WO2019098614A1 - 비정형 전극의 제조 방법 - Google Patents

비정형 전극의 제조 방법 Download PDF

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WO2019098614A1
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electrode
line
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lines
electrode line
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이택수
김철우
최상훈
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주식회사 엘지화학
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an amorphous electrode.
  • Such secondary batteries essentially include an electrode assembly, which is a power generation element.
  • the electrode assembly is a plate-shaped electrode in which a cathode slurry, an anode slurry, and an anode slurry containing the active material 15 are formed on a current collector made of an electrically conductive metal foil, and the anode and cathode are assembled in a predetermined form .
  • the production of the plate-shaped electrode includes a process of manufacturing an electrode mixture containing an electrode active material, a process of forming an electrode sheet by applying an electrode mixture to a metal foil, a process of forming an electrode tab on the electrode, a process of rolling the electrodes 1011 , a greater state and 74-type that can contain the desired 20 including the step of - slight notching ⁇ ( ⁇ 1 11 ⁇ 23 ⁇ 4_) to the unit herbicidal jangeuk.
  • FIG. 1 A schematic diagram of a process for producing a double electrode sheet is shown in Figure 1
  • a step 10 of producing an electrode sheet is performed by bringing a metal sheet 50, which is moved by a rewinder 40 , into contact with a slot die coater 20 for discharging electrode slurry 25 ,
  • the electrode slurry is coated on the metal sheet 50 so as to form a line 52 .
  • the number of the electrode lines 52 may be one or two or more.
  • the metal sheet 50 on which the electrode line 52 is formed can be formed into a single unit electrode by shaping the electrode sheet 52 into a desired shape and a size of 30 mm. 2019/098614 1 » (: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/013645
  • the secondary battery is widely used in a variety of products and can be applied to various devices having curved or curved surfaces.
  • the secondary battery is manufactured in an atypical design of a geometric structure deviating from a known rectangular or cylindrical structure.
  • an electrode is also made to have the above-mentioned irregular structure.
  • the metal sheet as shown in Fig. 2 for example, in the case referred to the furnace at 10 amorphous form for the perforations ⁇ , a portion 54 of the electrode line 52 that are not included in the amorphous shape is therefore discarded, and electrode line (52 ) , which are the main components of the electrode slurry, binder and solvent, are wasted.
  • Preparation 25 Method of atypical electrode according to the present invention for achieving this object is achieved by a metal sheet to a first electrode slurry was continuously coated with a step of forming a first electrode line; the non-overlapping with the electrode lines of sheet metal on, forming a second electrode in the form of broken lines, including slurry and intermittently coated with the solid portion and wherein the one or more second electrode lines parallel with the first electrode lines; and a and the second electrode lines other than parts of the solid the atypical electrode by notching (), the metal sheet to the irregular shape that includes a first electrode line 30 2019/098614 1 » (: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/013645
  • the method comprising the steps of:
  • a first electrode line in the form of a straight line and a second electrode line in the form of a dotted line including a non-coated portion are combined so that the electrode line itself forms an irregular shape having a non-
  • the first 5 features in coating are the first 5 features in coating.
  • the method of manufacturing an amorphous electrode according to the present invention further includes a step of notching except for the non-coated portion where the electrode slurry is not present,
  • the first electrode line forming step and the second line electrode forming step in the present invention is carried out at the same time, the first electrode prior to the forming of the amorphous electrode
  • the 15 line and the second electrode line may be further rolled and dried.
  • the electrode lines may be formed using a slot die coder having a plurality of slurry discharge nozzles. Specifically, a first slot nozzle forming the first electrode line and a second slot nozzle forming both ends of the first slot nozzle By a slotted arcuate positioned at the second slot line and comprising a second slot nozzle shaped as the second electrode line;
  • the first electrode line forming step and the second electrode line forming step may be performed simultaneously
  • the second electrode line forming step while the low-level two- electrode slurry is applied along both side boundaries of the first electrode line, a pair of second electrode lines extending from the both side boundaries .
  • the first electrode line projections and the second electrode lines form a single irregular line as a whole.
  • one side boundary of the first electrode line 2019/098614 1 » (: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/013645
  • the second electrode lines connected from the other boundary may be symmetrical with respect to an imaginary line that equally divides the first electrode lines between the boundaries.
  • the second electrodes la can not hear that five connections from one side of the boundary with the other boundary of the first electrode line, and achieve the asymmetrical as a reference to an imaginary line that equally divides the first electrode line.
  • Forming the amorphous electrode may be performed to form an electrode on one side and the other side respectively atypical among boundary lines of the first electrode relative to the imaginary line which equally divides the first electrode line
  • the amorphous form wherein the first electrode unit included in the first electrode lines, and are included in the second electrode line extends from the portion of the first electrode form at least one step in a plane so, the method comprising: including the first electrode 15 of the unit compared to the second electrode made of a small size, the formation of the amorphous electrode may be referred to the furnace the metal sheet corresponding to the lower electrode part and the first electrode portion.
  • the metal sheet may further be notched so that a portion of each of the second electrode portions forms an outwardly indented portion of an inwardly indented shape.
  • the step may comprise less than the corner of the step, specifically, that the amorphous electrode including only a corner of the step 'I onto a plane; 25 may be made of a chair form.
  • FIG. 3 is a schematic view of a battery cell including an unstructured electrode according to the prior art.
  • the battery cell 100 includes an outer periphery 121, 122, 123, and 124 of the cell case 120 in a state where the electrode assembly 110 is embedded in the cell case 120 together with the electrolyte solution. 30 thermally welded sealed structure. 2019/098614 1 » (: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/013645
  • the electrode assembly 110 has a planar shape and size relative to the ground is divided at the time of the boundary (the two electrode portions (11, 1101?) Are different from each other, electrode parts (110 1101?) Accordingly a step 130, which is derived from a different size are formed in the electrode assembly 110.
