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KR20230013757A - 이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법 - Google Patents

이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법 Download PDF

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KR20230013757A
KR20230013757A KR1020210094582A KR20210094582A KR20230013757A KR 20230013757 A KR20230013757 A KR 20230013757A KR 1020210094582 A KR1020210094582 A KR 1020210094582A KR 20210094582 A KR20210094582 A KR 20210094582A KR 20230013757 A KR20230013757 A KR 20230013757A
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KR
South Korea
Prior art keywords
powder
film
base film
manufacturing
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
KR1020210094582A
Other languages
English (en)
Inventor
송한나
한상욱
박경위
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020210094582A priority Critical patent/KR20230013757A/ko
Priority to US17/524,241 priority patent/US12126003B2/en
Publication of KR20230013757A publication Critical patent/KR20230013757A/ko
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

이차전지용 전극필름의 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템은 이차전지용 전극필름의 제조하는 시스템으로서, 활물질분체, 바인더분체, 및 도전재분체가 공급되어 혼합분체을 형성하고, 상기 혼합분체를 섬유화시켜 분체필름롤을 제조하는 분체필름제조유닛, 탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매가 공급되어 혼합액을 형성하고, 상기 혼합액을 기재필름의 일면에 패터닝하여 기재필름롤을 형성하는 기재필름제조유닛, 및 2개의 상기 분체필름롤 사이에, 상기 기재필름롤을 배치하고, 상기 분체필름과 기재필름을 겹치게 접합하여 전극필름롤을 형성하는 전극필름제조유닛을 포함한다.

Description

이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법{MANUFACTURING SYSTEM OF ELECTRODE FILM FOR SECONDARY BATTERY AND MEHTOD FOR MANUFACTURING FILM USING THE SAME}
본 발명은 이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극의 로딩량이 높은 후막형의 전극을 사용하면서도 접합성 및 전기 전도도가 저하되는 것을 방지할 수 있는 이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법에 관한 것이다.
현재 양산된 이차전지는 전극재료용 분체와 용매를 혼합하여 슬러리를 제조한 후, 상기 슬러리를 기재에 도포, 및 건조하는 습식공정으로 제조하는 것이 일반적이다.
상기 습식공정은 도전재와 바인더 등으로 이루어진 전극재의 우수한 분산성을 확보할 수 있고, 균일한 두께로 전극을 제조함에 있어 용이한 기술이다.
한편, 전지의 에너지밀도 향상 및 원가절감에 대한 수요가 높아짐에 따라 전극을 후막화하는 기술이 필요하다.
그러나 습식공정에서는 열풍을 이용한 건조 시, 대류현상에 의해 바인더가 전극표면으로 들뜨는 형상이 발생한다.
이로 인해, 상기 기재와 전극재 간의 접착력이 약화됨에 따라 전극의 안정성이 낮아지는 단점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 용매를 사용하지 않고 전극을 제조할 수 있는 건식공정이 개발되고 있다.
상기 건식공정에서는 분체를 기재에 도포한 후, 압착시키는 방법과, 분체를 별도로 필름화한 후, 기재와 접합시키는 방법이 사용된다.
상기 분체를 별도로 필름화하는 경우, 분체필름과 기재의 접착력을 확보하는 것이 매우 중요한 요인으로 작용하며, 이를 위한 연구개발이 필요하다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 전극의 후막화에 의해 접착력이 낮아지는 것을 방지하기 위해 기재필름의 적어도 일면에 도전성 버퍼층을 형성함으로써, 각 레이어 간의 접착력을 개선하고, 저항을 감소하며, 전도성을 향상시킬 수 있는 이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 이차전지용 전극필름의 제조하는 시스템으로서, 활물질분체, 바인더분체, 및 도전재분체가 공급되어 혼합분체을 형성하고, 상기 혼합분체를 섬유화시켜 분체필름롤을 제조하는 분체필름제조유닛, 탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매가 공급되어 혼합액을 형성하고, 상기 혼합액을 기재필름의 일면에 패터닝하여 기재필름롤을 형성하는 기재필름제조유닛, 및 2개의 상기 분체필름롤 사이에, 상기 기재필름롤을 배치하고, 상기 분체필름과 기재필름을 겹치게 접합하여 전극필름롤을 형성하는 전극필름제조유닛을 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 분체필름제조유닛은 상기 활물질분체, 바인더분체, 및 도전재부체가 각각 저장되는 활물질분체 용기, 바인더분체 용기, 및 도전재분체 용기, 상기 활물질분체 용기, 바인더분체 용기, 및 도전재분체 용기로부터 설정용량의 활물질분체, 바인더분체, 및 도전재분체를 공급받아 내부의 제1회전체에 의해 혼합분체를 형성하는 제1탱크, 상기 제1탱크와 연결되고, 길이가 긴 관형상으로 형성되어 전방 상부 일측에 장착된 호퍼를 통해 상기 혼합분체가 내부로 공급되도록 구성되며, 후단부가 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 형성되어 슬롯형의 배출구를 가지는 혼합관, 상기 혼합관의 내부에서 길이방향을 따라 길게 설치되며, 상기 혼합분체를 섬유화시켜 상기 배출구를 통해 분체필름으로 배출시키도록 제2모터에 의해 일방향으로 회전작동하고, 상기 혼합관의 내면과의 사이가 후방으로 갈수록 가까워지도록 그 직경이 점차 커지는 스크류로 이루어지는 제2회전체, 및 상기 혼합관의 후방 일측의 외면을 일정영역 감싸면서, 내부의 혼합분체에 열을 가하는 히팅관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기재필름제조유닛은 상기 탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매가 각각 저장되는 탄소계분체 용기, 바인더분체 용기, 및 유기용매 용기, 상기 탄소계분체 용기, 바인더분체 용기, 및 유기용매 용기로부터 설정용량의 탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매를 공급받아 내부의 제3회전체에 의해 혼합액을 형성하는 제2탱크, 상기 제2탱크와 연결되는 펌핑장치에 의해 상기 혼합액을 공급받는 매니폴드관, 상기 매니폴드관으로부터 분기되어 상기 혼합액이 배출되는 적어도 하나 