JP7771505B2 - 電極シートのノッチングシステム - Google Patents

電極シートのノッチングシステム

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Description

本出願は、2021年10月19日付けの韓国特許出願第10-2021-0139571号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容が本明細書の一部として組み込まれる。
本発明は、薄い金属製の集電体の表面にスラリーが塗布された電極シートのノッチングシステムであって、より詳細には、ノッチング加工が行われる際に電極シートの切れ又は異物(黒鉛パウダー)による表面の引っかき傷などを防止できる電極シートのノッチングシステムに関する。
充放電が可能で軽いながらもエネルギー密度及び出力密度が高いリチウム二次電池が様々な機器のエネルギー源として広範囲に用いられている。
また、ガソリン車、ディーゼル車など化石燃料を使用する従来の内燃機関自動車の大気汚染及び温室ガス問題を解決するための代替案として、ハイブリッド電気自動車(HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)、バッテリ電気自動車(BEV)、電気自動車(EV)などが提示されているが、リチウム二次電池はこのような内燃機関代替自動車の動力源としても注目されている。
このような二次電池は、一般に、電極(負極,正極)と分離膜とが交互に積層された構造を有する電極組立体、電極にイオンを移動させる電解質(電解液)、並びに前記電極組立体及び電解質が収容されるケースを含む構造を有する。
また、前記二次電池の製造工程は、大きく正極と負極をそれぞれ製造する極板工程、正極と負極を電極組立体として製造し、その後前記電極組立体を電解質と共にケース内に挿入する組立工程、電極組立体のイオンの移動を活性化する化成工程に分けられ、前記極板工程、組立工程、化成工程のそれぞれは、個別の詳細工程に分けられる。
ここで、前記極板工程は、活物質、導電材、バインダーを添加及び混合してスラリーを製造するミキシング工程、ミキシングされたスラリーを集電体上に塗布するコーティング工程、前記スラリーを集電体の表面に加圧するプレス工程、集電体の表面にスラリーが接着されて製造された電極シートを大きさに合わせて切断して(又は切断すると同時に)電極タブを形成するようにせん断加工するノッチングする工程(ノッチング工程)などを含む。
ここで、集電体には、スラリーが塗布されている(コーティングされている)有地部と、スラリーが塗布されていない無地部が形成される。すなわち、前記電極シートにおいて、スラリーは、集電体よりさらに狭い幅でコーティングされるが、中間部分には長手方向に沿ってスラリーが塗布されないことにより、両側に有地部が形成され、その間に無地部が形成された構造を有する(図3参照)。
また、電極タブT(図3参照)が残り、他の部分が切り取られるようにノッチング装置7がパンチングすることによりノッチング加工が行われる。前記ノッチング装置7は、電極シート1の下方に配置される下型、及び電極シート1の上方に配置される上型を含み、上型が下降して電極シート1の無地部を打撃することにより無地部において電極タブTを加工する。
よって、従来のノッチングシステムを単純化して示す図1に示すように、従来の電極シートのノッチングシステムは、電極シート1が巻き出されて供給され続ける電極アンワインダ5、前記電極シート1が移送される経路中に配置されて無地部において電極タブをノッチング加工するノッチング装置7、及び「ノッチング加工された電極シート」1aが巻き取られるリワインダ8を含んで構成される。さらに、電極基材1の移送経路を変えるためのローラ6が含まれてもよい。
一方、前記電極シート1が負極の場合、集電体は、銅で製造され、負極スラリーが塗布される構造を有し、電極シート1が正極の場合、集電体はアルミニウムで製造され、正極スラリーが塗布される。
ここで、正極の場合は、ノッチング加工が行われる際に、アルミニウムで製造された集電体材質の弾性力が不足し、破れ、切断(断線)又は破損が発生するという問題があった。このような破れ、切断又は破損は、連続工程からなるノッチング加工の加工時間を遅らせ、廃棄による損失を増加させるという問題があった。
また、負極の場合は、負極スラリーにパウダー状の黒鉛が含まれる。なお、前記黒鉛は、電極シート1の表面から分離され、複数のローラ6に付着するという問題があった。ローラ6の表面に付着して溜まった黒鉛は、電極シート1が移送される間、前記電極シートの表面にスクラッチ(scratch)を発生させるという問題があった。