  • a cell case 120 may consist of a shape to 5 corresponding to the electrode assembly 110, the ends of the electrode assembly 110
  • the battery cell 100 has an irregular structure including a step 130 that is not a conventional rectangular structure and corresponds to the shape of the electrode assembly 110 because the outer peripheries 121, 122, 123, and 124 are sealed. consist of.
  • the battery cell 100 is structure as shown in FIG. 3 electrode parts (110 11 O 5) 10 around that portion of the outer peripheral corner, which intersect other of (:), the cell case 120 from also different so as to correspond to such a shape Since the outer peripheries 121 and 122 are intersected, a relatively large sealing area is formed at the intersection of the outer peripheries 121 and 122 . Because, as well as weak Thus, the outer peripheral of the point of the other portion than the relatively sealing force to share the seal area while the cross 121 and 122, the 15 outer corner: the outer periphery of the adjacent cell case (120) A relatively larger heat seal sealing area than the other outer peripheries 123, 124 is also required for the heat sinks 121, 122 . Thus, the battery cell 100 is structure outer corner ( ⁇ :) by a sealing area occupied unnecessarily the outer periphery (121, 122) on, there is a disadvantage that the space utilization for a device falling
  • each of the outer circumferences 121, 122 and 123 which are thermally fused and sealed in the cell case 120 except for the outer periphery 124 where the electrode leads 101 and 102 are formed , prevention and to the area reduction of the battery cell to be bent in a lateral direction of the electrode assembly 110, the outer peripheral corner of the structure of Figure 2 (:) and adjacent the outer periphery of the cell case 120, 121 and 122, the outer since corresponding to the corner ⁇ ) 25 is connected to each other is not easy to be bent in a lateral direction of the electrode assembly 110.
  • the cell case is further thermally fused-sealed in the outer circumferential indentation portion, so that the sealing reliability can be improved.
  • the outer circumferential indentation may be a planar shape, a round structure including a curve, a composite structure in which a curve and a straight line are connected, or a polygonal structure in which a plurality of straight lines are connected.
  • Method for producing the electrode is amorphous, it can further include a first electrode portion and the second step of performing notching to form the electrode tabs protrudes outwardly from at least one of the second electrode portion.
  • Method for producing the amorphous electrode may also, be performed by adding a notching to chamfer the first electrode portion and at least one additive of claim 10 the edge of the second electrode portion.
  • the atypical electrode may be a positive electrode or a negative electrode
  • the cathode is, for example, after applying the mixture of the positive electrode collector and / or extended house the positive electrode active material a conductive material and a binder on the whole drying produced and therefore 15 necessary, may be further added to the filler in the mixture.
  • the positive electrode current collector and / or the extending current collector generally have a thickness of 3 to 500 micrometers.
  • the positive electrode current collector and the extending current collector are particularly limited as long as they have high conductivity without causing a chemical change in the battery
  • the surfaces of stainless steel, aluminum, nickel, 20 titanium, sintered carbon, aluminum or stainless steel surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, etc. may be used for the shoe.
  • the collector may be formed with fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material, and various forms such as a film sheet foil, a net, a porous body, and a nonwoven fabric may be used
  • the cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide ( II ) 0 2 ), lithium nickel oxide (Ni 2 O), or a layered compound such as one substituted with one or more transition metals
  • the conductive material is usually added in an amount of 1 to 30 % by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode active material.
  • the conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, Graphite such as natural graphite or artificial graphite; carbon black such as carbon black, acetylene 10 black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black or summer black; conductive fibers such as carbon fiber or metal fiber; , Metal powders such as nickel powder, conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate, conductive metal oxides such as titanium oxide, and conductive materials such as polyphenylene derivatives.
  • the binder is a component that assists in binding of the active material to the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30 % by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode active material.
  • binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose ( CMC ), starch hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose polyvinylpyrrolidone ,
  • the filler is selectively used as a component of suppressing the expansion of the positive electrode, if the standing fibrous materials without causing chemical changes in the fabricated battery 25 is not particularly limited, for example, up pingye polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.
  • the negative electrode is manufactured by coating and drying the negative electrode active material on the negative electrode current collector and / or the extended current collector, and may optionally further include the components as described above.
  • the anode current collector and / or the elongating current collector generally have a diameter of 3 to 500 2019/098614 1 » (: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/013645
  • the anode current collector and / or the elongated current collector are not particularly limited as long as they have electrical conductivity without causing a chemical change in the battery, and examples thereof include copper, stainless steel, aluminum, nickel , Titanium-sintered carbon, surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like on the surface of copper or stainless steel, aluminum-cadmium alloy, or the like.
  • fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as a film, a sheet foil net, a porous body, a foam, and a nonwoven fabric.
  • Examples of the negative electrode active material include non-graphitized carbon, graphite carbon, and the like
  • Metal oxides such as polyacetylene; 0-00- ⁇ materials can be used.
  • the first electrode lines form a straight line and the solid combination of a low 12 electrode lines in the form of a dotted line electrode line itself gamut portion including a So that there is an advantage that the electrode slurry to be applied to the non-coated portion of the second electrode line is saved.
  • the method further includes the step of notching except for the uncoated portion in which the electrode slurry is not present.
  • the electrode slurry discarded at the time of notching is minimized, and the electrode active material, binder solvent, and conductive material, Waste can be prevented.
  • 1 is a schematic view of a conventional electrode manufacturing method.
  • FIG. 2 is a plan schematic diagram of a metal sheet coated with an electrode slurry according to the prior art.
