KR101690577B1

KR101690577B1 - 집전체 코팅 장치

Info

Publication number: KR101690577B1
Application number: KR1020140188128A
Authority: KR
Inventors: 황창묵; 김명훈; 장혜림
Original assignee: 에스케이이노베이션 주식회사
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-12-28
Also published as: KR20160077789A

Abstract

본 발명은, 센터 탭을 갖는 이차 전지의 전극판을 제조하기 위해서 집전체에 활물질을 코팅하기 위한 집전체 코팅 장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 따르면, 슬러리 공급부; 상기 슬러리 공급부로부터 공급되는 슬러리를 그 외표면에 수용하는 제 1 롤러; 및 상기 제 1 롤러에 인접하도록 배치되며, 그 외표면이 상기 제 1 롤러의 상기 외표면과 함께 집전체 시트가 통과하는 닙(nip)을 한정하는 제 2 롤러를 포함하고, 상기 제 1 롤러는 그 외표면에 제 1 코팅 가이드를 포함하는 제 1 서포트 롤러인, 집전체 코팅 장치가 제공된다.

Description

집전체 코팅 장치{APPARATUS FOR COATING CURRENT COLLECTORS}

본 발명의 실시예들은 집전체 코팅 장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 센터 탭을 갖는 이차 전지에 사용될 수 있는 전극판용 집전체에 활물질층을 코팅하기 위한 집전체 코팅 장치에 관한 것이다.

재충전이 가능한 이차 전지 중 차세대 동력원으로 주목받는 리튬 이차 전지는 에너지 밀도가 높고 기억 효과가 없으며, 사용하지 않을 때에도 자연방전이 일어나는 정도가 작고, 매우 가벼워 노트북, 카메라, 핸드폰 등과 같은 휴대용 전자 기기들에 많이 사용되고 있다. 이 외에도 에너지밀도가 높은 특성을 이용하여 방산업이나 자동화시스템, 그리고 자동차, 항공산업 분야에서도 점점 그 사용 빈도가 증가하는 추세이다.

이러한 리튬 이차 전지는 일반적으로는, 전해액(electrolytic solution)의 종류에 따라 액체 전해질을 사용하는 리튬 이온 전지와, 고분자 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지로 분류된다. 또한, 이러한 이차 전지는 여러 가지 형상으로 제조되고 있으며, 크게 원통형, 각형(prismatic), 파우치형으로 분류될 수 있다.

또한, 통상적으로 리튬 이차 전지는 집전체에 양극 활물질이 코팅된 양극판, 집전체에 음극 활물질이 코팅된 음극판, 및 이 양극판과 음극판 사이에 배치되어 리튬 이온의 이동만을 가능하게 하면서 쇼트는 방지하는 분리막으로 구성되는 전극 조립체; 이 전극 조립체를 수용하는 케이스; 이 케이스 내측에 수용되어 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 전해액 등으로 구성된다.

특히, 파우치형 리튬 이차 전지는 알루미늄 케이스보다 현저히 가볍고 가요성인 파우치 포장재로 케이스가 구성되어, 각형 리튬 이차 전지에 비하여 높은 에너지 밀도(energy density)를 가질 수 있다.

한편, 전극 조립체는, 긴 시트형의 양극판과 음극판을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 권취형 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극판과 음극판을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 적층형 전극조립체, 및 소정 단위의 양극판과 음극판을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 풀셀(Full cell)들을 긴 길이의 연속적인 분리막 시트를 이용하여 일 방향으로 또는 지그재그 방향으로 폴딩한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체로 분류될 수 있다. 이와 같은 전지부는 젤리(Jelly)를 와인딩한 형상과 유사하여 일반적으로 젤리 롤(Jelly Roll)이라 불린다.

또한, 파우치형 이차 전지의 경우에, 케이스의 일 단부 또는 2개의 대향 단부 또는 서로 2 개의 인접하는 단부에 양극 탭 및 음극 탭이 케이스로부터 돌출되도록 마련된다. 이 양극 탭 및 음극 탭은 리드 등을 통해서 케이스 내부의 양극판 및 음극판과 전기적으로 연결된다.

