KR20210150895A - The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell - Google Patents
The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210150895A KR20210150895A KR1020200067882A KR20200067882A KR20210150895A KR 20210150895 A KR20210150895 A KR 20210150895A KR 1020200067882 A KR1020200067882 A KR 1020200067882A KR 20200067882 A KR20200067882 A KR 20200067882A KR 20210150895 A KR20210150895 A KR 20210150895A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- separator sheet
- unit cell
- electrode
- adhesive
- nozzle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0404—Machines for assembling batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0436—Small-sized flat cells or batteries for portable equipment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 단위 셀 제조 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전체 부피를 증가시키지 않고 단위 셀 내부에 접착제를 도포하는 노즐의 배치 공간을 확보할 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 securing a space for disposing a nozzle for applying an adhesive inside the unit cell without increasing the overall volume.
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 a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, a lithium ion battery, and a lithium ion polymer battery. These secondary batteries are not only for small products such as digital cameras, P-DVDs, MP3Ps, mobile phones, PDA's, Portable Game Devices, Power Tools and E-bikes, but also for large products requiring high output such as electric and hybrid vehicles and surplus power generation. It is also applied and used in power storage devices that store power or renewable energy and power storage devices for backup.
이러한 이차 전지를 제조하기 위해, 먼저 전극 활물질 슬러리를 양극 집전체 및 음극 집전체에 도포하여 양극(Cathode)과 음극(Anode)을 제조하고, 이를 분리막(Separator)의 양 측에 적층함으로써 소정 형상의 전극 조립체를 형성한다. 그리고 전지 케이스에 전극 조립체를 수납하고 전해액 주입 후 실링한다.In order to manufacture such a secondary battery, first, the electrode active material slurry is applied to the positive electrode current collector and the negative electrode current collector to prepare a positive electrode and a negative electrode, and by laminating them on both sides of a separator, a predetermined shape is formed. An electrode assembly is formed. Then, the electrode assembly is accommodated in the battery case, and the electrolyte is injected and then sealed.
파우치 형 이차 전지에서 사용되는 전극 조립체에는 다양한 종류가 있으며, 이 중 라미네이션 앤 스택형(L&S, Lamination & Stack Type) 전극 조립체는 양극, 분리막, 음극들을 이용하여 단위 셀을 먼저 제조한 후 이러한 단위 셀들을 적층하여 제조하는 전극 조립체이다. 라미네이션 앤 스택형 전극 조립체를 제조하기 위해서는, 먼저 단위 셀을 제조해야 한다. 일반적으로 단위 셀을 제조하기 위해서는, 하부 전극이 컨베이어 벨트 등에 의해 일측으로 이동하는 동안에, 하부 전극의 상하면에 각각 상부 분리막 및 하부 분리막이 적층되고, 그 이후에 최상단에 상부 전극이 더 적층된다. 그리고 전극과 분리막이 적층되어 형성된 적층체에 열 및 압력을 인가하는 라미네이팅 공정이 수행된다. 이러한 라미네이팅 공정을 수행함으로써, 전극과 분리막 사이가 접착되어 단위 셀이 견고하게 형성될 수 있다. 단위 셀을 복수로 제조한 후에, 복수의 단위 셀들을 하나씩 순차적으로 적층하면, 라미네이션 앤 스택형 전극 조립체를 제조할 수 있다.There are various types of electrode assemblies used in pouch-type secondary batteries. Among them, a lamination & stack type (L&S) electrode assembly uses a positive electrode, a separator, and a negative electrode to first manufacture a unit cell, and then It is an electrode assembly manufactured by stacking them. In order to manufacture a lamination-and-stack type electrode assembly, a unit cell must first be manufactured. In general, in order to manufacture a unit cell, an upper separator and a lower separator are respectively stacked on the upper and lower surfaces of the lower electrode while the lower electrode is moved to one side by a conveyor belt, and thereafter, the upper electrode is further stacked on the top. Then, a laminating process of applying heat and pressure to the laminate formed by laminating the electrode and the separator is performed. By performing such a laminating process, a unit cell may be firmly formed by adhesion between the electrode and the separator. After manufacturing a plurality of unit cells, by sequentially stacking the plurality of unit cells one by one, a lamination and stack type electrode assembly may be manufactured.
그런데 종래에는 단위 셀 내부의 상부 분리막 및 하부 분리막이 전극보다 크기가 크게 형성되나, 전극보다 유연한 성질을 가지므로 분리막의 외측 사이드 영역이 무질서한 상태로 방치될 수 있었다. 이에, 분리막 자체에 점착부를 형성하여 분리막끼리 접착시키는 방법이 제안되었다. 그러나, 이러한 방법은 분리막끼리 접착하기 위해 분리막이 절곡되어야 하며, 특히 단위 셀을 많이 적층하여 전극 조립체의 두께가 두꺼워질수록 분리막이 더욱 많이 절곡되어야 하므로, 외관이 일정하지 않고 전극이 파손되거나 단락이 발생하는 문제가 있었다.However, in the prior art, the upper separator and the lower separator in the unit cell are formed to be larger than the electrode, but since they have a flexible property than the electrode, the outer side region of the separator could be left in a disordered state. Accordingly, a method of bonding the separation membranes to each other by forming an adhesive portion on the separation membrane itself has been proposed. However, in this method, the separator must be bent in order to adhere to each other, and in particular, as the thickness of the electrode assembly increases by stacking many unit cells, the separator must be bent more. There was a problem that occurred.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전체 부피를 증가시키지 않고 단위 셀 내부에 접착제를 도포하는 노즐의 배치 공간을 확보할 수 있는 단위 셀 제조 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an apparatus and method for manufacturing a unit cell capable of securing a space for disposing a nozzle for applying an adhesive inside the unit cell without increasing the overall volume.
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 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 복수의 하부 전극이 형성되는 하부 전극 시트가 권출되는 하부 전극 릴; 상기 하부 전극의 상면에 적층되는 상부 분리막 시트가 권출되는 상부 분리막 릴; 상기 하부 전극의 하면에 적층되는 하부 분리막 시트가 권출되는 하부 분리막 릴; 복수의 상부 전극이 형성되는 상부 전극 시트가 권출되는 상부 전극 릴; 권출된 상기 하부 분리막 시트의 이동 방향을 제1 방향에서 제2 방향으로 변경하는 가이드 롤; 상기 하부 분리막 시트의 양 측 사이드 영역의 상면에 제1 접착제를 도포하는 제1 노즐; 및 복수의 상부 전극이, 상기 상부 분리막 시트의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 상기 상부 분리막 시트의 상면에 적층되어 적층체를 형성하면, 상기 적층체를 일정 간격으로 절단하여 단위 셀을 형성하는 커터를 포함한다.A unit cell manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes: a lower electrode reel on which a lower electrode sheet on which a plurality of lower electrodes are formed is unwound; an upper separator reel on which an upper separator sheet stacked on the upper surface of the lower electrode is unwound; a lower separator reel on which a lower separator sheet laminated on a lower surface of the lower electrode is unwound; an upper electrode reel on which an upper electrode sheet on which a plurality of upper electrodes are formed is unwound; a guide roll for changing a moving direction of the unwound lower separator sheet from a first direction to a second direction; a first nozzle for applying a first adhesive to the upper surfaces of both side regions of the lower separator sheet; and a plurality of upper electrodes, arranged spaced apart in a line in the longitudinal direction of the upper separator sheet and stacked on the upper surface of the upper separator sheet to form a laminate, a cutter that cuts the laminate at regular intervals to form unit cells includes
또한, 상기 제1 방향은, 상기 하부 전극 릴로부터 멀어지는 방향이고, 상기 제2 방향은, 상기 하부 분리막 시트가 상기 하부 전극과 적층되는 지점을 향하는 방향일 수 있다.In addition, the first direction may be a direction away from the lower electrode reel, and the second direction may be a direction toward a point where the lower separator sheet is laminated with the lower electrode.
