WO2022164237A1 - 이차전지용 테이프의 부착 방법 - Google Patents

이차전지용 테이프의 부착 방법 Download PDF

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WO2022164237A1
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a method for attaching a tape for a secondary battery, and more particularly, to a method for attaching a tape for a secondary battery that can be attached without sagging of the tape without additional equipment.
  • lithium secondary batteries such as lithium ion batteries and lithium ion polymer batteries, which have advantages such as high energy density, discharge voltage, and output stability.
  • Secondary batteries are also classified according to the structure of an electrode assembly in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode are stacked.
  • a jelly roll-type electrode assembly in which a long sheet-shaped anode and anode are wound with a separator interposed therebetween, and a plurality of cathodes and anodes cut into units of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween. and stacked electrode assemblies.
  • the secondary battery is a cylindrical secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a cylindrical case, a prismatic secondary battery in which the electrode assembly is embedded in a prismatic case, and the electrode assembly is embedded in a pouch-type case of a laminate sheet. It may be classified as a pouch-type secondary battery.
  • a process of attaching an adhesive tape is applied in various steps. For example, when attaching an adhesive tape to seal a bonding portion of a pouch-type case or a cylindrical case containing an electrode assembly, or a bonding portion between the case and an electrode lead, or stacking a plurality of secondary batteries, or an electrode assembly When you want to maintain the stack structure of the, a process of attaching an adhesive tape to the area to be fixed may be applied.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an attachment process for a conventional secondary battery.
  • the fixing member 10 supporting the secondary battery 100 is rotated while the attachment roller 20 is rotated in one direction D1 . This is achieved by moving the tape in the same direction (A1) as the one direction (D1) on the attachment surface.
  • the tape supplied through the attachment roller 20 is cut.
  • a method of cutting the tape a method of applying tension to the tape by moving the fixing member 10 away from the attachment roller 20 is used.
  • the force to cut the tape is not sufficient, and unnecessary excess tape may droop from the attachment roller 20 or the secondary battery 100 .
  • welding defects may occur, and a loss of work efficiency may occur, such as additional work of an operator being input to remove it. there is a problem.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a method for attaching a tape for a secondary battery that can minimize defects and increase process efficiency by improving the sagging problem that may occur when removing the tape without adding a special device or process in the taping process. will be.
  • a method of attaching a tape for a secondary battery includes the steps of contacting one surface of a secondary battery with an adhesive surface of the tape with an attachment roller interposed therebetween, and rotating the attachment roller in a first direction to remove the tape. attaching to one side of the secondary battery, and rotating the attachment roller in a second direction opposite to the first direction to cut the tape.
  • the method may further include moving the secondary battery on which the tape attachment is completed by moving a support member for fixing the secondary battery.
  • the moving of the secondary battery may be performed simultaneously with rotating the attachment roller in the second direction.
  • the moving of the secondary battery may be performed after rotating the attachment roller in the second direction.
  • the rotation direction of the attachment roller may be adjusted by a rotation motor connected to the attachment roller.
  • the release paper disposed on the opposite surface of the adhesive surface of the tape may be separated from the tape attached to one surface of the secondary battery by a guide roller.
  • the secondary battery is a pouch-type secondary battery in which an electrolyte solution and an electrode assembly are accommodated in a pouch-type case, and the tape may be attached to one surface of the pouch-type case.
  • the force to cut the tape may be a sum of a force applied to the tape by the attachment roller rotating in the second direction and a tension applied to the tape by moving the secondary battery.
  • the force for cutting the tape may be a force applied to the tape by rotating the attachment roller in the second direction.
  • one surface of the secondary battery may move along the first direction from the adhesive surface.
  • a method for attaching a tape for a secondary battery that can minimize defects and increase process efficiency by improving the sagging problem that may occur when removing the tape without adding a special device or process in the taping process.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an attachment process for a conventional secondary battery.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of attaching a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a pouch-type secondary battery to which a method of attaching a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a method for attaching a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing in more detail steps S30 and S40 of FIG. 4 .
  • a part of a layer, film, region, plate, etc. when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, it includes not only cases where it is “directly on” another part, but also cases where another part is in between. . Conversely, when we say that a part is “just above” another part, we mean that there is no other part in the middle.
