WO2017217640A1 - 전극 제조 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2017217640A1
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electrode
cutting
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electrode active
coated
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안세영
최진우
배상호
류상백
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주식회사 엘지화학
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to an electrode manufacturing apparatus and method, and to an electrode manufacturing apparatus and method capable of improving the productivity of the electrode compared to the prior art.
  • Electrodes assemblies having various shapes there are various methods of manufacturing electrode assemblies having various shapes, but one example thereof is a method of manufacturing an electrode assembly having steps by stacking electrode units having different areas. This is a method of manufacturing an electrode unit including an electrode and a separator, but manufacturing various types of electrode units having different areas and separators, and then stacking electrode units to manufacture an electrode assembly having a step. In order to manufacture the electrode assembly in this way, it is necessary to manufacture electrodes having different areas.
  • FIG. 1 shows a method of manufacturing an electrode having a first length a according to the prior art
  • FIG. 2 shows a method of manufacturing an electrode having a second length b according to the prior art.
  • an initial electrode 1 prior to manufacturing electrodes having different lengths (ie, areas), an initial electrode 1 is manufactured by coating an electrode active material 3 on a current collector 2.
  • 1 and 2 illustrate the manufacture of two initial electrodes to produce two kinds of electrodes.
  • the initial electrode 1 includes a holding part 4, which is an area on which the electrode active material 3 is coated, and a plain part 5, which is an area on which the electrode active material 3 is not coated.
  • the initial electrodes 1 cut the cutting lines 6 to produce electrodes having the same length.
  • different lengths are prepared between the initial electrodes. 1 and 2 illustrate cutting the respective initial electrodes 1 to produce an electrode having a length of a and b, respectively.
  • an object of the present invention is to manufacture electrodes having different areas through one process to improve the productivity of the electrodes, and to reduce the equipment and cost required for the production of the electrodes.
  • preparing a current collector An application step of preparing an initial electrode by applying an electrode active material to one or both surfaces of the current collector; And a first cutting step of cutting the initial electrode coated with the electrode active material to produce a plurality of intermediate electrodes.
  • the first cutting step may include an electrode manufacturing method of cutting the initial electrode such that at least some of the lengths of the plurality of intermediate electrodes are different from each other.
  • the intermediate electrode may include a holding part that is a region to which the electrode active material is coated and a non-coating part that is a region to which the electrode active material is not coated, so that the holding part is spaced apart from each other.
  • Lengths of the retainers in the intermediate electrode may be the same.
  • the plurality of intermediate electrodes may be divided into two or more groups according to lengths of the holding portions, and lengths of the holding portions of the intermediate electrode between the groups may be different from each other.
  • the electrode active material is coated on the initial electrode so that the non-coating portion, which is a region where the electrode active material is not coated, and the holding portions, which are areas where the electrode active material is coated, are formed to be spaced apart from each other, and the holding portions of the same length It may include applying the electrode active material to be formed repeatedly.
  • a second cutting step of cutting the intermediate electrode to produce a finished electrode may further include.
  • the cutting direction of the first cutting step and the cutting direction of the second cutting step may be perpendicular to each other.
  • the second cutting step may include cutting some of the uncoated portions of the intermediate electrode so that the finished electrode has an electrode tab.
  • a coating unit for producing an initial electrode by applying an electrode active material on one side or both sides of the current collector And a first cutting unit to cut the initial electrode coated with the electrode active material to manufacture a plurality of intermediate electrodes. It includes, The first cutting unit is provided with an electrode manufacturing apparatus for cutting the initial electrode so that at least some of the length of the plurality of intermediate electrodes different from each other the length of the plurality of intermediate electrodes.
  • the intermediate electrode may include a holding part that is a region to which the electrode active material is coated and a non-coating part that is a region to which the electrode active material is not coated, so that the holding part is spaced apart from each other.
  • Lengths of the retainers in the intermediate electrode may be the same.
  • the plurality of intermediate electrodes may be divided into two or more groups according to lengths of the holding portions, and lengths of the holding portions of the intermediate electrode between the groups may be different from each other.
  • the coating unit may include the non-coating portion, which is a region where the electrode active material is not coated, on the initial electrode, and apply the electrode active material so that the holding portions, which are areas where the electrode active material is coated, are formed to be spaced apart from each other, and the holding portions of the same length
  • the electrode active material may be coated to be repeatedly formed.
  • a second cutting unit for cutting the intermediate electrode to produce a finished electrode may further include.
  • the cutting direction of the first cutting unit and the cutting direction of the second cutting unit may be perpendicular to each other.
  • the second cutting unit may cut a portion of the uncoated portion of the intermediate electrode so that the finished electrode has an electrode tab.
