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KR20230052706A - Laminating Method of Electrode Assembly for Lithium Secondary Battery and Apparatus thereof - Google Patents

Laminating Method of Electrode Assembly for Lithium Secondary Battery and Apparatus thereof Download PDF

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Publication number
KR20230052706A
KR20230052706A KR1020210136050A KR20210136050A KR20230052706A KR 20230052706 A KR20230052706 A KR 20230052706A KR 1020210136050 A KR1020210136050 A KR 1020210136050A KR 20210136050 A KR20210136050 A KR 20210136050A KR 20230052706 A KR20230052706 A KR 20230052706A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode assembly
gripper
lamination
laminating
fixing
Prior art date
Application number
KR1020210136050A
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Korean (ko)
Inventor
성인혁
가경륜
김민지
이지수
이승현
김혜원
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

According to the present invention, provided are a method for laminating an electrode assembly for a lithium secondary battery and a device thereof, wherein the method includes: a step of fixing an electrode assembly by a gripper; a first lamination step of laminating a second unit excluding the first unit of the electrode assembly where the gripper is positioned; a step of removing the gripper; and a second lamination step of laminating the first unit of the electrode assembly where the gripper is positioned.

Description

리튬 이차전지용 전극 조립체 라미네이션 방법 및 이의 장치{Laminating Method of Electrode Assembly for Lithium Secondary Battery and Apparatus thereof}[0001] Laminating Method of Electrode Assembly for Lithium Secondary Battery and Apparatus Its

본 발명은 전극 조립체 라미네이션 방법 및 이의 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode assembly lamination method and an apparatus thereof.

화석연료 사용의 급격한 증가로 인하여 대체 에너지, 청정 에너지의 사용에 대한 요구가 증가하고 있으며, 그 일환으로 가장 활발하게 연구되고 있는 분야가 전기화학을 이용한 발전, 축전 분야이다.Due to the rapid increase in the use of fossil fuels, the demand for the use of alternative energy and clean energy is increasing, and as part of this, the most actively researched areas are power generation and storage using electrochemistry.

현재 이러한 전기화학적 에너지를 이용하는 전기화학 소자의 대표적인 예로 이차전지를 들 수 있으며, 점점 더 그 사용 영역이 확대되고 있는 추세이다. Currently, a secondary battery is a representative example of an electrochemical device using such electrochemical energy, and its use area is gradually expanding.

최근에는 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 카메라 등의 휴대용 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 작동 전위를 나타내고 사이클 수명이 길며 자기방전율이 낮은 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해져 왔고, 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.Recently, as technology development and demand for portable devices such as portable computers, mobile phones, and cameras increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing, and among such secondary batteries, they exhibit high energy density and operating potential and cycle life. A lot of research has been done on this long and low self-discharge rate lithium secondary battery, and it is also commercialized and widely used.

또한, 환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라, 대기 오염의 주요 원인의 하나인 가솔린 차량, 디젤 차량 등 화석 연료를 사용하는 차량을 대체할 수 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등에 대한 연구가 많이 진행되고 있다. 이러한 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 동력원으로는 주로 니켈 수소금속 이차전지가 사용되고 있지만, 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지를 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 일부 상용화 단계에 있다.In addition, as interest in environmental issues grows, research on electric vehicles and hybrid electric vehicles that can replace vehicles using fossil fuels such as gasoline vehicles and diesel vehicles, which are one of the main causes of air pollution, is being conducted. there is. Nickel metal hydride secondary batteries are mainly used as a power source for electric vehicles and hybrid electric vehicles, but studies using lithium secondary batteries with high energy density and discharge voltage are being actively conducted, and some commercialization is in progress.

이러한 리튬 이차전지는 전극조립체가 이차전지 케이스에 내장된 구조로 이루어져 있고, 상기 전극조립체는 구조적으로, 양극 시트, 음극 시트, 분리필름을 권취하여 제조하는 젤리롤형 전극조립체, 단위 양극, 단위 음극, 및 분리막을 적층하는 적층형 전극조립체, 단위 전극, 바이셀, 풀셀 또는 모노셀 등의 단위셀을 분리필름으로 권취하는 스택/폴딩형 전극조립체, 상기 단위 전극이나 상기 단위셀을 분리필름으로 권취하되, 지그재그 형으로 권취하는 지그재그형 전극조립체, 및 상기 단위 전극이나 상기 단위셀을 적층하여 라미네이션 하는 스택/라미네이션형 전극조립체로 구분된다.Such a lithium secondary battery has a structure in which an electrode assembly is embedded in a secondary battery case, and the electrode assembly is structurally a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, a jelly roll-type electrode assembly manufactured by winding a separator film, a unit positive electrode, a unit negative electrode, And a stacked/folding type electrode assembly in which a separator is laminated, a unit electrode, a unit cell such as a bi-cell, a full cell, or a mono cell is wound with a separator film, and the unit electrode or the unit cell is wound with a separator film, It is divided into a zigzag type electrode assembly that is wound in a zigzag shape, and a stack/lamination type electrode assembly that laminates and laminates the unit electrodes or the unit cells.

