KR20200093956A - 전극조립체 가열유닛, 그를 포함하는 라미네이션장치 및 방법 - Google Patents

전극조립체 가열유닛, 그를 포함하는 라미네이션장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전극조립체 가열유닛에 관한 것으로, 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제1 가열부를 포함하며, 상기 제1 가열부는, 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제1 라인 상에 배치되고, 상기 전극조립체를 1차 가열하는 제1 가열부재; 및 상기 제1 라인 상에 배치되고, 상기 제1 가열부재에 의해 가열중인 상기 전극조립체를 가압한 상태로 이송하는 제1 이송부재를 포함한다.

Description

전극조립체 가열유닛, 그를 포함하는 라미네이션장치 및 방법{HEATING UNIT FOR ELECTRODE ASSEMBLY AND LAMINATION APPARATUS AND METHOD INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전극조립체 가열유닛, 그를 포함하는 라미네이션장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 전극조립체 가열시 전극조립체가 틀어지거나 또는 전극조립체에 포함된 전극 및 분리막이 틀어지는 현상을 방지한 전극조립체 가열유닛, 그를 포함하는 라미네이션장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.
이와 같은 이차전지는 전극과 분리막이 교대로 적층된 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함한다. 그리고 상기한 이차전지의 제조방법은 전극을 제조하는 공정, 전극과 분리막을 교대로 적층하여 전극조립체를 제조하는 공정, 상기 전극조립체를 열접합하는 라미네이션 공정, 상기 전극조립체를 케이스에 수용하여 미완성 이차전지를 제조하는 공정, 상기 미완성 이차전지를 충방전하여 완제품 이차전지를 제조하는 활성화공정을 포함한다.
그리고 상기 라미네이션 공정은 전극조립체를 이송하는 이송단계, 이송되는 전극조립체의 양쪽 표면에 제1 및 제2 보호필름을 각각 배치하는 필름배치단계, 상기 제1 및 제2 보호필름이 배치된 전극조립체를 가열하는 가열단계, 가열된 전극조립체를 압연하여 접합하는 접합단계를 포함한다.
여기서 상기한 가열단계는 제1 및 제2 보호필름 사이에 배치된 전극조립체를 가열하면서 이송하게 되는데, 이때 전극조립체는 별도로 고정해 주는 장치가 없는 상태로 이송되며, 이에 따라 상기 제1 및 제2 보호필름 사이에서 전극조립체가 틀어지거나 또는 전극조립체에 포함된 전극 및 분리막의 정렬이 틀어질 수 있고, 그 결과 제품 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
특허공개번호 제10-2012-0060700호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 전극조립체를 가열함과 동시에 이송할 때 상기 전극조립체를 가압한 상태로 이송하며, 이에 따라 전극조립체의 고정력을 높일 수 있고, 그 결과 전극조립체가 틀어지거나 또는 전극조립체에 포함된 전극 및 분리막의 정렬이 틀어지는 것을 방지할 수 있는 전극조립체 가열유닛, 그를 포함하는 라미네이션장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛은 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제1 가열부를 포함하며, 상기 제1 가열부는, 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제1 라인 상에 배치되고, 상기 전극조립체를 1차 가열하는 제1 가열부재; 및 상기 제1 라인 상에 배치되고, 상기 제1 가열부재에 의해 가열중인 상기 전극조립체를 가압한 상태로 이송하는 제1 이송부재를 포함할 수 있다.
상기 제1 가열부재는, 상기 제1 라인 상에 2개 이상 배치되고, 상기 제1 이송부재는, 상기 제1 라인 상에 위치한 2개 이상의 상기 제1 가열부재들 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 이송부재는, 2개의 제1 롤러와, 상기 2개의 제1 롤러에 감기고 상기 제1 롤러 회전시 상기 전극조립체를 가압한 상태로 강제로 이송하는 제1 벨트를 포함할 수 있다.
상기 제1 가열부는, 상기 제1 벨트에 의해 가압되는 상기 전극조립체의 표면을 가열하는 제1 보조가열부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 가열부를 통과한 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제2 라인 상에 배치되고, 상기 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제2 가열부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 가열부는, 상기 제2 라인 상에 배치되되, 상기 제1 이송부재를 통과한 상기 전극조립체를 가열하는 제2 가열부재; 및 상기 제2 라인 상에 배치되되, 상기 제1 가열부재를 통과한 가열된 상기 전극조립체를 가압한 상태로 이송하는 제2 이송부재를 포함할 수 있다.
상기 제2 이송부재는, 2개의 제2 롤러와, 상기 2개의 제2 롤러에 감기고 상기 2개의 제2 롤러 회전시 상기 전극조립체를 가압한 상태로 강제로 이송하는 제2 벨트를 포함할 수 있다.
