KR20220102232A - Electrode assembly laminating equipment with reduced defect rate and manufacturing method of electrode assembly thereby - Google Patents
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Abstract
Description
본원발명은 불량률이 감소된 전극조립체 라미네이션 장치 및 이에 의한 전극조립체 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 라미네이션 장치 정지 시 히터부를 전극조립체로부터 이격시킨 후 상기 전극조립체를 향해 기체를 분사하여 상기 전극조립체를 냉각시켜 라미네이션에 따른 불량률을 감소 시킬 수 있는 전극조립체 라미네이션 장치 및 이에 의한 전극조립체 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly lamination apparatus having a reduced defect rate and a method for manufacturing an electrode assembly thereby. Specifically, an electrode assembly lamination apparatus capable of reducing the defect rate due to lamination by cooling the electrode assembly by spraying gas toward the electrode assembly after the heater part is separated from the electrode assembly when the lamination apparatus is stopped, and an electrode assembly manufacturing method thereby is about
스마트폰 등의 모바일 기기에 대한 수요가 증가함에 따라 이들의 에너지원으로 사용되는 이차전지에 대한 수요가 커지고 있다. 이차전지는 또한 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 및 에너지 저장 디바이스(ESS) 등에도 적용되고 있다.As the demand for mobile devices such as smartphones increases, the demand for secondary batteries used as their energy sources is increasing. Secondary batteries are also being applied to electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (P-HEVs), and energy storage devices (ESSs).
이차전지는 양극/분리막/음극의 전극조립체가 어떠한 구조로 이루어져 있는지에 따라 분류될 수 있다. 대표적으로는, 긴 시트형의 양극들과 음극들을 분리막이 개재된 상태에서 권취한 구조의 젤리-롤 (권취형) 전극조립체, 소정 크기의 단위로 절취한 다수의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 순차적으로 적층한 스택형(적층형) 전극조립체, 소정 크기의 양극과 음극들을 분리막을 개재한 상태로 적층한 바이셀(Bi-cell) 또는 모노셀 (Monol-cell)들을 분리필름 등으로 권취한 구조의 스택/폴딩형 전극조립체 등을 들 수 있다.The secondary battery may be classified according to the structure of the electrode assembly of the positive electrode/separator/negative electrode. Typically, a jelly-roll (winding type) electrode assembly having a structure in which long sheet-shaped positive electrodes and negative electrodes are wound with a separator interposed therebetween, a state in which a plurality of positive and negative electrodes cut into units of a predetermined size are interposed with a separator A stack-type (laminated) electrode assembly sequentially stacked with and a stack/folding type electrode assembly having a structure.
한편, 이차전지는 형상에 따라 원통형 전지, 각형 전지, 파우치형 전지 등으로 구분할 수 있다. 그 중에서도 높은 집적도로 적층될 수 있고 중량당 에너지 밀도가 높으며 형태의 변형이 용이한 파우치형 전지가 많은 관심을 모으고 있다. 파우치형 전지는 전지케이스가 라미네이트 시트로 이루어진 전지를 의미하며, 전지케이스 내부에 전극조립체가 내장되는 구조이다.On the other hand, the secondary battery can be classified into a cylindrical battery, a prismatic battery, a pouch-type battery, etc. according to the shape. Among them, a pouch-type battery that can be stacked with a high degree of integration, has a high energy density per weight, and is easily deformable in shape, is attracting a lot of attention. The pouch-type battery means a battery in which the battery case is made of a laminate sheet, and has a structure in which an electrode assembly is built into the battery case.
한편 전극조립체는 전극과 분리막의 접합력을 높이기 위해 라미네이션 공정을 수행하며, 라미네이션 공정에는 라미네이션 장치가 사용된다.On the other hand, the electrode assembly performs a lamination process to increase adhesion between the electrode and the separator, and a lamination device is used for the lamination process.
라미네이션 장치는 전극과 분리막이 교대로 적층된 전극조립체를 이송하는 이송부, 이송된 전극조립체를 가열하는 가열부, 가열된 전극조립체를 압연하여 접착력을 높이는 가압부를 포함한다.The lamination apparatus includes a transfer unit for transferring an electrode assembly in which electrodes and separators are alternately stacked, a heating unit for heating the transferred electrode assembly, and a pressing unit for increasing adhesion by rolling the heated electrode assembly.
종래의 라미네이션 장치는 상기 이송부가 정지되었음에도 불구하고 상기 가열부가 전극조립체를 계속 가열하고, 이에 따라 상기 전극조립체가 변형되면서 제품불량이 발생하는 문제점이 있었다.The conventional lamination apparatus has a problem in that the heating unit continues to heat the electrode assembly even though the transfer unit is stopped, and thus the electrode assembly is deformed, resulting in product defects.
특허문헌 1은 전극조립체를 이송하는 이송부재; 상기 이송부재에 의해 이송된 상기 전극조립체의 상면과 하면을 각각 지지하는 지지부재; 상기 지지부재의 외측에 구비되고, 상기 지지부재에 지지된 상기 전극조립체를 가열하는 가열부재; 및 상기 가열부재를 상기 전극조립체로부터 멀어지는 방향으로 이동시키는 이동부재를 구비한 라미네이션 장치를 개시하였다.Patent Document 1 discloses a transfer member for transferring an electrode assembly; a support member for respectively supporting an upper surface and a lower surface of the electrode assembly transferred by the transfer member; a heating member provided outside the support member and heating the electrode assembly supported by the support member; and a lamination device having a moving member for moving the heating member in a direction away from the electrode assembly.
