WO2020180028A1 - 셀 제조 장치 및 방법 - Google Patents

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separator
unwound
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center electrode
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심홍석
김융
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주식회사 엘지화학
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a cell, and more particularly, even if the thickness of the laminate of the electrode and the separator is increased, the adhesion between the electrode and the separator is improved, and temporary bonding is performed quickly, so that the electrode and the electrode and the electrode during the movement of the laminate are It relates to a cell manufacturing apparatus and method for preventing the separation membrane from leaving the original position.
  • types of secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, lithium ion batteries, and lithium ion polymer batteries.
  • These secondary batteries are not only small products such as digital cameras, P-DVDs, MP3Ps, mobile phones, PDAs, portable game devices, power tools, and E-bikes, but also large-scale products requiring high output such as electric vehicles and hybrid vehicles, and surplus power generation. It is also applied and used in power storage devices for storing electric power or renewable energy and power storage devices for backup.
  • an electrode active material slurry is applied to a positive electrode current collector and a negative electrode current collector to prepare a cathode and a negative electrode, and then stacked on both sides of a separator to produce a unit cell ( Unit Cell) is formed. And these unit cells are gathered to form an electrode assembly having a predetermined shape. Then, the electrode assembly is accommodated in the battery case, and the electrolyte is injected and sealed.
  • a full cell is a cell in which an anode and a cathode are located on both outermost sides of the cell.
  • a bicell is a cell in which electrodes of the same polarity are located on both outermost sides of the cell.
  • bi-cell As the most basic structure of such a bi-cell, there is an A-type bi-cell with an anode/separator/cathode/separator/anode structure or a C-type bi-cell with a cathode/separator/anode/separator/cathode structure. That is, a cell in which the anode is located on both outermost sides is called an A-type bi-cell, and a cell in which the cathode is located on both sides is called a C-type bi-cell.
  • separators are respectively stacked on the upper and lower surfaces of the center electrode, and then the upper electrode or the lower electrode is further stacked.
  • the stacked body passes through the chamber, the stacked body is in a temporary bonding state by applying heat, and thereafter, a unit cell can be manufactured by pressing the stacked body by a roller.
  • electrodes are not stacked after 2 or 3 unit cells are manufactured, but more electrodes and separators are stacked from the beginning to form a thicker stack, and rollers are stacked after these stacks pass through the chamber.
  • the cell can also be manufactured by pressing a sieve.
  • the thickness of the unit cell itself may be made thick.
  • the thickness of the laminate in which the electrode and the separator are stacked for various reasons as described above becomes thick, even if the laminate passes through the chamber, heat is not sufficiently transferred to the inside, so that the adhesion of the electrode active material decreases. Accordingly, the electrode and the separator may be easily peeled off, or energy efficiency may be lowered. Furthermore, since the temporary bonding is performed very slowly while the stacked body is moved and passed through the chamber, there may be a problem that the electrode and the separator are separated from the original position while the stacked body is moving.
  • the problem to be solved by the present invention is to improve the adhesion between the electrode and the separator even when the thickness of the stack of the electrode and the separator becomes thick, and the temporary bonding is performed quickly, so that the electrode and the separator move out of the correct position while the stack is moving. It is to provide an apparatus and method for manufacturing a cell that prevents it.
  • a cell manufacturing apparatus for solving the above problem includes a center electrode reel from which a center electrode is unwound; A first heater for applying radiant heat to the unwound center electrode; An upper separator reel on which an upper separator stacked on an upper surface of the center electrode is unwound; A lower separator reel through which a lower separator stacked on a lower surface of the center electrode is unwound; An upper electrode reel on which an upper electrode stacked on the upper surface of the upper separator is unwound; And a second heater applying radiant heat to the unwound upper electrode.
  • a lower electrode reel to which a lower electrode stacked on a lower surface of the lower separator is unwound; And a third heater applying radiant heat to the unwound lower electrode.
  • first to third heaters may include heating coils.
  • the first to third heaters may include a far-infrared ray lamp (FIR Lamp).
  • FIR Lamp far-infrared ray lamp
  • a first temperature sensor for measuring the temperature of the center electrode;
  • a second temperature sensor measuring the temperature of the upper electrode;
  • a third temperature sensor measuring the temperature of the lower electrode;
  • a storage unit in which the reference temperature is stored in advance;
  • a controller for controlling the first to third heaters.
  • control unit may include: a comparison unit comparing the measured temperatures of the center electrode, the upper electrode, and the lower electrode with the reference temperature, respectively; And a heater adjusting unit that adjusts the intensity of the first to third heaters according to the result of the comparison unit.
  • the heater control unit when the temperature of the center electrode, the upper electrode, or the lower electrode is lower than the reference temperature, strongly adjusts the intensity of the first, second, or third heater, and the center electrode, the When the temperature of the upper electrode or the lower electrode is higher than the reference temperature, the intensity of the first, second, or third heater may be weakly adjusted.
  • a chamber for applying convective heat to a laminate in which the lower electrode, the lower separator, the center electrode, the upper separator, and the upper electrode are sequentially stacked may be further included.
  • it may further include a roller for pressing the laminate.
  • the method for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention for solving the above problem includes the steps of applying radiant heat to a center electrode unwound from a center electrode reel, an upper electrode unwound from an upper electrode reel, and a lower electrode unwound from a lower electrode reel. ; Cutting the center electrode, the upper electrode, and the lower electrode; Stacking a separator on both sides of the center electrode; And stacking the upper electrode on the separator.
  • the radiant heat After applying the radiant heat, measuring temperatures of each of the center electrode, the upper electrode, and the lower electrode; And when the temperature of the center electrode, the upper electrode, or the lower electrode is lower than a pre-stored reference temperature, the intensity of the first, second, or third heater is strongly adjusted, and the center electrode, the upper electrode, or the lower electrode When the temperature of the electrode is higher than the reference temperature, the step of weakly adjusting the intensity of the first, second, or third heater may be further included.
  • the adhesion between the electrode and the separator may be improved even if the thickness of the laminate is increased.
