KR20200129650A - The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell - Google Patents

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KR20200129650A
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이상균
박민수
김영하
홍영훈
홍의진
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a unit cell, capable of preventing the adhesion of a side of the unit cell from deteriorating and comprising: an electrode reel on which an electrode is unwound; a separation membrane reel on which a separation membrane laminated with the electrode is unwound; a surface treatment unit which performs surface treatment to improve the adhesion to both sides of the unwound separation membrane; a laminator for laminating the entire surface of the laminate on which the electrode and the separator are laminated; and side rollers formed in plural and applying pressure to both side sides of the laminate, respectively.

Description

단위 셀 제조 장치 및 방법{The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell}The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell}

본 발명은 단위 셀 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단위 셀의 사이드의 접착력이 저하되는 것을 방지할 수 있는 단위 셀 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for manufacturing a unit cell, and more particularly, to an apparatus and method for manufacturing a unit cell capable of preventing a decrease in adhesion of the side of the unit cell.

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.In general, types of secondary batteries include nickel cadmium batteries, nickel hydride batteries, lithium ion batteries, and lithium ion polymer batteries. These secondary batteries are not only small products such as digital cameras, P-DVDs, MP3Ps, mobile phones, PDAs, portable game devices, power tools, and E-bikes, but also large-scale products requiring high output such as electric vehicles and hybrid vehicles, and surplus power generation. It is also applied and used in power storage devices for storing electric power or renewable energy and power storage devices for backup.

양극(Cathode), 분리막(Separator) 및 음극(Anode)이 적층되어 형성된 단위 셀(Unit Cell)들이 모여 하나의 전극 조립체가 형성된다. 그리고 이러한 전극 조립체가 특정 케이스에 수용됨으로써 리튬 이차 전지가 제조된다.A single electrode assembly is formed by collecting unit cells formed by stacking an anode, a separator, and a cathode. And, such an electrode assembly is accommodated in a specific case, thereby manufacturing a lithium secondary battery.

이러한 단위 셀은 풀셀(Full-Cell)과 바이셀(Bi-Cell)이 있다. 풀셀은 셀의 최외부 양측에 양극과 음극이 각각 위치하는 셀이다. 이러한 풀셀의 가장 기본적인 구조로서, 양극/분리막/음극 또는 양극/분리막/음극/분리막/양극/분리막/음극 등이 있다.These unit cells include a full-cell and a bi-cell. A full cell is a cell in which an anode and a cathode are located on both outermost sides of the cell. As the most basic structure of such a full cell, there is an anode/separator/cathode or anode/separator/cathode/separator/anode/separator/cathode.

바이셀은 셀의 최외부 양측에 동일한 극성의 전극이 위치하는 셀이다. 이러한 바이셀의 가장 기본적인 구조로서, 양극/분리막/음극/분리막/양극 구조의 A형 바이셀 또는 음극/분리막/양극/분리막/음극 구조의 C형 바이셀 등이 있다. 즉, 최외부 양측에 양극이 위치하는 셀을 A형 바이셀이라 하고, 양측에 음극이 위치하는 셀을 C형 바이셀이라 한다.A bi-cell is a cell in which electrodes of the same polarity are located on both outermost sides of the cell. As the most basic structure of such a bi-cell, there is an A-type bi-cell with an anode/separator/cathode/separator/anode structure or a C-type bi-cell with a cathode/separator/anode/separator/cathode structure. That is, a cell in which the anode is located on both outermost sides is called an A-type bi-cell, and a cell in which the cathode is located on both sides is called a C-type bi-cell.

일반적으로 이러한 단위 셀을 제조하기 위해서는, 중앙 전극이 컨베이어 벨트 등에 의해 일측으로 이동하는 동안에, 중앙 전극의 상하면에 각각 분리막이 적층되고, 그 이후에 상부 전극과 하부 전극이 더 적층된다. 만약, 단위 셀이 바이셀이라면, 중앙 전극이 1개 등 홀수일 수 있고, 단위 셀이 풀셀이라면, 중앙 전극이 없거나 2개 등 짝수일 수 있다.In general, in order to manufacture such a unit cell, while the center electrode is moved to one side by a conveyor belt or the like, separators are respectively stacked on the upper and lower surfaces of the center electrode, and then, the upper electrode and the lower electrode are further stacked. If the unit cell is a bi-cell, there may be an odd number such as one center electrode, and if the unit cell is a full cell, there may be no center electrode or an even number such as two.

한편, 전극 조립체의 안전성 평가 및 안전성 확보는 매우 중요하다. 가장 중요한 고려사항은 전극 조립체가 오작동 시 사용자에게 상해를 입혀서는 안 된다는 것이며, 이러한 목적으로 안전규격은 전극 조립체 내의 발화 및 발연 등을 엄격히 규제하고 있다. 전극 조립체의 안전성 특성에 있어서, 전극 조립체가 과열되어 열폭주가 일어나거나 분리막이 관통될 경우에는 폭발을 일으키게 될 우려가 크다. 특히, 전극 조립체의 분리막으로서 통상적으로 사용되는 폴리올레핀계 다공성 고분자 기재는 재료적 특성과 연신을 포함하는 제조공정상의 특성으로 인하여 100도 이상의 온도에서 극심한 열 수축 거동을 보임으로서, 캐소드와 애노드 사이의 단락을 일으키는 문제점이 있다.On the other hand, it is very important to evaluate the safety and secure the safety of the electrode assembly. The most important consideration is that the electrode assembly must not cause injury to the user in case of malfunction, and for this purpose, the safety standards strictly regulate ignition and smoke in the electrode assembly. In terms of the safety characteristics of the electrode assembly, when the electrode assembly is overheated and thermal runaway occurs or the separator is penetrated, there is a high risk of causing an explosion. In particular, the polyolefin-based porous polymer substrate commonly used as a separator of an electrode assembly exhibits extreme heat shrinkage behavior at a temperature of 100 degrees or more due to material properties and manufacturing process characteristics including stretching, and thus a short circuit between the cathode and the anode There is a problem that causes the problem.

전극 조립체의 안전성 문제를 해결하기 위하여, 다수의 기공을 갖는 다공성 고분자 기재의 적어도 일면에, 과량의 무기물 입자와 고분자 바인더의 혼합물을 포함하는 슬러리가 코팅되어 다공성 유기-무기 코팅층을 형성한 분리막이 제안되었다. 다공성 유기-무기 코팅층에 함유된 무기물 입자들은 내열성이 뛰어나므로, 전극 조립체가 과열되는 경우에도 캐소드와 애노드 사이의 단락을 방지한다.In order to solve the safety problem of the electrode assembly, a separator in which a slurry containing a mixture of excess inorganic particles and a polymer binder is coated on at least one surface of a porous polymer substrate having a large number of pores to form a porous organic-inorganic coating layer is proposed. Became. Since the inorganic particles contained in the porous organic-inorganic coating layer have excellent heat resistance, even when the electrode assembly is overheated, a short circuit between the cathode and the anode is prevented.

그러나, 다공성 코팅층이 얇게, 예컨대, 다공성 기재의 단면 기준으로 3 μm 미만의 두께로 코팅되는 경우에는 분리막과 전극 간에 접착력이 부족하여 조립성이 저하된다. 분리막과 전극 간의 접착력이 우수해야 전극 조립체의 사이클(cycle)시 전해액 분해 산물로 생성되는 기체에 의해 분리막과 전극이 탈착됨으로써 발생하는 계면저항의 증가를 방지할 수 있다. 그리고, 사이클시 전극의 부피 팽창으로 인한 분리막과 전극 간의 계면저항의 증가를 방지할 수 있으며, 젤리롤(Jelly-roll)이나 스택 앤 폴딩(Stack & Folding) 형태의 전극 조립체의 벤딩을 억제하여 전극 조립체의 강도를 향상시킬 수 있다. 이러한 측면에서 분리막과 전극 간의 접착력은 전극 조립체에서 매우 중요한 인자이다.However, when the porous coating layer is thinly coated, for example, to a thickness of less than 3 μm based on the cross-section of the porous substrate, the adhesion between the separator and the electrode is insufficient, resulting in deterioration of assembly properties. When the adhesion between the separator and the electrode is excellent, it is possible to prevent an increase in interfacial resistance caused by desorption of the separator and the electrode by gas generated as an electrolyte decomposition product during the cycle of the electrode assembly. In addition, it is possible to prevent an increase in the interface resistance between the separator and the electrode due to volume expansion of the electrode during cycling, and it is possible to suppress the bending of the electrode assembly in the form of jelly-roll or stack and folding. The strength of the assembly can be improved. In this respect, the adhesion between the separator and the electrode is a very important factor in the electrode assembly.

도 1은 단위 셀(2)의 미 접착 영역(22)을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing an unattached region 22 of a unit cell 2.

종래에는 고분자 기재(123, 도 3에 도시됨)에 슬러리를 도포하여 다공성 코팅층(124, 도 3에 도시됨)을 형성함으로써 분리막(12, 도 3에 도시됨)을 제조하였다. 그리고, 상기 분리막(12)에 전극(11, 도 6에 도시됨)을 적층하고 열 및 압력을 인가하여 도 1에 도시된 바와 같이, 단위 셀(2)을 제조하였다.In the related art, a separator 12 (shown in FIG. 3) was manufactured by applying a slurry to a polymer substrate 123 (shown in FIG. 3) to form a porous coating layer 124 (shown in FIG. 3). In addition, as shown in FIG. 1, by stacking electrodes 11 (shown in FIG. 6) on the separator 12 and applying heat and pressure, a unit cell 2 was manufactured.

그러나, 액체 상태 또는 겔(Gel) 상태의 슬러리를 고분자 기재(123)에 도포한 후 고체화시켜 다공성 코팅층(124)이 형성되므로, 슬러리를 평평하고 균일하게 도포하더라도, 표면에서 어느 정도의 높이 차가 존재하였다. 특히, 사이드(126)보다 중심부(125, 도 3에 도시됨)에서 슬러리들이 더욱 응집되어, 사이드(126)에서 슬러리의 높이가 더 낮게 형성되었다. 따라서, 분리막(12)의 사이드(126)와 중심부(125)에서, 이러한 슬러리를 고체화시킨 다공성 코팅층(124)에도 높이 차가 존재하므로, 전극(11)을 적층하여 단위 셀(2)을 제조하더라도, 분리막(12)의 접착력에 편차가 발생하였다. 따라서 도 1에 도시된 바와 같이, 단위 셀(2)의 사이드(21)의 일부에 전극(11)과 분리막(12)이 서로 접착이 되지 않거나 부실하게 접착되는 미 접착 영역(22)이 형성되는 문제가 있었다.However, since a porous coating layer 124 is formed by applying a liquid or gel slurry to the polymer substrate 123 and then solidifying it, there is a certain height difference from the surface even if the slurry is applied flat and uniformly. I did. In particular, the slurries were more aggregated in the central portion 125 (shown in FIG. 3) than in the side 126, and the height of the slurry was formed lower in the side 126. Therefore, in the side 126 and the center 125 of the separator 12, there is a difference in height even in the porous coating layer 124 obtained by solidifying such a slurry, so even if the electrode 11 is stacked to manufacture the unit cell 2, Deviation occurred in the adhesive force of the separator 12. Therefore, as shown in FIG. 1, a problem in which the electrode 11 and the separator 12 are not adhered to each other or are poorly adhered to a non-adhered region 22 on a part of the side 21 of the unit cell 2 There was.