상기 제2 가열부는, 상기 제2 벨트에 의해 가압된 상기 전극조립체의 표면을 가열하는 제2 보조가열부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 라인 상에 배치된 제1 가열부재 및 제1 이송부재를 포함한 제1 가열부의 전폭과, 상기 제2 라인 상에 배치된 제2 가열부재 및 제2 이송부재를 포함한 제2 가열부의 전폭은 동일하되, 상기 제2 가열부재의 전폭은 상기 제1 이송부재의 전폭 보다 크게 형성되고, 상기 제2 이송부재의 전폭은 상기 제1 가열부재의 전폭 보다 작게 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 라미네이션장치는 전극조립체를 공급하는 공급유닛; 상기 공급유닛에 의해 공급된 상기 전극조립체를 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 전극조립체 가열유닛; 상기 전극조립체 가열유닛에 의해 가열된 상기 전극조립체를 압연하여 접합하는 라미네이션유닛을 포함하며, 상기 전극조립체 가열유닛은, 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제1 가열부를 포함하고, 상기 제1 가열부는, 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제1 라인 상에 배치되고, 상기 전극조립체를 1차 가열하는 제1 가열부재; 및 상기 제1 라인 상에 배치되고, 상기 제1 가열부재에 의해 가열중인 상기 전극조립체를 가압한 상태로 이송하는 제1 이송부재를 포함할 수 있다.
상기 전극조립체 가열유닛은, 상기 제1 가열부를 통과한 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제2 라인 상에 배치되고, 상기 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제2 가열부를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 라미네이션장치를 이용한 라미네이션방법은 전극조립체를 공급하는 전극조립체 공급단계(S10); 상기 전극조립체 공급단계(S10)에 의해 공급된 전극조립체를 전극조립체 가열유닛으로 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 전극조립체 가열단계(S20); 및 상기 전극조립체 가열단계(S20)에 의해 가열 및 이송된 전극조립체를 압연하여 접합하는 전극조립체 접합단계(S30)를 포함할 수 있다.
상기 전극조립체 가열단계(S20)는, 상기 전극조립체 공급단계(S10)에 의해 공급된 전극조립체를 상기 전극조립체 가열유닛의 제1 가열부로 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 제1 가열공정을 포함하고, 상기 제1 가열공정에서 상기 제1 가열부는 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제1 라인 상에 배치되면서 상기 전극조립체를 1차 가열하는 제1 가열부재와, 상기 제1 라인 상에 배치되면서 상기 제1 가열부재에 의해 가열중인 상기 전극조립체를 이송하는 제1 이송부재를 포함할 수 있다.
상기 전극조립체 가열단계(S20)는, 상기 제1 가열공정을 통과한 전극조립체를 상기 전극조립체 가열유닛의 제2 가열부로 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 제2 가열공정을 더 포함하고, 상기 제2 가열공정에서 상기 제2 가열부는 상기 제1 가열부를 통과한 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제2 라인 상에 배치되면서 상기 제1 이송부재를 통과하는 상기 전극조립체의 표면을 가열하는 제2 가열부재와, 상기 제2 라인 상에 배치되면서 상기 제2 가열부재를 통과한 상기 전극조립체를 가압한 상태로 이송하는 제2 이송부재를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛은 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제1 가열부를 포함하며, 상기 제1 가열부는, 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제1 라인 상에 배치되고, 상기 전극조립체를 1차 가열하는 제1 가열부재; 및 상기 제1 라인 상에 배치되고, 상기 제1 가열부재에 의해 가열중인 상기 전극조립체를 가압한 상태로 이송하는 제1 이송부재를 포함하되, 상기 제1 가열부재는, 상기 제1 라인 상에 1개가 배치되고, 상기 제1 이송부재는, 상기 제1 라인 상에 위치한 1개의 상기 제1 가열부재 양쪽 측부에 각각 배치될 수 있다.
본 발명의 전극조립체 가열유닛은 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제1 라인 상에 배치되는 제1 가열부재와 제1 이송부재를 포함하되, 상기 제1 가열부재는 제1 라인을 통과하는 전극조립체를 가열하고, 상기 제1 이송부재는 제1 라인을 통과하는 가열중인 전극조립체를 가압한 상태로 이송하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체의 고정력을 높일 수 있고, 이에 따라 전극조립체를 가열할 때 전극조립체가 틀어지거나 또는 전극조립체에 포함된 전극 및 분리막의 정렬이 틀어지는 것을 방지할 수 있으며, 그 결과 제품불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 전극조립체 가열유닛은 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제2 라인 상에 배치되는 제2 가열부재와 제2 이송부재를 포함하되, 상기 제2 가열부재는 제1 이송부재를 통과한 전극조립체의 표면을 가열하고, 상기 제2 이송부재는 제1 가열부재를 통과한 전극조립체의 표면을 가압한 상태로 이송하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체의 표면 전체를 안정적으로 가열함과 동시에 이송할 수 있고, 특히 전극조립체를 가열할 때 전극조립체가 틀어지거나 또는 전극조립체에 포함된 전극 및 분리막의 정렬이 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛을 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛을 도시한 측면도.