이때, 상기 스택/폴딩형 전극조립체, 지그재그형 전극조립체 등은 분리필름으로 단위셀들을 권취하는 폴딩 공정 이후에 이들이 서로 접착되게 하기 위한 라미네이션 공정이 수행된다. 이때, 상기 권취가 완료된 전극 조립체는 그립퍼에 의해 고정되어 운반되고, 상기 라미네이션 공정은 그립퍼로 전극 조립체를 고정시킨 상태로 그립퍼를 제외한 면적에 프레스를 수행하는 제1 프레스 공정 및 이후 그립퍼를 제거하고, 전극 조립체 전체 면적에 프레스를 수행하는 제2 프레스 공정으로 수행된다.At this time, the stack/folding type electrode assembly, the zigzag type electrode assembly, and the like are subjected to a folding process of winding unit cells with a separation film, followed by a lamination process for adhering them to each other. At this time, the rolled electrode assembly is fixed and transported by a gripper, and the lamination process includes a first press process of performing a press on an area excluding the gripper in a state in which the electrode assembly is fixed with the gripper, and then removing the gripper, It is performed as a second press process in which pressing is performed on the entire area of the electrode assembly.

이러한, 제조방법을 도 1에 도시하였다.This manufacturing method is shown in Figure 1.

도 1을 참조하면, 전극 조립체(10)가 그립퍼(20)에 의해 고정된다. 이때 그립퍼(20)은 전극 조립체(10)를 고정하는 둘 이상의 가지부들(21)과, 전극 조립체(10)의 외측에서 가지부들(21)을 연결하는 골격부(22)로 이루어져, 전극 조립체(10)는 가지부들(21)에 의해 고정된다.Referring to FIG. 1 , the electrode assembly 10 is fixed by the gripper 20 . At this time, the gripper 20 is composed of two or more branch parts 21 fixing the electrode assembly 10 and a skeleton part 22 connecting the branch parts 21 from the outside of the electrode assembly 10, so that the electrode assembly ( 10) is fixed by the branches 21.

이후, 이러한 전극 조립체(10)에서 그립퍼(20)의 가지부들(21)이 위치하지 않는 제2 부위(A2)에 제1 프레스기(130)가 열과 안력을 인가하여 라미네이션 한다.Thereafter, in the electrode assembly 10, the first press machine 130 applies heat and eye pressure to the second portion A2 where the branch portions 21 of the gripper 20 are not located to perform lamination.

이후, 그립퍼(20)가 제거되고, 다시 전극 조립체(10)의 전면에 대해 제2 프레스기(40)이 열과 압력을 인가하여 라미네이션 한다.Thereafter, the gripper 20 is removed, and the second press machine 40 applies heat and pressure to the front surface of the electrode assembly 10 to perform lamination.

그러나, 이와 같이 라미네이션 공정을 수행하는 경우, 제1 프레스기(30)에 의해 라미네이션된 제2 부위(A2)는, 이후 제2 프레스기(40)에 의해 다시 한번 라미네이션되므로 총 2회 라미네이션 되는 반면, 그립퍼(20)가 위치했던 전극 조립체(10)의 제1 부위(A1)는 제2 프레스기(40)에 의한 총 1회 라미네이션만 수행되므로, 제1 부위(A1)와 제2 부위(A2)가 서로 불균일한 열/압력의 인가를 받게 되고, 이에 따라 이후 전해액 주액 특성 및 분리막 압축률 등 공정성 및 물성 불균일성이 야기되는 문제가 있었다.However, when the lamination process is performed in this way, the second portion A2 laminated by the first press machine 30 is laminated once again by the second press machine 40, so that it is laminated a total of two times, whereas the gripper Since the first portion A1 of the electrode assembly 10 where 20 is located is only subjected to lamination once by the second press machine 40, the first portion A1 and the second portion A2 are mutually related to each other. It is subjected to the application of non-uniform heat / pressure, and accordingly, there is a problem in that processability and physical property non-uniformity such as electrolyte injection characteristics and separator compression ratio are caused.