또한, 상기 제1 노즐은, 상기 하부 분리막 시트가 상기 제2 방향으로 이동할 때, 상기 접착제를 도포할 수 있다.Also, the first nozzle may apply the adhesive when the lower separator sheet moves in the second direction.
또한, 상기 제1 방향은, 상기 적층체가 이동하는 방향과 평행한 방향일 수 있다.Also, the first direction may be a direction parallel to a direction in which the laminate moves.
또한, 상기 제2 방향은, 상기 제1 방향과의 사이에 45°내지 135°의 각도를 가질 수 있다.Also, the second direction may have an angle of 45° to 135° with respect to the first direction.
또한, 상기 제2 방향은, 상기 제1 방향과 수직일 수 있다.Also, the second direction may be perpendicular to the first direction.
또한, 상기 제1 노즐은, 상기 하부 분리막 시트의 양 측 사이드 영역의 모서리를 따라 상기 제1 접착제를 도포할 수 있다.In addition, the first nozzle may apply the first adhesive along edges of both side regions of the lower separator sheet.
또한, 상기 제1 노즐은, 상기 제1 접착제를 일정 간격으로 이격시켜 도포할 수 있다.In addition, the first nozzle may be applied by spaced apart the first adhesive at regular intervals.
또한, 상기 제1 노즐은, 상기 하부 전극의 전극 탭이 위치할 영역이 하방에 위치하면, 상기 제1 접착제의 도포를 정지할 수 있다.Also, the first nozzle may stop the application of the first adhesive when the region where the electrode tab of the lower electrode is to be positioned is located below.
또한, 상기 제1 노즐은, 상기 제1 접착제를 상기 하부 전극의 두께와 동일한 두께로 도포할 수 있다.Also, the first nozzle may apply the first adhesive to the same thickness as that of the lower electrode.
또한, 상기 적층체의 상기 상부 분리막 시트의 양 측 사이드 영역의 상면에, 제2 접착제를 도포하는 제2 노즐을 더 포함할 수 있다.In addition, the laminate may further include a second nozzle for applying a second adhesive to the upper surfaces of both side regions of the upper separator sheet of the laminate.
또한, 상기 제2 노즐은, 상기 상부 분리막 시트의 양 측 사이드 영역의 모서리를 따라 상기 제2 접착제를 도포할 수 있다.In addition, the second nozzle may apply the second adhesive along edges of both side regions of the upper separator sheet.
또한, 상기 제2 노즐은, 상기 제2 접착제를 일정 간격으로 이격시켜 도포할 수 있다.In addition, the second nozzle may be applied by spaced apart the second adhesive at regular intervals.
또한, 상기 제2 노즐은, 상기 상부 전극의 전극 탭이 하방에 위치하면, 상기 제2 접착제의 도포를 정지할 수 있다.Also, the second nozzle may stop applying the second adhesive when the electrode tab of the upper electrode is positioned below.
또한, 상기 제2 노즐은, 상기 제2 접착제를 상기 상부 전극의 두께와 동일한 두께로 도포할 수 있다.In addition, the second nozzle may apply the second adhesive to the same thickness as that of the upper electrode.
또한, 상기 적층체를 라미네이팅하는 라미네이터를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a laminator for laminating the laminate.
또한, 상기 라미네이터는, 상기 적층체의 전면에 열 및 압력을 인가하는 히터; 및 회전하면서 상기 적층체에 열 및 압력을 인가하는 히팅 롤러를 포함할 수 있다.In addition, the laminator, a heater for applying heat and pressure to the front surface of the laminate; and a heating roller for applying heat and pressure to the laminate while rotating.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법은 하부 분리막 시트가 하부 분리막 릴로부터 권출되는 단계; 가이드 롤이 권출된 상기 하부 분리막 시트의 이동 방향을 제1 방향에서 제2 방향으로 변경하는 단계; 제1 노즐이 상기 하부 분리막 시트의 양 측 사이드 영역의 상면에 제1 접착제를 도포하는 단계; 복수의 하부 전극이, 상부 분리막 릴로부터 권출되는 상부 분리막 시트 및 상기 하부 분리막 릴로부터 권출되는 하부 분리막 시트의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 상기 상부 분리막 시트 및 상기 하부 분리막 시트의 사이에 적층되는 단계; 복수의 상부 전극이, 상기 상부 분리막 시트의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 상기 상부 분리막 시트의 상면에 적층되어 적층체를 형성하는 단계; 및 커터가 상기 적층체를 일정 간격으로 절단하여 단위 셀을 형성하는 단계를 포함한다.A method for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention for solving the above problems includes: unwinding a lower separator sheet from a lower separator reel; changing the moving direction of the lower separator sheet in which the guide roll is unwound from the first direction to the second direction; applying, by a first nozzle, a first adhesive to the upper surfaces of both side regions of the lower separator sheet; A plurality of lower electrodes, the upper separator sheet unwound from the upper separator reel and the lower separator sheet unwound from the lower separator reel are arranged spaced apart in a line in a longitudinal direction, stacking between the upper separator sheet and the lower separator sheet ; A plurality of upper electrodes, arranged spaced apart in a line in the longitudinal direction of the upper separator sheet is laminated on the upper surface of the upper separator sheet to form a laminate; and a cutter cutting the stacked body at regular intervals to form unit cells.
또한, 상기 제1 방향에서 제2 방향으로 변경하는 단계에 있어서, 상기 제1 방향은, 상기 하부 전극이 형성되는 하부 전극 시트가 권출되는 하부 전극 릴로부터 멀어지는 방향이고, 상기 제2 방향은, 상기 하부 분리막 시트가 상기 하부 전극과 적층되는 지점을 향하는 방향일 수 있다.In the step of changing from the first direction to the second direction, the first direction is a direction away from the lower electrode reel from which the lower electrode sheet on which the lower electrode is formed is unwound, and the second direction is the The lower separator sheet may be in a direction toward a point where it is laminated with the lower electrode.
또한, 상기 제2 방향은, 상기 제1 방향과의 사이에 45°내지 135°의 각도를 가질 수 있다.Also, the second direction may have an angle of 45° to 135° with respect to the first direction.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the 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.
하부 분리막 시트가 하부 전극과 적층되기 전에 이동하는 방향이 제1 방향에서 제2 방향으로 변경되므로, 하부 분리막 시트가 하부 전극과 적층되기 위해 이동하는 경로가 직선 경로가 아닌 우회 경로가 됨으로써, 단위 셀 제조 장치의 전체 부피를 증가시키지 않고 단위 셀 내부에 접착제를 도포하는 노즐의 배치 공간을 확보할 수 있다.Since the direction in which the lower separator sheet moves before being laminated with the lower electrode is changed from the first direction to the second direction, the path that the lower separator sheet moves to be laminated with the lower electrode becomes a bypass path rather than a straight path, so that the unit cell It is possible to secure a space for disposing the nozzle for applying the adhesive inside the unit cell without increasing the overall volume of the manufacturing apparatus.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.The effect according to the present invention is not limited by the contents exemplified above, and more various effects are included in the present specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 분리막 시트의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀의 하부 전극을 확대한 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀의 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체의 정면도이다.1 is a flowchart of a method for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view of a lower separator sheet according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view of a unit cell according to an embodiment of the present invention.