그런데, 이와 같은 양극 탭 및 음극 탭은, 이차 전지가 이차 전지 모듈(또는 팩)을 구성할 때, 공간을 많이 차지하므로, 이차 전지의 부피당 에너지 밀도를 감소시킬 뿐만 아니라, 이차 전지의 충방전 시에 이차 전지에서 발생되는 열을 탭 냉각(수냉 방식) 방식에 의해서 냉각하는 경우, 이차 전지가 고르게 냉각되기 어렵고, 냉각 장치의 부피가 커지는 문제가 있어, 센터 탭을 갖는 이차 전지가 개발되고 있다. 또한, 종래 기술에 따른 활물질 코팅 장치는, 이와 같은 센터 탭을 갖는 이차 전지에 사용되는 전극판을 제조하기 위한 집전체에 활물질층을 코팅하는 것에 부적합하다.

대한민국 공개특허공보 제10-2001-0041735호 (2001. 05. 25.) 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0111848호 (2006. 10. 30.) 대한민국 등록특허공보 제10-O646550호 (2006. 11. 08.) 대한민국 등록특허공보 제10-0670487호 (2007. 01. 10.) 대한민국 등록특허공보 제10-0717761호 (2007. 05. 07.) 대한민국 등록특허공보 제10-0759385호 (2007. 09. 11.) 대한민국 공개특허공부 제10-2012-0095159 (2012. 08. 28.) 대한민국 공개특허공부 제10-2012-0117067 (2012. 10. 24.)

본 발명의 실시예들은, 센터 탭을 갖는 이차 전지의 전극판을 제조하기 위해서 집전체에 활물질층을 코팅하기 위한 집전체 코팅 장치를 제공하기 위한 것이다.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 슬러리 공급부; 상기 슬러리 공급부로부터 공급되는 슬러리를 그 외표면에 수용하는 제 1 롤러; 및 상기 제 1 롤러에 인접하도록 배치되며, 그 외표면이 상기 제 1 롤러의 상기 외표면과 함께 집전체 시트가 통과하는 닙(nip)을 한정하는 제 2 롤러를 포함하고, 상기 제 1 롤러는 그 외표면에 제 1 코팅 가이드를 포함하는 제 1 서포트 롤러인, 집전체 코팅 장치가 제공된다.

상기 제 1 코팅 가이드는 원기둥 형상일 수 있다.

상기 제 1 코팅 가이드는 2 개 이상일 수 있다.

상기 2 개 이상의 제 1 코팅 가이드는 상기 제 1 서포트 롤러의 회전축을 중심으로 각도 간격을 가지고 배치될 수 있다.

상기 각도 간격은 동일할 수 있다.

상기 2 개 이상의 제 1 코팅 가이드는 상기 제 1 서포트 롤러의 회전축에 나란한 직선 상에 배치될 수 있다.

상기 제 1 코팅 가이드는, 상기 제 1 서포트 롤러에 의해서 상기 집전체 시트 상에 슬러리가 도포되어 코팅층이 형성될 때, 상기 슬러리가 도포되지 않는 무지부가 개방형이 되도록, 상기 제 1 서포트 롤러의 상기 외표면에 위치될 수 있다.

상기 제 1 서포트 롤러의 직경은 상기 집전체 시트를 노칭하여 형성되는 전극판의 길이에 대응하여 정해질 수 있다.

상기 제 1 코팅 가이드의 높이는 상기 제 1 서포트 롤러의 외표면으로부터 10 이상 300 ㎛ 이하일 수 있다.

상기 제 2 롤러는 액티베이션 롤러일 수 있다.

상기 제 2 롤러는 제 2 서포트 롤러일 수 있다.

