WO2022108080A1 - 이차 전지 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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WO2022108080A1
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separator
adhesive
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secondary battery
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최성원
강경원
정수택
이용준
권순관
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery and a method for manufacturing the same, and is a method for preventing an electrode or a separator from being separated from a fixed position when manufacturing a unit cell by laminating an electrode and a separator. It relates to a secondary battery capable of reducing production cost compared to a unit cell manufacturing method and preventing deterioration of battery performance while lowering a defective rate in a process caused by high heat and pressure, and a secondary battery manufacturing method thereof.
  • 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 for small products such as digital cameras, P-DVDs, MP3Ps, mobile phones, PDA's, Portable Game Devices, Power Tools and E-bikes, but also for 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 the positive electrode, separator, and negative electrodes are continuously stacked by crossing each other without manufacturing a unit cell, a unit cell is first manufactured using positive electrodes, separators, and negative electrodes, and then these unit cells 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
  • S&F Stack & Folding 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.
  • a separator in order to manufacture a unit cell, a separator may be stacked on upper and lower surfaces of the center electrode, respectively, and then an upper electrode may be further stacked on the uppermost part.
  • a laminating process in which heat and pressure are applied to the laminate in which the electrode and the separator are laminated may be 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 original 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 that can be adhered to an electrode even with a small amount of 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.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to prevent the electrode or separator from being separated from the original position when manufacturing a unit cell by stacking an electrode and a separator, and a method for manufacturing the same to be.
  • a secondary battery capable of reducing the production cost compared to the conventional method of manufacturing a basic unit cell by lamination, reducing the defect rate in the process caused by high heat and pressure, and preventing deterioration of the battery performance, and a method for manufacturing the same is to provide
  • electrodes and separators are alternately stacked, and an adhesive is applied to at least one surface of the electrode and the separator so that the electrode and the separator are adhered to each other.
  • the battery cell manufacturing step may further include a formation process of charging and activating the battery cell at a temperature higher than room temperature, and at least a portion of the adhesive may be dissolved in the electrolyte solution in the formation process.
  • the formation process may be performed at a temperature of 50 degrees Celsius or more and 70 degrees Celsius or less.
  • the formation process may include a jig pressing process of pressing both sides of the initial cell using a jig.
  • the formation process may be performed at a temperature of 55 degrees Celsius or more and 65 degrees Celsius or less, and the adhesive is all dissolved in the electrolyte in the formation process, and the adhesive located on the electrode surface may be removed.
  • the adhesive may be an acrylate-based adhesive, and the electrolyte may be an organic solvent.
  • the method for manufacturing a secondary battery further includes a basic unit manufacturing step of manufacturing a basic unit, which is a laminated unit of the electrode and the separator, wherein the electrode assembly is fixed around an electrode laminate formed by stacking a plurality of the basic units It can be manufactured by attaching a tape.
  • the basic unit manufacturing step may include: unwinding the lower separator from the 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; seating the first electrode on one surface of the lower separator to which the adhesive is applied; The step of unwinding the upper separator from the upper separator reel; applying, by a second nozzle, an adhesive to at least a portion of one surface of the unwound upper separator in contact with the first electrode; applying, by a third nozzle, an adhesive to at least a portion of the other surface of the upper separator facing upward; and after the third nozzle applies the adhesive, the second electrode is seated on the other surface of the upper separator to which the adhesive is applied.
  • the first nozzle, the second nozzle, and the third nozzle may apply an adhesive in the form of a plurality of dots.
  • the secondary battery manufacturing method further includes a basic unit manufacturing step of manufacturing a basic unit in which the separator is folded to cover the electrode, and the electrode and the separator are stacked, wherein the electrode assembly includes: It may be repeatedly formed and manufactured.
  • the basic unit manufacturing step may include: unwinding an electrode sheet from an electrode reel to form a plurality of electrodes from the electrode sheet; unwinding the separator stacked with the electrode from the separator reel; The separation membrane is seated on the top surface of the table; and applying, by a nozzle, an adhesive to at least a portion of the electrode and the separator seated on the table, wherein the electrode may include a first electrode and a second electrode.
  • the folding step when the first electrode is seated on the separator, one side of the separator is folded to cover the first electrode, and the second electrode is placed on the separator When the electrode is seated, the other side of the separator may be folded to cover the second electrode.
  • the nozzle may apply an adhesive in the form of a plurality of dots.
  • a secondary battery includes an electrode assembly in which electrodes and a separator are alternately stacked; and a pouch case accommodating the electrode assembly and the electrolyte together, wherein the separator has at least one adhesive application trace remaining on a surface in contact with the electrode, and the adhesive application trace is formed between the electrode and the separator.
  • the adhesive layer may be a trace dissolved in the electrolyte.
  • the first adhesive layer may be formed by applying an adhesive in the form of a plurality of dots, and the adhesive application trace may be formed in the form of dots at a position where the first adhesive layer is formed.
  • the adhesive may be an acrylate-based adhesive, and the electrolyte may be an organic solvent.
  • the electrode includes a first electrode and a second electrode
  • the separator includes an upper separator and a lower separator
  • in the electrode assembly the lower separator, the first electrode, the upper separator, and the second electrode alternate It may have a stacked structure.
  • the electrode includes a first electrode and a second electrode, and in the electrode assembly, the first electrode is seated on the separator, one side of the separator is folded to cover the first electrode, and the separator is provided with the The second electrode may be seated, and the other side of the separator may be folded to cover the second electrode.
  • An electrode tab may be formed at one end of the electrode, a second adhesive layer may be formed between the electrode tab and the separator, and the second adhesive layer may include an adhesive component that is not soluble in the electrolyte.
  • the second adhesive layer may be formed by applying an adhesive in the form of a plurality of dots.
  • an electrode assembly in which electrodes and a separator are alternately stacked, and an adhesive is applied to at least one surface of the electrode and the separator so that the electrode and the separator are adhered to each other
  • the electrode or the separator may be prevented from being separated from the original position by the adhesive.
  • the adhesive is dissolved in the electrolyte, thereby providing a secondary battery capable of preventing deterioration of battery performance due to the adhesive, and a method for manufacturing the same.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a basic unit manufacturing step of a method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view illustrating a basic unit manufacturing step of a method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an electrode assembly formed by laminating basic units manufactured by the basic unit manufacturing step of the secondary battery manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an electrode assembly formed by laminating basic units manufactured by the basic unit manufacturing step of the secondary battery manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
  • 6 to 9 are schematic diagrams illustrating a basic unit manufacturing step of a method for manufacturing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an electrode assembly manufactured by repeatedly forming a basic unit manufactured by a basic unit manufacturing step of a method for manufacturing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an electrode assembly manufactured by repeatedly forming a basic unit manufactured by a basic unit manufacturing step of a secondary battery manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12 and 13 are exploded perspective views of a basic unit manufactured in a basic unit manufacturing step of a method for manufacturing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view illustrating an initial cell manufacturing step of a method for manufacturing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • 15 is a front view illustrating a formation process of a method for manufacturing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • 16 is a view showing traces of adhesive application remaining on the surface of the separator.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention may include a basic unit manufacturing step, an electrode assembly manufacturing step, an initial cell manufacturing step, and a final cell manufacturing step.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a basic unit manufacturing step of a method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a front view illustrating a basic unit manufacturing step of a method for manufacturing a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • the basic unit 10 may be a laminated unit of the electrode and the separator 13 . That is, the electrode and the separator 13 are sequentially stacked to form one basic unit 10 , and when a plurality of the basic unit 10 are stacked, the electrode laminate 20 can be formed.
  • the basic unit manufacturing step includes applying an adhesive 14 to the surface of at least one of the electrode and the separator 13 so that the electrode and the separator 13 are adhered to each other ( 10) may be a manufacturing step.
  • the step of manufacturing the base unit may include the step of unwinding the lower separator sheet 111 from the lower separator reel 110 .
  • the first nozzle 211 may include applying the adhesive 14 to at least a portion of one surface facing upward in the unwound lower separator sheet 111 .
  • the first nozzle 211 may apply the adhesive 14 in the form of a plurality of dots.
  • a step of seating the first electrode 11 on one surface of the lower separator sheet 111 to which the adhesive 14 is applied by the first nozzle 211 may be followed.
  • the first electrode 11 is formed by cutting the first electrode 11 sheet unwound from the first electrode reel 11-1 to a predetermined size by a first cutter 221 to be applied to one surface of the lower separator sheet 111 . can be made to settle.
  • the first electrode 11 and the lower separator may be adhered to each other by the adhesive 14 applied by the first nozzle 211 .
  • the secondary battery manufacturing method may include the step of unwinding the upper separator sheet 121 from the upper separator reel 120 from the upper separator reel 120 .
  • the step of applying the adhesive 14 by the second nozzle 212 to at least a portion of one surface of the unwound upper separator sheet 121 in contact with the first electrode 11 is performed.
  • the second nozzle 212 may apply the adhesive 14 in the form of a plurality of dots.
  • one surface and the other surface of the upper separator sheet 121 may be reversed. This is because the adhesive 14 is applied in a form that falls from the upper side to the lower side, and the one surface in contact with the first electrode 11 in the upper separator sheet 121 faces downward in order to contact the first electrode 11. , the state when the adhesive 14 is applied and the state when the first electrode 11 is adhered may be in a vertically inverted form.
  • the third nozzle 213 is the adhesive 14 .
  • the step of applying may be performed. That is, the third nozzle 213 applies the adhesive 14 to the upper part of the laminate in which the lower separator sheet 111, the first electrode 11, and the upper separator sheet 121 are sequentially stacked from the bottom to the top. can do. In this case, the third nozzle 213 may apply the adhesive 14 in the form of a plurality of dots.
  • the basic unit manufacturing step is the upper separator sheet to which the adhesive 14 is applied. It may include a step of seating the second electrode 12 on the other surface of the 121 .
  • the second electrode 12 may be formed by cutting the sheet of the second electrode 12 unwound from the second electrode reel 12 - 1 using the second cutter 222 . Through this, a four-layer structure may be formed. That is, after the step of seating the second electrode 12 , the lower separator sheet 111 , the first electrode 11 , the upper separator sheet 121 , and the second electrode 12 are sequentially stacked to form four layers.
  • a structural laminate 130 may be formed.
  • It may further include the step of applying pressure to the four-layer structure laminate 130 while rotating the pressure nip rolls 230 are respectively disposed on both upper and lower surfaces of the four-layer structure laminate 130 .
  • the step of applying the pressure by the pressure nip roll 230 it is possible to ensure that there is no floating part in the four-layer structure laminate 130 . Accordingly, the electrode and the separator 13 may be closely adhered to each other.
  • the cutter cuts the four-layer structure laminate 130 at regular intervals to form the basic unit 10 . It may further include the step of This may be to manufacture the basic unit 10 by cutting the upper separator sheet 121 and the lower separator sheet 111 portion positioned at the gap between the electrode and the electrode with the third cutter 223 .
  • the electrode when manufacturing a unit cell (ie, basic unit) by laminating an electrode and a separator, the electrode may be seated on the separator sheets 111 and 121.
  • the adhesive 14 By pre-applying the adhesive 14 each time, there is an effect of preventing the electrode from being displaced even if an expensive separator is not used.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the electrode assembly 1 formed by laminating the basic unit 10 manufactured by the basic unit manufacturing step of the secondary battery manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a cross-sectional view illustrating an electrode assembly formed by laminating basic units manufactured by the basic unit manufacturing step of the secondary battery manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
  • a fixing tape 50 is attached to the periphery of the electrode laminate 20 formed by laminating a plurality of basic units 10 to form an electrode. It may be a step of manufacturing the assembly (1).
  • the electrode assembly manufacturing step may be performed separately from the above-described basic unit manufacturing step, or may include the above-described basic unit manufacturing step in the electrode assembly manufacturing step.
  • the electrodes 11 and 12 and the separator 13 are bonded to each other with an adhesive 14 , and accordingly, the electrodes 11 and 12 and the separator 13 are bonded to each other with an adhesive 14 .
  • Alignment can be maintained by the adhesive force of
  • the relative positions of the stacked basic unit 10 and the basic unit 10 may be fixed by the fixing tape 50 attached to the outside. That is, the stacking alignment state of the basic units 10 can be maintained by the fixing force of the fixing tape 50 .
  • the state of the laminate before attaching the fixing tape 50 may be called the electrode laminate 20
  • the state of the laminate after attaching the fixing tape 50 may be called the electrode assembly 1 . .
  • the adhesive 14 may be disposed at the same position between the electrodes 11 and 12 and the separator 13 .
  • the adhesive 14 is disposed at the same position between the electrodes 11 and 12 and the separator 13, so that the process time and efficiency can be increased. There is an advantage.
  • the adhesive 14 is disposed between the electrodes 11 and 12 and the separator 13, and is a layer adjacent to each other.
  • Adhesives 14 disposed on the may be disposed in a crossed shape.
  • the first adhesive 14 - 1 and the first electrode 11 positioned between the lower portion of the first electrode 11 and the separator 13 .
  • the second adhesive 14 - 2 may be disposed to cross each other between the upper portion of the and the separator 13 .
  • the positions of the first adhesive 14-1 and the second adhesive 14-2 only cross each other, and the applied spacing may be the same. This can be similarly explained in the case of the adhesive 14 positioned between the second electrode 12 and the separator 13 .
  • the first adhesive 14 - 1 And the second adhesive 14-2 may be disposed to cross each other.
  • a separate nozzle is additionally disposed in addition to the first nozzle 211 , the second nozzle 212 , and the third nozzle 213 , so that the first adhesive 14 - 1 ) and the second adhesive 14-2 may be disposed to cross each other. More specifically, the separate nozzles are disposed at positions different from those of the first nozzle 211 , the second nozzle 212 , and the third nozzle 213 , and the first nozzle 211 and the second nozzle 212 .
