WO2021194284A1 - 단위 셀 제조 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2021194284A1
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electrode
separator sheet
upper separator
adhesive
unit cell
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정태진
정수택
권순관
배상호
최성원
이용준
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a unit cell, and more particularly, to an apparatus and method for manufacturing a unit cell capable of preventing the electrode from being deviated from a fixed position when manufacturing a unit cell by laminating an electrode and a separator sheet. it's about
  • types of secondary batteries include a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a lithium ion battery, and a lithium ion polymer battery.
  • 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 products requiring high output such as electric and hybrid vehicles and surplus power generation. It is also applied and used in power storage devices that store 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 positive electrode and a negative electrode, and an electrode assembly having a predetermined shape is formed by laminating them on both sides of a separator. Then, the electrode assembly is accommodated in the battery case, and the electrolyte is injected and then sealed.
  • Electrode assemblies are classified into various types. For example, a simple stack type in which anodes, separators, and cathodes are continuously stacked by crossing each other without manufacturing a unit cell, a unit cell is first manufactured using anodes, separators, and cathodes, and then these unit cells are Lamination & Stack Type (L&S, Lamination & Stack Type), a stack in which a plurality of electrodes or unit cells are spaced apart and attached to one side of a long separator sheet on one side, and the separator sheet is repeatedly folded in the same direction from one end S&F (Stack & Folding Type), a plurality of electrodes or unit cells are alternately attached to one side and the other side of a long separator sheet on one side, and the separator sheet is folded in a specific direction from one end and then turned in the opposite direction There is a Z-folding type that alternately repeats the folding method.
  • L&S Lamination & Stack Type
  • a unit cell in order to manufacture a lamination-and-stack type, stack-and-fold type, or Z-fold type electrode assembly, a unit cell may be manufactured first.
  • separators are respectively stacked on upper and lower surfaces of the central electrode, and then the upper electrode is further stacked on the uppermost part.
  • a lower electrode may be further stacked at the bottom. Then, a laminating process of applying heat and pressure to the laminate in which the electrode and the separator are laminated is performed. By performing such a laminating process, a unit cell may be firmly formed by adhesion between the electrode and the separator.
  • the electrode and the separator were not adhered to each other, only in contact, until the laminating process was performed on the laminate in which the electrode and the separator were laminated. Therefore, in order to perform the laminating process, there is a problem that the electrode is separated from the position in the process of transporting the laminate. In addition, since the laminating process applies high heat and pressure to the laminate, a problem in which the electrode is damaged may occur. Furthermore, recently, a separator capable of adhering to an electrode even with small heat and pressure has been developed, but such a separator consumes an excessively high manufacturing cost, which is not economical and also has a problem of lowering process efficiency.
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and method for manufacturing a unit cell capable of preventing the electrode from being deviated from a fixed position when manufacturing a unit cell by laminating an electrode and a separator sheet.
  • a unit cell manufacturing apparatus for solving the above problems includes a lower separator reel from which a lower separator sheet is unwound; a first nozzle for applying an adhesive to at least a portion of one surface facing upward in the unwound lower separator sheet; an upper separator reel on which the upper separator sheet is unwound; a second nozzle for applying an adhesive to at least a portion of one surface facing upward in the unwound upper separator sheet; A first nip roll for vertically inverting both surfaces of the upper separator sheet so that one surface of the upper separator sheet to which the adhesive is applied is directed downward and adheres to the upper surface of the first electrode seated on one surface of the lower separator sheet.
  • it may further include a first header for seating the first electrode on one surface of the lower separator sheet to which the adhesive is applied.
  • a first electrode reel on which the first electrode sheet on which the first electrode is formed is unwound may be further included.
  • a first vision sensor disposed above the first electrode to photograph the first electrode may be further included.
  • the first nip roll is disposed on both sides of the first laminate formed by sequentially stacking the lower separator sheet, the first electrode, and the upper separator sheet, and rotates and presses the pressure on the first laminate can be authorized.
  • a third nozzle for applying an adhesive to at least a portion of the other surface facing upward in the upper separator sheet, both surfaces of which are vertically inverted, may be further included.
  • the lower separator sheet, the first electrode, the upper separator sheet and the second electrode are sequentially stacked to form a second laminate. It may further include a second nip roll that is disposed on both sides, and applies pressure to the second laminate while rotating.
  • it may further include a second header for seating the second electrode on the other surface of the upper separator sheet to which the adhesive is applied.
  • a second electrode reel on which the second electrode sheet on which the second electrode is formed is unwound may be further included.
  • a second vision sensor disposed above the second electrode to photograph the second electrode may be further included.
  • a cutter for cutting the second laminate at regular intervals may be further included.
  • a third vision sensor disposed on a side of the first electrode to photograph the first electrode may be further included.
  • a light source disposed above the upper separator sheet and irradiating light toward the upper separator sheet may be further included.
  • the method for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes the steps of unwinding a lower separator sheet from a lower separator reel; applying an adhesive by a first nozzle to at least a portion of one surface facing upward in the unwound lower separator sheet; seating the first electrode on one surface of the lower separator sheet to which the adhesive is applied; The step of unwinding the upper separator sheet from the upper separator reel; applying, by a second nozzle, an adhesive to at least a portion of one surface facing upward in the unwound upper separator sheet; and inverting both surfaces of the upper separator sheet by the first nip roll so that one side of the upper separator sheet to which the adhesive is applied faces downward and adheres to the upper surface of the first electrode seated on one surface of the lower separator sheet.
  • the first nip roll is formed by sequentially stacking the lower separator sheet, the first electrode, and the upper separator sheet on both sides of the first laminate. may be respectively disposed on, to apply pressure to the first laminate while rotating.
  • the third nozzle may further include applying an adhesive to at least a portion of the other surface of the upper separator sheet facing upward.
  • the method may further include a step of seating the second electrode on the other surface of the upper separator sheet to which the adhesive is applied.
  • a second nip roll on both sides of a second laminate formed by sequentially stacking the lower separator sheet, the first electrode, the upper separator sheet, and the second electrode may further include the step of applying pressure to the second laminate while rotating.
  • the method may further include a cutter cutting the second laminate at regular intervals.
  • the laminator since there is no need to perform the laminating process, the laminator can be removed, the volume of the unit cell manufacturing apparatus can be reduced and the manufacturing process can be simplified.
  • the effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a schematic side view showing in detail an apparatus for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing a unit cell manufacturing apparatus in detail according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a unit cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a side schematic view showing in detail an apparatus for manufacturing a unit cell according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention.
  • the electrode 11 when the unit cell 2 is manufactured by stacking the electrode 11 and the separator sheets 1211 and 1221 , the electrode 11 may be seated on the separator sheets 1211 and 1221 .
  • the adhesive in advance each time, it is possible to prevent the electrode 11 from being displaced even if an expensive separator is not used.
  • the laminator since there is no need to perform the laminating process, the laminator can be removed, the volume of the unit cell manufacturing apparatus 1 can be reduced and the manufacturing process can be simplified.
  • a method for manufacturing a unit cell includes the steps of unwinding a lower separator sheet 1211 from a lower separator reel 121; applying an adhesive by a first nozzle 131 to at least a portion of one surface 1212 facing upward in the unwound lower separator sheet 1211; The first electrode 1112 is seated on one surface 1212 of the lower separator sheet 1211 to which the adhesive is applied; The step of unwinding the upper separator sheet 1221 from the upper separator reel 122; applying an adhesive by a second nozzle 132 to at least a portion of one surface 1222 facing upward in the unwound upper separator sheet 1221; And one surface 1222 of the upper separator sheet 1221 to which the adhesive is applied is downwardly facing the upper surface of the first electrode 1112 seated on the one surface 1212 of the lower separator sheet 1211 so that it adheres to the first
  • the nip roll 161 includes the step of vertically inverting both surfaces of the upper separator sheet 1221 .
  • the third nozzle 133 applies an adhesive to at least a portion of the other surface 1223 facing upward in the upper separator sheet 1221. step; and seating the second electrode 1122 on the other surface 1223 of the upper separator sheet 1221 to which the adhesive is applied.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a unit cell manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the unit cell manufacturing apparatus 1 includes a lower separator reel 121 from which a lower separator sheet 1211 is unwound; a first nozzle 131 for applying an adhesive to at least a portion of one surface 1212 facing upward in the unwound lower separator sheet 1211; an upper separator reel 122 from which the upper separator sheet 1221 is unwound; a second nozzle 132 for applying an adhesive to at least a portion of one surface 1222 facing upward in the unwound upper separator sheet 1221;
  • One surface 1222 of the upper separator sheet 1221 to which the adhesive is applied is downwardly facing the upper surface of the first electrode 1112 seated on the one surface 1212 of the lower separator sheet 1211, the upper separator It includes a first nip roll 161 for inverting both surfaces of the sheet 1221 up and down.