상기 접전체 코팅 장치는 상기 제 2 서포트 롤러의 외표면에 슬러리를 공급하는 제 2 슬러리 공급부를 더 포함할 수 있다.

상기 제 2 서포트 롤러는 상기 제 1 서포트 롤러의 상기 외표면에 마련되는 상기 제 1 코팅 가이드와 대응되도록 상기 제 2 서포트 롤러의 상기 외표면에 마련되는 제 2 코팅 가이드를 포함할 수 있다.

상기 제 1 코팅 가이드는 높이 조절이 가능하도록 상기 제 1 서포트 롤러에 장착될 수 있다.

상기 제 2 코팅 가이드는 높이 조절이 가능하도록 상기 제 2 서포트 롤러에 장착될 수 있다.

도 1의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 집전체 코팅 장치의 평면도, 측면도 및 저면도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집전체 코팅 장치의 측면도,
도 3은 전극판 제작 과정을 개략적으로 설명하는 순서도,
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 사시도,
도 5는 도 1의 II-II 선에 따른 부분 확대 단면도,
도 6의 (a) 및 (b)는 서로 다른 실시예에 따른 센터 탭의 분해 사시도,
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체를 구성하는 전극판 및 분리막의 개략적인 평면도,
도 8는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 사시도,
도 9은 도 1 의 II-II 선에 대응하는 선에 따른 도 5의 부분 확대 단면도,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차 전지의 전극 조립체를 구성하는 전극판 및 분리막의 개략적인 평면도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

도 1의 (a) 내지 (c)을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 장치의 평면도, 측면도 및 저면도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 장치는 댐(또는 슬러리 공급부)(440), 제 1 롤러(430) 및 제 2 롤러(420)를 포함한다.

슬러리 공급부(440)는, 후술되는 바와 같은 이차 전지의 전극판(양극판 또는 음극판)의 활물질층이 되는 원료인 슬러리(460)를 도시되지 않은 슬러리 공급원으로부터 공급받아, 제 1 롤러(430)의 외표면에 미리 결정된 유동량으로 얇게 도포되도록 공급할 수 있다. 본 실시예에서는, 슬러리 공급부(440)로서 블레이드(450)를 구비하는 댐이나, 이에 한정되지 않으며, 슬러리(460)를 제 1 롤러(430)의 외표면에 얇게 공급할 수 있는 것이면 가능하다.

제 1 롤러(430)는 외표면에 슬러리 공급부(440)로부터 슬러리(460)를 공급받는다. 제 1 롤러(430)는 외표면에 배치되는 코팅 가이드(432)를 구비하는 제 1 서포트 롤러(430)이다. 제 1 롤러(430)는 외표면에 공급되는 슬러리(460)가 균일한 두께의 슬러리막(431)이 되도록 일방향으로 일정한 속도로 회전될 수 있다. 이때, 제 1 서포트 롤러(430)의 외표면에 공급되는 슬러리(460)의 유동량 및 제 1 서포트 롤러(430)의 회전 속도는, 코팅 가이드(432)의 자유단 표면을 도포하지 않는(또는 코팅 가이드(432)의 높이를 넘지 않는) 두께의 슬러리막(431)이 형성되도록 결정될 수 있다. 또한, 코팅 가이드(432)의 자유단 표면에 슬러리가 도포되는 경우에 이를 제거하기 위한 스위퍼부(도시 안됨)가 제 1 서포트 롤러(430)의 상측에 마련될 수도 있다.

제 2 롤러(420)는 제 1 서포트 롤러(430)에 인접하여 배치되고, 제 2 롤러(420)의 외표면은 제 1 서포트 롤러(430)의 외표면과 함께 집전체 시트가 통과하는 닙(nip; 롤러와 롤러 사이의 접촉면)을 한정한다. 제 2 롤러(420)는 집전체 시트(410)를 외표면에 대해서 유지하며 이동시키는 액티베이션 롤러일 수 있다.