そこで、本発明は、電極シートの破れ、切断又は破損が発生する問題を防止し、電極シートの表面から黒鉛が付いてスクラッチを発生させる問題を解消することのできる電極シートのノッチングシステムを提供することを主な目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、集電体の表面にスラリーが塗布された電極シートのノッチングシステムであって、電極シートが巻き出される電極アンワインダ;前記電極シートに積層される保護フィルムが巻き出されるフィルムアンワインダ;前記電極シートに前記保護フィルムが積層された状態で提供されると、前記電極シートにおいてスラリーが塗布されていない部分である無地部をノッチング加工するノッチング装置;及びノッチング加工された前記電極シートが巻き取られるリワインダ;を含むことを特徴とする。
前記電極シート及び前記保護フィルムが積層された状態で移送される経路中に配置され、所定の方向に滑走することにより前記電極シート及び前記保護フィルムに圧力を加えて所定の範囲内に張力を維持するテンションローラをさらに含む。
前記保護フィルムは、前記電極シートと積層されたとき、前記電極シートの両側のそれぞれから一部分が突出するように、前記電極シートよりさらに広い幅を有する。
前記電極シートは、正極集電体の表面に正極スラリーが塗布された正極シートであり、前記保護フィルムは、前記正極シートが前記ノッチング装置に進入する際に、前記正極シートの底面に位置するように積層される。
前記電極シートは、負極集電体の表面に負極スラリーが塗布された負極シートであり、前記負極シートが前記ノッチング装置に進入する際に、前記保護フィルムが負極シートの上面及び底面のそれぞれに位置して積層されるように、前記フィルムアンワインダは、前記電極シートの底面に積層される前記保護フィルムが巻き出される第1フィルムアンワインダ;及び前記電極シートの上面に積層される前記保護フィルムが巻き出される第2フィルムアンワインダ;を含んで構成される。
前記保護フィルムは、前記電極シートと積層されたとき、前記電極シートの両側のそれぞれから一部分が突出するように、前記電極シートよりさらに広い幅を有し、前記電極シートの底面に積層された前記保護フィルムと前記電極シートの上面に積層された前記保護フィルムとは、前記電極シートを挟んで幅方向に両端が合わせられるように整列される。
前記無地部は、前記電極シートの長手方向に沿って中央に位置するように形成され、前記電極シート及び前記保護フィルムは、前記ノッチング装置で前記無地部が切断されるようにノッチング加工が行われて第1加工体と第2加工体とに分けられ、前記リワインダは、前記第1加工体が巻き取られる第1リワインダ;及び前記第2加工体が巻き取られる第2リワインダ;を含んで構成される。
前記第1リワインダ及び前記第2リワインダのいずれか1つは、前記ノッチング装置よりさらに低い高さに位置し、他の1つは、前記ノッチング装置よりさらに高い高さに位置するように配置される。
前記ノッチング装置は、前記電極シートの下方に配置される下型;及び前記電極シートの上方に配置される上型;を含み、前記電極シートが前記下型と前記上型との間に位置すると、前記上型又は前記下型が前記電極シートの無地部を打撃して所定の形状に成形されるように加工する。
ノッチング加工された前記電極シートから前記保護フィルムを分離して回収するフィルム回収装置をさらに含んで構成される。
上記のような構成を有する本発明においては、電極シートと保護フィルムが積層された状態でノッチング加工が行われるので、電極シートの切断、破れなどが発生する問題、及び電極シートの表面から黒鉛パウダーが分離されてスクラッチを誘発する問題を防止又は最小化することができる。
すなわち、電極シートに加わる張力を保護シートが分散するので、切断を抑制することができ、電極シートの表面が保護フィルムで覆われた状態であるので、黒鉛パウダーの分離を根本的に防止することができる。
また、テンションローラをさらに含むので、移送される電極シートに加わる張力を容易に調節することができる。
前記保護フィルムは、電極シートと積層されたとき、前記電極シートの両側のそれぞれから一部分が突出するように、前記電極シートよりさらに広い幅を有するように構成されるので、電極シートと保護フィルムとの付着が行われる際に、前記電極シートが定位置から離脱しても保護フィルムから離脱する可能性を下げることができる。
前記電極シートは、ノッチング加工が行われて第1加工体と第2加工体とに分けられ、第1リワインダ及び第2リワインダのそれぞれにより回収されるので、加工された製品別に回収することができる。
ノッチング加工された電極シートから保護フィルムを分離して回収するフィルム回収装置をさらに含むので、保護フィルムが脱去された状態で提供することができる。