도 4는 도 1에 표시된 'A'방향에서 바라본 전극조립체 가열유닛을 도시한 도면.
도 5는 도 1에 표시된 'B'방향에서 바라본 전극조립체 가열유닛을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 라미네이션장치를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 라미네이션방법을 나타낸 순서도.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛을 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛을 도시한 사시도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
[전극조립체]
전극조립체(10)는 전극과 분리막을 포함한다. 즉, 전극조립체(10)는 도 1을 참조하면, 복수의 전극(11)과 복수개의 분리막(12)이 교대로 적층되는 구조를 가진다.
한편, 상기 복수의 전극(11)은 양극 및 음극일 수 있고, 상기 전극조립체(10)는 양극, 분리막, 음극, 분리막이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다.
이와 같은 구조를 가진 전극조립체(10)는 접합력을 높이기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛으로 가열될 수 있다.
한편, 상기 전극조립체(10)의 양쪽 표면에는 보호필름(20)이 배치되며, 상기 보호필름(20)은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛으로부터 전극조립체(10)를 보호한다.
그러나 상기 전극조립체(10)는 보호필름(20) 사이에 배치된 상태로 가열 및 이송되는데, 이때 상기 전극조립체는 별도로 고정해 주는 장치가 없는 상태로 이송되기 때문에 상기 보호필름 사이에서 전극조립체가 틀어지거나 또는 전극조립체에 포함된 전극 및 분리막의 정렬이 틀어질 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛은 보호필름(20)이 배치된 전극조립체(10)를 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 구조를 가지며, 이에 따라 전극조립체의 고정력을 높일 수 있고, 그 결과 전극조립체(10)가 틀어지거나 또는 전극조립체(10)에 포함된 전극과 분리막의 정렬이 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛]
본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛(100)은 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제1 가열부(101)를 포함한다.
제1 가열부
상기 제1 가열부(110)는 전극조립체(10)를 강제로 가압한 상태로 이송함과 동시에 가열하여 전극조립체(10)에 포함된 전극 및 분리막의 틀어짐을 방지하는 구조를 가진다.
즉, 상기 제1 가열부(110)는 상기 전극조립체(10)를 1차 가열하는 제1 가열부재(111), 및 상기 제1 가열부재(111)에 의해 가열중인 상기 전극조립체(10)를 강제로 가압한 상태로 이송하는 제1 이송부재(112)를 포함한다.
상기 제1 가열부재(111)는 전극조립체(10)의 상부와 하부에 각각 배치되도록 한 쌍으로 구비되고, 한 쌍의 상기 제1 가열부재(111)는 상기 전극조립체(10)의 이송방향과 직교되는 제1 라인(X) 상에 배치된다. 이에 따라 상기 제1 가열부재(111)는 상기 제1 라인(X)을 통과하는 전극조립체(10)의 상면과 하면을 향해 열원을 조사하여 전극조립체(10)를 가열하며, 그 결과 전극조립체(10)를 설정된 온도까지 상승시킬 수 있다. 한편, 본 발명에서는 열원을 조사하는 제1 가열부재를 하나의 실시예로 설명하였으나, 적용 설비에 따라 전극조립체(10)의 표면에 직접 열을 전달하여 가열할 수도 있다.
상기 제1 이송부재(112)는 전극조립체(10) 상면과 하면에 각각 구비되도록 한 쌍으로 구비되고, 한 쌍의 상기 제1 이송부재(112)는 상기 제1 라인(X) 상에 배치된다. 이에 따라 상기 제1 이송부재(112)는 상기 제1 가열부재(111)에 의해 가열중인 상기 전극조립체(10)를 가압한 상태로 이송하게 되고, 특히 상기 제1 이송부재(112)는 보호필름(20)과 전극조립체(10)를 함께 가압한 상태로 이송하여 전극조립체가 틀어지거나 또는 전극조립체(10)에 포함된 전극 및 분리막의 정렬이 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
여기서 상기 제1 이송부재(112)는 상기 전극조립체(10)의 이송방향으로 배치되는 2개의 제1 롤러(112a)와, 상기 2개의 제1 롤러(112a)에 감기고 상기 제1 롤러(112a) 회전시 상기 전극조립체(10)를 가압한 상태로 강제로 이송하는 제1 벨트(112b)를 포함한다. 즉, 상기 제1 이송부재(112)는 제1 롤러(112a)에 의해 순환하는 제1 벨트(112b)에 의해 상기 전극조립체(10)를 가압한 상태로 이송할 수 있으며, 그 결과 전극조립체(10)에 포함된 전극 및 분리막을 틀어지지 않게 안정적으로 이송할 수 있다.
