성될 수 있다.
이에 대응하여, 상기 S 14 단계는, 양극 탭(E4)과 음극 탭(E6)이 각각 분리막 나선체(H)의 각 층들 사이의 간격을 통해 외부로 돌출되도록 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 분리막 나선체(H)에 적층하여 수행할 수 있다.
또한, 양극 탭(E4)은 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)에 마련되되 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격된 위치에 마련될 수 있고, 음극 탭(E6)은 상기 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)에 마련되되 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격된 위치에 마련될 수 있다.
이에 대응하여, 상기 S 10 단계는, 상기 S 14 단계 이전에 수행하며, 양극 탭(E4)이 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)의 중심부를 기준으로 하여 어느 한쪽으로 편심되도록 배치된 제1 전극 부재(E1)와 양극 탭(E4)이 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)의 중심부를 기준으로 하여 다른 한쪽으로 편심되도록 배치된 제1 전극 부재(E1)를 교번적으로 공급함과 함께, 음극 탭(E6)이 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)의 중심부를 기준으로 하여 어느 한쪽으로 편심되도록 배치된 제2 전극 부재(E2)와 음극 탭(E6)이 제2 전극 부재(E3)의 일측 단부(E5)의 중심부를 기준으로 하여 다른 한쪽으로 편심되도록 배치된 제2 전극 부재(E2)를 교번적으로 공급하는 단계(S 12)를 더 포함할 수 있다.
이러한 S 12 단계는, 양극 탭(E4)이 제1 전극 부재(E1)의 일측 단부(E3)의 중심부를 기준으로 서로 다른 쪽으로 편심되도록 각각 배치된 한 쌍의 제1 전극 트레이들(32a, 32b)로부터 제1 전극 부재(E1)를 교번적으로 전달받아 공급함과 함께, 상기 음극 탭(E6)이 제2 전극 부재(E2)의 일측 단부(E5)의 중심부를 기준으로 서로 다른 쪽으로 편심되도록 각각 배치된 한 쌍의 제2 전극 트레이들(52a, 52b)로부터 제2 전극 부재(E2)를 교번적으로 전달받아 공급하여 수행할 수 있다.
그러면, 상기 S 14 단계는, 상기 S 12 단계에서 공급된 제1 전극 부재(E1)와 제2 전극 부재(E2)를 각각, 양극 탭들(E4)은 양극 탭들(E4)끼리 일렬로 정렬되고 음극 탭들(E6)은 음극 탭들(E6)끼리 일렬로 정렬되도록 분리막 나선체(H)에 적층하여 수행할 수 있다. 또한, S 14 단계는, 양극 탭(E4)과 음극 탭(E6)이 전극 조립체(A)의 동일한 측 단부를 통해 외부로 돌출되도록 수행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (65)

  1. 분리막 스트립의 일측이 권취된 제1 롤, 및 상기 분리막 스트립의 타측이 권취된 제2 롤을 구비하며, 상기 제1 롤과 상기 제2 롤은 각각 상기 분리막 스트립을 권출하여 상기 제1 롤과 상기 제2 롤 사이에 위치하는 상기 분리막 스트립의 코어부 쪽을 향해 공급하는 분리막 공급 유닛;
    상기 분리막 스트립을 상기 코어부를 중심으로 권취하여, 상기 코어부를 적어도 포함하며 상기 코어부를 중심으로 나선형으로 폴딩된 분리막 나선체를 형성하는 분리막 폴딩 유닛;
    제1 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 일면에 적층하는 제1 전극 적층 유닛; 및
    제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 타면에 적층하는 제2 전극 적층 유닛을 포함하며;
    상기 분리막 폴딩 유닛은, 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재가 상기 분리막 나선체에 새로 적층될 때마다 새로 적층된 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 상기 분리막 스트립으로 감싸줄 수 있도록 상기 분리막 스트립을 권취하여, 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재가 상기 분리막 나선체의 각 층들 사이에 개재된 전극 조립체를 형성하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분리막 폴딩 유닛은, 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재가 상기 분리막 나선체에 새로 적층될 때마다 상기 코어부가 반전 회전되도록 상기 분리막 스트립을 권취하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 롤과 상기 제2 롤은 각각, 상기 분리막 스트립의 누적 권취 길이와 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재의 누적 적층 개수에 따른 상기 전극 조립체의 단면적의 증가분에 대응하여, 상기 분리막 스트립의 공급 길이를 단계적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분리막 공급 유닛은,
    상기 제1 롤과 상기 코어부 사이와, 상기 제2 롤과 상기 코어부 사이 중 적어도 한 곳에 상기 분리막 스트립이 안착되도록 설치되며, 상기 분리막 스트립을 상기 코어부로 안내하는 적어도 하나의 종동 롤러; 및
    상기 제1 롤과 상기 코어부 사이와, 상기 제2 롤과 상기 코어부 사이 중 적어도 한 곳에 상기 분리막 스트립이 안착되도록 설치되며, 미리 정해진 경로를 따라 왕복 이동되어 상기 분리막 스트립에 인가되는 장력을 조절하는 적어도 하나의 댄싱 롤러;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분리막 나선체는,