  • the lower separator reel 121 is a reel on which the lower separator sheet 1211 is wound, and the lower separator sheet 1211 is unwound from the lower separator reel 121 .
  • the upper separator reel 122 is a reel on which the upper separator sheet 1221 is wound, and the upper separator sheet 1221 is unwound from the upper separator reel 122 .
  • the first electrode 1112 is seated on one surface 1212 facing upward of the lower separator sheet 1211 unwound from the lower separator reel 121, and the upper separator sheet 1221 unwound from the upper separator reel 122 is It is laminated on the upper surface of the first electrode 1112 .
  • the first laminate 21 in which the lower separator sheet 1211 , the first electrode 1112 , and the upper separator sheet 1221 are sequentially stacked is formed.
  • the first stacked body 21 may be formed by stacking a plurality of first electrodes 1112 on the separator sheets 1211 and 1221 in a line spaced apart from each other in the longitudinal direction of the separator sheets 1211 and 1221 .
  • the transport direction of the lower separator sheet 1211 and the upper separator sheet 1221 may be different from each other.
  • the lower separator sheet 1211 may be unwound from one side to the other side of the unit cell manufacturing apparatus 1 and transported, and the upper separator sheet 1221 may be unwound from the upper side to the lower side. can be transported And later, when an adhesive is applied to one surface 1222 of the upper separator sheet 1221, both surfaces of the upper separator sheet 1221 are vertically inverted, and the transport direction of the upper separator sheet 1221 is the lower separator sheet 1211.
  • the present invention is not limited thereto, and the transport direction of the lower separator sheet 1211 and the upper separator sheet 1221 may be the same from the beginning. In this case, even if both surfaces of the upper separator sheet 1221 are upside down later, the transport direction of the upper separator sheet 1221 may not be changed.
  • the nozzle 13 applies an adhesive to the separator sheets 1211 and 1221 .
  • the adhesive is preferably uniformly applied to the upwardly facing surfaces 1212 , 1222 , 1223 of the separator sheets 1211 and 1221 .
  • the viscosity of the adhesive is relatively high, the adhesive may be applied to all surfaces of the surfaces 1212 , 1222 , and 1223 of the separator sheets 1211 and 1221 .
  • the viscosity of the adhesive is relatively low, when the adhesive is applied to all of the surfaces 1212 , 1222 , 1223 of the separator sheets 1211 and 1221 , the amount of the adhesive may be excessively large.
  • the adhesive may flow to the outside of the separator sheets 1211 and 1221 to contaminate other parts, and the function of generating power may not be smooth when the secondary battery is manufactured. Therefore, in this case, the adhesive may be applied by a spot application method in which the upper surface of the separator sheets 1211 and 1221 is applied in a dot form or a line application method in which a line form is applied.
  • the electrode 11 is still not fixed to the separator sheets 1211 and 1221 while the cell moves, and may deviate from the original position. Therefore, it is preferable that the interval of the area to which the adhesive is applied is not excessively wide.
  • an adhesive is a hot melt adhesive, and preferably includes a modified olefin-based thermoplastic resin.
  • the nozzle 13 may include: a first nozzle 131 for applying an adhesive to at least a portion of one surface 1212 facing upward in the unwound lower separator sheet 1211; and a second nozzle 132 for applying an adhesive to at least a portion of one surface 1222 facing upward from the unwound upper separator sheet 1221 ; and a third nozzle 133 for applying an adhesive to at least a portion of the other surface 1223 facing upward in the upper separator sheet 1221 whose both surfaces are vertically inverted.
  • the first nozzle 131 is disposed above the lower separator sheet 1211 to apply an adhesive to at least a portion of the one surface 1212 facing upward.
  • the second nozzle 132 is disposed above the upper separator sheet 1221 to apply an adhesive to at least a portion of the one surface 1222 facing upward.
  • the third nozzle 133 is later arranged above the upper separator sheet 1221 when both surfaces of the upper separator sheet 1221 are inverted so that the other surface 1223 of the upper separator sheet 1221 faces upward. , the adhesive is applied to at least a portion of the other surface 1223 facing upward.
  • the first electrode 1112 and the second electrode 1122 may be manufactured by coating a slurry of an electrode active material, a conductive material, and a binder on an electrode current collector, then drying and pressing the slurry. According to an embodiment of the present invention, the first electrode 1112 and the second electrode 1122 may be manufactured in a separate electrode 11 manufacturing process. And the first electrode 1112 is supplied to the first electrode table 31 or the first electrode magazine (not shown) provided on one side of the unit cell manufacturing apparatus 1, the second electrode 1122 is also a unit cell manufacturing apparatus It may be supplied to the second electrode table 32 or the second electrode magazine (not shown) provided on one side of (1).
  • the first header 141 adsorbs the first electrode 1112 and then transports it to the lower separator to which the adhesive is applied.
  • the first electrode 1112 may be seated on one surface 1212 of the sheet 1211 .
  • the second header 142 is the second electrode ( The second electrode 1122 may be seated on the other surface 1223 of the upper separator sheet 1221 to which the adhesive is applied by adsorbing and transporting the 1122 .
  • first electrode 1112 and the second electrode 1122 may be electrodes 11 having different polarities. That is, if the first electrode 1112 is an anode, the second electrode 1122 may be a cathode, and if the first electrode 1112 is a cathode, the second electrode 1122 may be an anode.
  • the guide roll 15 guides one surface 1222 of the upper separator sheet 1221 to face upward.
  • the transfer direction of the upper separator sheet 1221 and the lower separator sheet 1211 may be different from each other, and in particular, the upper separator sheet 1221 may be unwound and transferred from the upper side to the lower side. Then, one surface 1222 of the upper separator sheet 1221 may not face upward, or may be inclined with an inclination even if it faces upward. Therefore, in order for the second nozzle 132 to easily apply the adhesive to the one surface 1222 of the upper separator sheet 1221, the guide roll 15 has one surface 1222 of the upper separator sheet 1221 horizontal. The conveying direction can be changed to face upward.
  • the first nip roll 161 is a first electrode 1112 seated on one surface 1212 of the lower separator sheet 1211 with one surface 1222 of the upper separator sheet 1221 coated with an adhesive facing downward. Both surfaces of the upper separator sheet 1221 are vertically inverted to adhere to the upper surface.
  • the second nozzle 132 applies an adhesive to one surface 1222 of the upper separator sheet 1221. Then, one surface 1222 of the upper separator sheet 1221 should be adhered to the upper surface of the first electrode 1112 located below. To this end, one surface 1222 of the upper separator sheet 1221, which was facing upward, should be vertically inverted to face downward.
  • the first nip roll 161 rotates in contact with the other surface 1223 of the upper separation membrane sheet 1221, and guides the other surface 1223 of the upper separation membrane sheet 1221 to face upward.
  • both surfaces of the upper separator sheet 1221 may be vertically inverted, and one surface 1222 of the upper separator sheet 1221 may be adhered to the upper surface of the first electrode 1112 .
  • the transport direction of the upper separator sheet 1221 is the lower separator sheet 1211 and It can be the opposite.
  • the first nip roll 161 may reverse the transfer direction of the upper separator sheet 1221 again while inverting both surfaces of the upper separator sheet 1221 up and down. Accordingly, the transfer direction of the upper separator sheet 1221 may be the same as that of the lower separator sheet 1211 .
  • the present invention is not limited thereto, and if the transport direction of the lower separator sheet 1211 and the upper separator sheet 1221 is the same from the beginning, the first nip roll 161 changes the transport direction of the upper separator sheet 1221 . Without doing this, only both sides of the upper separator sheet 1221 can be vertically inverted.
  • the first nip rolls 161 are formed in plurality, respectively, on both sides of the first laminate 21 in which the lower separator sheet 1211, the first electrode 1112, and the upper separator sheet 1221 are sequentially stacked. can be placed. In addition, pressure may be applied to the first laminate 21 while rotating. Thereby, the inside of the first laminate 21 can be more strongly adhered.