한국공개공보 제2018-0018177호Korean Publication No. 2018-0018177

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 단위 셀의 사이드의 접착력이 저하되는 것을 방지할 수 있는 단위 셀 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus and method for manufacturing a unit cell that can prevent the adhesion of the side of the unit cell from decreasing.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치는 전극이 권출되는 전극 릴; 상기 전극과 적층되는 분리막이 권출되는 분리막 릴; 권출된 상기 분리막의 양 측 사이드에 접착력을 향상시키는 표면 처리를 하는 표면 처리부; 상기 전극 및 상기 분리막이 적층된 적층체의 전면을 라미네이팅하는 라미네이터; 및 복수로 형성되고, 상기 적층체의 양 측 사이드에 각각 압력을 인가하는 사이드 롤러를 포함한다.The unit cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention for solving the above problem includes an electrode reel from which an electrode is unwound; A separator reel through which the separator stacked with the electrode is unwound; A surface treatment unit that performs surface treatment to improve adhesion to both sides of the unwound separation membrane; A laminator for laminating the entire surface of the laminate on which the electrode and the separator are stacked; And side rollers formed in plural and applying pressure to both side sides of the laminate.

또한, 상기 표면 처리부는, 상기 분리막의 양 측 사이드에 코로나 처리를 할 수 있다.In addition, the surface treatment unit may perform corona treatment on both sides of the separation membrane.

또한, 상기 표면 처리부는, 세라믹으로 제조된 바디; 및 금속으로 제조되고, 상기 바디에 연결되어 상기 분리막에 코로나 방전 처리를 하는 방전부를 포함할 수 있다.In addition, the surface treatment unit may include a body made of ceramic; And a discharge unit made of metal and connected to the body to perform corona discharge treatment on the separator.

또한, 상기 방전부는, 상기 바디에서 상기 분리막의 폭 방향과 평행한 방향으로 이동할 수 있다.In addition, the discharge unit may move in a direction parallel to the width direction of the separator in the body.

또한, 상기 전극 릴은, 중앙 전극이 권출되는 중앙 전극 릴을 포함하고, 상기 분리막 릴은, 상기 중앙 전극의 상면에 적층되는 상부 분리막이 권출되는 상부 분리막 릴; 및 상기 중앙 전극의 하면에 적층되는 하부 분리막이 권출되는 하부 분리막 릴을 포함할 수 있다.In addition, the electrode reel includes a center electrode reel through which a center electrode is unwound, and the separator reel includes: an upper separator reel through which an upper separator stacked on an upper surface of the center electrode is unwound; And a lower separator reel through which a lower separator stacked on a lower surface of the center electrode is unwound.

또한, 상기 표면 처리부는, 상기 상부 분리막에 표면 처리를 하는 상부 표면 처리부; 및 상기 하부 분리막에 표면 처리를 하는 하부 표면 처리부를 포함할 수 있다.In addition, the surface treatment unit may include an upper surface treatment unit that performs a surface treatment on the upper separation membrane; And a lower surface treatment unit for performing a surface treatment on the lower separation membrane.

또한, 상기 전극 릴은, 상기 상부 분리막의 상면에 적층되는 상부 전극이 권출되는 상부 전극 릴; 및 상기 하부 분리막의 하면에 적층되는 하부 전극이 권출되는 하부 전극 릴을 더 포함할 수 있다.In addition, the electrode reel may include an upper electrode reel on which an upper electrode stacked on an upper surface of the upper separator is unwound; And a lower electrode reel through which a lower electrode stacked on a lower surface of the lower separator is unwound.

또한, 상기 라미네이터는, 상기 적층체의 전면에 열 및 압력을 함께 인가하는 히터를 포함할 수 있다.In addition, the laminator may include a heater for applying heat and pressure to the front surface of the laminate.

또한, 상기 라미네이터는, 상기 적층체의 전면에 회전하면서 압력을 인가하는 메인 롤러를 더 포함할 수 있다.In addition, the laminator may further include a main roller that applies pressure while rotating on the front surface of the laminate.

또한, 상기 사이드 롤러는, 상기 메인 롤러가 상기 적층체에 압력을 인가한 후에, 상기 적층체의 사이드에 압력을 인가할 수 있다.Further, the side roller may apply pressure to the side of the laminate after the main roller applies pressure to the laminate.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법은 분리막 릴로부터 권출된 분리막의 양 측 사이드에 표면 처리를 하는 단계; 전극 릴로부터 권출된 전극과 상기 분리막을 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 및 상기 적층체의 양 측 사이드에 복수의 사이드 롤러가 회전하면서 각각 압력을 인가하는 단계를 포함한다.A method for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention for solving the above problem includes the steps of performing surface treatment on both sides of the separator unwound from the separator reel; Forming a laminate by laminating the electrode rolled out from the electrode reel and the separator; And applying pressure to each side of the laminate while rotating the plurality of side rollers.

또한, 상기 표면 처리를 하는 단계에 있어서, 상기 표면 처리는, 코로나 처리일 수 있다.In addition, in the step of performing the surface treatment, the surface treatment may be a corona treatment.

또한, 상기 분리막은, 상부 분리막 및 하부 분리막을 포함하며, 상기 표면 처리를 하는 단계에 있어서, 상기 표면 처리는, 상기 상부 분리막 및 상기 하부 분리막에 모두 표면 처리를 할 수 있다.In addition, the separator may include an upper separator and a lower separator, and in the surface treatment step, the surface treatment may be performed on both the upper separator and the lower separator.

또한, 상기 적층체를 형성하는 단계 이후 및 상기 사이드 롤러가 압력을 인가하는 단계 이전에, 상기 적층체를 라미네이팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, after the step of forming the stacked body and before the step of applying pressure by the side rollers, the step of laminating the stacked body may be further included.

또한, 상기 라미네이팅을 하는 단계는, 히터가 상기 적층체의 전면에 열 및 압력을 인가하는 단계; 및 메인 롤러가 회전하면서 상기 적층체의 전면에 압력을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the laminating may include applying heat and pressure to the front surface of the laminate by a heater; And applying a pressure to the front surface of the laminate while the main roller rotates.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the present invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiments of the present invention, there are at least the following effects.

분리막의 양 측 사이드에만 표면 처리를 수행한 후에 전극을 적층하고, 전극을 적층하여 형성된 적층체의 양 측 사이드에만 사이드 롤러로 압력을 더 인가함으로써, 단위 셀의 사이드에 미 접착 영역의 형성을 방지하여 전극과 분리막의 접착력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.After surface treatment is performed on only both sides of the separator, the electrodes are stacked, and pressure is applied with a side roller to only both sides of the stack formed by stacking the electrodes, thereby preventing the formation of non-adhesive areas on the side of the unit cell. Thus, it is possible to prevent a decrease in adhesion between the electrode and the separator.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.

도 1은 단위 셀의 미 접착 영역을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막에 표면 처리를 수행하는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막에 전극을 적층하여 단위 셀을 제조하는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 롤러가 단위 셀의 사이드에 압력을 인가하는 모습을 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리막에 표면 처리를 수행하는 모습을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing an unattached region of a unit cell.
2 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a separator according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a method of manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing a state in which a surface treatment is performed on a separator according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram showing a state in which a unit cell is manufactured by stacking electrodes on a separator according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic diagram showing a state in which a side roller according to an embodiment of the present invention applies pressure to a side of a unit cell.
8 is a schematic diagram showing a state in which a surface treatment is performed on a separator according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and are common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” do not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the mentioned elements.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a unit cell manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 전극(11)이 권출되는 전극 릴(111, 112, 113); 상기 전극(11)에 적층되는 분리막(12)이 권출되는 분리막 릴(121, 122); 권출된 상기 분리막(12)의 양 측 사이드(126)에 접착력을 향상시키는 표면 처리를 하는 표면 처리부(14); 상기 전극(11) 및 상기 분리막(12)이 적층된 적층체(20)의 전면을 라미네이팅하는 라미네이터; 및 복수로 형성되고, 상기 적층체(20)의 양 측 사이드(21)에 각각 압력을 인가하는 사이드 롤러(17)를 포함한다. 그리고, 상기 전극 릴(111, 112, 113)은, 상기 상부 분리막(1211)과 상기 하부 분리막(1221)의 사이에 적층되는 중앙 전극(1111)이 권출되는 중앙 전극 릴(111)을 포함하고, 상기 분리막 릴(121, 122)은, 상기 중앙 전극(1111)의 상면에 적층되는 상부 분리막(1211)이 권출되는 상부 분리막 릴(121); 및 상기 중앙 전극(1111)의 하면에 적층되는 하부 분리막(1221)이 권출되는 하부 분리막 릴(122)을 포함할 수 있다.The unit cell manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes, as shown in FIG. 2, electrode reels 111, 112, and 113 from which the electrode 11 is unwound; Separator reels 121 and 122 from which the separator 12 stacked on the electrode 11 is unwound; A surface treatment unit 14 that performs a surface treatment to improve adhesion to both side sides 126 of the unwound separation membrane 12; A laminator for laminating the entire surface of the laminate 20 in which the electrode 11 and the separator 12 are stacked; And side rollers 17 which are formed in plural and apply pressure to both side sides 21 of the stacked body 20, respectively. In addition, the electrode reels 111, 112, and 113 include a center electrode reel 111 from which a center electrode 1111 stacked between the upper separator 1211 and the lower separator 1221 is unwound, The separator reels 121 and 122 may include an upper separator reel 121 on which an upper separator 1211 stacked on an upper surface of the center electrode 1111 is unwound; And a lower separator reel 122 through which a lower separator 1221 stacked on a lower surface of the center electrode 1111 is unwound.

상기 기술한 바와 같이 단위 셀(2)은 풀셀과 바이셀이 있다. 상기 기술한 바와 같이, 만약, 단위 셀(2)이 바이셀이라면, 중앙 전극(1111)은 1개 등 홀수일 수 있고, 단위 셀(2)이 풀셀이라면, 중앙 전극(1111)은 없거나 2개 등 짝수일 수 있다. 이하, 단위 셀(2)은 전극(11)이 3개이고 분리막(12)이 2개인 바이셀인 것으로 설명한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 권리범위를 제한하기 위함이 아니다.As described above, the unit cell 2 includes a full cell and a bi-cell. As described above, if the unit cell 2 is a bi-cell, the center electrode 1111 may be an odd number such as one, and if the unit cell 2 is a full cell, there is no center electrode 1111 or two Can be even. Hereinafter, it will be described that the unit cell 2 is a bi-cell having three electrodes 11 and two separators 12. However, this is for convenience of explanation and is not intended to limit the scope of rights.

중앙 전극 릴(111)은 중앙 전극(1111)이 권취된 릴이며, 중앙 전극(1111)이 상기 중앙 전극 릴(111)로부터 권출된다. 만약 단위 셀(2)이 A형 바이셀이라면, 중앙 전극(1111)은 음극이고, 만약 바이셀이 C형 바이셀이라면, 중앙 전극(1111)은 양극이다. 이러한 전극(11)은 전극 집전체 상에 전극 활물질, 도전재 및 바인더의 슬러리를 도포한 다음에 이를 건조하고 프레싱하여 제조될 수 있다. 이 때, 전극 집전체는 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 등의 자성체의 물질로 제조되므로, 자기력의 영향을 상대적으로 많이 받는다.The center electrode reel 111 is a reel in which the center electrode 1111 is wound, and the center electrode 1111 is unwound from the center electrode reel 111. If the unit cell 2 is an A-type bi-cell, the center electrode 1111 is a cathode, and if the bi-cell is a C-type bi-cell, the center electrode 1111 is an anode. The electrode 11 may be manufactured by applying a slurry of an electrode active material, a conductive material, and a binder on an electrode current collector, followed by drying and pressing the slurry. At this time, since the electrode current collector is made of a magnetic material such as aluminum (Al), copper (Cu), or nickel (Ni), it is relatively affected by magnetic force.

상부 분리막 릴(121) 및 하부 분리막 릴(122)은 분리막(12)이 권취된 릴이다. 그리고, 상부 분리막 릴(121)로부터 권출된 상부 분리막(1211)은 중앙 전극(1111)의 상면에 적층되고, 하부 분리막 릴(122)로부터 권출된 하부 분리막(1221)은 중앙 전극(1111)의 하면에 적층된다.The upper separator reel 121 and the lower separator reel 122 are reels on which the separator 12 is wound. In addition, the upper separator 1211 unwound from the upper separator reel 121 is stacked on the upper surface of the center electrode 1111, and the lower separator 1221 unwound from the lower separator reel 122 is the lower surface of the center electrode 1111 Are stacked on.