    상기 코어부의 일측 단부와 연결되며 상기 제1 롤로부터 공급된 분리막 스트립이 나선형으로 폴딩된 제1 나선부; 및
    상기 코어부의 타측 단부와 연결되며 상기 제2 롤로부터 공급된 분리막 스트립이 나선형으로 폴딩된 제2 나선부를 갖고;
    상기 제2 롤에는,
    마지막 제1 전극 부재와 제2 전극 부재가 상기 분리막 나선체에 적층된 후 상기 분리막 폴딩 유닛이 상기 분리막 스트립을 마지막으로 권취할 때 상기 제1 나선부가 상기 제2 나선부에 비해 상대적으로 길게 연장되어 상기 제2 나선부의 단부를 덮을 수 있도록 상기 분리막 스트립의 타측이 미리 정해진 길이만큼 권취되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 롤은,
    상기 분리막 스트립의 타측 단부를 파지하거나 파지 해제 가능한 권취 지그; 및
    상기 권취 지그를 상기 제2 롤의 내부로 인입하거나 상기 제2 롤의 외부로 인출하도록 왕복 이송 가능한 제1 이송 부재를 갖고;
    상기 제2 롤은,
    상기 권취 지그가 자유단 상태로 놓인 상기 분리막 스트립의 타측 단부를 상기 제2 롤의 외부에서 파지한 후 상기 제2 롤의 내부로 진입한 상태에서 회전 구동되어, 상기 분리막 스트립의 타측을 상기 미리 정해진 길이만큼 권취 가능한 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 권취 지그는, 상기 분리막 스트립의 타측 단부가 상기 분리막 나선체에 상기 코어부를 중심으로 권취되어 상기 제2 나선부의 단부를 이루도록 미리 정해진 시기에 상기 분리막 스트립의 타측 단부를 파지 해제하는 것을 특징으로 전극 조립체 제조 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 코어부와 상기 제1 롤 사이에 설치되며, 상기 분리막 스트립과 상기 제1 나선부의 단부의 연결점을 커팅하는 커팅 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전극 조립체를 미리 정해진 이송 경로를 따라 이송 가능한 조립체 이송 유닛; 및
    상기 이송 경로 상에 설치되며, 상기 커팅 유닛에 의해 커팅된 제1 나선부의 단부를 테이프로 고정하는 테이핑 유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 테이핑 유닛에 비해 상기 이송 경로의 하류 측에 설치되며, 상기 테이핑 유닛을 통과한 전극 조립체가 적재되는 적재 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 커팅 유닛은,
    상기 제1 나선부의 단부를 상기 전극 조립체로부터 미리 정해진 거리만큼 끌고 갈 수 있도록 이동 가능하게 마련되며,
    상기 커팅 유닛은,
    상기 제1 나선부의 단부를 상기 미리 정해진 거리만큼 끌고 간 후 커팅하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 조립체 이송 유닛은,
    상기 커팅 유닛이 상기 제1 나선부의 단부를 상기 미리 정해진 거리만큼 끌고 가면 상기 전극 조립체 쪽으로 이동한 후 상기 제1 나선부의 단부에 장력이 인가되도록 상기 제1 나선부를 가압 가능하게 마련되며,
    상기 조립체 이송 유닛은,
    상기 제1 나선부의 단부가 커팅되면 상기 전극 조립체를 파지한 후 상기 이송 경로를 따라 이송 가능하게 마련되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 분리막 폴딩 유닛은,
    상기 분리막 나선체 및 상기 새로 적층된 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 함께 파지하거나 파지 해제 가능한 폴딩 지그; 및
    상기 폴딩 지그와 축 결합되며, 상기 폴딩 지그가 상기 분리막 나선체 및 상기 새로 적층된 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 함께 파지한 경우에, 상기 새로 적층된 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체에 새로 권취되는 분리막 스트립으로 감싸줄 수 있도록 상기 폴딩 지그를 회전시키는 회전 부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 폴딩 지그는,
    상기 새로 권취되는 분리막 스트립이 상기 새로 적층된 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 감싸주면 상기 분리막 나선체 및 상기 새로 적층된 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 함께 파지 해제하는 것을 특징으로 하는 전극 조립제 제조 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 회전 부재는,
    상기 폴딩 지그가 상기 분리막 나선체 및 상기 새로 적층된 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 함께 파지한 경우와, 상기 폴딩 지그가 상기 분리막 나선체 및 상기 새로 적층된 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 함께 파지 해제한 경우에 각각, 상기 폴딩 지그를 반전 회전시키는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 분리막 폴딩 유닛은,
    상기 폴딩 지그를 상기 분리막 나선체와 가까워지거나 상기 분리막 나선체로부터 멀어지도록 왕복 이송 가능한 제2 이송 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 이송 부재는, 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재가 상기 분리막 나선체에 새로 적층된 경우에, 상기 폴딩 지그를 상기 분리막 나선체와 가까워지도록 이송하고,