5 is an enlarged partially enlarged view of a lower electrode of a unit cell according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram of an apparatus for manufacturing a unit cell according to another embodiment of the present invention.
7 is a plan view of a unit cell according to another embodiment of the present invention.
8 is a front view of an electrode assembly 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 methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
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 herein may be used with the meaning 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 to be interpreted ideally or excessively unless clearly defined in particular.
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 terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the stated components.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법의 흐름도이다.1 is a flowchart of a method for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하부 분리막 시트(1221)가 하부 전극(1112)과 적층되기 전에 이동하는 방향이 제1 방향(C1)에서 제2 방향(C2)으로 변경되므로, 하부 분리막 시트(1221)가 하부 전극(1112)과 적층되기 위해 이동하는 경로가 직선 경로가 아닌 우회 경로가 됨으로써, 단위 셀 제조 장치(1)의 전체 부피를 증가시키지 않고 단위 셀(2) 내부에 접착제를 도포하는 노즐의 배치 공간을 확보할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the moving direction of the
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법은 하부 분리막 시트(1221)가 하부 분리막 릴(122)로부터 권출되는 단계; 가이드 롤(18)이 권출된 상기 하부 분리막 시트(1221)의 이동 방향을 제1 방향(C1)에서 제2 방향(C2)으로 변경하는 단계; 제1 노즐(141)이 상기 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역의 상면에 제1 접착제(3)를 도포하는 단계; 복수의 하부 전극(1112)이, 상부 분리막 릴(121)로부터 권출되는 상부 분리막 시트(1211) 및 상기 하부 분리막 시트(1221)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 상기 상부 분리막 시트(1211) 및 상기 하부 분리막 시트(1221)의 사이에 적층되는 단계; 복수의 상부 전극(1122)이, 상기 상부 분리막 시트(1211)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 상기 상부 분리막 시트(1211)의 상면에 적층되어 적층체(20)를 형성하는 단계; 및 커터가 상기 적층체(20)를 일정 간격으로 절단하여 단위 셀(2)을 형성하는 단계를 포함한다.To this end, the method for manufacturing a unit cell according to an embodiment of the present invention includes the steps of: unwinding a
이하, 도 1에 도시된 흐름도의 각 단계에 대한 내용을 도 2 내지 도 8과 함께 설명한다.Hereinafter, the contents of each step of the flowchart shown in FIG. 1 will be described together with FIGS. 2 to 8 .
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a unit
본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 하부 전극(1112)이 형성되는 하부 전극 시트(1111)가 권출되는 하부 전극 릴(111); 상기 하부 전극(1112)의 상면에 적층되는 상부 분리막 시트(1211)가 권출되는 상부 분리막 릴(121); 상기 하부 전극(1112)의 하면에 적층되는 하부 분리막 시트(1221)가 권출되는 하부 분리막 릴(122); 복수의 상부 전극(1122)이 형성되는 상부 전극 시트(1121)가 권출되는 상부 전극 릴(112); 권출된 상기 하부 분리막 시트(1221)의 이동 방향을 제1 방향(C1)에서 제2 방향(C2)으로 변경하는 가이드 롤(18); 상기 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역의 상면에 제1 접착제(3, 도 3에 도시됨)를 도포하는 제1 노즐(141); 및 복수의 상부 전극(1122)이, 상기 상부 분리막 시트(1211)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 상기 상부 분리막 시트(1211)의 상면에 적층되어 적층체(20)를 형성하면, 상기 적층체(20)를 일정 간격으로 절단하여 단위 셀(2)을 형성하는 커터를 포함한다.As shown in FIG. 2 , the unit
하부 전극 릴(111)은 하부 전극 시트(1111)가 권취된 릴이며, 하부 전극 시트(1111)가 상기 하부 전극 릴(111)로부터 권출된다. 그러면 이러한 하부 전극 시트(1111)를 절단하여 복수의 하부 전극(1112)을 형성한다. 전극 시트(1111, 1121)는 전극 집전체 상에 전극 활물질, 도전재 및 바인더의 슬러리를 도포한 다음에 이를 건조하여 제조될 수 있다.The
상부 분리막 릴(121) 및 하부 분리막 릴(122)은 분리막 시트(1211, 1221) 가 권취된 릴이다. 그리고, 상부 분리막 릴(121)로부터 권출된 상부 분리막 시트(1211)는 상기 하부 전극 시트(1111)가 절단되어 형성된 하부 전극(1112)의 상면을 향해 이동하고, 하부 분리막 릴(122)로부터 권출된 하부 분리막 시트(1221)는 하부 전극(1112)의 하면을 향해 이동한다. 그리고, 상부 분리막 시트(1211)의 상면과, 하부 분리막 시트(1221)의 하면을 각각 닙 롤(19)이 가압한다. 따라서, 상부 분리막 시트(1211)는 하부 전극(1112)의 상면에 적층되고, 하부 분리막 시트(1221)는 하부 전극(1112)의 하면에 적층된다. 이 때, 복수의 하부 전극(1112)은 상부 분리막 시트(1211) 및 하부 분리막 시트(1221)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 상부 분리막 시트(1211) 및 하부 분리막 시트(1221)의 사이에 적층된다.The
제1 노즐(141)은 하부 분리막 시트(1221)가 하부 분리막 릴(122)로부터 권출되면, 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역의 상면에 제1 접착제(3)를 도포한다. 여기서, 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역이란, 하부 분리막 시트(1221)가 이동하는 방향을 기준으로 좌측 및 우측에 각각 위치하는 사이드 영역을 지칭한다. 일반적으로 전극(1112, 1122)보다 분리막 시트(1211, 1221)의 폭이 더 길게 형성되므로, 이러한 사이드 영역에는 하부 전극(1112)이 적층되지 않는다. 따라서, 제1 노즐(141)이 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역에 제1 접착제(3)를 도포하면, 그 이후에 하부 분리막 시트(1221)의 상방에 하부 전극(1112)이 적층되더라도 하부 전극(1112)이 제1 접착제(3)에 접착되지 않을 수 있다.When the
일반적으로 분리막 시트(1211, 1221)와 전극 시트(1111, 1121)가 각각 권출되면, 적층되기 위해 서로 가까워지는 방향으로 이동하므로, 하부 분리막 시트(1221)의 상면에는 제1 접착제(3)를 도포하는 제1 노즐(141)이 배치되는 공간이 부족하다. 만약 제1 노즐(141)이 배치되는 공간을 확보하기 위해, 하부 분리막 릴(122)과 하부 전극 릴(111)을 처음부터 서로의 간격을 넓혀서 배치한다면, 단위 셀 제조 장치(1) 전체의 부피를 증가시키는 문제가 있다.In general, when the