이상의 노즐, 및 제1보빈으로부터 풀리는 기재필름에, 적어도 하나 이상의 노즐에서 배출되는 혼합액을 패터닝 한 후, 다시 감기도록 구성되는 제2보빈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기재필름제조유닛은 상기 제1보빈과 상기 적어도 하나 이상의 노즐 사이에 구성되고, 고전압을 인가하여 상기 적어도 하나 이상의 노즐을 통해 상기 혼합액이 일정량 배출되도록 구성되는 고전압인가장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기재필름제조유닛은 상기 제1보빈과 제2보빈 사이에 배치되고, 상기 기재필름에 패터닝된 혼합액을 상기 기재필름에 가압 및 가열하여 부착시키는 한 쌍의 히팅롤을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전극필름제조유닛은 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름의 양측에 배치되어 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 가압하는 한 쌍의 가압밸트, 상기 한 쌍의 가압밸트 사이에 각각 구성되고, 겹쳐진 분체필름, 기재필름, 및 분체필름이 접합되도록 가열하는 히팅부, 상기 한 쌍의 가압밸트 사이에서, 상기 히팅부의 후방에 배치되고, 상기 히팅부로부터 가열된 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 냉각하는 냉각부, 및 상기 냉각부의 후방에 배치되고, 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름의 순서대로 접합된 전극필름을 감아 전극필름롤을 형성하는 전극필름보빈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전극필름제조유닛은 상기 기재필름롤로부터 풀리는 기재필름을 가열하는 히팅부, 상기 히팅부로부터 가열된 기재필름의 양측에 상기 분체필름이 각각 접합되도록 상기 분체필름롤을 각각 배치하고, 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름의 양측에 배치되어 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 가압하는 한 쌍의 가압밸트, 상기 한 쌍의 가압밸트 사이에 구성되고, 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 냉각하는 냉각부, 및 상기 냉각부의 후방에 배치되고, 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름의 순서대로 접합된 전극필름을 감아 전극필름롤을 형성하는 전극필름보빈을 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 이차전지용 전극필름의 제조하는 시스템을 이용하여 이차전지용 전극을 제조하는 제조방법으로서, 활물질분체, 바인더분체, 및 도전재분체를 혼합한 혼합분체를 필름화시켜 분체필름롤을 제조하는 제1단계, 탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매를 혼합한 혼합액을 기재필름의 일면에 패터닝하여 기재필름롤을 제조하는 제2단계, 및 상기 기재필름롤의 양측에 상기 분체필름롤을 각각 배치하고, 분체필름과 기재필름을 상호 접합하여 전극필름롤을 제조하는 제3단계를 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1단계는 제1탱크에 상기 활물질분체, 바인더분체, 및 도전재분체를 설정용량 투입하고, 상기 제1탱크 내부의 제1회전체에 의해 상기 활물질분체, 바인더분체, 및 도전재분체를 혼합하여 혼합분체를 형성하는 1-1단계, 상기 제1탱크와 연결되고, 길이가 긴 관 형상으로 형성된 혼합관으로 상기 혼합분체가 공급되며, 상기 혼합관 내부의 제2회전체에 의해 상기 혼합분체를 섬유화시키는 1-2단계, 및 상기 혼합관의 배출구를 통해 배출시키면서, 상기 혼합분체를 필름화시키는 1-3단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1-2단계는 상기 혼합관의 전방 일측에 장착된 호퍼를 통해 상기 혼합관의 내부로 상기 혼합분체가 공급되고, 상기 혼합관의 내부에서 후방으로 갈수록 직경이 크게 형성되는 제2회전체에 의해 상기 혼합관의 전방에서 후방으로 상기 혼합분체가 이동되면서 섬유화가 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1-2단계는 상기 혼합관의 후방 일측에 배치되고, 상기 혼합관의 외면을 감싸는 히팅관을 통해 상기 혼합분체에 열을 가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1-3단계는 상기 혼합관의 후단부가 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 형성되고, 그 후단에 슬롯으로 형성된 상기 배출구를 통해 섬유화된 상기 혼합분체가 압착되면서 필름 형상으로 배출될 수 있다.
또한, 상기 제2단계는 제2탱크에 탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매를 설정용량 투입하고, 상기 제2탱크 내부의 제3회전체에 의해 상기 탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매를 혼합하여 혼합액을 형성하는 2-1단계, 상기 제2탱크에 연결된 매니폴드관에 혼합액을 공급하는 2-2단계, 및 상기 매니폴드관에 장착된 복수개의 노즐을 통해 설정용량, 설정패턴으로 상기 기재필름의 일면에 패터닝 하여 기재필름롤을 제조하는 2-3단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 2-2단계는 상기 제2탱크와 매니폴드관 사이에 구성되는 펌핑장치를 통해 일정한 유량과 유속으로 상기 제2탱크의 혼합액을 상기 매니폴드관에 공급할 수 있다.
또한, 상기 2-3단계는 제1보빈에 감긴 기재필름을 풀면서 상기 복수개의 노즐로부터 공급되는 혼합액을 상기 기재필름의 일면에 패터닝한 후, 제2보빈에 다시 감아 혼합액이 패터닝된 기재필름롤을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 2-3단계는 상기 제1보빈과 상기 노즐들 사이에 연결된 고전압인가장치를 통해 상기 제1보빈과 상기 노즐들 사이에 고전압을 인가하면서, 상기 노즐들로부터 배출되는 상기 혼합액의 배출용량과 패턴을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 2-3단계는 상기 제1보빈과 제2보빈 사이에 배치된 한 쌍의 히팅롤을 통해 상기 기재필름의 일면에 패터닝된 혼합액을 상기 기재필름에 가압 및 가열하여 부착하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3단계는 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름 순으로 겹쳐서 적층하는 3-1단계, 및 겹쳐진 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 전극필름제조유닛을 통해 압착 및 가열하여 전극필름보빈에 감아 전극필름롤을 제조하는 3-2단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 3-2단계는 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름의 양측에 배치된 한 쌍의 가압밸트에 의해 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 가압하고, 상기 가압밸트 사이에 히팅부와 냉각부를 순차적으로 배치하여 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 가열할 수 있다.