    상기 제2 이송 부재는, 상기 새로 권취되는 분리막 스트립이 상기 새로 적층된 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 감싸준 경우에, 상기 폴딩 지그를 상기 분리막 나선체로부터 멀어지도록 이송하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 부재를 상기 제1 전극 적층 유닛에 공급 가능한 제1 전극 공급 유닛; 및
    상기 제2 전극 부재를 상기 제2 전극 적층 유닛에 공급 가능한 제2 전극 공급 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 전극 공급 유닛은,
    상기 제1 전극 부재가 적재되는 제1 적재 트레이;
    상기 제1 전극 부재를 상기 제1 적재 트레이로부터 상기 제1 전극 적층 유닛에 공급하는 제1 전극 공급기를 구비하며;
    상기 제2 전극 공급 유닛은,
    상기 제2 전극 부재가 적재되는 제2 적재 트레이;
    상기 제2 전극 부재를 상기 제2 적재 트레이로부터 상기 제2 전극 적층 유닛에 공급하는 제2 전극 공급기를 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립제 제조 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 전극 공급 유닛은,
    상기 제1 전극 공급기로부터 공급된 제1 전극 부재를 미리 정해진 배치 형태로 정렬하여 상기 제1 전극 적층 유닛에 전달하는 제1 전극 정렬기를 더 구비하며,
    상기 제2 전극 공급 유닛은,
    상기 제2 전극 공급기로부터 공급된 제2 전극 부재를 미리 정해진 배치 형태로 정렬하여 상기 제2 전극 적층 유닛에 전달하는 제2 전극 정렬기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 전극 정렬기는,
    회전축을 중심으로 미리 정해진 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 제1 정렬 플레이트; 및
    상기 제1 정렬 플레이트에 상기 제1 정렬 플레이트의 회전축을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 상호 이격되도록 방사형으로 설치되며, 상기 제1 전극 부재를 상기 배치 형태로 정렬하는 복수의 제1 정렬 부재들을 갖고;
    상기 제2 전극 정렬기는,
    회전축을 중심으로 미리 정해진 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 제2 정렬 플레이트; 및
    상기 제2 정렬 플레이트에 상기 제2 정렬 플레이트의 회전축을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 상호 이격되도록 방사형으로 설치되며, 상기 제2 전극 부재를 상기 배치 형태로 정렬하는 복수의 제2 정렬 부재들을 갖는 것을 특징으로 하는 전극 조립제 제조 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 전극 공급기는,
    상기 제1 전극 부재를 파지 또는 파지 해제 가능하게 마련되며, 상기 제1 정렬 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 상기 제1 적재 트레이에서 미리 파지해 둔 제1 전극 부재를 어느 하나의 제1 정렬 부재에 안착시키고,
    상기 제2 전극 공급기는,
    상기 제2 전극 부재를 파지 또는 파지 해제 가능하게 마련되며, 상기 제2 정렬 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 상기 제2 적재 트레이에서 미리 파지해둔 제2 전극 부재를 어느 하나의 제2 정렬 부재에 안착시키는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 전극 공급기는,
    상기 제1 전극 부재를 진공 흡착 또는 흡착 해제 가능한 적어도 하나의 제1 진공 흡착 패드를 갖고,
    상기 제2 전극 공급기는,
    상기 제2 전극 부재를 진공 흡착 또는 흡착 해제 가능한 적어도 하나의 제2 진공 흡착 패드를 갖는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 제1 전극 적층 유닛은, 상기 제1 정렬 플레이트의 회전축을 중심으로 상기 제1 전극 공급기와 상기 회전 각도 간격의 정수 배만큼 이격되도록 설치되며, 상기 제1 정렬 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 어느 하나의 제1 정렬 부재에 안착된 제1 전극 부재를 전달 받고,
    상기 제2 전극 적층 유닛은, 상기 제2 정렬 플레이트의 회전축을 중심으로 상기 제2 전극 공급기와 상기 회전 각도 간격의 정수 배만큼 이격되도록 설치되며, 상기 제2 정렬 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 어느 하나의 제2 정렬 부재에 안착된 제2 전극 부재를 전달 받는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 전극 공급 유닛은,
    상기 제1 정렬 플레이트의 회전축을 중심으로 상기 제1 전극 공급기 및 상기 제1 전극 적층 유닛과 각각 상기 회전 각도 간격의 정수 배만큼 이격되도록 상기 제1 전극 공급기와 상기 제1 전극 적층 유닛 사이에 설치되며, 상기 제1 정렬 부재에 2매 이상의 제1 전극 부재가 안착되었는지 여부를 감지 가능한 제1 전극 감지기를 더 구비하며,
    상기 제2 전극 공급 유닛은,
    상기 제2 정렬 플레이트의 회전축을 중심으로 상기 제2 전극 공급기 및 상기 제2 전극 적층 유닛과 각각 상기 회전 각도 간격의 정수 배만큼 이격되도록 상기 제2 전극 공급기와 상기 제2 전극 적층 유닛 사이에 설치되며, 상기 제2 정렬 부재에 2매 이상의 제2 전극 부재가 안착되었는지 여부를 감지 가능한 제2 전극 감지기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  26. 제18항에 있어서,