  • the second header 142 adsorbs the second electrode 1122 and then transports it to seat the second electrode 1122 on the other surface 1223 of the upper separator sheet 1221 to which the adhesive is applied. Accordingly, the second laminate 22 in which the lower separator sheet 1211 , the first electrode 1112 , the upper separator sheet 1221 , and the second electrode 1122 are sequentially stacked may be formed. .
  • the second laminate 22 may be formed by stacking a plurality of second electrodes 1122 on the separator sheets 1211 and 1221 while being spaced apart from each other in a line in the longitudinal direction of the separator sheets 1211 and 1221 . Since the first electrode 1112 and the second electrode 1122 have different sizes, the spacing may be different from each other. However, it is preferable that the first electrode 1112 and the second electrode 1122 are arranged and arranged so that their centers coincide with each other.
  • the second nip roll 162 may be formed in plurality, and may be respectively disposed on both surfaces of the second laminate 22 .
  • pressure may be applied to the second laminate 22 while rotating. Thereby, the inside of the second laminate 22 can be more strongly adhered.
  • the unit cell manufacturing method according to an embodiment of the present invention may be performed as follows.
  • the lower separator sheet 1211 is unwound from the lower separator reel 121 , and is transferred from one side to the other side of the unit cell manufacturing apparatus 1 .
  • the first nozzle 131 is disposed above the lower separator sheet 1211 , and an adhesive is applied to at least a portion of the upper surface 1212 of the lower separator sheet 1211 ( S101 ).
  • the first electrode 1112 manufactured in the separate electrode 11 manufacturing process is supplied to the first electrode table 31 or the first electrode magazine (not shown) provided on one side of the unit cell manufacturing apparatus 1 .
  • the first header 141 adsorbs the first electrode 1112 and then transports it to seat the first electrode 1112 on one surface 1212 of the lower separator sheet 1211 to which the adhesive is applied ( S102).
  • the upper separator sheet 1221 may be unwound from the upper separator reel 122 and transferred from the upper side to the lower side. Then, the guide roll 15 guides one surface 1222 of the upper separator sheet 1221 to face upward. In particular, the transport direction of the upper separator sheet 1221 may be changed to be opposite to that of the lower separator sheet 1211 . Then, the second nozzle 132 is disposed above the upper separator sheet 1221 , and an adhesive is applied to at least a portion of the upper surface 1222 of the upper separator sheet 1221 ( S103 ).
  • the first nip roll 161 inverts both surfaces of the upper separator sheet 1221 so that one surface 1222 of the upper separator sheet 1221 to which the adhesive is applied faces downward (S104). Thereby, it adheres to the upper surface of the first electrode 1112 seated under the upper separator sheet 1221 . At this time, the first nip roll 161 may reverse the transfer direction of the upper separator sheet 1221 again, so that the transfer direction of the upper separator sheet 1221 may be the same as that of the lower separator sheet 1211 . At the same time, the first nip roll 161 is disposed on both sides of the first laminate 21 in which the lower separator sheet 1211, the first electrode 1112, and the upper separator sheet 1221 are sequentially stacked. , while rotating, a pressure may be applied to the first laminate 21 .
  • the third nozzle 133 is disposed above the upper separator sheet 1221 whose both sides are vertically inverted, and the adhesive is applied to at least a portion of the other surface 1223 facing upward of the upper separator sheet 1221 (S105). ).
  • the second electrode 1122 manufactured in the separate electrode 11 manufacturing process is supplied to the second electrode table 32 or the second electrode magazine (not shown) provided on one side of the unit cell manufacturing apparatus 1 .
  • the second header 142 adsorbs the second electrode 1122 and then transports it to seat the second electrode 1122 on the other surface 1223 of the upper separator sheet 1221 to which the adhesive is applied ( S106).
  • the second nip roll 162 is the amount of the second laminate 22 in which the lower separator sheet 1211, the first electrode 1112, the upper separator sheet 1221, and the second electrode 1122 are sequentially stacked. They are respectively disposed on the surface, and pressure may be applied to the second laminate 22 while rotating. Then, the cutter 17 cuts the second stacked body 22 at regular intervals, so that the unit cell 2 may be manufactured.
  • FIG. 3 is a schematic side view showing the unit cell manufacturing apparatus 1 in detail according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a plan schematic view showing the unit cell manufacturing apparatus 1 in detail according to an embodiment of the present invention.
  • the first before the first electrode 1112 is adhered to the upper separator sheet 1221 , the first a first vision sensor 181 disposed above the electrode 1112 to photograph the first electrode 1112; Before the second electrode 1122 is seated on the other surface 1223 of the upper separator sheet 1221 , the second vision is disposed above the second electrode 1122 to photograph the second electrode 1122 . sensor 182; and a third vision sensor 183 disposed on the side of the first electrode 1112 and photographing the first electrode 1112 when the first electrode 1112 is adhered to the upper separator sheet 1221.
  • the first before the first electrode 1112 is adhered to the upper separator sheet 1221 , the first a first vision sensor 181 disposed above the electrode 1112 to photograph the first electrode 1112; Before the second electrode 1122 is seated on the other surface 1223 of the upper separator sheet 1221 , the second vision is disposed above the second electrode 1122 to photograph the second electrode 1122 . sensor 182; and a third vision sensor 183 disposed on the side of the first electrode
  • the first, second, and third vision sensors 181 , 182 , and 183 acquire an image by photographing a specific area and receiving an image signal for the specific area.
  • a vision sensor includes an imaging device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS).
  • CCD charge coupled device
  • CMOS complementary metal-oxide semiconductor
  • the first, second, and third vision sensors 181 , 182 , and 183 each have a first electrode 1112 and a second electrode ( 1122) and the upper separator sheet 1221 and the first electrode 1112 after adhesion, an image may be obtained.
  • the unit cell manufacturing apparatus 1 is the first electrode 1112 and the second electrode 1122 through the image of the first electrode 1112 and the second electrode 1122, It may further include a control unit (not shown) capable of determining whether there is a defect.
  • the control unit compares the acquired image with the images of the first and second electrodes 1112 and 1122 of good quality stored in advance, and determines the size, shape, and position of the first electrode 1112 and the second electrode 1122. Whether it is defective or damaged can be identified.
  • the first vision sensor 181 is disposed above the first electrode 1112 before the first electrode 1112 is adhered to the upper separator sheet 1221 to photograph the first electrode 1112 .
  • the first vision sensor 181 is disposed above the first electrode table 31 , and before the first electrode 1112 is adsorbed to the first header 141 , it waits on the first electrode table 31 .
  • the first electrode 1112 may be photographed. As a result, it is possible to easily determine whether the first electrode 1112 is defective or the like, and if it is defective, it can be removed before being seated on the lower separator sheet 1211 .
  • the present invention is not limited thereto, and the first electrode 1112 disposed above the lower separator sheet 1211 and seated on the lower separator sheet 1211 may be photographed.
  • the second vision sensor 182 is disposed above the second electrode 1122 before the second electrode 1122 is seated on the other surface 1223 of the upper separator sheet 1221 to photograph the second electrode 1122 . do.
  • the second vision sensor 182 is disposed above the second electrode table 32 , and before the second electrode 1122 is adsorbed to the second header 142 , it waits on the second electrode table 32 .
  • the second electrode 1122 may be photographed. Accordingly, it is possible to easily determine whether the second electrode 1122 is defective or the like, and if it is defective, it can be removed before being seated on the upper separator sheet 1221 .
  • the present invention is not limited thereto, and the second electrode 1122 disposed above the upper separator sheet 1221 and seated on the upper separator sheet 1221 may be photographed.
  • the third vision sensor 183 is disposed on the side of the first electrode 1112 to photograph the first electrode 1112 .
  • the third vision sensor 183 may photograph the first electrode 1112 after the second electrode 1122 is seated on the upper separator sheet 1221 .
  • both surfaces of the first electrode 1112 are adhered to and covered by the upper separator sheet 1221 and the lower separator sheet 1211 . Then, even if the third vision sensor 183 captures the first electrode 1112 , a clear image may not be obtained. Accordingly, as shown in FIGS. 3 and 4 , a separate light source 19 may be disposed above the upper separator sheet 1221 . In addition, when the first electrode 1112 is adhered to the upper separator sheet 1221 , light may be irradiated toward the upper separator sheet 1221 , in particular, an area photographed by the third vision sensor 183 . Accordingly, the third vision sensor 183 may acquire a clearer image.