따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가이드 롤(18)은 권출된 상기 하부 분리막 시트(1221)의 이동 방향을 제1 방향(C1)에서 제2 방향(C2)으로 변경한다. 여기서 제1 방향(C1)은, 하부 분리막 시트(1221)가 하부 분리막 릴(122)로부터 권출된 직후부터 곧바로 이동하는 방향이며, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 방향(C1)은 하부 전극 릴(111)로부터 멀어지는 방향인 것이 바람직하다. 특히 도 2에 도시된 바와 같이, 하기 기술할 적층체(20)가 형성되어 이동하는 방향과 대략 평행한 것이 더욱 바람직하다. 그리고 제2 방향(C2)은, 가이드 롤(18)에 의해 상기 제1 방향(C1)으로부터 변경되는 방향이며, 하부 분리막 시트(1221)가 상기 하부 전극(1112)과 적층되는 지점을 향하는 방향인 것이 바람직하다. 제2 방향(C2)은 상기 제1 방향(C1)과의 사이에 45°내지 135°의 각도를 가질 수 있으며, 특히 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 방향(C1)과 수직인 것이 바람직하다. 상기 제1 노즐(141)은 제1 방향(C1) 및 제2 방향(C2) 중에서, 하부 분리막 시트(1221)가 제2 방향(C2)으로 이동할 때, 하부 분리막 시트(1221)의 상면에 제1 접착제(3)를 도포하는 것이 바람직하다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, the
상부 전극 릴(112)은 상부 전극 시트(1121)가 권취된 릴이며, 상부 전극 시트(1121)가 상부 전극 릴(112)로부터 권출된다. 그리고 상부 전극 시트(1121)가 절단되어 복수의 상부 전극(1122)이 형성되고, 이러한 복수의 상부 전극(1122)은 상기 상부 분리막 시트(1211)의 상면에 적층된다. 그럼으로써, 하부 분리막 시트(1221), 하부 전극(1112), 상부 분리막 시트(1211) 및 상부 전극(1122)이 순서대로 적층된 적층체(20)가 형성된다. 이 때, 복수의 상부 전극(1122)은 상부 분리막 시트(1211)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 상부 분리막 시트(1211)의 상면에 적층된다.The
상부 전극(1122) 및 하부 전극(1112)은 서로 크기가 다르므로 이격되는 간격이 상이할 수 있다. 그러나, 상부 전극(1122) 및 하부 전극(1112)들은 모두 중심이 일치하도록 정렬되며 배치되는 것이 바람직하다.Since the
라미네이터는 전극(1112, 1122) 및 분리막 시트(1211, 1221)가 적층되어 형성된 상기 적층체(20)를 라미네이팅한다. 라미네이팅이란, 적층체(20)에 열 및 압력을 인가하여 전극(1112, 1122) 및 분리막 시트(1211, 1221)를 서로 접착시키는 것을 지칭한다. 라미네이터는 상기 적층체(20)의 전면에 열 및 압력을 인가하는 히터(15) 및 회전하면서 상기 적층체(20)에 압력을 인가하는 히팅 롤러(16)를 포함할 수 있다.The laminator laminates the laminate 20 formed by laminating the
히터(15)는 상부 히터(151)와 하부 히터(152)로 형성되어, 각각 상기 적층체(20)의 상면 및 하면의 전면에 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
히터(15)가 적층체(20)에 열 및 압력을 인가한 후, 히팅 롤러(16)가 회전하면서 적층체(20)에 열 및 압력을 인가할 수 있다. 일반적으로 단순히 평평한 면으로 압력을 인가하는 히터(15)보다, 회전하면서 압력을 인가하는 히팅 롤러(16)가, 인가하는 압력이 더 크다. 따라서, 히터(15)가 적층체(20)에 열 및 압력을 인가한 후, 히팅 롤러(16)가 적층체(20)에 히터(15)보다 더 큰 열 및 압력을 인가함으로써, 적층체(20)에 인가되는 열 및 압력이 단계적으로 증가할 수 있다. 즉, 상기 적층체(20)가 급격한 온도 및 압력의 변화로 내부가 손상되는 것을 방지하면서, 적층체(20)를 더욱 강하게 라미네이팅할 수 있다.After the
커터는 제1 접착제(3)가 도포된 상기 적층체(20)를 일정 간격으로 절단한다. 그럼으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀(2)이 형성될 수 있다. 그리고, 매거진(17)은 적층체(20)가 절단되어 형성된 단위 셀(2)들을, 순차적으로 수용하면서 적층시킨다. 즉, 상기 단위 셀(2)이 형성되면, 단위 셀 제조 장치(1)의 말단에 위치한 매거진(17)에, 단위 셀(2)이 하나씩 삽입되며 순차적으로 적층될 수 있다. 그럼으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 조립체(10)가 제조될 수 있다.The cutter cuts the laminate 20 to which the
이와 같은 단위 셀 제조 장치(1)를 사용하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법을 다음과 같이 수행할 수 있다.Using the unit
먼저 하부 분리막 릴(122)로부터 하부 분리막 시트(1221)가 권출되면, 가이드 롤(18)이 하부 분리막 시트(1221)의 이동 방향을 제1 방향(C1)에서 제2 방향(C2)으로 변경한다(S101). 그리고 제1 노즐(141)이 하부 분리막 시트(1221)가 제2 방향(C2)으로 이동할 때, 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역의 상면에 제1 접착제(3)를 도포한다(S102).First, when the
한편, 하부 전극 시트(1111)가 하부 전극 릴(111)로부터 권출되면, 제1 커터(131)가 하부 전극 시트(1111)를 절단한다. 그러면 복수의 하부 전극(1112)이 형성된다. 하부 분리막 릴(122)로부터 권출된 하부 분리막 시트(1221)는 하부 전극(1112)의 하면을 향해 이동하여, 하부 전극(1112)이 하부 분리막 시트(1221)의 상면에 적층되고, 상부 분리막 릴(121)로부터 권출된 상부 분리막 시트(1211)는 하부 전극(1112)의 상면을 향해 이동하여, 상부 분리막 시트(1211)가 하부 전극(1112)의 상면에 적층된다(S103). 따라서, 하부 분리막 시트(1221), 하부 전극(1112) 및 상부 분리막 시트(1211)가 순서대로 적층된다.Meanwhile, when the
상부 전극 시트(1121)가 상부 전극 릴(112)로부터 권출되면, 제2 커터(132)가 상부 전극 시트(1121)를 절단하여 상부 전극(1122)이 형성된다. 그리고 상기 상부 전극(1122)이 상부 분리막 시트(1211)의 상면에 적층됨으로써, 적층체(20)가 형성된다(S104).When the
적층체(20)를 형성한 후에는, 라미네이터가 적층체(20)를 라미네이팅한다. 상기 기술한 바와 같이, 라미네이터는 히터(15)와 히팅 롤러(16)를 포함하며, 라미네이팅을 할 때에는 히터(15)가 적층체(20)의 전면에 열 및 압력을 인가한 후, 히팅 롤러(16)가 회전하면서 상기 적층체(20)에 열 및 압력을 인가할 수 있다. 그리고 제3 커터(133)가 적층체(20)를 일정 간격으로 절단함으로써, 단위 셀(2)이 형성된다(S105). 단위 셀 제조 장치(1)의 말단에 위치한 매거진(17)에, 상기 형성된 단위 셀(2)이 하나씩 삽입되며 순차적으로 적층되면(S106), 전극 조립체(10)가 제조된다.After forming the laminate 20 , the laminator laminates the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하부 분리막 시트(1221)의 평면도이다.3 is a plan view of the
상기 기술한 바와 같이, 제1 노즐(141)은 하부 분리막 시트(1221)가 제2 방향(C2)으로 이동할 때, 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역의 상면에 제1 접착제(3)를 도포한다. 여기서 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역은, 추후에 하부 전극(1112)이 적층되었을 때, 하부 전극의 전극 탭(113)이 돌출된 방향으로 연장된 제1 영역(123) 및 상기 제1 영역(123)의 반대측으로 연장된 제2 영역(124)을 포함한다. 따라서, 제1 접착제(3)는 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 분리막 시트(1221)에서, 추후에 적층될 하부 전극(1112)의 외측으로 연장된 영역에 도포된다.As described above, when the