표면 처리부(14)는 상기 권출된 분리막(12)의 표면에 표면 처리를 수행하여, 분리막(12)과 전극(11) 사이의 접착력을 향상시킨다. 특히, 분리막(12)의 양 측 사이드(126)의 접착력이 부족하여 미 접착 영역(22)이 형성되는 것을 방지하기 위해, 표면 처리부(14)는 분리막(12)의 양 측 사이드(126)에 표면 처리를 수행하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표면 처리는 코로나 처리인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않고 플라즈마 처리 등 분리막(12)의 접착력을 향상시킬 수 있다면 다양한 표면 처리를 수행할 수 있다.The surface treatment unit 14 performs a surface treatment on the surface of the unwound separator 12 to improve adhesion between the separator 12 and the electrode 11. In particular, in order to prevent the non-adhesive region 22 from being formed due to insufficient adhesion of both sides 126 of the separation membrane 12, the surface treatment unit 14 is provided on both sides 126 of the separation membrane 12. It is preferable to perform surface treatment. According to an embodiment of the present invention, the surface treatment is preferably corona treatment, but is not limited thereto, and various surface treatments may be performed as long as the adhesion of the separator 12 such as plasma treatment can be improved.

한편, 표면 처리부(14)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 분리막(1211)의 표면에 표면 처리를 수행하는 상부 표면 처리부(141) 및 하부 분리막(1221)의 표면에 표면 처리를 수행하는 하부 표면 처리부(142)를 포함할 수 있다. 즉, 하나의 단위 셀(2)에 분리막(12)이 복수로 포함된다면, 복수의 분리막(12)마다 표면 처리부(14)가 형성되어 표면 처리를 수행할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 2, the surface treatment unit 14 includes an upper surface treatment unit 141 that performs a surface treatment on the surface of the upper separation membrane 1211 and a lower surface treatment unit that performs a surface treatment on the surface of the lower separation membrane 1221. A surface treatment unit 142 may be included. That is, if a plurality of separators 12 are included in one unit cell 2, a surface treatment unit 14 may be formed for each of the plurality of separators 12 to perform surface treatment.

라미네이터는 전극(11) 및 분리막(12)이 적층된 적층체(20)의 전면을 라미네이팅한다. 라미네이터는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 적층체(20)의 전면에 열 및 압력을 함께 인가하는 히터(15)를 포함할 수 있고, 상기 적층체(20)의 전면에 회전하면서 압력을 인가하는 메인 롤러(16)를 더 포함할 수 있다.The laminator laminates the entire surface of the laminate 20 in which the electrode 11 and the separator 12 are stacked. As shown in FIG. 2, the laminator may include a heater 15 for applying heat and pressure to the front surface of the stacked body 20 together, and applying pressure while rotating on the front surface of the stacked body 20 It may further include a main roller (16).

히터(15)는 상부 히터(151)와 하부 히터(152)로 형성되어, 각각 상기 적층체(20)의 상면 및 하면에 열 및 압력을 인가할 수 있다. 이러한 히터(15)는 적층체(20)와 접촉하는 면, 즉 상부 히터(151)의 하면 및 하부 히터(152)의 상면이 대략 평평하게 형성될 수 있다. 그럼으로써, 적층체(20)의 전면에 열 및 압력을 균일하게 인가할 수 있다.The heater 15 is formed of an upper heater 151 and a lower heater 152, and heat and pressure may be applied to the upper and lower surfaces of the stacked body 20, respectively. In the heater 15, a surface in contact with the stacked body 20, that is, a lower surface of the upper heater 151 and an upper surface of the lower heater 152 may be formed substantially flat. Thereby, heat and pressure can be uniformly applied to the entire surface of the laminate 20.

히터(15)가 적층체(20)에 열 및 압력을 인가하면, 메인 롤러(16)가 회전하면서 적층체(20)의 전면에 압력을 인가할 수 있다. 일반적으로 단순히 평평한 면으로 압력을 인가하는 히터(15)보다, 회전하면서 압력을 인가하는 메인 롤러(16)가, 인가하는 압력이 더 크다. 따라서, 히터(15)가 적층체(20)에 열을 인가하여 적층체(20)의 온도가 높아지면, 메인 롤러(16)가 적층체(20)에 히터(15)보다 더 큰 압력을 인가함으로써, 상기 적층체(20)의 전극(11)과 분리막(12)들이 서로 용이하게 접착될 수 있다.When the heater 15 applies heat and pressure to the laminate 20, the main roller 16 rotates to apply pressure to the front surface of the laminate 20. In general, the main roller 16, which applies pressure while rotating, has a higher pressure than the heater 15 that simply applies pressure to a flat surface. Therefore, when the heater 15 applies heat to the laminate 20 and the temperature of the laminate 20 increases, the main roller 16 applies a greater pressure to the laminate 20 than the heater 15 By doing so, the electrode 11 and the separator 12 of the laminate 20 can be easily adhered to each other.

사이드 롤러(17)는 복수로 형성되고, 상기 분리막(12)에 전극(11)이 적층되어 적층체(20)가 형성되면, 상기 적층체(20)의 양 측에 각각 배치되어, 상기 적층체(20)의 양 측 사이드(21)에 각각 압력을 인가한다. 상기 기술한 바와 같이, 분리막(12)의 사이드(126)와 중심부(125)에서 다공성 코팅층(124)의 높이 차가 존재하므로, 전극(11)을 적층하고 메인 롤러(16)가 적층체(20)의 전면에 압력을 인가하여 단위 셀(2)을 제조하더라도, 분리막(12)의 접착력에 편차가 발생한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사이드 롤러(17)가 적층체(20)의 양 측 사이드(21)에 각각 압력을 인가하므로, 전극(11)과 분리막(12)이 전체적으로 균일하게 접착되어, 접착력에 편차가 감소할 수 있다.The side rollers 17 are formed in plural, and when the electrode 11 is stacked on the separator 12 to form the stacked body 20, it is disposed on both sides of the stacked body 20, respectively, and the stacked body A pressure is applied to each of the sides 21 on both sides of the (20). As described above, since there is a difference in height of the porous coating layer 124 in the side 126 and the center 125 of the separator 12, the electrode 11 is stacked and the main roller 16 is the stacked body 20 Even if the unit cell 2 is manufactured by applying pressure to the entire surface of the unit, a deviation occurs in the adhesive force of the separator 12. However, according to an embodiment of the present invention, since the side rollers 17 apply pressure to both sides 21 of the stacked body 20, respectively, the electrode 11 and the separator 12 are uniformly adhered as a whole. As a result, variations in adhesion can be reduced.

만약, 메인 롤러(16)가 적층체(20)의 전면에 압력을 인가한 후, 상기 메인 롤러(16)가 적층체(20)의 전면에 압력을 다시 인가한다면, 적층체(20)의 중심부(125)가 과도하게 압력을 받는다. 그러면, 분리막(12)의 다공성 코팅층(124)의 기공(Pore)들이 파괴되어 통기도가 저하됨으로써, 추후에 전극(11)과 분리막(12)이 전해액에 충분히 함침되지 않을 수 있다. 따라서, 접착력이 저하되는 적층체(20)의 사이드(21)에만 사이드 롤러(17)로 압력을 인가하는 것이 바람직하다.If, after the main roller 16 applies pressure to the front surface of the stacked body 20, the main roller 16 applies pressure to the front surface of the stacked body 20 again, the central portion of the stacked body 20 125 is under pressure too much. Then, the pores of the porous coating layer 124 of the separator 12 are destroyed and the air permeability is lowered, so that the electrode 11 and the separator 12 may not be sufficiently impregnated with the electrolyte. Therefore, it is preferable to apply pressure with the side rollers 17 only to the side 21 of the laminate 20 in which the adhesion is lowered.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전극 릴(111, 112, 113)은, 상기 상부 분리막(1211)의 상면에 적층되는 상부 전극(1121)이 권출되는 상부 전극 릴(112); 및 상기 하부 분리막(1221)의 하면에 적층되는 하부 전극(1131)이 권출되는 하부 전극 릴(113)을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrode reels 111, 112, and 113 may include an upper electrode reel 112 on which an upper electrode 1121 stacked on an upper surface of the upper separator 1211 is unwound; And a lower electrode reel 113 through which the lower electrode 1131 stacked on the lower surface of the lower separator 1221 is unwound.

상부 전극 릴(112)은 상부 전극(1121)이 권취된 릴이며, 상부 전극(1121)이 상부 전극 릴(112)로부터 권출된다. 그리고, 하부 전극 릴(113)은 하부 전극(1131)이 권취된 릴이며, 하부 전극(1131)이 하부 전극 릴(113)로부터 권출된다. 단위 셀(2)이 풀셀이라면 상부 전극(1121)과 하부 전극(1131)은 서로 상이한 극성을 가진다. 그리고 단위 셀(2)이 바이셀이라면 상부 전극(1121)과 하부 전극(1131)은 서로 동일한 극성을 가지며, 중앙 전극(1111)과는 반대의 극성을 가진다. 만약 바이셀이 A형 바이셀이라면, 중앙 전극(1111)은 음극이나 상부 전극(1121) 및 하부 전극(1131)을 양극이고, 만약 바이셀이 C형 바이셀이라면, 중앙 전극(1111)은 양극이나 상부 전극(1121) 및 하부 전극(1131)은 음극이다.The upper electrode reel 112 is a reel in which the upper electrode 1121 is wound, and the upper electrode 1121 is unwound from the upper electrode reel 112. Further, the lower electrode reel 113 is a reel in which the lower electrode 1131 is wound, and the lower electrode 1131 is unwound from the lower electrode reel 113. If the unit cell 2 is a full cell, the upper electrode 1121 and the lower electrode 1131 have different polarities. In addition, if the unit cell 2 is a bi-cell, the upper electrode 1121 and the lower electrode 1131 have the same polarity as each other, and have opposite polarities from the center electrode 1111. If the bi-cell is an A-type bi-cell, the center electrode 1111 is a cathode, or the upper electrode 1121 and the lower electrode 1131 are positive, and if the bi-cell is a C-type bi-cell, the center electrode 1111 is a positive electrode. However, the upper electrode 1121 and the lower electrode 1131 are negative electrodes.

상부 전극(1121)은 상기 상부 분리막(1211)의 상면에 적층되고, 하부 전극(1131)은 상기 하부 분리막(1221)의 하면에 적층된다. 그럼으로써, 하부 전극(1131), 하부 분리막(1221), 중앙 전극(1111), 상부 분리막(1211) 및 상부 전극(1121)이 순서대로 적층된 적층체(20)가 형성된다.The upper electrode 1121 is stacked on the upper surface of the upper separator 1211, and the lower electrode 1131 is stacked on the lower surface of the lower separator 1221. As a result, a laminate 20 in which the lower electrode 1131, the lower separator 1221, the center electrode 1111, the upper separator 1211, and the upper electrode 1121 are sequentially stacked is formed.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막(12)의 개략도이다.3 is a schematic diagram of a separator 12 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 분리막(12)은 도 3에 도시된 바와 같이, 다공성 고분자 기재(123)의 적어도 일면에 무기물 입자 및 고분자 바인더의 혼합물을 포함하는 슬러리가 코팅되어 다공성 코팅층(124)이 형성됨으로써 제조된다.As shown in FIG. 3, the separator 12 according to an embodiment of the present invention is coated with a slurry including a mixture of inorganic particles and a polymer binder on at least one surface of the porous polymer substrate 123 to form a porous coating layer 124. It is produced by forming.