  • the reference part means to be located above or below the reference part, and it means to be located “on” or “on” in the direction opposite to the gravity. not.
  • planar view it means when the target part is viewed from above, and when it is referred to as “cross-section”, it means when the cross-section obtained by cutting the target part vertically is viewed from the side.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a method of attaching a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is an exploded perspective view of a pouch-type secondary battery to which a method of attaching a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention can be applied.
  • 4 is a diagram schematically illustrating a method of attaching a tape for a secondary battery according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a view showing in more detail steps S30 and S40 of FIG. 4 .
  • the adhesive surface of the tape is brought into contact with one surface of the secondary battery 100 using the attachment roller 20 (S10).
  • the tape 300 (shown in FIG. 5 ) has an adhesive surface 301 , and a release paper 310 is attached to the opposite surface of the adhesive surface.
  • the tape 300 is formed between the attachment roller 20 and one surface of the secondary battery 100 , that is, the attachment target surface, and the adhesive surface 301 is in contact with one surface of the secondary battery 100 , and the tape 300 is secondary.
  • the tape 300 is supplied from a separate supply roller (not shown) to be interposed between the battery 100 and the attachment roller 20 .
  • the target secondary battery 100 may be of any type, and may be applied to any process to which taping is applied during the manufacturing process and to any process.
  • the case of taping on the outer surface of the pouch-type secondary battery will be described as an example.
  • the pouch-type secondary battery 100 may be manufactured by accommodating the electrode assembly 200 inside the pouch-type battery case 300S and then sealing it.
  • the electrode assembly 200 may include a positive electrode, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • Each of the positive electrode and the negative electrode includes a positive electrode tab and a negative electrode tab (not shown), and the positive electrode lead 210 connected to the positive electrode tabs and the negative electrode lead 220 connected to the negative electrode tabs are the pouch-type battery case 300S. can be exposed to the outside.
  • the positive electrode lead 210 and the negative electrode lead 220 may be respectively positioned in the sealing portions 300S1 and 300S2 while being surrounded by the lead film.
  • the pouch-type battery case 300S is made of a laminate sheet, and may include a resin layer for thermal fusion and a metal layer for preventing material penetration.
  • the pouch-type battery case 300S may include an upper case 310S and a lower case 320S.
  • a concave accommodating part 300ST in which the electrode assembly 200 can be seated may be formed.
  • Sealing parts 300S1 and 300S2 may be provided along the outer periphery of the accommodating part 300ST, respectively, in the upper case 310S and the lower case 320S.
  • the sealing part 300S1 of the upper case 310S and the sealing part 300S2 of the lower case 320S are thermally fused to each other to form the sealing parts 300S1 and 300S2, and the pouch-type battery case 30 can be sealed. have. That is, the resin layer in the sealing part 300S1 and the resin layer in the sealing part 300S2 may be thermally fused to each other and joined.
  • the secondary battery 100 taping for bonding the pouch-type battery case 300S, or stacking a plurality of secondary batteries 100 to maintain the stacked state when configuring the stack.
  • the method of attaching the tape of the embodiment may be applied, it is not limited thereto.
  • the adhesive roller 200 is rotated in the first direction D1 to adhere the tape 300 to one surface of the secondary battery 100 ( S20 ).
  • the tape 300 is adhered to the portion to be attached in the secondary battery 100 .
  • the attachment roller (20) The tape 300 may be adhered to the surface of the secondary battery 100 by rotation. It can be attached by advancing the fixing member 10 until the tape 300 reaches the desired area. Accordingly, the release paper 310 is separated and wound toward the guide roller 30 , and the tape 300 is transferred to the surface of the secondary battery 100 .
  • the rotation of the attachment roller 20 may be controlled by driving the rotation motor 40 connected to the attachment roller 20 with the guide roller 30 interposed therebetween.
  • the tape 300 is cut by rotating the attachment roller 20 in the second direction D2 ( S30 ).
  • the rotation motor 40 by rotating the rotation motor 40 in a reverse direction in the second direction D2 , the force generated by the motor rotation is transmitted to the tape 300 , so that the tape 300 may be cut. That is, by rotating the rotation motor 40 in the second direction (D2) reversely, the attachment roller 20 also rotates in the second direction (D2), whereby a force is applied to the tape 300 in the direction of the arrow A3. The intermolecular bond of the tape 300 is cut by this force, and the tape 300 is broken.