  • first adhesive 14-1 and the second adhesive 14-2 are applied from the third nozzle 213, and the first adhesive 14-1 and the second adhesive 14-1 are applied from the separate nozzle ( 14-2) is applied, so that the first adhesive 14-1 and the second adhesive 14-2 may be disposed to cross each other.
  • the present invention is not limited thereto, and a structure in which the first adhesive 14 - 1 and the second adhesive 14 - 2 intersect each other may be applied and manufactured by various methods.
  • the adhesive 14 is disposed between the electrodes 11 and 12 and the separator 13, and the adhesive 14 disposed in adjacent layers is crossed. Since it is disposed in a fixed shape, it is possible to minimize an increase in the thickness of the electrode assembly 2 by the adhesive 14 . In addition, since the adhesives 14 disposed in adjacent layers cross each other, the adhesive 14 can be more easily dissolved in the electrolyte included in the initial cell 0 to be described later.
  • 6 to 9 are schematic diagrams illustrating a basic unit manufacturing step of a method for manufacturing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • the basic unit 30 may be a unit in which the separator 322 is folded to cover the electrode 31 , and the electrode 31 and the separator 322 are stacked. That is, in the basic unit 30 , one side and the other side of the separator 322 are sequentially folded to cover the electrode 31 , and the electrode 31 and the separator 322 may be sequentially stacked.
  • the electrode laminate 40 in which the basic unit 10 is repeatedly formed a plurality of times can be manufactured.
  • electrode sheets 3111 and 3121 are unwound from electrode reels 311 and 312 , and a plurality of electrodes are removed from the electrode sheets 3111 and 3121 .
  • (31) is formed;
  • the electrode 31 and the stacked separator 322 are unwound from the separator reel 321 ;
  • Separation membrane 322 is seated on the top surface of the table 36; and a nozzle 37 applying an adhesive to at least a portion of the separator 322 and the electrode 31 seated on the table 36, wherein the electrode 31 is a first electrode 3112 and a second electrode ( 3112).
  • the first cutter 331 operates the first electrode A plurality of first electrodes 3112 may be formed by cutting the sheet 3111 . Thereafter, when the first transfer device 341 transfers the first electrode 3112 , the first header 351 adsorbs the first electrode 3112 .
  • the first nozzle 371 may apply an adhesive to at least a portion of the first region 3221 of the separator 3222 .
  • the first nozzle 371 may apply an adhesive in the form of a plurality of dots.
  • the table 36 may move toward the first transfer device 341 , and the first header 351 adsorbing the first electrode 3112 may also move toward the table 36 .
  • the present invention is not limited thereto, and the table 36 may be fixed.
  • the first header 351 is positioned above the table 36, as shown in FIG. 6, the first header 351 is disposed on the first region 3221 of the separator 322 to which the adhesive is applied. 3112) can be seated.
  • the present invention is not limited thereto, and unlike FIG. 6 , the adhesive is not applied to the first region 3221 of the separator 322 , and the adhesive may be previously applied to the lower portion of the first electrode 3112 . That is, in a state in which the adhesive is previously applied to the lower portion of the first electrode 3112 , the first electrode 3112 may be seated on the first region 3221 of the separator 322 by the first header 351 . .
  • the secondary battery manufacturing method further includes a folding step after the adhesive application step, wherein the folding step is performed when the first electrode 3112 is seated on the separator 322, the separator 322 ) is folded to cover the first electrode 3112, and when the second electrode 3122 is seated on the separator 322, the other side of the separator 322 is folded to cover the second electrode 3122. have.
  • the table 36 faces the second transfer device 342 that transfers the second electrode 3122 . Move. Then, one side of the separator 322 may be folded, and the second region 3222 of the separator 322 may cover the first electrode 3112 .
  • Adhesive may be pre-applied to 3222 .
  • the second cutter 332 cuts the second electrode sheet 3121 to form a plurality of second electrodes 3122 .
  • the second transfer device 342 transfers the second electrode 3122
  • the second header 352 adsorbs the second electrode 3122 .
  • the second nozzle 372 positioned above the second region 3122 is disposed of the separation film 322 .
  • An adhesive is applied to at least a portion of the second region 3222 .
  • the second nozzle 372 may apply an adhesive in the form of a plurality of dots.
  • the table 36 may move toward the second transfer device 342 , and the second header 352 adsorbing the second electrode 3122 may also move toward the table 36 .
  • the present invention is not limited thereto, and the table 36 may be fixed.
  • the second header 352 is positioned above the table 36, as shown in FIG. 8, the second header 352 is disposed on the second region 3222 of the separator 322 to which the adhesive is applied. 3122) can be seated.
  • the present invention is not limited thereto, and unlike FIG. 8 , the adhesive is not applied to the second region 3222 of the separator 322 , and the adhesive may be previously applied to the lower portion of the second electrode 3122 . That is, in a state in which the adhesive is previously applied to the lower portion of the second electrode 3122 , the second electrode 3122 may be seated on the second region 3222 of the separator 322 by the second header 352 . .
  • the table 36 moves toward the first transfer device 341 for transferring the first electrode 3112 .
  • the present invention is not limited thereto, and the table 36 may be fixed.
  • the other side of the separator 322 may be folded, so that the first region 3221 of the separator 322 may cover the second electrode 3122 .
  • Adhesive may be pre-applied to 3221 .
  • the first nozzle 371 positioned above the first region 3221 is the first region of the separation film 322 .
  • An adhesive is applied to at least a portion of the 3221 .
  • the first nozzle 371 may apply an adhesive in the form of a plurality of dots.
  • the basic unit may be manufactured in the secondary battery manufacturing method according to the present embodiment.
  • 10 is a cross-sectional view illustrating an electrode assembly manufactured by repeatedly forming a basic unit manufactured by a basic unit manufacturing step of a method for manufacturing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • 11 is a cross-sectional view illustrating an electrode assembly manufactured by repeatedly forming a basic unit manufactured by a basic unit manufacturing step of a secondary battery manufacturing method according to another embodiment of the present invention.
  • the electrode assembly manufacturing step is performed by repeating the basic unit 30 a plurality of times around the electrode laminate 40 , the electrode laminate 20 of FIG. 4 .
  • the electrode laminate 20 of FIG. 4 may be a step of manufacturing the electrode assembly 3 by attaching the fixing tape 50 .
  • the electrode assembly 3 may omit the fixing tape 50 as shown in FIG. 10 .
  • one end of the separator 322 may surround a portion of the outer surface of the electrode stack 40 .
  • the electrode assembly manufacturing step may be performed separately from the above-described basic unit manufacturing step, or may include the above-described basic unit manufacturing step in the electrode assembly manufacturing step.
  • the basic unit 30 of this embodiment may be in a state in which the electrodes 3112 and 3122 and the separator 322 are adhered to each other with an adhesive 34 , like the basic unit 10 of FIG. 4 . Accordingly, the alignment between the electrodes 3112 and 3122 and the separator 322 may be maintained by the adhesive force of the adhesive 34 .
  • the separator 322 covers the upper and lower portions and one side of the electrodes 3112 and 3122, and thus the basic units 30 are each without a separate fixing tape 50 as shown in FIG. 4 . It is possible to maintain the stacked alignment state of In addition, when the fixing tape 50 of FIG. 4 is attached to the outside of the electrode stack 40 of this embodiment or one end of the separator 322 is wrapped around, the stacking alignment state of the basic units 30 . can be kept more stable.
  • the adhesive 34 may be disposed at the same position between the electrodes 3112 and 3122 and the separator 322 .
  • the adhesive 34 positioned between the lower portion of the first electrode 3112 and the separator 322 and the upper portion of the first electrode 3112 and the separator may be disposed on the same vertical line with respect to the bottom surface, and the spacing at which the adhesive 34 is disposed may be the same. This may be similarly described in the case of the adhesive 34 positioned between the second electrode 3122 and the separator 322 .
  • the adhesive 34 is disposed at the same position between the electrodes 3112 and 3122 and the separator 322, so that the process time and efficiency can be increased. There is an advantage.
  • the adhesive 34 is disposed between the electrodes 3112 and 3122 and the separator 322 and is a layer adjacent to each other.
  • Adhesives 34 disposed on the may be disposed in a crossed shape.
  • the first adhesive 34 - 1 and the first electrode 3112 positioned between the lower portion of the first electrode 3112 and the separator 322 .
  • the second adhesive 34 - 2 may be disposed to cross each other between the upper portion of the and the separator 322 .
  • first adhesive 34 - 1 and the second adhesive 34 - 2 may have the same spacing as the positions of the first adhesive 34 - 1 and the second adhesive 34 - 2 intersecting each other. This may be similarly explained in the case of the adhesive 14 positioned between the second electrode 3122 and the separator 322 .
  • the first adhesive 34-1 and the second adhesive 34-2 may be arranged to cross each other.
  • a separate nozzle is additionally disposed in addition to the first nozzle 371 and the second nozzle 372, so that the first adhesive 34-1 and the second adhesive 34- 2) may be arranged to cross each other. More specifically, the separate nozzle is disposed at a position different from that of the first nozzle 371 and the second nozzle 372 , so that the first adhesive 34 - 1 is separated from the first nozzle 371 and the second nozzle 372 . ) and the second adhesive 34-2 are applied, and the other one of the first adhesive 34-1 and the second adhesive 34-2 is applied from the separate nozzle, so that the first adhesive 34 is applied. -1) and the second adhesive 34-2 may be disposed to cross each other.
  • the present invention is not limited thereto, and the structure in which the first adhesive 34 - 1 and the second adhesive 34 - 2 cross each other may be applied and manufactured by various methods.
  • the adhesive 34 is disposed between the electrodes 3112 and 3122 and the separator 322, while the adhesive 34 disposed in layers adjacent to each other crosses each other. Since it is disposed in a fixed shape, it is possible to minimize an increase in the thickness of the electrode assembly 4 due to the adhesive 34 . In addition, since the adhesives 34 disposed in adjacent layers cross each other, the adhesive 34 may be more easily dissolved in the electrolyte included in the initial cell 0 to be described later.
  • FIGS. 12 and 13 are exploded perspective views of a basic unit manufactured in a basic unit manufacturing step of a method for manufacturing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • the basic unit 10 is. 2 to 5
  • the separator 13 , the first electrode 11 , the separator 13 , and the second electrode 12 may have a structure in which they are alternately stacked.
  • the separator 13 positioned under the first electrode 11 is referred to as an upper separator
  • the separator 13 positioned under the second electrode 12 is referred to as an upper separator.
  • the separator 322 is folded to cover the electrodes 3112 and 3122 in a zigzag shape
  • the first electrode 3112 and the separator 322 and the second electrode 3122 may have a structure in which they are alternately stacked.
  • the surface on which the separation membrane 322 is folded is omitted and illustrated.
  • first electrode tabs 11t and 3112t are formed at one end of the first electrodes 11 and 3112
  • a second electrode is formed at one end of the second electrodes 12 and 3122 .
  • Tabs 12t and 3122t may be formed.
  • the first electrodes 11 and 3112 and the second electrodes 12 and 3122 may be disposed such that the first electrode tabs 11t and 3112t and the second electrode tabs 12t and 3122t face different directions. .
  • adhesive layers 14 and 34 may be formed between the first electrodes 11 and 3112 and the separators 13 and 322 and between the second electrodes 13 and 3122 and the separators 12 and 322 .
  • the adhesive layers 14 and 34 may be formed by applying an adhesive in the form of a plurality of dots as shown in FIG. 12 .
  • the plurality of dots may be arranged at regular intervals.
  • the adhesive layers 14 and 34 may include an adhesive component that is dissolved in the electrolyte contained in the initial cell 0 to be described later.
  • the adhesive layers 14 and 34 are disposed in the form of a plurality of dots, so that they can be more easily dissolved in the electrolyte.
  • the adhesive layers 14 and 34 include an adhesive component dissolved in an electrolyte, and in the final battery cell, the adhesive layers 14 and 34 are the surfaces of the first electrodes 11 and 3112 and the second electrodes 12 and 3122 . Since it does not remain on the surface, it is possible to prevent deterioration of cell performance due to the adhesive layers 14 and 34 .
  • the basic units 10 ′ and 30 ′ may be described mostly the same as the basic units 10 and 30 of FIG. 12 , and the following description will be focused on the adhesive layers 14 and 34 .
  • the adhesive layers 14 and 34 may include first adhesive layers 1410 and 3410 and second adhesive layers 1420 and 3420 .
  • the first adhesive layers 1410 and 3410 are located between the center of the first electrodes 11 and 3112 and the separators 13 and 322 and between the centers of the second electrodes 12 and 3122 and the separators 13 and 322 . can do.
  • the second adhesive layers 1420 and 3420 may be located at both ends of the separators 12 and 322 adjacent to the first electrode tabs 11t and 3112t or the second electrode tabs 12t and 3122t. can More specifically, the second adhesive layers 1420 and 3420 may be positioned between the first electrode tabs 11t and 3112t and the separators 13 and 322 and between the second electrode tabs 12t and 3122t.
  • the second adhesive layers 1420 and 3420 are formed between the first electrode tabs 11t and 3112t and the separators 13 and 322 , the first electrode tabs 11t and 3112t and the separator 13 .
  • 322 may be formed only in portions facing each other, and the second electrode tabs 12t and 3122t and the separators 13 and 322 are formed between the second electrode tabs 12t and 3122t and the separators 13 and 322. They may be formed only in portions facing each other.