집전체 시트(410)는 적절한 길이로 노칭되어 후술되는 바와 같은 이차 전지의 전극판의 집전체를 구성할 수 있다. 집전체 시트(410)는 제 1 서포트 롤러(430)의 외표면과 액티베이션 롤러(420)의 외표면 사이에 한정되는 닙을 통과해서 이동될 수 있다. 이때, 서포트 롤러(430)의 외표면에 형성되는 슬러리막(431)이 집전체 시트(410)의 일측 표면으로 전달되어, 집전체 시트(410)의 일측 표면에 코팅층(411)을 형성한다. 이후, 집전체 시트(410)는 건조 장치 등을 통과하여 코팅층(411)을 건조시킬 수 있다. 코팅층(411)은 전극판의 활물질층으로 기능할 수 있다.

한편, 서포트 롤러(430)의 외표면에 형성되는 슬러리막(431)은 코팅 가이드(432)의 자유단 표면에는 형성되지 않으므로, 집전체 시트(410) 상에 형성되는 코팅층(411)에는, 코팅 가이드(432)에 대응하는 부분에, 슬러리막이 도포되지 않는 비코팅부(412)가 형성된다.

이와 같이 형성되는 비코팅부(412)에는, 도 3을 참조하면, 비코팅부(412)보다 더 작은 크기의 홀(413)이 형성된다. 이때, 홀(413)이 형성되고 남은 비코팅부(412)는 무지부(414)를 구성한다. 이 무지부(414)는, 후술되는 바와 같은 이차 전지의 센터 탭과 전기적으로 연결될 수 있다.

코팅 가이드(432)는 서포트 롤러(430)의 외표면에 마련된다. 이때, 코팅 가이드(432)는 서포트 롤러(430)의 외표면으로부터 약 10 ~ 300 ㎛ 높이로 마련될 수 있다. 또한, 코팅 가이드(432)는 압축 가능한 재료로 만들어져, 집전체 시트(410)를 사이에 두고 제 2 롤로(420)의 외표면에 의해서 압축되어 높이가 낮아지며, 직경이 약간 커질 수 있다. 또한, 코팅 가이드(432)는 서포트 롤러(430)의 외표면에 대해서 높이가 조절될 수 있도록, 예를 들어 나사 결합 등에 의해서 서포트 롤러(430)에 장착될 수도 있다.

또한, 후술되는 바와 같은 센터 탭을 2개 갖는 이차 전지에 사용되는 전극판의 경우, 코팅 가이드(432)가 2 개일 수 있다. 이 경우, 2 개의 코팅 가이드(432)는 서포트 롤러(430)의 회전축과 나란한 직선상에 배치될 수 있다.

또는, 예를 들어, 서포트 롤러(430)의 외주 길이가 전극판 길이의 2 배 이상의 정수배가 되도록 서포트 롤러(430)의 직경이 정해지는 경우, 서포트 롤러(430)의 외표면에 2 개 이상의 코팅 가이드(432)가 마련될 수 있다. 이 경우에는 2 개 이상의 코팅 가이드(432)가 서포트 롤러(430)의 회전축을 중심으로 일정한 각도 간격을 가지고 배치될 수 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 코팅 장치의 측면도가 도시된다. 본 실시예에 따른 코팅 장치는 집전체 시트(410)의 양측면 상에 코팅층(432-1, 432-2)을 형성할 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 실시예와 다른 점은, 액티베이션 롤러 대신에 제 2 서포트 롤러(430-2)가 마련된다. 또한, 집전체 시트(410)가 제 1 서포트 롤러(430-1) 및 제 2 서포트 롤러(430-2)의 상측에 마련되는 가이드 롤러(510) 및 롤러(511)에 의해서 제 1 서포트 롤러(430-1)의 외표면과 제 2 서포트 롤러(430-2)의 외표면 사이에 한정되는 닙에 제공된다. 그리고, 제 2 서포트 롤러(430-2)의 외표면에 슬러리(460)를 공급하는 제 2 슬러리 공급부(440-2)가 제공된다.