다공성 고분자 기재(123)로는 다양한 고분자로 형성된 다공성 고분자 필름 기재 또는 다공성 고분자 부직포 기재 등 통상적으로 전극(11) 조립체에 사용되는 평면상의 다공성 기재라면 제한되지 않고 다양한 기재를 포함한다. 예를 들어 전극(11) 조립체 특히, 리튬 이차전지의 분리막(12)으로 사용되는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀계 다공성 고분자 필름이나, 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유로 이루어진 부직포 등을 사용할 수 있으며, 그 재질이나 형태는 목적하는 바에 따라 다양하게 선택할 수 있다. 이러한 폴리올레핀 다공성 고분자 필름은 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리펜텐 등의 폴리올레핀계 고분자를 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성할 수 있다. 또한, 상기 다공성 고분자 필름 기재는 폴리올레핀 외에 폴리에스테르 등의 다양한 고분자들을 이용하여 다공성 고분자 필름을 제조할 수도 있다. 또한, 상기 다공성 고분자 필름 기재는 2층 이상의 필름층이 적층된 구조로 형성될 수 있으며, 각 필름층은 전술한 폴리올레핀, 폴리에스테르 등의 고분자들을 단독으로 또는 들을 2종 이상 혼합한 고분자로 형성될 수도 있다.The porous polymer substrate 123 is not limited as long as it is a planar porous substrate commonly used in the electrode 11 assembly, such as a porous polymer film substrate formed of various polymers or a porous polymer nonwoven substrate, and includes various substrates. For example, the electrode 11 assembly, in particular, a polyolefin-based porous polymer film such as polyethylene or polypropylene used as the separator 12 of a lithium secondary battery, a non-woven fabric made of polyethylene terephthalate fiber, etc. may be used. The shape can be selected in various ways depending on the purpose. These polyolefin porous polymer films can be formed of polyolefin-based polymers such as high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, low-density polyethylene, and ultra-high molecular weight polyethylene, polyolefin-based polymers such as polypropylene, polybutylene, and polypentene, respectively, or a mixture of them. have. In addition, the porous polymer film substrate may be prepared by using various polymers such as polyester in addition to polyolefin. In addition, the porous polymer film substrate may be formed in a structure in which two or more film layers are stacked, and each film layer may be formed of a polymer alone or a mixture of two or more polymers such as polyolefin and polyester. May be.

상기 다공성 고분자 부직포 기재로는 전술한 폴리올레핀계 고분자 또는 이보다 내열성이 높은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(Polyester), 폴리아세탈(Polyacetal), 폴리아미드(Polyamide), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리이미드(Polyimide), 폴리에테르에테르케톤(Polyetheretherketone), 폴리아릴에테르케톤(Polyaryletherketone), 폴리에테르아미드(Polyetherimide), 폴리아미드이미드(Polyamideimide), 폴리벤지이미다졸(Polybenzimidazole), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(Polyphenyleneoxide), 사이클릭 올레핀 코폴리머(Cyclic olefin copolyer), 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylenesulfide), 폴리에틸렌나프탈렌(Polyethylenenaphthalene) 등을 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 부직포일 수 있다. 그리고, 부직포의 구조는 장섬유로 구성된 스폰본드 부직포 또는 멜트 블로운 부직포일 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 상기 다공성 고분자 기재(123)의 재질이나 형태는 다양하게 선택될 수 있다.The porous polymer non-woven base material includes the above-described polyolefin-based polymer or polyethylene terephthalate, polybutyleneterephthalate, polyester, polyacetal, and polyamide having higher heat resistance. , Polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyaryletherketone, polyetherimide, polyamideimide, polybenzimidazole , Polyethersulfone, Polyphenyleneoxide, Cyclic olefin copolyer, Polyphenylenesulfide, Polyethylenenaphthalene, etc., alone or a mixture of them It may be a nonwoven fabric formed of. In addition, the structure of the nonwoven fabric may be a sponbond nonwoven fabric composed of long fibers or a melt blown nonwoven fabric. However, the present invention is not limited thereto, and the material or shape of the porous polymer substrate 123 may be variously selected.

다공성 고분자 기재(123)의 두께는 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 1 내지 100 μm, 더욱 바람직하게는 5 내지 50 μm이고, 다공성 고분자 기재(123)에 존재하는 기공 크기 및 기공도 역시 특별히 제한되지 않으나 각각 0.01 내지 50 μm 및 10 내지 95%인 것이 바람직하다.The thickness of the porous polymer substrate 123 is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 μm, more preferably 5 to 50 μm, and the pore size and porosity present in the porous polymer substrate 123 are also not particularly limited. However, it is preferably 0.01 to 50 μm and 10 to 95%, respectively.

다공성 고분자 기재(123)의 적어도 일면에는 무기물 입자 및 고분자 바인더의 혼합물을 포함하는 슬러리가 코팅되어 다공성 코팅층(124)이 형성된다. 슬러리의 코팅 방법은 제한되지 않고 다양한 방법을 사용할 수 있으나, 딥 코팅(dip coating) 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 딥 코팅은 코팅액이 들어있는 탱크에 기재를 침지시켜 코팅하는 방법으로, 코팅액의 농도 및 코팅액 탱크에서 기재를 꺼내는 속도에 따라 다공성 코팅층(124) 두께의 조절이 가능하며, 후에 오븐에서 건조하여 다공성 고분자 기재(123)의 적어도 일 표면에 다공성 코팅층(124)을 형성한다.At least one surface of the porous polymer substrate 123 is coated with a slurry including a mixture of inorganic particles and a polymer binder to form a porous coating layer 124. The coating method of the slurry is not limited and various methods can be used, but it is preferable to use a dip coating method. Dip coating is a method of coating by immersing a substrate in a tank containing a coating solution, and the thickness of the porous coating layer 124 can be adjusted according to the concentration of the coating solution and the speed of removing the substrate from the coating solution tank. A porous coating layer 124 is formed on at least one surface of the substrate 123.

무기물 입자는 전기화학적으로 안정하기만 하면 특별히 제한되지 않는다. 즉, 본 발명에서 사용할 수 있는 무기물 입자는 적용되는 전극(11) 조립체의 작동 전압 범위(예컨대, Li/Li+ 기준으로 0~5V)에서 산화 및/또는 환원 반응이 일어나지 않는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 특히, 무기물 입자로서 유전율이 높은 무기물 입자를 사용하는 경우, 액체 전해질 내 전해질 염, 예컨대 리튬염의 해리도 증가에 기여하여 전해액의 이온 전도도를 향상시킬 수 있다.The inorganic particles are not particularly limited as long as they are electrochemically stable. That is, the inorganic particles that can be used in the present invention are not particularly limited as long as the oxidation and/or reduction reaction does not occur in the operating voltage range of the electrode 11 assembly to which it is applied (eg, 0 to 5V based on Li/Li+). In particular, when inorganic particles having a high dielectric constant are used as the inorganic particles, the ionic conductivity of the electrolyte may be improved by contributing to an increase in the degree of dissociation of an electrolyte salt, such as a lithium salt, in a liquid electrolyte.

이러한 이유들로 인해, 상기 무기물 입자는 유전율 상수가 5 이상, 바람직하게는 10 이상인 고유전율 무기물 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 유전율 상수가 5 이상인 무기물 입자의 비제한적인 예로는 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1 - xLaxZr1 -yTiyO3(PLZT, 0<x<1, 0<y<1), Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT), 하프니아(HfO2), SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, 보헤마이트(γ-AlO(OH)), TiO2, SiC 또는 이들의 혼합물 등이 있다.For these reasons, it is preferable that the inorganic particles include high dielectric constant inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more, and preferably 10 or more. Non-limiting examples of inorganic particles having a dielectric constant of 5 or more include BaTiO 3 , Pb(Zr,Ti)O 3 (PZT), Pb 1 - x La x Zr 1 -y Ti y O 3 (PLZT, 0<x<1) , 0<y<1), Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), hafnia (HfO 2 ), SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , boehmite (γ-AlO(OH)), TiO 2 , SiC, or mixtures thereof.

특히, 전술한 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1 - xLaxZr1 - yTiyO3(PLZT), Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT) 및 하프니아(HfO2)와 같은 무기물 입자들은 유전율 상수 100 이상인 고유전율 특성을 나타낼 뿐만 아니라, 일정 압력을 인가하여 인장 또는 압축되는 경우 전하가 발생하여 양쪽 면 간에 전위차가 발생하는 압전성(Piezoelectricity)을 가짐으로써, 외부 충격에 의한 양(兩) 전극(11)의 내부 단락 발생을 방지하여 전기화학 소자의 안전성 향상을 도모할 수 있다. 또한, 전술한 고유전율 무기물 입자와 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자들을 혼용할 경우 이들의 상승 효과는 배가될 수 있다.In particular, the aforementioned BaTiO 3 , Pb(Zr,Ti)O 3 (PZT), Pb 1 - x La x Zr 1 - y Ti y O 3 (PLZT), Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 -Inorganic particles such as PbTiO 3 (PMN-PT) and hafnia (HfO 2 ) not only exhibit high dielectric constant properties with a dielectric constant of 100 or more, but also generate electric charges when tensioned or compressed by applying a certain pressure, resulting in a potential difference between both sides. By having piezoelectricity in which is generated, it is possible to prevent the occurrence of an internal short circuit of the positive electrode 11 due to an external impact, thereby improving the safety of the electrochemical device. In addition, when the above-described high-k inorganic particles and inorganic particles having a lithium ion transfer capability are mixed, the synergistic effect thereof may be doubled.

무기물 입자로는 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자, 즉 리튬 원소를 함유하되 리튬을 저장하지 아니하고 리튬 이온을 이동시키는 기능을 갖는 무기물 입자를 사용할 수도 있다. 리튬이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자는 입자 구조 내부에 존재하는 일종의 결함으로 인해 리튬 이온을 전달 및 이동시킬 수 있기 때문에, 전지 내 리튬 이온 전도도가 향상되고, 이로 인해 전지 성능 향상을 도모할 수 있다. 리튬 이온 전달 능력을 갖는 무기물 입자의 비제한적인 예로는 리튬포스페이트(Li3PO4), 리튬티타늄포스페이트(LixTiy(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y <3), 리튬알루미늄티타늄포스페이트(LixAlyTiz(PO4)3, 0 < x < 2, 0 < y < 1, 0 < z < 3), 14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5 등과 같은 (LiAlTiP)xOy 계열 glass (0 < x < 4, 0 < y < 13), 리튬란탄티타네이트(LixLayTiO3, 0 < x < 2, 0 < y < 3), Li3 . 25Ge0 .25P0. 75S4 등과 같은 리튬게르마니움티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0 < x < 4, 0 < y < 1, 0 < z < 1, 0 < w < 5), Li3N 등과 같은 리튬나이트라이드(LixNy, 0 < x < 4, 0 < y < 2), Li3PO4-Li2S-SiS2 등과같은 SiS2 계열 glass(LixSiySz, < x < 3, 0 < y < 2, 0 < z < 4), LiI-Li2S-P2S5 등과 같은 P2S5 계열 glass(LixPySz, 0 < x < 3, 0 < y < 3, 0 < z < 7) 또는 이들의 혼합물 등이 있다.As the inorganic particles, inorganic particles having a lithium ion transfer capability, that is, inorganic particles containing a lithium element but having a function of moving lithium ions without storing lithium may be used. Inorganic particles having a lithium ion transfer ability can transfer and move lithium ions due to a kind of defect present inside the particle structure, so that the lithium ion conductivity in the battery is improved, thereby improving battery performance. Non-limiting examples of inorganic particles having a lithium ion transport ability include lithium phosphate (Li3PO4), lithium titanium phosphate (Li x Ti y (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), and lithium aluminum titanium Phosphate (Li x Al y Ti z (PO 4 ) 3 , 0 <x <2, 0 <y <1, 0 <z <3), 14 Li 2 O- 9 Al 2 O 3 -38 TiO 2 -39P 2 O 5 (LiAlTiP) x O y series glass (0 <x <4, 0 <y <13), lithium lanthanum titanate (Li x La y TiO 3 , 0 <x <2, 0 <y <3), Li 3 . 25 Ge 0 .25 P 0. 75 S 4 Mani lithium germanium thiophosphate Titanium (Li x Ge y P z S w, 0 <x <4, 0 <y <1, 0 <z <1, 0 <w such as <5), Li 3 N, such as lithium nitride (Li x N y , 0 <x <4, 0 <y <2), Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 SiS 2 series glass (Li x Si y S z , <x <3, 0 <y <2, 0 <z <4), P 2 S 5 series glass such as LiI-Li 2 SP 2 S 5 (Li x P y S z , 0 < x <3, 0 <y <3, 0 <z <7) or mixtures thereof.