  • first adhesive layers 1410 and 3410 and the second adhesive layers 1420 and 3420 may be formed by applying an adhesive in the form of a plurality of dots, respectively.
  • the first adhesive layers 1410 and 3410 may include an adhesive component dissolved in an electrolyte solution included in the initial cell 0 to be described later.
  • the second adhesive layers 1420 and 3420 may include an adhesive component that is not soluble in the electrolyte.
  • first adhesive layers 1410 and 3410 and second adhesive layers 1420 and 3420 may be formed, respectively.
  • a separate nozzle is additionally disposed in addition to the nozzles 21 of FIGS. 2 and 3 or the nozzles 37 of FIGS. 6 to 9 to form the first adhesive layers 1410 and 3410 .
  • second adhesive layers 1420 and 3420 may be formed, respectively. More specifically, the separate nozzles are disposed adjacent to both ends of the separation membranes 12 and 322, and the first adhesive layer ( 1410 and 3410 are formed, and second adhesive layers 1420 and 3420 may be formed from the separate nozzle.
  • first adhesive layers 1410 and 3410 and the second adhesive layers 1420 and 3420 may be formed by applying different adhesives by various methods.
  • the first adhesive layers 1410 and 3410 are formed between the central portions of the first electrodes 11 and 3112 and the separators 13 and 322 and the second electrode 12 , 3122) and located between the separators 13 and 322, in the final battery cell, the first adhesive layers 15 and 35 are formed on the surfaces of the first electrodes 11 and 3112 and the second electrodes 12 and 3122. Since it does not remain, cell performance degradation due to the first adhesive layers 1410 and 3410 may be prevented.
  • the second adhesive layers 1420 and 3420 are formed between the first electrode tabs 11t and 3112t and the separators 13 and 322 and the second electrode tab 12t , 3122t), the second adhesive layers 1420 and 3420 in the final battery cell do not dissolve in the electrolyte, so that the first electrode tabs 11t and 3112t and the second electrode tabs 12t and 3122t face each other It is possible to prevent the separation membranes 13 and 322 from being folded.
  • the second adhesive layers 1420 and 3420 may prevent the first electrodes 11 and 3112 and the second electrodes 12 and 3122 from being separated from the separators 13 and 322 in the final battery cell.
  • the second adhesive layers 1420 and 3420 are positioned between the pair of separators 13 and 322 facing each other, and the separators 13 and 322 and the first electrodes 11 and 3112 and/or the second electrode ( 12, 3122) may be formed in a portion other than the contact portion.
  • the second adhesive layers 1420 and 3420 are positioned between the pair of separators 13 and 322 facing each other, and do not come into contact with the first electrodes 11 and 3112 and the second electrodes 12 and 3122.
  • the second adhesive layers 1420 and 3420 include the first electrodes 11 and 31112 and/or the second electrodes 12 and 3122, the separators 13, It is formed at a position that avoids a portion in contact with the 322 , so that the second adhesive layers 1420 and 3420 are formed between the first electrodes 11 and 31112 and/or the second electrodes 12 and 3122 between the separators 13 and 322 . may not interfere with lithium ion migration. That is, the second adhesive layers 1420 and 3420 can prevent the above-described separators 13 and 322 from being folded without degrading cell performance, and the first and second electrodes 11 and 3112 and the second electrode 12 can be formed. , 3122 can be prevented from being separated from the separation membranes 13 and 322 .
  • 14 is a perspective view illustrating an initial cell manufacturing step of a method for manufacturing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • 15 is a front view illustrating a formation process of a method for manufacturing a secondary battery according to another embodiment of the present invention.
  • the method for manufacturing a secondary battery according to the present embodiment may include an initial cell manufacturing step after the electrode assembly manufacturing step.
  • the above-described electrode assemblies 1, 2, 3, 4 are accommodated in the pouch case 70, the electrolyte is injected into the pouch case 70, and then the pouch case rim 71 is sealed. It may be a step of manufacturing the cell (0).
  • the pouch case 70 may include a gas pocket portion 75 extending to one side of the cup portion in which the electrode assemblies 1, 2, 3, and 4 are accommodated. After accommodating the electrode assemblies (1,2,3,4) and the electrolyte in the cup portion, the pouch case edge 71 may be sealed.
  • sealing may be performed at the rim of the cup part and the outer rim of the gas pocket part 75 . That is, by sealing the edge of the region where the cup part and the gas pocket part 75 are combined to draw a closed curve, the region where the cup part and the gas pocket part 75 are combined can be sealed to the outside. That is, it is cut off from the outside, and after sealing, the cup part and the gas pocket part 75 have a structure in which they can communicate with each other.
  • the step of manufacturing the final cell by post-processing the initial cell (0) may be performed.
  • the adhesive applied to the surface of at least one of the electrode and the separator 13 and 322 in the previous basic unit manufacturing step may be dissolved.
  • the electrolyte contained in the initial cell 0 may be an organic solvent, meaning that the adhesive 14 is dissolved may mean that the adhesives 14 and 34 are dissolved into the electrolyte, which is an organic solvent.
  • the adhesives 14 and 34 do not remain on the electrode surface.
  • the separators 13 and 322 since the separators 13 and 322 are generally porous sheets, some of the adhesives 14 and 34 may permeate into the separators 13 and 322 . At this time, in the final cell manufacturing step described above, the adhesives 14 and 34 penetrating into the separators 13 and 322 may be dissolved into the electrolyte, and in this process, the adhesives 14 and 34 to the separators 13 and 322 . Traces of application may remain.
  • the application traces of the adhesives 14 and 34 mean that the components of the adhesives 14 and 34 do not remain, but some of the outer surfaces of the separators 13 and 322 are deformed by the adhesives 14 and 34.
  • the present invention is not limited thereto, and the traces of the application of the adhesives 14 and 34 are applied in various ways, such as traces that can confirm whether the adhesives 14 and 34 are applied with the naked eye. It may mean a trace that can confirm whether or not the
  • the application traces of the adhesives 14 and 34 formed on the separators 13 and 322 may be formed at the same position as the position where the adhesives 14 and 34 are applied.
  • the adhesives 14 and 34 for bonding the electrode and the separator used in the secondary battery manufacturing method according to the present embodiment may be an acrylate-based adhesive.
  • the acrylate-based adhesives 14 and 34 it may be possible for the adhesives 14 and 34 to dissolve into the electrolyte solution.
  • the final cell manufacturing step may include a formation process in which the initial cell 0 is charged and activated at a high temperature higher than room temperature.
  • the formation process (activation process) is a process in which an SEI layer is formed on the surface of the electrode plates of the electrode assembly through a charging process and is charged, and through this, the secondary battery can be formed to supply power. have.
  • the formation process may be performed at a temperature of 45 degrees Celsius or more.
  • at least a portion of the adhesives 14 and 34 may be dissolved in the formation process.
  • the formation process may be performed at a temperature between 50 degrees Celsius and 70 degrees Celsius. Dissolution of the adhesive 14 is more likely to occur at a temperature above 50, which is higher than 45 degrees. And at a temperature of 70 degrees or more, it may be undesirable because the performance of the cell product may deteriorate.
  • the formation process includes a jig pressing process of pressing both sides of the initial cell 0 using a jig 500 . can do.
  • the gas generated inside the electrode assemblies 1 , 2 , 3 and 4 may smoothly move to the gas pocket unit 75 .
  • the gas that has moved to the gas pocket part 75 may be smoothly discharged to the outside of the cell in a subsequent degas process. If the jig pressing process is performed during the formation process, the process of dissolving the adhesive 14 in the electrolyte may be easier.
  • the jig pressing process may include a process of applying and releasing the pressure of the jig 500 for pressing both sides of the initial cell 0 . That is, the jig 500 may repeat the process of one cycle of applying pressure to pressurize the initial cell 0 and releasing it at least twice.
  • the process of one cycle of applying and releasing the pressure by the jig 500 may be a process of directly applying a physical force to the adhesives 14 and 34 in dissolution by alternating positive and negative pressures. Accordingly, it is possible to obtain the effect of allowing the dissolution of the adhesives 14 and 34 to occur significantly better.
  • a control device may be connected to the jig device for more systematic operation. Accordingly, the positive pressure time and the negative pressure time can be adjusted, and the magnitude of the positive pressure and the magnitude of the negative pressure can also be controlled. In this way, a more effective adhesive dissolution system can be implemented.
  • the formation process is performed at a temperature between 55 degrees Celsius and 65 degrees Celsius, and at the same time, the initial cell 0 using a jig 500 It may include a jig pressing process of pressing both sides of the.
  • the adhesives 14 and 34 may not remain on the electrode surface.
  • traces of application of the adhesives 14 and 34 may remain.
  • the region where the adhesives 14 and 34 remain may become an unreacted region in which electrode reaction does not occur, resulting in degradation of battery performance.
  • the adhesives 14 and 34 are all dissolved and disappear from the surface of the electrodes or separators 13 and 322, the unreacted regions due to the adhesives 14 and 34 disappear to prevent performance degradation and achieve excellent battery performance.
  • the final cell manufacturing step of the secondary battery manufacturing method according to the present embodiment may further include a pre-aging process of storing the initial cell 0 at room temperature before the formation process.
  • the pre-aging process at room temperature may be performed for about 1.5 days.
  • the pre-aging process may be a process that gives time so that the electrolyte is sufficiently impregnated between the electrode and the separators 13 and 322 .
  • at least a portion of the adhesives 14 and 34 may be dissolved even in the pre-aging process.
  • the final cell manufacturing step of the secondary battery manufacturing method according to the present embodiment may further include a room temperature aging process of storing the initial cell 0 at room temperature after the formation process.
  • the room temperature aging process may be performed for about 1 day.
  • the final cell manufacturing step may further include a high temperature aging process of storing the initial cell 0 at a temperature of 60 to 65 degrees Celsius after the room temperature aging process and before the degassing process.
  • the final cell manufacturing step of the secondary battery manufacturing method according to the present embodiment may include a degassing process after the high temperature aging process.
  • the degas process may be a process of discharging the internal gas of the initial cell 0 to the outside.
  • the gas discharged from the degas process may be the internal gas mainly generated in the formation process stored in the gas pocket unit 75 .
  • a through hole may be formed in the gas pocket part 75 to allow gas to be discharged to the outside.
  • the final cell manufacturing step may include a resealing process of resealing the initial cell 0 to be sealed to the outside again after the degas process. Through this, the final cell manufacturing step can manufacture the final cell.
  • the adhesives 14 and 34 may be dissolved and no longer remain on the surfaces of the internal electrodes or separators 13 and 322 of the final cell thus manufactured. In particular, on the separators 13 and 322 , as described above, traces of application of the adhesives 14 and 34 may remain.
  • the secondary battery manufacturing method may further include a final charging/discharging step of charging and discharging the final cell after the final cell manufacturing step.
  • the final charge/discharge step may include a process of measuring the battery capacity of the final cell, and may include a process of finally charging the battery to a set voltage for shipment of the final product.
  • a battery cell accommodating an electrode assembly in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are alternately stacked and an electrolyte solution was prepared.
  • the adhesive is applied in the form of a plurality of dots between the positive electrode and the separator and between the negative electrode and the separator.
  • the separator is CCS (Ceramic Coated Separator)
  • the adhesive includes an acrylate-based adhesive material
  • the electrolyte is a standard electrolyte in which EC (ethylene carbonate) and EMC (ethylmethyl carbonate) are mixed in a ratio of 3:7. .
  • Fig. 16 (a) is an image confirmed with the naked eye
  • Fig. 16 (b) is an image taken by magnifying it with a microscope.
  • the adhesive was applied between the positive electrode and the separator and between the negative electrode and the separator in the electrode assembly unit through the traces of the adhesive application left on the outer surface of the separator.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법은, 전극과 분리막이 교대로 적층되어 있고, 상기 전극과 상기 분리막 중 적어도 어느 하나의 표면에 접착제가 도포되어 상기 전극과 상기 분리막이 서로 접착되어 있는 전극 조립체를 제조하는 전극 조립체 제조 단계; 및 상기 전극 조립체를 전해액과 함께 파우치 케이스 내에 수용하여, 상기 파우치 케이스를 실링함으로써 전지 셀을 제조하는 전지 셀 제조 단계를 포함하고, 상기 접착제 중 적어도 일부는 상기 전해액에 용해되면서, 상기 분리막에 접착제 도포 흔적이 형성된다.

Description

이차 전지 및 이의 제조 방법
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2020년 11월 18일자 한국 특허 출원 제10-2020-0155000호 및 2021년 09월 16일자 한국 특허 출원 제10-2021-0124053호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 이차 전지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 전극과 분리막을 적층하여 단위셀을 제조할 때, 전극 또는 분리막이 정위치에서 이탈하는 것을 방지하도록 하는 방법이며, 특히, 종래의 라미네이션에 의한 기본 단위체 셀 제작 방법과 대비하여 생산 비용을 줄일 수 있고, 높은 열과 압력으로 인하여 발생하는 공정상의 불량률을 낮추면서도, 전지의 성능저하를 막을 수 있는 이차 전지 및 이의 이차전지 제조 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 전극의 상하면에 각각 분리막이 적층되고, 그 이후에 최상단에 상부 전극이 더 적층될 수 있다. 그리고 전극과 분리막이 적층된 적층체에 열 및 압력을 인가하는 라미네이팅 공정이 수행될 수 있다. 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.
한편, 이러한 문제를 해결하는 한 방편으로 접착제를 이용하여 단위 셀을 제작하는 방법을 생각할 수 있으나, 이 경우 접착제가 전극 표면에 존재하여 해당 부분에서는 전극이 제 기능을 발휘할 수 없는바 전지 성능이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 전극과 분리막을 적층하여 단위셀을 제조할 때, 전극 또는 분리막이 정위치에서 이탈하는 것을 방지하는 이차 전지 및 이의 제조 방법이다.