従来のノッチングシステムを単純化して示す図である。 本発明の第1実施形態によるノッチングシステムを単純化して示す図である。 ノッチング装置でノッチング加工が行われる様子及びノッチングされた部分を拡大した様子を示す図である。 本発明の第2実施形態によるノッチングシステムを単純化して示す図である。
以下、添付の図面に基づいて、本発明について、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で実現することができ、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全体にわたって同一又は類似の構成要素には同一の参照符号を付す。
なお、本明細書及び特許請求の範囲に用いられた用語や単語は、通常的又は辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自らの発明を最も最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に立脚して、本発明の技術的思想に重畳する意味と概念に解釈されるべきである。
本発明は、電極シートの切断及びスクラッチの発生を防止又は最小化することのできる電極シートのノッチングシステムに関するものであり、以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態についてより詳細に説明する。
第1実施形態
本発明においては、保護フィルム2が電極シート1の一面に積層された状態でノッチング加工が行われて工程中に前記電極シート1の切断を防止できるノッチングシステムを第1実施形態として提供する。
本発明の第1実施形態によるノッチングシステムを単純化して示す図2を参照すると、本実施形態で提供されるノッチングシステムは、電極アンワインダ10、フィルムアンワインダ20、ノッチング装置40及びリワインダ50を含んで構成される。
前記電極アンワインダ10は、集電体の表面にスラリーが塗布された電極シート1が巻き取られた状態で巻き出される(unwinding)方向に回転して電極シート1を連続的に巻き出す。
本実施形態で提供される電極シート1としては、負極電極シートの使用も可能であるが、相対的に工程を単純化し、生産コストを低減すると共に、電極シート1の切断や破損を防止する目的で提供されるものであるので、正極電極シートを使用することが好ましい。すなわち、本実施形態で提供される電極シート1は、アルミニウム製の正極集電体の表面に正極スラリーが塗布されて提供される。
前記フィルムアンワインダ20は、保護フィルム2が巻き取られている。前記保護フィルム2は、電極シート1よりさらに長い長さを有するように巻き取られており、電極シート1の巻き出しが続く間、途切れることなく巻き出される。
また、前記フィルムアンワインダ20及び電極アンワインダ10のそれぞれから保護フィルム2及び電極シート1が巻き出され、移送される経路中に合流して積層(重畳または合致)が行われ、積層された状態で移送される。
すなわち、図2に示すように、配置された複数のローラ61のうち、移送経路において最初に経由するローラを通過する前に積層が行われ、積層された状態でそれぞれのローラ61を移動する間、保護フィルム2と電極シート1の密着が行われる。
ここで、ノッチング装置40でノッチング加工が行われる様子及びノッチングされた部分を拡大した様子を示す図3に示すように、前記保護フィルム2は、電極シート1と積層されたとき、前記電極シート1の両側のそれぞれから一部分が突出するように、前記電極シート1より若干さらに広い幅を有する。
すなわち、図3を参照すると、本発明において提供される電極シート1を上方から見ると、スラリーが塗布されている(コーティングされている)有地部1''とスラリーが塗布されていない無地部1'が集電体の表面に形成される。図示のように、スラリーが塗布された両側の有地部1''間の中間には長手方向に沿って無地部1'が形成された構造を有する。
よって、前記保護フィルム2は、集電体の両側の有地部1''の端部のそれぞれから幅方向(図3における上下方向)に所定の長さだけさらに突出する。
前記保護フィルム2は、図3に示すように電極シート1と積層された状態で複数のローラ61を経由して移送されるが、前記複数のローラ61の少なくともいずれか1つ以上は、回転及び滑走可能なテンションローラ60で構成される。
すなわち、前記テンションローラ60は、前記電極シート1及び保護フィルム2が積層された状態で移送される経路中に配置され、所定の方向(例えば、図2における上下方向又は左右方向など)に往復可能に滑走することにより前記電極シート1及び保護フィルム2に圧力を加えて所定の範囲内に張力を維持するように構成される。