  • FIG. 1 is a flowchart of a cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a flowchart of a cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • the thickness of the stacked body 21 Even if the thickness is increased, adhesion between the electrodes 1111, 1121, and 1131 and the separators 1211 and 1221 may be improved.
  • the temporary bonding is performed quickly, it is possible to prevent the electrodes 1111, 1121, 1131 and the separators 1211, 1221 from leaving their correct positions while the stacked body 21 is moving.
  • the cell manufacturing method includes a center electrode 1111 unwound from the center electrode reel 111, an upper electrode 1121 and a lower electrode reel unwound from the upper electrode reel 112. Applying radiant heat to the lower electrode 1131 unwound from 113); Cutting the center electrode 1111, the upper electrode 1121, and the lower electrode 1131; Laminating separators on both surfaces of the center electrode 1111; And stacking the upper electrode 1121 on the separator.
  • the first, second, or third heaters 141, 142, 143 When the intensity is strongly adjusted and the temperature of the center electrode 1111, the upper electrode 1121, or the lower electrode 1131 is higher than the reference temperature, the first, second, or third heaters 141, 142, It may further include the step of weakly adjusting the intensity of 143).
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a cell manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a cell manufacturing apparatus 1 includes a center electrode reel 111 from which the middle center electrode 1111 is unwound, as shown in FIG. 2; A first heater 141 applying radiant heat to the unwound central electrode 1111; An upper separator reel 121 on which an upper separator 1211 stacked on an upper surface of the center electrode 1111 is unwound; A lower separator reel 122 through which a lower separator 1221 stacked on a lower surface of the center electrode 1111 is unwound; An upper electrode reel 112 on which the upper electrode 1121 stacked on the upper surface of the upper separator 1211 is unwound; And a second heater 142 applying radiant heat to the unwound upper electrode 1121.
  • a lower electrode reel 113 on which a lower electrode 1131 stacked on a lower surface of the lower separator 1221 is unwound; And a third heater 143 for heating the unwound lower electrode 1131.
  • the unit cell 2 includes a full cell and a bi-cell.
  • the center electrode 1111 may be an odd number, such as one, and if the unit cell 2 is a full cell, the center electrode 1111 has two, etc. It can be even.
  • the cell manufacturing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention is used, two or three unit cells 2 of electrodes may be manufactured, but the present invention is not limited thereto, and a cell in which more electrodes and separators are stacked. It can also be manufactured.
  • the center electrode reel 111 is a reel in which the center electrode 1111 is wound, and the center electrode 1111 is unwound from the center electrode reel 111.
  • the electrodes 1111, 1121, and 1131 may be manufactured by applying a slurry of an electrode active material, a conductive agent, and a binder on an electrode current collector, followed by drying and pressing the slurry.
  • the upper separator reel 121 and the lower separator reel 122 are reels on which the separators 1211 and 1221 are wound.
  • the upper separator 1211 unwound from the upper separator reel 121 is stacked on the upper surface of the center electrode 1111
  • the lower separator 1221 unwound from the lower separator reel 122 is the lower surface of the center electrode 1111 Are stacked on.
  • the separators 1211 and 1221 are manufactured by coating a slurry containing a mixture of inorganic particles and a polymer binder on at least one surface of a porous polymer substrate to form a porous coating layer.
  • the porous polymer substrate may include a polyolefin-based polymer.
  • the upper electrode reel 112 is a reel in which the upper electrode 1121 is wound, and the upper electrode 1121 is unwound from the upper electrode reel 112.
  • the lower electrode reel 113 is a reel in which the lower electrode 1131 is wound, and the lower electrode 1131 is unwound from the lower electrode reel 113. If the unit cell 2 is a full cell, the upper electrode 1121 and the lower electrode 1131 have different polarities. In addition, if the unit cell 2 is a bi-cell, the upper electrode 1121 and the lower electrode 1131 have the same polarity as each other, and have opposite polarities from the center electrode 1111.
  • the center electrode 1111 is a cathode, or the upper electrode 1121 and the lower electrode 1131 are positive, and if the bi-cell is a C-type bi-cell, the center electrode 1111 is a positive electrode. However, the upper electrode 1121 and the lower electrode 1131 are negative electrodes.
  • the upper electrode 1121 is stacked on the upper surface of the upper separator 1211, and the lower electrode 1131 is stacked on the lower surface of the lower separator 1221.
  • a laminate 21 in which the lower electrode 1131, the lower separator 1221, the center electrode 1111, the upper separator 1211, and the upper electrode 1121 are sequentially stacked is formed.
  • the heater 14 applies radiant heat to the electrodes 1111, 1121, 1131, a first heater 141 that applies radiant heat to the center electrode 1111, and a second heater that applies radiant heat to the upper electrode 1121 ( 142) and a third heater 143 that applies radiant heat to the lower electrode 1131.
  • radiation does not transfer heat through a medium such as air or metal, but directly through electromagnetic waves.
  • radiant heat refers to heat that is converted when energy emitted from a specific object in the form of electromagnetic waves is transferred to and absorbed by another object.
  • the first to third heaters 141, 142, and 143 may include heating coils.
  • Infrared rays are classified into near-infrared rays (about 700 nm to 1200 nm), mid-infrared rays (about 1200 nm to 2500 nm), and far infrared rays (about 2500 to 8000 nm) depending on the wavelength.
  • Far-infrared rays have excellent absorption rates for glass and polymer materials. When far-infrared rays reach the surface of glass or polymer materials, they cause resonance and resonance phenomena due to the polarity of the molecules, thereby strongly amplifying the thermal energy inside the material. Therefore, when far-infrared rays are applied to the electrodes 1111, 1121, and 1131, the temperature of the electrode active material increases, so that radiant heat can be sufficiently applied. On the other hand, far-infrared rays have a poor absorption rate for metals. Far-infrared rays do not significantly affect the metal, so even if the far-infrared rays are irradiated to the metal for a long time, the temperature hardly increases. Therefore, radiant heat may not be applied to peripheral facilities made of metal.