특허문헌 2는 전극 및 분리막의 적층체가 통과될 때, 상기 적층체를 가열하는 히터부, 상기 히터부 사이를 통과하면서 가열된 상기 적층체를 라미네이션(lamination) 시키는 라미네이션 장치, 상기 라미네이션 장치의 작동 정지 시 상기 히터부로부터 상기 적층체에 전달되는 열이 감소 또는 차단되도록, 상기 적층체를 상기 히터부로부터 일정거리 이격되게 위치시키는 이동부 및 적층체와 상기 하부 히터부 사이에 에어를 분사하여 상기 적층체를 냉각시키는 에어 블로워를 포함하는 전극조립체 제조장치를 개시하였다.Patent Document 2 discloses a heater unit for heating the laminate when the laminate of the electrode and the separator passes through, a lamination apparatus for laminating the laminate heated while passing between the heater units, and the operation stop of the lamination unit When the heat transferred from the heater unit to the laminate is reduced or blocked, a moving unit that positions the laminate at a predetermined distance from the heater unit and air is sprayed between the laminate and the lower heater unit to form the laminate. Disclosed is an electrode assembly manufacturing apparatus including an air blower for cooling the sieve.
이들 특허문헌 1은 전극조립체 라미네이션 장치가 정지되었을 전극조립체를 가열하는 히터부를 이격시켜 전극조립체를 냉각시키는 기술을 개시하였으나 가열된 지지부재에 의해서 실질적으로 전극조립체가 계속 가열되는 문제가 있다. 특허문헌 2는 전극조립체 라미네이션 장치가 정지되었을 전극조립체를 가열하는 히터부를 이격시키고 에어 블로워를 이용하여 적층체를 냉각시키는 기술을 개시하였으나, 가열된 전극조립체를 이동시킴에 따라서 전극조립체 자체에서 변형이 발생되는 문제가 있다.Patent Document 1 discloses a technique for cooling the electrode assembly by separating the heater for heating the electrode assembly when the electrode assembly lamination device is stopped, but there is a problem in that the electrode assembly is substantially continuously heated by the heated support member. Patent Document 2 discloses a technique for separating a heater unit for heating an electrode assembly when the electrode assembly lamination device is stopped and cooling the laminate using an air blower, but as the heated electrode assembly is moved, deformation in the electrode assembly itself is There is a problem that arises.
이와 같이 라미네이션 장치가 정지 시, 빠른 속도로 전극조립체를 냉각시키는 동시에 전극조립체의 변형을 방지하는 효과적인 기술은 아직까지 제시되지 않고 있다.As such, when the lamination apparatus is stopped, an effective technique for rapidly cooling the electrode assembly and preventing deformation of the electrode assembly has not been proposed yet.
본원발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 전극조립체 라미네이션 장치가 정지하였을 때, 전극조립체를 신속히 냉각시키면서 전극조립체의 형태 변형을 방지할 수 있는 불량률이 감소된 전극조립체 라미네이션 장치 및 이를 이용한 전극조립체 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, and when the electrode assembly lamination apparatus is stopped, an electrode assembly lamination apparatus with a reduced defect rate capable of preventing shape deformation of the electrode assembly while rapidly cooling the electrode assembly, and an electrode using the same An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an assembly.
또한 본원발명에서는 가열된 전극조립체가 냉각 기체 분사에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 전극조립체 지지부를 포함하는 불량률이 감소된 전극조립체 라미네이션 장치 및 이를 이용한 전극조립체 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to provide an electrode assembly lamination apparatus having a reduced defect rate including an electrode assembly support portion capable of preventing the heated electrode assembly from being deformed by cooling gas injection, and an electrode assembly manufacturing method using the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본원발명은 전극 및 분리막을 포함하는 적층체가 상단면에 배치된 지지부, 상기 지지부 상단면에 배치된 상기 적층체의 상단면을 가열하는 상부 히터부, 상기 지지부 상단면에 배치된 상기 적층체의 하단면을 가열하는 하부 히터부, 상기 상부 히터부 및 하부 히터부 사이를 통과하면서 가열된 상기 적층체를 라미네이션 시키는 라미네이션부 및 상기 하부 히터부를 상기 지지부로부터 이격시키는 하부 이동부를 포함하는 전극조립체 라미네이션 장치에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a support part disposed on the top surface of a laminate including an electrode and a separator, an upper heater part for heating the top surface of the laminate disposed on the top surface of the support part, and the upper end of the support part A lower heater part for heating the lower surface of the laminate disposed on the surface, a lamination part for laminating the laminated body heated while passing between the upper heater part and the lower heater part, and a lower part for separating the lower heater part from the support part In the electrode assembly lamination apparatus including a moving part,
상기 지지부는 시트부와 고정부를 포함하며, 상기 적층체와 상기 하부 히터부 사이 및/또는 상기 적층체와 상기 상부 히터부 사이에 기체를 분사하는 블로워가 하나 이상 부가되는 전극조립체 라미네이션 장치를 제공한다.The support part includes a sheet part and a fixing part, and provides an electrode assembly lamination device to which one or more blowers for spraying gas are added between the laminate and the lower heater part and/or between the laminate and the upper heater part. do.
상기 상부 히터부를 상기 지지부로부터 이격시키는 상부 이동부를 더 포함할 수 있다.It may further include an upper moving part spaced apart from the upper heater part from the support part.
상기 상부 이동부 및 하부 이동부는 상기 라미네이션부가 작동 정지 시 상기 상부 히터부 및/또는 상기 하부 히터부를 상기 지지부로부터 각각 이격시킬 수 있다.The upper moving part and the lower moving part may separate the upper heater part and/or the lower heater part from the support part when the lamination part stops operating.
상기 블로워는 상기 상부 히터부 및/또는 상기 하부 히터부 양측 끝단에 인접하여 위치할 수 있다.The blower may be located adjacent to both ends of the upper heater unit and/or the lower heater unit.