    상기 제1 전극 적층 유닛은,
    회전축을 중심으로 미리 정해진 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 제1 적층 플레이트; 및
    상기 제1 적층 플레이트에 상기 제1 적층 플레이트의 회전축을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 상호 이격되도록 방사형으로 설치되며, 상기 제1 전극 공급 유닛으로부터 공급된 제1 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 일면에 적층 가능한 복수의 제1 전극 적층기들을 구비하고,
    상기 제2 전극 적층 유닛은,
    회전축을 중심으로 미리 정해진 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 제2 적층 플레이트; 및
    상기 제2 적층 플레이트에 상기 제2 적층 플레이트의 회전축을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 상호 이격되도록 방사형으로 설치되며, 상기 제2 전극 공급 유닛으로부터 공급된 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 타면에 적층 가능한 복수의 제2 전극 적층기들을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 적층 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 어느 하나의 제1 전극 적층기는 상기 제1 전극 공급 유닛으로부터 공급된 제1 전극 부재를 파지하고, 다른 하나의 제1 전극 적층기는 미리 파지해 둔 제1 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 일면에 적층하며,
    상기 제2 적층 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 어느 하나의 제2 전극 적층기는 상기 제2 전극 적층 유닛으로부터 공급된 제2 전극 부재를 파지하고, 다른 하나의 제2 전극 적층기는 미리 파지해 둔 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 타면에 적층하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제1 전극 적층기들은 각각,
    상기 제1 전극 부재를 진공 흡착 또는 흡착 해제 가능한 제3 진공 흡착 패드; 및
    상기 제3 진공 흡착 패드를 상기 제1 적층 플레이트의 회전축과 가까워지거나 상기 제1 적층 플레이트의 회전축으로부터 멀어지도록 왕복 이송 가능한 제3 이송 부재를 갖고;
    상기 제2 전극 적층기들은 각각,
    상기 제2 전극 부재를 진공 흡착 또는 흡착 해제 가능한 제4 진공 흡착 패드; 및
    상기 제4 진공 흡착 패드를 상기 제2 적층 플레이트의 회전축과 가까워지거나 상기 제2 적층 플레이트의 회전축으로부터 멀어지도록 왕복 이송 가능한 제4 이송 부재를 갖는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제1 적층 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 상기 다른 하나의 제1 전극 적층기의 제3 진공 흡착 패드는 상기 다른 하나의 제1 전극 적층기의 제3 이송 부재에 의해 상기 분리막 나선체의 일면에 이르도록 이송된 후 미리 파지해 둔 제1 전극 부재를 파지 해제하여 상기 분리막 나선체의 일면에 적층하고,
    상기 제2 적층 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 상기 다른 하나의 제2 전극 적층기의 제4 진공 흡착 패드는 상기 다른 하나의 제2 전극 적층기의 제4 이송 부재에 의해 상기 분리막 나선체의 타면에 이르도록 이송된 후 미리 파지해 둔 제2 전극 부재를 파지 해제하여 상기 분리막 나선체의 타면에 적층하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  30. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 부재는 단위체인 양극이고, 상기 제2 전극 부재는 단위체인 음극인 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  31. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극 부재는, 양극과 음극 중 어느 하나의 전극이 양측 최외각층에 각각 적층되도록 양극, 분리막, 음극이 적층된 제1 단위셀이고,
    상기 제2 전극 부재는, 양극과 음극 중 다른 하나의 전극이 양측 최외각층에 각각 적층되도록 양극, 분리막, 음극이 적층된 제2 단위셀인 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  32. 분리막 스트립의 일측이 권취된 제1 롤, 및 상기 분리막 스트립의 타측이 권취된 제2 롤을 구비하며, 상기 제1 롤과 상기 제2 롤은 각각 상기 분리막 스트립을 권출하여 상기 제1 롤과 상기 제2 롤 사이에 위치하는 상기 분리막 스트립의 코어부 쪽을 향해 공급하는 분리막 공급 유닛;
    상기 분리막 스트립을 상기 코어부를 중심으로 권취하여, 상기 코어부를 적어도 포함하며 상기 코어부를 중심으로 나선형으로 폴딩된 분리막 나선체를 형성하는 분리막 폴딩 유닛;
    양극 탭이 마련된 양극을 상기 분리막 나선체의 일면에 적층하는 제1 전극 적층 유닛; 및
    음극 탭이 마련된 음극을 상기 분리막 나선체의 타면에 적층하는 제2 전극 적층 유닛을 포함하며;
    상기 분리막 폴딩 유닛은, 상기 양극과 상기 음극이 상기 분리막 나선체에 새로 적층될 때마다 새로 적층된 양극과 음극을 상기 분리막 스트립으로 감싸줄 수 있도록 상기 분리막 스트립을 권취하여, 상기 양극과 상기 음극이 상기 분리막 나선체의 각 층들 사이에 교번적으로 개재된 전극 조립체를 형성하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 제1 적극 적층 유닛은, 상기 양극 탭이 상기 전극 조립체의 외부로 돌출되도록 상기 양극을 상기 분리막 나선체의 일면에 적층하고,