  • the unit cell manufacturing apparatus 1 when the unit cell 2 is manufactured by stacking the electrode 11 and the separator sheets 1211 and 1221, the electrode 11 is By pre-applying the adhesive each time it is seated on the separator sheets 1211 and 1221, it is possible to prevent the electrode 11 from being displaced even if an expensive separator is not used.
  • the laminator since there is no need to perform the laminating process, the laminator can be removed, the volume of the unit cell manufacturing apparatus 1 can be reduced and the manufacturing process can be simplified.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a unit cell manufacturing apparatus 1a according to another embodiment of the present invention.
  • the first electrode 1112 and the second electrode 1122 are manufactured in a separate electrode 11 manufacturing process and then supplied.
  • the first electrode reel 111 on which the first electrode sheet 1111 on which the first electrode 1112 is formed is unwound
  • the second electrode It further includes a second electrode reel 112 on which the second electrode sheet 1121 on which 1122 is formed is unwound. That is, the first electrode 1112 and the second electrode 1122 may be directly manufactured by cutting the first electrode sheet 1111 and the second electrode sheet 1121 in the unit cell manufacturing apparatus 1a.
  • the first electrode reel 111 is a reel on which the first electrode sheet 1111 is wound, and the first electrode sheet 1111 is unwound from the first electrode reel 111 .
  • the second electrode reel 112 is a reel on which the second electrode sheet 1121 is wound, and the second electrode sheet 1121 is unwound from the second electrode reel 112 .
  • the first electrode sheet 1111 is cut to form a plurality of first electrodes 1112
  • the second electrode sheet 1121 is cut to form a plurality of second electrodes 1122 .
  • FIG. 6 is a side schematic view showing in detail the unit cell manufacturing apparatus 1a according to another embodiment of the present invention.
  • the first vision sensor 181 performs the first electrode 1112 before the first electrode 1112 adheres to the upper separator sheet 1221 . It is disposed above to photograph the first electrode 1112 .
  • the first vision sensor 181 when the first cutter 171 cuts the first electrode sheet 1111 to form the first electrode 1112 , the first electrode 1112 is the lower separator sheet 1211 . Before being seated on one surface 1212 , the first electrode 1112 may be photographed.
  • the second vision sensor 182 when the second cutter 172 cuts the second electrode sheet 1121 to form the second electrode 1122 , the second electrode 1122 is disposed on the other surface of the upper separator sheet 1221 .
  • the second electrode 1122 may be photographed before being seated at 1223 .
  • the third vision sensor 183 is disposed on the side of the first electrode 1112 to photograph the first electrode 1112 . Accordingly, the size, shape, and location of the first electrode 1112 and the second electrode 1122 may be determined whether defective or damaged.
  • a method for manufacturing a unit cell according to another embodiment of the present invention may be performed as follows by using the unit cell manufacturing apparatus 1a as described above.
  • the first cutter 171 is unwound from the first electrode reel 111 .
  • the first electrode sheet 1111 is cut to form a first electrode 1112 .
  • this first electrode 1112 may be seated directly on one surface 1212 of the lower separator sheet 1211 (S102).
  • the second nozzle 132 applies an adhesive to at least a portion of the upper surface 1222 of the upper separator sheet 1221 ( S103 )
  • the first nip roll 161 is the upper separator sheet 1221 of the Both sides are turned upside down (S104).
  • the second cutter 172 is A second electrode 1122 is formed by cutting the second electrode sheet 1121 unwound from the second electrode reel 112 . And this second electrode 1122 may be seated directly on the other surface 1223 of the upper separator sheet 1221 (S106).
  • the third cutter 173 cutting the second stacked body 22 formed as described above at regular intervals, the unit cell 2 may be manufactured.
  • unit cell manufacturing apparatus 2 unit cell
  • first header 142 second header
  • first nip roll 162 second nip roll
  • first electrode sheet 1112 first electrode

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Abstract

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치는 하부 분리막 시트가 권출되는 하부 분리막 릴; 권출된 상기 하부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제1 노즐; 상부 분리막 시트가 권출되는 상부 분리막 릴; 권출된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제2 노즐; 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 일면이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트의 일면에 안착된 제1 전극의 상면과 접착하도록, 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 제1 닙 롤을 포함한다.

Description

단위 셀 제조 장치 및 방법
관련출원과의 상호인용
본 출원은 2020년 03월 25일자 한국특허출원 제10-2020-0036395호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 발명은 단위 셀 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전극과 분리막 시트를 적층하여 단위 셀을 제조할 때, 전극이 정위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있는 단위 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 양극과 음극을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 소정 형상의 전극 조립체를 형성한다. 그리고 전지 케이스에 전극 조립체를 수납하고 전해액 주입 후 실링한다.
전극 조립체는 다양한 종류로 분류된다. 예를 들어, 단위 셀을 제조하지 않고 단순히 양극, 분리막, 음극들을 교차하여 계속 적층하는 단순 스택형(Simple Stack Type), 양극, 분리막, 음극들을 이용하여 단위 셀을 먼저 제조한 후 이러한 단위 셀들을 적층하는 라미네이션 앤 스택형(L&S, Lamination & Stack Type), 길이가 일측으로 긴 분리막 시트의 일면에 복수의 전극 또는 단위 셀을 이격시켜 부착하고 분리막 시트를 일단으로부터 동일한 방향으로 반복적으로 폴딩해 나가는 스택 앤 폴딩형(S&F, Stack & Folding Type), 길이가 일측으로 긴 분리막 시트의 일면과 타면에 복수의 전극 또는 단위 셀을 각각 교번하여 부착하고 분리막 시트를 일단으로부터 특정 방향으로 폴딩한 후 반대 방향으로 폴딩하는 방식을 번갈아가며 반복하는 Z-폴딩형(Z-Folding Type) 등이 있다.
이 중에서 라미네이션 앤 스택형, 스택 앤 폴딩형 또는 Z-폴딩형 전극 조립체를 제조하기 위해서는, 먼저 단위 셀을 제조할 수 있다. 일반적으로 단위 셀을 제조하기 위해서는, 중앙 전극이 컨베이어 벨트 등에 의해 일측으로 이동하는 동안에, 중앙 전극의 상하면에 각각 분리막이 적층되고, 그 이후에 최상단에 상부 전극이 더 적층된다. 그리고 경우에 따라 최하단에 하부 전극이 더 적층될 수도 있다. 그리고 전극과 분리막이 적층된 적층체에 열 및 압력을 인가하는 라미네이팅 공정이 수행된다. 이러한 라미네이팅 공정을 수행함으로써, 전극과 분리막 사이가 접착되어 단위 셀이 견고하게 형성될 수 있다.
그런데, 종래에는 전극과 분리막이 적층된 적층체에 라미네이팅 공정을 수행하기 전까지는 전극과 분리막이 서로 접착되지 않고, 단지 접촉하고 있을 뿐이었다. 따라서, 라미네이팅 공정을 수행하기 위해, 적층체를 이송하는 과정에서 전극이 정위치에서 이탈하는 문제가 있었다. 또한, 라미네이팅 공정은 적층체에 높은 열 및 압력을 인가하는 것이므로, 전극이 파손되는 문제가 발생할 수도 있었다. 나아가, 최근에 작은 열 및 압력에도 전극과 접착될 수 있는 분리막이 개발되었으나, 이러한 분리막은 제조 비용이 과도하게 많이 소모되어, 경제적이지 않으면서 공정 효율도 저하되는 문제도 있었다.
[선행기술문헌]
한국공개공보 제2010-0016619호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극과 분리막 시트를 적층하여 단위 셀을 제조할 때, 전극이 정위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있는 단위 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 단위 셀 제조 장치는 하부 분리막 시트가 권출되는 하부 분리막 릴; 권출된 상기 하부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제1 노즐; 상부 분리막 시트가 권출되는 상부 분리막 릴; 권출된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제2 노즐; 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 일면이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트의 일면에 안착된 제1 전극의 상면과 접착하도록, 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 제1 닙 롤을 포함한다.