상기 블로워는 기체가 분사되는 기체 분사구가 마련되고, 상기 기체 분사구는 소정 각도로 상향 또는 하향 배치되고, 상기 상부 히터부와 상기 지지부 사이 및/또는 상기 하부 히터부와 상기 지지부 사이로 분사될 수 있다.The blower may be provided with a gas injection hole through which gas is injected, the gas injection hole may be disposed upward or downward at a predetermined angle, and may be injected between the upper heater part and the support part and/or between the lower heater part and the support part.
상기 시트부는 테프론 시트이고, 상기 고정부는 와이어 형태일 수 있다.The sheet portion may be a Teflon sheet, and the fixing portion may be in the form of a wire.
상기 라미네이션부의 작동 정지 시, 상부 히터부 및/또는 상기 하부 히터부를 상기 지지부로부터 각각 이격시키며, 상기 블로워를 작동시키는 제어부를 포함할 수 있다.When the operation of the lamination part is stopped, the upper heater part and/or the lower heater part are spaced apart from the support part, respectively, and may include a controller for operating the blower.
본원발명에 따른 전극조립체 제조방법은 (s1) 전극 및 분리막을 포함하는 적층체를 지지부 상단으로 통과시키면서 상부 히터부 및 하부 히터부에 의해 가열하는 히팅 단계, (s2) 상기 단계 s1)에 의해서 가열된 상기 적층체를 라미네이션부로 통과시키면서 라미네이션하는 라미네이션 단계 및 (s3) 상기 라미네이션부의 작동 정지 시, 상기 적층체에 대한 가열을 중지하는 히팅차단 단계를 포함할 수 있다.The electrode assembly manufacturing method according to the present invention is (s1) a heating step of heating by an upper heater part and a lower heater part while passing a laminate including an electrode and a separator to the upper end of the support part, (s2) heating by the step s1) It may include a lamination step of laminating while passing the laminated body through the lamination unit and (s3) a heating blocking step of stopping heating of the laminate when the operation of the lamination unit is stopped.
상기 히팅차단 단계는 하부 히터부를 상기 지지부로부터 이격시키는 단계를 포함할 수 있다.The heating blocking step may include separating the lower heater part from the support part.
상기 히팅차단 단계는 상부 히터부를 상기 지지부로부터 이격시키는 단계를 포함할 수 있다.The heating blocking step may include separating the upper heater part from the support part.
상기 히팅차단 단계는 상기 적층체와 상기 하부 히터부 사이 및/또는 상기 적층체와 상기 상부 히터부 사이에 기체를 분사는 블로잉 단계를 포함할 수 있다.The heating blocking step may include a blowing step of spraying gas between the laminate and the lower heater unit and/or between the laminate and the upper heater unit.
상기 히팅차단 단계는 상기 상부 히터부 및/또는 상기 하부 히터부의 히팅 작동을 중지시키는 단계를 포함할 수 있다.The heating blocking step may include stopping the heating operation of the upper heater unit and/or the lower heater unit.
본원발명은 또한 상기 과제의 해결 수단을 조합할 수 있는 가능한 조합으로도 제공이 가능하다.The present invention can also be provided as a possible combination capable of combining the means for solving the above problems.
본원발명에 따른 전극조립체 라미네이션 장치는 라미네이션 작동 정지 시, 전극조립체를 가열하는 히팅부를 이격시키는 동시에 냉각 기체를 분사하여 전극조립체를 신속히 냉각 시킬 수 있어, 분리막의 수축 및 변형을 방지할 수 있다.The electrode assembly lamination apparatus according to the present invention can rapidly cool the electrode assembly by spraying a cooling gas while spaced apart a heating part that heats the electrode assembly when the lamination operation is stopped, thereby preventing contraction and deformation of the separator.
본원발명에 따른 전극조립체 라미네이션 장치는 신규한 지지부를 이용하여 전극조립체를 지지함으로, 냉각 기체의 분사에 의한 전극조립체의 변형을 방지할 수 있다.The electrode assembly lamination apparatus according to the present invention supports the electrode assembly using the novel support, thereby preventing the electrode assembly from being deformed due to the injection of the cooling gas.
본원발명에 따른 전극조립체 제조방법은 간단한 구성으로 전극조립체의 불량률을 낮출 수 있어 경제적인 이점이 있다.The electrode assembly manufacturing method according to the present invention has an economical advantage because it can lower the defect rate of the electrode assembly with a simple configuration.
도 1은 본원발명의 제1실시예에 따른 전극조립체 라미네이션 장치(1000)의 모식도이다.
도 2는 본원발명의 제1실시예에 따른 전극조립체 지지부의 모식도이다.
도 3은 도2에 도시한 전극조립체 지지부의 분해 사시도이다.
도 4는 본원발명의 제2실시예에 따른 전극조립체 지지부의 모식도이다.
도 5는 본원발명의 제3실시예에 따른 전극조립체 지지부의 모식도이다.1 is a schematic diagram of an electrode
2 is a schematic diagram of an electrode assembly support according to a first embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view of the electrode assembly support shown in FIG. 2 .
4 is a schematic view of an electrode assembly support according to a second embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of an electrode assembly support according to a third embodiment of the present invention.
본 출원에서 "포함한다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprises", "have" or "include" are intended to designate that the features, numbers, steps, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other It should be understood that this does not preclude the possibility of addition or presence of features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions. Throughout the specification, when it is said that a part is connected to another part, it includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of a certain component does not exclude other components unless otherwise stated, but means that other components may be further included.