따라서, 이러한 문제를 해결할 수 있는 공정 기술 개발이 절실한 실정이다.Therefore, there is an urgent need to develop a process technology capable of solving these problems.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 전극 조립체 모든 면적에 균일한열과 압력을 인가하여 라미네이션을 수행함으로써, 위치에 따른 물성 불균일을 억제할 수 있는 리튬 이차전지용 전극 조립체 라미네이션 방법 및 이의 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, by applying uniform heat and pressure to all areas of the electrode assembly to perform lamination, thereby suppressing non-uniformity in physical properties depending on the position, a method for laminating an electrode assembly for a lithium secondary battery and an apparatus thereof intended to provide

본 발명의 일 구현에예 따르면, 상기 전극 조립체는 그립퍼에 의해 고정되는 단계;According to one embodiment of the present invention, the electrode assembly is fixed by a gripper;

상기 그립퍼가 위치하는 상기 전극 조립체의 제1 부위를 제외한 제2 부위를 라미네이션하는 제1 라미네이션 단계;a first lamination step of laminating a second portion of the electrode assembly except for the first portion where the gripper is located;

상기 그립퍼를 제거하는 단계; 및removing the gripper; and

상기 그립퍼가 위치했던 상기 전극 조립체의 제1 부위를 라미네이션하는 제2 라미네이션 단계를 포함하는 전극 조립체 라미네이션 방법이 제공된다.An electrode assembly lamination method including a second lamination step of laminating a first portion of the electrode assembly where the gripper is located is provided.

여기서, 상기 그립퍼는 상기 그립퍼는 상기 전극 조립체의 제1 부위와 제2 부위가 교번 배열되는 패턴 형상을 가지도록 상기 전극 조립체를 고정하는 구조일 수 있다.Here, the gripper may have a structure for fixing the electrode assembly to have a pattern shape in which a first part and a second part of the electrode assembly are alternately arranged.

구체적으로, 상기 그립퍼는 상기 전극 조립체를 고정하는 둘 이상의 가지부들과, 상기 전극 조립체의 외측에서 상기 가지부들을 연결하는 골격부를 포함하는 구조일 수 있으며, 이때, 상기 그립퍼의 가지부들과 골결부는 모두 막대 형상일 수 있다.Specifically, the gripper may have a structure including two or more branch parts for fixing the electrode assembly and a skeleton part for connecting the branch parts from the outside of the electrode assembly. All may be bar-shaped.

한편, 상기 제1 라미네이션 및 제2 라미네이션은, 각각 상기 제2 부위 및 제1 부위에 열과 압력을 인가하는 공정일 수 있다.Meanwhile, the first lamination and the second lamination may be a process of applying heat and pressure to the second portion and the first portion, respectively.

이때, 상기 제1 라미네이션 및 제2 라미네이션은 서로 동일한 열과 압력으로 인가될 수 있고, 각각의 단계에서, 열과 압력의 인가는 동시에 이루어질 수 있다.In this case, the first lamination and the second lamination may be applied with the same heat and pressure, and in each step, the heat and pressure may be applied simultaneously.

또한, 인가되는 열의 온도는 40℃ 내지 100℃일 수 있다.In addition, the temperature of the applied heat may be 40 °C to 100 °C.

한편, 상기 전극 조립체는 시트형의 분리 필름이 단위 전극 또는 단위셀을 지그재그 형식으로 감싸는 ZZS(Zig-Zag Separator) 전극 조립체일 수 있으며, 여기서, 상기 단위셀은 하나의 전극과 분리막이 적층된 형태의 모노셀, 서로 다른 극성의 전극이 양단에 위치하도록 분리막을 사이에 개재하여 적층된 형태의 풀셀, 및 서로 같은 극성의 전극이 양단에 위치하도록 분리막을 사이에 개재하여 적층된 형태의 바이셀로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.On the other hand, the electrode assembly may be a ZZS (Zig-Zag Separator) electrode assembly in which a sheet-type separation film surrounds a unit electrode or unit cell in a zigzag form, wherein the unit cell is a stacked form of one electrode and a separator. It consists of a mono cell, a full cell stacked with a separator interposed so that electrodes of different polarities are located at both ends, and a bi-cell stacked with a separator interposed so that electrodes of the same polarity are located at both ends. It may contain one or more selected from the group.

더 나아가, 본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 리튬 이차전지용 전극 조립체를 라미네이션 장치로서,Furthermore, according to another embodiment of the present invention, the electrode assembly for a lithium secondary battery as a lamination device,

상기 전극 조립체를 고정하는 그립퍼;a gripper fixing the electrode assembly;

상기 그립퍼가 상기 전극 조립체를 고정한 상태에서 상기 그립퍼가 위치하는 상기 전극 조립체의 제1 부위를 제외한 제2 부위를 라미네이션하는 제1 프레스기;a first press machine for laminating a second portion of the electrode assembly except for the first portion where the gripper is located while the gripper is fixing the electrode assembly;

상기 그립퍼가 상기 전극 조립체에서 제거된 상태에서 상기 제1 부위를 라미네이션하는 제2 프레스기를 포함하는 라미네이션 장치가 제공된다.A lamination apparatus including a second press machine for laminating the first portion in a state in which the gripper is removed from the electrode assembly is provided.