만약 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역의 상면 전체에 모두 제1 접착제(3)를 도포하면 제1 접착제(3)의 도포량이 과도하게 많을 수 있다. 또한, 제1 접착제(3)를 불균일하게 도포해도 일부 영역에 제1 접착제(3)의 도포량이 과도하게 많을 수 있다. 그럼으로써, 제1 접착제(3)가 하부 분리막 시트(1221)의 외측으로 유동하여 다른 부분을 오염시킬 수 있고, 이차 전지가 제조되었을 때 전해액의 유동이 원활하지 않아 전력을 생산하는 기능이 저하될 수 있다. 따라서, 제1 노즐(141)은 제1 접착제(3)를 점 형태로 도포하는 스팟 도포 방식으로, 상기 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역의 모서리를 따라 일정 간격으로 이격시켜 도포하는 것이 바람직하다. 특히 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 접착제(3)는 하부 분리막 시트(1221)의 상기 제1 영역(123)의 외측에 형성된 제1 모서리(1231) 및 상기 제2 영역(124)의 외측에 형성된 제2 모서리(1241)에 인접하게, 상기 제1 모서리(1231) 및 상기 제2 모서리(1241)를 따라서 각각 일정 간격으로 이격되며 도포될 수 있다.If the
반면에, 제1 접착제(3)의 도포량이 과도하게 적거나 도포 간격이 과도하게 넓으면, 하부 분리막 시트(1221)와 상부 분리막 시트(1211)가 서로 충분히 접착되지 않아, 서로 정위치에서 이탈하며, 전극 조립체(10)의 정렬도가 저하될 수 있다. 따라서, 제1 접착제(3)의 도포량은 적당히 많아야 하며, 도포되는 영역의 간격이 과도하게 넓지 않은 것이 바람직하다.On the other hand, if the application amount of the
또한, 제1 노즐(141)은 추후에 적층될 하부 전극(1112)의 전극 탭(113)이 위치할 예정인 영역이 하방에 위치하면, 제1 접착제(3)의 도포를 정지할 수 있다. 그럼으로써, 추후에 하부 전극(1112)이 적층되더라도, 전극 탭(113)에는 제1 접착제(3)가 미도포될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.Also, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀(2)의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단위 셀(2)의 하부 전극(1112)을 확대한 부분 확대도이다.4 is a front view of the
상기 기술한 바와 같이, 적층체(20)는 하부 분리막 시트(1221), 하부 전극(1112), 상부 분리막 시트(1211) 및 상부 전극(1122)이 적층되어 형성된다. 그리고, 복수의 단위 셀(2)들은, 제3 커터(133)가 적층체(20)를 일정 간격으로 절단하여 형성된다. 이 때, 적층체(20)에서 하부 전극(1112) 및 상부 전극(1122)은 이미 분리막 시트(1211, 1221)의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치된다. 따라서, 상기 제3 커터(133)는 적층체(20)에서 하부 전극(1112) 및 상부 전극(1122)을 절단하지 않고, 상기 하부 전극(1112) 및 상부 전극(1122)이 각각 이격된 사이 공간의 하부 분리막 시트(1221) 및 상부 분리막 시트(1211)를 함께 절단한다. 이러한 단위 셀(2)은 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 분리막 시트(1221)가 절단되어 형성된 하부 분리막(1222), 하부 전극(1112), 상부 분리막 시트(1211)가 절단되어 형성된 상부 분리막(1212) 및 상부 전극(1122)이 순차적으로 적층되어 있다.As described above, the laminate 20 is formed by laminating a
상기 기술한 바와 같이 일반적으로 전극(1112, 1122)보다 분리막 시트(1211, 1221)의 폭이 더 길게 형성된다. 따라서 제1 노즐(141)은 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역이 하방에 위치할 때, 제1 접착제(3)를 토출함으로써 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역에 제1 접착제(3)를 도포할 수 있다. 그런데, 하부 전극(1112)의 일측에 전극 탭(113)이 돌출 형성되면, 전극 탭(113)은 상기 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역보다 더욱 외측으로 돌출되므로, 하부 분리막 시트(1221)의 상면에 하부 전극(1112)이 적층되면, 제1 접착제(3)의 상방에 하부 전극(1112)의 전극 탭(113)이 위치할 수 있다. 이러한 전극 탭(113)은 하부 전극(1112)의 대략 중앙에 형성되며, 제1 접착제(3)의 두께(D)는 하부 전극(1112)의 두께(d)와 동일하거나 미세하게 더 두껍다. 만약 제1 접착제(3)의 상방에 하부 전극(1112)의 전극 탭(113)이 위치하면, 제1 접착제(3)가 하방으로 상당히 많이 돌출될 수 있고, 단위 셀(2)을 적층하면 분리막(1212, 1222)이 상기 돌출된 제1 접착제(3)에 의해 상당히 많이 절곡되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 노즐(141)은 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역의 상면에 제1 접착제(3)를 도포하다가, 추후에 하부 전극(1112)의 전극 탭(113)이 위치할 예정인 영역이 하방에 위치하면, 제1 접착제(3)의 도포를 정지할 수 있다. 그럼으로써 도 4에 도시된 바와 같이, 전극 탭(113)에는 제1 접착제(3)가 미도포될 수 있다.As described above, the width of the
한편, 제1 접착제(3)가 상기 하부 분리막 시트(1221)의 양 측 사이드 영역의 상면에 도포되면, 추후에 하나의 단위 셀(2) 내에서 하부 분리막(1222)과 상부 분리막(1212)이 이러한 제1 접착제(3)를 통해 서로 접착된다. 이 때, 제1 접착제(3)를 과도하게 얇거나 두껍게 도포한다면, 단위 셀(2)의 분리막(1212, 1222)들이 절곡되며, 상기 기술한 바와 같이 전극이 파손되거나 단락이 발생할 수 있다. 따라서 상기 제1 노즐(141)은 제1 접착제(3)를 도포할 때, 하부 전극(1112)의 두께(d) 이상의 두께(D)로 도포할 수 있으며, 특히 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 전극(1112)의 두께(d)와 동일한 두께(D)로 도포하거나, 하부 전극(1112)의 두께(d)보다 미세하게 더 두꺼운 두께(D)로 도포하는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 하나의 단위 셀(2) 내에서 하부 분리막(1222)과 상부 분리막(1212)이 제1 접착제(3)를 통해 접착되더라도, 분리막(1212, 1222)이 절곡되는 것을 최소화할 수 있다.On the other hand, when the
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1a)의 개략도이다.6 is a schematic diagram of a unit
본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 장치(1a)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 적층체(20)의 상부 분리막 시트(1211)의 양 측 사이드 영역의 상면에, 제2 접착제(3a)를 도포하는 제2 노즐(142)을 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 6 , the unit
제2 노즐(142)은 라미네이터가 적층체(20)를 라미네이팅하면, 라미네이팅된 상기 적층체(20) 중에, 상부 분리막 시트(1211)의 양 측 사이드 영역의 상면에 제2 접착제(3a)를 도포한다. 여기서, 상부 분리막 시트(1211)의 양 측 사이드 영역이란, 상부 분리막 시트(1211)가 이동하는 방향을 기준으로 좌측 및 우측에 각각 위치하는 사이드 영역을 지칭한다. 상기 기술한 바와 같이, 일반적으로 전극(1112, 1122)보다 분리막 시트(1211, 1221)의 폭이 더 길게 형성되므로, 이러한 사이드 영역에는 상부 전극(1122)이 적층되지 않는다. 따라서, 제2 노즐(142)이 상기 적층체(20)의 상방에 위치하더라도, 상부 분리막 시트(1211)의 양 측 사이드 영역이 상방을 향해 노출되므로, 제2 노즐(142)이 제2 접착제(3a)를 도포할 수 있다.When the laminator laminates the laminate 20, the
본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀 제조 방법을 수행하면, 라미네이팅 공정이 완료되면, 제2 노즐(142)이 적층체(20)의 상면에 제2 접착제(3a)를 도포한다. 이 때, 제2 노즐(142)은 적층체(20) 중에, 상부 분리막 시트(1211)의 양 측 사이드 영역의 상면에 제2 접착제(3a)를 도포한다. 그리고 제3 커터(133)가 적층체(20)를 일정 간격으로 절단함으로써, 단위 셀(2a)이 형성된다. 단위 셀 제조 장치(1a)의 말단에 위치한 매거진(17)에, 상기 형성된 단위 셀(2a)이 하나씩 삽입되며 순차적으로 적층되면, 전극 조립체(10a)가 제조된다.When performing the unit cell manufacturing method according to another embodiment of the present invention, when the laminating process is completed, the