특히, 종래의 라미네이션에 의한 기본 단위체 셀 제작 방법과 대비하여 생산 비용을 줄일 수 있고, 높은 열과 압력으로 인하여 발생하는 공정상의 불량률을 낮추면서도, 전지의 성능저하를 막을 수 있는 이차 전지 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법은, 전극과 분리막이 교대로 적층되어 있고, 상기 전극과 상기 분리막 중 적어도 어느 하나의 표면에 접착제가 도포되어 상기 전극과 상기 분리막이 서로 접착되어 있는 전극 조립체를 제조하는 전극 조립체 제조 단계; 및 상기 전극 조립체를 전해액과 함께 파우치 케이스 내에 수용하여, 상기 파우치 케이스를 실링함으로써 전지 셀을 제조하는 전지 셀 제조 단계를 포함하고, 상기 접착제 중 적어도 일부는 상기 전해액에 용해되면서, 상기 분리막에 접착제 도포 흔적이 형성된다.
상기 전지 셀 제조 단계는 상기 전지 셀을 상온보다 높은 온도에서 충전하며 활성화하는 포메이션 공정을 더 포함하고, 상기 접착제 중 적어도 일부는 상기 포메이션 공정에서 상기 전해액에 용해될 수 있다.
상기 포메이션 공정은 섭씨 50도 이상 섭씨 70도 이하의 온도에서 진행될 수 있다.
상기 포메이션 공정은 지그를 이용하여 상기 초기 셀의 양 측면을 가압하는 지그 가압 공정을 포함할 수 있다.
상기 포메이션 공정은 섭씨 55도 이상 섭씨 65도 이하의 온도에서 진행되고, 상기 접착제는 상기 포메이션 공정에서 상기 전해액에 모두 용해되어, 상기 전극 표면에 위치한 상기 접착제가 제거되어 있을 수 있다.
상기 접착제는 아크릴레이트계 접착제이고, 상기 전해액은 유기 용매일 수 있다.
상기 이차 전지 제조 방법은, 상기 전극과 상기 분리막의 적층 단위체인 기본단위체를 제조하는 기본 단위체 제조 단계를 더 포함하고, 상기 전극 조립체는 상기 기본 단위체가 복수 개 적층되어 형성된 전극 적층체의 둘레에 고정테이프를 부착하여 제조될 수 있다.
상기 기본단위체 제조 단계는, 하부 분리막 릴로부터 하부 분리막이 권출되는 단계; 권출된 상기 하부 분리막에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제1 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 접착제가 도포된 상기 하부 분리막의 일면에, 제1 전극이 안착하는 단계; 상부 분리막 릴로부터 상부 분리막이 권출되는 단계; 권출된 상기 상부 분리막에서 상기 제1 전극과 맞닿는 일면 중 적어도 일부에, 제2 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 상기 상부 분리막에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 제3 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 및 제3 노즐이 접착제를 도포한 이후에, 접착제가 도포된 상기 상부 분리막의 타면에, 제2 전극이 안착하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 및 상기 제3 노즐은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포할 수 있다.
상기 이차 전지 제조 방법은, 상기 분리막이 폴딩되어 상기 전극을 커버하며, 상기 전극과 상기 분리막이 적층되어 있는 기본 단위체를 제조하는 기본 단위체 제조 단계를 더 포함하고, 상기 전극 조립체는, 상기 기본 단위체가 반복 형성되어 제조될 수 있다.
상기 기본단위체 제조 단계는, 전극 릴로부터 전극 시트가 권출되어, 상기 전극 시트로부터 복수의 전극이 형성되는 단계; 상기 전극과 적층되는 분리막이 분리막 릴로부터 권출되는 단계; 상기 분리막이 테이블 상면에 안착하는 단계; 및 상기 테이블에 안착한 상기 분리막 및 상기 전극 중 적어도 일부에 노즐이 접착제를 도포하는 단계를 포함하고, 상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함할 수 있다.
상기 접착제 도포 단계 이후에 폴딩 단계를 더 포함하고, 상기 폴딩 단계는, 상기 분리막에 상기 제1 전극이 안착하면, 상기 분리막의 일측이 폴딩되어 상기 제1 전극을 커버하고, 상기 분리막에 상기 제2 전극이 안착하면, 상기 분리막의 타측이 폴딩되어 상기 제2 전극을 커버할 수 있다.
상기 노즐은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지는, 전극 및 분리막이 교대로 적층되어 있는 전극 조립체; 및 상기 전극 조립체와 전해액을 함께 수용하는 파우지 케이스를 포함하고, 상기 분리막은 상기 전극과 접하는 면에 적어도 하나의 접착제 도포 흔적이 남아 있고, 상기 접착제 도포 흔적은 상기 전극과 상기 분리막 사이에 형성된 제1 접착층이 상기 전해액에 용해된 흔적일 수 있다.
상기 제1 접착층은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제가 도포되어 형성되고, 상기 접착제 도포 흔적은 상기 제1 접착층이 형성된 위치에 도트 형태로 형성되어 있을 수 있다.
상기 접착제는 아크릴레이트계 접착제이고, 상기 전해액은 유기 용매일 수 있다.
상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 분리막은 상부 분리막 및 하부 분리막을 포함하고, 상기 전극 조립체는 상기 하부 분리막, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막, 및 상기 제2 전극이 교대로 적층되어 있는 구조를 가질 수 있다.
상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고, 상기 전극 조립체는, 상기 분리막에 상기 제1 전극이 안착되어, 상기 분리막의 일측이 폴딩되어 상기 제1 전극을 커버하고 있고, 상기 분리막에 상기 제2 전극이 안착되어, 상기 분리막의 타측이 폴딩되어 상기 제2 전극을 커버하고 있을 수 있다.
상기 전극의 일 단부에 전극 탭이 형성되어 있고, 상기 전극 탭과 상기 분리막 사이에 제2 접착층이 형성되어 있고, 상기 제2 접착층은 상기 전해액에 용해되지 않는 접착제 성분을 포함할 수 있다.
상기 제2 접착층은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제가 도포되어 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 이차전지 및 이의 제조 방법은, 전극과 분리막이 교대로 적층되어 있고, 상기 전극과 상기 분리막 중 적어도 어느 하나의 표면에 접착제가 도포되어 상기 전극과 상기 분리막이 서로 접착되어 있는 전극 조립체를 전해액과 함께 파우치 케이스 내에 수용하는 이차 전지 및 이의 제조 방법으로서, 상기 접착제 중 적어도 일부는 상기 전해액에 용해되면서, 상기 분리막에 접착제 도포 흔적이 형성되고, 상기 접착제 도포 흔적은 상기 접착제의 성분을 포함하지 않는다.
그에 따라 전극과 분리막을 적층하여 전극 조립체를 제조할 때, 상기 접착제에 의해 전극 또는 분리막이 정위치에서 이탈하는 것을 방지하도록 할 수 있다. 또한 전지 셀에서 상기 접착제가 전해액에 용해되어, 상기 접착제에 의한전지의 성능 저하를 방지할 수 있는 이차전지 및 이의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법을 도시하는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계를 도시하는 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본단위체를 적층하여 형성된 전극조립체를 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본단위체를 적층하여 형성된 전극조립체를 도시하는 단면도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계를 도시하는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본 단위체가 반복 형성되어 제조된 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본 단위체가 반복 형성되어 제조된 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에서 제조된 기본 단위체의 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 초기 셀 제조 단계를 도시하는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 포메이션 공정을 도시하는 정면도이다.
도 16은 분리막 표면에 남아 있는 접착제 도포 흔적을 나타내는 도면이다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해
이하에서는 첨부의 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분 또는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하였으며, 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서는, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법을 도시하는 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법은 기본단위체 제조 단계, 전극조립체 제조 단계, 초기 셀 제조 단계, 및 최종 셀 제조 단계를 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법에서, 기본 단위체 제조 단계 및 전극 조립체 제조 단계를 중심으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계를 도시하는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계를 도시하는 정면도이다.
먼저, 본 실시예에서, 기본단위체(10)는 전극과 분리막(13)의 적층 단위체일 수 있다. 즉, 전극과 분리막(13)이 순차로 적층되어 하나의 기본단위체(10)를 이루고, 그 기본단위체(10) 복수개를 적층하면 전극적층체(20)가 될 수 있다.
본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법에서, 기본단위체 제조 단계는 전극과 분리막(13) 중 적어도 어느 하나의 표면에 접착제(14)가 도포되어 전극과 분리막(13)이 서로 접착되어 있는 기본단위체(10)를 제조하는 단계일 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 기본단위체 제조 단계는, 하부 분리막 릴(110)로부터 하부 분리막 시트(111)가 권출되는 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 권출된 하부 분리막 시트(111)에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제1 노즐(211)이 접착제(14)를 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 노즐(211)은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제(14)를 도포할 수 있다. 그 다음으로는 제1 노즐(211)에 의하여 접착제(14)가 도포된 하부 분리막 시트(111)의 일면에, 제1 전극(11)이 안착하는 단계가 이어질 수 있다. 제1 전극(11)은 제1 전극 릴(11-1)로부터 권출되는 제1 전극(11) 시트를 제1 커터(221)가 소정의 크기로 절단하여 상기 하부 분리막 시트(111)의 일면에 안착되도록 할 수 있다. 제1 노즐(211)에 의하여 도포된 접착제(14)에 의하여 제1 전극(11)과 하부 분리막이 접착될 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법은 상부 분리막 릴(120)로부터 상부 분리막 시트(121)가 상부 분리막 릴(120)로부터 권출되는 단계를 포함할 수 있다. 상부 분리막 시트(121)가 권출되면, 권출된 상부 분리막 시트(121)에서 제1 전극(11)과 맞닿는 일면 중 적어도 일부에, 제2 노즐(212)이 접착제(14)를 도포하는 단계가 수행될 수 있다. 제2 노즐(212)은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제(14)를 도포할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 노즐(212)이 상부 분리막 시트(121) 일면에 접착제(14)를 도포한 이후에 상부 분리막 시트(121)는 일면과 타면이 서로 반전될 수 있다. 이는 접착제(14)는 상측에서 하측으로 떨어지는 형태로 도포되는데, 상부 분리막 시트(121)에서 제1 전극(11)과 맞닿는 일면은 제1 전극(11)과 맞닿기 위해서 아래를 향하게 되는 부분이기 때문에, 접착제(14)를 도포할 때의 상태와 제1 전극(11)과 접착할 때의 상태가 상하 반전된 형태일 수 있다.
상부 분리막 시트(121)가 상하 반전되어 제1 전극(11)과 서로 접착되게 되면, 이후 상부 분리막 시트(121)에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 제3 노즐(213)이 접착제(14)를 도포하는 단계가 수행될 수 있다. 즉, 하부 분리막 시트(111), 제1 전극(11), 상부 분리막 시트(121)가 하측에서 상측으로 순차로 적층되어 있는 적층체의 상부에 제3 노즐(213)이 접착제(14)를 도포할 수 있다. 이 경우 제3 노즐(213)은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제(14)를 도포할 수 있다.
그리고, 이와 같이 제3 노즐(213)이 접착제(14)를 도포한 이후에, 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조 방법에서 기본단위체 제조 단계는, 접착제(14)가 도포된 상부 분리막 시트(121)의 타면에, 제2 전극(12)이 안착하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 전극(12)은 제2 전극 릴(12-1)에서 권출되어 나오는 제2 전극(12) 시트를 제2 커터(222)를 이용하여 절단함에 의하여 형성될 수 있다. 이를 통해 4층 구조가 형성될 수 있다. 즉, 제2 전극(12)이 안착하는 단계 이후에, 하부 분리막 시트(111), 제1 전극(11), 상부 분리막 시트(121) 및 제2 전극(12)이 순서대로 적층되어 형성된 4층 구조 적층체(130)가 형성될 수 있다.
그리고 이러한 4층 구조 적층체(130)의 상하 양 면에 가압 닙 롤(230)이 각각 배치되어 회전하면서 4층 구조 적층체(130)에 압력을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 가압 닙 롤(230)에 의한 압력 인가 단계를 통해 4층 구조 적층체(130) 내에 들뜨는 부분이 없도록 할 수 있다. 그에 따라 전극과 분리막(13)이 밀착되어 접착될 수 있다.
도 2 및 도 3에서 도시되는 바와 같이, 4층 구조 적층체(130)에 압력을 인가하는 단계 이후에는 커터가 4층 구조 적층체(130)를 일정 간격으로 절단하여 기본단위체(10)를 형성하는 단계를 더 포함될 수 있다. 이는 전극과 전극 사이 간격 부분에 위치하는 상부 분리막 시트(121) 부분 및 하부 분리막 시트(111) 부분을 제3 커터(223)로 커팅하여 기본단위체(10)를 제조하는 것일 수 있다.
본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법에 있어서 기본단위체 제조 단계를 따르면, 전극과 분리막을 적층하여 단위셀(즉, 기본단위체)을 제조할 때, 전극을 분리막 시트(111, 121) 상에 안착할 때마다 접착제(14)를 미리 도포함으로써, 고가의 분리막을 사용하지 않더라도 전극의 위치가 이탈하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 라미네이팅 공정을 수행할 필요가 없어 높은 열과 압력으로 인하여 발생하는 공정상의 불량률을 낮출 수 있다. 그리고, 라미네이터를 제거할 수 있으므로, 단위셀 제조 장치의 부피가 감소하고 제조 공정이 간소화될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본단위체(10)를 적층하여 형성된 전극조립체(1)를 도시하는 단면도이다. 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 기본단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본단위체를 적층하여 형성된 전극조립체를 도시하는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법에서, 전극조립체 제조 단계는 기본단위체(10)를 복수개 적층하여 형성된 전극적층체(20)의 둘레에 고정테이프(50)를 부착하여 전극조립체(1)를 제조하는 단계일 수 있다. 여기서, 전극 조립체 제조 단계는 상술한 기본 단위체 제조 단계와 별개로 진행되거나, 전극 조립체 제조 단계에 상술한 기본 단위체 제조 단계가 포함할 수 있다.