무기물 입자의 평균입경은 특별한 제한이 없으나 균일한 두께의 다공성 코팅층(124) 형성 및 적절한 공극률을 위하여, 0.001 내지 10 μm 범위인 것이 바람직하다. 0.001 μm 미만인 경우 분산성이 저하될 수 있고, 10 μm를 초과하는 경우 형성되는 다공성 코팅층(124)의 두께가 증가하여 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 또한 지나치게 큰 기공 크기로 인해 전지 충방전시 내부 단락이 일어날 확률이 높아진다.The average particle diameter of the inorganic particles is not particularly limited, but in order to form the porous coating layer 124 having a uniform thickness and an appropriate porosity, it is preferably in the range of 0.001 to 10 μm. If it is less than 0.001 μm, dispersibility may decrease, and if it exceeds 10 μm, the thickness of the formed porous coating layer 124 may increase and mechanical properties may decrease. Also, due to the excessively large pore size, the internal The probability of a short circuit is increased.

고분자 바인더는 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg)가 -200 내지 200 ℃인 고분자를 사용하는 것이 바람직한데, 이는 최종적으로 형성되는 코팅층(124)의 유연성 및 탄성 등과 같은 기계적 물성을 향상시킬 수 있기 때문이다.As the polymeric binder, it is preferable to use a polymer having a glass transition temperature (Tg) of -200 to 200°C, which can improve mechanical properties such as flexibility and elasticity of the finally formed coating layer 124. Because.

또한, 고분자 바인더는 이온 전도 능력을 반드시 가질 필요는 없으나, 이온 전도 능력을 갖는 고분자를 사용할 경우 전극(11) 조립체의 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 따라서, 고분자 바인더는 가능한 유전율 상수가 높은 것이 바람직하다. 실제로 전해액에서 염의 해리도는 전해액 용매의 유전율 상수에 의존하기 때문에, 고분자 바인더의 유전율 상수가 높을수록 전해질에서의 염 해리도를 향상시킬 수 있다. 이러한 고분자 바인더의 유전율 상수는 1.0 내지 100 (측정 주파수 = 1 kHz) 범위가 사용 가능하며, 특히 10 이상인 것이 바람직하다.In addition, the polymeric binder does not necessarily have ion-conducting ability, but when a polymer having ion-conducting ability is used, the performance of the electrode 11 assembly can be further improved. Therefore, it is preferable that the polymeric binder has a high dielectric constant as possible. In fact, since the degree of dissociation of the salt in the electrolyte depends on the dielectric constant of the solvent of the electrolyte, the higher the dielectric constant of the polymeric binder, the higher the degree of dissociation of the salt in the electrolyte. The dielectric constant of such a polymeric binder can be used in the range of 1.0 to 100 (measurement frequency = 1 kHz), and is particularly preferably 10 or more.

전술한 기능 이외에, 고분자 바인더는 액체 전해액 함침시 겔화됨으로써 높은 전해액 함침율(degree of swelling)을 나타낼 수 있는 특징을 가질 수 있다. 이에 따라, 용해도 지수가 15 내지 45 MPa1 / 2 인 고분자를 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직한 용해도 지수는 15 내지 25 MPa1 /2 및 30 내지 45 MPa1 /2 범위이다. 따라서, 폴리올레핀류와 같은 소수성 고분자들보다는 극성기를 많이 갖는 친수성 고분자들을 사용하는 것이 바람직하다. 용해도 지수가 15 MPa1 /2 미만 및 45 MPa1 /2를 초과할 경우, 통상적인 전지용 액체 전해액에 의해 함침(swelling)되기 어렵기 때문이다.In addition to the above-described functions, the polymeric binder may have a characteristic capable of exhibiting a high degree of swelling by gelling when impregnated with a liquid electrolyte. Accordingly, it is preferable to use a solubility parameter of 15 to 45 MPa 1/2 of a polymer, and the more preferred solubility parameter of 15 to 25 MPa 1/2, and 30 to 45 MPa 1/2 range. Therefore, it is preferable to use hydrophilic polymers having more polar groups than hydrophobic polymers such as polyolefins. If the solubility is more than 15 MPa 1/2 and less than 45 MPa 1/2, it is difficult to be impregnated with (swelling) by conventional liquid electrolyte batteries.

이러한 고분자 바인더의 비제한적인 예로는 폴리비닐리덴 플루오라이드-헥사플루오로프로필렌 (Polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드-트리클로로에틸렌 (Polyvinylidene fluoride-co-trichloroethylene), 폴리메틸메타클릴레이트 (Polymethylmethacrylate), 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile), 폴리비닐피롤리돈 (Polyvinylpyrrolidone), 폴리비닐아세테이트 (Polyvinylacetate), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 (Polyethylene-co-vinyl acetate), 폴리에틸렌옥사이드 (Polyethylene oxide), 셀룰로오스 아세테이트 (cellulose acetate), 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (cellulose acetate butyrate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 (cellulose acetate propionate), 시아노에틸플루란(cyanoethylpullulan), 시아노에틸폴리비닐알콜 (cyanoethylPolyvinylalcohol), 시아노에틸셀룰로오스 (cyanoethylcellulose), 시아노에틸수크로오스 (cyanoethylsucrose), 플루란 (pullulan), 카르복실 메틸 셀룰로오스 (carboxyl methyl cellulose) 등을 들 수 있다.Non-limiting examples of such a polymeric binder include polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene, polyvinylidene fluoride-trichloroethylene, and polymethylmethacle Polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, polyvinylacetate, ethylene vinyl acetate copolymer (Polyethylene-co-vinyl acetate), polyethylene oxide , Cellulose acetate, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate, cyanoethylpullulan, cyanoethylpolyvinylalcohol, cyano Ethyl cellulose (cyanoethylcellulose), cyanoethylsucrose (cyanoethylsucrose), flulan (pullulan), carboxyl methyl cellulose (carboxyl methyl cellulose), and the like.

나아가, 고분자 바인더는 PVDF-HFP 를 포함할 수도 있다. 'PVDF-HFP 고분자 바인더'란 비닐리덴 플루오라이드(Vinylidene Fluoride: VDF)의 구성 단위 및 헥사플루오로프로필렌(Hexafluoropropylene: HFP)의 구성 단위를 포함하는 비닐리덴 플루오라이드 공중합체를 의미한다. 다만, 고분자 바인더는 이에 제한되지 않고 다양한 소재를 포함할 수 있다.Furthermore, the polymeric binder may include PVDF-HFP. The'PVDF-HFP polymer binder' means a vinylidene fluoride copolymer including a constituent unit of vinylidene fluoride (VDF) and a constituent unit of hexafluoropropylene (HFP). However, the polymeric binder is not limited thereto and may include various materials.

무기물 입자와 고분자 바인더의 중량비는 예를 들어 50:50 내지 99:1 범위가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 70:30 내지 95:5이다. 고분자 바인더에 대한 무기물 입자의 함량비가 50:50 미만일 경우 고분자의 함량이 많아지게 되어 형성되는 코팅층(124)의 기공 크기 및 기공도가 감소될 수 있다. 무기물 입자의 함량이 99 중량부를 초과할 경우 고분자 바인더 함량이 적기 때문에 형성되는 코팅층(124)의 내필링성이 약화될 수 있다.The weight ratio of the inorganic particles and the polymeric binder is preferably in the range of 50:50 to 99:1, more preferably 70:30 to 95:5. When the content ratio of the inorganic particles to the polymeric binder is less than 50:50, the content of the polymer increases, so that the pore size and porosity of the formed coating layer 124 may be reduced. When the content of the inorganic particles exceeds 99 parts by weight, since the content of the polymeric binder is small, the peeling resistance of the formed coating layer 124 may be weakened.

고분자 바인더의 용매로는 사용하고자 하는 고분자 바인더와 용해도 지수가 유사하며, 끓는점(boiling point)이 낮은 것이 바람직하다. 이는 균일한 혼합과 이후 용매 제거를 용이하게 하기 위해서이다. 사용 가능한 용매의 비제한적인 예로는 아세톤 (acetone), 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran), 메틸렌클로라이드 (methylene chloride), 클로로포름 (chloroform), 디메틸포름아미드 (dimethylformamide), N-메틸-2-피롤리돈 (N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), 시클로헥산 (cyclohexane), 물 또는 이들의 혼합체 등이 있다.It is preferable that the polymer binder has a solubility index similar to that of the polymer binder to be used and has a low boiling point. This is to facilitate uniform mixing and subsequent solvent removal. Non-limiting examples of solvents that can be used include acetone, tetrahydrofuran, methylene chloride, chloroform, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone ( N-methyl-2-pyrrolidone, NMP), cyclohexane, water, or a mixture thereof.

무기물 입자들이 분산되어 있으며 고분자 바인더가 용매에 용해된 슬러리는 고분자 바인더를 용매에 용해시킨 다음 무기물 입자를 첨가하고 이를 분산시켜 제조할 수 있다. 무기물 입자들은 적정 크기로 파쇄된 상태에서 첨가할 수 있으나, 고분자 바인더의 용액에 무기물 입자를 첨가한 후 무기물 입자를 볼밀법 등을 이용하여 파쇄하면서 분산시키는 것이 바람직하다.A slurry in which inorganic particles are dispersed and a polymer binder is dissolved in a solvent can be prepared by dissolving the polymer binder in a solvent and then adding inorganic particles and dispersing the slurry. The inorganic particles can be added in a state where they are crushed to an appropriate size, but it is preferable to disperse the inorganic particles while crushing them using a ball mill method or the like after adding the inorganic particles to the solution of the polymeric binder.

상기 기술한 바와 같이, 액체 상태 또는 겔(Gel) 상태의 슬러리를 고분자 기재(123)에 도포한 후 고체화시켜 다공성 코팅층(124)이 형성되므로, 슬러리를 평평하고 균일하게 도포하더라도, 표면에서 어느 정도의 높이 차(d)가 존재하였다. 특히, 중심부(125)보다 사이드(126)에서 슬러리를 구성하는 물질 간의 인력이 크게 작용하므로, 사이드(126)에서의 슬러리의 높이가 더 낮게 형성되었다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 분리막(12)의 사이드(126)와 중심부(125)에서, 이러한 슬러리를 고체화시킨 다공성 코팅층(124)에도 높이 차(d)가 존재하므로, 전극(11)을 적층하여 단위 셀(2)을 제조하더라도, 분리막(12)의 접착력에 편차가 발생하였다. 따라서, 단위 셀(2)의 사이드(21)의 일부에 전극(11)과 분리막(12)이 서로 접착이 되지 않거나 부실하게 접착되는 미 접착 영역(22)이 형성되는 문제가 있었다.As described above, since a porous coating layer 124 is formed by applying a liquid or gel slurry to the polymer substrate 123 and then solidifying it, even if the slurry is applied evenly and uniformly, it is There was a height difference (d) of. In particular, since the attraction between the materials constituting the slurry in the side 126 is greater than the central portion 125, the height of the slurry in the side 126 is formed to be lower. Therefore, as shown in FIG. 3, in the side 126 and the center 125 of the separator 12, the height difference d is also present in the porous coating layer 124 obtained by solidifying this slurry, so that the electrode 11 Even when the unit cells 2 are stacked to be manufactured, there is a variation in the adhesive force of the separator 12. Accordingly, there is a problem in that an unattached region 22 in which the electrode 11 and the separator 12 are not adhered to each other or is poorly adhered is formed on a part of the side 21 of the unit cell 2.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀(2) 제조 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart of a method of manufacturing a unit cell 2 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 분리막(12)의 양 측 사이드(126)에만 표면 처리를 수행한 후에 전극(11)을 적층하고, 전극(11)을 적층하여 형성된 적층체(20)의 양 측 사이드(21)에만 사이드 롤러(17)로 압력을 인가함으로써, 단위 셀(2)의 사이드(21)에 미 접착 영역(22)의 형성을 방지하여 전극(11)과 분리막(12)의 접착력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after surface treatment is performed only on both sides 126 of the separator 12, the amount of the stacked body 20 formed by stacking the electrodes 11 and stacking the electrodes 11 By applying pressure with the side rollers 17 only on the side side 21, the formation of the non-adhesive region 22 on the side 21 of the unit cell 2 is prevented, and the adhesion between the electrode 11 and the separator 12 This deterioration can be prevented.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀(2) 제조 방법은, 분리막 릴(121, 122)로부터 권출된 분리막(12)의 양 측 사이드(126)에 표면 처리를 하는 단계; 전극 릴(111, 112, 113)로부터 권출된 전극(11)과 상기 분리막(12)을 적층하여 적층체(20)를 형성하는 단계; 및 상기 적층체(20)의 양 측 사이드(21)에 복수의 사이드 롤러(17)가 회전하면서 각각 압력을 인가하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 적층체(20)를 형성하는 단계 이후 및 상기 사이드 롤러(17)가 압력을 인가하는 단계 이전에, 상기 적층체(20)를 라미네이팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.To this end, a method of manufacturing a unit cell 2 according to an embodiment of the present invention includes the steps of performing surface treatment on both sides 126 of the separator 12 unwound from the separator reels 121 and 122; Forming a laminate 20 by laminating the electrode 11 unwound from the electrode reels 111, 112, and 113 and the separator 12; And applying pressure while rotating the plurality of side rollers 17 to both side sides 21 of the stacked body 20. In addition, after the step of forming the stacked body 20 and before the step of applying pressure by the side rollers 17, the step of laminating the stacked body 20 may be further included.