複数のローラ61を通過して移送される間、電極シート1と保護フィルム2とは、移送方向が異なるが、水平を維持した状態でノッチング装置40に進入する。このとき、保護フィルム2が電極シート1の底面に位置する状態で進入する。すなわち、図2を基準として、保護フィルム2が下に置かれ、電極シート1が上に置かれた状態で、ノッチング装置40に進入する。
よって、前記ノッチング装置40は、電極シート1及び保護フィルム2が積層された状態で提供されると、前記電極シート1においてスラリーが塗布されていない部分である無地部1'をノッチング加工する。
前記ノッチング装置40は、前記電極シート1の下方に配置される下型42、及び電極シート1の上方に配置される上型41を含む。また、前記電極シート1が下型42と上型41との間に位置すると、図3に示すように、上型41と下型42(又は上型と下型のいずれか1つのみ)が上下方向に滑走して打撃(パンチング)することにより、電極シート1の無地部1'に所定の形状の電極タブTが形成されるようにノッチング加工する。
一方、下型42は固定された状態で上型41のみ下降する構造の場合、上型41が電極シート1を先に打撃するので、保護フィルム2の付着による加工性の低下を防止又は最小化することができる。
前記上型41と下型42の打撃により、無地部1'は、電極タブTが残り、他の部分が除去される。よって、図3に示すように、無地部1'において、電極タブTは、両側に形成され、電極シート1及び保護フィルム2は、ノッチング装置40で長手方向に2分割されて第1加工体1a'と第2加工体1a''とに分けられる。
また、前記リワインダ50は、ノッチング加工された電極シート1の第1加工体1a'及び第2加工体1a''を個別に巻き取る。
すなわち、前記リワインダ50は、前記第1加工体1a'が巻き取られる第1リワインダ50a、及び前記第2加工体1a''が巻き取られる第2リワインダ50bを含んで構成される。
前記第1リワインダ50a及び第2リワインダ50bのいずれか1つは、ノッチング装置40よりさらに低い高さに位置し、他の1つは、ノッチング装置40よりさらに高い高さに位置するように配置され、独立して第1加工体1a'及び第2加工体1a''を巻き取る。ここで、前記第1加工体1a'及び第2加工体1a''がそれぞれ第1リワインダ50a及び第2リワインダ50bに移動する経路中にも、テンションローラ60及び走行経路を変更するローラが選択的に配置されてもよい。
一方、前記第1加工体1a'及び第2加工体1a''は、電極シート1に保護フィルム2が積層された状態で巻き取られる。よって、第1加工体1a'及び第2加工体1a''が次の工程に投入される前に電極シート1から保護フィルム2を分離して回収するフィルム回収装置(図示せず)が追加されてもよい。
前記フィルム回収装置は、第1リワインダ50aに巻き取られた第1加工体1a'と第2リワインダ50bに巻き取られた第2加工体1a''とを分離する際に、保護フィルム2のみ巻き取って分離する形態で提供されてもよい。前記フィルム回収装置は、第1加工体1a'及び第2加工体1a''において保護フィルム2の端部が固定された状態で第1リワインダ50a及び第2リワインダ50bと同時に回転して巻き取ることにより保護フィルム2のみを分離する構造を有するか、他の公知の分離装置の構造を有するように提供されてもよい。
あるいは、前記フィルム回収装置は、第1リワインダ50a及び第2リワインダ50bに到達する前に配置され、ノッチング加工された第1加工体1a'及び第2加工体1a''から保護フィルム2を除去し、電極シート1のみ第1リワインダ50a及び第2リワインダ50bに巻き取られるように構成されてもよい。
第2実施形態
本発明においては、保護フィルム2、3が電極シート1の両面の両方に積層された状態でノッチング加工が行われて前記黒鉛パウダーによるスクラッチの発生を防止できるノッチングシステムを第2実施形態として提供する。
本発明の第2実施形態によるノッチングシステムを単純化して示す図4に示すように、本実施形態で提供されるノッチングシステムも、電極アンワインダ10、フィルムアンワインダ20、ノッチング装置40及びリワインダ50を含んで構成される。
本実施形態で提供される電極シート1としては、正極電極シートの使用も可能であるが、切断及び切れの防止のみを目的とする場合は、保護フィルム2が一方にのみ提供されても十分であるので、第1実施形態によるノッチングシステムの方が生産原価の面でより好ましい。よって、本実施形態の提供目的は、電極シート1の黒鉛パウダーの飛散又は付着に起因するスクラッチの発生を防止するためのものであるので、負極電極シートを使用することが好ましい。すなわち、本実施形態で提供される電極シート1は、銅製の負極集電体の表面に負極スラリーが塗布されて提供される。