  • the tape 300 was cut only by the tension generated by the force that moves the attachment roller 20 and the secondary battery 100 away from each other.
  • the tape 300 is not cut and sagging occurs because the force for cutting is not sufficient.
  • the slack tape 300 is attached to other parts other than the bonding target, particularly to the electrode lead, causing welding defects, and also adding a process for checking whether such defective attachment has occurred, resulting in loss in working time. .
  • the tape 300 is cut through the tension generated through the reverse rotation of the rotation motor 40 , the tape 300 is applied to the tape 300 by adjusting the rotation amount of the rotation motor 40 . It is possible to control the tension to a greater extent, and thus, it is possible to strongly and accurately cut the tape 300 by utilizing the rotational force of the rotary motor 40 without additional equipment. Therefore, it is possible to prevent defects due to the tape sagging, and it is possible to omit the confirmation process for confirming the tape sagging, thereby shortening the working time. In addition, it is possible to eliminate or minimize the movement of the fixing member 10 supporting the secondary battery 100 for cutting the tape 300 with acceleration, thereby reducing the working time and improving the process efficiency. can
  • the attached secondary battery 100 moves away from the attachment roller 20 through the movement of the fixing member 10 (eg, moves along arrow A2 in the drawing).
  • the moving step (S40) of the secondary battery 100 may be performed simultaneously with the cutting step (S30) of the tape 300 described above.
  • the force used to cut the tape 300 is the force transmitted according to the reverse rotation of the rotation motor 40 and the force applied as the attachment roller 20 and the secondary battery 100 move away from each other. can be combined, and thus cutting of the tape 300 can be performed more quickly.
  • the present invention is not limited thereto, and as described above, cutting of the tape 300 is possible only with the rotational force of the rotary motor 40 .
  • the tape 300 is accurately and quickly cut without additional equipment, thereby causing defects due to sagging of the tape 300 .
  • the process efficiency can be improved by preventing the occurrence and improving the process progress speed.
  • a plurality of secondary batteries manufactured by the manufacturing method to which the tape attaching method according to the present embodiment described above is applied may be gathered to form a battery module.
  • a battery module may be mounted together with various control and protection systems such as a battery management system (BMS) and a cooling system to form a battery pack.
  • BMS battery management system
  • the battery module or battery pack may be applied to various devices. Specifically, it may be applied to transportation means such as an electric bicycle, an electric vehicle, a hybrid, etc., but is not limited thereto and may be applied to various devices that can use a secondary battery.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 테이프의 부착 방법은, 부착 롤러를 사이에 두고 이차 전지의 일면과 테이프의 접착면을 접촉시키는 단계, 상기 부착 롤러를 제1 방향으로 회전하여 상기 테이프를 상기 이차 전지의 일면에 부착시키는 단계, 및 상기 테이프를 절단하기 위하여 상기 부착 롤러를, 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전시키는 단계를 포함한다.

Description

이차전지용 테이프의 부착 방법
관련 출원(들)과의 상호 인용
본 출원은 2021년 1월 28일자 한국 특허 출원 제 10-2021-0012229호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 이차전지용 테이프의 부착 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 추가 설비 없이도 테이프의 늘어짐 없이 부착 가능한 이차전지용 테이프의 부착 방법에 관한 것이다.
최근, 화석연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력 저장장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
특히, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
대표적으로 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극 조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류되기도 한다. 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리롤형 전극 조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형 전극 조립체 등을 들 수 있다. 최근에는 상기 젤리롤형 전극 조립체 및 스택형 전극 조립체가 갖는 문제점을 해결하기 위해, 상기 젤리롤형과 스택형의 혼합 형태로서, 소정 단위의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 단위 셀들을 분리필름 상에 위치시킨 상태에서 순차적으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극 조립체가 개발되었다.
또한, 이차전지는 케이스의 형상에 따라, 전극 조립체가 원통형의 케이스에 내장된 원통형 이차전지, 전극 조립체가 각형의 케이스에 내장된 각형 이차전지 및 전극 조립체가 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 이차전지로 분류될 수 있다.