  • the first to third heaters 141, 142, and 143 may include a far-infrared ray lamp.
  • the electrodes 1111, 1121, and 1131 are heated and the metals of the surrounding facilities are not heated, so that malfunction of the facilities can be prevented.
  • the first heater 141 applies radiant heat to the center electrode 1111, the second heater 142 to the upper electrode 1121, and the third heater 143 to the lower electrode 1131. Accordingly, even if the thickness of the laminate 21 is increased, the adhesion between the electrodes 1111, 1121, 1131 and the separators 1211, 1221 can be improved.
  • the cell manufacturing apparatus 1 includes the lower electrode 1131, the lower separator 1221, the center electrode 1111, the upper separator 1211, and the upper electrode 1121. It may further include a chamber 15 for applying convective heat to the stacked bodies 21 stacked in this order, and a roller 16 for pressing the stacked bodies 21.
  • the chamber 15 heats the internal space to increase the temperature of the air. Accordingly, when the formed stacked body 21 is put into the chamber 15, the heated air in the inner space applies convective heat to the stacked body 21.
  • Convective heat unlike radiant heat, refers to heat transferred from a specific object to another object through convective motion of a fluid type medium such as air or water.
  • the stacked body 21 injected into the chamber 15 is applied to the convective heat to become a temporary bonding state, and the roller 16 presses the stacked body 21 passing through the chamber 15, as shown in FIG.
  • the unit cell 2 may be manufactured as described above.
  • the heater 14 heats the electrodes 1111, 1121, and 1131 by applying radiant heat to the electrodes 1111, 1121, 1131 in advance, temporary adhesion of the stacked body 21 is fast. As a result, it is possible to prevent the electrodes 1111, 1121, 1131 and the separators 1211, 1221 from leaving their original positions while the stacked body 21 is moving.
  • the present invention is not limited thereto, and a laminator (not shown) may be included instead of the chamber 15 and the roller 16.
  • the laminator is formed of an upper laminator and a lower laminator, and laminating may be performed by applying heat and pressure to the upper and lower surfaces of the laminate 21, respectively.
  • the electrodes 1111, 1121, 1131 of the stacked body 21 and the separators 1211, 1221 may adhere to each other.
  • FIG. 3 is a block diagram of a cell manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the cell manufacturing apparatus 1 includes a first temperature sensor 171 for measuring the temperature of the center electrode 1111 as shown in FIG. 3; A second temperature sensor 172 measuring the temperature of the upper electrode 1121; A third temperature sensor 173 measuring the temperature of the lower electrode 1131; A storage unit 19 in which a reference temperature is previously stored; And a control unit 18 that controls the first to third heaters 141, 142, and 143.
  • these components may be connected to each other to communicate with each other through a bus (not shown). All components included in the control unit 18 may be connected to the bus through at least one interface or adapter, or may be directly connected to the bus.
  • the bus may be connected to other subsystems in addition to the above-described components. Buses include a memory bus, a memory controller, a peripheral bus, and a local bus.
  • the temperature sensor 17 measures the temperature of the electrodes 1111, 1121, and 1131 to which the radiant heat is applied, the first temperature sensor 171 is the center electrode 1111, the second temperature sensor 172 is the upper electrode 1121 ), the third temperature sensor 173 measures the temperature of the lower electrode 1131 (S102).
  • the temperature sensor 17 has a contact type and a non-contact type.
  • the contact type is a method of measuring the temperature of the sensor when the sensor is brought into a thermal equilibrium state by directly contacting the target object
  • the non-contact type is a method of measuring the temperature by measuring the intensity of heat radiation emitted from the target object.
  • the electrodes 1111, 1121, and 1131 are unwound from the electrode reels 111, 112, and 113 and move to one side, in order to prevent the occurrence of friction between the electrodes 1111, 1121, and 1131 and the temperature sensor 17, it is non-contact It is preferable to sense the temperature of the electrodes 1111, 1121, and 1131.
  • a non-contact type sensor include a radiation type, an optical type, and an infrared type.
  • the storage unit 19 stores in advance a reference temperature that is a reference for determining whether the electrode temperature is appropriate.
  • the reference temperature refers to the most optimal temperature that the electrodes 1111, 1121, and 1131 can have before the electrodes 1111, 1121, and 1131 are stacked into the stacked body 21.
  • the reference temperature may be experimentally set according to the size of the electrodes 1111, 1121, and 1131, the composition of the electrode active material, and the number of stacked electrodes 1111, 1121, 1131.
  • the storage unit 19 is preferably a nonvolatile memory device in which stored information is not volatilized and is maintained even when power is not supplied. Typical examples of such non-volatile memory include ROM, hard disk (HDD), optical disk (ODD), solid state drive (SSD), flash memory including PROM, EPROM, and EEPROM.
  • the controller 18 receives temperature information of the electrodes 1111, 1121, and 1131 obtained by the temperature sensor 17, and adjusts the intensity of the first to third heaters 141, 142, and 143 according to the information. .
  • the control unit 18 includes a comparison unit 181 and a heater control unit 182.
  • the comparison unit 181 compares the measured temperatures of the electrodes 1111, 1121, and 1131 with a reference temperature, respectively. That is, the temperature of the center electrode 1111 measured from the first temperature sensor 171, the upper electrode 1121 measured from the second temperature sensor 172, and the lower electrode 1131 measured from the third temperature sensor 173 ) And the temperature of each reference temperature.
  • the heater control unit 182 adjusts the intensity of the heater 14 according to the result of the comparison unit 181. Specifically, if the temperature of the electrodes 1111, 1121, 1131 is lower than the reference temperature (S103), the intensity of the heater 14 is strongly adjusted to increase radiant heat (S104), and the electrodes 1111, 1121, 1131 If the temperature is higher than the reference temperature (S105), the intensity of the heater 14 is weakly adjusted to reduce radiant heat (S106).