또한, 상기 3-2단계는 상기 기재필름을 히팅부를 통해 선가열하고, 상기 분체필름 사이에 가열된 기재필름을 개재한 상태로, 한 쌍의 가압밸트를 통해 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 가압하면서, 상기 가압밸트 사이에 배치된 냉각부를 통해 접합을 완성할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법은 기재필름의 일면에 혼합액을 방사하여 도전성 버퍼층을 형성함으로써, 전극의 후막화에도 접착력을 개선하고 저항을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법은 도전성 버퍼층의 형성 시, 탄소계분체를 적용하여 패턴의 공극 사이즈의 조절이 용이하며, 다양한 입자 사이즈의 전극 형성에 대응이 가능한 이점이 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법으로 제조된 전극의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템을 나타낸 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템에 적용되는 분체필름제조유닛의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템에 적용되는 기재필름제조유닛의 구성도이다.
도 5와 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템에 적용되는 전극필름제조유닛의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조방법의 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 적용하여 설명한다.
또한, 하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법으로 제조된 전극의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조방법에 의해 제조된 이차전지용 전극(1)은 분리막을 사이에 두고, 양측에 배치되는 음극전극 또는 양극전극 중, 어느 하나에 적용될 수 있다.
상기 전극(1)은 한 쌍의 분체필름(10) 사이에 기재필름(30)이 도전성 버퍼층(50)에 의해 접합되어 이루어진다.
이러한 전극(1)에 에너지 밀도 향상을 위한 후막화 기술의 적용 시, 상기 기재필름(30)이 견뎌야 하는 전극(1)의 로딩량이 높아지기 때문에, 상기 기재필름(30)과 분체필름(10) 간의 강한 접착력이 요구된다.
또한, 상기 전극(1)의 후막화로 인해, 상기 기재필름(30)으로부터 분체필름(10) 표면까지 전자의 이동거리가 늘어남에 따라, 출력이 감소되는 것을 방지하기 위해서는 상기 기재필름(30)과 분체필름(10) 사이의 저항을 낮춰야 한다.
상기 기재필름(30)의 양면에 적용되는 혼합액(30d, 도 2참조)의 패턴은 도전성 버퍼층(50)을 이루며, 본 발명의 실시 예에서는 에너지 밀도의 감소를 최소화하기 위해 탄소계분체를 사용하여 나노단위의 박막코팅을 적용한다.
상기와 같은 전극을 위한 전극필름을 제조하는 제조 시스템은 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템을 나타낸 전체 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템에 적용되는 분체필름제조유닛의 구성도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템은 분체필름제조유닛(3), 기재필름제조유닛(5), 및 전극필름제조유닛(7)을 포함한다.
본 명세서에서, 상기 전극필름롤(61)이 만들어지기까지의 필름들의 진행 방향을 기준방향으로 하여 전방과 후방을 정의한다.
이에, 상기 분체필름제조유닛(3)과 기재필름제조유닛(5)이 전방에 위치하고, 그 후방으로 전극필름제조유닛(7)이 배치될 수 있다.
상기 분체필름제조유닛(3)은 활물질분체(10a), 바인더분체(10b), 및 도전재분체(10c)가 공급되어 혼합분체(10d)를 형성하고, 상기 혼합분체(10d)를 섬유화시켜 분체필름롤(11)을 제조한다.
상기 분체필름제조유닛(3)은 활물질분체 용기(T1), 바인더분체 용기(T2), 도전재분체 용기(T3), 제1탱크(13), 혼합관(19), 제2회전체(20), 및 히팅관(23)을 포함한다.
상기 활물질분체 용기(T1), 바인더분체 용기(T2), 및 도전재분체 용기(T3)에는 각각 활물질분체(10a), 바인더분체(10b), 및 도전재분체(10c)가 저장된다.
상기 제1탱크(13)에는 상기 활물질분체 용기(T1), 바인더분체 용기(T2), 및 도전재분체 용기(T3)로부터 설정용량의 활물질분체(10a), 바인더분체(10b), 및 도전재분체(10c)가 공급된다.
상기 제1탱크(13)에서 설정용량의 활물질분체(10a), 바인더분체(10b), 및 도전재분체(10c)가 혼합되어 혼합분체(10d)가 형성된다.
상기 제1탱크(13)의 내부에는 제1회전체(15)가 구성된다.
상기 제1회전체(15)는 제1모터(17)에 의해 작동할 수 있다.
상기 제1탱크(13)의 내부에서, 상기 제1회전체(15)의 교반에 의해 상기 혼합분체(10d)가 형성된다.
이러한 제1탱크(13)는 혼합관(19)과 연결된다
상기 혼합관(19)은 길이가 긴 관형상으로 형성되어 전방 상부 일측에 장착된 호퍼(21)를 통해 상기 혼합분체(10d)가 내부로 공급되도록 구성된다.
상기 혼합관(19)은 그 후단부가 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 형성되며, 슬롯형의 배출구(25)를 가진다.
상기 혼합관(19)의 내부에는 제2회전체(20)가 구성된다.
상기 제2회전체(20)는 상기 혼합관(19)의 내부에서 길이방향을 따라 길게 설치된다.
상기 제2회전체(20)는 상기 혼합분체(10d)를 섬유화시켜 상기 배출구(25)를 통해 분체필름(10) 형태로 배출시키도록 제2모터(29)에 의해 일방향으로 회전 작동한다.