이하, 도 4에 도시된 흐름도의 각 단계에 대한 내용을 도 5 내지 도 7과 함께 설명한다.Hereinafter, contents of each step of the flowchart shown in FIG. 4 will be described together with FIGS. 5 to 7.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막(12)에 표면 처리를 수행하는 모습을 나타낸 개략도이다.5 is a schematic diagram showing a state in which a surface treatment is performed on the separator 12 according to an embodiment of the present invention.

중앙 전극(1111)이 중앙 전극 릴(111)로부터 권출되면, 제1 커터(131)가 중앙 전극(1111)을 커팅한다. 그리고, 상부 분리막 릴(121)로부터 상부 분리막(1211)이 권출되어, 커팅된 중앙 전극(1111)의 상면에 적층되고, 하부 분리막 릴(122)로부터 하부 분리막(1221)이 권출되어, 커팅된 중앙 전극(1111)의 하면에 적층된다.When the center electrode 1111 is unwound from the center electrode reel 111, the first cutter 131 cuts the center electrode 1111. In addition, the upper separator 1211 is unwound from the upper separator reel 121 and stacked on the upper surface of the cut center electrode 1111, and the lower separator 1221 is unwound from the lower separator reel 122, and the cut center It is laminated on the lower surface of the electrode 1111.

그리고 본 발명의 일 실시예에 따르면, 분리막 릴(121, 122)에서 분리막(12)이 권출되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 표면 처리부(14)가 권출된 분리막(12)의 양 측 사이드(126)에, 접착력을 향상시키는 표면 처리를 수행한다(S401). 여기서 사이드(126)란, 양 단으로부터의 길이가 각각 분리막(12) 전체의 길이 대비 1 % 내지 30 %인 영역인 것이 바람직하며, 5 % 내지 20 %인 영역인 것이 더욱 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 기술한 바와 같이, 상기 표면 처리는 코로나 처리인 것이 바람직하다. 즉, 표면 처리부(14)는 분리막(12)의 양 측 사이드(126)에 코로나 처리를 하는 것이 바람직하다.And according to an embodiment of the present invention, when the separation membrane 12 is unwound from the separation membrane reels 121 and 122, as shown in FIG. 4, both sides of the separation membrane 12 from which the surface treatment unit 14 is unwound In step 126, a surface treatment to improve adhesion is performed (S401). Here, the side 126 is preferably a region in which the length from both ends is 1% to 30% of the total length of the separation membrane 12, and more preferably 5% to 20%. According to an embodiment of the present invention, as described above, the surface treatment is preferably a corona treatment. That is, it is preferable that the surface treatment unit 14 performs corona treatment on both side sides 126 of the separation membrane 12.

코로나 방전은 도체를 전극(11)으로 하고 반대극은 금속판을 이용해 직류 전원을 증가시키면 전극(11)이 자색을 띠며 전류가 흐르는 현상이다. 코로나 전극과 접지 전극(미도시) 사이에 분리막(12)을 위치시키고 코로나 방전 처리를 하면, 전극(11) 간의 높은 전위차로 인하여 전자 및 이온 등의 입자들이 가속되어 이동한다. 이 때, 상기 입자들이 분리막(12)을 향하여 빠르게 이동하면서, 분리막(12)에 물리적인 손상을 가하였다. 따라서 전극(11)과의 접촉 면적이 증가하여, 분리막(12)의 접착성이 향상될 수 있다.Corona discharge is a phenomenon in which the electrode 11 takes on a purple color and current flows when the DC power is increased by using the conductor as the electrode 11 and the counter electrode as the metal plate. When the separator 12 is positioned between the corona electrode and the ground electrode (not shown) and subjected to corona discharge treatment, particles such as electrons and ions are accelerated and moved due to a high potential difference between the electrodes 11. At this time, while the particles rapidly moved toward the separation membrane 12, physical damage was applied to the separation membrane 12. Accordingly, the contact area with the electrode 11 is increased, so that the adhesion of the separator 12 may be improved.

본 발명의 일 실시예에 따른 표면 처리부(14)는 세라믹으로 제조된 바디(143); 및 금속으로 제조되고, 상기 바디(143)에 연결되어 상기 분리막(12)에 코로나 방전 처리를 하는 방전부(144)를 포함할 수 있다.The surface treatment unit 14 according to an embodiment of the present invention includes a body 143 made of ceramic; And a discharge unit 144 made of metal and connected to the body 143 to perform corona discharge treatment on the separation membrane 12.

바디(143)는 세라믹으로 제조되어, 전기가 흐르지 않아 방전부(144)의 통전 여부와 상관없이 방전부(144)를 안정적으로 지지한다. 그리고 방전부(144)는 상기 코로나 전극에 해당한다. 따라서, 방전부(144)는 금속으로 제조되고, 상기 바디(143)에 연결되며, 분리막(12)의 일측에 배치된다. 그리고 분리막(12)의 타측에는 접지 전극(미도시)이 배치되어, 분리막(12)의 양 측 사이드(126)에 코로나 처리를 수행한다. 그럼으로써 분리막(12)의 양 측 사이드(126)의 접착력을 향상시킬 수 있다.The body 143 is made of ceramic, so that electricity does not flow to stably support the discharge unit 144 regardless of whether or not the discharge unit 144 is energized. And the discharge unit 144 corresponds to the corona electrode. Accordingly, the discharge unit 144 is made of metal, is connected to the body 143, and is disposed on one side of the separator 12. Further, a ground electrode (not shown) is disposed on the other side of the separator 12 to perform corona treatment on both side sides 126 of the separator 12. As a result, adhesion of both side sides 126 of the separation membrane 12 may be improved.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분리막(12)에 전극(11)을 적층하여 단위 셀(2)을 제조하는 모습을 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram showing a state in which the unit cell 2 is manufactured by stacking the electrode 11 on the separator 12 according to an embodiment of the present invention.

분리막(12)의 양 측 사이드(126)에 표면 처리를 수행한 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 전극 릴(111, 112, 113)로부터 권출된 전극(11)과 분리막(12)을 적층하여 적층체(20)를 형성한다(S402). 구체적으로, 상부 전극(1121)이 상부 전극 릴(112)로부터 권출되면, 제2 커터(132)가 상부 전극(1121)을 커팅하고, 하부 전극(1131)이 하부 전극 릴(113)로부터 권출되면, 제3 커터(133)가 하부 전극(1131)을 커팅한다. 그리고 상기 커팅된 상부 전극(1121)이 상부 분리막(1211)의 상면에 적층되고, 커팅된 하부 전극(1131)이 하부 분리막(1221)의 하면에 적층된다. 그럼으로써 하부 전극(1131), 하부 분리막(1221), 중앙 전극(1111), 상부 분리막(1211) 및 상부 전극(1121)이 순서대로 적층된 적층체(20)가 형성될 수 있다.After surface treatment is performed on both sides 126 of the separator 12, as shown in FIG. 6, the electrode 11 and the separator 12 unwound from the electrode reels 111, 112, 113 are stacked. Thus, the laminate 20 is formed (S402). Specifically, when the upper electrode 1121 is unwound from the upper electrode reel 112, the second cutter 132 cuts the upper electrode 1121, and when the lower electrode 1131 is unwound from the lower electrode reel 113, , The third cutter 133 cuts the lower electrode 1131. In addition, the cut upper electrode 1121 is stacked on the upper surface of the upper separator 1211, and the cut lower electrode 1131 is stacked on the lower surface of the lower separator 1221. Accordingly, a laminate 20 in which the lower electrode 1131, the lower separator 1221, the center electrode 1111, the upper separator 1211, and the upper electrode 1121 are sequentially stacked can be formed.

상기 기술한 바와 같이, 단위 셀(2)은 풀셀과 바이셀이 있으며, 이는 복수의 전극(11)과 분리막(12)의 배치에 따라 결정된다. 도 6에서는 나머지 전극(11)과 분리막(12)의 배치의 도시는 생략하였으나, 이는 설명의 편의를 위함이며 권리범위를 제한하기 위함이 아니다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 적층체(20)는 전극(11)과 분리막(12)의 다양한 배치를 포함할 수 있다.As described above, the unit cell 2 includes a full cell and a bi-cell, which is determined according to the arrangement of the plurality of electrodes 11 and the separator 12. In FIG. 6, the arrangement of the remaining electrodes 11 and the separator 12 is omitted, but this is for convenience of description and is not intended to limit the scope of the rights. That is, according to an embodiment of the present invention, the stacked body 20 may include various arrangements of the electrode 11 and the separator 12.

적층체(20)를 형성한 후에는, 라미네이터가 적층체(20)의 전면을 라미네이팅한다(S403). 라미네이팅이란, 적층체(20)에 열 및 압력을 인가하여 전극(11)과 분리막(12)을 접착시키는 것을 지칭한다. 상기 기술한 바와 같이, 라미네이터는 히터(15)와 메인 롤러(16)를 포함할 수 있다.After forming the laminated body 20, the laminator laminates the entire surface of the laminated body 20 (S403). Laminating refers to attaching the electrode 11 and the separator 12 by applying heat and pressure to the laminate 20. As described above, the laminator may include a heater 15 and a main roller 16.

히터(15)는 상부 히터(151)와 하부 히터(152)로 형성되어, 각각 상기 적층체(20)의 상면 및 하면에 열 및 압력을 인가할 수 있다. 그리고 히터(15)가 적층체(20)에 열 및 압력을 인가하면, 메인 롤러(16)가 회전하면서 적층체(20)의 전면에 압력을 인가할 수 있다. 히터(15)가 적층체(20)에 열을 인가하여 적층체(20)의 온도가 높아지면, 메인 롤러(16)가 적층체(20)에 히터(15)보다 더 큰 압력을 인가함으로써, 상기 적층체(20)의 전극(11)과 분리막(12)들이 서로 용이하게 접착될 수 있다.The heater 15 is formed of an upper heater 151 and a lower heater 152, and heat and pressure may be applied to the upper and lower surfaces of the stacked body 20, respectively. In addition, when the heater 15 applies heat and pressure to the laminate 20, the main roller 16 rotates and the pressure may be applied to the front surface of the laminate 20. When the heater 15 applies heat to the laminate 20 to increase the temperature of the laminate 20, the main roller 16 applies a greater pressure to the laminate 20 than the heater 15, The electrode 11 and the separator 12 of the laminate 20 may be easily adhered to each other.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사이드 롤러(17)가 단위 셀(2)의 사이드(126)에 압력을 인가하는 모습을 나타낸 개략도이다.7 is a schematic diagram showing a state in which the side roller 17 according to an embodiment of the present invention applies pressure to the side 126 of the unit cell 2.