  • the present invention it is possible to manufacture electrodes having different areas through a single process, so that the productivity of the electrode can be improved, while reducing the equipment and cost required for the production of the electrode.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a method of manufacturing an electrode having a first length, according to the prior art.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating a method of manufacturing an electrode having a second length, according to the prior art.
  • FIG 3 is a plan view illustrating a coating step and a first cutting step in a method of manufacturing an electrode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view illustrating a coating step and a first cutting step in a method of manufacturing an electrode according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view for explaining a second cutting step of a method of manufacturing an electrode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view for explaining the coating step and the first cutting step of the electrode manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • the electrode manufacturing method according to the present invention includes preparing a current collector 20 to which the electrode active material is applied.
  • an application step of applying the electrode active material 30 to the current collector 20 is performed.
  • the electrode active material 30 may be applied to one surface or both surfaces of the current collector (20).
  • the initial electrode 10 is manufactured through an application step.
  • the electrode active material may be applied to the current collector so that the initial electrode 10 may include not only a holding part that is a region to which the electrode active material is coated, but also an uncoated part that is a region where the electrode active material is not coated.
  • the electrode active material may be a positive electrode or a negative electrode.
  • the initial electrode 10 includes the uncoated portion 50, which is an area where the electrode active material 30 is not coated, so that the electrode active material 30 is maintained.
  • the electrode active material 30 may be applied to the current collector 20 so that the portion 40 is spaced apart from each other by the non-coating portion 50.
  • the electrode active material 30 may be applied to the current collector 20 so that the length of the holding portion 40 is the same, and the electrode active material 30 is collected so that the holding portion 40 is repeatedly formed. It can apply to the whole 20. That is, in the applying step, the electrode active material 30 may be applied to the current collector 20 so that the holding portions 40 of the same length are repeatedly formed.
  • 3 illustrates a case where the electrode active material 30 having the length of a + b is repeatedly applied to the current collector 20 in the applying step.
  • a and b may be different values.
  • 'applying the electrode active material to the current collector so that the same length of the retaining portion is repeatedly formed merely means that the same length of the retaining portion may be repeatedly formed in at least some sections of the current collector. It does not mean the case where only the holding part of the same length is apply
  • FIG. 3 a case in which the holding parts 42a and 44a having a length a + b, that is, the first holding part and the second holding part, is formed repeatedly on the current collector 20 with the non-coating part 50 interposed therebetween. Illustrated illustratively.
  • the 'length' described above may not be interpreted to mean the length of the direction is applied in the application step, rather than the length of the holding direction.
  • Figure 4 is a view for explaining the coating step and the first cutting step of the electrode manufacturing method according to another embodiment of the present invention, the holding portion having a length of a + b in the current collector 20 ( 42b, 46b, i.e., the first holding portion and the third holding portion are repeatedly formed with the holding portion 44b (i.e., the second holding portion) having a length of the plain 50 and the b + b. Is shown by way of example.
  • the electrode active material having a length different from the above length can be applied to the outside of the current collector. That is, referring to FIGS. 3 and 4, the applying step may include applying an electrode active material having a length different from a + b or b + b to one side or both sides of the current collector 20 so that the outer side holding portion 48, 49). At this time, the length of the outer holding portion (48, 49) may be shorter than the length of the other holding portion (42, 44, 46).
  • 3 and 4 illustrate the case where the outer holders 48 and 49 having the length a are formed on both outer sides of the current collector 20.
  • the electrode active material 30 may be applied to the current collector 20 so that not only the holding portion 40 but also the plain portions 50 having the same length are repeatedly formed.
  • a first cutting step may be made, which cuts the initial electrode 10 to produce the primarily processed intermediate electrode 12.
  • 3 and 4 illustrate a first cutting line 60 which is a line for cutting the initial electrode 10 in the first cutting step.
  • 3 and 4 illustrate a case where the first cutting line 60 is perpendicular to the direction in which the electrode active material 30 is applied in the applying step in the first cutting step.
  • the first cutting line 60 may maintain an angle different from the direction in which the electrode active material 30 is applied in the applying step.
  • the first cutting line 60 may be parallel to the direction in which the electrode active material 30 is applied in the applying step.
  • the initial electrode in the first cutting step, may be cut such that at least some of the lengths of the plurality of intermediate electrodes 12 are different from each other.
  • the intermediate electrode 12 may include two holding parts spaced apart from each other by the uncoated part 50 and the uncoated part 50 by the first cutting step.
  • the lengths of the holding parts in one intermediate electrode 12 may be the same.
  • An intermediate electrode 12 is shown that includes a retainer having a length of. As described above, a and b may be different values.
  • the intermediate electrode 12 may be divided into two or more groups according to the length of the holding part 40 by the coating step and the first cutting step.
  • 3 and 4 illustrate a case in which the holder 40 is divided into two groups according to the length of the holder 40.