이러한 이차 전지의 제조 과정 및 이차 전지의 적층체를 이용하여 전지 모듈을 형성하는 등의 과정에서는, 다양한 단계에서 접착 테이프를 부착하는 공정이 적용된다. 예를 들면, 전극 조립체를 내장하는 파우치형 케이스 내지 원통형 케이스의 접합 부분, 또는 케이스와 전극 리드의 접합 부분을 실링하기 위하여 접착 테이프를 부착하거나, 또는 복수의 이차 전지를 적층할 때, 또는 전극 조립체의 스택 구조를 유지하고자 할 때, 고정하고자 하는 부위에 접착 테이프를 부착하는 공정이 적용될 수 있다.
도 1은 종래의 이차 전지에 대한 부착 공정을 도식화한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이차 전지(100)에 테이프를 부착하는 공정은, 부착 롤러(20)를 일 방향(D1)으로 회전시키면서, 이차 전지(100)를 지지하는 고정 부재(10)를 테이프의 부착면에서 일 방향(D1)과 동일 방향(A1)으로 이동시키는 것에 의해 이루어진다.
이 때, 원하는 영역에 테이프 부착이 완료된 후에는, 부착 롤러(20)를 통해 공급된 테이프를 절단한다. 테이프를 절단하는 방법으로는, 고정 부재(10)를 부착 롤러(20)로부터 멀어지도록 이동시켜서 테이프에 장력을 가하는 방법이 이용된다. 그러나, 이에 의할 경우, A부분에 표시한 바와 같이, 테이프를 절단하는 힘이 충분하지 않아 불필요한 여분의 테이프가 부착 롤러(20) 또는 이차 전지(100)로부터 늘어지는 경우가 발생한다. 이와 같이 늘어진 상태의 여분의 테이프가 이차 전지(100)의 전극 리드에 부착될 경우 용접 불량 등이 발생할 수 있고 또한 이를 제거하기 위해 작업자의 추가 작업이 투입되는 등의 작업 효율의 손실이 발생할 수 있다는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 테이핑 공정에 있어서 특별한 장치나 공정의 추가 없이도 테이프 제거시 발생할 수 있는 늘어짐 문제를 개선하여 불량을 최소화하고 공정 효율을 높일 수 있는 이차전지용 테이프의 부착 방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 테이프의 부착 방법은, 부착 롤러를 사이에 두고 이차 전지의 일면과 테이프의 접착면을 접촉시키는 단계, 상기 부착 롤러를 제1 방향으로 회전하여 상기 테이프를 상기 이차 전지의 일면에 부착시키는 단계, 및 상기 테이프를 절단하기 위하여 상기 부착 롤러를, 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전시키는 단계를 포함한다.
상기 이차 전지를 고정하는 지지 부재를 이동하여, 상기 테이프 부착이 완료된 상기 이차전지를 이동시키는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
상기 이차 전지를 이동시키는 단계는, 상기 부착 롤러를 상기 제2 방향으로 회전시키는 단계와 동시에 이루어질 수 있다.
상기 이차 전지를 이동시키는 단계는, 상기 부착 롤러를 상기 제2 방향으로 회전시키는 단계 이후에 이루어질 수 있다.
상기 부착 롤러의 회전 방향은 상기 부착 롤러와 연결된 회전 모터에 의해 조정될 수 있다.
상기 테이프의 상기 접착면의 반대면에 배치되는 이형지는 상기 이차 전지의 일면에 부착된 테이프로부터 가이드 롤러에 의해 분리될 수 있다.
상기 이차 전지는, 파우치형 케이스 내에 전해액 및 전극 조립체를 수납한 형태의 파우치형 이차 전지이고, 상기 테이프의 부착은 상기 파우치형 케이스의 일면에 대해 이루어질 수 있다.
상기 테이프를 절단시키는 힘은, 상기 부착 롤러가 상기 제2 방향으로 회전하는 것에 의해 상기 테이프에 가해지는 힘과, 상기 이차 전지를 이동시키는 것에 의해 상기 테이프에 가해지는 장력의 합일 수 있다.
상기 테이프를 절단시키는 힘은, 상기 부착 롤러가 상기 제2 방향으로 회전하는 것에 의해 상기 테이프에 가해지는 힘일 수 있다.