  • 2019/098614 1 » (: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/013645
  • FIG. 4 is a flowchart of a manufacturing method according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view schematically illustrating a metal sheet manufactured according to the manufacturing method of the present invention and a notching method
  • FIG. 6 is a schematic plan view 5 of an irregular electrode manufactured according to the manufacturing method of the present invention.
  • Fig. 4 is shown a flow diagram for a method of producing amorphous electrode according to one embodiment of the present invention, there is shown a schematic view of the metal sheet 5.
  • a method according to an embodiment of the present invention the formation of the step (1) of metal sheet 200 is first electrode slurry first electrode line 210 is continuously coated with the in-phase at the 3 ⁇ 4 the 1_ electrode yo line 210 and on the metal 20, the sheet 200 does not jungcheopwa, the form of a broken line that includes an intermittently coated portion (22 ⁇ by coating a second electrode slurry is parallel with the first electrode line (210)
  • the second electrode lines 220 can be formed.
  • a slot die coder comprising a plurality of the slurry discharge nozzles
  • 25 specifically, the first electrode line ( 210) the first slot nozzle and the first second slot die by a coater, a first electrode line (210) forming step comprising a slot nozzle which is located in both ends of the slot nozzle forming a second electrode lines forming the above
  • the second electrode line forming step can be performed simultaneously
  • the second electrode line 30 is connected from one side of the boundary with the other boundary of the first electrode line (210) in step (1) 220 is equivalent to the first electrode line 210 between boundary 2019/098614 1 » (: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/013645
  • the second electrode lines 220 connected to one side edge of the first electrode line 210 and the other side edge of the first electrode line 210 may be formed on the basis of an imaginary line - Asymmetry can also be achieved.
  • first electrode line 210 is formed and the second electrode lines (kkyo 0) forming a first electrode line after the step (1), as the case is carried out at the same time, 210 and the second electrode line And then rolling and drying the slurry 220 .
  • step (2) the amorphous form of a perforated metal sheet 200 along the (X) and a second electrode line 220 and the first electrode line (210) other than the (222) after solid 10 notching O Can form an irregular electrode
  • step (2) is formed, the respective irregular electrode on one side and the other between the first boundary of the electrode line 210, based on the first electrode line 210 is equal dividing line (Show) the virtual to the . ≪ / RTI >
  • step (2) notching may be performed to form the electrode tab 201 protruding outward from the second electrode portion 221 ( Fig. 6 ) .
  • notching may be performed to form the electrode tab 201 protruding outward from the first electrode portion 211 ( Fig. 6 )
  • the method of manufacturing an amorphous electrode according to the present invention as described above is a combination of a first electrode line 210 in the form of a straight line and a second electrode line in the form of a dotted line including the non-coated portion 222, ( 22) .
  • the first feature is that the coating is formed into an amorphous shape having a predetermined shape. This means that the electrode slurry to be applied to the non-coated portion 222 of the second electrode line is saved, so that it is possible to reduce the manufacturing cost of the electrode 25
  • the method of manufacturing an amorphous electrode according to the present invention further includes a step of notching except for the uncoated portion 222 in which the electrode slurry is not present. In this case, the electrode slurry to be discarded during notching is minimized, There is a second 30 feature in preventing waste of expensive organic materials such as binders, solvents and conductive materials. 2019/098614 1 » (: 1 ⁇ 1 ⁇ 2018/013645
  • Fig. 6 will be described in detail with the polarity of the amorphous form of no-call in the step (2) with reference to the schematic diagram of the amorphous electrode is shown, Fig.
  • the irregular shape of the step 2 is included in the first electrode part 211 and the 5 second electrode line 220 included in the first electrode line 210 and extends from the first electrode part 211 to form a planar And the second electrode part 221 having a smaller size than the first electrode part 211 so as to form the step 230.
  • the notch is formed by the first electrode part 211 and the second electrode part 221
  • the metal sheet 200 corresponding to the metal sheet 200 is processed.
  • step 230 the step is 10 outer periphery 224 of the outer periphery of the first electrode part 211 (214) and the second electrode portion 221 is formed in approximately 90 sites of cross streets, corners (231 ) a, the notching process of step (2), a step corner (231), the first electrode 211 and second electrode parts 221 parts (240 outer circumferential recess of each of the recess-shaped portion is inwardly comprises ) May be additionally performed
  • the electrode is, in a plane [; may be in the form of 15 characters.

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Abstract

본 발명은 금속 시트 상에 제 1전극 슬러리를 연속적으로 코팅하여 제 1전극 라인을 형성하는 단계; 상기 전극 라인과 중첩되지 않는 상기 금속 시트 상에서, 제 2전극 슬러리를 간헐적으로 코팅하여 무지부를 포함하는 점선의 형태이고 상기 제 1전극 라인과 평행한 하나 이상의 게 2전극 라인을 형성하는 단계; 및 상기 무지부를 제외한 상기 제 2전극 라인과 상기 제 1전극 라인을 포함하는 비정형 형태로 상기 금속 시트를 노칭 (notching) 하여 비정형 전극을 형성하는 단계를 포함하는 비정형 전극의 제조 방법을 제공한다.

Description

2019/098614 1»（：1^1{2018/013645
【발명의 명칭】
비정형 전극의 제조방법
【기술분야】
관련출원(들)과의 상호 인용
5 본 출원은 2017년 11월 20일자 한국 특허 출원 제10-2017-0154709호에 기초한우선권의 이익을주장하며,해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은본명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은비정형 전극의 제조방법에 관한것이다.
【배경 기술】
10 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 이차전지는발전요소인 전극조립체를 필수적으로포함하고 있다.