또한, 접착제가 도포된 상기 하부 분리막 시트의 일면에 제1 전극을 안착시키는 제1 헤더를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극이 형성되는 제1 전극 시트가 권출되는 제1 전극 릴을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극이 상기 상부 분리막 시트와 접착하기 전에, 상기 제1 전극의 상방에 배치되어 상기 제1 전극을 촬영하는 제1 비전 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 닙 롤은, 상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극 및 상기 상부 분리막 시트가 순서대로 적층되어 형성된 제1 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제1 적층체에 압력을 인가할 수 있다.
또한, 양면이 상하반전된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제3 노즐을 더 포함할 수 있다.
또한, 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 타면에 제2 전극이 안착하면, 상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막 시트 및 상기 제2 전극이 순서대로 적층되어 형성된 제2 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 제2 닙 롤을 더 포함할 수 있다.
또한, 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 타면에 제2 전극을 안착시키는 제2 헤더를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 전극이 형성되는 제2 전극 시트가 권출되는 제2 전극 릴을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 전극이 상기 상부 분리막 시트의 타면에 안착하기 전에, 상기 제2 전극의 상방에 배치되어 상기 제2 전극을 촬영하는 제2 비전 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하는 커터를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극이 상기 상부 분리막 시트와 접착하면, 상기 제1 전극의 측방에 배치되어 상기 제1 전극을 촬영하는 제3 비전 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극이 상기 상부 분리막 시트와 접착하면, 상기 상부 분리막 시트의 상방에 배치되어 상기 상부 분리막 시트를 향해 광을 조사하는 광원을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법은 하부 분리막 릴로부터 하부 분리막 시트가 권출되는 단계; 권출된 상기 하부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제1 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 접착제가 도포된 상기 하부 분리막 시트의 일면에, 제1 전극이 안착하는 단계; 상부 분리막 릴로부터 상부 분리막 시트가 권출되는 단계; 권출된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제2 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 및 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 일면이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트의 일면에 안착된 제1 전극의 상면과 접착하도록, 제1 닙 롤이 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 단계에 있어서, 상기 제1 닙 롤은, 상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극 및 상기 상부 분리막 시트가 순서대로 적층되어 형성된 제1 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제1 적층체에 압력을 인가할 수 있다.
또한, 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 단계 이후에, 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 제3 노즐이 접착제를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 제3 노즐이 접착제를 도포하는 단계 이후에, 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 타면에, 제2 전극이 안착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 전극이 안착하는 단계 이후에, 상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막 시트 및 상기 제2 전극이 순서대로 적층되어 형성된 제2 적층체의 양 면에 제2 닙 롤이 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 단계 이후에, 커터가 상기 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하는 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 분리막 시트를 적층하여 단위 셀을 제조할 때, 전극을 분리막 시트 상에 안착할 때마다 접착제를 미리 도포함으로써, 고가의 분리막을 사용하지 않더라도 전극의 위치가 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 라미네이팅 공정을 수행할 필요가 없어, 라미네이터를 제거할 수 있으므로, 단위 셀 제조 장치의 부피가 감소하고 제조 공정이 간소화될 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 단위 셀 제조 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치를 자세히 나타낸 측면 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치를 자세히 나타낸 평면 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치를 자세히 나타낸 측면 개략도이다.
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 단위 셀 제조 방법의 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전극(11)과 분리막 시트(1211, 1221)를 적층하여 단위 셀(2)을 제조할 때, 전극(11)을 분리막 시트(1211, 1221) 상에 안착할 때마다 접착제를 미리 도포함으로써, 고가의 분리막을 사용하지 않더라도 전극(11)의 위치가 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 라미네이팅 공정을 수행할 필요가 없어, 라미네이터를 제거할 수 있으므로, 단위 셀 제조 장치(1)의 부피가 감소하고 제조 공정이 간소화될 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법은, 하부 분리막 릴(121)로부터 하부 분리막 시트(1211)가 권출되는 단계; 권출된 상기 하부 분리막 시트(1211)에서 상방을 향하는 일면(1212) 중 적어도 일부에, 제1 노즐(131)이 접착제를 도포하는 단계; 접착제가 도포된 상기 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에, 제1 전극(1112)이 안착하는 단계; 상부 분리막 릴(122)로부터 상부 분리막 시트(1221)가 권출되는 단계; 권출된 상기 상부 분리막 시트(1221)에서 상방을 향하는 일면(1222) 중 적어도 일부에, 제2 노즐(132)이 접착제를 도포하는 단계; 및 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 안착된 제1 전극(1112)의 상면과 접착하도록, 제1 닙 롤(161)이 상기 상부 분리막 시트(1221)의 양면을 상하반전시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 상부 분리막 시트(1221)의 양면을 상하반전시키는 단계 이후에, 상기 상부 분리막 시트(1221)에서 상방을 향하는 타면(1223) 중 적어도 일부에, 제3 노즐(133)이 접착제를 도포하는 단계; 및 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에, 제2 전극(1122)이 안착하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
이하, 도 1의 흐름도에 도시된 각 단계를 도 2 내지 도 6을 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)의 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 분리막 시트(1211)가 권출되는 하부 분리막 릴(121); 권출된 상기 하부 분리막 시트(1211)에서 상방을 향하는 일면(1212) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제1 노즐(131); 상부 분리막 시트(1221)가 권출되는 상부 분리막 릴(122); 권출된 상기 상부 분리막 시트(1221)에서 상방을 향하는 일면(1222) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제2 노즐(132); 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 안착된 제1 전극(1112)의 상면과 접착하도록, 상기 상부 분리막 시트(1221)의 양면을 상하반전시키는 제1 닙 롤(161)을 포함한다.
하부 분리막 릴(121)은 하부 분리막 시트(1211)가 권취된 릴이며, 하부 분리막 시트(1211)가 상기 하부 분리막 릴(121)로부터 권출된다. 그리고, 상부 분리막 릴(122)은 상부 분리막 시트(1221)가 권취된 릴이며, 상부 분리막 시트(1221)가 상기 상부 분리막 릴(122)로부터 권출된다. 하부 분리막 릴(121)로부터 권출된 하부 분리막 시트(1211)의 상방을 향하는 일면(1212)에는 제1 전극(1112)이 안착되고, 상부 분리막 릴(122)로부터 권출된 상부 분리막 시트(1221)가 상기 제1 전극(1112)의 상면에 적층된다. 그럼으로써, 하부 분리막 시트(1211), 제1 전극(1112) 및 상부 분리막 시트(1221)가 순서대로 적층된 제1 적층체(21)가 형성된다. 이러한 제1 적층체(21)는 분리막 시트(1211, 1221)에 복수의 제1 전극(1112)이 분리막 시트(1211, 1221)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 적층됨으로써 형성될 수 있다.
하부 분리막 시트(1211)와 상부 분리막 시트(1221)는 이송되는 방향이 서로 다를 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 분리막 시트(1211)는 단위 셀 제조 장치(1)의 일측으로부터 타측으로 권출되어 이송될 수 있고, 상부 분리막 시트(1221)는 상방으로부터 하방으로 권출되어 이송될 수 있다. 그리고 추후에, 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)에 접착제가 도포되면, 상부 분리막 시트(1221)의 양면이 상하반전되면서, 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향이 하부 분리막 시트(1211)의 이송 방향과 동일하게 변경될 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 하부 분리막 시트(1211)와 상부 분리막 시트(1221)는 이송되는 방향이 처음부터 동일할 수 있다. 이러한 경우에는, 추후에 상부 분리막 시트(1221)의 양면이 상하반전되더라도, 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향이 변경되지 않을 수 있다.
노즐(13)은 분리막 시트(1211, 1221)에 접착제를 도포한다. 상기 접착제는 분리막 시트(1211, 1221)의 상방을 향하는 면(1212, 1222, 1223)에 균일하게 도포되는 것이 바람직하다. 나아가, 접착제의 점성이 상대적으로 높은 경우에는, 분리막 시트(1211, 1221)의 면(1212, 1222, 1223)의 전면에 모두 접착제를 도포할 수도 있다. 그런데, 접착제의 점성이 상대적으로 낮은 경우에는, 분리막 시트(1211, 1221)의 면(1212, 1222, 1223)의 전면에 모두 접착제를 도포하면 접착제의 도포량이 과도하게 많을 수 있다. 그럼으로써, 접착제가 분리막 시트(1211, 1221)의 외측으로 유동하여 다른 부분을 오염시킬 수 있고, 이차 전지가 제조되었을 때 전력을 생산하는 기능이 원활하지 않을 수 있다. 따라서, 이러한 경우에 접착제는 분리막 시트(1211, 1221)의 영역의 상면에 점 형태로 도포하는 스팟 도포 방식 또는 선 형태로 도포하는 라인 도포 방식으로 도포될 수 있다.