제 2 슬러리 공급부(440-2)는 제 2 서포트 롤러(430-2)의 외표면 상에 일정한 유동량으로 얇게 도포되도록 슬러리(460)를 공급할 수 있다. 이렇게 공급된 슬러리(460)는 제 2 서포트 롤러(430-2)의 외표면 상에서 제 2 슬러리막(431-2)을 형성하고, 이 제 2 슬러리막(431-2)은 닙을 통과하는 집전체 시트(410)의 타표면에 전달되어 제 2 코팅층(411-2)을 형성할 수 있다.

또한, 제 2 서포트 롤러(430-2)의 외표면에 마련되는 제 2 코팅 가이드(432-2)의 자유단 표면에는 슬러리막(431-2)이 형성되지 않으므로, 제 2 서포트 롤러(430-2)의 외표면 상의 제 2 코팅층(431-2)이 집전체 시트(410)의 타표면 상에 전달되어 제 2 코팅층(411-2)을 형성할 때, 제 2 코팅 가이드(432-2)에 대응하는 부분에, 슬러리가 도포되지 않는 제 2 비코팅부(412-2)를 형성할 수 있다. 이때, 제 2 코팅 가이드(432-2)는 제 1 코팅 가이드(432-1)와 대응되도록 맞물리는 위치에 마련될 수 있고, 따라서, 제 1 비코팅부(412-1)와 제 2 비코팅부(412-2)는 집전체 시트(410)를 중심으로 대칭이 되도록 형성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 위에서 설명드린 바와 같이 마련되는, 집전체 시트(410)의 비코팅부(412)에는 홀(413)이 형성되고, 나머지 비코팅부(412)는 무지부(414)가 되어 후술되는 바와 같은 이차 전지에서 센터 탭과 연결되는 부분이 된다. 이와 같이 무지부(414)가 형성된 후, 집전체 시트(410)는 전극판의 길이 또는 폭에 대응되도록 노칭되어, 전극판(14(15); 도 7 참조)으로 사용될 수 있다.

전술된 실시예에서, 코팅 가이드(432)는 원기둥의 형상으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며, 후술 되는 바와 같은 이차 전지의 센터 탭에 대응하는 다양한 모양의 기둥이 가능하다. 또한, 코팅 가이드(432)는, 비코팅부(412)가 개방형이 되도록, 즉 비코팅부(412)가 코팅층(411)에 의해서 둘러싸이지 않은 부분이 되도록 배치될 수도 있다.

전술된 실시예에 따른 코팅 장치에 의해서 제조되는 전극판은 후술되는 바와 같이 센터 탭을 구비하는 이차 전지의 전극 조립체를 구성할 수 있다.

도 4을 참조하면, 양극 또는 음극의 센터 탭을 구비하는 이차 전지의 사시도가 도시된다. 이차 전지(10)는 전극 조립체(20; 도 2 참조)를 수용하는 케이스(11); 음극(또는 양극)의 센터 탭(13); 및 전극 조립체(20)에 리드(7; 도 4 참조)를 통해서 연결되고, 케이스(11)의 외부로 돌출되는 양극(또는 음극)의 끝단 탭(12)을 포함한다.

도 5를 참조하면, 도 4의 II-II 선에 따른 이차 전지(10)의 개략적인 부분 단면도로서 케이스(11) 및 전극 조립체(20)의 구성이 용이하게 식별될 수 있도록 확대되어 도시된다. 도시된 바와 같이, 전극 조립체(20)의 양극판(14), 음극판(15) 및 양극판(14)과 음극판(15) 사이에 배치되는 분리막(16)이 교대로 배치되며, 상측 케이스(11) 바로 아래에는 분리막(16)이 배치되고, 하측 케이스(11)의 바로 위에는 분리막(16)이 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이차 전지(10)의 센터 탭(13)은 케이스(11)의 대략 중앙부에 형성되어 관통공을 이루는 구멍(111) 및 전극 조립체(20)의 대략 중앙부에 형성되어 관통공을 이루는 구멍(141, 151, 161)에 배치되어 전극 조립체(20)의 양극판(14) 또는 음극판(15)과 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서는, 선테 탭(13)이 전극 조립체(20)의 음극판(15)과 전기적으로 연결된다.