여기서, 상기 그립퍼는 상기 전극 조립체를 고정하는 둘 이상의 가지부들과, 상기 전극 조립체의 외측에서 상기 가지부들을 연결하는 골격부를 포함하는 구조로 이루어질 수 있다.Here, the gripper may have a structure including two or more branch parts for fixing the electrode assembly and a skeleton part for connecting the branch parts at the outside of the electrode assembly.

또한, 상기 제1 프레스기는 상기 전극 조립체의 제2 부위에 열과 압력을 인가하는 구조로 이루어지고, 상기 제2 프레스기는 상기 전극 조립체의 제1 부위에 열과 압력을 인가하는 구조로 이루어질 수 있다.In addition, the first press may have a structure for applying heat and pressure to the second portion of the electrode assembly, and the second press may have a structure for applying heat and pressure to the first portion of the electrode assembly.

본 발명에 따르면, 전극 조립체 전체 면적에 대해 균일하게 라미네이션이 수행되므로, 주액 특성 및 분리막 압축률 등 공정성 및 물성 불균일 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since lamination is performed uniformly over the entire area of the electrode assembly, problems such as injection characteristics and non-uniformity in physical properties such as separator compression ratio can be solved.

도 1은 종래 리튬 이차전지용 전극 조립체의 라미네이션 방법을 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차전지용 전극 조립체의 라미네이션 방법을 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 전극 조립체의 단면 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a conventional lamination method of an electrode assembly for a lithium secondary battery.
2 is a schematic diagram showing a lamination method of an electrode assembly for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic cross-sectional view of an electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid understanding of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Terms used in this specification are only used to describe exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this specification, terms such as "comprise", "comprise" or "having" are intended to indicate that there is an embodied feature, number, step, component, or combination thereof, but one or more other features or It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, components, or combinations thereof is not precluded.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 리튬 이차전지용 전극 조립체를 라미네이션하는 방법으로서,According to one embodiment of the present invention, as a method of laminating an electrode assembly for a lithium secondary battery,

상기 전극 조립체는 그립퍼에 의해 고정되는 단계;fixing the electrode assembly by a gripper;

상기 그립퍼가 위치하는 상기 전극 조립체의 제1 부위를 제외한 제2 부위를 라미네이션하는 제1 라미네이션 단계;a first lamination step of laminating a second portion of the electrode assembly except for the first portion where the gripper is located;

상기 그립퍼를 제거하는 단계; 및removing the gripper; and

상기 그립퍼가 위치했던 상기 전극 조립체의 제1 부위를 라미네이션하는 제2 라미네이션 단계를 포함하는 전극 조립체 라미네이션 방법이 제공된다.An electrode assembly lamination method including a second lamination step of laminating a first portion of the electrode assembly where the gripper is located is provided.

또한, 본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, In addition, according to another embodiment of the present invention,

리튬 이차전지용 전극 조립체를 라미네이션 장치로서,An electrode assembly for a lithium secondary battery as a lamination device,

상기 전극 조립체를 고정하는 그립퍼;a gripper fixing the electrode assembly;

상기 그립퍼가 상기 전극 조립체를 고정한 상태에서 상기 그립퍼가 위치하는 상기 전극 조립체의 제1 부위를 제외한 제2 부위를 라미네이션하는 제1 프레스기;a first press machine for laminating a second portion of the electrode assembly except for the first portion where the gripper is located while the gripper is fixing the electrode assembly;

상기 그립퍼가 상기 전극 조립체에서 제거된 상태에서 상기 제1 부위를 라미네이션하는 제2 프레스기를 포함하는 라미네이션 장치가 제공된다.A lamination apparatus including a second press machine for laminating the first portion in a state in which the gripper is removed from the electrode assembly is provided.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 구현예를 기초로 본 발명에 따른 라미네이션 방법과 이의 장치를 함께 설명하기로 한다.Hereinafter, a lamination method and a device thereof according to the present invention will be described together based on preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

구체적으로, 도 2에는 본 발명의 일 구현예에 따른 리튬 이차전지용 전극 조립체의 라미네이션 방법을 장치와 함께 순서에 따라 모식적으로 도시하였다.Specifically, FIG. 2 schematically shows a method of lamination of an electrode assembly for a lithium secondary battery according to an embodiment of the present invention together with an apparatus in order.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 리튬 이차전지용 전극 조립체를 라미네이션하는 방법은, 먼저, 전극 조립체가(110) 그립퍼(120)에 의해 고정되는 단계(a), 그립퍼(120)가 위치하는 전극 조립체(110)의 제1 부위(S1)를 제외한 제2 부위(S2)를 라미네이션하는 제1 라미네이션 단계(b), 그립퍼(120)를 제거하는 단계(c) 및 그립퍼(120)가 위치했던 전극 조립체(110)의 제1 부위(S1)를 라미네이션하는 제2 라미네이션 단계(d)를 포함한다.Referring to FIG. 2 , in the method of laminating the electrode assembly for a lithium secondary battery according to the present invention, first, step (a) of fixing the electrode assembly 110 by the gripper 120, the electrode on which the gripper 120 is located A first lamination step (b) of laminating the second part (S2) of the assembly 110 except for the first part (S1), a step (c) of removing the gripper 120, and the electrode where the gripper 120 was located. A second lamination step (d) of laminating the first portion S1 of the assembly 110 is included.