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단위 셀(2a)의 평면도이다.7 is a plan view of a
상기 기술한 바와 같이, 제2 노즐(142)은 라미네이팅된 상기 적층체(20) 중에, 상부 분리막 시트(1211)의 양 측 사이드 영역의 상면에 제2 접착제(3a)를 도포한다. 그리고, 제3 커터(133)가 하부 분리막 시트(1221) 및 상부 분리막 시트(1211)를 절단한다. 따라서, 제2 접착제(3a)는 도 7에 도시된 바와 같이, 단위 셀(2a)에서 상부 분리막(1212)이 상부 전극(1122)의 외측으로 연장된 영역에 도포되어 있다. 여기서, 상부 분리막 시트(1211)의 양 측 사이드 영역은, 단위 셀(2a)에서 상부 분리막(1212)이 상부 전극(1122)의 전극 탭(113)이 돌출된 방향으로 연장된 제3 영역(125) 및 상기 제3 영역(125)의 반대측 방향으로 연장된 제4 영역(126)에 대응된다. 따라서, 제2 접착제(3a)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상부 분리막(1212)에서 상기 제3 영역(125) 및 제4 영역(126)의 상면에 각각 도포된다.As described above, the
만약 상부 분리막 시트(1211)의 양 측 사이드 영역의 상면 전체에 모두 제2 접착제(3a)를 도포하거나, 불균일하게 도포하면 제2 접착제(3a)의 도포량이 과도하게 많을 수 있다. 따라서, 제2 노즐(142)은 제2 접착제(3a)를 점 형태로 도포하는 스팟 도포 방식으로, 상부 분리막 시트(1211)의 양 측 사이드 영역의 모서리를 따라 일정 간격으로 이격시켜 도포하는 것이 바람직하다. 특히 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 접착제(3a)는 상부 분리막(1212)의 상기 제3 영역(125)의 외측에 형성된 제3 모서리(1251) 및 상기 제4 영역(126)의 외측에 형성된 제4 모서리(1261)에 인접하게, 상기 제3 모서리(1251) 및 상기 제4 모서리(1261)를 따라서 각각 일정 간격으로 이격되며 도포된다.If the
반면에, 제2 접착제(3a)의 도포량이 과도하게 적거나 도포 간격이 과도하게 넓으면, 추후에 복수의 단위 셀(2a)이 제조된 후 서로 적층될 때, 여전히 서로가 충분히 접착되지 않아, 단위 셀(2a)들이 정위치에서 이탈하며, 전극 조립체(10)의 정렬도가 저하될 수 있다. 따라서, 제2 접착제(3a)의 도포량은 적당히 많아야 하며, 도포되는 영역의 간격이 과도하게 넓지 않은 것이 바람직하다.On the other hand, if the application amount of the
또한, 제2 노즐(142)은 상부 전극(1122)의 전극 탭(113)이 하방에 위치하면, 제2 접착제(3a)의 도포를 정지할 수 있다. 그럼으로써, 전극 탭(113)에는 제2 접착제(3a)가 미도포될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.In addition, when the
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 조립체(10a)의 정면도이다.8 is a front view of an
복수의 단위 셀(2a)들이 매거진(17)에 하나씩 삽입되면, 제2 접착제(3a)로 서로 접착되며 순차적으로 적층된다. 이 때, 상기 기술한 바와 같이, 제2 접착제(3a)는 단위 셀(2a)에서, 상부 분리막(1212)이 상부 전극(1122)의 외측으로 연장된 영역에 도포되어 있다. 따라서, 제1 단위 셀(21)의 상방으로 제2 단위 셀(22)이 적층된다면, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 단위 셀(21)의 상부 분리막(1212)과, 제2 단위 셀(22)의 하부 분리막(1222)이 제2 접착제(3a)로 서로 접착된다.When a plurality of
제2 노즐(142)이, 상부 전극(1122)의 전극 탭(113)이 하방에 위치할 때 제2 접착제(3a)를 토출하면, 양 측 사이드 영역이 아닌 전극 탭(113)에 제2 접착제(3a)가 도포될 수 있다. 만약, 전극 탭(113)에 제2 접착제(3a)가 도포되면 제2 접착제(3a)가 상방으로 상당히 많이 돌출되며 도포될 수 있고, 단위 셀(2a)을 적층하면 분리막(1212, 1222)이 상기 돌출된 제2 접착제(3a)에 의해 상당히 많이 절곡되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제2 노즐(142)은 상부 분리막 시트(1211)의 양 측 사이드 영역의 상면에 제2 접착제(3a)를 도포하다가, 상부 전극(1122)의 전극 탭(113)이 하방에 위치하면, 제2 접착제(3a)의 도포를 정지할 수 있다. 그럼으로써, 전극 탭(113)에는 제2 접착제(3a)가 미도포될 수 있다.When the
한편, 제2 접착제(3a)가 상기 상부 분리막 시트(1211)의 양 측 사이드 영역의 상면에 도포되면, 추후에 복수의 단위 셀(2a)들이 이러한 제2 접착제(3a)를 통해 서로 접착되면서 적층된다. 이 때, 제2 접착제(3a)를 과도하게 얇거나 두껍게 도포한다면, 단위 셀(2a)의 분리막(1212, 1222)들이 절곡되며, 상기 기술한 바와 같이 전극 조립체(10)의 외관이 일정하지 않고 전극이 파손되거나 단락이 발생할 수 있다. 특히 단위 셀(2a)이 더 많이 적층되어 전극 조립체(10)의 두께가 두꺼워질수록 분리막(1212, 1222)이 더욱 많이 절곡되어야 하므로, 이러한 문제가 더욱 빈번하게 발생할 수 있다. 따라서 상기 제2 노즐(142)은 제2 접착제(3a)를 도포할 때, 상부 전극(1122)의 두께 이상의 두께로 도포할 수 있으며, 특히 상부 전극(1122)의 두께와 동일한 두께로 도포하거나, 상부 전극(1122)의 두께보다 미세하게 더 두꺼운 두께로 도포하는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 제1 단위 셀(21)의 상부 분리막(1212)과 제2 단위 셀(22)의 하부 분리막(1222)이 서로 접착될 때, 분리막(1212, 1222)이 절곡되는 것을 최소화할 수 있다.On the other hand, when the
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 understand that the present invention may be embodied 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 restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above 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
3: 제1 접착제
3a: 제2 접착제
10: 전극 조립체
15: 히터
16: 히팅 롤러
17: 매거진
18: 가이드 롤
19: 닙 롤
20: 적층체
21: 제1 단위 셀
22: 제2 단위 셀
111: 하부 전극 릴
112: 상부 전극 릴
113: 전극 탭
121: 상부 분리막 릴
122: 하부 분리막 릴
123: 제1 영역
124: 제2 영역
125: 제3 영역
126: 제4 영역
131: 제1 커터
132: 제2 커터
133: 제3 커터
141: 제1 노즐
142: 제2 노즐
151: 상부 히터
152: 하부 히터
1111: 하부 전극 시트
1112: 하부 전극
1121: 상부 전극 시트
1122: 상부 전극
1211: 상부 분리막 시트
1212: 상부 분리막
1221: 하부 분리막 시트
1222: 하부 분리막
1231: 제1 모서리
1241: 제2 모서리
1251: 제3 모서리
1261: 제4 모서리1: unit cell manufacturing device 2: unit cell
3: first adhesive 3a: second adhesive
10: electrode assembly 15: heater
16: heating roller 17: magazine
18: guide roll 19: nip roll
20: stacked body 21: first unit cell
22: second unit cell 111: lower electrode reel
112: upper electrode reel 113: electrode tab
121: upper separator reel 122: lower separator reel
123: first area 124: second area
125: third area 126: fourth area
131: first cutter 132: second cutter