도 6의 (a) 및 (b)를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 센터 탭(13)의 구성에 대해서 더 자세히 설명한다. 도 6의 (a)에 따르면, 예를 들어 끝단 탭을 형성하는 도전성 재료로 만들어지는 센터 탭(13)은 제 1 탭부(131), 제 2 탭부(132), 및 중간 탭부(133)를 포함할 수 있다. 중간 탭부(133)의 일 단부에는 제 1 탭부(131)가 연결되고, 다른 단부에는 제 2 탭부(132)가 연결된다. 중간 탭부(133)의 내면에는 암나사선(134)이 형성될 수 있어, 이차 전지(10)를 복수개 이용하여 전지 모듈(또는 팩)을 형성할 때, 수나사선이 형성된 부재와의 체결이 용이하게 될 수 있다. 또는, 센터 탭(13)은, 도 6의 (b)에 도시되는 바와 같이, 중간 탭부(133) 없이, 제 1 탭부(131)의 원통형 부분(131b')이 길게 형성될 수도 있으며, 이 원통형 부분(131b')의 내면에 나사선(135)이 형성될 수 있다.

도 7를 참조하여, 전극 조립체(20)에 형성된 관통공에 대해서 자세히 설명한다. 도시된 바와 같이, 양극 활물질이 코팅된 양극판(14)의 중앙부에는 전극 조립체(20)의 관통공의 부분을 이루는 구멍(141)이 형성된다. 또한, 양극판(14)의 일 가장자리 부분에는 리드(17)가 연결될 수 있다. 분리막(16)의 중앙부에도 전극 조립체(20)의 관통공의 부분을 이루는 구멍(161)이 형성되고, 음극판(15)의 중앙부에는 전극 조립체(20)의 관통공의 부분을 이루는 구멍(151)이 형성된다. 또한, 음극판(15)의 구멍(151)의 둘레에는 양극 활물질층이 코팅되지 않은 무지부(152)가 형성된다.

구멍(141, 151, 161)의 형상은 센터 탭(13)의 중간 탭부(113) 또는 센터 탭(13)의 원통형 부분(131b')의 단면 형상에 대응하도록 동심적으로 구성될 수 있으며, 이들의 형상이 달라지면, 구멍(141, 151, 161)의 모양도 달라질 수 있다.

음극판(15)의 구멍(151)은 구멍(151) 둘레의 무지부(152)가 센터 탭(13)과 전기적으로 접촉을 할 수 있는 크기로 형성된다. 반면, 양극판(14)의 구멍(141)은 센터 탭(13)과 전기적으로 접촉하지 않는 크기로 형성된다. 분리막(16)의 구멍(161)은 음극판(15)의 무지부(152)가 양극판(14)에 접촉되지 않도록 양극판(14)의 구멍(141)보다 더 작게 그리고 음극판(15)의 구멍(151)보다 더 크게 형성될 수 있다(a > c > b > d).

양극판(14)에 연결되는 리드(17)는 끝단 탭(12)에 연결되고, 끝단 탭(12)은 케이스(11)의 외부로 돌출될 수 있다.

도 8를 참조하면, 2 개의 센터 탭을 구비하는 이차 전지(100)의 사시도가 도시된다. 이차 전지(100)는 전극 조립체(20a; 도 9 참조)를 수용하는 케이스(11), 제 1 센터 탭(13-1) 및 제 2 센터 탭(13-2)을 포함한다. 그러나, 도시된 바와 같이, 케이스(11)의 외부로 돌출되는 끝단 탭은 없다.