    상기 제2 전극 적층 유닛은, 상기 음극 탭이 상기 전극 조립체의 외부로 돌출되도록 상기 음극을 상기 분리막 나선체의 타면에 적층하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 양극을 상기 제1 전극 적층 유닛에 공급하는 제1 전극 공급 유닛; 및
    상기 음극을 상기 제2 전극 적층 유닛에 공급하는 제2 전극 공급 유닛을 더 포함하며;
    상기 제1 전극 공급 유닛은, 상기 양극 탭이 상기 양극의 일측 단부의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 마련된 경우에, 상기 양극 탭이 상기 중심부를 기준으로 어느 한쪽으로 편심되도록 배치된 양극과 상기 양극 탭이 상기 중심부를 기준으로 다른 한쪽으로 편심되도록 배치된 양극을 상기 제1 전극 적층 유닛에 교번적으로 공급하고,
    상기 제2 전극 공급 유닛은, 상기 음극 탭이 상기 음극의 일측 단부의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격되도록 마련된 경우에, 상기 음극 탭이 상기 중심부를 기준으로 어느 한쪽으로 편심되도록 배치된 음극과 상기 음극 탭이 상기 중심부를 기준으로 다른 한쪽으로 편심되도록 배치된 음극을 상기 제2 전극 적층 유닛에 교번적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 제1 전극 공급 유닛은,
    어느 하나에는 상기 양극 탭이 상기 중심부를 기준으로 일측으로 편심되도록 배치된 양극이 적재되고, 다른 하나에는 상기 양극 탭이 상기 중심부를 기준으로 타측으로 편심되도록 배치된 양극이 적재되는 한 쌍의 제1 적재 트레이들; 및
    상기 어느 하나의 제1 적재 트레이에 배치된 양극과 상기 다른 하나의 제1 적재 트레이에 배치된 양극을 상기 제1 전극 적층 유닛에 교번적으로 공급하는 제1 전극 공급기를 구비하며;
    상기 제2 전극 공급 유닛은,
    어느 하나에는 상기 음극 탭이 상기 중심부를 기준으로 일측으로 편심되도록 배치된 음극이 적재되고, 다른 하나에는 상기 음극 탭이 상기 중심부를 기준으로 타측으로 편심되도록 배치된 음극이 적재되는 한 쌍의 제2 적재 트레이들; 및
    상기 어느 하나의 제2 적재 트레이에 배치된 음극과 상기 다른 하나의 제2 적재 트레이에 배치된 음극을 상기 제2 전극 적층 유닛에 교번적으로 공급하는 제2 전극 공급기를 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 제1 전극 공급기는,
    미리 정해진 각도를 이루도록 일측 단부가 서로 연결되며, 상기 일측 단부에 마련된 회전축을 중심으로 회전되고, 상기 제1 전극 부재를 파지하거나 파지 해제 가능한 한 쌍의 제1 공급암들을 구비하고,
    상기 제2 전극 공급기는,
    미리 정해진 각도를 이루도록 일측 단부가 서로 연결되며, 상기 일측 단부에 마련된 회전축을 중심으로 회전되고, 상기 제2 전극 부재를 파지하거나 파지 해제 가능한 한 쌍의 제2 공급암들을 구비하며,
    상기 제1 전극 공급기는,
    어느 하나의 제1 공급암이 어느 하나의 제1 적재 트레이로부터 상기 제1 전극 부재를 파지할 때 다른 하나의 제1 공급암이 미리 파지해 둔 제1 전극 부재를 파지 해제하여 상기 제1 전극 적층 유닛에 공급하도록 구동되고,
    상기 제2 공급암들은,
    어느 하나의 제2 공급암이 어느 하나의 제2 적재 트레이로부터 상기 제2 전극 부재를 파지할 때 다른 하나의 제2 공급암이 미리 파지해 둔 제2 전극 부재를 파지 해제하여 상기 제2 전극 적층 유닛에 공급하도록 구동되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 제1 전극 공급 유닛은,
    상기 다른 하나의 제1 공급암이 파지 해제한 제1 전극 부재를 미리 정해진 배치 형태로 정렬하여 상기 제1 전극 적층 유닛에 전달하는 제1 전극 정렬기를 더 구비하며,
    상기 제2 전극 공급 유닛은,
    상기 다른 하나의 제2 공급암이 파지 해제한 제2 전극 부재를 미리 정해진 배치 형태로 정렬하여 상기 제2 전극 적층 유닛에 전달하는 제2 전극 정렬기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 제1 전극 정렬기는,
    회전축을 중심으로 미리 정해진 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 제1 정렬 플레이트; 및
    상기 제1 정렬 플레이트에 상기 제1 정렬 플레이트의 회전축을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 상호 이격되도록 방사형으로 설치되며, 상기 제1 전극 부재를 상기 배치 형태로 정렬하는 복수의 제1 정렬 부재들을 갖고;
    상기 제2 전극 정렬기는,
    회전축을 중심으로 미리 정해진 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되는 제2 정렬 플레이트; 및
    상기 제2 정렬 플레이트에 상기 제2 정렬 플레이트의 회전축을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 상호 이격되도록 방사형으로 설치되며, 상기 제2 전극 부재를 상기 배치 형태로 정렬하는 복수의 제2 정렬 부재들을 갖는 것을 특징으로 하는 전극 조립제 제조 장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 제1 전극 공급기는,
    상기 제1 정렬 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 어느 하나의 제1 공급암이 어느 하나의 제1 적재 트레이로부터 상기 제1 전극 부재를 파지함과 동시에 다른 하나의 제1 공급암이 미리 파지해 둔 제1 전극 부재를 파지 해제하여 어느 하나의 제1 정렬 부재에 안착시키도록 구동되고,