이러한 제2회전체(20)는 상기 혼합관(19)의 내면과의 사이가 후방으로 갈수록 가까워지도록 그 직경이 점차 커지는 스크류로 이루어질 수 있다.
즉, 상기 혼합분체(10d)는 상기 혼합관(19)의 전방에서 공급되어 상기 제2회전체(20)에 의해 후방으로 이동된다.
더불어, 상기 혼합관(19)은 후방으로 갈수록 상기 제2회전체(20) 사이와의 간격이 점차 좁아지고, 상기 혼합관(19)의 내부에서 후방으로 이동되는 상기 혼합분체(10d)에 가해지는 마찰 또한 커지게 된다.
그리고 상기 혼합관(19)의 후방 일측에는 히팅관(23)이 구성된다.
상기 히팅관(23)은 상기 혼합관(19)의 외면을 일정영역 감싸면서, 내부의 혼합분체(10d)에 열을 가하기 위함이다.
상기 혼합관(19)으로부터 배출되는 분체필름(10)을 분체필름보빈(27)에 감아 분체필름롤(11)을 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템에 적용되는 기재필름제조유닛의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 기재필름제조유닛(5)은 탄소계분체(30a), 바인더분체(10b), 및 유기용매(30c)가 공급되어 혼합액(30d)을 형성하고, 상기 혼합액(30d)을 기재필름(30)의 일면에 패터닝하여 기재필름롤(31)을 형성하기 위함이다.
상기 기재필름제조유닛(5)은 탄소계분체 용기(T4), 바인더분체 용기(T2), 유기용매 용기(T5), 제2탱크(33), 매니폴드관(35), 적어도 하나 이상의 노즐(37), 제1보빈(40), 제2보빈(41), 고전압인가장치(43), 및 한 쌍의 히팅롤(45)을 포함한다.
상기 탄소계분체 용기(T4), 바인더분체 용기(T2), 및 유기용매 용기(T5)에는 각각 탄소계분체(30a), 바인더분체(10b), 및 유기용매(30c)가 저장된다.
상기 제2탱크(33)는 상기 탄소계분체 용기(T4), 바인더분체 용기(T2), 및 유기용매 용기(T5)로부터 설정용량의 탄소계분체(30a), 바인더분체(10b), 및 유기용매(30c)를 공급받는다.
상기 제2탱크(33)에서 설정용량의 탄소계분체(30a), 바인더분체(10b), 및 유기용매(30c)가 혼합되어 혼합액(30d)이 형성된다.
상기 제2탱크(33)의 내부에는 제3회전체(32)가 구성된다.
상기 제3회전체(32)는 제3모터(34)에 의해 회전 작동한다.
상기 제2탱크(33)의 내부에서, 상기 제3회전체(32)에 의해 상기 혼합액(30d)이 형성되는 것이다.
상기 매니폴드관(35)은 상기 제2탱크(33)와 연결된다.
상기 제2탱크(33)와 상기 매니폴드관(35) 사이에는 펌핑장치(39)가 구성된다.
상기 펌핑장치(39)는 상기 혼합액(30d)을 상기 제2탱크(33)에서 상기 매니폴드관(35)으로 공급해주는 역할을 한다.
상기 매니폴드관(35)에는 적어도 하나 이상의 노즐(37)이 연결된다.
상기 적어도 하나 이상의 노즐(37)은 상기 매니폴드관(35)으로부터 분기되어 상기 혼합액(30d)이 배출된다.
그리고 상기 적어도 하나 이상의 노즐(37)의 하부에는 제1보빈(40)과 제2보빈(41)이 구성된다.
상기 제1보빈(40)에는 가공되지 않은 기재필름(30)이 감겨있다.
상기 제1보빈(40)에 감긴 기재필름(30)은 제2보빈(41)에 다시 감기는데, 그 사이에 상기 적어도 하나 이상의 노즐(37)로부터 배출되는 혼합액(30d)이, 상기 기재필름(30)의 일면에 패터닝되어 상기 제2보빈(41)에 다시 감긴다.
이때, 상기 제1보빈(40)과 상가 적어도 하나 이상의 노즐(37) 사이에는 고전압인가장치(43)가 구성된다.
상기 고전압인가장치(43)는 상기 제1보빈(40)과 상기 적어도 하나 이상의 노즐(37)에 고전압을 인가하여 상기 적어도 하나 이상의 노즐(37)을 통해 상기 혼합액(30d)이 일정량 배출되도록 하기 위함이다.
그리고 상기 제1보빈(40)과 제2보빈(41) 사이에는 한 쌍의 히팅롤(45)이 구성된다.
상기 한 쌍의 히팅롤(45)은 상기 기재필름(30)에 패터닝된 혼합액(30d)을 상기 기재필름(30)에 가압 및 가열하여 부착시키기 위함이다.
상기 한 쌍의 히팅롤(45)에 의해 패터닝된 혼합액(30d)이 기재필름(30)에 부착되어 기재필름롤(31)을 형성할 수 있다.
도 5와 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템에 적용되는 전극필름제조유닛의 구성도이다.
상기 전극필름제조유닛(7)은 2개의 상기 분체필름롤(11) 사이에, 상기 기재필름롤(31)을 배치하고, 상기 분체필름(10)과 기재필름(30)을 겹치게 접합하여 전극필름롤(61)을 형성하기 위함이다.
도 5를 참조하면, 상기 전극필름제조유닛(7)은 상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)의 양측에 배치되는 한 쌍의 가압밸트(67)를 포함한다.
상기 한 쌍의 가압밸트(67)는 겹쳐진 상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)을 가압한다.
상기 한 쌍의 가압밸트(67) 사이에는 히팅부(69)가 각각 구성된다.