  • the intermediate electrode may be divided into three or more groups according to the length of the holding part 40 by the applying step and the first cutting step.
  • the length of the holding part of the intermediate electrode 12 between the groups may be different from each other because the two or more groups may be divided according to the length of the holding part 40 in the intermediate electrode 12.
  • 3 and 4 show cases where the lengths of the holding portions of the intermediate electrode 12 between groups are different from each other as a and b.
  • the arrangement order of the intermediate electrode electrodes 12 between the groups may be different depending on the coating step. That is, as shown in Figure 3, by the coating step, the holding portions 42a, 44a, that is, the first holding portion and the second holding portion having a length of a + b on the current collector 20 are uncoated portions.
  • the initial electrode 10 is an intermediate electrode belonging to the first group / an intermediate electrode belonging to the first group / an intermediate electrode belonging to the first group after the first cutting step is performed. Can be divided.
  • the holding portions 42b and 46b having the length of a + b in the current collector 20 are not supported.
  • the initial electrode after the first cutting step is made of an intermediate electrode belonging to the first group.
  • a holding portion 44b i.e., a second holding portion having a length of 50 and b + b
  • the initial electrode after the first cutting step is made of an intermediate electrode belonging to the first group.
  • Intermediate electrode belonging to the second group / intermediate electrode belonging to the second group / intermediate electrode belonging to the first group.
  • a second cutting step may be made in which the intermediate electrode is cut to produce a finished electrode to be used for manufacturing the electrode assembly. That is, according to one embodiment and another embodiment of the present invention in the coating step, the first cutting step of manufacturing the intermediate electrode from the initial electrode coated with the electrode active material to the current collector and the second cutting to manufacture the finished electrode from the intermediate electrode Through the steps it is possible to produce an electrode used in the electrode assembly having a step.
  • FIG. 5 is a view for explaining a second cutting step of a method of manufacturing an electrode according to an embodiment of the present invention.
  • the intermediate electrode 12 shown in FIG. 5 may be an intermediate electrode manufactured from the initial electrode in the first cutting step, the intermediate electrode 12 shown in FIG. 5 may have a length of a or b.
  • a second cutting line 70 is shown in FIG. 5, which is a line for cutting the intermediate electrode 12 in the second cutting step.
  • the second cutting line 70 may be perpendicular to the first cutting line.
  • the present invention is not limited thereto, and the second cutting line and the first cutting line may form different angles.
  • the second cutting step may include cutting some of the uncoated portions of the intermediate electrode 12 so that the finished electrode has the electrode tab. That is, as shown in FIG. 5, the second cutting step may include cutting a portion of the uncoated portion such that a portion of the uncoated portion becomes the electrode tab 16 of the completed electrode 14. Through the second cutting step, the plurality of finished electrodes 14 can be manufactured from the intermediate electrodes 12.
  • an electrode manufacturing apparatus according to an example of the present invention will be described.
  • the coating unit for producing an initial electrode by applying an electrode active material on one side or both sides of the current collector And a first cutting unit for cutting the initial electrode coated with the electrode active material to produce a plurality of intermediate electrodes. It may include. In this case, the first cutting unit may cut the initial electrode such that at least some of the lengths of the plurality of intermediate electrodes are different from each other.
  • the coating unit and the first cutting unit may be formed so that the holding portions are spaced apart from each other, such that the intermediate electrode includes a holding portion that is an area to which the electrode active material is coated and an uncoated portion that is an area where the electrode active material is not coated.
  • the unit and the first cutting unit may allow the lengths of the retaining portions in the intermediate electrode to be the same.
  • the coating unit and the first cutting unit may allow the intermediate electrode to be divided into two or more groups according to the length of the holding part, and the length of the holding part of the intermediate electrode between groups may be different from each other.
  • the coating unit may apply the electrode active material to the current collector so that the initial electrode includes a non-coating portion, which is a region where the electrode active material is not coated, and a holding portion, which is a region where the electrode active material is coated, is formed to be spaced apart from each other.
  • the coating unit may apply the electrode active material so that holding portions of the same length are repeatedly formed.
  • the electrode manufacturing apparatus may further include a second cutting unit for manufacturing the finished electrode by cutting the intermediate electrode.
  • the cutting direction of the second cutting unit may be perpendicular to the cutting direction of the first cutting unit.
  • the second cutting unit may cut a part of the uncoated portion of the intermediate electrode so that the finished electrode has an electrode tab.

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Abstract

본 발명은 전극 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 종래 기술에 비해 전극의 생산성을 향상시킬 수 있는 전극 제조 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 집전체를 준비하는 단계; 상기 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질을 도포하여 초기 전극을 제조하는 도포 단계; 및 상기 전극 활물질이 도포된 상기 초기 전극을 절단하여 복수의 중간체 전극을 제조하는 제1 절단 단계; 를 포함하고, 상기 제1 절단 단계는, 상기 복수의 중간체 전극의 길이 중 적어도 일부는 다른 상기 복수의 중간체 전극의 길이와 서로 상이하도록 상기 초기 전극을 절단하는 전극 제조 방법이 제공된다.