상기 기술한 바와 같이, 분리막(12)의 사이드(126)와 중심부(125)에서 다공성 코팅층(124)의 높이 차가 존재할 수 있다. 따라서, 분리막(12)의 양 측 사이드(126)에 표면 처리를 수행한 후 분리막(12)에 전극(11)을 적층하더라도, 분리막(12)의 사이드(126)에는 전극(11)이 접착이 되지 않거나 부실하게 접착되는 미 접착 영역(22)이 형성될 수 있다.As described above, there may be a difference in height of the porous coating layer 124 between the side 126 and the central portion 125 of the separator 12. Therefore, even if the electrode 11 is stacked on the separator 12 after performing surface treatment on both sides 126 of the separator 12, the electrode 11 is adhered to the side 126 of the separator 12. An unbonded region 22 that is not or is poorly adhered may be formed.

따라서 도 7에 도시된 바와 같이, 메인 롤러(16)가 상기 적층체(20)에 압력을 인가한 후에, 사이드 롤러(17)가 상기 적층체(20)의 사이드(21)에 압력을 인가한다(S404). 그럼으로써, 전극(11)이 분리막(12)의 사이드(126)에도 용이하게 접착됨으로써, 단위 셀(2)의 사이드(21)에 미 접착 영역(22)의 형성을 방지하여 전극(11)과 분리막(12)의 접착력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 7, after the main roller 16 applies pressure to the laminate 20, the side roller 17 applies pressure to the side 21 of the laminate 20. (S404). As a result, the electrode 11 is easily adhered to the side 126 of the separator 12, thereby preventing the formation of the unattached region 22 on the side 21 of the unit cell 2 It is possible to prevent the adhesion of the separator 12 from being lowered.

사이드 롤러(17)가 적층체(20)의 사이드(21)에 압력은 인가한 후에는, 제4 커터(134)가 적층체(20)를 커팅함으로써, 단위 셀(2)이 제조될 수 있다.After the side rollers 17 apply pressure to the side 21 of the stacked body 20, the fourth cutter 134 cuts the stacked body 20, so that the unit cell 2 can be manufactured. .

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분리막(12)에 표면 처리를 수행하는 모습을 나타낸 개략도이다.8 is a schematic diagram showing a state in which a surface treatment is performed on the separator 12 according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 분리막(12)의 사이드(126)에 표면 처리를 수행하고, 전극(11)을 적층하여 적층체(20)를 형성한 후, 사이드 롤러(17)가 적층체(20)의 사이드(21)에 압력을 인가한다. 그러나, 최근에는 전극(11) 조립체의 사이즈가 다양해지면서, 다양한 사이즈의 단위 셀(2)을 제조하는 기술이 발전하고 있다. 그런데, 분리막(12)의 사이드(126)에 표면 처리를 수행하는 영역이 고정된다면, 제조될 단위 셀(2)의 사이즈가 변경될 때마다 표면 처리부(14)를 교체해야 한다.According to an embodiment of the present invention, after performing a surface treatment on the side 126 of the separator 12 and laminating the electrodes 11 to form the laminate 20, the side roller 17 is Pressure is applied to the side 21 of (20). However, in recent years, as the sizes of the electrode 11 assembly are diversified, technology for manufacturing the unit cells 2 of various sizes has been developed. By the way, if the area for performing the surface treatment is fixed on the side 126 of the separator 12, the surface treatment part 14 must be replaced whenever the size of the unit cell 2 to be manufactured is changed.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 방전부(144a)가 바디(143a)에서 분리막(12)의 폭 방향(w)과 평행한 방향으로 이동할 수 있다. 그럼으로써, 제조될 단위 셀(2)의 사이즈가 변경되더라도, 표면 처리부(14)를 교체할 필요가 없이, 표면 처리부(14)가 이동하며 표면 처리를 수행하는 분리막(12)의 영역도 변경할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, the discharge unit 144a may move in a direction parallel to the width direction w of the separator 12 in the body 143a. Thus, even if the size of the unit cell 2 to be manufactured is changed, the surface treatment unit 14 does not need to be replaced, and the surface treatment unit 14 moves and the area of the separator 12 performing the surface treatment can also be changed. have.

제조예Manufacturing example 1 One

폭 321 mm을 가지는 양극인 중앙 전극이 중앙 전극 릴로부터 권출되면, 제1 커터가 중앙 전극을 25 mm 마다 커팅하였다. 그리고 상부 분리막 릴로부터 폭 306 mm의 상부 분리막이 권출되고, 폭 306 mm의 하부 분리막 릴로부터 하부 분리막이 권출되었다. 그러면, 상부 분리막과 하부 분리막의 양 측 사이드에 각각 표면 처리부가 코로나 처리를 수행하였다. 여기서 분리막은 다공성 고분자 기재에 다공성 코팅층이 코팅되어 형성된다. 다공성 고분자 기재는 폴리에틸렌(PE)을 포함하며 두께가 9 μm이고, 다공성 코팅층은 PVDF와 알루미나(Al2O3)를 포함한다. 또한, 사이드는 분리막의 양 단으로부터 각각 40 mm의 영역이다.When the center electrode, which is an anode having a width of 321 mm, was unwound from the center electrode reel, the first cutter cut the center electrode every 25 mm. Then, the upper separator with a width of 306 mm was unwound from the upper separator reel, and the lower separator was unwound from the lower separator reel with a width of 306 mm. Then, corona treatment was performed by surface treatment units on both sides of the upper and lower separators. Here, the separator is formed by coating a porous coating layer on a porous polymer substrate. The porous polymer substrate includes polyethylene (PE) and has a thickness of 9 μm, and the porous coating layer includes PVDF and alumina (Al 2 O 3 ). In addition, the side is a region of 40 mm each from both ends of the separator.

코로나 처리를 수행한 후, 상부 분리막을 커팅된 중앙 전극의 상면에 적층하고 하부 분리막을 커팅된 중앙 전극의 하면에 적층하였다.After performing the corona treatment, the upper separator was laminated on the upper surface of the cut center electrode, and the lower separator was laminated on the lower surface of the cut center electrode.

폭 323 mm를 가지는 음극인 상부 전극이 상부 전극 릴로부터 권출되면, 제2 커터가 상부 전극을 25 mm 마다 커팅하였다. 그리고, 폭 323 mm를 가지는 음극인 하부 전극이 하부 전극 릴로부터 권출되면, 제3 커터가 하부 전극을 25 mm 마다 커팅하였다. 그 후에, 커팅된 상부 전극을 상부 분리막의 상면에 적층하고, 커팅된 하부 전극을 하부 분리막의 하면에 적층하여 적층체를 형성하였다.When the upper electrode, which is a negative electrode having a width of 323 mm, was unwound from the upper electrode reel, the second cutter cut the upper electrode every 25 mm. In addition, when the lower electrode, which is a negative electrode having a width of 323 mm, was unwound from the lower electrode reel, the third cutter cut the lower electrode every 25 mm. Thereafter, the cut upper electrode was stacked on the upper surface of the upper separator, and the cut lower electrode was stacked on the lower surface of the lower separator to form a laminate.

적층체를 형성한 후에는, 상부 히터와 하부 히터가 각각 적층체의 상면 및 하면에 100 ℃의 열을 인가하고, 메인 롤러가 회전하면서 적층체의 전면에 200 kgf 의 압력을 인가하였다. 그 후에, 사이드 롤러가 적층체의 사이드에 각각 10 kgf의 압력을 인가하였다. 그럼으로써, 제조예 1에 따른 단위 셀을 제조하였다.After forming the laminate, the upper heater and the lower heater applied heat of 100° C. to the upper and lower surfaces of the laminate, respectively, and a pressure of 200 kgf was applied to the front surface of the laminate while the main roller rotated. After that, the side rollers applied a pressure of 10 kgf each to the side of the laminate. Thus, a unit cell according to Preparation Example 1 was manufactured.

제조예Manufacturing example 2 2

상부 히터와 하부 히터가 각각 적층체의 상면 및 하면에 110 ℃의 열을 인가하고, 메인 롤러가 회전하면서 적층체의 전면에 220 kgf의 압력을 인가하는 점을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 단위 셀을 제조하였다.The same as in Preparation Example 1, except that the upper heater and the lower heater respectively apply 110 ℃ heat to the upper and lower surfaces of the laminate, and 220 kgf of pressure is applied to the front of the laminate while the main roller rotates. A unit cell was prepared by the method.

비교 compare 제조예Manufacturing example 1 One

상부 분리막과 하부 분리막에 코로나 처리를 수행하지 않은 점을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 단위 셀을 제조하였다.A unit cell was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that corona treatment was not performed on the upper and lower separators.

비교 compare 제조예Manufacturing example 2 2

상부 분리막과 하부 분리막에 코로나 처리를 수행하지 않고, 상부 히터와 하부 히터가 각각 적층체의 상면 및 하면에 110 ℃의 열을 인가하고, 메인 롤러가 회전하면서 적층체의 전면에 220 kgf의 압력을 인가하는 점을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 단위 셀을 제조하였다.Without corona treatment to the upper and lower separators, the upper and lower heaters apply heat of 110°C to the upper and lower surfaces of the stack, respectively, and the main roller rotates to apply 220 kgf of pressure to the front of the stack. Except for applying, a unit cell was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1.

상기 제조예 1 내지 2 및 비교 제조예 1 내지 2에 의해 제조된 단위 셀의 물성을 하기의 방법으로 측정하였으며, 측정 결과는 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of the unit cells prepared by Preparation Examples 1 to 2 and Comparative Preparation Examples 1 to 2 were measured by the following method, and the measurement results are shown in Table 1 below.

물성 측정방법Method of measuring physical properties - 단위 셀의 -Of the unit cell 위치 별By location 접착력 Adhesion

먼저 상기 제조예 1, 제조예 2, 비교 제조예 1 및 비교 제조예 2에 의해 제조된 단위 셀 샘플에서, 모두 최외각 음극을 박리한다. 그리고, 남은 단위 셀을 길이 방향으로 15 mm마다 절단한다. 절단된 단위 셀 조각들의 양극을 25 mm 박리하여, 양면 테이프가 접착된 슬라이드 글라스에 부착한다. 또한, 분리막을 10 mm 박리하여, 20 ×100 mm의 PET 필름에 부착한다. 상기 PET 필름을 만능 재료 시험기(Universal　Testing　Machine, UTM, 제조사 (TXA Toptac 2000))의 상부 지그에 고정시키고, 슬라이드 글라스를 하부 지그에 고정시킨다. 이후, 30 mm/min의 속도로, 양극과 분리막이 박리되는데 요구되는 힘을 측정하고, 이 힘을 박리 강도로 평가하였다.First, in the unit cell samples prepared according to Preparation Example 1, Preparation Example 2, Comparative Preparation Example 1, and Comparative Preparation Example 2, the outermost cathode was peeled off. Then, the remaining unit cells are cut every 15 mm in the length direction. The anodes of the cut unit cell pieces were peeled off by 25 mm, and the double-sided tape was attached to the slide glass. In addition, the separation membrane was peeled off by 10 mm and attached to a 20×100 mm PET film. The PET film was fixed to the upper jig of a universal material testing machine (Universal 　 Testing 　 Machine, UTM, manufacturer (TXA Toptac 2000)), and the slide glass was fixed to the lower jig. Thereafter, at a rate of 30 mm/min, the force required to peel the anode and the separator was measured, and this force was evaluated as the peel strength.