도 9을 참조하여, 제 1 센터 탭(13-1) 및 제 2 센터 탭(13-2)에 대해서 설명한다. 제 1 센터 탭(13-1)은 양극 센터 탭으로서, 전극 조립체(20a)의 양극판(14)과 전기적으로 연결된다. 도시된 바와 같이, 제 1 센터 탭(13-1)의 중간 탭부(133-1)는 양극판(14)에 형성되는 무지부(143)에 접촉된다. 또한, 제 1 센터 탭(13-1)은 음극판(15)의 구멍(153; 도 10 참조)을 통과하나, 음극판(15)과는 접촉하지 않는다.

제 2 센터 탭(13-2)은 음극 센터 탭으로서, 전술된 일 실시예에 따른 이차 전지(10)의 센터 탭(13)과 유사하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 또한, 제 2 센터 탭(13-2)과 연결되는 전극 조립체(20a)의 구성 또한 일 실시예의 전극 조립체(20)와 유사하므로 생략한다.

도 10을 참조하여, 전극 조립체(20a)에 포함되는 양극판(14), 음극판(15) 및 양극판(14)과 음극판(15) 사이에 배치되는 분리막(16)에 대해서 설명한다.

양극판(14)에는, 2 개의 구멍(141, 142)의 형성된다. 제 1 구멍(141)은, 전술된 바와 같이, 양극판(14)이 제 1 구멍(141)을 통과하는 음극 센터 탭(13-2)과 접촉되지 않는 크기로 형성된다. 제 2 구멍(142)은 양극판(14)이 제 2 구멍(142)을 통과하는 양극 센터 탭(13-1)과 접촉되는 크기로 형성된다. 또한, 제 2 구멍(142)의 둘레부에는 무지부(143)가 형성되어, 양극판(14)이 제 2 구멍(142)을 통과하는 양극 센터 탭(13-1)과 전기적으로 더욱 양호하게 연결될 수 있다. 제 1 구멍(141) 및 제 2 구멍(142)은 전극 조립체를 관통하는 2개의 관통공의 부분을 이룬다.

음극판(15)에는, 2 개의 구멍(151, 153)이 형성된다. 제 1 구멍(151)은 전술된 바와 같이, 음극판(15)이 제 1 구멍(151)을 통과하는 음극 센터 탭(13-2)과 접촉되는 크기로 형성된다. 또한, 제 1 구멍(151)의 둘레부에는 무지부(152)가 형성되어, 음극판(151)이 제 1 구멍(151)을 통과하는 음극 센터 탭(13-2)과 전기적으로 더 양호하게 연결될 수 있다. 제 2 구멍(153)은 음극판(15)이 제 2 구멍(153)을 통과하는 양극 센터 탭(13-1)과 접촉되지 않는 크기로 형성된다. 제 1 구멍(151) 및 제 2 구멍(153)은 전극 조립체(20a)를 관통하는 2개의 관통공의 부분을 이룬다.

분리막(16)에는, 2 개의 구멍(161, 162)가 형성된다. 제 1 구멍(161)은 전술된 바와 같이, 음극판(15)의 무지부(152)가 양극판(14)과 접촉되는 것을 방지하도록 양극판(14)의 제 1 구멍(141)보다 작게 그러나 음극판(15)의 제 1 구멍(151) 보다는 크게 형성될 수 있다. 제 2 구멍(162)은 양극판(14)의 무지부(143)가 음극판(15)과 접촉되는 것을 방지하도록 음극판(15)의 제 2 구멍(153)보다 더 크게 형성된다(도 10에서, a > c > b > d = e).

양극판(14), 분리막(16), 및 음극판(15)이 적층되어 전극 조립체(20a)를 구성할 때, 양극판(14)의 제 1 구멍(141), 분리막(16)의 제 1 구멍(161) 및 음극판(15)의 제 1 구멍(151)은 서로 일렬로 배치될 수 있고, 양극판(14)의 제 2 구멍(142), 분리막(16)의 제 2 구멍(162) 및 음극판(15)의 제 2 구멍(153)은 서로 일렬로 배치될 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 발명은 실시예를 중심을 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

또한, 본 발명에서 보이는 구성요소들을 공지의 유사한 기능을 수행하는 기술요소로 치환하거나 변형하는 것도 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 명백할 것이다.