기본단위체(10) 내에서, 전극(11, 12)과 분리막(13)은 접착제(14)로 서로 접착되어 있는 상태이고, 그에 따라 전극(11, 12)과 분리막(13)은 접착제(14)의 접착력에 의하여 정렬도를 유지할 수 있다. 그리고 적층되어 있는 기본단위체(10)와 기본단위체(10)는 외측에 부착되는 고정테이프(50)에 의하여 상대 위치가 고정될수 있다. 즉, 고정테이프(50)의 고정력에 의하여 기본단위체(10)끼리의 적층 정렬 상태를 유지할 수 있다. 참고로 고정테이프(50)를 부착하기 전의 적층체 상태가 전극적층체(20)로 명명될 수 있고, 고정테이프(50)를 부착한 후의 적층체 상태를 전극조립체(1)로 명명할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(1)에서, 접착제(14)는 전극(11, 12)과 분리막(13) 사이마다 동일한 위치에 배치되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 4와 같이, 본 실시예의 전극 조립체(1)에서, 제1 전극(11)의 하부와 분리막(13) 사이에 위치하는 접착제(14)와 제1 전극(11)의 상부와 분리막(13) 사이에 접착제(14)는 바닥면을 기준으로 각각 동일한 수직선 상에 배치되어 있을 수 있고, 접착제(14)가 배치되어 있는 간격은 서로 동일할 수 있다. 이는 제2 전극(12)과 분리막(13) 사이에 위치한 접착제(14)의 경우에도 마찬가지로 설명될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(1)에서, 접착제(14)는 전극(11, 12)과 분리막(13) 사이마다 동일한 위치에 배치되어 있어, 공정 시간 및 효율성이 증대될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법에서 제조된 전극 조립체(2)에서, 접착제(14)는 전극(11, 12)과 분리막(13) 사이마다 배치되어 있으면서, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(14)는 교차된 형태로 배치되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 5와 같이, 본 실시예의 전극 조립체(2)에서, 제1 전극(11)의 하부와 분리막(13) 사이에 위치하는 제1 접착제(14-1)와 제1 전극(11)의 상부와 분리막(13) 사이에 제2 접착제(14-2)는 서로 교차되어 배치되어 있을 수 있다. 이 때, 제1 접착제(14-1)와 제2 접착제(14-2)는 위치가 서로 교차되어 있을 뿐, 도포되어 있는 간격은 서로 동일할 수 있다. 이는 제2 전극(12)과 분리막(13) 사이에 위치한 접착제(14)의 경우에도 마찬가지로 설명될 수 있다.
일 예로, 상술한 기본 단위체 제조 단계에서, 제1 노즐(211), 제2 노즐(212), 및 제3 노즐(213) 중 적어도 하나의 위치를 조절함에 따라, 제1 접착제(14-1) 및 제2 접착제(14-2)가 서로 교차되어 배치될 수 있다.
다른 일 예로, 상술한 기본 단위체 제조 단계에서, 제1 노즐(211), 제2 노즐(212), 및 제3 노즐(213) 이외에 별도의 노즐을 추가로 배치되어, 제1 접착제(14-1) 및 제2 접착제(14-2)가 서로 교차되어 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 별도의 노즐은 제1 노즐(211), 제2 노즐(212), 및 제3 노즐(213)과 다른 위치에 배치되어, 제1 노즐(211), 제2 노즐(212), 및 제3 노즐(213)로부터 제1 접착제(14-1) 및 제2 접착제(14-2) 중 하나가 도포되고, 상기 별도의 노즐로부터 제1 접착제(14-1) 및 제2 접착제(14-2) 중 다른 하나가 도포되어, 제1 접착제(14-1) 및 제2 접착제(14-2)가 서로 교차되어 배치될 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 접착제(14-1) 및 제2 접착제(14-2)가 서로 교차되어 배치되는 구조는 다양한 방식에 의해 도포되어 제조될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(2)에서, 접착제(14)는 전극(11, 12)과 분리막(13) 사이마다 배치되어 있으면서, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(14)는 교차된 형태로 배치되어 있어, 접착제(14)에 의한 전극 조립체(2)의 두께 증가를 최소화할 수 있다. 이와 더불어, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(14)가 서로 교차되어 있어, 후술되는 초기 셀(0)에 포함된 전해액에 접착제(14)가 보다 용이하게 용해될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법에서, 기본 단위체 제조 단계 및 전극 조립체 제조 단계를 중심으로 설명한다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계를 도시하는 개략도이다.
먼저, 본 실시예에서, 기본단위체(30)는 분리막(322)이 폴딩되어 전극(31)을 커버하며, 전극(31)과 분리막(322)이 적층되어 있는 단위체일 수 있다. 즉, 기본 단위체(30)는 분리막(322)의 일측 및 타측이 순차적으로 폴딩되어 전극(31)을 커버하면서, 전극(31)과 분리막(322)이 순차로 적층되어 있을 수 있다. 이러한 기본단위체(10)가 복수 회 반복 형성된 전극 적층체(40)가 제조될 수 있다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 실시 예에 따른 이차 전지 제조 방법은, 전극 릴(311, 312)로부터 전극 시트(3111, 3121)가 권출되어, 전극 시트(3111, 3121)로부터 복수의 전극(31)이 형성되는 단계; 전극(31)과 적층되는 분리막(322)이 분리막 릴(321)로부터 권출되는 단계; 분리막(322)이 테이블(36) 상면에 안착하는 단계; 및 테이블(36)에 안착한 분리막(322) 및 전극(31) 중 적어도 일부에 노즐(37)이 접착제를 도포하는 단계를 포함하고, 전극(31)은 제1 전극(3112) 및 제2 전극(3112)을 포함한다.
보다 구체적으로, 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법은, 제1 전극 릴(311)로부터 제1 전극 시트(3111)가 권출되면, 제1 커터(331)가 제1 전극 시트(3111)를 절단하여, 복수의 제1 전극(3112)이 형성될 수 있다. 이후, 제1 이송 장치(341)가 제1 전극(3112)을 이송시키면, 제1 헤더(351)가 제1 전극(3112)를 흡착한다.
한편, 도 6을 참조하면, 분리막 릴(121)로부터 분리막(322)이 권출되면, 분리막(322)의 제1 영역(3221)이 테이블(36)의 상면에 안착한다. 이후, 도 6과 같이, 제1 노즐(371)은 분리막(3222)의 제1 영역(3221) 중 적어도 일부에 접착제를 도포할 수 있다. 여기서, 제1 노즐(371)은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포할 수 있다.
이후, 테이블(36)이 제1 이송 장치(341)를 향해 이동할 수 있고, 제1 전극(3112)을 흡착한 제1 헤더(351)도 테이블(36)을 향해 이동할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 테이블(36)은 고정되어 있을 수 있다. 테이블(36)의 상방에 제1 헤더(351)가 위치하게 되면, 도 6과 같이, 제1 헤더(351)는 접착제가 도포된 분리막(322)의 제1 영역(3221)에 제1 전극(3112)을 안착시킬 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 6과 달리 분리막(322)의 제1 영역(3221)에 접착제가 도포되어 있지 않고, 제1 전극(3112)의 하부에 접착제가 미리 도포되어 있을 수 있다. 즉, 제1 전극(3112)의 하부에 접착제가 미리 도포된 상태에서, 제1 전극(3112)이 제1 헤더(351)에 의해 분리막(322)의 제1 영역(3221)에 안착될 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 이차 전지 제조 방법은, 상기 접착제 도포 단계 이후에 폴딩 단계를 더 포함하고, 상기 폴딩 단계는은, 분리막(322)에 제1 전극(3112)이 안착하면, 분리막(322)의 일측이 폴딩되어 제1 전극(3112)을 커버하고, 분리막(322)에 제2 전극(3122)이 안착하면, 분리막(322)의 타측이 폴딩되어 제2 전극(3122)을 커버할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 7을 참조하면, 제1 영역(3221)에 제1 전극(3112)이 안착한 후, 테이블(36)이 제2 전극(3122)을 이송하는 제2 이송 장치(342)를 향해 이동한다. 그러면, 분리막(322)의 일측이 폴딩되어, 분리막(322)의 제2 영역(3222)이 제1 전극(3112)을 커버할 수 있다. 여기서, 제1 전극(3112)이 분리막(322)의 제2 영역(3222)으로 커버되기 전에, 제1 노즐(371)에 의해 제1 전극(3112)의 상부 또는 분리막(322)의 제2 영역(3222)에 접착제가 미리 도포되어 있을 수 있다.
한편, 제2 전극 시트(3121)가 제2 전극 릴(312)로부터 권출되면, 제2 커터(332)가 제2 전극 시트(3121)를 절단하여, 복수의 제2 전극(3122)이 형성될 수 있다. 이후, 제2 이송 장치(342)가 제2 전극(3122)을 이송시키면, 제2 헤더(352)가 제2 전극(3122)을 흡착한다.
또한, 도 7 및 도 8과 같이, 제2 영역(3122)이 제1 전극(3112)을 커버하고 있으면, 제2 영역(3122)의 상방에 위치한 제2 노즐(372)이 분리막(322)의 제2 영역(3222) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다. 여기서, 제2 노즐(372)은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포할 수 있다.
이후, 도 8을 참조하면, 테이블(36)이 제2 이송 장치(342)를 향해 이동할 수 있고, 제2 전극(3122)을 흡착한 제2 헤더(352)도 테이블(36)을 향해 이동할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 테이블(36)은 고정되어 있을 수 있다. 테이블(36)의 상방에 제2 헤더(352)가 위치하게 되면, 도 8과 같이, 제2 헤더(352)는 접착제가 도포된 분리막(322)의 제2 영역(3222)에 제2 전극(3122)을 안착시킬 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 8과 달리 분리막(322)의 제2 영역(3222)에 접착제가 도포되어 있지 않고, 제2 전극(3122)의 하부에 접착제가 미리 도포되어 있을 수 있다. 즉, 제2 전극(3122)의 하부에 접착제가 미리 도포된 상태에서, 제2 전극(3122)이 제2 헤더(352)에 의해 분리막(322)의 제2 영역(3222)에 안착될 수 있다.
이후, 도 9를 참조하면, 제2 영역(3222)에 제2 전극(3122)이 안착한 후, 테이블(36)이 제1 전극(3112)을 이송하는 제1 이송 장치(341)를 향해 이동한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 테이블(36)은 고정되어 있을 수 있다. 그러면, 분리막(322)의 타측이 폴딩되어, 분리막(322)의 제1 영역(3221)이 제2 전극(3122)을 커버할 수 있다. 여기서, 제2 전극(3122)이 분리막(322)의 제1 영역(3221)으로 커버되기 전에, 제2 노즐(372)에 의해 제2 전극(3122)의 상부 또는 분리막(322)의 제1 영역(3221)에 접착제가 미리 도포되어 있을 수 있다.
그리고, 도 9와 같이, 제1 영역(3221)이 제2 전극(3122)을 커버하고 있으면, 제1 영역(3221)의 상방에 위치한 제1 노즐(371)이 분리막(322)의 제1 영역(3221) 중 적어도 일부에 접착제를 도포한다. 여기서, 제1 노즐(371)은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포할 수 있다.
즉, 상기의 과정들을 반복함으로써, 본 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법에서 기본 단위체가 제조될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본 단위체가 반복 형성되어 제조된 전극 조립체를 도시하는 단면도이다. 도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에 의하여 제조된 기본 단위체가 반복 형성되어 제조된 전극 조립체를 도시하는 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법에서, 전극조립체 제조 단계는 기본단위체(30)를 복수회 반복 형성된 전극적층체(40)의 둘레에, 도 4의 전극 적층체(20)와 같이 고정테이프(50)를 부착하여 전극조립체(3)를 제조하는 단계일 수 있다. 또한, 전극 조립체(3)는 도 4의 전극 조립체(1)와 달리, 도 10과 같이 고정 테이프(50)가 생략되어 있을 수 있다. 또한, 도 4의 고정 테이프(50)를 대신하여, 전극 조립체(3)는 분리막(322)의 일 단부가 전극 적층체(40)의 외면 중 일부를 감싸고 있을 수 있다. 여기서, 전극 조립체 제조 단계는 상술한 기본 단위체 제조 단계와 별개로 진행되거나, 전극 조립체 제조 단계에 상술한 기본 단위체 제조 단계가 포함할 수 있다.
본 실시예의 기본 단위체(30)는 도 4의 기본 단위체(10)와 같이, 전극(3112, 3122)과 분리막(322)이 접착제(34)로 서로 접착되어 있는 상태일 수 있다. 이에 따라, 전극(3112, 3122)과 분리막(322)은 접착제(34)의 접착력에 의하여 정렬도를 유지할 수 있다.