  • the heater control unit 182 may separately control the first to third heaters 141, 142, and 143, respectively. For example, if the temperature of the center electrode 1111 is lower than the reference temperature and the temperature of the upper electrode 1121 is higher than the reference temperature, the intensity of the first heater 141 is strongly adjusted, and the second heater 142 The intensity of the can be adjusted weakly.
  • the electrodes 1111, 1121, and 1131 are cut (S107). That is, as shown in FIG. 1, the first cutter 131 cuts the center electrode 1111, the second cutter 132 cuts the upper electrode 1121, and the third cutter 133 cuts the lower electrode. The electrode 1131 is cut.
  • the upper separator 1211 is unwound from the upper separator reel 121 and stacked on the upper surface of the cut center electrode 1111, and the lower separator 1221 is unwound from the lower separator reel 122, and the cut center It is stacked on the lower surface of the electrode 1111 (S108).
  • the cut upper electrode 1121 is stacked on the upper surface of the upper separator 1211, and the cut lower electrode 1131 is stacked on the lower surface of the lower separator 1221 to form the stacked body 21 (S109).
  • the stacked body 21 passes through the chamber 15, the stacked body 21 is in a temporary bonding state by applying heat, and thereafter, the roller 16 presses the stacked body 21 and a fourth cutter ( By cutting 134, the unit cell 2 can be manufactured.
  • Each component of the cell manufacturing apparatus 1 described so far is a task, class, subroutine, process, object, execution thread, software such as a program, or field-programmable (FPGA) that is performed in a predetermined area on the memory.
  • a gate array) or an application-specific integrated circuit (ASIC) may be implemented as hardware, and may also be implemented as a combination of software and hardware.
  • the components may be included in a computer-readable storage medium, or some of the components may be distributed and distributed over a plurality of computers.
  • each block may represent a module, segment, or part of code that contains one or more executable instructions for executing the specified logical function(s).
  • each block may represent a module, segment, or part of code that contains one or more executable instructions for executing the specified logical function(s).
  • the functions mentioned in the blocks occur out of order.
  • two blocks shown in succession may in fact be executed substantially simultaneously, and the blocks may sometimes be executed in reverse order depending on the corresponding function.

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Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 셀 제조 장치는 중앙 전극이 권출되는 중앙 전극 릴; 권출된 상기 중앙 전극에 복사열을 인가하는 제1 히터; 상기 중앙 전극의 상면에 적층되는 상부 분리막이 권출되는 상부 분리막 릴; 상기 중앙 전극의 하면에 적층되는 하부 분리막이 권출되는 하부 분리막 릴; 상기 상부 분리막의 상면에 적층되는 상부 전극이 권출되는 상부 전극 릴; 및 권출된 상기 상부 전극에 복사열을 인가하는 제2 히터를 포함한다.

Description

셀 제조 장치 및 방법
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2019년 03월 06일자 한국특허출원 제10-2019-0025649호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 셀 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극과 분리막의 적층체의 두께가 두꺼워지더라도 전극과 분리막의 접착력을 향상시키고, 가접착이 빨리 수행되어 적층체가 이동하는 도중에 전극과 분리막이 정위치를 이탈하는 것을 방지하는 셀 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품뿐만 아니라, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품과 잉여 발전 전력이나 신재생 에너지를 저장하는 전력 저장 장치와 백업용 전력 저장 장치에도 적용되어 사용되고 있다.
이러한 이차 전지를 제조하기 위해, 먼저 전극 활물질 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극(Cathode)과 음극(Anode)을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 단위 셀(Unit Cell)을 형성한다. 그리고 이러한 단위 셀들이 모여 소정 형상의 전극 조립체(Electrode Assembly)를 형성한다. 그리고 전지 케이스에 전극 조립체를 수납하고 전해액 주입 후 실링한다.
이러한 단위 셀에는 풀셀(Full-Cell)과 바이셀(Bi-Cell)이 있다. 풀셀은 셀의 최외부 양측에 양극과 음극이 각각 위치하는 셀이다. 이러한 풀셀의 가장 기본적인 구조로서, 양극/분리막/음극 또는 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 등이 있다. 바이셀은 셀의 최외부 양측에 동일한 극성의 전극이 위치하는 셀이다. 이러한 바이셀의 가장 기본적인 구조로서, 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 A형 바이셀 또는 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 C형 바이셀 등이 있다. 즉, 최외부 양측에 양극이 위치하는 셀을 A형 바이셀이라 하고, 양측에 음극이 위치하는 셀을 C형 바이셀이라 한다.
일반적으로 단위 셀을 제조하기 위해서는, 중앙 전극이 컨베이어 벨트 등에 의해 일측으로 이동하는 동안에, 중앙 전극의 상하면에 각각 분리막이 적층되고, 그 이후에 상부 전극 또는 하부 전극이 더 적층된다. 이러한 적층체가 챔버를 통과하면 적층체는 열을 인가받아 가접착 상태가 되고, 그 이후에 롤러가 적층체를 가압함으로써 단위 셀이 제조될 수 있다.
최근에는 전극이 2개 또는 3개의 단위 셀들을 제조한 후에 적층하지 않고, 처음부터 더욱 많은 전극과 분리막을 적층하여 두께가 더욱 두꺼운 적층체를 형성하고, 이러한 적층체가 챔버를 통과한 후 롤러가 적층체를 가압하여 셀을 제조할 수도 있다. 또는 대형 이차 전지를 제조하기 위해, 단위 셀의 두께 자체가 두껍게 제조될 수도 있다.