前記フィルムアンワインダ20は、電極シート1の底面に積層される保護フィルム2が巻き出される第1フィルムアンワインダ20a、及び前記電極シート1の上面に積層される保護フィルム3が巻き出される第2フィルムアンワインダ20bを含んで構成される(ここで、上面、底面は、ノッチング装置に進入する際の上下方向を基準とする)。
一方、前記第1フィルムアンワインダ20a及び第2フィルムアンワインダ20bに巻き取られた保護フィルム2、3は、基本的に同じ材質と同じ厚さを有するように提供されてもよいが、ノッチング装置に投入されてノッチングが行われる際に打撃を受ける方の保護フィルム2、3は、加工性に影響が及ばないように又は影響が最小限に抑えられるように、厚さがさらに薄く形成されたり材質が異なったりしてもよい。
前記第1フィルムアンワインダ20a及び第2フィルムアンワインダ20bのそれぞれから提供される保護フィルム2、3は、電極シート1よりさらに長い長さを有するように巻き取られており、電極シート1の巻き出しが続く間、それぞれが途切れることなく巻き出される。
また、前記第1フィルムアンワインダ20a、第2フィルムアンワインダ20b及び電極アンワインダ10のそれぞれから保護フィルム2、3及び電極シート1が巻き出され、移送される経路中に合流して積層が行われ、積層された状態で移送される。
すなわち、図4に示すように、配置された複数のローラ61のうち、移送経路において最初に経由するローラを通過する前に積層が行われ、積層された状態でそれぞれのローラ61を移動する間、電極シート1の両面のそれぞれにおいて保護フィルム2、3の密着が行われる。
第1実施形態と同様に、前記保護フィルム2、3は、電極シート1と積層されたとき、前記電極シート1の両側のそれぞれから一部分が突出するように、前記電極シート1よりさらに広い幅を有する。ここで、電極シート1の一面及び他面のそれぞれに積層された保護フィルム2、3は、同じ幅を有するように提供される。また、前記電極シート1の底面に積層された保護フィルム2と前記電極シート1の上面に積層された保護フィルム3とは、電極シート1を挟んで幅方向に両端が合わせられるように整列される。
一方、ノッチング加工時に電極シート1の動きを遮断できるように、保護フィルム2、3の少なくとも一方は、電極シート1から幅方向に突出して保護フィルム2、3同士が対向する部分に接着剤が追加塗布され、他方の保護フィルムと整列された状態で接着が行われるようにしてもよい。これにより、電極シート1は、保護フィルム2、3間で動きが遮断された状態でノッチング加工が行われるので、不良率を下げることができ、より精密なノッチング加工を行うことができる。
本実施形態においても、無地部1'は、電極シート1の長手方向に沿って中央に位置するように形成され、前記電極シート1及び保護フィルム2、3は、ノッチング装置40で前記無地部1'が切断されるようにノッチング加工が行われて第1加工体1a'と第2加工体1a''とに分けられる。また、前記リワインダ50も、第1加工体1a'が巻き取られる第1リワインダ50a、及び前記第2加工体1a''が巻き取られる第2リワインダ50bから構成され、第1加工体1a'及び第2加工体1a''をそれぞれ巻き取るように構成される。
なお、上述したように、本実施形態で提供されるノッチング装置40も、電極シート1の下方に配置される下型42、及び電極シート1の上方に配置される上型41を含む構造を有し、無地部1'を打撃して電極タブTを成形する。また、ノッチング加工された電極シート1から保護フィルム2、3を分離して回収するフィルム回収装置(図示せず)をさらに含んでもよい。ここで、前記フィルム回収装置は、上型41又は下型42に結合される構造であって、ノッチング装置40を通過しながら保護フィルム2、3が剥がれるように構成されてもよい。
上記のような構成を有する本発明においては、電極シート1と保護フィルムが積層された状態でノッチング加工が行われるので、電極シート1の切断、破れなどが発生する問題、及び電極シート1の表面から黒鉛パウダーが分離されてスクラッチを誘発する問題を解消することができる。
すなわち、電極シートに加わる張力を保護シートが分散するので、切断を抑制することができ、電極シートの表面が保護フィルムで覆われた状態であるので、黒鉛パウダーの分離を根本的に防止することができる。
また、テンションローラをさらに含むので、移送される電極シートに加わる張力を容易に調節することができる。
前記保護フィルムは、電極シートと積層されたとき、前記電極シートの両側のそれぞれから一部分が突出するように、前記電極シートよりさらに広い幅を有するように構成されるので、電極シートと保護フィルムとの付着が行われる際に、前記電極シートが定位置から離脱しても保護フィルムから離脱する可能性を下げることができる。