상기 부착 롤러가 상기 제1 방향으로 회전할 때 상기 이차 전지의 일면은 상기 접착면에서 상기 제1 방향을 따라 이동할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 테이핑 공정에 있어서 특별한 장치나 공정의 추가 없이도 테이프 제거시 발생할 수 있는 늘어짐 문제를 개선하여 불량을 최소화하고 공정 효율을 높일 수 있는 이차전지용 테이프의 부착 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 이차 전지에 대한 부착 공정을 도식화한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 테이프의 부착 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 테이프의 부착 방법이 적용될 수 있는 파우치형 이차 전지의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 테이프의 부착 방법을 도식화한 도면이다.
도 5는 도 4의 단계 S30 및 S40을 보다 자세히 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 “상에” 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 “위에” 또는 “상에” 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는, 도 2 내지 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 테이프의 부착 방법에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 테이프의 부착 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 테이프의 부착 방법이 적용될 수 있는 파우치형 이차 전지의 분해 사시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 테이프의 부착 방법을 도식화한 도면이다. 도 5는 도 4의 단계 S30 및 S40을 보다 자세히 나타낸 도면이다.
우선, 부착 롤러(20)를 이용하여 이차 전지(100)의 일면에 테이프의 접착면을 접촉시킨다(S10).
테이프(300, 도 5 도시)는 접착면(301)을 가지며, 접착면의 반대면에는 이형지(310)가 부착되어 있다. 테이프(300)는 부착 롤러(20)와 이차 전지(100)의 일면, 즉 부착 대상면 사이에, 접착면(301)이 이차 전지(100)의 일면과 접촉한 상태로 테이프(300)가 이차 전지(100)와 부착 롤러(20) 사이에 개재되도록 별도의 공급 롤러(미도시)로부터 테이프(300)가 공급된다.
이 때 대상이 되는 이차 전지(100)는 어떠한 종류라도 가능하고, 아울러 제조 공정 중 테이핑이 적용되는 어떠한 공정에도 어떠한 공정에도 적용 가능하다. 본 실시예에서는, 파우치형 이차 전지의 외면에 테이핑 하는 경우를 예로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 테이프의 부착 방법이 적용될 수 있는 파우치형 이차 전지의 분해 사시도이다. 도 3을 참조하면, 파우치형 이차전지(100)는, 파우치형 전지 케이스(300S) 내부에 전극 조립체(200)를 수납한 뒤 밀봉하여 제조될 수 있다. 전극 조립체(200)는 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 배치되는 분리막을 포함할 수 있다. 양극 및 음극 각각은 양극탭 및 음극탭(도시하지 않음)을 포함하고, 양극탭들과 연결되는 양극리드(210) 및 음극탭들과 연결되는 음극리드(220)가 파우치형 전지 케이스(300S) 외부로 노출될 수 있다. 또한, 밀봉성과 절연성을 위해 양극리드(210)와 음극리드(220)는 각각 리드 필름에 의해 둘러싸인 상태로 실링부(300S1, 300S2)에 위치할 수 있다.
파우치형 전지 케이스(300S)는 라미네이트 시트로 이루어져 있고, 열 융착을 위한 수지층과 물질 침투 방지를 위한 금속층을 포함할 수 있다. 이러한 파우치형 전지 케이스(300S)는, 상부 케이스(310S)와 하부 케이스(320S)를 포함할 수 있다. 상부 케이스(310S)와 하부 케이스(320S) 각각에 전극 조립체(200)가 안착될 수 있는 오목한 형상의 수납부(300ST)가 형성될 수 있다.
수납부(300ST)의 바깥둘레를 따라 상부 케이스(310S)와 하부 케이스(320S) 각각 실링부(300S1, 300S2)가 마련될 수 있다. 상부 케이스(310S)의 실링부(300S1)와 하부 케이스(320S)의 실링부(300S2)가 서로 열 융착되어, 실링부(300S1, 300S2)를 형성하며 파우치형 전지 케이스(30)가 밀봉될 수 있다. 즉, 실링부(300S1)에서의 수지층과 실링부(300S2)에서의 수지층이 서로 열 융착되어 접합될 수 있다.