전극조립체는 양극,분리막 및 음극이 소정의 형태로 조립된 것이며, 양극과 음극은 전기 전도성의 금속 호일로 이루어진 집전체에 각각 활물질을 15 포함하는 양극슬러리 및 음극슬러리가도포 및 건조된 판상형 전극이다.
판상형 전극의 제조는 전극활물질을 함유하는 전극 합제 제조 공정， 금속 호일에 전극 합제를 도포하여 전극 시트를 제조하는 공정， 전극 상에 전극 탭을 형성하는 공정,전극들을 압연(1011 )하는 공정， 전극들을 소망하는 형-태와 크74로 ―소폭 노칭知(如11½¾_)하여 단위 잔극을 제초-하는 공정 등을 20 포함할수 있다.
이중 전극 시트를 제조하는 공정에 대한 모식도가 도 1에 도시되어 있다
도 1을 참조하면， 전극 시트를 제조하는공정(10)은 리와인더(40)에 의해 움직이는 금속 시트(50)를 전극 슬러리를 토출하는 슬롯 다이 코터(20)에 25 맞닿게 한후,
금속 시트(50) 상에 전극 슬러리가 라인(52)을 이루도록 코팅하는 과정으로 제조된다. 이러한 전극 라인(52)은 하나일 수도 있고,여러 번의 코팅 과정을 반복하여 둘 이상으로 형성시킬 수 있다.
이와 같이 전극 라인(52)이 형성된 금속 시트(50)를 소망하는 형태와 30 크기로노칭하여,하나의 단위 전극으로 제조할수 있다. 2019/098614 1»（：1^1{2018/013645
한편 이차 전지가 사용되는 제품이 다양해지고,곡선 또는 곡면을 가지는 다양한 디바이스에 적용 가능하도록, 이차 전지는 이미 알려진 장방형이나 원통형의 구조에서 벗어나, 기하학 구조의 비정형 디자인으로 제조되고 있다.
5 비정형 디자인의 하나의 예로서 최근 슬림한 타입 곡면 타입 또는
Figure imgf000004_0001
비정형 이차전지가 추목 받고 있으며， 이를 구현하기 위해 전극 역시 상기한 비정형 구조로제조되고 있다.
그러나 도 2와 같은 금속 시트를， 예를 들어 절취선的에 해당하는 10 비정형 형태로 노칭할 경우, 상기 비정형 형상에 포함되지 않는 전극 라인(52)의 일부분(54)은 버려지므로， 전극 라인(52)의 주된 성분들인 전극 슬러리의 전극활물질,바인더 및 용매 등 고가의 원료가낭비된다.
이는 비정형 전극과 이를 포함하는 이차전지의 제조 원가 상승을 주도하는원인이므로， 이를 개선할수 있는 기술의 필요성이 시급한실정이다. 15 【발명의 상세한설명】
【기술적 과제】
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를해결하는 것을목적으로 한다.
크체 으로, 본 발면의 목작은, 소망하는 버정형ᅭ형태로 전극을 20 제조하되， 제조 과정에서 불필요하게 낭비되는 전극 슬러리를 최소화할 수 있는 전극 라인의 형성 단계와 이를비정형 형태로 노칭하는단계를 포함하는 비정형 전극의 제조 방법을제공하는 것이다.
【과제의 해결 수단】
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비정형 전극의 제조 25 방법은, 금속 시트 상에 제1전극 슬러리를 연속적으로 코팅하여 제1전극 라인을 형성하는 단계;상기 전극 라인과 중첩되지 않는 상기 금속 시트 상에서,제2전극 슬러리를 간헐적으로 코팅하여 무지부를 포함하는 점선의 형태이고 상기 제1전극 라인과 평행한 하나 이상의 제2전극 라인을 형성하는 단계;및 상기 무지부를 제외한 상기 제2전극 라인과 상기 제1전극 라인을 30 포함하는 비정형 형태로 상기 금속 시트를 노칭( )하여 비정형 전극을 2019/098614 1»（：1^1{2018/013645
형성하는단계를포함하는 것을특징으로 한다
즉，본 발명에 따른 비정형 전극의 제조 방법은,직선의 형태인 제1전극 라인과무지부를 포함하는 점선의 형태인 제2전극 라인을조합하여,전극 라인 자체가 무지부를 가지는 비정형의 형상을 이루도록 코팅하는 것에 첫 번째 5 특징이 있다.
이는 제2전극 라인의 무지부에 도포되어야 할 만큼의 전극 슬러리가 절약되는 것을의미하므로， 전극의 제조원가절감이 가능하다.
본발명에 따른비정형 전극의 제조방법은또한 전극슬러리가부재한 무지부를 제외하고 노칭하는 단계를 포함하는 바， 노칭 시 버려지는 전극
10 슬러리를 최소화하여 전극 슬러리를 구성하는 전극 활물질 바인더,용매 및 도전재와 같은 고가의 유무기 원료에 대한 낭비를 방지하는 것에 두 번째 특징이 있다.
본 발명에서 상기 제1전극 라인 형성 단계와 상기 제2전극 라인 형성 단계는 동시에 수행되며,상기 비정형 전극의 형성 단계 이전에 상기 제1전극
15 라인과상기 제2전극라인을 압연하고 건조하는단계를더 포함할수 있다.
상기 전극 라인들의 형성은， 복수의 슬러리 토출 노즐을 구비한 슬롯 다이 코더를 이용하여 이루어질 수 있으며,구체적으로， 상기 제1전극 라인을 형성하는 제1슬롯 노즐과,상기 제1슬롯 노즐의 양 단에 위치하고,상기 제2전극 라인을 형상하는제2슬롯 노즐을 포함하는 슬롯 다아코타에 의해;
20 상기 제1전극라인 형성 단계와상기 제2전극라인 형성 단계가동시에 수행될 수 있다
한편,이하에서는， 본 발명에 따른 제조 방법을 이용하여 비정형 전극의 형태를 완성하기 위한 구체적인 과정을 비제한적인 예들을 통해 상세하게 설명한다.