前記電極シート1は、ノッチング加工が行われて第1加工体1a'と第2加工体1a''とに分けられ、第1リワインダ及び第2リワインダのそれぞれにより回収されるので、加工された製品別に回収することができる。
ノッチング加工された電極シートから保護フィルムを分離して回収するフィルム回収装置をさらに含むので、保護フィルムが脱去された状態で提供することができる。
以上、本発明は、たとえ限定された実施形態と図面により説明されたが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者により本発明の技術思想と添付の特許請求の範囲の均等範囲内で様々な実施が可能である。
1 電極シート
2、3 保護フィルム
5 電極アンワインダ
6 ローラ
7 ノッチング装置
8 リワインダ
10 電極アンワインダ
20 フィルムアンワインダ
20a 第1フィルムアンワインダ
20b 第2フィルムアンワインダ
40 ノッチング装置
41 上型
42 下型
50 リワインダ
60 テンションローラ
61 ローラ

Claims (9)

  1. 集電体の表面にスラリーが塗布された電極シートのノッチングシステムであって、
    電極シートが巻き出される電極アンワインダ;
    前記電極シートに積層される保護フィルムが巻き出されるフィルムアンワインダ;
    前記電極シートに前記保護フィルムが積層された状態で提供されると、前記電極シートにおいてスラリーが塗布されていない部分である無地部をノッチング加工するノッチング装置;及び
    ノッチング加工された前記電極シートが巻き取られるリワインダ;を含み、
    前記保護フィルムは、前記電極シートと積層されたとき、前記電極シートの両側のそれぞれから一部分が突出するように、前記電極シートよりさらに広い幅を有する、電極シートのノッチングシステム。
  2. 集電体の表面にスラリーが塗布された電極シートのノッチングシステムであって、
    電極シートが巻き出される電極アンワインダ;
    前記電極シートに積層される保護フィルムが巻き出されるフィルムアンワインダ;
    前記電極シートに前記保護フィルムが積層された状態で提供されると、前記電極シートにおいてスラリーが塗布されていない部分である無地部をノッチング加工するノッチング装置;及び
    ノッチング加工された前記電極シートが巻き取られるリワインダ;を含み、
    前記電極シート及び前記保護フィルムが積層された状態で移送される経路中に配置され、所定の方向に滑走することにより前記電極シート及び前記保護フィルムに圧力を加えて所定の範囲内に張力を維持するテンションローラをさらに含む電極シートのノッチングシステム。
  3. 前記電極シートは、正極集電体の表面に正極スラリーが塗布された正極シートであり、
    前記保護フィルムは、前記正極シートが前記ノッチング装置に進入する際に、前記正極シートの底面に位置するように積層される、請求項1に記載の電極シートのノッチングシステム。
  4. 前記電極シートは、負極集電体の表面に負極スラリーが塗布された負極シートであり、
    前記負極シートが前記ノッチング装置に進入する際に、前記保護フィルムが負極シートの上面及び底面のそれぞれに位置して積層されるように、前記フィルムアンワインダは、前記電極シートの底面に積層される前記保護フィルムが巻き出される第1フィルムアンワインダ;及び前記電極シートの上面に積層される前記保護フィルムが巻き出される第2フィルムアンワインダ;を含む、請求項1に記載の電極シートのノッチングシステム。
  5. 前記保護フィルムは、前記電極シートと積層されたとき、前記電極シートの両側のそれぞれから一部分が突出するように、前記電極シートよりさらに広い幅を有し、
    前記電極シートの底面に積層された前記保護フィルムと前記電極シートの上面に積層された前記保護フィルムとは、前記電極シートを挟んで幅方向に両端が合わせられるように整列される、請求項に記載の電極シートのノッチングシステム。
  6. 前記無地部は、前記電極シートの長手方向に沿って中央に位置するように形成され、
    前記電極シート及び前記保護フィルムは、前記ノッチング装置で前記無地部が切断されるようにノッチング加工が行われて第1加工体と第2加工体とに分けられ、
    前記リワインダは、
    前記第1加工体が巻き取られる第1リワインダ;及び前記第2加工体が巻き取られる第2リワインダ;を含む、請求項1に記載の電極シートのノッチングシステム。
  7. 前記第1リワインダ及び前記第2リワインダのいずれか1つは、前記ノッチング装置よりさらに低い高さに位置し、他の1つは、前記ノッチング装置よりさらに高い高さに位置するように配置される、請求項に記載の電極シートのノッチングシステム。