133: third cutter 141: first nozzle
142: second nozzle 151: upper heater
152: lower heater 1111: lower electrode sheet
1112: lower electrode 1121: upper electrode sheet
1122: upper electrode 1211: upper separator sheet
1212: upper separator 1221: lower separator sheet
1222: lower separator 1231: first edge
1241: second edge 1251: third edge
1261: fourth corner
Claims (20)
상기 하부 전극의 상면에 적층되는 상부 분리막 시트가 권출되는 상부 분리막 릴;
상기 하부 전극의 하면에 적층되는 하부 분리막 시트가 권출되는 하부 분리막 릴;
복수의 상부 전극이 형성되는 상부 전극 시트가 권출되는 상부 전극 릴;
권출된 상기 하부 분리막 시트의 이동 방향을 제1 방향에서 제2 방향으로 변경하는 가이드 롤;
상기 하부 분리막 시트의 양 측 사이드 영역의 상면에 제1 접착제를 도포하는 제1 노즐; 및
복수의 상부 전극이, 상기 상부 분리막 시트의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 상기 상부 분리막 시트의 상면에 적층되어 적층체를 형성하면, 상기 적층체를 일정 간격으로 절단하여 단위 셀을 형성하는 커터를 포함하는 단위 셀 제조 장치.a lower electrode reel on which a lower electrode sheet on which a plurality of lower electrodes are formed is unwound;
an upper separator reel on which an upper separator sheet stacked on the upper surface of the lower electrode is unwound;
a lower separator reel on which a lower separator sheet laminated on a lower surface of the lower electrode is unwound;
an upper electrode reel on which an upper electrode sheet on which a plurality of upper electrodes are formed is unwound;
a guide roll for changing a moving direction of the unwound lower separator sheet from a first direction to a second direction;
a first nozzle for applying a first adhesive to the upper surfaces of both side regions of the lower separator sheet; and
When a plurality of upper electrodes are spaced apart in a line in the longitudinal direction of the upper separator sheet and are stacked on the upper surface of the upper separator sheet to form a laminate, a cutter for cutting the laminate at regular intervals to form unit cells A unit cell manufacturing apparatus comprising.
상기 제1 방향은,
상기 하부 전극 릴로부터 멀어지는 방향이고,
상기 제2 방향은,
상기 하부 분리막 시트가 상기 하부 전극과 적층되는 지점을 향하는 방향인 단위 셀 제조 장치.According to claim 1,
The first direction is
a direction away from the lower electrode reel;
The second direction is
A unit cell manufacturing apparatus in a direction toward a point at which the lower separator sheet is laminated with the lower electrode.
상기 제1 노즐은,
상기 하부 분리막 시트가 상기 제2 방향으로 이동할 때, 상기 접착제를 도포하는 단위 셀 제조 장치.3. The method of claim 2,
The first nozzle is
When the lower separator sheet moves in the second direction, the unit cell manufacturing apparatus for applying the adhesive.
상기 제1 방향은,
상기 적층체가 이동하는 방향과 평행한 방향인 단위 셀 제조 장치.3. The method of claim 2,
The first direction is
A unit cell manufacturing apparatus in a direction parallel to the direction in which the laminate moves.
상기 제2 방향은,
상기 제1 방향과의 사이에 45°내지 135°의 각도를 가지는 단위 셀 제조 장치.3. The method of claim 2,
The second direction is
Unit cell manufacturing apparatus having an angle of 45 ° to 135 ° between the first direction.
상기 제2 방향은,
상기 제1 방향과 수직인 단위 셀 제조 장치.6. The method of claim 5,
The second direction is
A unit cell manufacturing apparatus perpendicular to the first direction.
상기 제1 노즐은,
상기 하부 분리막 시트의 양 측 사이드 영역의 모서리를 따라 상기 제1 접착제를 도포하는 단위 셀 제조 장치.According to claim 1,
The first nozzle is
A unit cell manufacturing apparatus for applying the first adhesive along edges of both side regions of the lower separator sheet.
상기 제1 노즐은,
상기 제1 접착제를 일정 간격으로 이격시켜 도포하는 단위 셀 제조 장치.According to claim 1,
The first nozzle is
Unit cell manufacturing apparatus for applying the first adhesive spaced apart at regular intervals.
상기 제1 노즐은,
상기 하부 전극의 전극 탭이 위치할 영역이 하방에 위치하면, 상기 제1 접착제의 도포를 정지하는 단위 셀 제조 장치.According to claim 1,
The first nozzle is
When the region where the electrode tab of the lower electrode is to be positioned is located below, the unit cell manufacturing apparatus stops the application of the first adhesive.
상기 제1 노즐은,
상기 제1 접착제를 상기 하부 전극의 두께와 동일한 두께로 도포하는 단위 셀 제조 장치.According to claim 1,
The first nozzle is
A unit cell manufacturing apparatus for applying the first adhesive to the same thickness as the thickness of the lower electrode.
상기 적층체의 상기 상부 분리막 시트의 양 측 사이드 영역의 상면에, 제2 접착제를 도포하는 제2 노즐을 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.According to claim 1,
The unit cell manufacturing apparatus further comprising a second nozzle for applying a second adhesive on the upper surfaces of the side regions on both sides of the upper separator sheet of the laminate.
상기 제2 노즐은,
상기 상부 분리막 시트의 양 측 사이드 영역의 모서리를 따라 상기 제2 접착제를 도포하는 단위 셀 제조 장치.12. The method of claim 11,
The second nozzle is
A unit cell manufacturing apparatus for applying the second adhesive along the edges of both side regions of the upper separator sheet.