25 하나의 구체적인 예에서， 상기 제2전극 라인 형성 단계에서는,상기 저12전극 슬러리가 상기 제1전극 라인의 양측 경계를 따라 도포되면서,상기 양측 경계로부터 각각연장되는한쌍의 제2전극라인들이 형성될 수 있다. 즉,평면상으로 제1전극라인과제2전극라인들은 일체를 이루며 하나의 비정형 라인을 형성한다.
30 이러한비정형 라인의 하나의 예에서，상기 제1전극라인의 일측 경계와 2019/098614 1»（：1^1{2018/013645
타측 경계로부터 연결되는상기 제2전극 라인들은，상기 경계들사이에서 상기 제1전극 라인을 균등 분할하는 가상의 선을 기준으로 서로 대칭을 이룰 수 있다.
또 다른 예에서,상기 제1전극 라인의 일측 경계와 타측 경계로부터 5 연결되는 상기 제2전극 라안들은,상기 제1전극 라인을 균등 분할하는 가상의 선을 기준으로서로 비대칭을 이룰수도 있다.
상기 비정형 전극을 형성하는 단계는 상기 제1전극 라인의 경계들 사이에서 상기 제1전극 라인을 균등 분할하는 가상의 선을 기준으로 일측과 타측에서 각각비정형 전극을 형성하도록수행될 수 있다
10 따라서 상기 가상의 선을기준으로 일측과타측에서 노칭이 수행되면서， 노칭 당，두 개의 비정형 전극이 제조될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서,상기 비정형 형태는,상기 제1전극 라인에 포함된 제1전극부,및 상기 제2전극 라인에 포함되며 상기 제1전극부로부터 연장되어 평면상으로 적어도 하나의 단차를 형성하도록,상기 제1전극부 대비 15 작은 크기로 이루어진 제2전극부를 포함하고,상기 비정형 전극을 형성하는 단계는 제1전극부와 상기 저 전극부에 대응하는 상기 금속 시트를 노칭할 수 있다.
상기 단차는 상기 제1전극부의 외주변과 상가 제2전극부의 외주변이 30도 이상내지 180도미만으로교차되는부위에 형성된 단차코너를포함하고, 20 상기 단차 코너에서， 상기 제1전극부 및 상기 제2전극부 각각의 일부가 내향 만입된 형상의 외주 만입부를 형성하도록,상기 금속 시트가추가로 노칭될 수 있다.
상기 단차는 상기 단차 코너를 둘 이하 포함할 수 있으며,상세하게는 상기 단차 코너를 하나만 포함하여 상기 비정형 전극이 평면상으로 ‘I；자 25 형태로 이루어질 수 있다.
한편,도 3에는 종래 기술에 따른 비정형 전극을 포함하는 전지셀의 모식도가도시되어 있다.
도 3를 참조하면 전지셀(100)은 전극조립체(110)가 전해액과 함께 셀 케이스(120)에 내장된 상태에서， 셀 케이스(120)의 외주변들(121, 122, 123, 124)이 30 열융착밀봉된 구조로 이루어져 있다. 2019/098614 1»（：1^1{2018/013645
구체적으로,전극조립체(110)는 지면에 대한 평면 형상 및 크기가 서로 상이한 두 개의 전극부들(11 , 1101?)이 경계(시를 기준으로 구분되어 있으며, 그에 따라 전극부들(110 1101?)의 상이한 크기에서 유래되는 단차(130)가 전극조립체(110)에 형성되어 있다. 또한,셀 케이스(120)는 전극조립체(110)에 5 대응하는 형상으로 이루어져 있고, 전극조립체(110)의 단부들을 따라 외주변들(121, 122, 123, 124)이 밀봉되어 있으므로， 전지셀(100)은 전극조립체(110) 형상에 대응하여, 기존의 장방형 구조가 아닌 단차(130)를 포함하는비정형 구조로 이루어져있다.
다만, 도 3와 같은 전지셀(100) 구조에서는 전극부들(110 11아5)의 10 외주변들이 상호 교차하는 부위인 외주 코너(：)에서 셀 케이스(120) 역시 이러한 형상에 대응되도록 서로 다른 외주변들(121， 122)이 교차되기 때문에, 상기 외주변들(121, 122)의 교차부위에 상대적으로 넓은밀봉면적이 형성된다. 뿐만 아니라,이와 같이 외주변들(121, 122)이 교차되면서 밀봉 부위를 공유하는 지점은 다른 부위 대비 상대적으로 밀봉력이 약하기 때문에 상기 15 외주 코너(：)와 인접한 셀 케이스(120)의 외주변들(121, 122)에는 다른 외주변들(123, 124)보다상대적으로 넓은 열융착밀봉면적 또한요구된다. 따라서,상기 전지셀(100) 구조는 외주 코너(＜：)에 외주변들(121, 122)이 불필요하게 차지하는 밀봉 면적만큼,디바이스에 대한 공간활용도가 떨어지는 단점이 있다
20 또한,일반적으로 전극 리드(101, 102)가 형성된 외주변(124)을 제외하고, 셀 케이스(120)에서 열융착밀봉된 외주변들(121, 122, 123)각각은,이들을통한 수분 침투 방지와 전지셀의 면적 감소를 위하여 전극조립체(110)의 측면 방향으로 절곡되어야 하지만,도 2의 구조에서는 외주 코너(：)와 인접한 셀 케이스(120)의 외주변들(121, 122)이 외주 코너作)에 대응하여 서로 연결되어 25 있으므로 전극조립체(110)의 측면 방향으로 절곡되기 용이하지 않다.