반면에, 접착제의 도포량이 과도하게 적으면, 셀이 이동하면서 여전히 전극(11)이 분리막 시트(1211, 1221)에 고정되지 않고, 정위치에서 이탈할 수 있다. 따라서, 접착제가 도포되는 영역의 간격이 과도하게 넓지 않은 것이 바람직하다.
한편, 접착제는 분리막이 전해액에 함침되더라도 접착성을 유지하여야 한다. 따라서, 화학적인 원인으로 변성되지 않는, 내식성의 성질을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 접착제는 핫 멜트 접착제로서, 변성 올레핀계 열 가소성 수지를 포함하는 것이 바람직하다.
노즐(13)은 권출된 상기 하부 분리막 시트(1211)에서 상방을 향하는 일면(1212) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제1 노즐(131); 및 권출된 상기 상부 분리막 시트(1221)에서 상방을 향하는 일면(1222) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제2 노즐(132); 및 양면이 상하반전된 상기 상부 분리막 시트(1221)에서 상방을 향하는 타면(1223) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제3 노즐(133)을 포함한다. 구체적으로, 제1 노즐(131)은 하부 분리막 시트(1211)의 상방에 배치되어, 상방을 향하는 일면(1212) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다. 그리고, 제2 노즐(132)은 상부 분리막 시트(1221)의 상방에 배치되어, 상방을 향하는 일면(1222) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다. 그리고 제3 노즐(133)은 추후에 상부 분리막 시트(1221)의 양면이 상하반전되어 상부 분리막 시트(1221)에서 타면(1223)이 상방을 향하게 되면, 상부 분리막 시트(1221)의 상방에 배치되어, 상방을 향하는 타면(1223) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다.
제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)은 전극 집전체 상에 전극 활물질, 도전재 및 바인더의 슬러리를 도포한 다음에 이를 건조하고 프레싱하여 제조될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 별도의 전극(11) 제조 공정에서 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)이 제조될 수 있다. 그리고 제1 전극(1112)은 단위 셀 제조 장치(1)의 일측에 마련된 제1 전극 테이블(31) 또는 제1 전극 매거진(미도시)으로 공급되고, 제2 전극(1122)도 단위 셀 제조 장치(1)의 일측에 마련된 제2 전극 테이블(32) 또는 제2 전극 매거진(미도시)으로 공급될 수 있다. 제1 노즐(131)이 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 접착제를 도포하면, 제1 헤더(141)가 제1 전극(1112)을 흡착한 후 이송하여, 접착제가 도포된 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 제1 전극(1112)을 안착시킬 수 있다. 그리고 추후에 상부 분리막 시트(1221)의 양면이 상하반전되고 제3 노즐(133)이 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 접착제를 도포하면, 제2 헤더(142)가 제2 전극(1122)을 흡착한 후 이송하여, 접착제가 도포된 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 제2 전극(1122)을 안착시킬 수 있다. 여기서, 제1 전극(1112)과 제2 전극(1122)은 서로 다른 극성을 가지는 전극(11)일 수 있다. 즉, 제1 전극(1112)이 양극이라면 제2 전극(1122)은 음극이고, 제1 전극(1112)이 음극이라면 제2 전극(1122)은 양극일 수 있다.
가이드 롤(15)은 상부 분리막 시트(1221)가 권출되어 이송될 때, 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 상방을 향하도록 가이드한다. 상기 기술한 바와 같이, 상부 분리막 시트(1221)는 하부 분리막 시트(1211)와 이송되는 방향이 서로 다를 수 있으며, 특히 상방으로부터 하방으로 권출되어 이송될 수 있다. 그러면, 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 상방을 향하지 않거나, 상방을 향하더라도 경사를 가지며 기울어질 수도 있다. 따라서, 제2 노즐(132)이 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)에 용이하게 접착제를 도포하기 위해, 가이드 롤(15)이 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 수평을 이루며 상방을 향하도록 이송 방향을 변경시킬 수 있다.
제1 닙 롤(161)은 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 안착된 제1 전극(1112)의 상면과 접착하도록, 상기 상부 분리막 시트(1221)의 양면을 상하반전시킨다. 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 가이드 롤(15)에 의해 수평을 이루며 상방을 향하면, 제2 노즐(132)이 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)에 접착제를 도포한다. 그러면, 이러한 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이, 하방에 위치한 제1 전극(1112)의 상면과 접착해야 한다. 이를 위해, 상방을 향하던 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)은 하방을 향하도록 상하반전되어야 한다. 따라서, 제1 닙 롤(161)은 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)과 접촉하여 회전하며, 상기 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)이 상방으로 향하도록 가이드한다. 그럼으로써, 상부 분리막 시트(1221)의 양면이 상하반전되며, 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 제1 전극(1112)의 상면에 접착할 수 있다.
가이드 롤(15)이 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 상방을 향하도록 가이드할 때, 도 2에 도시된 바와 같이 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향이 하부 분리막 시트(1211)와 반대일 수 있다. 그러면, 제1 닙 롤(161)은 상부 분리막 시트(1221)의 양 면을 상하반전시키면서, 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향을 다시 반대로 변경시킬 수 있다. 그럼으로써, 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향이 하부 분리막 시트(1211)와 동일해질 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 만약 하부 분리막 시트(1211)와 상부 분리막 시트(1221)가 이송되는 방향이 처음부터 동일한 경우에는, 제1 닙 롤(161)은 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향을 변경시키지 않으면서, 단지 상부 분리막 시트(1221)의 양면만을 상하반전시킬 수 있다.
제1 닙 롤(161)은 복수로 형성되어, 하부 분리막 시트(1211), 제1 전극(1112) 및 상부 분리막 시트(1221)가 순서대로 적층된 제1 적층체(21)의 양 면에 각각 배치될 수 있다. 그리고, 회전하면서 상기 제1 적층체(21)에 압력을 인가할 수 있다. 그럼으로써, 제1 적층체(21)의 내부가 더욱 강력하게 접착될 수 있다.
상부 분리막 시트(1221)의 양면이 상하반전되면, 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)이 상방을 향한다. 그러면 제3 노즐(133)이 상방을 향하는 타면(1223) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다. 그리고 제2 헤더(142)가 제2 전극(1122)을 흡착한 후 이송하여, 접착제가 도포된 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 제2 전극(1122)을 안착시킬 수 있다. 그럼으로써, 하부 분리막 시트(1211), 상기 제1 전극(1112), 상기 상부 분리막 시트(1221) 및 상기 제2 전극(1122)이 순서대로 적층된 제2 적층체(22)가 형성될 수 있다. 이러한 제2 적층체(22)는 분리막 시트(1211, 1221)에 복수의 제2 전극(1122)이 분리막 시트(1211, 1221)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 적층됨으로써 형성될 수 있다. 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)은 서로 크기가 다르므로 이격되는 간격이 상이할 수 있다. 다만, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)들은 모두 중심이 일치하도록 정렬되며 배치되는 것이 바람직하다.
제2 닙 롤(162)은 복수로 형성되어, 제2 적층체(22)의 양 면에 각각 배치될 수 있다. 그리고, 회전하면서 상기 제2 적층체(22)에 압력을 인가할 수 있다. 그럼으로써, 제2 적층체(22)의 내부가 더욱 강력하게 접착될 수 있다.
이와 같은 단위 셀 제조 장치(1)를 사용하여 본 발명의 일 실시예예 따른 단위 셀 제조 방법을 다음과 같이 수행할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저 하부 분리막 시트(1211)가 하부 분리막 릴(121)로부터 권출되어, 단위 셀 제조 장치(1)의 일측으로부터 타측으로 이송된다. 그러면 제1 노즐(131)이 하부 분리막 시트(1211)의 상방에 배치되어, 하부 분리막 시트(1211)의 상방을 향하는 일면(1212) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다(S101). 별도의 전극(11) 제조 공정에서 제조된 제1 전극(1112)은, 단위 셀 제조 장치(1)의 일측에 마련된 제1 전극 테이블(31) 또는 제1 전극 매거진(미도시)으로 공급된다. 그리고, 제1 헤더(141)가 제1 전극(1112)을 흡착한 후 이송하여, 접착제가 도포된 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 제1 전극(1112)을 안착시킬 수 있다(S102).