    상기 제2 전극 공급기는,
    상기 제2 정렬 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 어느 하나의 제2 공급암이 어느 하나의 제2 적재 트레이로부터 상기 제2 전극 부재를 파지함과 동시에 다른 하나의 제2 공급암이 미리 파지해 둔 제2 전극 부재를 파지 해제하여 어느 하나의 제2 정렬 부재에 안착시키도록 구동되는 것을 특징으로 하는 전극 조립제 제조 장치.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 제1 전극 적층 유닛은,
    상기 제1 정렬 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 다른 하나의 제1 정렬 부재에 상기 배치 형태로 정렬된 제1 전극 부재를 전달 받고,
    상기 제2 전극 적층 유닛은,
    상기 제2 정렬 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지 될 때, 다른 하나의 제2 정렬 부재에 상기 배치 형태로 정렬된 제2 전극 부재를 전달 받는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 제1 전극 적층 유닛은,
    회전축을 중심으로 미리 정해진 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되되 상기 제1 정렬 플레이트와 동일한 구동 주기를 갖도록 구동되는 제1 적층 플레이트; 및
    상기 제1 적층 플레이트에 상기 제1 적층 플레이트의 회전축을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 상호 이격되도록 방사형으로 설치되며, 상기 다른 하나의 제1 정렬 부재에 안착된 제1 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 일면에 적층 가능한 복수의 제1 전극 적층기들을 구비하고,
    상기 제2 전극 적층 유닛은,
    회전축을 중심으로 미리 정해진 회전 각도 간격만큼 회전된 후 미리 정해진 시간 동안 정지하기를 반복하도록 구동되되 상기 제2 정렬 플레이트와 동일한 구동 주기를 갖도록 구동되는 제2 적층 플레이트; 및
    상기 제2 적층 플레이트에 상기 제2 적층 플레이트의 회전축을 중심으로 상기 회전 각도 간격만큼 상호 이격되도록 방사형으로 설치되며, 상기 다른 하나의 제2 정렬 부재에 안착된 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 타면에 적층 가능한 복수의 제2 전극 적층기들을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 제1 적층 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 어느 하나의 제1 전극 적층기는 상기 다른 하나의 제1 정렬 부재에 안착된 제1 전극 부재를 파지하고, 다른 하나의 제1 전극 적층기는 미리 파지해 둔 제1 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 일면에 적층하며,
    상기 제2 적층 플레이트가 상기 회전 각도 간격만큼 회전된 후 정지될 때, 어느 하나의 제2 전극 적층기는 상기 다른 하나의 제1 정렬 부재에 안착된 제2 전극 부재를 파지하고, 다른 하나의 제2 전극 적층기는 미리 파지해 둔 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 타면에 적층하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 장치.
  43. (a) 스트립 형상을 갖도록 길게 연장된 분리막 스트립을 나선형으로 폴딩되도록 상기 분리막 스트립의 일측과 타측 사이에 마련된 코어부를 중심으로 권취하여, 상기 코어부를 최소 단위로 하여 나선층이 단계적으로 증가되는 분리막 나선체를 형성함과 함께, 상기 분리막 나선체의 각 층들 사이에 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 교번적으로 개재시켜 전극 조립체를 구성하는 단계를 포함하며,
    상기 (a) 단계는,
    (a1) 상기 제1 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 일면에 적층하고, 상기 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 타면에 적층하는 단계; 및
    (a2) 상기 분리막 스트립을 나선형으로 폴딩되도록 상기 코어부를 중심으로 권취하여, 상기 (a1) 단계에서 새로 적층된 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체에 새로 권취된 분리막 스트립으로 감싸주는 단계를 포함하며;
    상기 (a1) 및 (a2) 단계는, 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재가 미리 정해진 개수만큼 적층될 때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 방법.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 (a1) 단계는,
    상기 (a2) 단계가 최초로 수행되기 이전에는, 상기 제1 전극 부재를 상기 코어부의 일면에 적층하고, 상기 제2 전극 부재를 상기 코어부의 타면에 적층하여 수행하며, 상기 (a2) 단계가 최초로 수행된 후에는, 상기 제1 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 최외측 일면에 적층하고, 상기 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체의 최외측 타면에 적층하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 방법.