이하, 본원발명에 따른 전지 모듈에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery module according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본원발명의 제1실시예에 따른 전극조립체 라미네이션 장치(1000)의 모식도이다.1 is a schematic diagram of an electrode
도 1을 참조하면, 본원발명의 제1실시예에 따른 전극조립체 라미네이션 장치(1000)는 적층체(10)를 가열하는 히터부(100), 적층체(10)를 라미네이션 시키는 라미네이션부(300), 적층체(10)가 상부에 배치되는 지지부(200), 히터부(100)를 지지부(200)로부터 소정거리 이격되게 이동시키는 이동부(400) 및 히터부(100)와 지지부(200) 사이에 기체를 분사하는 블로워(500)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , an electrode
본원발명의 제1실시예에 따른 전극조립체 라미네이션 장치(1000)는 교대로 적층된 전극 및 분리막의 적층체(10)를 라미네이션 하여 전극조립체를 제조하는 장치다.The electrode
전극조립체는 충방전이 가능한 발전소자로서, 전극 및 분리막이 교대로 적층되어 결집된 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 전극은 양극 및 음극으로 구성될 수 있다.The electrode assembly is a power generating element capable of charging and discharging, and may be formed in an aggregated form by alternately stacking electrodes and separators. Here, the electrode may be composed of an anode and a cathode.
본원발명에 따른 적층체(10)는 양극, 분리막, 및 음극이 교대로 적층되어 형성될 수 있다. 또한, 적층체(10)는 일예로 분리막, 음극, 분리막 및 양극이 순차적으로 적층된 형태일 수 있다. 또한, 적층체(10)는 분리막, 음극, 분리막 및 양극이 순차적으로 적층된 형태에서 최외각 양면에 보호 필름이 더 부착된 형태일 수 있다.The
양극은 양극 집전체 및 양극 집전체에 도포된 양극 활물질을 포함할 수 있다. 양극 집전체는 예를 들어 알루미늄 재질의 포일(Foil)로 이루어질 수 있고, 양극 활물질은 예를 들어 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다.The positive electrode may include a positive electrode current collector and a positive electrode active material applied to the positive electrode current collector. The positive electrode current collector may be made of, for example, an aluminum foil, and the positive electrode active material may include, for example, lithium manganese oxide, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium iron phosphate, or at least one of these. It may consist of compounds and mixtures, and the like.
음극은 음극 집전체 및 음극 집전체에 도포된 음극 활물질을 포함할 수 있다. 음극 집전체는 예를 들어 구리(Cu) 또는 니켈(Ni) 재질로 이루어진 포일(foil)로 이루어질 수 있다. 음극 활물질은 예를 들어 인조흑연, 리튬금속, 리튬합금, 카본, 석유코크, 활성화 카본, 그래파이트, 실리콘 화합물, 주석 화합물, 티타늄 화합물 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 이때, 음극 활물질은 예를 들어 비흑연계의 SiO(silica, 실리카) 또는 SiC(silicon carbide, 실리콘카바이드) 등이 더 포함되어 이루어질 수 있다.The negative electrode may include a negative electrode current collector and a negative electrode active material applied to the negative electrode current collector. The negative electrode current collector may be made of, for example, a foil made of a copper (Cu) or nickel (Ni) material. The negative active material may be made of, for example, artificial graphite, lithium metal, lithium alloy, carbon, petroleum coke, activated carbon, graphite, a silicon compound, a tin compound, a titanium compound, or an alloy thereof. In this case, the negative active material may further include, for example, non-graphite-based SiO (silica, silica) or SiC (silicon carbide, silicon carbide).
분리막은 절연 재질 및 연성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 분리막은 예를 들어 미다공성을 가지는 폴리에칠렌, 폴리프로필렌 등 폴리올레핀계 수지막으로 형성될 수 있다.The separator may be made of an insulating material and a flexible material. In this case, the separator may be formed of, for example, a polyolefin-based resin film such as polyethylene or polypropylene having microporosity.
적층체(10)는 전극 및 분리막의 적층 시, 최외각 상, 하면에 보호 필름을 더 구비시켜 히터부(100) 및 라미네이션부(300)를 통과할 때 전극 및 분리막이 손상되는 것을 방지할 수 있다.When the electrode and the separator are laminated, the laminate 10 further includes a protective film on the outermost upper and lower surfaces to prevent damage to the electrode and the separator when passing through the
그리고, 적층체(10)가 히터부(100) 및 라미네이션부(300)를 통과한 후 적층체(10)의 양면에 위치된 상기 보호 필름을 제거할 수 있다.Then, after the laminate 10 passes through the
본원발명에서 히터부(100)는 전극 및 분리막의 적층체(10)가 통과할 때 적층체(10)를 가열할 수 있다.In the present invention, the
또한, 히터부(100)는 상부 히터부(110) 및 하부 히터부(120)를 포함하며, 적층체(10)가 상부 히터부(110) 및 하부 히터부(120) 사이를 통과할 때 적층체(10)를 가열할 수 있다.Also, the