이와 같은 구성을 가진 제1 가열부(110)는 상기 전극조립체(10)의 이송방향과 직교되는 제1 라인(X) 상에 배치되는 제1 가열부재(111)와 제1 이송부재(112)를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체(10)를 안정적으로 가열함과 동시에 이송할 수 있고, 그 결과 전극조립체가 틀어지거나 또는 전극조립체(10)에 포함된 전극 및 분리막의 정렬이 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제1 가열부(110)에서 상기 제1 가열부재(111)는 상기 제1 라인(X) 상에 2개 이상 배치되고, 상기 제1 이송부재(112)는 상기 제1 라인(X) 상에 위치한 2개 이상의 상기 제1 가열부재(111)들 사이에 배치될 수 있다. 일례로, 상기 제1 가열부재(111)는 도 1 및 도 4를 참조하면 상기 제1 라인(X) 상에 위치한 전극조립체(10)의 양쪽 단부에 각각 배치되도록 2개로 마련되고, 상기 제1 이송부재(112)는 상기 제1 라인(X) 상에 위치한 2개의 제1 가열부재(111) 사이에 1개가 마련된다. 이에 따라 제1 가열부(110)는 전극조립체(10)를 안정적으로 가열함과 동시에 이송할 수 있다.
한편, 상기 제1 가열부(110)는 상기 제1 이송부재(111)에 의해 가압된 상태로 이송되는 상기 전극조립체(10)의 표면을 가열하는 제1 보조가열부재(113)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 보조가열부재(113)는 제1 이송부재를 통과하는 상기 전극조립체의 표면을 가열하기 위한 것으로, 제1 벨트(112b)의 내부에 구비되고, 전원인가시 열을 발산하는 구조를 가진다. 이에 따라 상기 제1 보조가열부재(113)는 전원인가시 발산하는 열을 이용하여 상기 제1 벨트(112b)에 가압되는 전극조립체(10)의 표면을 가열하며, 이에 따라 제1 라인(X)을 통과하는 전극조립체(10)의 표면 전체를 가열할 수 있다. 한편, 상기 제1 보조가열부재(113)는 2개의 롤러(112a)에 더 내장될 수도 있으며, 이에 따라 2개의 롤러(112a)에 위치하는 전극조립체(10)의 표면을 연속하여 가열할 수 있고, 그 결과 상기 제1 이송부재를 통과한 전극조립체의 안정적으로 가열할 수 있다.
한편, 상기 제1 가열부(110)는 상기 제1 가열부재(111)를 통과한 상기 전극조립체(10)의 표면 온도와 상기 제1 이송부재(112)를 통과한 상기 전극조립체(10)의 표면 온도가 일치하도록 제어하는 제어부재(114)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제어부재(114)는 제1 가열부재(111)를 통과한 상기 전극조립체(10)의 표면 온도를 측정하는 제1 온도센서(114a), 상기 제1 이송부재(112)를 통과한 상기 전극조립체(10)의 표면 온도를 측정하는 제2 온도센서(114b), 및 상기 제1 온도센서(114a)에 의해 측정된 제1 온도와 제2 온도센서(114b)에 의해 측정된 제2 온도를 대비한 후, 설정된 온도범위 외에 위치하면 상기 제1 가열부재(111)의 온도를 조절하거나 또는 상기 제1 보조가열부재(113)의 온도를 조절하여 상기 제1 온도와 상기 제2 온도를 설정된 온도 범위 내에 위치하도록 조절하는 조절편(114c)을 포함한다. 이에 따라 상기 제어부재(114)는 상기 제1 가열부(110)를 통과하는 전극조립체(10)의 전체를 동일한 온도로 가열할 수 있다.
제2 가열부
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛(100)은 도 1 및 도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 제1 가열부(110)를 통과한 전극조립체(10)를 2차로 가열하는 제2 가열부(120)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2 가열부(120)는 상기 제1 가열부(110)를 통과한 상기 전극조립체(10)의 이송방향과 직교되는 제2 라인(Y) 상에 배치되고, 상기 전극조립체(10)를 가열함과 동시에 이송하는 구조를 가진다. 특히 상기 제2 가열부(120)는 전극조립체를 가압한 상태로 이송함과 동시에 상기 제1 이송부재(112)를 통과하는 전극조립체(10)의 표면을 가열하며, 이에 따라 전극조립체(10)의 표면 중 가열되지 않는 부분을 제거할 수 있고, 그 결과 전극조립체(10)의 전체표면을 균일하게 가열할 수 있다.
즉, 상기 제2 가열부(120)는 상기 제2 라인(Y) 상에 배치되되, 상기 제1 이송부재(112)를 통과한 상기 전극조립체(10)를 가열하는 제2 가열부재(121), 및 상기 제2 라인(Y) 상에 배치되되, 상기 제1 가열부재(111)를 통과한 가열된 상기 전극조립체(10)를 가압한 상태로 이송하는 제2 이송부재(122)를 포함한다.