  45. 제43항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    (a3) 상기 (a1) 단계와 상기 (a2) 단계 사이에 수행하거나 상기 (a2) 단계와 동시에 수행하며, 상기 분리막 스트립을 상기 일측과 타측 양 방향에서 상기 코어부를 향해 공급하는 단계를 더 포함하며,
    상기 (a3) 단계는, 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재가 상기 분리막 나선체에 미리 정해진 개수만큼 적층될 때까지 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 방법.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 (a3) 단계는,
    상기 분리막 스트립의 누적 권취 길이와 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재의 누적 적층 개수에 따른 상기 전극 조립체의 단면적의 증가분에 대응하여, 상기 (a3) 단계를 반복적으로 수행할 때마다 상기 분리막 스트립의 공급 길이를 단계적으로 증가시켜 수행하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 방법.
  47. 제45항에 있어서,
    상기 분리막 나선체는,
    상기 코어부의 일측 단부와 연결되며 상기 분리막 스트립의 일측 방향에서 공급된 분리막 스트립이 나선형으로 폴딩되어 형성된 제1 나선부; 및
    상기 코어부의 타측 단부와 연결되며 상기 분리막 스트립의 타측 방향에서 공급된 분리막 스트립이 나선형으로 폴딩되어 형성된 제2 나선부를 갖고;
    상기 (a3) 단계는,
    상기 (a1) 단계에서 마지막 제1 전극 부재와 제2 전극 부재가 상기 분리막 나선체에 적층된 후, 상기 (a2) 단계에서 상기 분리막 스트립이 상기 마지막 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 감싸주도록 상기 분리막 나선체에 새로 권취된 경우에, 상기 제1 나선부가 상기 제2 나선부에 비해 상대적으로 길게 연장되어 상기 제2 나선부의 단부를 덮을 수 있도록 미리 정해진 길이의 분리막 스트립을 상기 양 방향에서 상기 코어부를 향해 각각 공급하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 방법.
  48. 제47항에 있어서,
    (b) 상기 (a) 단계 이후에 수행하며, 상기 분리막 스트립의 일측 방향에서 공급된 분리막 스트립 중 상기 분리막 나선체에 권취되지 않은 잔여 분리막 스트립과 상기 제1 나선부의 단부의 연결점을 커팅하여, 상기 전극 조립체를 상기 잔여 분리막 스트립으로부터 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 방법.
  49. 제48항에 있어서,
    (c) 상기 (b) 단계 이후에 수행하며, 상기 (b) 단계에서 커팅된 상기 제1 나선부의 단부를 테이프를 이용해 상기 분리막 나선체의 외면에 고정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 방법.
  50. 제49항에 있어서,
    (d) 상기 (c) 단계에 이후에 수행하며, 상기 (c) 단계에서 테이핑된 전극 조립체를 미리 정해진 적재 위치에 적재하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 방법.
  51. 제43항에 있어서,
    상기 제1 전극 부재는 양극 탭이 마련된 단위체인 양극으로 구성되고, 상기 제2 전극 부재는 음극 탭이 마련된 단위체인 음극으로 구성되며,
    상기 (a1) 단계는, 상기 양극 탭과 상기 음극 탭이 각각 상기 분리막 나선체의 각 층들 사이의 간격을 통해 외부로 돌출되도록 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재를 상기 분리막 나선체에 적층하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 방법.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 양극 탭은 상기 제1 전극 부재의 일측 단부에 마련되되 상기 일측 단부의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격된 위치에 마련되고, 상기 음극 탭은 상기 제2 전극 부재의 일측 단부에 마련되되 상기 일측 단부의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격된 위치에 마련되며,
    상기 (a) 단계는,
    (a4) 상기 (a1) 단계 이전에 수행하며, 상기 양극 탭이 상기 제1 전극 부재의 일측 단부의 중심부를 기준으로 하여 어느 한쪽으로 편심되도록 배치된 제1 전극 부재와 상기 양극 탭이 상기 제1 전극 부재의 일측 단부의 중심부를 기준으로 하여 다른 한쪽으로 편심되도록 배치된 제1 전극 부재를 교번적으로 공급함과 함께, 상기 음극 탭이 상기 제2 전극 부재의 일측 단부의 중심부를 기준으로 하여 어느 한쪽으로 편심되도록 배치된 제2 전극 부재와 상기 음극 탭이 상기 제2 전극 부재의 일측 단부의 중심부를 기준으로 하여 다른 한쪽으로 편심되도록 배치된 제2 전극 부재를 교번적으로 공급하는 단계를 더 포함하며,
    상기 (a1) 단계는,
    상기 (a4) 단계에서 공급된 제1 전극 부재와 제2 전극 부재를 각각, 양극 탭들은 양극 탭들끼리 일렬로 정렬되고 음극 탭들은 음극 탭들끼리 일렬로 정렬되도록 상기 분리막 나선체에 적층하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 방법.
  53. 제52항에 있어서,
    상기 (a4) 단계는,
    상기 양극 탭이 상기 제1 전극 부재의 일측 단부의 중심부를 기준으로 서로 다른 쪽으로 편심되도록 각각 배치된 한 쌍의 제1 전극 트레이들로부터 상기 제1 전극 부재를 교번적으로 전달받아 공급함과 함께, 상기 음극 탭이 상기 제2 전극 부재의 일측 단부의 중심부를 기준으로 서로 다른 쪽으로 편심되도록 각각 배치된 한 쌍의 제2 전극 트레이들로부터 상기 제2 전극 부재를 교번적으로 전달받아 공급하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 방법.