여기서 상부 히터부(110) 및 하부 히터부(120)는 적층체(10)와 상호 이격되어 위치하고, 적층체(10)는 상부 히터부(110)와 하부 히터부(120) 사이에 위치하는 지지부(200)의 상면을 따라 이동하면서 가열된다. 상부 히터부(110)는 지지부(200)의 상면에 위치하는 적층체(10)의 상단면을 가열하고, 하부 히터부(120)는 적층체(10)를 지지하는 지지부(200)를 가열하면서 적층체(10)의 하단면이 가열될 수 있다.Here, the
지지부(200)는 상부 히터부(110)와 하부 히터부(120) 사이에 위치하고, 적층체(10)는 지지부(100)의 상단면을 이동하면서 상부 히터부(110)와 하부 히터부(120)에 의해 가열된다. 지지부(200)의 구성에 관해서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.The
라미네이션부(300)는 히터부(100) 사이를 통과하면서 가열된 적층체(10)를 라미네이션(lamination) 시킬 수 있다.The
라미네이션부(300)는 제1 라미네이션부(310) 및 제2 라미네이션부(320)를 포함하고, 제1 라미네이션부(310) 및 제2 라미네이션부(320) 사이로 가열된 적층체(10)를 통과시키며 가압하여, 가열된 적층체(10)를 상호 부착시킬 수 있다.The
이동부(400)는 라미네이션부(300)의 작동 정지 시 히터부(100)로부터 적층체(10)에 전달되는 열이 감소 또는 차단되록 히터부(100)를 지지부(200)로부터 소정거리 이격되게 위치시킬 수 있다.The moving
이동부(400)는 상부 이동부(410) 및 하부 이동부(420)로 구성될 수 있고, 상부 이동부(410)는 상부 히터부(110)를 지지부(200)로부터 상부로 이동시킬 수 있고, 하부 이동부(420)는 하부 히터부(120)를 지지부(200)로부터 하부로 이동시킬 수 있다.The moving
여기서 상부 이동부(410)는 상부 히터부(110)이 지지부(200)로부터 이격되도록 상부로 이동시키는 실린더(미도시)를 포함할 수 있고, 하부 이동부(420) 하부 히터부(120)이 지지부(200)로부터 이격되도록 하부로 이동시키는 실린더(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 실린더는 공압식 실린더 또는 유압식 실린더로 이루어질 수 있다.Here, the upper moving
이동부(400)는 히터부(100)를 적층체(10)가 위치하는 지지부(200)로부터 이격시켜 히터부(100)의 열이 적층체(10)에 전달되는 것을 감소 또는 차단할 수 있다.The moving
또한 여기서 이동된 히터부(100)는 제어부(미도시)에 의해 히팅 작동이 중단될 수 있다.Also, the heating operation of the moved
도 1에서 상부 이동부(410)는 두개, 하부 이동부(420)는 한 개로 도시 되었지만, 상부 히터부(110) 및 하부 히터부(120)를 신속하고 효율적으로 이동시킬 수 있다면, 그 개수는 한정되지 않는다.In FIG. 1 , two upper moving
블로워(500)는 이동부(400)에 의해 이격된 히터부(100)와 지지부(200) 사이에는 형성되는 공간에 기체를 분사하여 적층체(10)를 냉각 시킬 수 있다. 블로워(500)는 적층체(10)가 이동하는 방향에서 지지부(200)로 인입되는 위치인 지지부(200)의 전단부와 적층체(10)가 이동하는 방향에서 지지부(200)에서 인출되는 위치인 지지부(200)의 후단부에 각각 또는 동시에 위치할 수 있다.The
본원발명에서 블로워(500)는 상기 지지부(200)의 상기 전단부 혹은 상기 후단부에 하나 이상 위치할 수 있고, 블로워(500)의 기체 분사구(미도시)는 소정 각도로 상향 또는 하향으로 배치되고, 상기 상부 히터부(110)와 상기 지지부(200) 사이 및/또는 상기 하부 히터부(120)와 상기 지지부(200) 사이로 분사될 수 있다.In the present invention, one or
상기 기체는 가열되지 않거나, 상온, 또는 오히려 상온보다 냉각된 공기, 불활성 기체, 또는 연소가 되지 않는 이산화탄소를 포함하는 그룹에서 적어도 하나 이상이 선택된 것이다. 다른 방법으로는 드라이 아이스가 분사되고 상기 분사되는 드라이 아이스는 블로워(500)에서 분사되면서 바로 기체 상태의 이산화탄소가 될 수 있다. 한편 상기 기체는 수분을 포함하지 않는 것이 바람직하다.The gas is not heated, or at least one selected from the group consisting of air cooled to room temperature, or rather cooled to room temperature, an inert gas, or carbon dioxide that is not combusted. Alternatively, dry ice may be sprayed and the sprayed dry ice may be directly converted into gaseous carbon dioxide while being sprayed from the
본원발명에서 블로워(500)의 기체 분사구는 지지부(200)와 히터부(100) 사이의 공간에서 소정 각도를 이루어 위치할 수 있고, 바람직하게는 하부 이동부(420)에 의해 하부방향으로 이격된 하부 히터부(120)와 지지부(200) 사이에 형성되는 공간에 위치할 수 있다. 기체를 가열된 적층체(10)에 직접 분사할 경우 적층체(10)를 빠르게 냉각시켜 적층체(10)의 수축 혹은 변형되는 것을 방지하는데 유리하다.In the present invention, the gas injection port of the
또한 본원발명에서 히터부(100)의 히팅 작동, 이동부(400)의 상하 이동 작동 및 블로워(500) 기체 분사 작동은 제어부와 연결되어 제어될 수 있다.In addition, in the present invention, the heating operation of the
상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 전극조립체 라미네이션 장치는 전극 및 분리막의 적층체(10)를 히터부(100)를 통해 열을 가하며 라미네이션시킬 때, 라미네이션부(200)의 정지 시, 적층체(10)를 히터부(100)에서 이격된 거리에 위치되도록 이동시켜 적층체(10)가 히터부(100)에 의한 열에 계속적으로 노출되는 것을 방지하여 분리막의 수축을 감소 또는 방지할 수 있다.In the electrode assembly lamination apparatus according to the first embodiment of the present invention configured as described above, when the
또한, 적층체(10)와 히터부(100) 사이에 기체를 분사하여 적층체(10)에 열이 가해지는 것을 차단함과 아울러 적층체(10)를 냉각시켜 분리막의 수축을 방지할 수 있다.In addition, by injecting gas between the laminate 10 and the
도 2는 본원발명의 제1실시예에 따른 전극조립체 지지부의 모식도이고, 도 3은 도2에 도시한 전극조립체 지지부의 분해 사시도이다.FIG. 2 is a schematic diagram of an electrode assembly support part according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the electrode assembly support part shown in FIG. 2 .