이에 따라 상기 제2 가열부(120)는 상기 제1 이송부재(112)를 통과한 상기 전극조립체(10)의 표면은 제2 가열부재(121)로 가열하여 온도를 상승시키고, 상기 제1 가열부재(111)를 통과한 가열된 상기 전극조립체(10)의 표면은 제2 이송부재(122)로 가압하여 이송한다. 그 결과 전극조립체(10) 표면 전체를 가열할 수 있고, 특히 전극조립체(10)의 표면이 연속하여 2번 가열되는 것을 방지하여 전극조립체의 전체온도를 균일하게 조절할 수 있다.
여기서 상기 제2 가열부재(121)는 앞에서 설명한 제1 가열부재(111)와 동일한 구조를 가진다.
또한, 상기 제2 이송부재(122)는 앞에서 설명한 제1 이송부재(112)와 동일한 구조를 가진다. 즉, 상기 제2 이송부재(122)는 2개의 제2 롤러(122a)와, 상기 2개의 제2 롤러(122a)에 감기고 2개의 제2 롤러(122a) 회전시 상기 전극조립체(10)를 가압한 상태로 강제로 이송하는 제2 벨트(122b)를 포함한다. 이에 따라 상기 제2 이송부재(122)는 상기 전극조립체(10)를 안정적으로 가압한 상태로 이송할 수 있고, 그 결과 전극조립체(10)에 포함된 전극 및 분리막이 틀어지는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상기 제2 가열부(120)는 상기 제2 벨트(122b)에 의해 가압된 상기 전극조립체(10)의 표면을 가열하는 제2 보조가열부재(123)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 보조가열부재(123)는 제2 이송부재를 통과하는 상기 전극조립체의 표면을 가열하기 위한 것으로, 제2 벨트(122b)의 내부에 구비되고, 전원인가시 열을 발산하는 구조를 가진다. 이에 따라 상기 제2 보조가열부재(123)는 전원인가시 발산하는 열을 이용하여 상기 제2 벨트(122b)에 가압되는 전극조립체(10)의 표면을 가열하며, 이에 따라 제2 라인(Y)을 통과하는 전극조립체(10)의 표면 전체를 가열할 수 있다. 한편, 상기 제2 보조가열부재(123)는 2개의 롤러(122a)에 더 내장될 수도 있으며, 이에 따라 2개의 롤러(122a)에 위치하는 전극조립체(10)의 표면을 연속하여 가열할 수 있고, 그 결과 상기 제2 이송부재를 통과하는 상기 전극조립체의 표면을 안정적으로 가열할 수 있다.
한편, 상기 제1 라인(X) 상에 배치된 제1 가열부재(111) 및 제1 이송부재(112)를 포함한 제1 가열부(110)의 전폭과, 상기 제2 라인(Y) 상에 배치된 제2 가열부재(121) 및 제2 이송부재(122)를 포함한 제2 가열부(120)의 전폭은 동일하게 이루어진다. 특히 상기 제2 가열부재(122)의 전폭은 상기 제1 이송부재(111)의 전폭 보다 크게 형성되고, 상기 제2 이송부재(121)의 전폭은 상기 제1 가열부재(111)의 전폭 보다 작게 형성되며, 이에 따라 상기 제2 가열부재(122)는 제1 이송부재(112)를 통과하는 전극조립체(10)의 표면과 제1 가열부재(111)를 통과하는 전극조립체의 일부 표면을 함께 가열할 수 있고, 그 결과 전극조립체(10)의 표면 중 가열되지 않는 표면이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛(100)은 제1 가열부(110)와 제2 가열부(120)를 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극조립체(10)를 안정적으로 가열할 수 있고, 특히 보호필름(20) 사이에 배치된 전극조립체(10)가 틀어지거나 또는 전극조립체(10)에 포함된 전극 및 분리막의 정렬이 틀어지는 현상을 방지할 수 있으며, 그 결과 제품불량을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 라미네이션장치]
본 발명의 제2 실시예에 따른 라미네이션장치는 도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(10)를 공급하는 공급유닛(30), 상기 공급유닛(30)에 의해 공급된 상기 전극조립체(10)를 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 전극조립체 가열유닛(100), 및 상기 전극조립체 가열유닛(100)에 의해 가열된 상기 전극조립체(10)를 압연하여 접합하는 라미네이션유닛(40)을 포함한다.
여기서 본 발명의 제2 실시예에 따른 라미네이션장치는 전극조립체(10)에 배치된 보호필름(20)을 제거하는 보호필름 제거유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 공급유닛(30)은 전극과 분리막이 교대로 적층된 전극조립체(10)를 전극조립체 가열유닛(100)까지 이송한다. 이때 상기 공급유닛(30)은 컨베어벨트를 이용하여 전극조립체(10)를 안정적으로 이송할 수 있다.
상기 전극조립체 가열유닛(100)은 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제1 가열부(110)를 포함하고, 상기 제1 가열부(110)는 상기 전극조립체(10)의 이송방향과 직교되는 제1 라인(X) 상에 배치되고 상기 전극조립체(10)를 1차 가열하는 제1 가열부재(111) 및 상기 제1 라인(X) 상에 배치되고 상기 제1 가열부재(111)에 의해 가열중인 상기 전극조립체(10)를 가압한 상태로 이송하는 제1 이송부재(112)를 포함한다.