상기 제2 노즐은,
상기 제2 접착제를 일정 간격으로 이격시켜 도포하는 단위 셀 제조 장치.12. The method of claim 11,
The second nozzle is
Unit cell manufacturing apparatus for applying the second adhesive spaced apart at regular intervals.
상기 제2 노즐은,
상기 상부 전극의 전극 탭이 하방에 위치하면, 상기 제2 접착제의 도포를 정지하는 단위 셀 제조 장치.12. The method of claim 11,
The second nozzle is
When the electrode tab of the upper electrode is positioned below, the unit cell manufacturing apparatus stops the application of the second adhesive.
상기 제2 노즐은,
상기 제2 접착제를 상기 상부 전극의 두께와 동일한 두께로 도포하는 단위 셀 제조 장치.12. The method of claim 11,
The second nozzle is
A unit cell manufacturing apparatus for applying the second adhesive to the same thickness as the thickness of the upper electrode.
상기 적층체를 라미네이팅하는 라미네이터를 더 포함하는 단위 셀 제조 장치.According to claim 1,
Unit cell manufacturing apparatus further comprising a laminator for laminating the laminate.
상기 라미네이터는,
상기 적층체의 전면에 열 및 압력을 인가하는 히터; 및
회전하면서 상기 적층체에 열 및 압력을 인가하는 히팅 롤러를 포함하는 단위 셀 제조 장치.17. The method of claim 16,
The laminator is
a heater for applying heat and pressure to the front surface of the laminate; and
A unit cell manufacturing apparatus including a heating roller for applying heat and pressure to the laminate while rotating.
가이드 롤이 권출된 상기 하부 분리막 시트의 이동 방향을 제1 방향에서 제2 방향으로 변경하는 단계;
제1 노즐이 상기 하부 분리막 시트의 양 측 사이드 영역의 상면에 제1 접착제를 도포하는 단계;
복수의 하부 전극이, 상부 분리막 릴로부터 권출되는 상부 분리막 시트 및 상기 하부 분리막 릴로부터 권출되는 하부 분리막 시트의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 상기 상부 분리막 시트 및 상기 하부 분리막 시트의 사이에 적층되는 단계;
복수의 상부 전극이, 상기 상부 분리막 시트의 길이 방향으로 일렬로 이격 배치되며 상기 상부 분리막 시트의 상면에 적층되어 적층체를 형성하는 단계; 및
커터가 상기 적층체를 일정 간격으로 절단하여 단위 셀을 형성하는 단계를 포함하는 단위 셀 제조 방법.The step of unwinding the lower separator sheet from the lower separator reel;
changing the moving direction of the lower separator sheet from which the guide roll is unwound from the first direction to the second direction;
applying, by a first nozzle, a first adhesive to the upper surfaces of both side regions of the lower separator sheet;
A plurality of lower electrodes are spaced apart in a line in the longitudinal direction of the upper separator sheet unwound from the upper separator reel and the lower separator sheet unwound from the lower separator reel, and stacking between the upper separator sheet and the lower separator sheet ;
A plurality of upper electrodes, arranged spaced apart in a line in the longitudinal direction of the upper separator sheet is laminated on the upper surface of the upper separator sheet to form a laminate; and
A method of manufacturing a unit cell comprising the step of a cutter cutting the laminate at regular intervals to form a unit cell.
상기 제1 방향에서 제2 방향으로 변경하는 단계에 있어서,
상기 제1 방향은,
상기 하부 전극이 형성되는 하부 전극 시트가 권출되는 하부 전극 릴로부터 멀어지는 방향이고,
상기 제2 방향은,
상기 하부 분리막 시트가 상기 하부 전극과 적층되는 지점을 향하는 방향인 단위 셀 제조 방법.19. The method of claim 18,
In the step of changing from the first direction to the second direction,
The first direction is
A direction away from the lower electrode reel from which the lower electrode sheet on which the lower electrode is formed is unwound,
The second direction is
A method of manufacturing a unit cell in a direction toward a point where the lower separator sheet is laminated with the lower electrode.
상기 제2 방향은,
상기 제1 방향과의 사이에 45°내지 135°의 각도를 가지는 단위 셀 제조 방법.20. The method of claim 19,
The second direction is
A unit cell manufacturing method having an angle of 45 ° to 135 ° between the first direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200067882A KR20210150895A (en) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200067882A KR20210150895A (en) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210150895A true KR20210150895A (en) | 2021-12-13 |
Family
ID=78831884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020200067882A KR20210150895A (en) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20210150895A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170114351A (en) | 2016-04-04 | 2017-10-16 | 주식회사 엘지화학 | Manufacturing Apparatus for Electrode Assembly with Improved Productivity |
-
2020
- 2020-06-04 KR KR1020200067882A patent/KR20210150895A/en active Search and Examination
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20170114351A (en) | 2016-04-04 | 2017-10-16 | 주식회사 엘지화학 | Manufacturing Apparatus for Electrode Assembly with Improved Productivity |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230142362A1 (en) | Cell Preparation Apparatus and Method | |
JP6788107B2 (en) | Manufacturing method of electrode unit for battery cell and electrode unit | |
KR101609424B1 (en) | Method of manufacturing electrode assembly | |
KR102025288B1 (en) | Taping Machine for Bonding Insulative Tape to Peripheral Sealing Part of Battery Cell | |
JP6210352B2 (en) | Lamination device including electrode guide | |
US20190237797A1 (en) | Stacking device for secondary battery, stacking method using same, and secondary battery obtained thereby | |
KR101799570B1 (en) | Electrode Assembly Folded in the Bi-Direction and Lithium Secondary Battery Comprising the Same | |
KR20180057847A (en) | Apparatus of manufacturing electrode assembly and method of manufacturing electrode assembly using the same | |
KR20210119787A (en) | The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell | |
KR20140034974A (en) | Wrapping electrode plate for use in lithium ion secondary battery and manufacturing method of the same | |
EP3136466B1 (en) | Manufacture method of electrode assembly | |
EP2897205A2 (en) | Wrapped electrode assembly and method for manufacturing same | |
EP3878034A1 (en) | Intermittently coated dry electrode for energy storage device and method of manufacturing the same | |
KR20220011029A (en) | The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell | |
KR20210150896A (en) | The Apparatus And The Method For Manufacturing Electrode Assembly | |
KR20210127532A (en) | The Electrode Assembly And The Apparatus For Manufacturing Thereof | |
KR20210155529A (en) | All solid state secondary battery and manufacturing thereof | |
KR20160023035A (en) | A battery cell of vertical stacking structure | |
EP4148878A1 (en) | Apparatus for adhering tape for secondary battery and adhering method using same | |
KR20210150895A (en) | The Apparatus And The Method For Manufacturing Unit Cell | |
US20240088520A1 (en) | Method for manufacturing electrode assembly and electrode assembly manufactured therethrough | |
JP6097331B2 (en) | Single wafer stacked lithium ion battery manufacturing apparatus and single wafer stacked lithium ion battery manufacturing method | |
KR20210076769A (en) | The Unit Cell, The Electrode Assembly And The Method For Manufacturing Thereof | |
KR102663799B1 (en) | Secondary battery and manufacturing method for the same | |
KR20240050177A (en) | Manufacturing system and manufacturing method of unit cell |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
N231 | Notification of change of applicant | ||
A201 | Request for examination |