한편, 상부 분리막 시트(1221)가 상부 분리막 릴(122)로부터 권출되어, 상방으로부터 하방으로 이송될 수 있다. 그러면, 가이드 롤(15)이 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 상방을 향하도록 가이드한다. 특히, 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향이 하부 분리막 시트(1211)와 반대가 되도록 이송 방향을 변경시킬 수 있다. 그러면, 제2 노즐(132)이 상부 분리막 시트(1221)의 상방에 배치되어, 상부 분리막 시트(1221)의 상방을 향하는 일면(1222) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다(S103).
제1 닙 롤(161)은 접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트(1221)의 일면(1222)이 하방을 향하도록 상기 상부 분리막 시트(1221)의 양면을 상하반전시킨다(S104). 그럼으로써, 상부 분리막 시트(1221)의 하방에 안착된 제1 전극(1112)의 상면과 접착한다. 이 때, 제1 닙 롤(161)은 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향을 다시 반대로 변경시킴으로써, 상부 분리막 시트(1221)의 이송 방향이 하부 분리막 시트(1211)와 동일해질 수 있다. 이와 동시에 제1 닙 롤(161)은, 하부 분리막 시트(1211), 제1 전극(1112) 및 상부 분리막 시트(1221)가 순서대로 적층된 제1 적층체(21)의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제1 적층체(21)에 압력을 인가할 수 있다.
제3 노즐(133)은 양면이 상하반전된 상기 상부 분리막 시트(1221)의 상방에 배치되어, 상부 분리막 시트(1221)의 상방을 향하는 타면(1223) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포한다(S105). 별도의 전극(11) 제조 공정에서 제조된 제2 전극(1122)은, 단위 셀 제조 장치(1)의 일측에 마련된 제2 전극 테이블(32) 또는 제2 전극 매거진(미도시)으로 공급된다. 그리고, 제2 헤더(142)가 제2 전극(1122)을 흡착한 후 이송하여, 접착제가 도포된 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 제2 전극(1122)을 안착시킬 수 있다(S106).
제2 닙 롤(162)은 하부 분리막 시트(1211), 제1 전극(1112), 상부 분리막 시트(1221) 및 상기 제2 전극(1122)이 순서대로 적층된 제2 적층체(22)의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제2 적층체(22)에 압력을 인가할 수 있다. 그리고, 커터(17)가 제2 적층체(22)를 일정 간격으로 절단함으로써, 단위 셀(2)이 제조될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)를 자세히 나타낸 측면 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)를 자세히 나타낸 평면 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극(1112)이 상기 상부 분리막 시트(1221)와 접착하기 전에, 상기 제1 전극(1112)의 상방에 배치되어 상기 제1 전극(1112)을 촬영하는 제1 비전 센서(181); 상기 제2 전극(1122)이 상기 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 안착하기 전에, 상기 제2 전극(1122)의 상방에 배치되어 상기 제2 전극(1122)을 촬영하는 제2 비전 센서(182); 및 상기 제1 전극(1112)이 상기 상부 분리막 시트(1221)와 접착하면, 상기 제1 전극(1112)의 측방에 배치되어 상기 제1 전극(1112)을 촬영하는 제3 비전 센서(183)를 더 포함한다.
제1, 제2 및 제3 비전 센서(181, 182, 183)는 특정 영역을 촬영하여 특정 영역에 대한 이미지 신호를 수신함으로써 영상을 획득한다. 이를 위해 일반적으로 비전 센서에는, CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary　Metal-Oxide Semiconductor) 등의 촬상 소자가 포함된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1, 제2 및 제3 비전 센서(181, 182, 183)는, 각각 상부 분리막 시트(1221)와 접착 전의 제1 전극(1112), 제2 전극(1122) 및 상부 분리막 시트(1221)와 접착 후의 제1 전극(1112)을 촬영하여, 영상을 획득할 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 단위 셀 제조 장치(1)는 이러한 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 영상을 통해, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 불량 여부를 판단할 수 있는 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 제어부는 상기 획득한 영상과 미리 저장된 양품의 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 영상을 비교하여, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 크기, 모양, 위치의 불량 여부 또는 파손 여부 등을 파악할 수 있다.
제1 비전 센서(181)는 제1 전극(1112)이 상부 분리막 시트(1221)와 접착하기 전에, 제1 전극(1112)의 상방에 배치되어 제1 전극(1112)을 촬영한다. 이러한 제1 비전 센서(181)는 제1 전극 테이블(31)의 상방에 배치되어, 제1 전극(1112)이 제1 헤더(141)에 흡착되기 전에, 제1 전극 테이블(31)에서 대기하는 제1 전극(1112)을 촬영할 수 있다. 그럼으로써, 제1 전극(1112)의 불량 여부 등을 용이하게 파악하고, 만약 불량인 경우에는 하부 분리막 시트(1211)에 안착되기 전에 제거할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 하부 분리막 시트(1211)의 상방에 배치되어, 하부 분리막 시트(1211)에 안착된 제1 전극(1112)을 촬영할 수도 있다.
제2 비전 센서(182)는 제2 전극(1122)이 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 안착하기 전에, 제2 전극(1122)의 상방에 배치되어 제2 전극(1122)을 촬영한다. 이러한 제2 비전 센서(182)는 제2 전극 테이블(32)의 상방에 배치되어, 제2 전극(1122)이 제2 헤더(142)에 흡착되기 전에, 제2 전극 테이블(32)에서 대기하는 제2 전극(1122)을 촬영할 수 있다. 그럼으로써, 제2 전극(1122)의 불량 여부 등을 용이하게 파악하고, 만약 불량인 경우에는 상부 분리막 시트(1221)에 안착되기 전에 제거할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 상부 분리막 시트(1221)의 상방에 배치되어, 상부 분리막 시트(1221)에 안착된 제2 전극(1122)을 촬영할 수도 있다.
제3 비전 센서(183)는 제1 전극(1112)이 상부 분리막 시트(1221)와 접착하면, 제1 전극(1112)의 측방에 배치되어 제1 전극(1112)을 촬영한다. 이러한 제3 비전 센서(183)는 제2 전극(1122)이 상부 분리막 시트(1221)에 안착된 후에, 제1 전극(1112)을 촬영할 수 있다. 그럼으로써, 제2 전극(1122)이 상부 분리막 시트(1221)에 안착되는 과정에서 제1 전극(1112)이 정위치에서 이탈하거나 제1 전극(1112)이 파손되더라도, 제1 전극(1112)의 불량 여부 등을 용이하게 파악할 수 있다.
한편, 제1 전극(1112)이 상부 분리막 시트(1221)와 접착하면, 제1 전극(1112)의 양 면이 모두 상부 분리막 시트(1221) 및 하부 분리막 시트(1211)에 접착되어 커버된다. 그러면 제3 비전 센서(183)가 제1 전극(1112)을 촬영하더라도, 선명한 영상을 획득하지 못할 수도 있다. 따라서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상부 분리막 시트(1221)의 상방에 별도의 광원(19)이 배치될 수 있다. 그리고 제1 전극(1112)이 상부 분리막 시트(1221)와 접착하면, 상부 분리막 시트(1221), 특히 제3 비전 센서(183)가 촬영하는 영역을 향해 광을 조사할 수 있다. 그럼으로써, 제3 비전 센서(183)가 더욱 선명한 영상을 획득할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)를 사용하면, 전극(11)과 분리막 시트(1211, 1221)를 적층하여 단위 셀(2)을 제조할 때, 전극(11)을 분리막 시트(1211, 1221) 상에 안착할 때마다 접착제를 미리 도포함으로써, 고가의 분리막을 사용하지 않더라도 전극(11)의 위치가 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 라미네이팅 공정을 수행할 필요가 없어, 라미네이터를 제거할 수 있으므로, 단위 셀 제조 장치(1)의 부피가 감소하고 제조 공정이 간소화될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1a)의 개략도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)이 별도의 전극(11) 제조 공정에서 제조된 후 공급된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예예 따른 단위 셀 제조 장치(1a)는 상기 제1 전극(1112)이 형성되는 제1 전극 시트(1111)가 권출되는 제1 전극 릴(111) 및 상기 제2 전극(1122)이 형성되는 제2 전극 시트(1121)가 권출되는 제2 전극 릴(112)을 더 포함한다. 즉, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)이 단위 셀 제조 장치(1a)에서 제1 전극 시트(1111) 및 제2 전극 시트(1121)를 절단함으로써 곧바로 제조될 수 있다.