또한, 상기 전극조립체 가열유닛(100)은 상기 제1 가열부(110)를 통과한 상기 전극조립체(10)의 이송방향과 직교되는 제2 라인(Y) 상에 배치되고, 상기 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제2 가열부(102)를 더 포함한다.
한편, 상기 전극조립체 가열유닛(100)은 앞에서 설명한 제1 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛과 동일한 구성과 기능을 가지며, 이에 따라 중복되는 설명은 생략한다.
상기 라미네이션유닛(40)은 2개의 압연롤러로 형성되고, 2개의 압연롤러는 전극조립체(10)의 양쪽 표면은 압연하여 전극조립체(10)에 포함된 전극과 분리막을 접합한다.
따라서 본 발명의 제2 실시예에 따른 라미네이션장치는 상기 전극조립체 가열유닛(100)을 포함하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 전극과 분리막의 정렬도가 높은 전극조립체를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시예에 따른 라미네이션장치를 이용한 라미네이션방법을 설명한다.
[본 발명의 제2 실시예에 따른 라미네이션방법]
본 발명의 제2 실시예에 따른 라미네이션방법은 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(10)를 공급하는 전극조립체 공급단계(S10), 상기 전극조립체 공급단계(S10)에 의해 공급된 전극조립체(10)를 전극조립체 가열유닛(100)으로 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 전극조립체 가열단계(S20), 및 상기 전극조립체 가열단계(S20)에 의해 가열 및 이송된 전극조립체를 압연하여 접합하는 전극조립체 접합단계(S30)를 포함한다.
전극조립체 공급단계
전극조립체 공급단계(S10)는 공급유닛(30)을 이용하여 전극과 분리막이 교대로 적층된 전극조립체(10)를 이송하여 전극조립체 가열유닛(100)에 공급한다.
이때 상기 전극조립체(10)의 양쪽 표면에는 보호필름이 배치되고, 상기 보호필름이 배치된 전극조립체(10)가 상기 전극조립체 가열유닛(100)에 공급된다.
전극조립체 가열단계
전극조립체 가열단계(S20)는 상기 전극조립체 공급단계(S10)에 의해 공급된 전극조립체(10)를 상기 전극조립체 가열유닛(100)의 제1 가열부(110)로 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 제1 가열공정(S21)을 포함한다.
여기서 상기 제1 가열부(S21)는 상기 전극조립체(10)의 이송방향과 직교되는 제1 라인(X) 상에 배치되면서 상기 전극조립체(10)를 1차 가열하는 제1 가열부재(111)와, 상기 제1 라인(X) 상에 배치되면서 상기 제1 가열부재(111)에 의해 가열중인 상기 전극조립체(10)를 가압한 상태로 이송하는 제1 이송부재(112)를 포함한다.
이에 따라 상기 제1 가열공정(S21)은 상기 전극조립체 공급단계(S10)에 의해 공급된 전극조립체(10)를 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하며, 이에 따라 전극조립체를 안정적으로 가열할 수 있고, 특히 보호필름 사이에 배치된 전극조립체(10)의 틀어짐 현상 또는 전극조립체(10)에 포함된 전극과 분리막의 틀어짐 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상기 전극조립체 가열단계(S20)는, 상기 제1 가열공정(S21)을 통과한 전극조립체(10)를 상기 전극조립체 가열유닛(100)의 제2 가열부(120)로 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 제2 가열공정(S22)을 더 포함한다.
여기서 상기 제2 가열부(120)는 상기 제1 가열부(110)를 통과한 상기 전극조립체(10)의 이송방향과 직교되는 제2 라인(Y) 상에 배치되면서 상기 제1 이송부재(112)를 통과하는 상기 전극조립체(10)의 표면을 가열하는 제2 가열부재(121)와, 상기 제2 라인(Y) 상에 배치되면서 상기 제1 가열부재(111)를 통과한 상기 전극조립체(10)를 가압한 상태로 이송하는 제2 이송부재(122)를 포함한다.
이에 따라 제2 가열공정(S22)은 제1 가열부(110)를 통과한 전극조립체(10)의 표면 중 가열되지 않은 표면을 제2 가열부(120)를 이용하여 가열할 수 있으며, 그 결과 전극조립체(10)의 전체 표면을 가열할 수 있다. 특히 가열중인 전극조립체를 가압한 상태로 이송하여 보호필름(20) 사이에 배치된 전극조립체(10)의 틀어짐 현상 또는 전극조립체(10)에 포함된 전극과 분리막의 틀어짐 현상을 방지할 수 있다.
한편, 상기 전극조립체 가열단계(S20)은 전극조립체의 가열이 완료되면, 상기 전극조립체(10)에 배치된 보호필름을 제거하는 공정을 더 포함할 수 있다.