만약,절곡을 위하여,이들 외주변(121, 122)이 연결된 부위를 커팅하는 경우에는 외주 코너(이와 커팅 부위 사이에 셀 케이스(120)의 밀봉 영역이 확보되지 않아,밀봉상태가해제되기 쉬운문제점이 있다.
이에， 본 발명에서는,제1전극부와 제2전극부가 교차되는 지점에서 외주 30 만입부가 형성되도록 비정형 전극을 제조하는 바, 이러한 비정형 전극을 2019/098614 1»（：1^1{2018/013645
포함하는 전지셀은， 상기 외주 만입부에서 셀 케이스가 추가로 열융착 밀봉되면서 밀봉신뢰성이 향상될 수 있다.
상기 외주 만입부는 평면상으로,곡선을 포함하는 라운드 구조;곡선과 직선이 연결된 복합 구조;또는 복수의 직선들이 연결된 다각형 구조일 수 5 있다.
상기 비정형 전극의 제조 방법은, 제1전극부와 상기제2전극부 중 적어도 하나로부터 외향 돌출된 전극 탭을 형성하는 노칭을 수행하는 단계를 더 포함할수 있다.
상기 비정형 전극의 제조 방법은 또한, 상기 제1전극부와 상가 10 제2전극부 중 적어도 하나의 모서리들을 모따기하는 노칭을 추가로 수행할 수 있다.
상기 비정형 전극은,양극또는음극일 수 있다
상기 양극은,예를 들어,양극 집전체 및/또는 연장 집전부 상에 양극 활물질 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며 필요에 15 따라서는 상기 혼합물에 충진제를더 첨가하기도 한다.
상기 양극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만든다.이러한 양극 집전체 및 연장 집전부는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며， 셰를 들어 스테인리스 스틸,알루미늄， 니켈， 20 티탄,소성 탄소， 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본,니켈, 티탄， 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다 양극 집전체 및 연장 집전부는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극활물질의 접착력을 높일 수도 있으며 필름 시트 호일， 네트,다공질체 발포체 부직포체 등 다양한 형태가가능하다
25 상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물（: 1^ ）02）, 리튬 니켈 산화물（니 02）등의 층상화합물이나 1 또는그 이상의 전이금속으로 치환된
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임）또는 Li2Mn3M◦8（여기서, M = ）, ,＜그11또는 ¾임）으로표현되는리튬 망간복합산화물;화학식의 U일부가알칼리토금속이온으로치환된 LiMn204; 디설파이드화합물; Fe2（Mo◦4）3등을들수 있지만， 이들만으로 한정되는 것은 5 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30중량%로 첨가된다.이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며， 예를 들어 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연;카본블랙， 아세틸렌 10 블랙, 케첸 블랙,채널 블랙,퍼네이스 블랙, 램프 블랙， 서머 블랙 등의 카본블랙;탄소섬유나금속섬유등의 도전성 섬유;불화카본， 알루미늄， 니켈 분말 등의 금속 분말;산화아연,티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키;산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물;폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
15 상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서,통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메탈셀룰로우즈（CMC）, 전분 히드록시프로필셀룰로우즈， 재생 셀룰로우즈 폴리비닐피롤리돈,
20 테트라플루오로에틸렌， 폴리에틸렌,폴리프로필렌， 에틸렌-프로필텐-디엔 테르
Figure imgf000009_0002
공중합체 등을들수 있다
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며,당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 25 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어,폴리에틸렌,폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체;유리섬유,탄소섬유등의 섬유상물질이 사용된다.
상기 음극은음극집전체 및/또는 연장집전부상에 음극활물질을도포， 건조하여 제작되며,필요에 따라,앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.
30 상기 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 2019/098614 1»（：1^1{2018/013645
마이크로미터의 두께로 만들어진다.이러한음극 집전체 및/또는 연장집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를유발하지 않으면서 도전성을가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며 예를들어,구리,스테인리스스틸,알루미늄,니켈,티탄 소성 탄소， 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본,니켈,티탄， 은 등으로 표면처리한 것， 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와마찬가지로， 표면에 미세한요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며,필름， 시트 호일 네트,다공질체,발포체,부직포체 등 다양한형태로사용될 수 있다.
상기 음극 활물질로는,예를 들어,난흑연화 탄소,흑연계 탄소 등의
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금속산화물;폴리아세틸렌등의 도전성 고분자; 0-00-^계 재료등을사용할 수있다.
【발명의 효과】
이상에서 설명한 바와 같이,본 발명의 실시예들에 따른 비정형 전극의 제조 방법은 직선의 형태인 제1전극 라인과무지부를 포함하는 점선의 형태인 저12전극 라인을조합하여 전극 라인 자체가무지부를 가지는 비정형의 형상을 이루도록코팅할 수 있고,이에 따라 제2전극 라인의 무지부에 도포되어야 할 만큼의 전극슬러리가절약되는 이점이 있다.
또한， 전극 슬러리가 부재한 무지부를 제외하고 노칭하는 단계를 포함하는 바， 노칭 시 버려지는 전극 슬러리를 최소화하여 전극 슬러리를 구성하는 전극 활물질， 바인더 용매 및 도전재와 같은 고가의 유무기 원료에 대한낭비를방지할수 있다.
【도면의 간단한설명】
도 1은종래 방법에 따른 전극제조방법에 대한모식도이다.
도 2는 종래 기술에 따라 전극 슬러리가 코팅된 금속 시트의 평면 모식도이다.