제1 전극 릴(111)은 제1 전극 시트(1111)가 권취된 릴이며, 제1 전극 시트(1111)가 상기 제1 전극 릴(111)로부터 권출된다. 그리고, 제2 전극 릴(112)은 제2 전극 시트(1121)가 권취된 릴이며, 제2 전극 시트(1121)가 상기 제2 전극 릴(112)로부터 권출된다. 이러한 제1 전극 시트(1111)가 절단되어 복수의 제1 전극(1112)이 형성되고, 제2 전극 시트(1121)가 절단되어 복수의 제2 전극(1122)이 형성된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1a)를 자세히 나타낸 측면 개략도이다.
한편, 본 발명의 다른 실시예예 따르면 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 비전 센서(181)는 제1 전극(1112)이 상부 분리막 시트(1221)와 접착하기 전에, 제1 전극(1112)의 상방에 배치되어 제1 전극(1112)을 촬영한다. 이러한 제1 비전 센서(181)는 제1 커터(171)가 제1 전극 시트(1111)를 절단하여 제1 전극(1112)이 형성되면, 제1 전극(1112)이 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 안착하기 전에 제1 전극(1112)을 촬영할 수 있다. 제2 비전 센서(182)는 제2 커터(172)가 제2 전극 시트(1121)를 절단하여 제2 전극(1122)이 형성되면, 제2 전극(1122)이 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 안착하기 전에 제2 전극(1122)을 촬영할 수 있다. 그리고 제3 비전 센서(183)는 제1 전극(1112)이 상부 분리막 시트(1221)와 접착하면, 제1 전극(1112)의 측방에 배치되어 제1 전극(1112)을 촬영한다. 따라서, 제1 전극(1112) 및 제2 전극(1122)의 크기, 모양, 위치의 불량 여부 또는 파손 여부 등을 파악할 수 있다.
이와 같은 단위 셀 제조 장치(1a)를 사용하여 본 발명의 다른 실시예예 따른 단위 셀 제조 방법을 다음과 같이 수행할 수 있다.
제1 노즐(131)이 하부 분리막 시트(1211)의 상방을 향하는 일면(1212) 중 적어도 일부에 접착제를 도포하면(S101), 제1 커터(171)가 제1 전극 릴(111)로부터 권출된 제1 전극 시트(1111)를 절단하여 제1 전극(1112)을 형성한다. 그리고 이러한 제1 전극(1112)은 하부 분리막 시트(1211)의 일면(1212)에 곧바로 안착될 수 있다(S102). 한편, 제2 노즐(132)이 상부 분리막 시트(1221)의 상방을 향하는 일면(1222) 중 적어도 일부에 접착제를 도포하면(S103), 제1 닙 롤(161)이 상부 분리막 시트(1221)의 양면을 상하반전시킨다(S104). 그 후, 제3 노즐(133)이 양면이 상하반전된 상부 분리막 시트(1221)의 상방을 향하는 타면(1223) 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하면(S105), 제2 커터(172)가 제2 전극 릴(112)로부터 권출된 제2 전극 시트(1121)를 절단하여 제2 전극(1122)을 형성한다. 그리고 이러한 제2 전극(1122)은 상부 분리막 시트(1221)의 타면(1223)에 곧바로 안착될 수 있다(S106). 제3 커터(173)가 이와 같이 형성된 제2 적층체(22)를 일정 간격으로 절단함으로써, 단위 셀(2)이 제조될 수 있다.
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.
[부호의 설명]
1: 단위 셀 제조 장치 2: 단위 셀
11: 전극 13: 노즐
15: 가이드 롤 17: 커터
19: 광원 21: 제1 적층체
22: 제2 적층체 31: 제1 전극 테이블
32: 제2 전극 테이블 111: 제1 전극 릴
112: 제2 전극 릴 121: 하부 분리막 릴
122: 상부 분리막 릴 131: 제1 노즐
132: 제2 노즐 133: 제3 노즐
141: 제1 헤더 142: 제2 헤더
161: 제1 닙 롤 162: 제2 닙 롤
171: 제1 커터 172: 제2 커터
173: 제3 커터 181: 제1 비전 센서
182: 제2 비전 센서 183: 제3 비전 센서
1111: 제1 전극 시트 1112: 제1 전극
1121: 제2 전극 시트 1122: 제2 전극
1211: 하부 분리막 시트 1212: 하부 분리막 시트의 일면
1221: 상부 분리막 시트 1222: 상부 분리막 시트의 일면
1223: 상부 분리막 시트의 타면

Claims (19)

  1. 하부 분리막 시트가 권출되는 하부 분리막 릴;
    권출된 상기 하부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제1 노즐;
    상부 분리막 시트가 권출되는 상부 분리막 릴;
    권출된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제2 노즐;
    접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 일면이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트의 일면에 안착된 제1 전극의 상면과 접착하도록, 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 제1 닙 롤을 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    접착제가 도포된 상기 하부 분리막 시트의 일면에 제1 전극을 안착시키는 제1 헤더를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극이 형성되는 제1 전극 시트가 권출되는 제1 전극 릴을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극이 상기 상부 분리막 시트와 접착하기 전에, 상기 제1 전극의 상방에 배치되어 상기 제1 전극을 촬영하는 제1 비전 센서를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 닙 롤은,
    상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극 및 상기 상부 분리막 시트가 순서대로 적층되어 형성된 제1 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제1 적층체에 압력을 인가하는 단위 셀 제조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    양면이 상하반전된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 접착제를 도포하는 제3 노즐을 더 포함하는 셀 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 타면에 제2 전극이 안착하면, 상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막 시트 및 상기 제2 전극이 순서대로 적층되어 형성된 제2 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 제2 닙 롤을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 타면에 제2 전극을 안착시키는 제2 헤더를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 전극이 형성되는 제2 전극 시트가 권출되는 제2 전극 릴을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제2 전극이 상기 상부 분리막 시트의 타면에 안착하기 전에, 상기 제2 전극의 상방에 배치되어 상기 제2 전극을 촬영하는 제2 비전 센서를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하는 커터를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극이 상기 상부 분리막 시트와 접착하면, 상기 제1 전극의 측방에 배치되어 상기 제1 전극을 촬영하는 제3 비전 센서를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극이 상기 상부 분리막 시트와 접착하면, 상기 상부 분리막 시트의 상방에 배치되어 상기 상부 분리막 시트를 향해 광을 조사하는 광원을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.
  14. 하부 분리막 릴로부터 하부 분리막 시트가 권출되는 단계;
    권출된 상기 하부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제1 노즐이 접착제를 도포하는 단계;
    접착제가 도포된 상기 하부 분리막 시트의 일면에, 제1 전극이 안착하는 단계;
    상부 분리막 릴로부터 상부 분리막 시트가 권출되는 단계;
    권출된 상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제2 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 및
    접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 일면이 하방을 향하여 상기 하부 분리막 시트의 일면에 안착된 제1 전극의 상면과 접착하도록, 제1 닙 롤이 상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 단계를 포함하는 단위 셀 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 단계에 있어서,
    상기 제1 닙 롤은,
    상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극 및 상기 상부 분리막 시트가 순서대로 적층되어 형성된 제1 적층체의 양 면에 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제1 적층체에 압력을 인가하는 단위 셀 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 상부 분리막 시트의 양면을 상하반전시키는 단계 이후에,
    상기 상부 분리막 시트에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 제3 노즐이 접착제를 도포하는 단계를 더 포함하는 단위 셀 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    제3 노즐이 접착제를 도포하는 단계 이후에,
    접착제가 도포된 상기 상부 분리막 시트의 타면에, 제2 전극이 안착하는 단계를 더 포함하는 단위 셀 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 전극이 안착하는 단계 이후에,
    상기 하부 분리막 시트, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막 시트 및 상기 제2 전극이 순서대로 적층되어 형성된 제2 적층체의 양 면에 제2 닙 롤이 각각 배치되어, 회전하면서 상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 단계를 더 포함하는 단위 셀 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제2 적층체에 압력을 인가하는 단계 이후에,
    커터가 상기 제2 적층체를 일정 간격으로 절단하는 단계를 더 포함하는 단위 셀 제조 방법.
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