이러한 이차 전지(100)의 외면에서는, 파우치형 전지 케이스(300S)의 접합을 위해 테이핑 하거나, 또는 복수의 이차 전지(100)를 적층하여 적층체 구성시 적층 상태를 유지하기 위해 테이핑 하는 경우에 본 실시형태의 테이프의 부착 방법을 적용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 부착 롤러(200)를 제1 방향(D1)으로 회전시켜서, 테이프(300)를 이차전지(100)의 일면에 접착시킨다(S20).
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 부착 롤러(200)를 제1 방향(D1, 도면에서 시계방향)으로 회전시키면서, 이차 전지(100)에서 부착 대상이 되는 부분에 테이프(300)를 접착시킨다. 이 때, 이차 전지(100)를 지지하는 고정 부재(10)를, 이차 전지(100) 표면에서 부착 롤러(20)의 회전 방향과 동일한 방향(즉, 도면에서 화살표 A1 방향)으로 진행시키면서 부착 롤러(20) 회전에 의해 테이프(300)가 이차 전지(100) 표면에 접착될 수 있다. 원하는 영역에 테이프(300)가 도달할 때까지 고정 부재(10)를 진행시키는 것에 의해 부착할 수 있다. 이에 의해, 이형지(310)가 분리되어 가이드 롤러(30) 측으로 권취되고, 테이프(300)가 이차 전지(100) 표면에 전사된다.
부착 롤러(20)의 회전은, 가이드 롤러(30)를 사이에 두고 부착 롤러(20)와 연결된 회전 모터(40)의 구동에 의해 제어될 수 있다.
다음으로, 부착 롤러(20)를 제2 방향(D2)으로 회전시켜서 테이프(300)를 절단한다(S30).
도 5에 도시한 바와 같이, 회전 모터(40)를 제2 방향(D2)로 역회전 시키는 것에 의해 모터 회전에 의한 힘이 테이프(300)로 전달되어 테이프(300)가 절단될 수 있다. 즉, 회전 모터(40)를 제2 방향(D2)로 역회전 시키는 것에 의해 부착 롤러(20) 역시 제2 방향(D2)으로 회전하게 되고 이에 의해 테이프(300)에 화살표 A3 방향으로 힘이 가해지게 되어 이러한 힘에 의해 테이프(300)의 분자간 결합이 절단되고 테이프(300)의 파단이 이루어진다.
종래에는, 단지 부착 롤러(20)와 이차 전지(100)를 서로 멀어지도록 이동시키는 힘에 의해 발생하는 장력만으로 테이프(300)의 절단을 진행하였다. 그러나 이 경우 절단을 위한 힘이 충분하지 못하여 테이프(300)가 절단되지 않고 늘어짐이 발생하는 문제가 있었다. 이 경우, 늘어진 테이프(300)가 접착 대상 외의 다른 부위, 특히 전극 리드에 부착되어 용접 불량을 발생시키고, 또한 이와 같은 불량 부착이 발생하였는지 확인하기 위한 공정이 추가되어 작업시간에 손실이 발생할 수 있었다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에서는, 회전 모터(40)의 역회전을 통해 발생한 장력을 통해 테이프(300)를 절단하기 때문에, 회전 모터(40)의 회전량 조절을 통해 테이프(300)에 가해지는 장력을 더 크게 제어하는 것이 가능하고, 따라서 추가의 설비 없이도 회전 모터(40)의 회전력을 활용하여 강하고 정확하게 테이프(300)의 절단이 가능하다. 따라서, 테이프 늘어짐에 따른 불량을 방지할 수 있고, 테이프 늘어짐 확인을 위한 확인 공정을 생략할 수 있어서 작업시간을 단축시킬 수 있다. 또한 테이프(300) 절단을 위해 이차 전지(100)를 지지하는 고정 부재(10)가 가속도를 갖고 이동하는 움직임을 없애거나 최소화할 수 있는바, 이를 통해서도 작업시간 단축 및 공정 효율을 향상을 달성할 수 있다.
다음으로, 테이프(300) 부착이 완료된 이차 전지(100)를 이동시킨다(S40).