도 3은종래 기술에 따른비정형 전지셀의 모식도이다. 2019/098614 1»（：1^1{2018/013645
도 4는본발명의 하나의 실시예에 따른 제조방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 금속 시트와 노칭 방법이 묘사된 평면 모식도이다
도 6은 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 비정형 전극의 평면 5 모식도이다
【발명의 실시를위한형태】
이하 첨부된 도면을 참조하여 본발명의 실시예들을상세하게 설명하면 다음과 같다 다만， 본 기재를설명함에 있어서， 이미 공지된 기능 혹은구성에 대한설명은，본 기재의 요지를명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
10 본 기재를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 생략하였으며， 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다 또한， 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로 본 기재가 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
15 도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 비정형 전극의 제조 방법에 대한흐름도가도시되어 있고,도 5에는금속시트의 모식도가도시되어 있다. 이들 도면을 참조하면,본 발명의 한 실시예에 따른 제조 방법은， 단계(1)에서 금속 시트(200) 상에 제1전극 슬러리를 연속적으로 코팅하여 제1전극 라인(210)을 형성한¾ 제1_전극ᅭ라인(210)과 중첩와지 않는 금속 20 시트(200) 상에서,제2전극 슬러리를 간헐적으로 코팅하여 무지부(22幻를 포함하는 점선의 형태이고 제1전극 라인(210)과 평행한 제2전극 라인들(220)을 형성할수 있다.
도면에 별도로 도시하지는 않았지만 단계(1)에서 전극 라인들(210, 220)의 형성은,복수의 슬러리 토출 노즐을 구비한슬롯 다이 코더를 이용하여 25 이루어질 수 있으며， 구체적으로， 제1전극 라인(210)을 형성하는 제1슬롯 노즐과 제1슬롯 노즐의 양 단에 위치하고 제2전극 라인을 형성하는 제2슬롯 노즐을 포함하는 슬롯 다이 코터에 의해,제1전극 라인(210)형성 단계와 상기 제2전극 라인 형성 단계가동시에 수행될 수 있다
단계(1)에서 제1전극 라인(210)의 일측 경계와 타측 경계로부터 30 연결되는 제2전극 라인들(220)은 경계들 사이에서 제1전극 라인(210)을 균등 2019/098614 1»（：1^1{2018/013645
분할하는가상의 선 -쇼’)을기준으로서로 대칭을 이룰수 있다
경우에 따라서는,제1전극 라인(210)의 일측 경계와 타측 경계로부터 연결되는 제2전극 라인들(220)은,제1전극 라인(210)을 균등 분할하는 가상의 선 - )을 기준으로서로 비대칭을 이룰수도 있다.
5 또한， 제1전극 라인(210) 형성과 제2전극 라인들(꾜0) 형성은 동시에 수행되며,경우에 따라서는 단계(1)이후에 제1전극 라인(210)과 상기 제2전극 라인들(220)을압연하고 건조하는단계를더 포함할수 있다.
이후,단계(2)에서는 무지후(222)를 제외한 제2전극 라인(220)과 제1전극 라인(210)을 포함하는 비정형 형태인 절취선(X)를 따라 금속 시트(200)를 10 노칭 아 푀하여 비정형 전극을 형성할수 있다
다만, 단계(2)는， 제1전극 라인(210)의 경계들 사이에서 제1전극 라인(210)을 균등 분할하는 가상의 선( 쇼’)을 기준으로 일측과 타측에서 각각 비정형 전극을 형성하도록수행될 수 있다.
따라서， 가상의 선을 기준으로 일측과 타측에서 노칭이 수행되면서, 15 노칭 당,두개의 비정형 전극끼 제조될 수 있다.
또한, 단계(2)에서는 제2전극부(도 6의 221)로부터 외향 돌출된 전극 탭(201)을 형성하는 노칭이 추가로 수행될 수 있다. 다만， 소망하는 비정형 전극의 형태에 따라,제1전극부(도 6의 211)로부터 외향 돌출된 전극 탭(201)을 형성하는노칭이 수행될 수도 있다
20 이상 설명한 본 발명의 비정형 전극의 제조 방법은,직선의 형태인 제1전극 라인(210)과 무지부(222)를 포함하는 점선의 형태인 제2전극 라인을 조합하여,전극 라인 자체가 무지부 22)를 가지는 비정형의 형상을 이루도록 코팅하는 것에 첫 번째 특징이 있다. 이는 제2전극 라인의 무지부(222)에 도포되어야 할 만큼의 전극 슬러리가 절약되는 것을 의미하므로,전극의 제조 25 원가절감이 가능하다
본발명에 따른비정형 전극의 제조방법은또한， 전극슬러리가부재한 무지부(222)를 제외하고 노칭하는 단계를 포함하는 바,노칭 시 버려지는 전극 슬러리를 최소화하여 전극 슬러리를 구성하는 전극 활물질,바인더,용매 및 도전재와 같은 고가의 유무기 원료에 대한 낭비를 방지하는 것에 두 번째 30 특징이 있다. 2019/098614 1»（：1^1{2018/013645
한편， 도 6에는 비정형 전극의 모식도가 도시되어 있으며， 도 6을 참조하여 단계(2)에서 노칭하는 비정형 형태의 전극에 대해 구체적으로 설명한다.
단계(2)의 비정형 형태는 제1전극 라인(210)에 포함된 제1전극부(211) 및 5 제2전극 라인(220)에 포함되며, 제1전극부(211)로부터 연장되어 평면상으로 단차(230)를 형성하도록， 제1전극부(211) 대비 작은 크기로 이루어진 제2전극부(221)를 포함하며, 노칭은， 제1전극부(211)와 상기 제2전극부(221)에 대응하는금속시트(200)를가공하는 것이다.