본원발명에 따른 전극조립체 지지부(200)는 시트부(210), 고정부(220), 축부(230) 및 탄성부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.The electrode
여기서 시트부(210)는 고정부(220)의 상단에 평평한 상태로 위치할 수 있고, 고정부(220)는 축부(230)에 연결되며, 축부(230)는 히터부(100)의 전단부 및 후단부에 위치할 수 있다.Here, the
시트부(210)의 상단면으로는 적층체(10)가 이동하면서 히터부(100)에 의해 가열된다. 본원발명에서 시트부(210)는 하나의 연속되는 테프론 시트일 수 있고, 내열성이 우수하고, 상단면에 위치하는 적층체(10)와 점착되지 않으며, 적층체(10)의 이동을 저해하지 않는 재질이라면 특히 한정되지 않는다.As the laminate 10 moves to the upper surface of the
시트부(210)는 고정부(220)의 상단에 위치하여 고정부(220)에 의해 평평한 수평을 이루고, 상단면에서 이동하는 적층체(10)를 지지할 수 있다. 본원발명의 제1실시예에 따른 고정부(220)는 한쌍의 평행한 와이어일 수 있다. 상기 한쌍의 와이어는 시트부(210)의 길이방향(x축 방향)변두리와 인접하여 위치할 수 있고, 히터부(100)의 폭방향(y축 방향)으로 히터부 외부에 인접하여 위치할 수 있다. 또한 시트부(210)의 상단면을 이동하는 적층체(10)의 폭(y축 방향)은 상기 한쌍의 평행하는 와이어 사이의 간격보다 짧은 것이 바람직하다. 이는 적층체(10)가 와이어에 의한 변형을 방지하는데 유리하다.The
고정부(220)는 상단면에 위치하는 시트부(210)와 접착 혹은 추가의 결합부재(미도시)에 의해 결합될 수 있다.The fixing
여기서 고정부(220)는 히터부(100)의 길이방향(x축 방향)으로 히터부(100)의 외측에 위치하는 축부(230)에 연결될 수 있고, 고정부(220)가 축부(230)에 결합된 끝단 외부 연장방향에 탄성부(240)가 형성될 수 있다. 탄성부(240)는 고정부(220)가 축부(230)의 끝단에 1회이상 권취된 후, 끝단부에서 형성되는 스프링 형상이거나, 상기 고정부(220)와는 별도로 상기 축부(230)에 결합된 스프링 형상일 수 있다. 상기 스프링 형상은 탄성을 유지하기 위한 형태의 하나의 예시로서 탄성을 유지할 수 있으면, 이에 대한 형상은 한정되지 않는다. 예를 들어 스프링이 X 형태로 배치되거나 스프링 대신 그물 형상으로 탄성을 유지할 수 있다.Here, the fixing
상기 고정부(220)와 탄성부(240)의 재질은 형상기억합금일 수 있다. 이는 히터부(100)에 의해 지지부(200)의 상단면에 위치하는 적층체(10)를 가열할 때 지지부(200)도 히터부(100)부터 직접적으로 또는 간접적으로 열을 받게 되고, 와이어 형상의 고정부(220)는 팽창되어 길이방향(x축 방향)으로 느슨해질 수 있다. 따라서 상단면에 위치하는 시트부(210)도 평평한 상태에서 뒤틀림 혹은 주름이 발생할 수 있으며 이는 시트부 상단면을 이동하는 적층체(10)에도 영향을 미칠 수 있다. 따라서 가열 혹은 냉각상태에서도 고정부(220) 및 시트부(210)의 평평한 상태를 유지할 수 있도록 고정부(220) 및 탄성부(240)가 기형상기억합금으로 구성될 수 있다. 이는 온도 변화에 따라 수축 혹은 팽창 됨으로써 고정부(220)가 냉각 혹은 가열 모든 상태에서 평평한 상태을 유지하는데 유리하고, 시트의 평평한 형상을 유지하는데 유리할 뿐만 아니라 상단면을 이동하는 적층체(10)의 변형을 방지하는데 유리하다.The material of the fixing
탄성부(240)는 평행으로 이격되어 위치하는 한쌍의 고정부(220)의 하나이상에 위치할 수 있고, 상세하게는 한쌍의 고정부(220) 각각에 위치할 수 있다. 또한 고정부(220)의 양 끝단 중 하나 혹은 양 끝단 모두에 위치할 수 있다.The
도 4는 본원발명의 제2실시예에 따른 전극조립체 지지부의 모식도이다.4 is a schematic view of an electrode assembly support according to a second embodiment of the present invention.