물성 측정결과Physical property measurement result - 단위 셀의 -Of the unit cell 위치 별By location 접착력 Adhesion

중심부center 사이드side 제조예 1 (100 ℃, 200 kgf)Preparation Example 1 (100° C., 200 kgf) 118±2 gf/103 mm118±2 gf/103 mm 63±3 gf/103 mm63±3 gf/103 mm 제조예 2 (110 ℃, 220 kgf)Preparation Example 2 (110° C., 220 kgf) 130±1 gf/103 mm130±1 gf/103 mm 87±3 gf/103 mm87±3 gf/103 mm 비교 제조예 1 (100 ℃, 200 kgf)Comparative Preparation Example 1 (100° C., 200 kgf) 116±2 gf/103 mm116±2 gf/103 mm -- 비교 제조예 2 (110 ℃, 220 kgf)Comparative Preparation Example 2 (110° C., 220 kgf) 135±2 gf/103 mm135±2 gf/103 mm --

표 1에 기재된 바와 같이, 본 발명의 제조예 1과 비교 제조예 1을 비교하면, 중심부의 접착력은 각각 118±2 gf/103 mm 및 116±2 gf/103 mm 이므로 서로 크게 차이가 나지 않았다. 그러나, 본 발명의 제조예 1의 사이드의 접착력은 63±3 gf/103 mm이나, 비교 제조예 1에서는 전극과 분리막이 서로 접착되지 않아 미 접착 영역이 발생하여 사이드의 접착력을 측정할 수가 없었다.As shown in Table 1, when comparing Preparation Example 1 and Comparative Preparation Example 1 of the present invention, the adhesive strength at the center was 118±2 gf/103 mm and 116±2 gf/103 mm, respectively, so there was no significant difference from each other. However, the adhesive strength of the side of Preparation Example 1 of the present invention was 63±3 gf/103 mm, but in Comparative Preparation Example 1, the electrode and the separator were not adhered to each other, resulting in an unbonded area, and the adhesion of the side could not be measured.

마찬가지로, 본 발명의 제조예 2와 비교 제조예 2를 비교하면, 중심부의 접착력은 각각 130±1 gf/103 mm 및 135±2 gf/103 mm 이므로 서로 크게 차이가 나지 않았다. 그러나, 본 발명의 제조예 2의 사이드의 접착력은 87±3 gf/103 mm이나, 비교 제조예 2에서도 전극과 분리막이 서로 접착되지 않아 미 접착 영역이 발생하여 사이드의 접착력을 측정할 수가 없었다.Likewise, when comparing Preparation Example 2 and Comparative Preparation Example 2 of the present invention, the adhesive strength at the center was 130±1 gf/103 mm and 135±2 gf/103 mm, respectively, so there was no significant difference from each other. However, the adhesive strength of the side of Preparation Example 2 of the present invention was 87±3 gf/103 mm, but in Comparative Preparation Example 2, the electrode and the separator were not adhered to each other, resulting in an unbonded area, so that the adhesion of the side could not be measured.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단위 셀의 사이드에서도 전극과 분리막이 접착되므로, 단위 셀의 사이드에 미 접착 영역의 형성을 방지하여 전극과 분리막의 접착력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, since the electrode and the separator are adhered to the side of the unit cell as well, it is possible to prevent the formation of an unattached region on the side of the unit cell, thereby preventing a decrease in adhesion between the electrode and the separator. .

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and various embodiments derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention.

1: 단위 셀 제조 장치 2: 단위 셀
11: 전극 12: 분리막
14: 표면 처리부 15: 히터
16: 메인 롤러 17: 사이드 롤러
20: 적층체 21: 적층체의 사이드
22: 미 접착 영역 111: 중앙 전극 릴
112: 상부 전극 릴 113: 하부 전극 릴
121: 상부 분리막 릴 122: 하부 분리막 릴
123: 고분자 기재 124: 다공성 코팅층
125: 분리막의 중심부 126: 분리막의 사이드
131: 제1 커터 132: 제2 커터
133: 제3 커터 134: 제4 커터
141: 상부 표면 처리부 142: 하부 표면 처리부
143: 바디 144: 방전부
151: 상부 히터 152: 하부 히터
1111: 중앙 전극 1121: 상부 전극
1131: 하부 전극 1211: 상부 분리막
1221: 하부 분리막1: unit cell manufacturing apparatus 2: unit cell
11: electrode 12: separator
14: surface treatment unit 15: heater
16: main roller 17: side roller
20: laminate 21: side of the laminate
22: non-adhesive area 111: center electrode reel
112: upper electrode reel 113: lower electrode reel
121: upper separator reel 122: lower separator reel
123: polymer substrate 124: porous coating layer
125: central portion of the separator 126: side of the separator
131: first cutter 132: second cutter
133: third cutter 134: fourth cutter
141: upper surface treatment unit 142: lower surface treatment unit
143: body 144: discharge unit
151: upper heater 152: lower heater
1111: center electrode 1121: upper electrode
1131: lower electrode 1211: upper separator
1221: lower separator

Claims (15)

전극이 권출되는 전극 릴;
상기 전극과 적층되는 분리막이 권출되는 분리막 릴;
권출된 상기 분리막의 양 측 사이드에 접착력을 향상시키는 표면 처리를 하는 표면 처리부;
상기 전극 및 상기 분리막이 적층된 적층체의 전면을 라미네이팅하는 라미네이터; 및
복수로 형성되고, 상기 적층체의 양 측 사이드에 각각 압력을 인가하는 사이드 롤러를 포함하는 단위 셀 제조 장치.An electrode reel from which the electrode is unwound;
A separator reel through which the separator stacked with the electrode is unwound;
A surface treatment unit that performs surface treatment to improve adhesion to both sides of the unwound separation membrane;
A laminator for laminating the entire surface of the laminate on which the electrode and the separator are stacked; And
A unit cell manufacturing apparatus comprising a plurality of side rollers for applying pressure to both side sides of the laminate. 제1항에 있어서,
상기 표면 처리부는,
상기 분리막의 양 측 사이드에 코로나 처리를 하는, 단위 셀 제조 장치.The method of claim 1,
The surface treatment unit,
A unit cell manufacturing apparatus that performs corona treatment on both sides of the separation membrane. 제2항에 있어서,
상기 표면 처리부는,
세라믹으로 제조된 바디; 및
금속으로 제조되고, 상기 바디에 연결되어 상기 분리막에 코로나 방전 처리를 하는 방전부를 포함하는, 단위 셀 제조 장치.The method of claim 2,
The surface treatment unit,
A body made of ceramic; And
A unit cell manufacturing apparatus comprising a discharge unit made of metal and connected to the body to perform corona discharge treatment on the separator. 제3항에 있어서,
상기 방전부는,
상기 바디에서 상기 분리막의 폭 방향과 평행한 방향으로 이동하는, 단위 셀 제조 장치.The method of claim 3,
The discharge unit,
A unit cell manufacturing apparatus that moves in a direction parallel to the width direction of the separator in the body. 제1항에 있어서,
상기 전극 릴은,
중앙 전극이 권출되는 중앙 전극 릴을 포함하고,
상기 분리막 릴은,
상기 중앙 전극의 상면에 적층되는 상부 분리막이 권출되는 상부 분리막 릴; 및
상기 중앙 전극의 하면에 적층되는 하부 분리막이 권출되는 하부 분리막 릴을 포함하는, 단위 셀 제조 장치.The method of claim 1,
The electrode reel,
It includes a center electrode reel from which the center electrode is unwound,
The separation membrane reel,
An upper separator reel on which an upper separator stacked on an upper surface of the center electrode is unwound; And
A unit cell manufacturing apparatus comprising a lower separator reel through which a lower separator stacked on a lower surface of the center electrode is unwound. 제5항에 있어서,
상기 표면 처리부는,
상기 상부 분리막에 표면 처리를 하는 상부 표면 처리부; 및
상기 하부 분리막에 표면 처리를 하는 하부 표면 처리부를 포함하는, 단위 셀 제조 장치.The method of claim 5,
The surface treatment unit,
An upper surface treatment unit performing a surface treatment on the upper separation membrane; And
A unit cell manufacturing apparatus comprising a lower surface treatment unit for performing a surface treatment on the lower separation membrane. 제5항에 있어서,
상기 전극 릴은,
상기 상부 분리막의 상면에 적층되는 상부 전극이 권출되는 상부 전극 릴; 및
상기 하부 분리막의 하면에 적층되는 하부 전극이 권출되는 하부 전극 릴을 더 포함하는, 단위 셀 제조 장치.The method of claim 5,
The electrode reel,
An upper electrode reel on which an upper electrode stacked on the upper surface of the upper separator is unwound; And
The unit cell manufacturing apparatus further comprising a lower electrode reel through which a lower electrode stacked on a lower surface of the lower separator is unwound. 제1항에 있어서,
상기 라미네이터는,
상기 적층체의 전면에 열 및 압력을 함께 인가하는 히터를 포함하는, 단위 셀 제조 장치.The method of claim 1,
The laminator,
A unit cell manufacturing apparatus comprising a heater for applying heat and pressure to the front surface of the laminate. 제8항에 있어서,
상기 라미네이터는,
상기 적층체의 전면에 회전하면서 압력을 인가하는 메인 롤러를 더 포함하는, 단위 셀 제조 장치.The method of claim 8,
The laminator,
A unit cell manufacturing apparatus further comprising a main roller applying pressure while rotating on the front surface of the laminate. 제9항에 있어서,
상기 사이드 롤러는,
상기 메인 롤러가 상기 적층체에 압력을 인가한 후에, 상기 적층체의 사이드에 압력을 인가하는, 단위 셀 제조 장치.The method of claim 9,
The side roller,
After the main roller applies pressure to the laminate, the unit cell manufacturing apparatus applies pressure to a side of the laminate. 분리막 릴로부터 권출된 분리막의 양 측 사이드에 표면 처리를 하는 단계;
전극 릴로부터 권출된 전극과 상기 분리막을 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 및
상기 적층체의 양 측 사이드에 복수의 사이드 롤러가 회전하면서 각각 압력을 인가하는 단계를 포함하는 단위 셀 제조 방법.Performing surface treatment on both sides of the separation membrane unwound from the separation membrane reel;
Forming a laminate by laminating the electrode rolled out from the electrode reel and the separator; And
A method of manufacturing a unit cell comprising the step of applying pressure to each side of the laminate while rotating a plurality of side rollers. 제11항에 있어서,
상기 표면 처리를 하는 단계에 있어서,
상기 표면 처리는,
코로나 처리인, 단위 셀 제조 방법.The method of claim 11,
In the step of performing the surface treatment,
The surface treatment,
Corona treatment, unit cell manufacturing method. 제11항에 있어서,
상기 분리막은,
상부 분리막 및 하부 분리막을 포함하며,
상기 표면 처리를 하는 단계에 있어서,
상기 표면 처리는,
상기 상부 분리막 및 상기 하부 분리막에 모두 표면 처리를 하는, 단위 셀 제조 방법.The method of claim 11,
The separation membrane,
Including an upper separator and a lower separator,
In the step of performing the surface treatment,
The surface treatment,
A method of manufacturing a unit cell, wherein surface treatment is performed on both the upper and lower separators. 제11항에 있어서,
상기 적층체를 형성하는 단계 이후 및 상기 사이드 롤러가 압력을 인가하는 단계 이전에,
상기 적층체를 라미네이팅하는 단계를 더 포함하는 단위 셀 제조 방법.The method of claim 11,
After the step of forming the laminate and before the step of applying pressure by the side roller,
The method of manufacturing a unit cell further comprising the step of laminating the laminate. 제14항에 있어서,
상기 라미네이팅을 하는 단계는,
히터가 상기 적층체의 전면에 열 및 압력을 인가하는 단계; 및
메인 롤러가 회전하면서 상기 적층체의 전면에 압력을 인가하는 단계를 더 포함하는 단위 셀 제조 방법.The method of claim 14,
The laminating step,
Applying heat and pressure to the front surface of the laminate by a heater; And
Unit cell manufacturing method further comprising the step of applying a pressure to the front surface of the laminate while the main roller rotates.
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