이와 같이 다양한 이유로 전극과 분리막이 적층된 적층체의 두께가 두꺼워지는 경우, 적층체가 챔버를 통과하더라도 내부까지 열이 충분히 전달되지 않아, 전극 활물질의 접착력이 저하되는 문제가 있었다. 따라서, 전극과 분리막이 쉽게 박리되거나, 에너지 효율이 저하될 수 있었다. 나아가, 상기 적층체가 이동하여 챔버를 통과하는 동안 가접착이 상당히 느리게 수행됨으로써, 적층체가 이동하는 도중에 전극과 분리막이 정위치에서 이탈하는 문제도 발생할 수 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극과 분리막의 적층체의 두께가 두꺼워지더라도 전극과 분리막의 접착력을 향상시키고, 가접착이 빨리 수행되어 적층체가 이동하는 도중에 전극과 분리막이 정위치를 이탈하는 것을 방지하는 셀 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 셀 제조 장치는 중앙 전극이 권출되는 중앙 전극 릴; 권출된 상기 중앙 전극에 복사열을 인가하는 제1 히터; 상기 중앙 전극의 상면에 적층되는 상부 분리막이 권출되는 상부 분리막 릴; 상기 중앙 전극의 하면에 적층되는 하부 분리막이 권출되는 하부 분리막 릴; 상기 상부 분리막의 상면에 적층되는 상부 전극이 권출되는 상부 전극 릴; 및 권출된 상기 상부 전극에 복사열을 인가하는 제2 히터를 포함한다.
또한, 상기 하부 분리막의 하면에 적층되는 하부 전극이 권출되는 하부 전극 릴; 및 권출된 상기 하부 전극에 복사열을 인가하는 제3 히터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 히터는, 히팅 코일을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제3 히터는, 원적외선 램프(FIR Lamp)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 중앙 전극의 온도를 측정하는 제1 온도 센서; 상기 상부 전극의 온도를 측정하는 제2 온도 센서; 상기 하부 전극의 온도를 측정하는 제3 온도 센서; 기준 온도가 미리 저장된 저장부; 및 상기 제1 내지 제3 히터를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 측정된 상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극의 온도를, 각각 상기 기준 온도와 비교하는 비교부; 및 상기 비교부의 결과에 따라 상기 제1 내지 제3 히터의 세기를 조절하는 히터 조절부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 히터 조절부는, 상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극의 온도가 상기 기준 온도보다 낮으면, 상기 제1, 제2 또는 제3 히터의 세기를 강하게 조절하고, 상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극의 온도가 상기 기준 온도보다 높으면, 상기 제1, 제2 또는 제3 히터의 세기를 약하게 조절할 수 있다.
또한, 상기 하부 전극, 상기 하부 분리막, 상기 중앙 전극, 상기 상부 분리막 및 상기 상부 전극이 순서대로 적층된 적층체에 대류열을 인가하는 챔버를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 적층체를 가압하는 롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법은 중앙 전극 릴로부터 권출된 중앙 전극, 상부 전극 릴로부터 권출된 상부 전극 및 하부 전극 릴로부터 권출된 하부 전극에 복사열을 인가하는 단계; 상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극이 커팅되는 단계; 상기 중앙 전극의 양 면에 분리막이 적층되는 단계; 및 상기 분리막에 상기 상부 전극이 적층되는 단계를 포함한다.
또한, 상기 복사열을 인가하는 단계 이후에, 상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 각각의 온도를 측정하는 단계; 및 상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극의 온도가 미리 저장된 기준 온도보다 낮으면, 상기 제1, 제2 또는 제3 히터의 세기를 강하게 조절하고, 상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극의 온도가 상기 기준 온도보다 높으면, 상기 제1, 제2 또는 제3 히터의 세기를 약하게 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
전극과 분리막이 서로 적층되기 전에 미리 전극을 가열하여, 적층체의 두께가 두꺼워지더라도 전극과 분리막의 접착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 가접착이 빨리 수행되므로, 적층체가 이동하는 도중에 전극과 분리막이 정위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전극을 가열할 때 원적외선을 이용하여 복사열을 인가함으로써, 주변 설비들의 금속은 가열시키지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 제조 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 제조 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 제조 장치의 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 제조 방법의 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극(1111, 1121, 1131)과 분리막(1211, 1221)이 서로 적층되기 전에 미리 전극(1111, 1121, 1131)을 가열하여, 적층체(21)의 두께가 두꺼워지더라도 전극(1111, 1121, 1131)과 분리막(1211, 1221)의 접착력을 향상시킬 수 있다. 또한, 가접착이 빨리 수행되므로, 적층체(21)가 이동하는 도중에 전극(1111, 1121, 1131)과 분리막(1211, 1221)이 정위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 제조 방법은, 중앙 전극 릴(111)로부터 권출된 중앙 전극(1111), 상부 전극 릴(112)로부터 권출된 상부 전극(1121) 및 하부 전극 릴(113)로부터 권출된 하부 전극(1131)에 복사열을 인가하는 단계; 상기 중앙 전극(1111), 상기 상부 전극(1121) 및 상기 하부 전극(1131)이 커팅되는 단계; 상기 중앙 전극(1111)의 양 면에 분리막이 적층되는 단계; 및 상기 분리막에 상기 상부 전극(1121)이 적층되는 단계를 포함한다. 또한, 상기 복사열을 인가하는 단계 이후에, 상기 중앙 전극(1111), 상기 상부 전극(1121) 및 상기 하부 전극(1131) 각각의 온도를 측정하는 단계; 및 상기 중앙 전극(1111), 상기 상부 전극(1121) 또는 상기 하부 전극(1131)의 온도가 미리 저장된 기준 온도보다 낮으면, 상기 제1, 제2 또는 제3 히터(141, 142, 143)의 세기를 강하게 조절하고, 상기 중앙 전극(1111), 상기 상부 전극(1121) 또는 상기 하부 전극(1131)의 온도가 상기 기준 온도보다 높으면, 상기 제1, 제2 또는 제3 히터(141, 142, 143)의 세기를 약하게 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 1의 흐름도에 도시된 각 단계를 도 2 및 도 3을 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 제조 장치(1)의 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 셀 제조 장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 중중앙 전극(1111)이 권출되는 중앙 전극 릴(111); 권출된 상기 중앙 전극(1111)에 복사열을 인가하는 제1 히터(141); 상기 중앙 전극(1111)의 상면에 적층되는 상부 분리막(1211)이 권출되는 상부 분리막 릴(121); 상기 중앙 전극(1111)의 하면에 적층되는 하부 분리막(1221)이 권출되는 하부 분리막 릴(122); 상기 상부 분리막(1211)의 상면에 적층되는 상부 전극(1121)이 권출되는 상부 전극 릴(112); 및 권출된 상기 상부 전극(1121)에 복사열을 인가하는 제2 히터(142)를 포함한다. 또한, 상기 하부 분리막(1221)의 하면에 적층되는 하부 전극(1131)이 권출되는 하부 전극 릴(113); 및 권출된 상기 하부 전극(1131)을 가열하는 제3 히터(143)를 더 포함할 수 있다.