도 4에 도시한 바와 같이, 본원발명의 제2실시예는 랫치부(1250)이 추가된 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하므로 이하에서는 랫치부(1250)에 관해서만 설명하기로 한다.As shown in FIG. 4 , the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except that the
축부(1230)의 끝단에는 랫치부(1250)가 마련되어 작동과정에서 고정부(1220)가 느슨해지면 고정부(1220)를 시트부(1210)의 끝단 방향으로 회전시켜 고정부(1220) 및 시트부(1210)를 팽팽하게 당겨서 평평한 상태를 유지하도록 할 수 있다. 이는 상단면으로 이동하는 적층체(10)가 가열되면서 변형되는 것을 방지하는 데 유리하다. 랫치부(1240)는 수동으로 혹은 제어부(미도시)와 전기적으로 연결되어 자동 제어할 수 있다.A
또한 랫치부(1250)은 한쌍의 축부(1230) 중 하나에 혹은 두개 모두에 위치할 수 있다.Also, the
도 5는 본원발명의 제3실시예에 따른 전극조립체 지지부의 모식도이다.5 is a schematic diagram of an electrode assembly support according to a third embodiment of the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, 본원발명의 제3실시예의 지지부(2200)의 시트부(2210) 및 고정부(2220)를 제외하고는 제2실시예와 동일하므로 이하에서는 시트부(2210)와 고정부(2220)에 관해서만 설명하기로 한다.As shown in FIG. 5, since it is the same as the second embodiment except for the
제3실시예에 따른 고정부(2220)는 메쉬형태이고, 상단에는 하나의 연속된 시트가 아닌 소정간격으로 이격되어 배치되는 복수개의 시트로 구성되는 시트부(2210)가 위치할 수 있다. 이는 라미네이션부(미도시)가 작동 정지 시 블로워(미도시)에서 분사되는 기체가 시트부(2210)를 구성하는 시트들 사이 이격 공간을 통과하여 적층체(미도시)에 전달되어 가열된 상기 적층체를 냉각시키는데 유리하다.The fixing
여기서 메쉬형태의 고정부(2220)는 일정간격으로 이격되어 배치되는 시트부(2210)의 상단면을 이동하는 적층체(10)를 안정적으로 지지할 수 있어 상기 적층체의 변형을 방지하는데 유리하다.Here, the mesh-shaped
또한 메쉬형태의 고정부(2220)는 상기 블로워에서 분사되는 기체의 흐름 방향을 변경하고 상기 적층체에 전달되는 기체의 속도를 줄일 수 있어 상기 적층체의 변형을 방지하는데 유리하다.In addition, the mesh-shaped
이하에서 본원발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing an electrode assembly according to an embodiment of the present invention will be described.
본원발명의 일 실시예에 따른 전극조립체 제조방법은 전극 및 분리막을 포함하는 적층체(10)를 지지부(200) 상단으로 통과시키면서 상부 히터부(110) 및 하부 히터부(120)에 의해 가열하는 히팅 단계, 가열된 적층체(10)를 제1 라미네이션부(310)와 제2 라미네이션부(320) 사이로 통과시키면서 라미네이션하는 라미네이션 단계 및 라미네이션부(300)의 작동 정지 시, 적층체(10)에 대한 가열을 중지하는 히팅차단 단계를 포함한다.The electrode assembly manufacturing method according to an embodiment of the present invention is heated by the
적층체(10)는 상부 히터부(110)와 하부 히터부(120) 사이에 위치하는 지지부(200)의 상단면을 통과하면서 상부 히터부(110)와 하부 히터부(120)의 히팅작용에 의해 가열되고, 가열된 적층체(10)은 후단 제1 라미네이션부(310)과 제2 라미네이션부(320)를 통과하면서 가압되어 부착될 수 있다.The
히팅차단 단계는 라미네이션부(300)의 작동 정지 시, 히터부(100)로부터 적층체(10) 전달되는 열이 감소 또는 차단되도록 상부 히터부(110) 및 하부 히터부(120)를 지지부(200)의 상단면에 위치하는 적층체(10)로부터 이격되도록 이동부(400)를 통해 상부 히터부(110)는 상부로 하부 히터부(120)는 하부로 이동시킬 수 있다. 또한 히터부(100)는 제어부(미도시)에 의해 히팅 작동이 중단될 수 있다.In the heating blocking step, when the operation of the
상부 이동부(410) 및 하부 이동부(420)는 실린더를 포함할 수 있고, 대응되는 히터부의 양측부 혹은 가운데에 각각 위치할 수 있다.The upper moving
한편 이동부 실린더는 공압식 실린더 또는 유압식 실린더로 이루어 질 수 있다.On the other hand, the moving part cylinder may be made of a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder.
히팅차단 단계에서는 이동부(400)를 히터부(100)를 지지부(200)로부터 이격시킨 후, 히터부(100)와 지지부(200)의 사이 공간에 블로워(500)에서 분사되는 기체를 이용하여 적층체(10)를 냉각 시킬 수 있다. 여기서 상부 히터부(110)와 지지부(200) 사이 공간 및/또는 하부 히터부(120)와 지지부(200) 사이의 공간에 블로워(500)에서 분사되는 기체를 이용하여 적층체(10)를 냉각 시킬 수 있다.In the heating blocking step, the moving
이상으로 본원발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본원발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본원발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.As described above in detail a specific part of the content of the present invention, for those of ordinary skill in the art, these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby, It is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope and spirit of the present invention, and it is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
10: 적층체
100: 히터부
110: 상부 히터부
120: 하부 히터부
200, 1200, 2220: 지지부
210, 1210, 2210: 시트부
220, 1220, 2220: 고정부
230, 1230, 2220: 축부
240, 1240: 탄성부
1250, 2250: 래칫부
300: 라미네이션부
310: 상부 라미네이션부
320: 하부 라미네이션부
400: 이동부
410: 상부 이동부
420: 하부 이동부
500: 블로워
1000 : 본원발명의 제1실시예에 따른 전극조립체 라미네이션 장치10: laminate
100: heater unit
110: upper heater unit
120: lower heater unit
200, 1200, 2220: support
210, 1210, 2210: seat portion
220, 1220, 2220: fixed part
230, 1230, 2220: shaft
240, 1240: elastic part
1250, 2250: ratchet unit
300: lamination unit
310: upper lamination part
320: lower lamination unit
400: moving unit
410: upper moving part
420: lower moving part
500: blower
1000: electrode assembly lamination apparatus according to the first embodiment of the present invention
Claims (12)
상기 지지부 상단면에 배치된 상기 적층체의 상단면을 가열하는 상부 히터부;
상기 지지부 상단면에 배치된 상기 적층체의 하단면을 가열하는 하부 히터부;
상기 상부 히터부 및 하부 히터부 사이를 통과하면서 가열된 상기 적층체를 라미네이션 시키는 라미네이션부; 및
상기 하부 히터부를 상기 지지부로부터 이격시키는 하부 이동부;를 포함하는 전극조립체 라미네이션 장치에 있어서,
상기 지지부는 시트부와 고정부를 포함하며,
상기 적층체와 상기 하부 히터부 사이 및/또는 상기 적층체와 상기 상부 히터부 사이에 기체를 분사하는 블로워가 하나 이상 부가되는 전극조립체 라미네이션 장치.a support portion disposed on an upper surface of a laminate including an electrode and a separator;
an upper heater unit configured to heat an upper surface of the multilayer body disposed on the upper surface of the support unit;
a lower heater unit configured to heat a lower end surface of the laminate disposed on the upper end surface of the support unit;
a lamination unit for laminating the heated laminate while passing between the upper heater unit and the lower heater unit; and
In the electrode assembly lamination apparatus comprising a; a lower moving part spaced apart from the lower heater part from the support part,
The support part includes a seat part and a fixing part,
An electrode assembly lamination apparatus in which one or more blowers for spraying gas are added between the laminate and the lower heater unit and/or between the laminate and the upper heater unit.