상기 히팅부(69)는 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)의 순서대로 겹쳐지게 상기 분체필름롤(11)과 기재필름롤(31)을 배치하고, 겹쳐진 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)이 접합되도록 가열할 수 있다.
상기 히팅부(69)의 후방에는 냉각부(70)가 배치된다.
상기 냉각부(70)는 상기 한 쌍의 가압밸트(67) 사이에 배치된다.
상기 냉각부(70)는 상기 히팅부(69)로부터 가열된 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)을 냉각하도록 구성된다.
상기 냉각부(70)의 후방에는 전극필름보빈(65)이 구성된다.
상기 전극필름보빈(65)은 상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)의 순서대로 접합된 전극필름(60)을 감아 전극필름롤(61)을 형성할 수 있다.
그리고 전극필름제조유닛(7)은 다음과 같은 구조로 이루어질 수도 있다.
도 6을 참조하면, 상기 전극필름제조유닛(7)은 상기 기재필름롤(31)로부터 풀리는 기재필름(30)을 가열하는 히팅부(69)를 포함한다.
상기 히팅부(69)로부터 가열된 기재필름(30)의 양측에 상기 분체필름(10)이 각각 접합되도록 상기 분체필름롤(11)을 각각 배치하고, 상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)의 양측에는 한 쌍의 가압밸드(67)가 배치된다.
상기 한 쌍의 가압밸트(67)는 상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)을 가압한다.
상기 한 쌍의 가압밸트(67) 사이에는 냉각부(70)가 구성된다,
상기 냉각부(70)는 상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)을 냉각한다.
상기 냉각부(70)의 후방에는 전극필름보빈(65)이 구성된다.
상기 전극필름보빈(65)은 상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)의 순서대로 접합된 전극필름(60)을 감아 전극필름롤(61)을 형성할 수 있다.
상기와 같은 이차전지용 전극필름의 제조 시스템을 이용하여 이차전지용 전극필름을 제조하는 제조방법은 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조방법의 순서도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조방법은 분체필름롤(11)을 제조하는 제1단계(S1), 기재필름롤(31)을 제조하는 제2단계(S2), 및 상기 분체필름롤(11)과 기재필름롤(31)을 접합하여 전극필름롤(61)을 제조하는 제3단계(S3)를 포함한다.
상기 분체필름롤(11)을 제조하는 단계는 다음과 같다(도 2 참조).
먼저, 제1탱크(13)에 상기 활물질분체(10a), 바인더분체(10b), 및 도전재분체(10c)를 설정용량 투입한다.
상기 활물질분체(10a), 바인더분체(10b), 및 도전재분체(10c)는 제조하고자 하는 전극(1)의 종류에 따라 그 양과 종류가 설정될 수 있다.
상기 제1탱크(13) 내부의 제1회전체(15)에 의해 상기 활물질분체(10a), 바인더분체(10b), 및 도전재분체(10c)를 혼합하여 혼합분체(10d)를 형성한다.
상기 제1회전체(15)는 상기 제1탱크(13)의 내부에서 제1모터(17)에 의해 회전하도록 구성될 수 있다.
상기 제1탱크(13)와 인접한 위치에 혼합관(19)이 배치된다.
상기 혼합관(19)은 길이가 긴 관 형상으로 형성된다.
상기 혼합관(19)은 상기 제1탱크(13)와 연결되고, 상기 제1탱크(13)로부터 상기 혼합분체(10d)가 공급된다.
상기 혼합관(19) 내부에는 제2회전체(20)가 구성된다.
상기 제2회전체(20)는 상기 혼합관(19)의 내부에서, 상기 혼합관(19)을 따라 길이가 길게 형성될 수 있다.
상기 제2회전체(20)는 상기 혼합관(19)의 전방에 배치되는 제2모터(29)에 의해 회전하도록 구성될 수 있다.
상기 제2회전체(20)는 상기 혼합관(19)의 내부로 공급되는 상기 혼합분체(10d)를 섬유화시킨다.
상기 혼합관(19)의 전방 일측에 장착된 호퍼(21)를 통해 상기 혼합관(19)의 내부로 상기 혼합분체(10d)가 공급될 수 있다.
상기 혼합관(19)의 내부로 상기 혼합분체(10d)가 공급되면, 상기 혼합관(19)의 내부에 장착되는 상기 제2회전체(20)에 의해 상기 혼합분체(10d)의 섬유화가 이루어진다.
이러한 제2회전체(20)는 상기 혼합관(19)의 내부에서 후방으로 갈수록 직경이 크게 형성되며, 상기 혼합관(19)의 전방에서 후방으로 상기 혼합분체(10d)가 이동되면서 섬유화가 이루어진다.
다시 말해, 상기 혼합관(19)과 제2회전체(20) 사이의 간격이 상기 혼합관(19)의 후방으로 갈수록 좁아진다.
상기 혼합분체(10d)는 상기 제2회전체(20)의 회전에 의해 상기 혼합관(19)의 전방에서 후방으로 이동하게 되고, 상기 혼합관(19)의 후방으로 갈수록 좁아지는 갭에 의해 혼합분체(10d) 사이의 결속력이 커져 커져 섬유화가 이루어진다.
그리고 상기 혼합관(의 후방 일측에는 히팅관(23)이 배치된다.
상기 히팅관(23)은 상기 혼합관(19)의 외면을 감싸면서 상기 혼합관(19) 내부에서 이동하는 혼합분체(10d)에 열을 가할 수 있다.
상기 히팅관(23)에 의해 예열된 혼합분체(10d)는 연성이 향상되어 필름화가 용이한 상태가 된다.
그리고 상기 혼합관(19)의 배출구(25)를 통해 배출시키면서, 상기 혼합분체(10d)를 필름화시킨다.
이때, 상기 혼합관(19)은 후단부가 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 형성되고, 그 후단에 슬롯의 상기 배출구(25)가 형성된다.