이하에서는 각각의 단계를 보다 상세히 설명한다.Each step is described in more detail below.

먼저, 제조된 전극 조립체(110)는 그립퍼(120)에 의해 고정되어 라미네이션하기 위해 이동된다(단계 (a)).First, the manufactured electrode assembly 110 is fixed by the gripper 120 and moved for lamination (step (a)).

이때, 전극 조립체(110)은 종래 알려진 구성이라면 한정되지는 아니하나, 양극 시트, 음극 시트, 분리필름을 권취하여 제조하는 젤리롤형 전극조립체, 단위 양극, 단위 음극, 및 분리막을 적층하는 적층형 전극 조립체, 단위 전극, 또는 바이셀, 풀셀 또는 모노셀 등의 단위셀을 시트형의 분리 필름으로 권취하는 스택/폴딩형 전극 조립체, 상기 단위 전극이나 상기 단위셀을 시트형의 분리 필름이 지그재그 형식으로 감싸는 ZZS(Zig-Zag Separator) 전극 조립체, 및 상기 단위 전극이나 상기 단위셀을 적층하여 라미네이션 하는 스택/라미네이션형 전극 조립체일 수 있으며, 상세하게는, 스택/폴딩형 전극 조립체 또는 ZZS(Zig-Zag Separator) 전극 조립체일 수 있고, 더욱 상세하게는, 단위 전극이나 단위셀이 폴딩되거나 적층된 상태에서 움직일 수 있어, 그립퍼로 고정 이동이 필수적인 ZZS 전극 조립체일 수 있다.At this time, the electrode assembly 110 is not limited as long as it has a conventionally known configuration, but a jelly roll type electrode assembly manufactured by winding a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, and a separator film, and a laminated electrode assembly in which unit positive electrodes, unit negative electrodes, and separators are stacked. , A stack / folding type electrode assembly in which unit electrodes, or unit cells such as bicells, full cells, or monocells are wound with a sheet-type separation film, ZZS in which a sheet-type separation film wraps the unit electrodes or unit cells in a zigzag form ( It may be a Zig-Zag Separator) electrode assembly, and a stack/lamination type electrode assembly in which the unit electrodes or the unit cells are stacked and laminated. Specifically, a stack/folding type electrode assembly or a ZZS (Zig-Zag Separator) electrode. It may be an assembly, and more specifically, it may be a ZZS electrode assembly in which unit electrodes or unit cells are movable in a folded or stacked state, and fixed movement with a gripper is essential.

이러한 ZZS 전극 조립체(110)의 단면도를 도 3에 모식적으로 도시하였다.A cross-sectional view of the ZZS electrode assembly 110 is schematically shown in FIG. 3 .

도 3을 참조하면, ZZS 전극 조립체(110)는 단위 전극이나 단위셀들(111, 112,113, 114)이 시트형의 분리 필름(115)으로 지그재그 형식으로 감싸진 구조로 이루어질 수 있다. 따라서, 분리 필름(115)으로 감싸지지 않은 부분을 포함하여 ZZS 전극 조립체(110)를 라미네이션 하기 위해서는 먼저, 전극 조립체(110)를 그립퍼(120)로 고정하는 단계가 필요하다.Referring to FIG. 3 , the ZZS electrode assembly 110 may have a structure in which unit electrodes or unit cells 111, 112, 113, and 114 are wrapped with a sheet-like separation film 115 in a zigzag pattern. Therefore, in order to laminate the ZZS electrode assembly 110 including the portion not covered by the separation film 115, first, a step of fixing the electrode assembly 110 with the gripper 120 is required.

한편, 다시 도 2를 참조하면, 그립퍼(120) 역시, 전극 조립체(110)을 고정시킬 수 있는 형태라면 한정되지 아니하나, 예를 들어, 전극 조립체(110)의 제1 부위(S1)과 제2 부위(S2)가 교번 배열되는 패턴 형상을 가지도록 전극 조립체(110)를 고정하는 구조일 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 2 again, the gripper 120 is not limited as long as it can fix the electrode assembly 110, but, for example, the first part S1 and the second part S1 of the electrode assembly 110 It may be a structure in which the electrode assembly 110 is fixed so that the two parts S2 have a pattern shape in which they are alternately arranged.

여기서, 패턴 형상은 다양한 형상이 모두 적용될 수 있으나, 상세하게는 선 형태의 패턴 형상일 수 있다.Here, various shapes may all be applied to the pattern shape, but in detail, it may be a line-shaped pattern shape.