여기서, 단차(230)는， 제1전극부(211)의 외주변(214)과 제2전극부(221)의 10 외주변(224)이 대략 90도로 교차되는 부위에 형성되는 단차 코너(231)를 포함하며， 단계(2)의 노칭 과정에서는,단차 코너(231)에서,제1전극부(211) 및 제2전극부(221) 각각의 일부가 내향 만입된 형상의 외주 만입부(240)를 형성하는노칭이 추가로수행될 수 있다
이러한 과정을 통해 제조된 전극은,평면상으로 ［；자 형태로 이루어질 15 수 있다.
앞에서， 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고,본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다.따라서，그러한一수점예 또는 반형예들은본 발명의 20 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 변형된 실시예들은본발명의 특허청구범위에 속한다하여야할 것이다.

Claims

2019/098614 1»（：1^1{2018/013645 【청구범위】
【청구항 1]
금속 시트 상에 제1전극 슬러리를 연속적으로 코팅하여 제1전극 라인을 형성하는 단계;
상기 전극 라인과 중첩되지 않는 상기 금속 시트 상에서, 제2전극 슬러리를 간헐적으로 코팅하여 무지부를 포함하는 점선의 형태이고 상기 제1전극 라인과 평행한 하나 이상의 제2전극 라인을 형성하는 단계;및
상기 무지부를 제외한 상기 제2전극 라인과 상기 제1전극 라인을
Figure imgf000014_0001
형성하는 단계;
를포함하는 비정형 전극의 제조 방법.
【청구항 2】
제 항에 있어서,
상기 제2전극 라인 형성 단계에서,상기 제2전극슬러리가상기 제1전극 라인의 양측 경계를 따라 도포되면서,상기 양측 경계로부터 각각 연장되는 한 쌍의 제2전극 라인들이 형성되는 비정형 전극의 제조 방법.
【청구항 3】
제2항에 있어서，
상기 제1전극 라인의 일측 경계와 타측 경계로부터 연결되는 상기 제2전극 라인들은， 상기 경계들 사이에서 상기 제1전극 라인을 균등 분할하는 가상의 선을 기준으로 서로 대칭을 이루는 비정형 전극의 제조 방법.
【청구항 4]
제2항에 있어서，
상기 제1전극 라인의 일측 경계와 타측 경계로부터 연결되는 상기 제2전극 라인들은,상기 제1전극 라인을 균등 분할하는 가상의 선을 기준으로 서로 비대칭을미루는 비정형 전극의 제조 방법
【청구항 5】
제1항에 있어서,
상기 제1전극 라인의 경계들 사이에서 상기 제1전극 라인을 균등 분할하는 가상의 선을 기준으로 일측과 타측에서 각각 비정형 전극을 형성하는 2019/098614 1»（：1^1{2018/013645
단계가수행되는 비정형 전극의 제조 방법.
【청구항 6】
제1항에 있어서
상기 비정형 형태는,
상기 제1전극 라인에 포함된 제1전극부,및
상기 제2전극 라인에 포함되며 상기 제1전극부로부터 연장되어 평면상으로 적어도 하나의 단차를 형성하도록， 상기 제1전극부 대비 작은 크기로 이루어진 제2전극부를포함하고，
상기 제1전극부와 상기 제2전극부에 대응하는 상기 금속 시트를 노칭하는 비정형 전극의 제조 방법.
【청구항 7】
제6항에 있어서
상기 단차는 상기 제1전극부의 외주변과 상기 제2전극부의 외주변이 30도 이상 내지 180도 미만으로 교차되는 부위에 형성된 단차코너를 포함하고 상기 단차 코너에서,상기 제1전극부 및 상기 제2전극부 각각의 일부가 내향 만입된 형상의 외주 만입부를 형성하도록， 상기 금속 시트가 추가로 노칭되는 비정형 전극의 제조 방법.
【청구항 8】
제7항에 있어서,
상기 외주 만입부는 평면상으로,
곡선을포함하는 라운드 구조;
곡선과 직선이 연결된 복합구조;또는
복수의 직선들이 연결된 다각형 구조;
인 비정형 전극의 제조 방법.
【청구항 9]
제 7항에 있어서， 상기 단차는， 상기 단차 코너를 하나만 포함하는 비정형 전극의 제조방법.
【청구항 10】
제 6항에 있어서
상기 제 1전극부와 상기 제 2전극부 중 적어도 하나로부터 외향 돌출된 2019/098614 1»（：1^1{2018/013645
전극 탭을 형성하는 노칭을 수행하는 단계를 더 포함하는 비정형 전극의 제조 방법.
【청구항 11】
제6항에 있어서
상기 제1전극부와 상기 제2전극부 중 적어도 하나의 모서리들을 모따기하는노칭을주가로수행하는비정형 전극의 제조방법
【청구항 12]
제1항에 있어서
상기 제1전극 라인 형성 단계와상기 제2전극 라인 형성 단계는동시에 수행되며 상기 비정형 전극의 형성 단계 이전에,상기 제1전극 라인과 상기 제2전극 라인을 압연하고 건조하는 단계를 더 포함하는 비정형 전극의 제조 방법.
【청구항 13】
제 항에 있어서，
상기 제1전극라인을 형성하는제1슬롯노즐과，상기 제1슬롯 노즐의 양 단에 위치하고,상기 제2전극 라인을 형성하는 제2슬롯 노즐을 포함하는 슬롯 다이 코터에 의해， 상기 제1전극 라인 형성 단계와 상기 제2전극 라인 형성 단계가동사에 수행되는비정형 전극의 제조방법
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