본 실시예의 전극 적층체(40)는 분리막(322)이 전극(3112, 3122)의 상하부 및 일 측면을 커버하고 있어, 도 4와 같은 별도의 고정 테이프(50) 없이도, 기본 단위체(30)끼리의 적층 정렬 상태를 유지할 수 있다. 또한, 본 실시예의 전극 적층체(40)의 외측에 도 4의 고정 테이프(50)가 부착되어 있거나, 분리막(322)의 일 단부가 감싸고 있는 경우에는, 기본 단위체(30)끼리의 적층 정렬 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(3)에서, 접착제(34)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322) 사이마다 동일한 위치에 배치되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 10과 같이, 본 실시예의 전극 조립체(3)에서, 제1 전극(3112)의 하부와 분리막(322) 사이에 위치하는 접착제(34)와 제1 전극(3112)의 상부와 분리막(322) 사이에 접착제(34)는 바닥면을 기준으로 각각 동일한 수직선 상에 배치되어 있을 수 있고, 접착제(34)가 배치되어 있는 간격은 서로 동일할 수 있다. 이는 제2 전극(3122)과 분리막(322) 사이에 위치한 접착제(34)의 경우에도 마찬가지로 설명될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(3)에서, 접착제(34)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322) 사이마다 동일한 위치에 배치되어 있어, 공정 시간 및 효율성이 증대될 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법에서 제조된 전극 조립체(4)에서, 접착제(34)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322) 사이마다 배치되어 있으면서, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(34)는 교차된 형태로 배치되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 11과 같이, 본 실시예의 전극 조립체(4)에서, 제1 전극(3112)의 하부와 분리막(322) 사이에 위치하는 제1 접착제(34-1)와 제1 전극(3112)의 상부와 분리막(322) 사이에 제2 접착제(34-2)는 서로 교차되어 배치되어 있을 수 있다. 이 때, 제1 접착제(34-1)와 제2 접착제(34-2)는 위치가 서로 교차되어 있을 뿐, 도포되어 있는 간격은 서로 동일할 수 있다. 이는 제2 전극(3122)과 분리막(322) 사이에 위치한 접착제(14)의 경우에도 마찬가지로 설명될 수 있다.
일 예로, 상술한 기본 단위체 제조 단계에서, 제1 노즐(371) 및 제2 노즐(372) 중 적어도 하나의 위치를 조절함에 따라, 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2)가 서로 교차되어 배치될 수 있다.
다른 일 예로, 상술한 기본 단위체 제조 단계에서, 제1 노즐(371) 및 제2 노즐(372) 이외에 별도의 노즐을 추가로 배치되어, 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2)가 서로 교차되어 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 별도의 노즐은 제1 노즐(371) 및 제2 노즐(372)과 다른 위치에 배치되어, 제1 노즐(371) 및 제2 노즐(372)로부터 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2) 중 하나가 도포되고, 상기 별도의 노즐로부터 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2) 중 다른 하나가 도포되어, 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2)가 서로 교차되어 배치될 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 접착제(34-1) 및 제2 접착제(34-2)가 서로 교차되어 배치되는 구조는 다양한 방식에 의해 도포되어 제조될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서 제조된 전극 조립체(4)에서, 접착제(34)는 전극(3112, 3122)과 분리막(322) 사이마다 배치되어 있으면서, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(34)는 교차된 형태로 배치되어 있어, 접착제(34)에 의한 전극 조립체(4)의 두께 증가를 최소화할 수 있다. 이와 더불어, 서로 인접한 층에 배치된 접착제(34)가 서로 교차되어 있어, 후술되는 초기 셀(0)에 포함된 전해액에 접착제(34)가 보다 용이하게 용해될 수 있다.
이하에서는, 앞서 상술한 기본 단위체(10, 30)를 중심으로 설명하고자 한다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차 전지 제조 방법의 기본 단위체 제조 단계에서 제조된 기본 단위체의 분해 사시도이다.
도 12를 참조하면, 기본 단위체(10)는. 도 2 내지 도 5에서 설명한 바와 같이, 분리막(13), 제1 전극(11), 분리막(13), 및 제2 전극(12)이 교대로 적층되어 있는 구조를 가질 수 있다. 여기서, 제1 전극(11)의 하부에 위치한 분리막(13)을 상부 분리막, 제2 전극(12)의 하부에 위치한 분리막(13)을 상부 분리막으로 명명한다.
또한, 기본 단위체(30)의 경우에도, 도 6 내지 도 11에서 설명한 바와 같이, 분리막(322)이 폴딩되어 전극(3112, 3122)을 커버하는 지그 재그 형태로, 제1 전극(3112), 분리막(322), 및 제2 전극(3122)이 교대로 적층되어 있는 구조를 가질 수 있다. 다만, 도 11에서는 설명의 편의 상, 분리막(322)이 폴딩되어 있는 면은 생략하여 도시하였다.
기본 단위체(10, 30)에서, 제1 전극(11, 3112)의 일 단부에 제1 전극 탭(11t, 3112t)이 형성되어 있고, 제2 전극(12, 3122)의 일 단부에 제2 전극 탭(12t, 3122t)이 형성되어 있을 수 있다. 여기서, 제1 전극(11, 3112)과 제2 전극(12, 3122)은 제1 전극 탭(11t, 3112t)과 제2 전극 탭(12t, 3122t)이 서로 다른 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
여기서, 제1 전극(11, 3112)과 분리막(13, 322) 사이 및 제2 전극(13, 3122)과 분리막(12, 322) 사이에 접착층(14, 34)이 형성되어 있을 수 있다. 일 예로, 접착층(14, 34)은, 도 12와 같이 복수의 도트 형태로 접착제가 도포되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 복수의 도트는 일정한 간격으로 배치되어 있을 수 있다. 또한, 접착층(14, 34)은 후술되는 초기 셀(0)에 포함된 전해액에 용해되는 접착제 성분을 포함할 수 있다.
이에 따라, 본 실시예의 기본 단위체(10, 30)는 접착층(14, 34)이 복수의 도트 형태로 배치되어 있어, 상기 전해액에 보다 용이하게 용해될 수 있다. 이와 더불어, 접착층(14, 34)은 전해액에 용해되는 접착제 성분을 포함하여, 최종 전지셀에서 접착층(14, 34)이 제1 전극(11, 3112) 및 제2 전극(12, 3122)의 표면에 남지 않아, 접착층(14, 34)에 의한 셀 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 13을 참조하면, 기본 단위체(10’, 30’)는 도 12의 기본 단위체(10, 30)와 대부분 동일하게 설명될 수 있으며, 이하에서는 접착층(14, 34)을 중심으로 설명한다.
본 실시예에 따른 기본 단위체(10’,30’)에서, 접착층(14, 34)은 제1 접착층(1410, 3410) 및 제2 접착층(1420, 3420)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 접착층(1410, 3410)는 제1 전극(11, 3112)의 중심부와 분리막(13, 322) 사이 및 제2 전극(12, 3122)의 중심부와 분리막(13, 322) 사이에 위치할 수 있다.
일 예로, 도 13과 같이, 제2 접착층(1420, 3420)은 제1 전극 탭(11t, 3112t) 혹은 제2 전극 탭(12t, 3122t)와 인접한 분리막(12, 322)의 양 단부에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 접착층(1420, 3420)은 제1 전극 탭(11t, 3112t)과 분리막(13, 322) 사이 및 제2 전극 탭(12t, 3122t) 사이에 위치할 수 있다.
다른 일 예로, 도 13과 달리, 제2 접착층(1420, 3420)은, 제1 전극탭(11t, 3112t)과 분리막(13, 322) 사이에서 제1 전극탭(11t, 3112t)과 분리막(13, 322)이 서로 대면하는 부분에만 형성되어 있을 수 있고, 제2 전극탭(12t, 3122t)과 분리막(13, 322) 사이에서 제2 전극탭(12t, 3122t)과 분리막(13, 322)이 서로 대면하는 부분에만 형성되어 있을 수 있다.
이 때, 제1 접착층(1410, 3410) 및 제2 접착층(1420, 3420)은 각각 복수의 도트 형태로 접착제가 도포되어 형성될 수 있다.
여기서, 제1 접착층(1410, 3410)은, 도 12의 접착층(14, 34)과 같이, 후술되는 초기 셀(0)에 포함된 전해액에 용해되는 접착제 성분을 포함할 수 있다. 이와 달리, 제2 접착층(1420, 3420)은 상기 전해액에 용해되지 않는 접착제 성분을 포함할 수 있다.
일 예로, 상술한 기본 단위체 제조 단계에서, 도 2 및 도 3의 노즐(21) 중 적어도 하나 혹은 도 6 내지 도 9의 노즐(37) 중 적어도 하나로부터 도포되는 접착제의 종류를 제조 공정 상에서 변경함에 따라, 제1 접착층(1410, 3410) 및 제2 접착층(1420, 3420)이 각각 형성될 수 있다.
다른 일 예로, 상술한 기본 단위체 제조 단계에서, 도 2 및 도 3의 노즐(21) 혹은 도 6 내지 도 9의 노즐(37) 이외에 별도의 노즐을 추가로 배치되어, 제1 접착층(1410, 3410) 및 제2 접착층(1420, 3420)이 각각 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 별도의 노즐은 분리막(12, 322)의 양 단부에 인접하게 배치되어, 도 2 및 도 3의 노즐(21) 혹은 도 6 내지 도 9의 노즐(37) 로부터 제1 접착층(1410,3410)이 형성되고, 상기 별도의 노즐로부터 제2 접착층(1420, 3420)이 형성될 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 접착층(1410, 3410) 및 제2 접착층(1420, 3420)은 다양한 방식에 의해 서로 다른 접착제가 도포되어 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예의 기본 단위체(10’, 30’)에서, 제1 접착층(1410, 3410)이 제1 전극(11, 3112)의 중심부와 분리막(13, 322) 사이 및 제2 전극(12, 3122)의 중심부와 분리막(13, 322) 사이에 위치하여, 최종 전지셀에서 제1 접착층(15, 35)이 제1 전극(11, 3112) 및 제2 전극(12, 3122)의 표면에 남지 않아, 제1 접착층(1410, 3410)에 의한 셀 성능 저하를 방지할 수 있다.
이와 더불어, 본 실시예의 기본 단위체(10’, 30’)에서, 제2 접착층(1420, 3420)이 제1 전극 탭(11t, 3112t)과 분리막(13, 322) 사이 및 제2 전극 탭(12t, 3122t) 사이에 위치하여, 최종 전지셀에서 제2 접착층(1420, 3420)이 상기 전해액에 용해되지 않아, 제1 전극 탭(11t, 3112t) 및 제2 전극 탭(12t, 3122t)과 대면하는 분리막(13, 322)이 접히는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2 접착층(1420, 3420)은 최종 전지 셀에서 제1 전극(11, 3112) 및 제2 전극(12, 3122)이 분리막(13, 322)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제2 접착층(1420, 3420)은 서로 대면하는 한 쌍의 분리막(13, 322) 사이에 위치하면서, 분리막(13, 322)과 제1 전극(11, 3112) 및/또는 제2 전극(12, 3122)이 접하는 부분을 제외한 부분에 형성되어 있을 수 있다. 다르게 말하면, 제2 접착층(1420, 3420)은 서로 대면하는 한 쌍의 분리막(13, 322) 사이에 위치하면서, 제1 전극(11, 3112) 및 제2 전극(12, 3122)과 접하지 않을 수 있다.
이에 따라, 본 실시예의 기본 단위체(10’, 30’)에서, 제2 접착층(1420, 3420)은 제1 전극(11, 31112) 및/또는 제2 전극(12, 3122)이 분리막(13, 322)와 접하는 부분을 회피하는 위치에 형성되어 있어, 제2 접착층(1420, 3420)은 제1 전극(11, 31112) 및/또는 제2 전극(12, 3122)이 분리막(13, 322) 사이의 리튬 이온 이동을 방해하지 않을 수 있다. 즉, 제2 접착층(1420, 3420)은 셀 성능을 저하시키지 않으면서도, 앞서 상술한 분리막(13, 322)이 접히는 것을 방지할 수 있고, 제1 전극(11, 3112) 및 제2 전극(12, 3122)이 분리막(13, 322)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 초기 셀 제조 단계를 도시하는 사시도이다. 도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 포메이션 공정을 도시하는 정면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법은 전극조립체 제조 단계 이후 초기 셀 제조 단계를 포함할 수 있다.
초기 셀 제조 단계는 상술한 전극조립체(1, 2, 3, 4)를 파우치 케이스(70) 내에 수용하고, 전해액을 파우치 케이스(70) 내로 주액한 뒤, 파우치 케이스 테두리(71)를 실링하여 초기 셀(0)을 제조하는 단계일 수 있다. 파우치 케이스(70)는 전극조립체(1,2,3,4)가 수용되는 컵부의 일측으로 연장하는 가스 포켓부(75)를 포함할 수 있다. 전극조립체(1,2,3,4)와 전해액을 컵부에 수용한 후 파우치 케이스 테두리(71)를 실링할 수 있다.
이 경우 실링은 컵부의 테두리와 가스 포켓부(75)의 외각 테두리에서 실링이 이루어질 수 있다. 즉, 컵부와 가스 포켓부(75)를 합친 영역의 테두리를 페곡선을 그리도록 실링하여 컵부와 가스 포켓부(75)를 합친 영역이 외부와 밀폐되도록 실링할 수 있다. 즉, 외부와는 단절되되, 실링 후 컵부와 가스 포켓부(75)는 서로 연통될 수 있는 구조이다.
외부와 밀폐된 형태로 초기 셀(0)이 제조되면, 초기 셀(0)을 후처리 하여 최종 셀을 제조하는 단계가 수행될 수 있다. 최종 셀 제조 단계에서는 앞의 기본단위체 제조 단계에서 전극과 분리막(13, 322) 중 적어도 어느 하나의 표면에 도포되었던 접착체가 용해될 수 있다. 초기 셀(0) 내에 포함되어 있는 전해액은 유기 용매일 수 있는데, 접착제(14)가 용해된다는 것의 의미는 유기 용매인 전해액 내로 접착제(14, 34)가 녹아 들어간다는 것을 의미할 수 있다.