상기 혼합분체(10d)는 상기 혼합관(19)을 통과하면서 섬유화가 이루어지고, 상기 배출구(25)를 통해 압착되면서 필름 형상으로 배출된다.
필름화된 혼합분체(10d)를 분체필름보빈(27)에 감아 분체필름롤(11)을 완성한다.
다음으로, 탄소계분체(30a), 바인더분체(10b), 및 유기용매(30c)를 혼합한 혼합액(30d)을 기재필름(30)의 일면에 패터닝하여 기재필름롤(31)을 제조하는 단계이다(도 3 참조).
먼저, 제2탱크(33)에 탄소계분체(30a), 바인더분체(10b), 및 유기용매(30c)를 설정용량 투입한다.
상기 탄소계분체(30a), 바인더분체(10b), 및 유기용매(30c)는 제조하고자 하는 전극(1)의 종류에 따라 그 양과 종류가 설정될 수 있다.
상기 제2탱크(33) 내부의 제3회전체(32)에 의해 상기 탄소계분체(30a), 바인더분체(10b), 및 유기용매(30c)를 혼합하여 혼합액(30d)을 형성한다.
상기 제3회전체(32)는 상기 제2탱크(33)의 내부에서 제3모터(34)에 의해 회전하도록 구성될 수 있다.
상기 제2탱크(33)에는 매니폴드관(35)이 연결된다.
상기 매니폴드관(35)에 혼합액(30d)을 공급한다.
상기 제2탱크(33)와 매니폴드관(35) 사이에 구성되는 펌핑장치(39)를 통해 일정한 유량과 유속으로 상기 제2탱크(33)의 혼합액(30d)을 상기 매니폴드관(35)에 공급할 수 있다.
예를 들어, 상기 펌핑장치(39)는 실린지 펌프를 포함할 수 있다.
이어서, 상기 매니폴드관(35)에 장착된 복수개의 노즐(37)을 통해 설정용량, 설정패턴으로 상기 기재필름(30)의 일면에 패터닝한다.
상기 매니폴드관(35)은 복수개의 노즐(37)에 동일한 유량으로 혼합액(30d)을 공급한다.
즉, 제1보빈(40)에 감긴 기재필름(30)을 풀면서 상기 복수개의 노즐(37)로부터 공급되는 혼합액(30d)을 상기 기재필름(30)의 일면에 패터닝한 후, 제2보빈(41)에 다시 감아 혼합액(30d)이 패터닝된 기재필름롤(31)을 형성하는 것이다.
상기 제1보빈(40)과 상기 노즐(37)들 사이에는 고전압인가장치(43)가 연결된다.
상기 고전압인가장치(43)에 의해 상기 제1보빈(40)과 상기 적어도 하나 이상의 노즐(37) 사이에 고전압이 인가된다.
이에, 상기 적어도 하나 이상의 노즐(37)들로부터 배출되는 상기 혼합액(30d)의 배출용량과 패턴을 제어할 수 있다.
상기 제1보빈(40)과 적어도 하나 이상의 노즐(37) 사이에 고전압을 인가하기 전에는 상기 적어도 하나 이상의 노즐(37)에 혼합액(30d)이 구형에 가까운 버블 형태로 맺혀 있다가, 고전압을 인가하면, 상기 혼합액(30d)이 양전하를 띠게되고, 표면장력을 벗어나 taylor콘 형태로 액상이 변화한다.
이때, 상기 탄소계분체(30a) 내의 탄소섬유가 방사됨에 따라 설정형상으로 상기 기재필름(30)에 패터닝이 된다.
상기 유기용매(30c)는 기화된다.
더불어, 상기 제1보빈(40)과 제2보빈(41) 사이에 배치된 한 쌍의 히팅롤(45)을 통해 상기 기재필름(30)의 일면에 패터닝된 혼합액(30d)을 상기 기재필름(30)에 가압 및 가열하여 부착한다.
상기와 같이 기재필름(30)에 형성된 혼합액(30d)은 도전성 버퍼층(50)으로 형성된다.
다음으로, 상기 기재필름롤(31)의 양측에 상기 분체필름롤(11)을 각각 배치하고, 분체필름(10)과 기재필름(30)을 상호 접합하여 전극필름롤(61)을 제조하는 단계이다(도 4 참조).
먼저, 상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10) 순으로 겹쳐서 적층한다.
겹쳐진 상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)을 전극필름제조유닛(7)에 의해 압착 및 가열하여 전극필름보빈(65)에 감아 전극필름롤(61)을 제조한다.
상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)의 양측에 배치된 한 쌍의 가압밸트(67)를 통해 상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)을 가압하고, 상기 가압밸트(67) 사이에 히팅부(69)와 냉각부(70)를 순차적으로 배치하여 상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)을 가열한다.
이때, 상기 히팅부(69)를 통해 상기 기재필름(30)의 표면이 녹으면서 접착력이 생기게 되고, 이로 인해 상기 분체필름(10)과 접합되며, 이어서, 상기 냉각부(70)에 의해 접합이 완성된다.
또는 상기 전극필름롤(61)을 제조하는 단계는, 상기 기재필름(30)을 히팅부(69)를 통해 선가열한다(도 6 참조).
상기 분체필름(10) 사이에 가열된 기재필름(30)을 개재한 상태로, 한 쌍의 가압밸트(67)를 통해 상기 분체필름(10), 기재필름(30), 및 분체필름(10)을 가압한다.
그리고 상기 가압밸트(67) 사이에 배치된 냉각부(70)를 통해 접합을 완성시킨다.