Description

전극 제조 장치 및 방법
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2016년 6월 13일자 한국특허출원 제10-2016-0073180호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 전극 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 종래 기술에 비해 전극의 생산성을 향상시킬 수 있는 전극 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
이차전지가 탑재되는 기기 및 기기의 형상이 다양해짐에 따라 이차전지를 구성하는 전극 조립체에 요구되는 형상 역시 다양해지고 있다. 이러한 추세에 부응하여 다양한 형상을 갖는 전극 조립체를 개발하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
다양한 형상을 갖는 전극 조립체를 제조하는 방법은 여러가지가 있지만 그 중 한가지 예로서, 서로 다른 면적을 갖는 전극 유닛을 적층하여 단차를 갖는 전극 조립체를 제조하는 방법을 들 수 있다. 이는, 전극과 분리막을 포함하는 전극 유닛을 제조하되, 서로 다른 면적 및 분리막을 갖는, 여러 종류의 전극 유닛을 제조한 뒤 전극 유닛을 적층하여 단차를 갖는 전극 조립체를 제조하는 방법이다. 이러한 방법으로 전극 조립체를 제조하기 위해서는 서로 다른 면적을 갖는 전극을 제조할 필요가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한, 제1 길이(a)를 갖는 전극을 제조하는 방법을 도시한 도면이고, 도 2는 종래 기술에 의한, 제2 길이(b)를 갖는 전극을 제조하는 방법을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 서로 다른 길이(즉, 면적)를 갖는 전극을 제조하기에 앞서, 집전체(2)에 전극 활물질(3)을 도포하여 초기 전극(1)을 제조한다. 도 1 및 도 2에서는 두 가지 종류의 전극을 제조하기 위하여 두 가지의 초기 전극을 제조하는 것을 도시하고 있다. 이때, 초기 전극(1)은 전극 활물질(3)이 도포된 영역인 유지부(4)와 전극 활물질(3)이 도포되지 않은 영역인 무지부(5)를 포함한다.
이후, 초기 전극(1)들은 절단선(6)을 절단함으로써 동일한 길이를 갖는 전극을 제조하게 된다. 이때, 서로 다른 길이를 갖는 전극을 제조하기 위해 초기 전극들 간에는 서로 다른 길이를 제조하게 된다. 도 1 및 도 2에서는 각각의 초기 전극(1)들을 절단하여 각각 a 및 b의 길이를 갖는 전극을 제조하는 것을 도시하고 있다.
그러나, 종래 기술에 의할 경우, 서로 다른 면적을 갖는 전극이 각기 다른 공정에 의하여 제조되기 때문에 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다. 즉, 예를 들어, 서로 다른 면적을 갖는 전극이 두 가지가 필요한 경우 이러한 전극들을 제조하기 위한 공정 역시 두 가지가 필요하게 되므로 전극의 생산성이 떨어지게 된다는 문제점이 있었다. 또한, 다른 면적을 갖는 전극을 제조하기 위하여, 다른 공정들이 필요하기 때문에 이로 인한 전극의 생산에 필요한 설비 및 비용 역시 증가하게 된다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 하나의 공정을 통하여 서로 다른 면적을 갖는 전극을 제조하여 전극의 생산성이 향상되도록 하는 한편, 전극의 생산에 필요한 설비와 비용을 감축하도록 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 집전체를 준비하는 단계; 상기 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질을 도포하여 초기 전극을 제조하는 도포 단계; 및 상기 전극 활물질이 도포된 상기 초기 전극을 절단하여 복수의 중간체 전극을 제조하는 제1 절단 단계; 를 포함하고, 상기 제1 절단 단계는, 상기 복수의 중간체 전극의 길이 중 적어도 일부는 다른 상기 복수의 중간체 전극의 길이와 서로 상이하도록 상기 초기 전극을 절단하는 전극 제조 방법이 제공된다.
상기 중간체 전극은, 상기 전극 활물질이 도포된 영역인 유지부 및 상기 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부를 포함하여, 상기 유지부가 서로 이격되게 형성될 수 있다.
상기 중간체 전극 내의 유지부의 길이는 서로 동일할 수 있다.
상기 복수의 중간체 전극은 상기 유지부의 길이에 따라 2개 이상의 그룹으로 나뉘며, 상기 그룹 간 상기 중간체 전극의 유지부의 길이는 서로 상이할 수 있다.