더욱 구체적으로, 그립퍼(120)는 전극 조립체(110)를 고정하는 둘 이상의 가지부들(121)과, 전극 조립체(110)의 외측에서 가지부들(121)을 연결하는 골격부(122)를 포함하는 구조를 가질 수 있으며, 이 때, 가지부들(121)과 골격부(122)는 모두 막대 형상일 수 있다.More specifically, the gripper 120 includes two or more branch parts 121 fixing the electrode assembly 110 and a skeleton part 122 connecting the branch parts 121 from the outside of the electrode assembly 110. It may have a structure, and at this time, both the branch parts 121 and the skeleton part 122 may have a rod shape.

따라서, 전극 조립체(110)가 가지부들(121)에 의해 고정되는 부분은 제1 부위(S1)에 해당되고, 가지부들(121)에 의해 고정되지 않고, 노출되는 부분은 제2 부위에 해당되어, 제1 부위와 제2 부위가 교번 배열되어 나타나는 패턴 형상을 가질 수 있다.Therefore, the part where the electrode assembly 110 is fixed by the branch parts 121 corresponds to the first part S1, and the part that is not fixed and exposed by the branch parts 121 corresponds to the second part. , It may have a pattern shape in which the first and second parts are alternately arranged.

이와 같이, 그립퍼(120)에 의해 전극 조립체(110)가 고정된 후에, 그립퍼(120)가 위치하는 전극 조립체(110)의 제1 부위(S1)을 제외한 제2 부위(S2)를 라미네이션하는 제1 라미네이션이 수행된다((단계 (b)).In this way, after the electrode assembly 110 is fixed by the gripper 120, the second portion S2 of the electrode assembly 110, where the gripper 120 is located, except for the first portion S1, is laminated. 1 lamination is performed ((step (b)).

구체적으로, 제1 라미네이션은 전극 조립체(110)가 그립퍼(120)에 고정된 상태에서 전극 조립체(110)의 제2 부위(S2)에 제1 프레스기(130)에 의해 열과 압력을 인가하는 방식으로 수행된다.Specifically, the first lamination is performed by applying heat and pressure to the second region S2 of the electrode assembly 110 by the first press machine 130 while the electrode assembly 110 is fixed to the gripper 120. is carried out

따라서, 제1 프레스기(130)는 제2 부위(S2)에 열과 압력을 인가할 수 있는 구조로 이루어져 있고, 그립퍼(120)와 겹치지 않는 범위에서 그립퍼(120)와 유사하게 가지부들과 골격부를 포함하는 구조를 가진다. 다만, 제2 부위(S2)에 열과 압력을 인가할 수 있는 구조라면, 상기 구조에 한정되는 것은 아니다.Therefore, the first press machine 130 has a structure capable of applying heat and pressure to the second part S2, and includes branch parts and a skeleton part similar to the gripper 120 within a range that does not overlap with the gripper 120. has a structure that However, as long as it is a structure capable of applying heat and pressure to the second region S2, it is not limited to the above structure.

제1 프레스(130)에 의한 열과 압력의 인가는 개별적, 순차적으로 수행될 수도 있으나, 상세하게는 동시에 이루어질 수 있다.The application of heat and pressure by the first press 130 may be performed individually and sequentially, but may be performed simultaneously in detail.

이때, 제1 라미네이션 압력은 각각의 이차전지에 요구되는 사양에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 인가되는 열의 온도는 인가되는 열의 온도는 40℃ 내지 100℃일 수 있다.In this case, the first lamination pressure may be appropriately selected according to specifications required for each secondary battery, and the temperature of the applied heat may be 40° C. to 100° C.

상기 범위를 벗어나, 인가되는 열의 온도가 너무 낮은 경우, 분리 필름과 단위 전극 또는 단위셀간의 접착이 잘 이루어지지 않아 조립공정성에 문제가 있고, 너무 높은 경우 전극 구성, 특히 분리막의 열수축 등이 발생할 수 있는 바, 바람직하지 않다.Outside of the above range, if the temperature of the applied heat is too low, adhesion between the separator film and the unit electrode or unit cell is not well formed, resulting in problems in assembly fairness. As it is, it is not desirable.

이와 같이, 제1 라미네이션이 수행된 후에는, 그립퍼(120)를 전극 조립체(110)로부터 제거한다(단계 (c)).In this way, after the first lamination is performed, the gripper 120 is removed from the electrode assembly 110 (step (c)).

이미, 제1 라미네이션에 의해 전극 조립체(110)의 제2 부위(S2)에서 전극 조립체(110)의 구성요소들이 접착된 상태이므로, 그립퍼(120)를 제거하더라도, 전극 조립체(110)의 형태는 유지될 수 있다.Since the components of the electrode assembly 110 are already attached at the second portion S2 of the electrode assembly 110 by the first lamination, even if the gripper 120 is removed, the shape of the electrode assembly 110 remains unchanged. can be maintained

다음으로, 본 발명에 따르면, 그립퍼(120)가 위치했던 전극 조립체(110)의 제1 부위(S1)를 라미네이션하는 제2 라미네이션이 수행된다(단계 (d)).Next, according to the present invention, second lamination is performed to laminate the first portion S1 of the electrode assembly 110 where the gripper 120 is located (step (d)).