상기 기술한 바와 같이 단위 셀(2)은 풀셀과 바이셀이 있다. 상기 기술한 바와 같이, 만약, 단위 셀(2)이 바이셀이라면, 중앙 전극(1111)은 1개 등 홀수일 수 있고, 단위 셀(2)이 풀셀이라면, 중앙 전극(1111)은 2개 등 짝수일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 제조 장치(1)를 사용하면, 전극이 2개 또는 3개의 단위 셀(2)이 제조될 수도 있으나, 이에 제한되지 않고, 더욱 많은 전극과 분리막이 적층된 셀이 제조될 수도 있다.
중앙 전극 릴(111)은 중앙 전극(1111)이 권취된 릴이며, 중앙 전극(1111)이 상기 중앙 전극 릴(111)로부터 권출된다. 이러한 전극(1111, 1121, 1131)은 전극 집전체 상에 전극 활물질, 도전제 및 바인더의 슬러리를 도포한 다음에 이를 건조하고 프레싱하여 제조될 수 있다.
상부 분리막 릴(121) 및 하부 분리막 릴(122)은 분리막(1211, 1221)이 권취된 릴이다. 그리고, 상부 분리막 릴(121)로부터 권출된 상부 분리막(1211)은 중앙 전극(1111)의 상면에 적층되고, 하부 분리막 릴(122)로부터 권출된 하부 분리막(1221)은 중앙 전극(1111)의 하면에 적층된다. 일반적으로 분리막(1211, 1221)은 다공성 고분자 기재의 적어도 일면에 무기물 입자 및 고분자 바인더의 혼합물을 포함하는 슬러리가 코팅되어 다공성 코팅층이 형성됨으로써 제조된다. 다공성 고분자 기재로는 폴리올레핀계 고분자 등을 포함할 수 있다.
상부 전극 릴(112)은 상부 전극(1121)이 권취된 릴이며, 상부 전극(1121)이 상부 전극 릴(112)로부터 권출된다. 그리고, 하부 전극 릴(113)은 하부 전극(1131)이 권취된 릴이며, 하부 전극(1131)이 하부 전극 릴(113)로부터 권출된다. 단위 셀(2)이 풀셀이라면 상부 전극(1121)과 하부 전극(1131)은 서로 상이한 극성을 가진다. 그리고 단위 셀(2)이 바이셀이라면 상부 전극(1121)과 하부 전극(1131)은 서로 동일한 극성을 가지며, 중앙 전극(1111)과는 반대의 극성을 가진다. 만약 바이셀이 A형 바이셀이라면, 중앙 전극(1111)은 음극이나 상부 전극(1121) 및 하부 전극(1131)을 양극이고, 만약 바이셀이 C형 바이셀이라면, 중앙 전극(1111)은 양극이나 상부 전극(1121) 및 하부 전극(1131)은 음극이다.
상부 전극(1121)은 상기 상부 분리막(1211)의 상면에 적층되고, 하부 전극(1131)은 상기 하부 분리막(1221)의 하면에 적층된다. 그럼으로써, 하부 전극(1131), 하부 분리막(1221), 중앙 전극(1111), 상부 분리막(1211) 및 상부 전극(1121)이 순서대로 적층된 적층체(21)가 형성된다.
히터(14)는 전극(1111, 1121, 1131)에 복사열을 인가하며, 중앙 전극(1111)에 복사열을 인가하는 제1 히터(141), 상부 전극(1121)에 복사열을 인가하는 제2 히터(142) 및 하부 전극(1131)에 복사열을 인가하는 제3 히터(143)를 포함한다. 복사는 대류 또는 전도와 달리, 공기나 금속 등의 매질을 통해 열이 전달되는 것이 아니라, 전자기파를 통해 직접 전달된다. 그리고 복사열이란 특정 물체로부터 전자기파의 형태로 방출된 에너지가 다른 물체로 전달되어 흡수될 때 전환되는 열을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 제3 히터(141, 142, 143)는, 히팅 코일을 포함할 수 있다.
한편, 복사열을 전달하는 전자기파 중에서, 적외선은 열 효과만이 발휘되므로, 적외선을 이용한 복사열의 전달 효율이 우수할 수 있다. 적외선은 파장에 따라 근적외선(대략 700 nm ~ 1200 nm), 중적외선(대략 1200 nm ~ 2500 nm) 및 원적외선(대략 2500 ~ 8000 nm)으로 분류된다.
원적외선은 유리, 고분자 물질 등에 대하여 흡수율이 우수하다. 원적외선이 유리, 고분자 물질 등의 표면에 도달하면, 분자들의 극성에 의하여 공명, 공진 현상을 일으켜, 물질 내부의 열 에너지를 강하게 증폭시킨다. 따라서, 원적외선이 전극(1111, 1121, 1131)에 인가되면, 전극 활물질의 온도가 상승하여, 복사열이 충분히 인가될 수 있다. 반면에, 원적외선은 금속에 대하여 흡수율이 저조하다. 원적외선은 금속에 영향을 크게 끼치지 않아, 금속에는 장시간 원적외선을 조사하더라도 온도가 거의 상승하지 않는다. 따라서, 금속으로 제조된 주변 설비들에는 복사열이 인가되지 않을 수 있다.