그에 따라 전극 또는 분리막(13, 322) 표면에 도포되어 존재하던 접착제(14, 34)가 도포 영역이 줄어들거나, 혹은 도포된 접착제(14, 34)가 모두 없어지는 것을 의미할 수 있다.
여기서, 전극(11, 12, 31)의 경우에는 전극 표면에서 접착제(14, 34)가 남아있지 않게 된다는 것을 의미할 수 있다.
또한, 분리막(13, 322)의 경우에는, 분리막(13, 322)은 일반적으로 다공질 시트인 점에서, 접착제(14, 34) 중 일부가 분리막(13, 322)에 침투되어 있을 수 있다. 이 때, 상술한 최종 셀 제조 단계에서, 분리막(13, 322)에 침투한 접착제(14, 34)가 전해액 내로 용해될 수 있고, 이 과정에서 분리막(13, 322)에 접착제(14, 34)의 도포 흔적이 남아있을 수 있다.
여기서, 접착제(14, 34) 도포 흔적이란, 접착제((14, 34)의 성분은 남아 있지 않지만, 분리막(13, 322)의 외면 중 일부가 접착제(14, 34)에 의해 변형된 것을 의미할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 접착제(14, 34) 도포 흔적은 육안으로 접착제(14, 34)의 도포 여부를 확인할 수 있는 흔적과 같이, 다양한 방식으로 접착제(14, 34)의 도포 여부를 확인할 수 있는 흔적을 의미할 수 있다.
이에 따라, 분리막(13, 322)에 형성된 접착제(14, 34) 도포 흔적은, 접착제(14, 34)가 도포되어 있는 위치와 동일한 위치에 형성될 수 있다.
특히, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법에서 사용되는 전극과 분리막 접착을 위한 접착제(14, 34)는 아크릴레이트계 접착제일 수 있다. 아크릴레이트계 접착제(14, 34)를 사용함에 따라 접착제(14, 34)가 전해액 내로 용해되어 들어가는 것이 가능할 수 있다.
본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법에서, 최종 셀 제조 단계는 초기 셀(0)을 상온보다 높은 고온에서 충전하며 활성화하는 포메이션 공정을 포함할 수 있다. 포메이션 공정(활성화 공정)이란, 충전 과정을 통해 전극 조립체의 극판들의 표면에 SEI 층(SEI Layer)을 형성하고, 전하를 띠도록 하는 공정으로, 이를 통해 이차 전지가 전력을 공급할 수 있도록 형성할 수 있다.
최종 셀 제조 단계에서, 포메이션 공정은 섭씨 45도 이상의 온도에서 진행될 수 있다. 그리고 접착제(14, 34)는 포메이션 공정에서 적어도 일부가 용해될 수 있다. 그리고 더 바람직하게 최종 셀 제조 단계에서, 포메이션 공정은 섭씨 50도 ~ 70도 사이의 온도에서 진행될 수 있다. 45도보다 온도가 더 높은 50 이상에서는 접착제(14)의 용해가 더 잘 일어날 수 있다. 그리고 70도 이상의 온도에서는 셀 제품의 성능 저하가 발생할 수 있으므로 바람직하지 않을 수 있다.
또한, 도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 최종 셀 제조 단계에서, 포메이션 공정은 지그(500)를 이용하여 초기 셀(0)의 양 측면을 가압하는 지그 가압 과정을 포함할 수 있다. 좌측 지그(510)로 초기 셀(0)의 좌측을 가압하고 우측 지그(520)로 초기 셀(0)의 우측 지그(520)를 가압하는 방식일 수 있다. 지그로 초기 셀(0)을 가압 시 전극조립체(1,2,3,4) 내부에서 발생한 가스가 원활하게 가스 포켓부(75)로 이동할 수 있다. 가스 포켓부(75)로 이동한 가스는 추후 디가스 공정에서 셀 외부로 원활하게 배출될 수 있다. 포메이션 공정 중에 지그 가압 과정을 수행하게 되면 접착제(14)가 전해액에 용해되는 과정이 더욱 수월할 수 있다.
여기서, 지그 가압 과정은, 초기 셀(0)의 양 측면을 가압하는 지그(500)의 압력을 주었다, 풀었다 하는 과정을 포함할 수 있다. 즉, 지그(500)가 초기 셀(0)을 가압하는 압력을 주었다, 풀었다 하는 1 싸이클의 과정을 적어도 2회 반복할 수 있다.
지그(500)가 압력을 가했다 풀었다 하는 1 싸이클의 과정은 용해 중에 있는 접착제(14, 34)에 양압과 음압을 번갈아 주는 방식으로 직접적으로 물리력을 행사하는 과정일 수 있다. 따라서 접착제(14, 34)의 용해가 현저히 더 잘 일어나도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
이 경우 좀 더 시스템적인 작동을 위하여 지그 장치에는 제어 장치가 연결될 수 있다. 그에 따라 양압 시간과 음압 시간을 조절할 수 있고, 양압의 크기와 음압의 크기도 제어할 수 있다. 이를 통해 더욱 효과적인 접착제 용해 시스템을 구현할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예 1에 따른 이차전지 제조 방법의 최종 셀 제조 단계에서, 포메이션 공정은 섭씨 55도 ~ 65도 사이의 온도에서 진행되고, 동시에 지그(500)를 이용하여 초기 셀(0)의 양 측면을 가압하는 지그 가압 과정을 포함할 수 있다. 이 경우 접착제(14, 34)는 포메이션 공정에서 모두가 용해되어, 전극 표면에는 접착제(14, 34)가 남아있지 않을 수 있다. 또한, 분리막(13, 322)에는, 앞서 상술한 바와 같이, 접착제(14, 34)의 도포 흔적이 남아있을 수 있다.
접착제(14, 34)가 전극 표면에 남아있게 되면, 접착제(14, 34)가 남아있는 해당 영역은 전극 반응이 일어나지 않는 미반응 영역이 될 수 있어 전지 성능 저하가 발생할 수 있다. 그러나 본 발명에서처럼 접착제(14, 34)가 전극 또는 분리막(13, 322) 표면에서 모두 용해되어 사라지게 되면 접착제(14, 34)로 인한 미반응 영역이 사라져 성능 저하가 방지되고 우수한 전지 성능이 구현될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 최종 셀 제조 단계는, 포메이션 공정 전에, 초기 셀(0)을 상온에서 저장하는 프리 에이징(Pre-aging) 공정을 더 포함할 수 있다. 상온의 프리 에이징 공정은 1.5일정도 수행될 수 있다. 프리 에이징 공정은 전해액이 전극과 분리막(13, 322) 사이 사이로 충분히 함침될 수 있도록 시간을 주는 공정일 수 있다. 물론 접착제(14, 34)는 프리 에이징 공정에서도 적어도 일부가 용해될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 최종 셀 제조 단계는, 포메이션 공정 이후, 초기 셀(0)을 상온에서 저장하는 상온 에이징 공정을 더 포함할 수 있다. 상온 에이징 공정은 1일 정도 수행될 수 있다. 또, 최종 셀 제조 단계는, 상온 에이징 공정 이후에 그리고 디가스 공정 이전에, 초기 셀(0)을 섭씨 60도 ~ 65도의 온도에서 저장하는 고온 에이징 공정을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법의 최종 셀 제조 단계는, 고온 에이징 공정 이후에, 디가스 공정을 포함할 수 있다. 디가스 공정은 초기 셀(0)의 내부 가스를 외부로 배출하는 공정일 수 있다. 디가스 공정에서 배출되는 가스는 주로 포메이션 공정에서 발생한 내부 가스가 가스 포켓부(75)에 저장되어 있던 것일 수 있다. 디가스 공정은 가스 포켓부(75)에 관통홀을 형성하여 가스가 외부로 배출되도록 할 수 있다.
최종 셀 제조 단계는, 디가스 공정 이후 초기 셀(0)을 다시 외부와 밀봉되게 재실링하는 재실링 공정을 포함할 수 있다. 이를 통해 최종 셀 제조 단계는 최종셀을 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 최종 셀의 내부 전극 또는 분리막(13, 322) 표면에는 접착제(14, 34)가 용해되어 더 이상 남아있지 않을 수 있다. 특히, 분리막(13, 322)에는, 앞서 상술한 바와 같이, 접착제(14, 34)의 도포 흔적이 남아있을 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 이차전지 제조 방법은, 최종 셀 제조 단계 이후에, 최종 셀을 충방전하는 마무리 충방전 단계를 더 포함할 수 있다. 마무리 충방전 단계는 최종 셀의 전지 용량을 측정하는 공정을 포함할 수 있고, 최종 제품의 출하를 위하여 설정 전압까지 전지를 최종 충전하는 과정을 포함할 수 있다.
이하에서는, 보다 구체적인 실험예를 통해 본 발명의 내용을 설명하지만, 하기 실험예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실험예- 접착제 도포 흔적 확인>
양극, 음극, 및 분리막이 교대로 적층되어 있는 전극 조립체 및 전해액을 함께 수용하는 전지 셀을 제조하였다. 여기서, 양극과 분리막 사이 및 음극과 분리막 사이에는 접착제가 복수의 도트 형태로 도포되어 있다. 여기서, 분리막은 CCS(Ceramic Coated Separator)이고, 접착제는 아크릴레이트계 접착 물질을 포함하고, 전해액은 EC(ethylene carbonate) 및 EMC(ethylmethyl carbonate)가 3:7인 비율로 혼합된 표준 전해액일 수 있다.
이후, 제조된 전지 셀을 충전하였고, 충전된 전지 셀에서 분리막을 분리하였고, 분리된 분리막을 아세톤으로 세척 및 건조하여, 분리된 분리막에 흡수된 전해액을 제거시킨 후 분리막의 표면을 관찰하였다. 그 결과는 도 16에 나타내었다. 도 16(a)는 육안으로 확인한 이미지이고, 도 16(b)는 현미경으로 확대하여 촬영한 이미지이다.
<실험 결과 분석-접착제 도포 흔적 확인>
도 16 (a) 및 (b)를 참조하면, 충전된 전지 셀에서 분리된 분리막에서, 상기 접착제가 상기 분리막 상에 흔적을 남기는 것을 확인할 수 있다. 특히, 도 16(b)와 같이 현미경으로 확대하여 촬영한 경우, 분리막 상에 남겨진 접착제 도포 흔적이 보다 용이하게 관찰되는 것을 확인할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 전지 셀은, 분리막 외면에 남겨진 접착제 도포 흔적을 통해, 전극 조립체 단위에서 양극과 분리막 사이 및 음극과 분리막 사이에 접착제가 도포되어 있었다는 사실을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 실시가 가능하다.
[부호의 설명]
0: 초기 셀
1,2,3,4: 전극조립체
70: 파우치 케이스
71: 파우치 케이스 테두리
75: 가스 포켓부
10, 30: 기본단위체
11, 3112: 제1 전극
11-1, 311: 제1 전극 릴
12, 3122: 제2 전극
12-1, 312: 제2 전극 릴
13, 322: 분리막
14, 34: 접착제
20, 40: 전극적층체
50: 고정테이프
60: 전극 리드
110: 하부 분리막 릴
111: 하부 분리막 시트
120: 상부 분리막 릴
121: 상부 분리막 시트
130: 4층 구조 적층체
210, 371: 노즐
211, 371: 제1 노즐
212, 372: 제2 노즐
213: 제3 노즐
221, 331: 제1 커터
222, 332: 제2 커터
223: 제3 커터
230: 가압 닙 롤
300: 지그
310: 좌측 지그
320: 우측 지그

Claims (20)

  1. 전극과 분리막이 교대로 적층되어 있고, 상기 전극과 상기 분리막 중 적어도 어느 하나의 표면에 접착제가 도포되어 상기 전극과 상기 분리막이 서로 접착되어 있는 전극 조립체를 제조하는 전극 조립체 제조 단계; 및
    상기 전극 조립체를 전해액과 함께 파우치 케이스 내에 수용하여, 상기 파우치 케이스를 실링함으로써 전지 셀을 제조하는 전지 셀 제조 단계를 포함하고,
    상기 접착제 중 적어도 일부는 상기 전해액에 용해되면서, 상기 분리막에 접착제 도포 흔적이 형성되는 이차전지 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 전지 셀 제조 단계는 상기 전지 셀을 상온보다 높은 온도에서 충전하며 활성화하는 포메이션 공정을 더 포함하고,
    상기 접착제 중 적어도 일부는 상기 포메이션 공정에서 상기 전해액에 용해되는 이차전지 제조 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 포메이션 공정은 섭씨 50도 이상 섭씨 70도 이하의 온도에서 진행되는 이차전지 제조 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 포메이션 공정은 지그를 이용하여 상기 초기 셀의 양 측면을 가압하는 지그 가압 공정을 포함하는 이차전지 제조 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 포메이션 공정은 섭씨 55도 이상 섭씨 65도 이하의 온도에서 진행되고,
    상기 접착제는 상기 포메이션 공정에서 상기 전해액에 모두 용해되어, 상기 전극 표면에 위치한 상기 접착제가 제거되어 있는 이차전지 제조 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 접착제는 아크릴레이트계 접착제이고,
    상기 전해액은 유기 용매인 이차 전지 제조 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 이차 전지 제조 방법은, 상기 전극과 상기 분리막의 적층 단위체인 기본단위체를 제조하는 기본 단위체 제조 단계를 더 포함하고,
    상기 전극 조립체는 상기 기본 단위체가 복수 개 적층되어 형성된 전극 적층체의 둘레에 고정테이프를 부착하여 제조되는 이차 전지 제조 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 기본단위체 제조 단계는,
    하부 분리막 릴로부터 하부 분리막이 권출되는 단계;
    권출된 상기 하부 분리막에서 상방을 향하는 일면 중 적어도 일부에, 제1 노즐이 접착제를 도포하는 단계;
    접착제가 도포된 상기 하부 분리막의 일면에, 제1 전극이 안착하는 단계;
    상부 분리막 릴로부터 상부 분리막이 권출되는 단계;
    권출된 상기 상부 분리막에서 상기 제1 전극과 맞닿는 일면 중 적어도 일부에, 제2 노즐이 접착제를 도포하는 단계;
    상기 상부 분리막에서 상방을 향하는 타면 중 적어도 일부에, 제3 노즐이 접착제를 도포하는 단계; 및
    제3 노즐이 접착제를 도포한 이후에, 접착제가 도포된 상기 상부 분리막의 타면에, 제2 전극이 안착하는 단계를 포함하는 이차전지 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 제1 노즐, 상기 제2 노즐, 및 상기 제3 노즐은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포하는 이차전지 제조 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 이차 전지 제조 방법은, 상기 분리막이 폴딩되어 상기 전극을 커버하며, 상기 전극과 상기 분리막이 적층되어 있는 기본 단위체를 제조하는 기본 단위체 제조 단계를 더 포함하고,
    상기 전극 조립체는, 상기 기본 단위체가 반복 형성되어 제조되는 이차 전지 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 기본단위체 제조 단계는,
    전극 릴로부터 전극 시트가 권출되어, 상기 전극 시트로부터 복수의 전극이 형성되는 단계;
    상기 전극과 적층되는 분리막이 분리막 릴로부터 권출되는 단계;
    상기 분리막이 테이블 상면에 안착하는 단계; 및
    상기 테이블에 안착한 상기 분리막 및 상기 전극 중 적어도 일부에 노즐이 접착제를 도포하는 단계를 포함하고,
    상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 이차 전지 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 접착제 도포 단계 이후에 폴딩 단계를 더 포함하고,
    상기 폴딩 단계는,
    상기 분리막에 상기 제1 전극이 안착하면, 상기 분리막의 일측이 폴딩되어 상기 제1 전극을 커버하고,
    상기 분리막에 상기 제2 전극이 안착하면, 상기 분리막의 타측이 폴딩되어 상기 제2 전극을 커버하는 이차전지 제조 방법.