  8. 前記ノッチング装置は、
    前記電極シートの下方に配置される下型;及び前記電極シートの上方に配置される上型;を含み、
    前記電極シートが前記下型と前記上型との間に位置すると、前記上型又は前記下型が前記電極シートの無地部を打撃して所定の形状に成形されるように加工する、請求項1に記載の電極シートのノッチングシステム。
  9. ノッチング加工された前記電極シートから前記保護フィルムを分離して回収するフィルム回収装置をさらに含む、請求項1~のいずれか1項に記載の電極シートのノッチングシステム。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025075431A1 (ko) * 2023-10-06 2025-04-10 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 제조 장치 및 전극 조립체 제조 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001266857A (ja) 2000-03-22 2001-09-28 Toyota Motor Corp 電池用電極の製造方法及び製造装置
JP2005199381A (ja) 2004-01-15 2005-07-28 Tdk Corp 打ち抜き加工方法及び打ち抜き装置
JP2014072114A (ja) 2012-10-01 2014-04-21 Hitachi Power Solutions Co Ltd 電極材料用ロールプレス設備及び電極シートの製造方法
JP2014161968A (ja) 2013-02-26 2014-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 切断装置
JP2019125499A (ja) 2018-01-17 2019-07-25 株式会社エンビジョンAescエナジーデバイス リチウムイオン電池用電極の製造方法およびリチウムイオン電池の製造方法
WO2021182656A1 (ko) 2020-03-10 2021-09-16 엘지전자 주식회사 이차전지의 전극판 제조장치 및 제조방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6041757A (ja) * 1984-07-02 1985-03-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 鉛蓄電池用極板
KR101342711B1 (ko) * 2011-12-23 2013-12-16 주식회사 디에이테크놀로지 이차전지의 전극 노칭장치
KR101761973B1 (ko) * 2013-11-29 2017-07-26 주식회사 엘지화학 레이저 노칭장치
KR102446291B1 (ko) * 2019-10-31 2022-09-22 삼성에스디아이 주식회사 전극판 제조 방법 및 이를 통해 제조된 전극판
KR102933475B1 (ko) * 2020-02-17 2026-03-04 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 제조방법 및 이에 사용되는 전극 제조장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001266857A (ja) 2000-03-22 2001-09-28 Toyota Motor Corp 電池用電極の製造方法及び製造装置
JP2005199381A (ja) 2004-01-15 2005-07-28 Tdk Corp 打ち抜き加工方法及び打ち抜き装置
JP2014072114A (ja) 2012-10-01 2014-04-21 Hitachi Power Solutions Co Ltd 電極材料用ロールプレス設備及び電極シートの製造方法
JP2014161968A (ja) 2013-02-26 2014-09-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 切断装置
JP2019125499A (ja) 2018-01-17 2019-07-25 株式会社エンビジョンAescエナジーデバイス リチウムイオン電池用電極の製造方法およびリチウムイオン電池の製造方法
WO2021182656A1 (ko) 2020-03-10 2021-09-16 엘지전자 주식회사 이차전지의 전극판 제조장치 및 제조방법

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