전극조립체 접합단계
전극조립체 접합단계(S30)는 라미네이션유닛(40)을 이용하여 가열된 전극조립체(10)를 압연하며, 이에 따라 전극조립체(10)에 포함된 전극과 분리막의 접합력을 높일 수 있다.
[본 발명의 제3 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛]
본 발명의 제3 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛(100)은 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(10)를 가열함과 동시에 이송하는 제1 가열부(110)를 포함한다.
상기 제1 가열부(110)는 상기 전극조립체(10)의 이송방향과 직교되는 제1 라인(X) 상에 배치되고 상기 전극조립체(10)를 1차 가열하는 제1 가열부재(111), 및 상기 제1 라인(X) 상에 배치되고 상기 제1 가열부재(111)에 의해 가열중인 상기 전극조립체(10)를 가압한 상태로 이송하는 제1 이송부재(112)를 포함한다.
여기서 상기 제1 가열부재(111)는 상기 제1 라인(X) 상에 1개가 배치되고, 상기 제1 이송부재(112)는 상기 제1 라인(X) 상에 위치한 1개의 상기 제1 가열부재(111) 양쪽 측부에 각각 배치된다.
그리고 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛(100)은 제1 가열부(110)를 통과한 전극조립체(10)를 가열하는 제2 가열부(120)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 가열부(120)는 상기 제2 라인(Y) 상에 배치되되 상기 제1 이송부재(112)를 통과한 상기 전극조립체(10)를 가열하는 제2 가열부재(121), 및 상기 제2 라인(Y) 상에 배치되되 상기 제1 가열부재(111)를 통과한 가열된 상기 전극조립체(10)를 가압한 상태로 이송하는 제2 이송부재(122)를 포함한다.
즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛(100)의 제1 가열부(110)와 제2 가열부(120)는 앞에서 설명한 제1 실시예에 따라 전극조립체 가열유닛(100)에 포함된 제1 가열부 및 제2 가열부와 반대로 배치한 구조를 가진다.
따라서 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛(100)은 제1 가열부(110)와 제2 가열부(120)를 새롭게 배치할 수 있으며, 이에 따라 호환성과 사용성을 높일 수 있다.
[본 발명의 제4 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛]
본 발명의 제4 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛(100)은 도 9에 도시되어 있는 것과 같이, 전극조립체(10)를 가열함과 동시에 이송하는 제1 가열부(110)를 포함한다.
상기 제1 가열부(110)는 상기 전극조립체(10)의 이송방향과 직교되는 제1 라인(X) 상에 배치되고 상기 전극조립체(10)를 1차 가열하는 제1 가열부재(111), 및 상기 제1 라인(X) 상에 배치되고 상기 제1 가열부재(111)에 의해 가열중인 상기 전극조립체(10)를 가압한 상태로 이송하는 제1 이송부재(112)를 포함한다.
여기서 상기 제1 가열부재(111)는 상기 제1 라인(X)을 통과하는 상기 전극조립체(10)의 일측 단부를 가열하고, 상기 제1 이송부재(112)는 상기 제1 라인(X) 상에 위치한 상기 전극조립체(10)의 타측 단부를 가압한 상태로 이송한다.
그리고 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛(100)은 제1 가열부(110)를 통과한 전극조립체(10)를 가열하는 제2 가열부(120)를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 가열부(120)는 상기 제2 라인(Y)을 통과하는 상기 전극조립체(10)의 타측 단부를 가열하는 제2 가열부재(121), 및 상기 제2 라인(Y)를 통과하는 상기 전극조립체(10)의 일측 단부를 가압한 상태로 이송하는 제2 이송부재(122)를 포함한다.
따라서 본 발명의 제4 실시예에 따른 전극조립체 가열유닛(100)은 상기 전극조립체(10)의 일측단부와 타측단부를 가열하거나 또는 가압한 상태로 이송하는 구조로 설정할 수도 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.