상기 도포 단계는, 상기 초기 전극에 상기 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부가 포함되며 상기 전극 활물질이 도포된 영역인 유지부가 서로 이격되어 형성되도록 상기 전극 활물질을 도포하고, 동일한 길이의 상기 유지부가 반복적으로 형성되도록 상기 전극 활물질을 도포하는 것을 포함할 수 있다.
상기 중간체 전극을 절단하여 완성체 전극을 제조하는 제2 절단 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 절단 단계의 절단 방향과 상기 제2 절단 단계의 절단 방향은 서로 수직일 수 있다.
상기 제2 절단 단계는, 상기 중간체 전극의 무지부 중 일부를 절단하여 상기 완성체 전극이 전극탭을 갖도록 하는 것을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질을 도포하여 초기 전극을 제조하는 도포 유닛; 및 상기 전극 활물질이 도포된 상기 초기 전극을 절단하여 복수의 중간체 전극을 제조하는 제1 절단 유닛; 를 포함하고, 상기 제1 절단 유닛은, 상기 복수의 중간체 전극의 길이 중 적어도 일부는 다른 상기 복수의 중간체 전극의 길이와 서로 상이하도록 상기 초기 전극을 절단하는 전극 제조 장치가 제공된다.
상기 중간체 전극은, 상기 전극 활물질이 도포된 영역인 유지부 및 상기 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부를 포함하여, 상기 유지부가 서로 이격되게 형성될 수 있다.
상기 중간체 전극 내의 유지부의 길이는 서로 동일할 수 있다.
상기 복수의 중간체 전극은 상기 유지부의 길이에 따라 2개 이상의 그룹으로 나뉘며, 상기 그룹 간 상기 중간체 전극의 유지부의 길이는 서로 상이할 수 있다.
상기 도포 유닛은, 상기 초기 전극에 상기 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부가 포함되며 상기 전극 활물질이 도포된 영역인 유지부가 서로 이격되어 형성되도록 상기 전극 활물질을 도포하고, 동일한 길이의 상기 유지부가 반복적으로 형성되도록 상기 전극 활물질을 도포할 수 있다.
상기 중간체 전극을 절단하여 완성체 전극을 제조하는 제2 절단 유닛; 을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 절단 유닛의 절단 방향과 상기 제2 절단 유닛의 절단 방향은 서로 수직일 수 있다.
상기 제2 절단 유닛은, 상기 중간체 전극의 무지부 중 일부를 절단하여 상기 완성체 전극이 전극탭을 갖도록 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 하나의 공정을 통하여 서로 다른 면적을 갖는 전극을 제조할 수 있어, 전극의 생산성이 향상되도록 하는 한편, 전극의 생산에 필요한 설비와 비용을 감축할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한, 제1 길이를 갖는 전극을 제조하는 방법을 도시한 평면도이다.
도 2는 종래 기술에 의한, 제2 길이를 갖는 전극을 제조하는 방법을 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한, 전극을 제조하는 방법 중 도포 단계 및 제1 절단 단계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한, 전극을 제조하는 방법 중 도포 단계 및 제1 절단 단계를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 의한, 전극을 제조하는 방법 중 제2 절단 단계를 설명하기 위한 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 전극 제조 방법 및 전극 제조 장치에 대해 설명하도록 한다.
전극 제조 방법
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한, 전극을 제조하는 방법 중 도포 단계 및 제1 절단 단계를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 전극 제조 방법은, 전극 활물질이 도포되는 집전체(20)를 준비하는 단계를 포함한다.
집전체(20)가 준비되면, 집전체(20)에 전극 활물질(30)을 도포하는, 도포 단계가 이루어진다. 도포 단계에서 전극 활물질(30)은 집전체(20)의 일면 또는 양면에 도포될 수 있다. 도포 단계를 통해 일차적으로 초기 전극(10)이 제조된다.
이때, 도포 단계는, 초기 전극(10) 전극 활물질이 도포된 영역인 유지부 뿐만 아니라 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부도 포함할 수 있도록 집전체에 전극 활물질을 도포할 수 있다. 전극 활물질은 양극 또는 음극일 수 있다.
즉, 도 3을 참조하면, 도포 단계는, 초기 전극(10)이 전극 활물질(30)이 도포되지 않은 영역인 무지부(50)를 포함하도록 하여, 전극 활물질(30)이 도포된 영역인 유지부(40)가 무지부(50)에 의해 서로 이격되어 형성되도록 전극 활물질(30)을 집전체(20)에 도포할 수 있다.
또한, 도포 단계는, 유지부(40)의 길이가 동일하도록 전극 활물질(30)을 집전체(20)에 도포할 수 있고, 유지부(40)가 반복적으로 형성되도록 전극 활물질(30)을 집전체(20)에 도포할 수 있다. 즉, 도포 단계는, 동일한 길이의 유지부(40)가 반복적으로 형성되도록 전극 활물질(30)을 집전체(20)에 도포할 수 있다. 도 3에서는 도포 단계에서 집전체(20)에 a+b의 길이를 갖는 전극 활물질(30)이 반복적으로 도포된 경우가 도시되어 있다. 여기서 a와 b는 서로 다른 값일 수 있다.