  54. 제52항에 있어서,
    상기 (a1) 단계는,
    상기 양극 탭과 상기 음극 탭이 상기 전극 조립체의 동일한 측 단부를 통해 외부로 돌출되도록 수행하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체 제조 방법.
  55. 코어부와, 일단이 상기 코어부의 일측 단부와 연결되며, 상기 코어부를 중심으로 나선형으로 폴딩된 제1 나선부와, 일단이 상기 코어부의 일측 단부와 반대되는 상기 코어부의 타측 단부와 연결되며, 상기 코어부를 중심으로 나선형으로 폴딩된 제2 나선부를 구비하는 분리막 나선체; 및
    서로 반대 극성을 갖고, 상기 분리막 나선체에 의해 서로 이격되도록 상기 분리막 나선체의 서로 인접한 나선층들 사이에 교번적으로 개재되는 적어도 하나의 제1 전극 부재들과 적어도 하나의 제2 전극 부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  56. 제55항에 있어서,
    상기 제1 나선부와 상기 제2 나선부는, 서로 동일한 나선 방향으로 평행하게 연장되며 적어도 일부 구간이 서로 대면하는 이중 나선 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  57. 제56항에 있어서,
    상기 제1 나선부는 상기 제2 나선부의 일단과 반대되는 상기 제2 나선부의 타단을 덮을 수 있도록 상기 제2 나선부에 비해 길게 연장되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  58. 제56항에 있어서,
    상기 제1 나선부는, 상기 코어부와 평행하게 마련되는 복수의 제1 개재부들과, 상기 제1 개재부들 중 상기 코어부와 가장 인접한 제1 개재부를 상기 코어부와 연결하거나 상기 제1 개재부들 중 서로 인접한 한 쌍의 제1 개재부들을 연결하는 복수의 제1 연결부들을 구비하고,
    상기 제2 나선부는, 상기 코어부와 평행하게 마련되는 복수의 제2 개재부들과, 상기 제2 개재부들 중 상기 코어부와 가장 인접한 제2 개재부를 상기 코어부와 연결하거나 상기 제2 개재부들 중 서로 인접한 한 쌍의 제2 개재부들을 연결하는 복수의 제2 연결부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  59. 제58항에 있어서,
    상기 제1 연결부들은 상기 제1 나선부가 나선형으로 폴딩될 수 있도록 상기 코어부 및 상기 제1 개재부들과 미리 정해진 각도를 이루도록 마련되고,
    상기 제2 연결부들은 상기 제2 나선부가 나선형으로 폴딩될 수 있도록 상기 코어부 및 상기 제2 개재부들과 미리 정해진 각도를 이루도록 마련되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  60. 제58항에 있어서,
    상기 제1 나선부와 상기 제2 나선부는, 상기 제1 개재부들 중 적어도 일부의 제1 개재부가 상기 제2 개재부들 중 적어도 일부의 제2 개재부와 대면하고 또한 상기 제1 연결부들 중 적어도 일부의 제1 연결부가 상기 제2 연결부들 중 적어도 일부의 제2 연결부와 대면하게 마련되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  61. 제58항에 있어서,
    상기 제1 전극 부재들과 상기 제2 전극 부재들은, 상기 코어부와 가장 인접한 제1 개재부와 상기 코어부 사이, 상기 코어부와 가장 인접한 제2 개재부와 상기 코어부 사이, 및 서로 인접한 제1 개재부와 제2 개재부 사이에 교번적으로 개재되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  62. 제55항에 있어서,
    상기 제1 전극 부재들은 각각, 일측 단부에 마련되며 상기 분리막 나선체의 서로 인접한 나선층들 사이의 간격을 통해 상기 전극 조립체의 외부로 돌출되는 양극 탭을 구비하고,
    상기 제2 전극 부재들은 각각, 일측 단부에 마련되며 상기 분리막 나선체의 서로 인접한 나선층들 사이의 간격을 통해 상기 전극 조립체의 외부로 돌출되는 음극 탭을 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  63. 제62항에 있어서,
    상기 양극 탭은 상기 제1 전극 부재의 일측 단부의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격된 위치에 마련되고,
    상기 음극 탭은 상기 제2 전극 부재의 일측 단부의 중심부로부터 미리 정해진 간격만큼 이격된 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  64. 제63항에 있어서,
    상기 제1 전극 부재들과 상기 제2 전극 부재들은, 상기 양극 탭과 상기 음극 탭이 상기 전극 조립체의 동일한 측 단부에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
  65. 제64항에 있어서,
    상기 제1 전극 부재들과 상기 제2 전극 부재들은, 양극 탭들은 양극 탭들끼리 일렬로 정렬되고 또한 음극 탭들은 음극 탭들끼 일렬로 정렬되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전극 조립체.
PCT/KR2016/010399 2016-04-01 2016-09-19 전극 조립체 제조 장치 및 방법과, 이를 이용해 제조한 전극 조립체 WO2017171160A1 (ko)

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