상기 상부 히터부를 상기 지지부로부터 이격시키는 상부 이동부를 더 포함하는 전극조립체 라미네이션 장치.According to claim 1,
The electrode assembly lamination apparatus further comprising an upper moving part spaced apart from the upper heater part from the support part.
상기 상부 이동부 및 하부 이동부는 상기 라미네이션부가 작동 정지 시 상기 상부 히터부 및/또는 상기 하부 히터부를 상기 지지부로부터 각각 이격시키는 전극조립체 라미네이션 장치.3. The method of claim 2,
The upper moving part and the lower moving part are respectively spaced apart from the upper heater part and/or the lower heater part from the support part when the lamination part stops working.
상기 블로워는 상기 상부 히터부 및/또는 상기 하부 히터부 양측 끝단에 인접하여 위치하는 전극조립체 라미네이션 장치.According to claim 1,
The blower is an electrode assembly lamination device positioned adjacent to both ends of the upper heater unit and/or the lower heater unit.
상기 블로워는 기체가 분사되는 기체 분사구가 마련되고,
상기 기체 분사구는 소정 각도로 상향 또는 하향 배치되고, 상기 상부 히터부와 상기 지지부 사이 및/또는 상기 하부 히터부와 상기 지지부 사이로 분사되는 전극조립체 라미네이션 장치.According to claim 1,
The blower is provided with a gas injection port through which the gas is injected,
The gas injection hole is disposed upward or downward at a predetermined angle, and is injected between the upper heater part and the support part and/or between the lower heater part and the support part.
상기 시트부는 테프론 시트이고, 상기 고정부는 와이어 형태인 전극조립체 라미네이션 장치.According to claim 1,
The sheet portion is a Teflon sheet, and the fixing portion is an electrode assembly lamination device in the form of a wire.
상기 라미네이션부의 작동 정지 시, 상부 히터부 및/또는 상기 하부 히터부를 상기 지지부로부터 각각 이격시키며, 상기 블로워를 작동시키는 제어부를 포함하는 전극조립체 라미네이션 장치.3. The method of claim 2,
and a controller to separate the upper heater part and/or the lower heater part from the support part when the operation of the lamination part is stopped, and to operate the blower.
(s2) 상기 단계 s1)에 의해서 가열된 상기 적층체를 라미네이션부로 통과시키면서 라미네이션하는 라미네이션 단계; 및
(s3) 상기 라미네이션부의 작동 정지 시, 상기 적층체에 대한 가열을 중지하는 히팅차단 단계;를 포함하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 전극조립체 라미네이션 장치에 의한 전극조립체 제조방법.(s1) a heating step of heating by the upper heater unit and the lower heater unit while passing the laminate including the electrode and the separator to the upper end of the support unit;
(s2) a lamination step of laminating while passing the laminate heated by the step s1) through a lamination unit; and
(S3) When the operation of the lamination unit is stopped, a heating blocking step of stopping the heating of the laminate.
상기 히팅차단 단계는 하부 히터부를 상기 지지부로부터 이격시키는 단계를 포함하는 전극조립체 제조방법.9. The method of claim 8,
The heating blocking step is an electrode assembly manufacturing method comprising the step of separating the lower heater portion from the support portion.
상기 히팅차단 단계는 상부 히터부를 상기 지지부로부터 이격시키는 단계를 포함하는 전극조립체 제조방법.9. The method of claim 8,
The heating blocking step is an electrode assembly manufacturing method comprising the step of separating the upper heater portion from the support portion.
상기 히팅차단 단계는 상기 적층체와 상기 하부 히터부 사이 및/또는 상기 적층체와 상기 상부 히터부 사이에 기체를 분사는 블로잉 단계를 포함하는 전극조립체 제조방법.11. The method of claim 9 or 10,
The heating blocking step includes a blowing step of spraying a gas between the laminate and the lower heater unit and/or between the laminate and the upper heater unit.
상기 히팅차단 단계는 상기 상부 히터부 및/또는 상기 하부 히터부의 히팅 작동을 중지시키는 단계를 포함하는 전극조립체 제조방법.11. The method of claim 9 or 10,
The heating blocking step includes stopping the heating operation of the upper heater unit and/or the lower heater unit.
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