부착이 완료된 이차전지(100)는 고정 부재(10)의 이동을 통해 부착 롤러(20)와 이격되어 이동(예를 들면 도면의 화살표 A2를 따라 이동)한다. 이 때, 이차 전지(100)의 이동 단계(S40)앞서 설명한 테이프(300)의 절단 단계(S30)와 동시에 이루어질 수 있다. 동시에 이루어질 경우, 테이프(300)의 절단에 사용되는 힘은, 회전 모터(40)의 역회전에 따라 전달되는 힘과, 부착 롤러(20)와 이차 전지(100)가 멀어짐에 따라 가해지는 힘의 합일 수 있고, 따라서 보다 신속하게 테이프(300)의 절단을 수행할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 앞서 설명한 바와 같이 회전 모터(40)의 회전력만으로도 테이프(300)의 절단이 가능하다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 이차 전지(100) 제조 공정 중 테이핑 공정에서, 추가의 설비 없이도 테이프(300)의 절단을 정확하고 신속하게 행하는 것에 의해, 테이프(300) 늘어짐에 따른 불량 발생을 방지하고, 공정 진행 속도를 향상시키는 것에 의해 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서 전, 후, 좌, 우, 상, 하와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있다.
앞에서 설명한 본 실시예에 따른 테이프 부착 방법이 적용된 제조 방법에 의해 제조되는 이차전지는 여러 개가 모여 전지 모듈을 형성할 수 있다. 이러한 전지 모듈은, BMS(Battery Management System), 냉각 시스템 등의 각종 제어 및 보호 시스템과 함께 장착되어 전지 팩을 형성할 수 있다.
상기 전지 모듈이나 전지 팩은 다양한 디바이스에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 등의 운송 수단에 적용될 수 있으나 이에 제한되지 않고 이차 전지를 사용할 수 있는 다양한 디바이스에 적용 가능하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
<부호의 설명>
10: 고정 부재
20: 부착 롤러
40: 회전 롤러
100: 이차전지
200: 전극 조립체
300: 테이프
310: 이형지

Claims (10)

  1. 부착 롤러를 사이에 두고 이차 전지의 일면과 테이프의 접착면을 접촉시키는 단계;
    상기 부착 롤러를 제1 방향으로 회전하여 상기 테이프를 상기 이차 전지의 일면에 부착시키는 단계; 및
    상기 테이프를 절단하기 위하여 상기 부착 롤러를, 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회전시키는 단계를 포함하는 이차전지용 테이프의 부착 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 이차 전지를 고정하는 지지 부재를 이동하여, 상기 테이프 부착이 완료된 상기 이차전지를 이동시키는 단계를 더욱 포함하는 이차전지용 테이프의 부착 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 이차 전지를 이동시키는 단계는, 상기 부착 롤러를 상기 제2 방향으로 회전시키는 단계와 동시에 이루어지는 이차전지용 테이프의 부착 방법.
  4. 제2항에서,
    상기 이차 전지를 이동시키는 단계는, 상기 부착 롤러를 상기 제2 방향으로 회전시키는 단계 이후에 이루어지는 이차전지용 테이프의 부착 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 부착 롤러의 회전 방향은 상기 부착 롤러와 연결된 회전 모터에 의해 조정되는 이차전지용 테이프의 부착 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 테이프의 상기 접착면의 반대면에 배치되는 이형지는 상기 이차 전지의 일면에 부착된 테이프로부터 가이드 롤러에 의해 분리되는 이차전지용 테이프의 부착 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 이차 전지는, 파우치형 케이스 내에 전해액 및 전극 조립체를 수납한 형태의 파우치형 이차 전지이고,
    상기 테이프의 부착은 상기 파우치형 케이스의 일면에 대해 이루어지는 이차전지용 테이프의 부착 방법.
  8. 제3항에서,
    상기 테이프를 절단시키는 힘은, 상기 부착 롤러가 상기 제2 방향으로 회전하는 것에 의해 상기 테이프에 가해지는 힘과, 상기 이차 전지를 이동시키는 것에 의해 상기 테이프에 가해지는 장력의 합인 이차전지용 테이프의 부착 방법.
  9. 제4항에서,
    상기 테이프를 절단시키는 힘은, 상기 부착 롤러가 상기 제2 방향으로 회전하는 것에 의해 상기 테이프에 가해지는 힘인 이차전지용 테이프의 부착 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 부착 롤러가 상기 제1 방향으로 회전할 때 상기 이차 전지의 일면은 상기 접착면에서 상기 제1 방향을 따라 이동하는 이차전지용 테이프의 부착 방법.
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