한편, 본 명세서에서 '동일한 길이의 유지부가 반복적으로 형성되도록 전극 활물질을 집전체에 도포한다'는 의미는 집전체의 적어도 일부 구간에 동일한 길이의 유지부가 반복적으로 형성될 수 있다는 것을 의미할 뿐, 집전체에 동일한 길이의 유지부만 도포되어 있는 경우를 의미하는 것은 아니다. 도 3에서는 집전체(20)에 a+b의 길이를 갖는 유지부(42a, 44a, 즉, 제1 유지부 및 제2 유지부)가 무지부(50)를 사이에 두고 반복적으로 형성된 경우를 예시적으로 도시하고 있다.
이때, 상기에서 기재된 '길이'는 유지부 중 긴 방향의 길이를 의미하는 것이 아니라 도포 단계에서 도포되는 방향의 길이를 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한, 전극을 제조하는 방법 중 도포 단계 및 제1 절단 단계를 설명하기 위한 도면으로서, 집전체(20)에 a+b의 길이를 갖는 유지부(42b, 46b, 즉, 제1 유지부 및 제3 유지부)가 무지부(50) 및 b+b의 길이를 갖는 유지부(44b, 즉, 제2 유지부)를 사이에 두고 반복적으로 형성된 경우를 예시적으로 도시하고 있다.
또한, 도포 단계는, 집전체의 외곽에 상기의 길이들과 다른 길이를 갖는 전극 활물질을 도포할 수 있다. 즉, 도 3 및 도 4를 참조하면, 도포 단계는, 집전체(20)의 일측 외곽 또는 양측 외곽에는 a+b 또는 b+b와는 다른 길이를 갖는 전극 활물질을 도포하여 외곽 유지부(48, 49)를 형성할 수 있다. 이때, 외곽 유지부(48, 49)의 길이는 다른 유지부(42, 44, 46)의 길이보다 짧을 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 집전체(20)의 양측 외곽에 a의 길이를 갖는 외곽 유지부(48, 49)가 형성된 경우가 도시되어 있다.
한편, 도포 단계는, 유지부(40) 뿐만 아니라 동일한 길이의 무지부(50)가 반복적으로 형성되도록 전극 활물질(30)을 집전체(20)에 도포할 수 있다.
도포 단계가 완료되면, 초기 전극(10)을 절단하여 1차적으로 가공된 중간체 전극(12)을 생산하는, 제1 절단 단계가 이루어질 수 있다. 도 3 및 도 4에는 제1 절단 단계에서 초기 전극(10)을 절단하는 선인 제1 절단선(60)이 도시되어 있다. 도 3 및 도 4에서는 제1 절단 단계에서 제1 절단선(60)이 도포 단계에서 전극 활물질(30)이 도포되는 방향과 수직인 경우를 도시하고 있다. 그러나, 이와 달리, 제1 절단 단계에서, 제1 절단선(60)은 도포 단계에서 전극 활물질(30)이 도포되는 방향과 다른 각을 유지할 수 있다. 또는 제1 절단 단계에서, 제1 절단선(60)은 도포 단계에서 전극 활물질(30)이 도포되는 방향과 평행할 수도 있다. 제1 절단 단계에 의해 초기 전극(10)은 복수의 중간체 전극(12)으로 나뉘게 된다.
이때, 제1 절단 단계는, 복수의 중간체 전극(12)의 길이 중 적어도 일부는 다른 복수의 중간체 전극의 길이와 서로 상이하도록 초기 전극을 절단할 수 있다. 또한, 제1 절단 단계에 의해 중간체 전극(12)은 무지부(50) 및 무지부(50)에 의해 서로 이격되어 있는 두 개의 유지부를 포함할 수 있다. 이때, 하나의 중간체 전극(12) 내의 유지부의 길이는 서로 동일할 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 이러한 경우들의 예시로서, a의 길이를 갖는 유지부/무지부/a의 길이를 갖는 유지부를 포함하는 중간체 전극(12) 및 b의 길이를 갖는 유지부/무지부/b의 길이를 갖는 유지부를 포함하는 중간체 전극(12)이 도시되어 있다. a와 b는 서로 다른 값일 수 있음은 전술한 바 있다.