마지막으로, 상기와 같이 형성된 전극필름롤(61)에 감긴 전극필름(60)을 설정크기로 절단하여 전극(1)을 형성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법은 혼합액(30d)의 방사 시, 고전압인가장치(43)를 이용하여 용매가 기화되므로 기존의 습식코팅 건조로를 제거할 수 있어 설비 레이아웃을 감소할 수 있으며, 더불어 건조로를 작동시키는 에너지 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법은 기재필름(30)과 분체필름(10) 사이에 혼합액(30d)을 방사하여 도전성 버퍼층(50)을 형성함으로써, 전극(1)의 후막화에도 접착력을 개선하고, 저항을 감소하며, 전도성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이차전지용 전극필름의 제조 시스템 및 이를 이용한 전극필름의 제조방법은 탄소계분체(30a)의 적용으로 혼합액(30d) 패턴의 공극 사이즈의 조절이 용이하여 다양한 입자 사이즈의 전극(1) 형성에 대응이 가능하다.
결과적으로, 상기 이차전지용 전극(1)의 제조방법은 혼합액(30d)의 패터닝으로 에너지밀도 저감 효과를 최소화할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 전극 3: 분체필름제조유닛
5: 기재필름제조유닛 7: 전극필름제조유닛
10: 분체필름 10a: 활물질분체
10b: 바인더분체 10c: 도전재분체
10d: 혼합분체 11: 분체필름롤
13: 제1탱크 15: 제1회전체
17: 제1모터 19: 혼합관
20: 제2회전체 21: 호퍼
23: 히팅관 25: 배출구
27: 분체필름보빈 29: 제2모터
30: 기재필름 30a: 탄소계분체
30c: 유기용매 30d: 혼합액
31: 기재필름롤 32: 제3회전체
33: 제2탱크 34: 제3모터
35: 매니폴드관 37: 노즐
39: 펌핑장치 40: 제1보빈
41: 제2보빈 43: 고전압인가장치
45: 히팅롤 50: 도전성 버퍼층
60: 전극필름 61: 전극필름롤
65: 전극필름보빈 67: 가압밸트
69: 히팅부 70: 냉각부
T1: 활물질분체 용기 T2: 바인더분체 용기
T3: 도전재분체 용기 T4: 탄소계분체 용기
T5: 유기용매 용기

Claims (20)

  1. 이차전지용 전극필름의 제조하는 시스템으로서,
    활물질분체, 바인더분체, 및 도전재분체가 공급되어 혼합분체을 형성하고, 상기 혼합분체를 섬유화시켜 분체필름롤을 제조하는 분체필름제조유닛;
    탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매가 공급되어 혼합액을 형성하고, 상기 혼합액을 기재필름의 일면에 패터닝하여 기재필름롤을 형성하는 기재필름제조유닛; 및
    2개의 상기 분체필름롤 사이에, 상기 기재필름롤을 배치하고, 상기 분체필름과 기재필름을 겹치게 접합하여 전극필름롤을 형성하는 전극필름제조유닛;
    을 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분체필름제조유닛은
    상기 활물질분체, 바인더분체, 및 도전재부체가 각각 저장되는 활물질분체 용기, 바인더분체 용기, 및 도전재분체 용기;
    상기 활물질분체 용기, 바인더분체 용기, 및 도전재분체 용기로부터 설정용량의 활물질분체, 바인더분체, 및 도전재분체를 공급받아 내부의 제1회전체에 의해 혼합분체를 형성하는 제1탱크;
    상기 제1탱크와 연결되고, 길이가 긴 관형상으로 형성되어 전방 상부 일측에 장착된 호퍼를 통해 상기 혼합분체가 내부로 공급되도록 구성되며, 후단부가 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 형성되어 슬롯형의 배출구를 가지는 혼합관;
    상기 혼합관의 내부에서 길이방향을 따라 길게 설치되며, 상기 혼합분체를 섬유화시켜 상기 배출구를 통해 분체필름으로 배출시키도록 제2모터에 의해 일방향으로 회전작동하고, 상기 혼합관의 내면과의 사이가 후방으로 갈수록 가까워지도록 그 직경이 점차 커지는 스크류로 이루어지는 제2회전체; 및
    상기 혼합관의 후방 일측의 외면을 일정영역 감싸면서, 내부의 혼합분체에 열을 가하는 히팅관;
    을 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기재필름제조유닛은
    상기 탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매가 각각 저장되는 탄소계분체 용기, 바인더분체 용기, 및 유기용매 용기;
    상기 탄소계분체 용기, 바인더분체 용기, 및 유기용매 용기로부터 설정용량의 탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매를 공급받아 내부의 제3회전체에 의해 혼합액을 형성하는 제2탱크;
    상기 제2탱크와 연결되는 펌핑장치에 의해 상기 혼합액을 공급받는 매니폴드관;
    상기 매니폴드관으로부터 분기되어 상기 혼합액이 배출되는 적어도 하나 이상의 노즐; 및
    제1보빈으로부터 풀리는 기재필름에, 적어도 하나 이상의 노즐에서 배출되는 혼합액을 패터닝 한 후, 다시 감기도록 구성되는 제2보빈;
    을 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기재필름제조유닛은
    상기 제1보빈과 상기 적어도 하나 이상의 노즐 사이에 구성되고, 고전압을 인가하여 상기 적어도 하나 이상의 노즐을 통해 상기 혼합액이 일정량 배출되도록 구성되는 고전압인가장치;
    를 더 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 기재필름제조유닛은
    상기 제1보빈과 제2보빈 사이에 배치되고, 상기 기재필름에 패터닝된 혼합액을 상기 기재필름에 가압 및 가열하여 부착시키는 한 쌍의 히팅롤;
    을 더 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전극필름제조유닛은
    상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름의 양측에 배치되어 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 가압하는 한 쌍의 가압밸트;
    상기 한 쌍의 가압밸트 사이에 각각 구성되고, 겹쳐진 분체필름, 기재필름, 및 분체필름이 접합되도록 가열하는 히팅부;
    상기 한 쌍의 가압밸트 사이에서, 상기 히팅부의 후방에 배치되고, 상기 히팅부로부터 가열된 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 냉각하는 냉각부; 및
    상기 냉각부의 후방에 배치되고, 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름의 순서대로 접합된 전극필름을 감아 전극필름롤을 형성하는 전극필름보빈;
    을 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전극필름제조유닛은
    상기 기재필름롤로부터 풀리는 기재필름을 가열하는 히팅부;
    상기 히팅부로부터 가열된 기재필름의 양측에 상기 분체필름이 각각 접합되도록 상기 분체필름롤을 각각 배치하고, 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름의 양측에 배치되어 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 가압하는 한 쌍의 가압밸트;
    상기 한 쌍의 가압밸트 사이에 구성되고, 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 냉각하는 냉각부; 및
    상기 냉각부의 후방에 배치되고, 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름의 순서대로 접합된 전극필름을 감아 전극필름롤을 형성하는 전극필름보빈;
    을 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조 시스템.