100: 전극조립체 가열유닛
110: 제1 가열부
111: 제1 가열부재
112: 제1 이송부재
120: 제2 가열부
121: 제2 가열부재
122: 제2 이송부재

Claims (15)

  1. 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제1 가열부를 포함하며,
    상기 제1 가열부는,
    상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제1 라인 상에 배치되고, 상기 전극조립체를 1차 가열하는 제1 가열부재; 및
    상기 제1 라인 상에 배치되고, 상기 제1 가열부재에 의해 가열중인 상기 전극조립체를 가압한 상태로 이송하는 제1 이송부재를 포함하는 전극조립체 가열유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 가열부재는, 상기 제1 라인 상에 2개 이상 배치되고,
    상기 제1 이송부재는, 상기 제1 라인 상에 위치한 2개 이상의 상기 제1 가열부재들 사이에 배치되는 전극조립체 가열유닛.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 가열부재는, 상기 제1 라인 상에 1개가 배치되고,
    상기 제1 이송부재는, 상기 제1 라인 상에 위치한 1개의 상기 제1 가열부재 양쪽 측부에 각각 배치되는 전극조립체 가열유닛.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 이송부재는,
    2개의 제1 롤러와,
    상기 2개의 제1 롤러에 감기고 상기 제1 롤러 회전시 상기 전극조립체를 가압한 상태로 강제로 이송하는 제1 벨트를 포함하는 전극조립체 가열유닛.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 가열부는, 상기 제1 벨트에 의해 가압되는 상기 전극조립체의 표면을 가열하는 제1 보조가열부재를 더 포함하는 전극조립체 가열유닛.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 가열부를 통과한 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제2 라인 상에 배치되고, 상기 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제2 가열부를 더 포함하는 전극조립체 가열유닛.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제2 가열부는,
    상기 제2 라인 상에 배치되되, 상기 제1 이송부재를 통과한 상기 전극조립체를 가열하는 제2 가열부재; 및
    상기 제2 라인 상에 배치되되, 상기 제1 가열부재를 통과한 가열된 상기 전극조립체를 가압한 상태로 이송하는 제2 이송부재를 포함하는 전극조립체 가열유닛.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 이송부재는,
    2개의 제2 롤러와,
    상기 2개의 제2 롤러에 감기고 상기 2개의 제2 롤러 회전시 상기 전극조립체를 가압한 상태로 강제로 이송하는 제2 벨트를 포함하는 전극조립체 가열유닛.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 가열부는, 상기 제2 벨트에 의해 가압된 상기 전극조립체의 표면을 가열하는 제2 보조가열부재를 더 포함하는 전극조립체 가열유닛.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 라인 상에 배치된 제1 가열부재 및 제1 이송부재를 포함한 제1 가열부의 전폭과, 상기 제2 라인 상에 배치된 제2 가열부재 및 제2 이송부재를 포함한 제2 가열부의 전폭은 동일하되,
    상기 제2 가열부재의 전폭은 상기 제1 이송부재의 전폭 보다 크게 형성되고, 상기 제2 이송부재의 전폭은 상기 제1 가열부재의 전폭 보다 작게 형성되는 전극조립체 가열유닛.
  11. 전극조립체를 공급하는 공급유닛;
    상기 공급유닛에 의해 공급된 상기 전극조립체를 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 전극조립체 가열유닛;
    상기 전극조립체 가열유닛에 의해 가열된 상기 전극조립체를 압연하여 접합하는 라미네이션유닛을 포함하며,
    상기 전극조립체 가열유닛은, 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제1 가열부를 포함하고,
    상기 제1 가열부는,
    상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제1 라인 상에 배치되고, 상기 전극조립체를 1차 가열하는 제1 가열부재; 및
    상기 제1 라인 상에 배치되고, 상기 제1 가열부재에 의해 가열중인 상기 전극조립체를 가압한 상태로 이송하는 제1 이송부재를 포함하는 라미네이션장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 전극조립체 가열유닛은, 상기 제1 가열부를 통과한 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제2 라인 상에 배치되고, 상기 전극조립체를 가열함과 동시에 이송하는 제2 가열부를 더 포함하는 라미네이션장치.
  13. 전극조립체를 공급하는 전극조립체 공급단계(S10);
    상기 전극조립체 공급단계(S10)에 의해 공급된 전극조립체를 전극조립체 가열유닛으로 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 전극조립체 가열단계(S20); 및
    상기 전극조립체 가열단계(S20)에 의해 가열 및 이송된 전극조립체를 압연하여 접합하는 전극조립체 접합단계(S30)를 포함하는 라미네이션방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 전극조립체 가열단계(S20)는, 상기 전극조립체 공급단계(S10)에 의해 공급된 전극조립체를 상기 전극조립체 가열유닛의 제1 가열부로 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 제1 가열공정을 포함하고,
    상기 제1 가열공정에서 상기 제1 가열부는 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제1 라인 상에 배치되면서 상기 전극조립체를 1차 가열하는 제1 가열부재와, 상기 제1 라인 상에 배치되면서 상기 제1 가열부재에 의해 가열중인 상기 전극조립체를 이송하는 제1 이송부재를 포함하는 라미네이션방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 전극조립체 가열단계(S20)는, 상기 제1 가열공정을 통과한 전극조립체를 상기 전극조립체 가열유닛의 제2 가열부로 가열함과 동시에 가압한 상태로 이송하는 제2 가열공정을 더 포함하고,
    상기 제2 가열공정에서 상기 제2 가열부는 상기 제1 가열부를 통과한 상기 전극조립체의 이송방향과 직교되는 제2 라인 상에 배치되면서 상기 제1 이송부재를 통과하는 상기 전극조립체의 표면을 가열하는 제2 가열부재와, 상기 제2 라인 상에 배치되면서 상기 제2 가열부재를 통과한 상기 전극조립체를 가압한 상태로 이송하는 제2 이송부재를 포함하는 라미네이션방법.
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