이에, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 내지 제3 히터(141, 142, 143)는 원적외선 램프(FIR Lamp)를 포함할 수 있다. 그럼으로써, 전극(1111, 1121, 1131)만을 가열시키고 주변 설비들의 금속은 가열시키지 않아, 설비의 오작동 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극(1111, 1121, 1131)과 분리막(1211, 1221)이 서로 적층되기 전에 미리 전극(1111, 1121, 1131)에 복사열을 인가하여 가열한다(S101). 즉, 제1 히터(141)는 중앙 전극(1111)에, 제2 히터(142)는 상부 전극(1121)에, 제3 히터(143)는 하부 전극(1131)에 복사열을 인가한다. 그럼으로써, 적층체(21)의 두께가 두꺼워지더라도 전극(1111, 1121, 1131)과 분리막(1211, 1221)의 접착력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 셀 제조 장치(1)는, 상기 하부 전극(1131), 상기 하부 분리막(1221), 상기 중앙 전극(1111), 상기 상부 분리막(1211) 및 상기 상부 전극(1121)이 순서대로 적층된 적층체(21)에 대류열을 인가하는 챔버(15) 및 상기 적층체(21)를 가압하는 롤러(16)를 더 포함할 수 있다.
챔버(15)는 내부 공간을 가열하여 공기의 온도를 증가시킨다. 따라서, 상기 형성된 적층체(21)가 챔버(15)에 투입되면, 내부 공간의 뜨거워진 공기가 적층체(21)에 대류열을 인가한다. 대류열이란 복사열과 달리, 공기 또는 물 등의 유체 형태의 매질의 대류 운동을 통해, 특정 물체로부터 다른 물체로 전달되는 열을 의미한다. 챔버(15)에 투입된 적층체(21)는 상기 대류열을 인가받아 가접착 상태가 되고, 롤러(16)가 챔버(15)를 통과한 적층체(21)를 가압함으로써, 도 2에 도시된 바와 같이 단위 셀(2)이 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 히터(14)가 전극(1111, 1121, 1131)에 미리 복사열을 인가하여 전극(1111, 1121, 1131)을 가열하므로, 적층체(21)의 가접착이 빨리 수행되어 적층체(21)가 이동하는 도중에 전극(1111, 1121, 1131)과 분리막(1211, 1221)이 정위치를 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않고 상기 챔버(15)와 롤러(16) 대신에 라미네이터(미도시)가 포함될 수 있다. 라미네이터는 상부 라미네이터와 하부 라미네이터로 형성되어, 각각 상기 적층체(21)의 상면 및 하면에 열 및 압력을 함께 인가하여 라미네이팅을 수행할 수 있다. 그리고 이러한 라미네이팅을 통해, 적층체(21)의 전극(1111, 1121, 1131)과 분리막(1211, 1221)들이 서로 접착할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 제조 장치(1)의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 셀 제조 장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 중앙 전극(1111)의 온도를 측정하는 제1 온도 센서(171); 상기 상부 전극(1121)의 온도를 측정하는 제2 온도 센서(172); 상기 하부 전극(1131)의 온도를 측정하는 제3 온도 센서(173); 기준 온도가 미리 저장된 저장부(19); 및 상기 제1 내지 제3 히터(141, 142, 143)를 제어하는 제어부(18)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 이들 구성요소들은 버스(미도시)를 통해 상호간에 연결되어 통신할 수 있다. 제어부(18)에 포함된 모든 구성요소들은 적어도 하나의 인터페이스 또는 어댑터를 통해 버스에 접속되거나, 직접 버스에 연결될 수 있다. 또한, 버스는 상기 기술한 구성요소 외에 다른 서브 시스템들과 연결될 수도 있다. 버스는 메모리 버스, 메모리 컨트롤러, 주변 버스(Peripheral Bus), 로컬 버스를 포함한다.
온도 센서(17)는 복사열이 인가된 전극(1111, 1121, 1131)의 온도를 측정하며, 제1 온도 센서(171)는 중앙 전극(1111), 제2 온도 센서(172)는 상부 전극(1121), 제3 온도 센서(173)는 하부 전극(1131)의 온도를 각각 측정한다(S102). 온도 센서(17)에는 접촉식과 비접촉식이 있다. 접촉식은 센서를 대상 물체에 직접 접촉시켜서 열평형 상태가 되었을 때의 센서의 온도를 측정하는 방식이고, 비접촉식은 대상 물체로부터 방출되는 열복사의 강도를 측정함으로써 온도를 측정하는 방식이다. 전극(1111, 1121, 1131)은 전극 릴(111, 112, 113)로부터 권출되어 일측으로 이동하므로, 전극(1111, 1121, 1131)과 온도 센서(17)의 마찰 발생을 방지하기 위해, 비접촉식으로 전극(1111, 1121, 1131)의 온도를 감지하는 것이 바람직하다. 이러한 비접촉식 센서로는 방사식, 광식, 적외선식 등이 있다.
저장부(19)는 전극 온도의 적절 여부를 판단하는 기준이 되는 기준 온도를 미리 저장한다. 기준 온도란 전극(1111, 1121, 1131)이 적층체(21)로 적층되기 전에, 전극(1111, 1121, 1131)이 가질 수 있는 가장 최적의 온도를 지칭한다. 이러한 기준 온도는 전극(1111, 1121, 1131)의 사이즈, 전극 활물질의 조성, 적층되는 전극(1111, 1121, 1131)의 개수 등에 따라 실험적으로 설정될 수 있다. 저장부(19)는 전원이 공급되지 않더라도 저장된 정보들이 휘발되지 않고 유지되는 비휘발성 메모리 장치인 것이 바람직하다. 이러한 비휘발성 메모리에는 대표적으로 PROM, EPROM, EEPROM 등을 포함하는 롬(ROM), 하드디스크(HDD), 광학디스크(ODD), SSD(Solid State Drive), 플래시 메모리 등이 있다.
제어부(18)는 온도 센서(17)가 획득한 전극(1111, 1121, 1131)의 온도 정보를 수신하고, 상기 정보에 따라 제1 내지 제3 히터(141, 142, 143)의 세기를 조절한다. 제어부(18)는 비교부(181) 및 히터 조절부(182)를 포함한다. 이러한 제어부(18)로는 CPU(Central Processing Unit), MCU(Micro Controller Unit) 또는 DSP(Digital Signal Processor) 등을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않고 다양한 논리 연산 프로세서가 사용될 수 있다.