따라서, 본 발명의 권리범위는 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 아래의 청구범위에서 보이는 사상 및 그 균등범위까지 미친다.

10; 100 : 이차 전지
11 : 케이스
111; 111-1; 111-2 : 구멍
12 : 끝단 탭
13 : 센터 탭
131 : 제 1 탭부
132 : 제 2 탭부
133 : 중간 탭부
14 : 양극판
141; 142 : 구멍
143 : 무지부
15 : 음극판
151; 153 : 구멍
152 : 무지부
16 : 분리막
161; 162 : 구멍
20; 20a : 전극 조립체
410 : 집전체 시트
411 : 코팅층
412 : 비코팅부
420 : 액티베이션 롤러
430 : 서포트 롤러
431 : 슬러리막
432 : 코팅 가이드
440 : 슬러리 공급부
450 : 블레이드
460 : 슬러리

Claims

슬러리 공급부;
상기 슬러리 공급부로부터 공급되는 슬러리를 그 외표면에 수용하는 제 1 롤러; 및
상기 제 1 롤러에 인접하도록 배치되며, 그 외표면이 상기 제 1 롤러의 상기 외표면과 함께 집전체 시트가 통과하는 닙(nip)을 한정하는 제 2 롤러를 포함하고,
상기 제 1 롤러는 그 외표면에 제 1 코팅 가이드를 포함하는 제 1 서포트 롤러인, 집전체 코팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 코팅 가이드는 원기둥 형상인, 집전체 코팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 코팅 가이드는 2 개 이상인, 집전체 코팅 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 2 개 이상의 제 1 코팅 가이드는 상기 제 1 서포트 롤러의 회전축을 중심으로 각도 간격을 가지고 배치되는, 집전체 코팅 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 각도 간격은 동일한, 집전체 코팅 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 2 개 이상의 제 1 코팅 가이드는 상기 제 1 서포트 롤러의 회전축에 나란한 직선 상에 배치되는, 집전체 코팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 코팅 가이드는, 상기 제 1 서포트 롤러에 의해서 상기 집전체 시트 상에 슬러리가 도포되어 코팅층이 형성될 때, 상기 슬러리가 도포되지 않는 무지부가 개방형이 되도록, 상기 제 1 서포트 롤러의 상기 외표면에 위치되는, 집전체 코팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 서포트 롤러의 직경은 상기 집전체 시트를 노칭하여 형성되는 전극판의 길이에 대응하여 정해지는, 집전체 코팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 코팅 가이드의 높이는 상기 제 1 서포트 롤러의 외표면으로부터 10 이상 300 ㎛ 이하인, 집전체 코팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제 2 롤러는 액티베이션 롤러인, 집전체 코팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제 2 롤러는 제 2 서포트 롤러인, 집전체 코팅 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 집전체 코팅 장치는 상기 제 2 서포트 롤러의 외표면에 슬러리를 공급하는 제 2 슬러리 공급부를 더 포함하는, 집전체 코팅 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 제 2 서포트 롤러는 상기 제 1 서포트 롤러의 상기 외표면에 마련되는 상기 제 1 코팅 가이드와 대응되도록 상기 제 2 서포트 롤러의 상기 외표면에 마련되는 제 2 코팅 가이드를 포함하는, 집전체 코팅 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 코팅 가이드는 높이 조절이 가능하도록 상기 제 1 서포트 롤러에 장착되는, 집전체 코팅 장치.
청구항 13에 있어서,
상기 제 2 코팅 가이드는 높이 조절이 가능하도록 상기 제 2 서포트 롤러에 장착되는, 집전체 코팅 장치.