  8. 이차전지용 전극필름의 제조하는 시스템을 이용하여 이차전지용 전극을 제조하는 제조방법으로서,
    활물질분체, 바인더분체, 및 도전재분체를 혼합한 혼합분체를 필름화시켜 분체필름롤을 제조하는 제1단계;
    탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매를 혼합한 혼합액을 기재필름의 일면에 패터닝하여 기재필름롤을 제조하는 제2단계; 및
    상기 기재필름롤의 양측에 상기 분체필름롤을 각각 배치하고, 분체필름과 기재필름을 상호 접합하여 전극필름롤을 제조하는 제3단계;
    를 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1단계는
    제1탱크에 상기 활물질분체, 바인더분체, 및 도전재분체를 설정용량 투입하고, 상기 제1탱크 내부의 제1회전체에 의해 상기 활물질분체, 바인더분체, 및 도전재분체를 혼합하여 혼합분체를 형성하는 1-1단계;
    상기 제1탱크와 연결되고, 길이가 긴 관 형상으로 형성된 혼합관으로 상기 혼합분체가 공급되며, 상기 혼합관 내부의 제2회전체에 의해 상기 혼합분체를 섬유화시키는 1-2단계; 및
    상기 혼합관의 배출구를 통해 배출시키면서, 상기 혼합분체를 필름화시키는 1-3단계;
    를 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1-2단계는
    상기 혼합관의 전방 일측에 장착된 호퍼를 통해 상기 혼합관의 내부로 상기 혼합분체가 공급되고, 상기 혼합관의 내부에서 후방으로 갈수록 직경이 크게 형성되는 제2회전체에 의해 상기 혼합관의 전방에서 후방으로 상기 혼합분체가 이동되면서 섬유화가 이루어지는 이차전지용 전극필름의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1-2단계는
    상기 혼합관의 후방 일측에 배치되고, 상기 혼합관의 외면을 감싸는 히팅관을 통해 상기 혼합분체에 열을 가하는 단계;
    를 더 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1-3단계는
    상기 혼합관의 후단부가 직경이 작아지는 테이퍼 형상으로 형성되고, 그 후단에 슬롯으로 형성된 상기 배출구를 통해 섬유화된 상기 혼합분체가 압착되면서 필름 형상으로 배출되는 이차전지용 전극필름의 제조방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제2단계는
    제2탱크에 탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매를 설정용량 투입하고, 상기 제2탱크 내부의 제3회전체에 의해 상기 탄소계분체, 바인더분체, 및 유기용매를 혼합하여 혼합액을 형성하는 2-1단계;
    상기 제2탱크에 연결된 매니폴드관에 혼합액을 공급하는 2-2단계; 및
    상기 매니폴드관에 장착된 복수개의 노즐을 통해 설정용량, 설정패턴으로 상기 기재필름의 일면에 패터닝 하여 기재필름롤을 제조하는 2-3단계;
    를 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 2-2단계는
    상기 제2탱크와 매니폴드관 사이에 구성되는 펌핑장치를 통해 일정한 유량과 유속으로 상기 제2탱크의 혼합액을 상기 매니폴드관에 공급하는 이차전지용 전극필름의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 2-3단계는
    제1보빈에 감긴 기재필름을 풀면서 상기 복수개의 노즐로부터 공급되는 혼합액을 상기 기재필름의 일면에 패터닝한 후, 제2보빈에 다시 감아 혼합액이 패터닝된 기재필름롤을 형성하는 단계;
    를 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 2-3단계는
    상기 제1보빈과 상기 노즐들 사이에 연결된 고전압인가장치를 통해 상기 제1보빈과 상기 노즐들 사이에 고전압을 인가하면서, 상기 노즐들로부터 배출되는 상기 혼합액의 배출용량과 패턴을 설정하는 단계;
    를 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 2-3단계는
    상기 제1보빈과 제2보빈 사이에 배치된 한 쌍의 히팅롤을 통해 상기 기재필름의 일면에 패터닝된 혼합액을 상기 기재필름에 가압 및 가열하여 부착하는 단계;
    를 더 포함하는 이차전지용 전극이 제조방법.
  18. 제8항에 있어서,
    상기 제3단계는
    상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름 순으로 겹쳐서 적층하는 3-1단계; 및
    겹쳐진 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 전극필름제조유닛을 통해 압착 및 가열하여 전극필름보빈에 감아 전극필름롤을 제조하는 3-2단계;
    를 포함하는 이차전지용 전극필름의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 3-2단계는
    상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름의 양측에 배치된 한 쌍의 가압밸트에 의해 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 가압하고, 상기 가압밸트 사이에 히팅부와 냉각부를 순차적으로 배치하여 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 가열하는 이차전지용 전극필름의 제조방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 3-2단계는
    상기 기재필름을 히팅부를 통해 선가열하고, 상기 분체필름 사이에 가열된 기재필름을 개재한 상태로, 한 쌍의 가압밸트를 통해 상기 분체필름, 기재필름, 및 분체필름을 가압하면서, 상기 가압밸트 사이에 배치된 냉각부를 통해 접합을 완성하는 이차전지용 전극필름의 제조방법.
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