구체적으로, 제2 라미네이션은 그립퍼(120)에 의해 고정되었던 부위인 제1 부위(S1)에 대해 제2 프레스기(130)에 의해 열과 압력을 인가하는 방식으로 수행된다.Specifically, the second lamination is performed by applying heat and pressure by the second press machine 130 to the first portion S1, which is the portion fixed by the gripper 120.

따라서, 제2 프레스기(140)는, 종래 전극 조립체의 전 면적에 대해 제2 라미네이션을 수행하는 것과 달리 그립퍼(120) 고정 부위였던 제1 부위(S1)에 대해서만 라미네이션을 수행하므로, 제1 부위(S1)에만 열과 압력을 인가할 수 있는 구조로 이루어져 있고, 따라서, 그립퍼(120)와 겹치는 범위로 그립퍼(120)와 유사한 구조로서, 가지부들과 골격부를 가지는 구조일 수 있다. 다만, 제1 부위(S2)에 열과 압력을 인가할 수 있는 구조라면, 상기 구조에 한정되는 것은 아니다.Therefore, the second press machine 140 performs lamination only on the first portion S1, which was the fixed portion of the gripper 120, unlike conventionally performing second lamination on the entire area of the electrode assembly, so that the first portion ( It is made of a structure capable of applying heat and pressure only to S1), and thus has a structure similar to that of the gripper 120 in an overlapping range with the gripper 120, and may have a structure having branch parts and a skeleton part. However, as long as it is a structure capable of applying heat and pressure to the first portion S2, it is not limited to the above structure.

제2 프레스(140)에 의한 열과 압력의 인가 역시, 제1 프레스(130)와 같이 개별적, 순차적으로 수행될 수도 있으나, 상세하게는 동시에 이루어질 수 있다.The application of heat and pressure by the second press 140 may also be performed individually and sequentially as in the first press 130, but may be performed simultaneously in detail.

이때, 제2 라미네이션은 상기 제1 라미네이션의 압력 및 인가되는 온도와 동일한 열과 압력으로 인가될 수 있다. At this time, the second lamination may be applied with the same heat and pressure as the pressure and applied temperature of the first lamination.

이는, 본 발명의 목적이 제1 부위(S1)와 제2 부위(S2)에 동일한 압력과 열을 인가하여, 전극 조립체(110) 전체적으로 물성 불균일이 발생하는 것을 방지하고자 함이기 때문이며, 이에 따라 동일한 압력 및 열이 인가되어 전체적으로 균일한 물성을 가지는 전극 조립체(110)의 제조가 가능하다.This is because an object of the present invention is to apply the same pressure and heat to the first portion S1 and the second portion S2 to prevent occurrence of non-uniformity in physical properties of the electrode assembly 110 as a whole. It is possible to manufacture the electrode assembly 110 having uniform physical properties as a whole by applying pressure and heat.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above information.

110: 전극 조립체,
120: 그립퍼,
130: 제1 프레스기,
140: 제2 프레스기.110: electrode assembly,
120: gripper,
130: first press machine,
140: Second press machine.

Claims (13)