비교부(181)는 측정된 상기 전극(1111, 1121, 1131) 온도를 각각 기준 온도와 비교한다. 즉, 제1 온도 센서(171)로부터 측정된 중앙 전극(1111)의 온도, 제2 온도 센서(172)로부터 측정된 상부 전극(1121) 및 제3 온도 센서(173)로부터 측정된 하부 전극(1131)의 온도를 각각 기준 온도와 비교한다.
히터 조절부(182)는 상기 비교부(181)의 결과에 따라 히터(14)의 세기를 조절한다. 구체적으로, 전극(1111, 1121, 1131)의 온도가 기준 온도보다 낮다면(S103), 히터(14)의 세기를 강하게 조절하여 복사열을 증가시키고(S104), 전극(1111, 1121, 1131)의 온도가 기준 온도보다 높다면(S105), 히터(14)의 세기를 약하게 조절하여 복사열을 감소시킨다(S106).
히터 조절부(182)는 제1 내지 제3 히터(141, 142, 143)를 각각 별도로 조절할 수 있다. 예를 들어, 중앙 전극(1111)의 온도가 기준 온도보다 낮고, 상부 전극(1121)의 온도가 기준 온도보다 높다면, 제1 히터(141)의 세기는 강하게 조절하고, 제2 히터(142)의 세기는 약하게 조절할 수 있다.
전극(1111, 1121, 1131)에 복사열이 인가된 후, 전극(1111, 1121, 1131)을 커팅한다(S107). 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 커터(131)가 중앙 전극(1111)을 커팅하고, 제2 커터(132)가 상부 전극(1121)을 커팅하며, 제3 커터(133)가 하부 전극(1131)을 커팅한다. 그리고, 상부 분리막 릴(121)로부터 상부 분리막(1211)이 권출되어, 커팅된 중앙 전극(1111)의 상면에 적층되고, 하부 분리막 릴(122)로부터 하부 분리막(1221)이 권출되어, 커팅된 중앙 전극(1111)의 하면에 적층된다(S108). 그리고, 커팅된 상부 전극(1121)이 상부 분리막(1211)의 상면에 적층되고, 커팅된 하부 전극(1131)이 하부 분리막(1221)의 하면에 적층되어 적층체(21)가 형성된다(S109). 이러한 적층체(21)가 챔버(15)를 통과하면 적층체(21)는 열을 인가받아 가접착 상태가 되고, 그 이후에 롤러(16)가 적층체(21)를 가압하고 제4 커터(134)가 커팅함으로써, 단위 셀(2)이 제조될 수 있다.
지금까지 기술한 셀 제조 장치(1)의 각 구성요소들은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소들은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능하다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 중앙 전극이 권출되는 중앙 전극 릴;
    권출된 상기 중앙 전극에 복사열을 인가하는 제1 히터;
    상기 중앙 전극의 상면에 적층되는 상부 분리막이 권출되는 상부 분리막 릴;
    상기 중앙 전극의 하면에 적층되는 하부 분리막이 권출되는 하부 분리막 릴;
    상기 상부 분리막의 상면에 적층되는 상부 전극이 권출되는 상부 전극 릴; 및
    권출된 상기 상부 전극에 복사열을 인가하는 제2 히터를 포함하는 셀 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하부 분리막의 하면에 적층되는 하부 전극이 권출되는 하부 전극 릴; 및
    권출된 상기 하부 전극에 복사열을 인가하는 제3 히터를 더 포함하는 셀 제조 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 히터는,
    히팅 코일을 포함하는, 셀 제조 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 히터는,
    원적외선 램프(FIR Lamp)를 포함하는, 셀 제조 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 중앙 전극의 온도를 측정하는 제1 온도 센서;
    상기 상부 전극의 온도를 측정하는 제2 온도 센서;
    상기 하부 전극의 온도를 측정하는 제3 온도 센서;
    기준 온도가 미리 저장된 저장부; 및
    상기 제1 내지 제3 히터를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 셀 제조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    측정된 상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극의 온도를, 각각 상기 기준 온도와 비교하는 비교부; 및
    상기 비교부의 결과에 따라 상기 제1 내지 제3 히터의 세기를 조절하는 히터 조절부를 포함하는, 셀 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 히터 조절부는,
    상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극의 온도가 상기 기준 온도보다 낮으면, 상기 제1, 제2 또는 제3 히터의 세기를 강하게 조절하고, 상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극의 온도가 상기 기준 온도보다 높으면, 상기 제1, 제2 또는 제3 히터의 세기를 약하게 조절하는, 셀 제조 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 하부 전극, 상기 하부 분리막, 상기 중앙 전극, 상기 상부 분리막 및 상기 상부 전극이 순서대로 적층된 적층체에 대류열을 인가하는 챔버를 더 포함하는 셀 제조 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적층체를 가압하는 롤러를 더 포함하는 셀 제조 장치.
  10. 중앙 전극 릴로부터 권출된 중앙 전극, 상부 전극 릴로부터 권출된 상부 전극 및 하부 전극 릴로부터 권출된 하부 전극에 복사열을 인가하는 단계;
    상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극이 커팅되는 단계;
    상기 중앙 전극의 양 면에 분리막이 적층되는 단계; 및
    상기 분리막에 상기 상부 전극이 적층되는 단계를 포함하는 단위 셀 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복사열을 인가하는 단계 이후에,
    상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 및 상기 하부 전극 각각의 온도를 측정하는 단계; 및
    상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극의 온도가 미리 저장된 기준 온도보다 낮으면, 상기 제1, 제2 또는 제3 히터의 세기를 강하게 조절하고, 상기 중앙 전극, 상기 상부 전극 또는 상기 하부 전극의 온도가 상기 기준 온도보다 높으면, 상기 제1, 제2 또는 제3 히터의 세기를 약하게 조절하는 단계를 더 포함하는 단위 셀 제조 방법.
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