한편, 상기의 도포 단계 및 제1 절단 단계에 의해 중간체 전극(12)은 유지부(40)의 길이에 따라 2개 이상의 그룹으로 나뉠 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 유지부(40)의 길이에 따라 2개의 그룹으로 나뉜 경우를 도시하고 있다. 그러나, 도면에 한정되지 않고 도포 단계 및 제1 절단 단계에 의해 중간체 전극은 유지부(40)의 길이에 따라 3개 이상의 그룹으로 나뉠 수 있음은 물론이다. 이때, 중간체 전극(12) 내 유지부(40)의 길이에 따라 2개 이상의 그룹으로 나뉠 수 있게 되므로 그룹 간 중간체 전극(12)의 유지부의 길이는 서로 상이할 수 있다. 도 3 및 도 4에서는 그룹 간 중간체 전극(12)의 유지부 길이가 a와 b로서 서로 상이한 경우를 도시하고 있다.
한편, 제1 절단 단계가 이루어진 후 그룹 간 중간체 전극(12)의 배열 순서는 도포 단계에 따라 상이할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 도포 단계에 의해, 집전체(20)에 a+b의 길이를 갖는 유지부(42a, 44a, 즉, 제1 유지부 및 제2 유지부)가 무지부(50)를 사이에 두고 반복적으로 형성된 경우, 제1 절단 단계가 이루어진 후 초기 전극(10)은, 제1 그룹에 속하는 중간체 전극/제2 그룹에 속하는 중간체 전극/제1 그룹에 속하는 중간체 전극으로 나뉠 수 있다. 또는, 도 4에 도시된 바와 같이, 도포 단계에 의해, 집전체(20)에 a+b의 길이를 갖는 유지부(42b, 46b, 즉, 제1 유지부 및 제3 유지부)가 무지부(50) 및 b+b의 길이를 갖는 유지부(44b, 즉, 제2 유지부)를 사이에 두고 반복적으로 형성된 경우, 제1 절단 단계가 이루어진 후 초기 전극은, 제1 그룹에 속하는 중간체 전극/제2 그룹에 속하는 중간체 전극/제2 그룹에 속하는 중간체 전극/제1 그룹에 속하는 중간체 전극으로 나뉠 수 있다.
제1 절단 단계가 완료되면, 중간체 전극을 절단하여 전극 조립체 제조에 사용될 완성체 전극을 제조하는 제2 절단 단계가 이루어질 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따르면 도포 단계에서 집전체에 전극 활물질이 도포한 초기 전극으로부터 중간체 전극을 제조하는 제1 절단 단계 및 중간체 전극으로부터 완성체 전극을 제조하는 제2 절단 단계를 거쳐 단차를 갖는 전극 조립체에 사용되는 전극을 제조할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 의한, 전극을 제조하는 방법 중 제2 절단 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 중간체 전극(12)은 상기 제1 절단 단계에서 초기 전극으로부터 제조된 중간체 전극일 수 있으므로, 도 5에 도시된 중간체 전극(12)은 a 또는 b의 길이를 가질 수 있다.
제1 절단선의 경우와 유사하게 도 5에는, 제2 절단 단계에서 중간체 전극(12)을 절단하는 선인 제2 절단선(70)이 도시되어 있다. 이때, 제2 절단선(70)은 제1 절단선과 수직할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 제2 절단선과 제1 절단선은 다른 각을 이룰 수도 있다.
한편, 제2 절단 단계는, 중간체 전극(12)의 무지부 중 일부를 절단하여 상기 완성체 전극이 전극탭을 갖도록 하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 절단 단계는, 무지부 중 일부가 완성체 전극(14)의 전극탭(16)이 되도록 무지부 중 일부를 절단하는 것을 포함할 수 있다. 제2 절단 단계를 거쳐 중간체 전극(12)으로부터 복수의 완성체 전극(14)을 제조할 수 있게 된다. 이하에서는 본 발명의 일 예에 따른 전극 제조 장치에 대해 설명하도록 한다.
전극 제조 장치
본 발명의 일 예에 따른 전극 제조 장치는, 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질을 도포하여 초기 전극을 제조하는 도포 유닛; 및 전극 활물질이 도포된 초기 전극을 절단하여 복수의 중간체 전극을 제조하는 제1 절단 유닛; 를 포함할 수 있다. 이때, 제1 절단 유닛은, 복수의 중간체 전극의 길이 중 적어도 일부는 다른 복수의 중간체 전극의 길이와 서로 상이하도록 초기 전극을 절단할 수 있다.
또한, 도포 유닛 및 제1 절단 유닛은, 중간체 전극이 전극 활물질이 도포된 영역인 유지부 및 상기 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부를 포함하도록 하여 유지부가 서로 이격되게 형성되도록 할 수 있으며, 도포 유닛 및 제1 절단 유닛은 중간체 전극 내의 유지부의 길이가 서로 동일하도록 할 수 있다.