리튬 이차전지용 전극 조립체를 라미네이션하는 방법으로서,
상기 전극 조립체는 그립퍼에 의해 고정되는 단계;
상기 그립퍼가 위치하는 상기 전극 조립체의 제1 부위를 제외한 제2 부위를 라미네이션하는 제1 라미네이션 단계;
상기 그립퍼를 제거하는 단계; 및
상기 그립퍼가 위치했던 상기 전극 조립체의 제1 부위를 라미네이션하는 제2 라미네이션 단계를 포함하는 전극 조립체 라미네이션 방법.As a method of laminating an electrode assembly for a lithium secondary battery,
fixing the electrode assembly by a gripper;
a first lamination step of laminating a second portion of the electrode assembly except for the first portion where the gripper is located;
removing the gripper; and
and a second lamination step of laminating a first portion of the electrode assembly where the gripper is located. 제1항에 있어서,
상기 그립퍼는 상기 전극 조립체의 제1 부위와 제2 부위가 교번 배열되는 패턴 형상을 가지도록 상기 전극 조립체를 고정하는 구조인 전극 조립체 라미네이션 방법. According to claim 1,
The electrode assembly lamination method of claim 1, wherein the gripper has a structure for fixing the electrode assembly so that the first part and the second part of the electrode assembly have a pattern shape in which they are alternately arranged. 제1항에 있어서,
상기 그립퍼는 상기 전극 조립체를 고정하는 둘 이상의 가지부들과, 상기 전극 조립체의 외측에서 상기 가지부들을 연결하는 골격부를 포함하는 구조인 전극 조립체 라미네이션 방법.According to claim 1,
The electrode assembly lamination method of claim 1, wherein the gripper has a structure including two or more branch parts for fixing the electrode assembly and a skeleton part for connecting the branch parts from the outside of the electrode assembly. 제3항에 있어서,
상기 그립퍼의 가지부들과 골격부는 모두 막대 형상인 전극 조립체 라미네이션 방법.According to claim 3,
The electrode assembly lamination method of the gripper wherein both the branch parts and the skeleton part are bar-shaped. 제1항에 있어서,
상기 제1 라미네이션 및 제2 라미네이션은, 각각 상기 제2 부위 및 제1 부위에 열과 압력을 인가하는 공정인 전극 조립체 라미네이션 방법.According to claim 1,
The first lamination and the second lamination are processes of applying heat and pressure to the second portion and the first portion, respectively. 제5항에 있어서,
상기 제1 라미네이션 및 제2 라미네이션은, 서로 동일한 열과 압력으로 인가되는 것인 전극 조립체 라미네이션 방법.According to claim 5,
The first lamination and the second lamination are applied with the same heat and pressure as the electrode assembly lamination method. 제5항에 있어서,
상기 열과 압력의 인가는 동시에 이루어지는 전극 조립체 라미네이션 방법.According to claim 5,
The electrode assembly lamination method in which the heat and pressure are applied at the same time. 제5항에 있어서,
상기 인가되는 열의 온도는 40℃ 내지 100℃인 전극 조립체 라미네이션 방법.According to claim 5,
The electrode assembly lamination method wherein the temperature of the applied heat is 40 ° C to 100 ° C. 제1항에 있어서,
상기 전극 조립체는 시트형의 분리 필름이 단위 전극 또는 단위셀을 지그재그 형식으로 감싸는 ZZS(Zig-Zag Separator) 전극 조립체인 전극 조립체 라미네이션 방법.According to claim 1,
The electrode assembly is a Zig-Zag Separator (ZZS) electrode assembly in which a sheet-shaped separation film surrounds a unit electrode or unit cell in a zigzag form. Electrode assembly lamination method. 제9항에 있어서,
상기 단위셀은 하나의 전극과 분리막이 적층된 형태의 모노셀, 서로 다른 극성의 전극이 양단에 위치하도록 분리막을 사이에 개재하여 적층된 형태의 풀셀, 및 서로 같은 극성의 전극이 양단에 위치하도록 분리막을 사이에 개재하여 적층된 형태의 바이셀로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 전극 조립체 라미네이션 방법. According to claim 9,
The unit cell is a mono cell in which one electrode and a separator are stacked, a full cell in which electrodes of different polarities are stacked with a separator interposed therebetween so that electrodes of different polarities are located at both ends, and electrodes of the same polarity are located at both ends. An electrode assembly lamination method comprising at least one selected from the group consisting of bicells in a stacked form with a separator interposed therebetween. 리튬 이차전지용 전극 조립체를 라미네이션 장치로서,
상기 전극 조립체를 고정하는 그립퍼;
상기 그립퍼가 상기 전극 조립체를 고정한 상태에서 상기 그립퍼가 위치하는 상기 전극 조립체의 제1 부위를 제외한 제2 부위를 라미네이션하는 제1 프레스기;
상기 그립퍼가 상기 전극 조립체에서 제거된 상태에서 상기 제1 부위를 라미네이션하는 제2 프레스기를 포함하는 라미네이션 장치.An electrode assembly for a lithium secondary battery as a lamination device,
a gripper fixing the electrode assembly;
a first press machine for laminating a second portion of the electrode assembly except for the first portion where the gripper is located while the gripper is fixing the electrode assembly;
A lamination apparatus comprising a second press machine for laminating the first portion in a state in which the gripper is removed from the electrode assembly. 제11항에 있어서,
상기 그립퍼는 상기 전극 조립체를 고정하는 둘 이상의 가지부들과, 상기 전극 조립체의 외측에서 상기 가지부들을 연결하는 골격부를 포함하는 라미네이션 장치.According to claim 11,
The gripper includes two or more branch parts for fixing the electrode assembly, and a skeleton part for connecting the branch parts from the outside of the electrode assembly. 제11항에 있어서,
상기 제1 프레스기는 상기 전극 조립체의 제2 부위에 열과 압력을 인가하는 구조로 이루어지고, 상기 제2 프레스기는 상기 전극 조립체의 제1 부위에 열과 압력을 인가하는 구조로 이루어진 라미네이션 장치.According to claim 11,
The first press machine has a structure for applying heat and pressure to the second part of the electrode assembly, and the second press machine has a structure for applying heat and pressure to the first part of the electrode assembly.
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