  13. 제11항에서,
    상기 노즐은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제를 도포하는 이차전지 제조 방법.
  14. 전극 및 분리막이 교대로 적층되어 있는 전극 조립체; 및
    상기 전극 조립체와 전해액을 함께 수용하는 파우지 케이스를 포함하고,
    상기 분리막은 상기 전극과 접하는 면에 적어도 하나의 접착제 도포 흔적이 남아 있고,
    상기 접착제 도포 흔적은 상기 전극과 상기 분리막 사이에 형성된 제1 접착층이 상기 전해액에 용해된 흔적인 이차 전지.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 접착층은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제가 도포되어 형성되고,
    상기 접착제 도포 흔적은 상기 제1 접착층이 형성된 위치에 도트 형태로 형성되어 있는 이차 전지.
  16. 제15항에서,
    상기 접착제는 아크릴레이트계 접착제이고,
    상기 전해액은 유기 용매인 이차 전지.
  17. 제14항에서,
    상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고,
    상기 분리막은 상부 분리막 및 하부 분리막을 포함하고,
    상기 전극 조립체는 상기 하부 분리막, 상기 제1 전극, 상기 상부 분리막, 및 상기 제2 전극이 교대로 적층되어 있는 구조를 가지는 이차 전지.
  18. 제14항에서,
    상기 전극은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고,
    상기 전극 조립체는,
    상기 분리막에 상기 제1 전극이 안착되어, 상기 분리막의 일측이 폴딩되어 상기 제1 전극을 커버하고 있고,
    상기 분리막에 상기 제2 전극이 안착되어, 상기 분리막의 타측이 폴딩되어 상기 제2 전극을 커버하고 있는 이차 전지.
  19. 제17항 또는 제18항에서,
    상기 전극의 일 단부에 전극 탭이 형성되어 있고,
    상기 전극 탭과 상기 분리막 사이에 제2 접착층이 형성되어 있고,
    상기 제2 접착층은 상기 전해액에 용해되지 않는 접착제 성분을 포함하는 이차 전지.
  20. 제19항에서,
    상기 제2 접착층은 복수의 도트(dot) 형태로 접착제가 도포되어 형성되는 이차 전지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017050215A (ja) * 2015-09-03 2017-03-09 日産自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の製造方法
KR20170101582A (ko) * 2016-02-29 2017-09-06 주식회사 엘지화학 활성화 공정 중 압력을 변화시키는 과정을 포함하는 리튬 이차전지의 제조 방법
KR20180025805A (ko) * 2016-09-01 2018-03-09 주식회사 엘지화학 가압 지그 및 이를 이용한 이차전지 제조 방법
KR20180028411A (ko) * 2015-07-09 2018-03-16 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 접착제층을 갖는 분리막, 이의 제조방법, 및 이를 갖는 전기화학 장치
JP2018520491A (ja) * 2015-11-11 2018-07-26 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池及びその製造方法
KR20210124053A (ko) 2020-04-03 2021-10-14 아사히 가세이 가부시키가이샤 공액 디엔계 중합체, 공액 디엔계 중합체의 제조 방법, 공액 디엔계 중합체 조성물, 및 고무 조성물

Family Cites Families (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3225867B2 (ja) 1996-12-18 2001-11-05 三菱電機株式会社 リチウムイオン二次電池及びその製造方法
JPH11121044A (ja) 1997-10-16 1999-04-30 Nitto Denko Corp 電池用接着剤又は粘着剤、及び粘着テープ又はシート
KR100337707B1 (ko) 2000-09-25 2002-05-22 정근창 포케팅 전극체 및 그 제조방법과 이를 이용한 리튬이온이차전지
JP2004071358A (ja) 2002-08-06 2004-03-04 Nitto Denko Corp 電池の製造方法
KR100614390B1 (ko) * 2004-09-06 2006-08-21 삼성에스디아이 주식회사 권취형 전극 조립체와 이를 구비하는 리튬 이온 이차 전지및 이의 제조 방법
KR20070108764A (ko) 2006-05-08 2007-11-13 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지와 그 제조방법
KR101156961B1 (ko) 2006-08-21 2012-06-20 주식회사 엘지화학 전극과 분리막의 결합력 및 도전성이 우수한 전극조립체 및이를 포함하고 있는 전기화학 셀
KR101156959B1 (ko) 2006-08-28 2012-06-21 주식회사 엘지화학 공정 효율성을 개선한 전극조립체의 제조방법
JP4351737B2 (ja) 2007-05-02 2009-10-28 エナックス株式会社 連続セパレータ及びシート状電極の積層装置
KR101084909B1 (ko) 2009-12-07 2011-11-17 삼성에스디아이 주식회사 전극조립체블록 및 그 제조 방법, 이차전지 및 그 제조 방법
JP2011165359A (ja) 2010-02-05 2011-08-25 Toyota Motor Corp 燃料電池に用いられる膜・電極・ガス拡散層接合体及びその製造方法
KR101168651B1 (ko) 2010-06-21 2012-07-26 주식회사 루트제이드 포케팅 전극체, 이를 포함하는 전극 조립체 및 이를 이용한 리튬 이차전지
JP5687443B2 (ja) 2010-06-24 2015-03-18 トヨタ自動車株式会社 電池
KR101239622B1 (ko) * 2011-03-31 2013-03-07 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 원통형 이차전지
JP5754358B2 (ja) * 2011-11-22 2015-07-29 トヨタ自動車株式会社 非水電解液二次電池およびその製造方法
US9356312B2 (en) 2012-04-17 2016-05-31 Lg Chem, Ltd. Method for preparing secondary battery and the secondary battery prepared by using the same
KR101528027B1 (ko) 2012-06-28 2015-06-12 주식회사 엘지화학 전극조립체의 제조공정
EP2933869B1 (en) * 2012-12-13 2020-07-15 Eliiy Power Co., Ltd. Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery
WO2014126427A1 (ko) 2013-02-15 2014-08-21 주식회사 엘지화학 전극조립체 및 그의 제조방법
JP6163847B2 (ja) 2013-04-17 2017-07-19 三菱自動車工業株式会社 二次電池
KR101732652B1 (ko) 2014-09-30 2017-05-24 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지의 제조 방법
KR101783916B1 (ko) 2014-10-30 2017-10-10 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 그의 제조방법
JP6511693B6 (ja) 2014-11-27 2019-06-12 株式会社エンビジョンＡｅｓｃエナジーデバイス 電池
KR102410233B1 (ko) 2015-03-30 2022-06-17 에스케이이노베이션 주식회사 접착성과 통기성이 우수한 이차전지용 분리막 및 이의 제조방법
KR102063627B1 (ko) 2015-08-19 2020-02-11 주식회사 엘지화학 접착층을 구비하고 있는 분리막 및 전극과 분리막 사이에 접착층이 형성되어 있는 전극 적층체
JP6474493B2 (ja) 2015-09-02 2019-02-27 エルジー・ケム・リミテッド 粘着力の異なる粘着コーティング部を含む分離膜およびこれを含む電極アセンブリ
CN108352575B (zh) 2015-11-30 2022-09-27 日本瑞翁株式会社 非水系二次电池粘接层用组合物、非水系二次电池用粘接层、层叠体以及非水系二次电池
KR102082654B1 (ko) 2016-02-11 2020-02-28 주식회사 엘지화학 무기물 코팅부, 점착부 및 비점착부가 형성된 분리막을 포함하는 이차전지용 단위셀
KR102087751B1 (ko) 2016-03-25 2020-03-12 주식회사 엘지화학 전극 조립체 제작 시스템
KR101963313B1 (ko) 2016-05-02 2019-03-28 주식회사 엘지화학 이차전지의 제조방법 및 전극 조립체의 제조방법
KR102164250B1 (ko) 2016-06-23 2020-10-12 주식회사 엘지화학 고온 가압 활성화 공정을 포함하는 리튬 이차전지의 제조 방법
DE102016218496A1 (de) 2016-09-27 2018-03-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Elektrodeneinheit für eine Batteriezelle und Elektrodeneinheit
WO2018060773A1 (ja) 2016-09-29 2018-04-05 日産自動車株式会社 二次電池
KR102227307B1 (ko) 2017-01-05 2021-03-15 주식회사 엘지화학 전극 조립체
JP2018113122A (ja) 2017-01-10 2018-07-19 日産自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の製造方法
KR102253780B1 (ko) 2017-02-13 2021-05-20 주식회사 엘지화학 배터리 셀 제조 장치 및 방법
KR102446279B1 (ko) 2018-02-13 2022-09-22 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 제조방법 및 이차전지 제조방법
JP2019192339A (ja) 2018-04-18 2019-10-31 三井化学株式会社 二次電池用セパレータ、これを含む二次電池用積層体および捲回体、ならびに非水二次電池
KR102563163B1 (ko) 2018-08-27 2023-08-04 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 제조장치
KR20210057021A (ko) 2018-09-12 2021-05-20 니폰 제온 가부시키가이샤 이차 전지용 적층체 및 이차 전지, 그리고, 그들의 제조 방법
KR102164003B1 (ko) 2018-11-19 2020-10-12 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 그의 제조 방법
KR102328527B1 (ko) 2018-12-24 2021-11-18 주식회사 엘지에너지솔루션 벤딩 현상이 개선된 스택형 전극 조립체 및 이의 제조방법
KR102463234B1 (ko) 2019-03-28 2022-11-07 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차 전지
KR20210008736A (ko) 2019-07-15 2021-01-25 주식회사 엘지화학 전극 바인더의 제조방법 및 상기 전극 바인더를 포함하는 전극 복합체
US20220200038A1 (en) 2019-12-10 2022-06-23 Lg Energy Solution, Ltd. Unit cell, and method and apparatus for manufacturing same
KR20210073451A (ko) 2019-12-10 2021-06-18 주식회사 엘지에너지솔루션 단위셀 및 그의 제조방법과 제조장치
KR20210119786A (ko) 2020-03-25 2021-10-06 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 제조 장치 및 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180028411A (ko) * 2015-07-09 2018-03-16 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 접착제층을 갖는 분리막, 이의 제조방법, 및 이를 갖는 전기화학 장치
JP2017050215A (ja) * 2015-09-03 2017-03-09 日産自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の製造方法
JP2018520491A (ja) * 2015-11-11 2018-07-26 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池及びその製造方法
KR20170101582A (ko) * 2016-02-29 2017-09-06 주식회사 엘지화학 활성화 공정 중 압력을 변화시키는 과정을 포함하는 리튬 이차전지의 제조 방법
KR20180025805A (ko) * 2016-09-01 2018-03-09 주식회사 엘지화학 가압 지그 및 이를 이용한 이차전지 제조 방법
KR20210124053A (ko) 2020-04-03 2021-10-14 아사히 가세이 가부시키가이샤 공액 디엔계 중합체, 공액 디엔계 중합체의 제조 방법, 공액 디엔계 중합체 조성물, 및 고무 조성물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021212617B3 (de) 2021-11-09 2023-01-26 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Fertigung einer Batteriepouchzelle

Also Published As

Publication number Publication date
EP4170766A1 (en) 2023-04-26
US20220158304A1 (en) 2022-05-19
CN116261794A (zh) 2023-06-13
JP2023533575A (ja) 2023-08-03
US11799173B2 (en) 2023-10-24
US20240014512A1 (en) 2024-01-11

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