한편, 도포 유닛 및 제1 절단 유닛은, 중간체 전극이 유지부의 길이에 따라 2개 이상의 그룹으로 나뉘도록 할 수 있으며, 이때, 그룹 간 중간체 전극의 유지부의 길이는 서로 상이하도록 할 수 있다.
도포 유닛은, 초기 전극에 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부가 포함되며 전극 활물질이 도포된 영역인 유지부가 서로 이격되어 형성되도록 전극 활물질을 집전체에 도포할 수 있다. 또한, 도포 유닛은, 동일한 길이의 유지부가 반복적으로 형성되도록 전극 활물질을 도포할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 예에 따른 전극 제조 장치는 중간체 전극을 절단하여 완성체 전극을 제조하는 제2 절단 유닛을 더 포함할 수 있다. 이때, 제2 절단 유닛의 절단 방향은 제1 절단 유닛의 절단 방향과 수직일 수 있다.
또한, 제2 절단 유닛은, 중간체 전극의 무지부 중 일부를 절단하여 상기 완성체 전극이 전극탭을 갖도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능함은 물론이다.

Claims (16)

  1. 집전체를 준비하는 단계;
    상기 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질을 도포하여 초기 전극을 제조하는 도포 단계; 및
    상기 전극 활물질이 도포된 상기 초기 전극을 절단하여 복수의 중간체 전극을 제조하는 제1 절단 단계; 를 포함하고,
    상기 제1 절단 단계는,
    상기 복수의 중간체 전극의 길이 중 적어도 일부는 다른 상기 복수의 중간체 전극의 길이와 서로 상이하도록 상기 초기 전극을 절단하는 전극 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간체 전극은,
    상기 전극 활물질이 도포된 영역인 유지부 및 상기 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부를 포함하여, 상기 유지부가 서로 이격되게 형성되는 전극 제조 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 중간체 전극 내의 유지부의 길이는 서로 동일한 전극 제조 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 중간체 전극은 상기 유지부의 길이에 따라 2개 이상의 그룹으로 나뉘며,
    상기 그룹 간 상기 중간체 전극의 유지부의 길이는 서로 상이한 전극 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 도포 단계는,
    상기 초기 전극에 상기 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부가 포함되며 상기 전극 활물질이 도포된 영역인 유지부가 서로 이격되어 형성되도록 상기 전극 활물질을 도포하고,
    동일한 길이의 상기 유지부가 반복적으로 형성되도록 상기 전극 활물질을 도포하는 것을 포함하는 전극 제조 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간체 전극을 절단하여 완성체 전극을 제조하는 제2 절단 단계; 를 더 포함하는 전극 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 절단 단계의 절단 방향과 상기 제2 절단 단계의 절단 방향은 서로 수직인 전극 제조 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 절단 단계는,
    상기 중간체 전극의 무지부 중 일부를 절단하여 상기 완성체 전극이 전극탭을 갖도록 하는 것을 포함하는 전극 제조 방법.
  9. 집전체의 일면 또는 양면에 전극 활물질을 도포하여 초기 전극을 제조하는 도포 유닛; 및
    상기 전극 활물질이 도포된 상기 초기 전극을 절단하여 복수의 중간체 전극을 제조하는 제1 절단 유닛; 를 포함하고,
    상기 제1 절단 유닛은,
    상기 복수의 중간체 전극의 길이 중 적어도 일부는 다른 상기 복수의 중간체 전극의 길이와 서로 상이하도록 상기 초기 전극을 절단하는 전극 제조 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 중간체 전극은,
    상기 전극 활물질이 도포된 영역인 유지부 및 상기 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부를 포함하여, 상기 유지부가 서로 이격되게 형성되는 전극 제조 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 중간체 전극 내의 유지부의 길이는 서로 동일한 전극 제조 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 복수의 중간체 전극은 상기 유지부의 길이에 따라 2개 이상의 그룹으로 나뉘며,
    상기 그룹 간 상기 중간체 전극의 유지부의 길이는 서로 상이한 전극 제조 장치.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 도포 유닛은,
    상기 초기 전극에 상기 전극 활물질이 도포되지 않은 영역인 무지부가 포함되며 상기 전극 활물질이 도포된 영역인 유지부가 서로 이격되어 형성되도록 상기 전극 활물질을 도포하고,
    동일한 길이의 상기 유지부가 반복적으로 형성되도록 상기 전극 활물질을 도포하는 전극 제조 장치.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 중간체 전극을 절단하여 완성체 전극을 제조하는 제2 절단 유닛; 을 더 포함하는 전극 제조 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 절단 유닛의 절단 방향과 상기 제2 절단 유닛의 절단 방향은 서로 수직인 전극 제조 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 제2 절단 유닛은,
    상기 중간체 전극의 무지부 중 일부를 절단하여 상기 완성체 전극이 전극탭을 갖도록 하는 전극 제조 장치.
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